KR101025841B1 - 무선 통신에서의 향상된 경로 손실 측정 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 트랜시버에 대한 업링크 전력 요구사항을 결정하는 방법은 프레임에서의 제 1 타임슬롯을 점유하는 비컨 신호로부터 측정값을 구하는 단계(106)와; 프레임에서의 제 2 타임슬롯을 점유하고 알려진 송신 신호 강도를 가진 하나 이상의 추가 채널로부터 측정값을 구하는 단계(108)와; 이 측정값을 이용하여 경로 손실 추정값을 결정하는 단계(110)를 포함한다.

Description

무선 통신에서의 향상된 경로 손실 측정{IMPROVED PATH LOSS MEASUREMENTS IN WIRELESS COMMUNICATIONS}

이하, 본 발명의 보다 자세한 이해를 위하여 바람직한 실시형태의 상세한 설명을, 첨부한 도면과 결합하여 예를들어 설명한다.

도 1은 복수의 타임슬롯을 가지는 통신 프레임.

도 2는 본 발명에 따라서 경로 손실 측정과 송신 전력 설정을 수행하기 위한 방법의 플로우도.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서 경로 손실 측정과 송신 전력설정을 수행하기 위한 방법의 플로우도.

본 발명은 일반적으로 무선 통신에서의 경로 손실 측정에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 수 개의 채널들을 이용해 경로 손실 측정값을 구하여 개방 루프 전력 제어를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

트랜시버에 대한 업링크(UL) 전력 요구사항의 결정시, 통상적으로, 수신 신호전력과 송신에 요구되는 전력 간에는 비례관계가 존재하기 때문에, 수신된 다운 링크(DL) 신호들을 조사한 다음, 적절한 UL 송신 전력에 요구되는 정보의 적어도 일부분을 추출하는 것이 가능하다. 트랜시버에서 수신되는 신호의 송신 전력을 알고 있는 경우나, 또는 송신 전력을 추정하는 어떤 방법이 존재하는 경우에는, 그 송신에 따른 필요한 송신 전력을 추정할 수 있다.

그러나, 타임슬롯 통신 시스템(time-slotted communication systems)과 같은 몇몇 형태의 통신 시스템에서는, 이들 추정값이 매우 부정확할 수 있다. 신호레벨 측정값의 정확도는 측정이 최종적으로 수행된 때부터의 경과기간과 측정 지속기간에 의한 영향을 받기 때문이다. 측정의 지속기간이 너무 짧은 경우, 측정신호레벨의 변동들이 측정에 악영향을 준다. 측정의 지속기간이 너무 긴 경우, 신호 내의 변동에 의해 신호레벨의 현상태를 거의 나타내지 못한다.

예를들면, 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템 또는 시분할 동기 코드분할 다중접속(TD-SCDMA) 시스템에 대한 무선 송신/수신 유닛(WTRU)의 경우, 송신 전력은 타임슬롯들 간 양측에서 또는 심지어 타임슬롯 내에서 심하게 변동될 수 있다. 이러한 전력변동은 여러 인자에 의해 특히, WTRU의 물리적 이동에 의해 현저하게 영향을 받는다. 예를들면, WTRU가 60 km/h 와 같은 적절한 페이스로 이동중인 경우, 수십 밀리초에서 상당한 신호전력을 손실할 수 있다. 무선 프레임의 길이가 10 ms인 경우, 이는 프레임 내에 상당한 신호변동이 발생할 수 있음을 의미한다. 따라서, 신호특성의 순간적인 측정은 그 유효성을 금새 잃어버리기 때문에, 경로 손실 측정을 효과적으로 신속하게 제공하는 것이 가장 중요하다. 전력조정과 제어 중 어느 것에 기초하여 레퍼런스를 찾는다는 것은 매우 어렵다.

현재의 많은 무선 통신 시스템의 DL에는, 모든 WTRU들로 송신되는 하나 이상의 비컨 신호나 파일럿 신호가 존재한다. 무선 통신 시스템이 타임슬롯 시스템인 경우, 각 프레임마다 하나 이상의 비컨 신호가 존재한다. 이는 UMTS(Universal Moible Telecommunication System)의 경우로서, 경로 신호 측정을 위하여 비컨 신호를 이용한다.

