KR101105690B1 - 무선 기지국 및 송신 전력 결정 방법 - Google Patents

무선 기지국 및 송신 전력 결정 방법 Download PDF

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Abstract

무선 기지국(200)은 공통 채널을 이용하여 복수의 이동국(300)에 동일한 데이터를 송신하는 무선 기지국(200)으로서, 상기 무선 기지국(200)이 관할하는 셀에서, 상기 복수의 이동국(300)에 송신하고 있는 상기 데이터의 송신 전력으로부터, 상기 데이터의 송신 도중의 확산율마다 최대 송신 전력값을 검출하는 최대 송신 전력 검출 수단(41)과, 검출된 상기 최대 송신 전력값과 상기 확산율 사이의 관계에 의거하여, 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 송신 전력 결정 수단(42)을 구비한다.

Description

무선 기지국 및 송신 전력 결정 방법{WIRELESS BASE STATION AND METHOD FOR DETERMINING TRANSMISSION POWER}
본 발명은 무선 기지국 및 송신 전력 결정 방법에 관한 것이다.
최근, W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 시스템 하에서, 동영상이나 음악 등의 멀티미디어 콘텐츠를 배신(配信)하기 위한 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service)라 불리는 기술이 규격화되어 있다.
MBMS는 멀티미디어 서비스의 수요 증가에 따라, 기존의 공통 채널로서 사용되고 있던 FACH(Forward Access Channel)를 이용하여, 콘텐츠의 방송 서비스를 실현함으로써, 무선 자원을 절약하고 있다.
FACH란, 무선 기지국으로부터 송신되는 하행 방향의 공통 채널이며, 제어 정보 및 유저 데이터의 송신에 사용되는 채널을 말한다.
예를 들면, MBMS에 관련되는 시스템으로서, 무선 기지국과 무선 기지국 제어 장치로 구성된 시스템이 있다. 이러한 시스템에 있어서, 무선 기지국이 관할하는 영역 내에 복수의 셀이 존재할 경우에는, 무선 기지국은 그 각 셀에 대하여 콘텐츠 배신용 FACH를 설정하고, 각각의 FACH에 동일한 콘텐츠를 송신한다.
고(高) 데이터 속도(data rate)가 요구된다는 점에서, MBMS에 의해 제공되는 멀티미디어 서비스(이하, MBMS 서비스라 칭함)는 기존의 공통 채널을 사용한 멀티미디어 서비스와 다르다.
예를 들면, MBMS 서비스에서는, 약 128kpbs 또는 256kpbs의 데이터 속도 서비스가 공통 채널을 사용하는 각 셀에 의해 커버된 전역(entire area)에 제공되어야 한다.
그 때문에, 무선 기지국이 MBMS 서비스로서 고 데이터 속도 서비스를, 셀 전체를 커버하도록 송신하려면, 매우 큰 송신 전력이 필요했다.
또한, MBMS 서비스를 제공함으로써, 무선 기지국은 다른 음성 호(call) 및 패킷 액세스 호에서 이용가능한 전력을 소모할 가능성이 있었다.
따라서, 기지국에 있어서의 멀티캐스트 신호의 송신 전력을 제어하는 기술이 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
일본국 특개2001-292096호 공보
특허 문헌 1에는, 이동국이 멀티캐스트 신호의 수신 품질 정보를 취득하면, 이동국이 그 수신 품질 정보를 기지국에 송신하고, 기지국이 수신한 수신 품질 정보로부터 최저 수신 품질 정보를 검색하고, 그 최저 수신 품질 정보에 의거하여 송신 전력을 결정하는 내용이 기재되어 있다.
하지만, 상기 문헌에 기재된 기술은 이하의 관점에서 개선의 여지를 갖고 있었다.
첫째로, 이동국이 수신 품질 정보를 취득하고, 그 수신 품질 정보를 기지국에 송신함으로써, 기지국이 복수의 이동국의 수신 품질 정보를 수신하고, 각 이동국의 수신 상태를 파악하고 있었다.
따라서, 셀 단(端)에 있는 이동국이 그 셀 단에서의 수신 상태를 나타내는 수신 품질 정보를 기지국에 송신할 수 없을 경우에는, 기지국은 그 셀 단에 있는 이동국을 고려한 송신 전력의 제어를 행할 수 없다는 문제점이 있었다.
둘째로, 셀 단에 있는 이동국이 수신 품질 정보를 송신할 수 없을 경우에는, 기지국은 셀 단에 이동국이 존재하는지를 파악할 수 없었다.
따라서, 기지국은 모든 셀 단에 이동국이 있는 것을 전제로, 관할하는 셀 전체를 커버하도록 송신 전력값을 올려야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 소요의 품질을 확보하기 위해 필요한 최소한의 전력으로, MBMS 서비스를 실현하는 무선 기지국을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 공통 채널을 이용하여 복수의 이동국에 동일한 데이터를 송신하는 무선 기지국으로서,