예를들면, TDD 및 TD-SCDMA 시스템에서, WTRU는 서비스 중인 셀의 1차 공통 제어 물리 채널(P-CCPCH) 또는 그 외의 비컨 채널의 수신 신호 코드전력(RSCP)을 프레임마다 또는 서브프레임마다 계산한 다음 노드 B와 WTRU 간의 경로 손실을 계산한다. 이것은 비컨 신호를 송신한 후에 즉시, 정확한 경로 손실 측정을 제공할 수 있다는 이점을 가진다. RSCP에 기초한 경로 손실 측정값을 이용하여 UL 물리 채널들에 대한 송신 전력을 결정한다. 이러한 UL 물리 채널들의 예는 물리적 랜덤 액세스 채널(physical random access channel; PRACH), 전용 물리 채널(DPCH), 물리적 업링크 공유 채널(PUSCH), 및 고속 공유 정보채널(HS-SICH)을 포함한다.

TDD 시스템에서는, 통상적으로, DL 경로 손실 추정값에 기초하여 UL 송신에 대한 개방 루프 전력 제어를 채택한다. 통상적으로, TD-SCDMA 시스템은 폐쇄 루프 전력 제어모드로 변환하기 전에 UL 초기 송신 전력을 설정하기 위하여 또는 개방 루프 전력 제어모드로 복귀하기 위하여 개방 루프 전력 제어를 채택한다.

따라서, 종래에 알려진 채널 추정 방법의 단점없이 경로 손실 추정을 수행하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, DL 신호들이 UL 신호들로부터 시간간격(time separation)을 갖는 환경에서 채널, 예를들면, UL 채널에 대한 전력 요구사항의 결정이 이루어진다. 비컨 채널 및 하나 이상의 추가 채널의 측정을 수행한 다음 채널마다의 경로 손실을 계산한다. 이후, 계산된 경로 손실을 후속 UL 타임슬롯에 적용한다. 본 발명의 특정 실시형태에서는, 추가 경로 손실 계산을 후속 DL 타임슬롯에서 수행할 수 있다. 이들 추가 경로 손실 계산값과 이전 경로 손실 계산값들을 결합하여 후속 UL 타임슬롯들에 적용한다.

도면 전반에 걸쳐 유사한 구성요소를 유사한 도면부호로 나타낸 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

이하, 일반적으로 타임슬롯 시스템에 적용할 경우, 구체적으로는, TDD 및 TD-SCDMA 시스템에 적용할 경우에 대하여 본 발명을 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 시스템으로 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 수 개의 DL 채널들을 이용한 향상된 채널 추정방법을 제공하는데, 여기서, 경로 손실(PL) 측정은 이들 수 개의 DL 채널을 통하여 이루어짐으로써, a) WTRU에서의 DL 레퍼런스 신호의 수신 및 측정 그리고 UL 전력설정의 계산과; b) 이 계산된 전력설정이 제공되는 UL 타임슬롯 간의 기간이 최소로 된다. 수신된 DL 신호의 전력을 측정함으로써 경로 손실 측정값을 결정하며, 이에 의해, 수신 신호의 송신 전력을 구하고 송신 전력과 수신 전력 간의 차이를 계산할 수 있다.

무선 프레임마다, 경로 손실(PLi; i는 프레임의 넘버링에 대응함)을 계산한 다. UL 타임슬롯에서 WTRU 송신 전력을 설정하는데 이용되는 경로 손실은 DL-UL 타임슬롯 간격(separation)의 함수이다. 이 경로 손실 값은 DL 타임슬롯과 UL 타임슬롯 간의 간격이 매우 작은 경우, 구해진 최종 PLi에 대응할 수 있거나, 또는 DL 타임슬롯과 UL 타임슬롯 간의 간격이 큰 경우, 수 개의 과거 PLi들의 가중평균치에 대응할(즉, 현재의 프레임에서 구해진 가장 최근의 경로손실을 이전 프레임에 대하여 계산된 수 개의 손실 경로들과 합한 값에 기초할) 수 있다. DL 타임슬롯 간격과 UL 타임슬롯 간격 간의 기간이 큰 경우에는, 단기 추정값은 낡은 값으로 되기 때문에, 가중평균치를 이용하는 것이 유리하다.

본 발명에 따르면, 1차 공통 제어 물리 채널(P-CCPCH) 또는 고속 물리 다운링크 공유 채널(HS-PDSCH)과 같은 비컨 채널의 RSCP에 더하여, (비컨 채널과 구별되는) 하나 이상의 또 다른 송신 채널의 수신 신호 코드 전력(RSCP)의 측정을 이용한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 경로 손실 계산을 위하여, 비컨 채널을 이용할 뿐만 아니라 그 외의 다른 물리적 채널을 이용하여, 3 개 이상의 물리 채널 또는 가능한 많은 물리 채널에 대한 측정들이 이루어질 수 있다. 측정에 복수의 DL 채널들을 이용함으로써, 이용가능한 전력 제어 이득을 증가시킬 수 있고, 이에 의해 셀 커버리지와 용량 모두를 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 수신 신호의 송신 전력은 다음 2 가지 방법, WTRU에 대하여 알려진 고정값에 있는 방식; 또는 2) 송신기 또는 수신기에 의한 값으로 제공되는 방식으로 구할 수 있다. 측정신호가 WTRU에 대하여 알려진 고정값에 있는 경우, 신호의 RSCP가 측정되고, 그 측정 신호에 대한 경로 손실이 그 알려진 송신 전력값에 기초하여 계산된다. 측정 신호가 알려진 고정값에 있지 않는 경우, 알려진 신호에 대한 오프셋값 또는 실제값이 송신기에 의해 제공되어 송신전력이 표시된다.

도 1은 다수의 타임슬롯(S₀-S₁₄)으로 표현되는 다수의 채널들의 무선 프레임 내의 배열구성을 나타낸 것이다. 이는 비컨 채널들, HS-PDSCH들 및 데이터/음성 채널들을 포함한 수 개의 DL 채널들을 포함하는 통상적인 TDD 프레임 구조의 일례이다. 타임슬롯들의 표시번호는 예를들기 위한 것이며, 타임슬롯의 정확한 개수는 송신 표준에 따라서 변경될 수 있다. 예를들면, 3GPP 프로토콜 하의 통신들을 포함하는 무선 통신에서는, 도시한 바와 같이, 각각의 TDD 프레임이 15 개의 타임슬롯을 포함한다. 물론, TD-SCDMA 시스템에서는, 상이한 프레임 구조를 나타낸다.

특정 DL 채널들에 대하여 경로 손실 계산을 수행할 수 있다. 무선 프레임(10)은 2 개의 비컨 타임슬롯(S₀ 및 S₇), 7 개의 고유 실행(즉, 데이터 또는 음성) 타임슬롯(S₁, S₅, S₆, S₈, S₁₂, S₁₃, S₁₄), 및 6 개의 HS-PDSCH 타임슬롯(S₂, S₃, S₄, S₉, S₁₀, S₁₁)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따라서 경로 손실 측정을 수행하기 위한 과정(100)의 플로우도가 도시되어 있다. 노드 B는 WTRU로 다수의 DL 채널들을 송신한다(단계 102). WTRU는 노드 B로부터 다수의 DL 채널들을 수신한다(단계 104). WTRU는 비컨 채널에 대한 RSCP를 측정하고(단계 106) 물리 채널에 대한 RSCP를 측정하는데 (단계 108), 여기서 수신기는 물리 채널의 송신전력을 알고 있거나 송신 기에 의해 그 송신전력을 통지받는다. 단계 106 과 단계 108은 도 2에 도시된 바와 같이 반드시 수행될 필요는 없고, 악영향없이 단계 108를 단계 106 이전에 수행할 수도 있다.

WTRU는 양측 측정값 또는 다른 방법으로 아래 자세히 설명되어 있는 바와 같은 가장 최근의 측정값에 기초하여 경로 손실을 계산한다(단계 110). 이후, WTRU는 결합되어 계산된 경로손실에 기초하여 UL 채널 송신 전력을 조정하고 (단계 112), 그 조정된 송신 전력에서 UL 채널을 송신한다(단계 114).

본 발명에 따르면, 비컨 채널은 이에 한정되는 것은 아니지만, 어떠한 형태의 브로드캐스트 채널(BCH), 1차 공통 제어 물리 채널(P-CCPCH), 순방향 액세스 채널(FACH), 페이징 채널(PCH) 또는 페이징 표시기 채널(PICH)을 포함한 어떠한 복수의 비컨 신호도 될 수 있다. 또한, 물리 채널은 이에 한정되는 것은 아니지만, 고속 물리 다운링크 공유 채널(HS-PDSCH), 2차 공통 제어 물리 채널(S-CCPCH), 고속 물리 다운링크 공유 채널(HS-PDSCH), 또는 고속 공유제어 채널(HS-SCCH)을 포함할 수 있다.