상기 무선 기지국이 관할하는 셀에서, 상기 복수의 이동국에 송신하고 있는 상기 데이터의 송신 전력으로부터, 상기 데이터의 송신 도중의 확산율마다 최대 송신 전력값을 검출하는 최대 송신 전력 검출 수단과,
검출된 상기 최대 송신 전력값과 상기 확산율 사이의 관계에 의거하여 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 송신 전력 결정 수단을 구비하는 무선 기지국이 제공된다.
본 발명에 의하면, 공통 채널을 이용하여 복수의 이동국에 동일한 데이터를 송신하는 무선 기지국에서의 송신 전력 결정 방법으로서,
상기 무선 기지국이 관할하는 셀에서, 상기 복수의 이동국에 송신하고 있는 상기 데이터의 송신 전력으로부터, 상기 데이터의 송신 도중의 확산율마다 최대 송신 전력값을 검출하는 단계와,
검출된 상기 최대 송신 전력값과 상기 확산율 사이의 관계에 의거하여 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 단계를 포함하는 송신 전력 결정 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 소요의 품질을 확보하기 위해 필요한 최소한의 전력으로, MBMS 서비스를 실현하는 무선 기지국이 제공된다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 MBMS 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 실시 형태에 관한 무선 기지국의 블록도.
도 3은 본 실시 형태에 관한 송신 전력 제어 회로가, 셀에서 이동국 단말마다 송신하는 송신 전력과 확산율을 리스트화한 일례를 나타내는 도면.
도 4는 본 실시 형태에 관한 송신 전력 제어 회로가, 확산율마다 최대 송신 전력으로서 추출한 전력값을 표시하는 일례를 나타내는 도면.
도 5는 본 실시 형태에 있어서의 확산율과 최대 송신 전력의 관계를, 매트릭스로 표시하는 일례를 나타내는 도면.
상술한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은 이하에 기술하는 바람직한 실시 형태 및 첨부 도면을 통해 더 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 한편, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 첨부하고, 적절히 설명을 생략한다.
우선, 본 발명에 관한 실시 형태인 MBMS 시스템(400)에 대하여, 도 1에 나타낸다.
도 1은 본 실시 형태에 있어서의 MBMS 시스템(400)의 전체 구성을 나타낸다.
도 1에 나타내진 MBMS 시스템(400)은 무선 기지국 제어 장치(100)와, 무선 기지국(200)과, 셀(A)에 위치하는 이동국 단말(300A)과, 셀(B)에 위치하는 이동국 단말(300B)을 구비하고 있다.
무선 기지국 제어 장치(100)는 무선 기지국(200)에 대하여, 무선 기지국(200)이 셀마다 송신하는 송신 전력을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 또한, 무선 기지국 제어 장치(100)는 핸드오버(handover) 등의 무선 회로 네트워크를 제어하는 기능이나, 전화 음성을 처리하는 음성 코딩 장치 등의 기능을 구비하고 있다.
여기에서, 송신 전력이란, 무선 기지국(200)이 셀 내의 이동국 단말(300)에, 확산율마다 공통 채널을 이용하여 데이터를 송신하는 전력을 말한다. 또한, 무선 기지국(200)은 이동국 단말(300)과의 통신 품질을 감시하고 있고, 품질이 나쁠 경우에는 송신 전력을 올리고, 품질 과잉의 경우에는 송신 전력을 내리는 제어를 행하고 있다.
무선 기지국(200)은 무선 기지국 제어 장치(100)로부터 송신된 제어 신호를 수신하고, 그 제어 신호에 의거하여, 복수의 이동국 단말(300)에, 공통 채널을 이용한 동영상이나 음악 등의 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신한다.
이동국 단말(300)은 무선 기지국(200)으로부터 공통 채널을 이용하여 송신되는 동영상이나 음악 등의 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 수신하는 휴대 단말이다.
여기에서, 이동국 단말(300A) 및 이동국 단말(300B) 중 어느 한쪽을 한정할 필요가 없을 경우에는, 단순히, 이동국 단말(300)이라 하기로 한다.
다음으로, 본 실시 형태에 관한 무선 기지국(200)에 대하여, 도 2에 나타낸다.