단계 110에서 경로 손실을 계산하는 것에 대해서는, 수 개의 변경예가 존재한다. 첫번째 가장 간단한 변경예는 UL 송신 전력을 결정하기 위하여 가장 최근에 발생하는 DL 채널을 기준으로 하여 경로손실을 계산하는 것이다. 예를들면, 비컨 채널이 TSO 및 TS7에 있는 경우, HS-DSCH는 TS4에 있고 UL 채널(즉, HS-SICH)은 TS6에 있으며, 이 첫번째 변경예는 UL 타임슬롯에 가장 근접한 타임슬롯, 즉, TS4에서의 HS-PDSCH으로부터 경로 손실 계산을 선택한다. 만약 후속 프레임에서 UL 채널이 TS8에 있는 경우, 경로 손실 계산은 TS7 이 가장 최근의 타임슬롯이기 때문에, TS7에서의 비컨 채널에 기초한다.

두번째 변경예는 동일한 프레임의 모든 DL 채널들에 대한 측정값 함수를 이용하여 경로 손실을 계산하는 것이다. 바람직한 솔루션으로는, 이 함수는 가중치 평균이다. 그러나, 함수는 단순평균 또는 그 외의 다른 함수일 수도 있다.

세번째 변경예는, 이전 프레임의 몇몇 DL 채널들과 현재 프레임의 모든 또는 몇몇 DL 채널들을 합한 것에 대한 측정값들의 함수로 경로손실을 계산하는 점을 제외하고는 두번째 변경예와 동일하다. 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 가중함수는 오래된 추정값을 신규 추정값보다 덜 가중치를 두어 실행하는 방식으로 구현될 수 있다.

마지막으로, 경로 손실을 계산하는 네번째 변형예는 아래 식,

UL Tx Pwr=간섭값+제어가능 오프셋+SIR+PL; 식 1

을 이용하며, 여기서, SIR은 신호 대 간섭비이고, 경로 손실(PL)은 PL=(비컨 채널의 송신 전력)-(비컨 채널의 RSCP), 또는 HS-PDSCH 의 경우, PL=(비컨 채널의 송신 전력)-(전력 오프셋)-(HS-PDSCH의 총 RSCP)로 주어지며, 여기서, 전력 오프셋 = (비컨 채널의 송신 전력)-(HS-PDSCH의 총 송신 전력)이다.

예를들어 비컨 채널이 20dBm에서 고정전력(Txpwrl)으로 송신되는 경우, HS-PDSCH는 항상 lOdB 미만이며, HS-PDSCH의 송신 전력(Txpwr2)은 lOdBm이다. 특정 프레임에서 관측되는 PL 이 90dB 인 경우, WTRU는 비컨 채널의 타임슬롯에 대하여 RSCP1= (20-90) =-70dBm를 측정하고 HS-PDSCH의 타임슬롯에 대하여 RSCP2 = (10- 90) =-80dBm를 측정한다. WTRU가 2 개의 송신채널 간에 송신전력의 차이값(즉, 델타값 = Txpwrl-Txpwr2), 또는 다른 방법으로는 Txpwrl 와 Txpwr2의 합한 값을 송신기에 의해 통지받는 경우, WTRU는 명확한 방식으로 경로 손실을 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 비컨 채널과 그 외의 다른 채널을 이용함과 함께, 경로 손실의 계산에 대한 RSCP 측정을 가능한 많은 채널을 통하여 수행할 수 있다. 명세서 전반에 걸쳐 비컨 채널이 인용되고 있지만, 본 발명은 하나 이상의 물리 채널들과 같은, 비컨 채널 이외의 채널들을 이용할 수 있다. 즉, 비컨 채널이 필요한 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 실시형태를 도 3에 도시한다. 이 과정(200)은 도 2에 도시된 과정(100)과 유사하며, 동일한 단계는 동일한 도면부호를 이용하여 도시한다. 이 실시형태에서는, 단계 208과 210를 채택하여, 복수의 채널들에 대하여 RSCP를 계산하고(단계 208), 복수의 측정값에 기초하여 경로 손실을 계산한다(단계 210).

예를들어, 일정한 총 송신 전력을 가진 수 개의 HS-PDSCH들의 RSCP로부터 추가 경로 손실 측정값을 구할 수 있다. HS-PDSCH 측정값들의 결과들은 비컨 채널 측정값과 상관되고, 측정값들의 차이는 본 발명의 연산에 의해 계산된다.

본 발명의 이점은 1) 가장 최근의 경로 손실 추정값은 실제값에 가장 근접하게 제시간에 맞추어 이루어진 것이기 때문에, 가장 최근의 경로 손실 추정값을 적용하는 것이 바람직하며, 이에 따라, 최종 측정값이 제공되기 때문에 실제 경로 손실의 변화량이 바로 구해지며, 2) 경로 손실 측정에 대한 측정 지속기간이 길수록 경로 손실 추정값에 대한 품질이 보다 우수해진다는 2 가지 전제에서 나온다. 경 로 손실 추정을 위하여 프레임 당 이용가능한 타임슬롯을 2 개 이상 이용함으로써, 그 외의 다른 방향링크(본 예에서는, UL)에 대하여 실제 경로 손실값에 보다 근접한 추정값을 구할 수 있다.

본 발명의 범위 내에서 어떠한 다른 변형도 가능하다. 예를들어, 본 발명에서의 PL 측정값은 비컨 신호와 HS-PDSCH 간의 전력 오프셋의 시그널링을 먼저 도입한 다음, HS-PDSCH들의 총 RSCP를 측정함으로써 수행될 수도 있다. 예를들면, 식 1에서 설정한 전력 제어의 경우, SIR과 같은 수 개의 파라미터를 이용하여, WTRU 양태를 제어 및 조정한다. 이들 파라미터는 RRC 시그널링과 같은 것에 의해 WTRU로 개별적으로 시그널링되어질 수도 있고, 시스템에서의 모든 WTRU에 대한 BCH 상에 설정될 수도 있다. 상술한 모든 변형 뿐만 아니라 그 외의 유사한 변형 및 변경도 본 발명의 범위 내에 든다.

본 발명에 따르면, DL 신호들이 UL 신호들로부터 시간간격(time separation)을 갖는 환경에서 채널, 예를들면, UL 채널에 대한 전력 요구사항의 결정이 이루어진다. 비컨 채널 및 하나 이상의 추가 채널의 측정을 수행한 다음 채널마다의 경로 손실을 계산한다. 이후, 계산된 경로 손실을 후속 UL 타임슬롯에 적용한다. 본 발명의 특정 실시형태에서는, 추가 경로 손실 계산을 후속 DL 타임슬롯에서 수행할 수 있다. 이들 추가 경로 손실 계산값과 이전 경로 손실 계산값들을 결합하여 후속 UL 타임슬롯들에 적용한다.

Claims (21)

1. 무선 통신에서 사용하기 위한 방법에 있어서,

   비컨 채널과 물리 채널 사이의 전송 전력의 차이를 표시하는 전력 오프셋 값을 수신하고;

   상기 비컨 채널과 연관된 제1 수신 신호 코드 전력(RSCP, received signal code power) 측정값을 획득하고;

   상기 물리 채널과 연관된 제2 RSCP 측정값을 획득하고;

   상기 제1 RSCP 측정값, 상기 제2 RSCP 측정값 및 상기 전력 오프셋 값에 기초하여 경로 손실 추정값을 결정하는 것을 포함하는, 무선 통신에서 사용하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 경로 손실 추정값을 이용하여 업링크 타임슬롯 내에서 전송하는 것을 더 포함하는, 무선 통신에서 사용하기 위한 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 경로 손실 추정값을 결정하는 것은 상기 비컨 채널의 전송 전력으로부터 상기 제1 RSCP를 감산하는 것을 포함하는 것인, 무선 통신에서 사용하기 위한 방법.
4. 무선 송수신 유닛(WTRU, wireless transmit/receive unit)에 있어서,

   비컨 채널, 추가 채널, 및 상기 비컨 채널과 상기 추가 채널 사이의 전송 전력의 차이를 표시하는 전력 오프셋 값을 수신하도록 구성된 수신기 회로;

   상기 비컨 채널과 연관된 제1 수신 신호 코드 전력(RSCP, received signal code power) 측정값, 및 상기 추가 채널과 연관된 제2 RSCP 측정값을 획득하도록 구성된 측정 회로; 및

   상기 제1 RSCP 측정값, 상기 제2 RSCP 측정값 및 상기 전력 오프셋 값에 기초하여 경로 손실 추정값을 결정하도록 구성된 경로 손실 회로

   를 포함하는 WTRU.
5. 제4항에 있어서, 상기 경로 손실 추정값을 이용하여 업링크 타임슬롯 내에서 전송하도록 구성된 전송기 회로를 더 포함하는 WTRU.
6. 제4항에 있어서, 상기 경로 손실 회로는 상기 비컨 채널의 전송 전력으로부터 상기 제1 RSCP를 감산함으로써 상기 경로 손실 추정값을 결정하도록 구성되는 것인 WTRU.
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