도 2는 본 실시 형태에 있어서의 무선 기지국(200)을 나타내는 블록도이다.
도 2에 나타내는 무선 기지국(200)은 공통 채널을 이용하여 복수의 이동국 단말(300)(이동국)에 멀티미디어 콘텐츠의 데이터를 송신하는 무선 기지국이며, 신호 다중 분리 회로(10)와, 변조 회로(20)와, 확산 회로(30)와, 송신 전력 제어 회로(40)와, 안테나(50)를 구비하고 있다.
무선 기지국(200)을 구성하는 각 부는 아래와 같이 동작한다.
신호 다중 분리 회로(10)는 무선 기지국 제어 장치(100)로부터 송신된 음성 데이터 등의 다중화 산호로 되어 있는 신호를, 음성 등의 데이터 부호를 싣는 각각의 단일 통신 채널로 분리한다.
변조 회로(20)는 상기 데이터를 전파에 실을 수 있도록, 각각의 통신 채널의 데이터 부호에 변조 처리를 실시한다.
예를 들면, 본 실시 형태에서는, 변조 방식으로서, 상행 전송에는, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식을 채용하고, 하행 전송에는, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식을 채용할 수 있다. 또한, BPSK 및 QPSK는 일반적으로 보급되고 있는 변조 방식이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
확산 회로(30)는 변조 회로(20)에 의해 변조된 신호에, 확산 부호를 이용하여 확산 변조를 행하고, 스펙트럼 확산을 행한다.
송신 전력 제어 회로(40)는 확산 회로(30)에 의해 스펙트럼 확산된 신호에 대하여, 송신 전력의 증폭을 행하고, 그 증폭된 신호를, 안테나(50)를 통하여 이동국 단말(300)에 송신한다.
또한, 송신 전력 제어 회로(40)는 최대 송신 전력 검출부(41)와, 송신 전력 결정부(42)를 구비하고 있다.
최대 송신 전력 검출부(41)는 무선 기지국(200)이 관할하는 셀에서, 복수의 이동국(300)에 송신하고 있는 멀티미디어 콘텐츠 데이터의 송신 전력으로부터, 그 멀티미디어 콘텐츠 데이터의 송신 도중의 확산율마다 최대 송신 전력값을 검출한다.
송신 전력 결정부(42)는 검출된 최대 송신 전력값과 확산율 사이의 관계에 의거하여 각 확산율에서의 송신 전력을 결정한다.
따라서, 송신 전력 제어 회로(40)는 최대 송신 전력 검출부(41)가 갖는 기능과, 송신 전력 결정부(42)가 갖는 기능을 구비하고 있다.
안테나(50)는 송신 전력 제어 회로(40)에 의해 송신 전력이 증폭된 스펙트럼 확산 신호를, 이동국 단말(300)에 송신한다.
또한, 본 실시 형태는, 무선 기지국(200)이 송신 전력을 단독으로 제어하여 결정할 수 있음을 나타낸 것임에 유의해야 한다. 무선 기지국(200)이 이동국 단말(300)로부터 송신되는 신호를 복조하는 기능에 관해서는, 일반적인 기술이므로 설명을 생략한다.
다음으로, 본 실시 형태에 있어서, 무선 기지국(200)이 공통 채널을 이용하여, 이동국 단말(300)을 향해서, 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신할 때의 동작에 대하여, 설명한다.
우선, 무선 기지국 제어 장치(100)는 무선 기지국(200)에 대하여, 무선 기지국(200)이 셀마다 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신하는 송신 전력을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다.
무선 기지국(200)은 이 제어 신호를 수신하면, 그 신호를 송신 전력을 제어하는 디폴트의 신호로서 취급하고, 디폴트의 송신 전력에 의해 공통 채널을 이용하여 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신한다.
그때, 무선 기지국(200)은 송신 전력 제어 회로(40)가 셀에서 모든 이동국 단말(300)을 향해서 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신하는 확산율 및 그 확산율에 대한 송신 전력을 측정한다.
여기에서, 확산율이란, 송신 데이터 속도에 대한 확산 부호 속도의 비를 말한다. 일반적으로, 무선 통신에서는, 스펙트럼 확산(SS)이라 불리는 통신 방식이 채용되고 있다. 이 스펙트럼 확산 방식이란, 송신 데이터 속도보다 속도가 빠른, 확산 부호라 불리는 부호 계열을, 송신 데이터에 곱함으로써, 주파수 대역을 넓혀서 광대역으로 신호를 송신하는 방식을 말한다.
그리고, 송신 전력 제어 회로(40)는 측정한 이동국 단말(300)마다의 송신 전력과 확산율을 리스트화한다.
도 3은 송신 전력 제어 회로(40)가 측정한 확산율과 송신 전력의 일례를 나타낸다.
도 3은 무선 기지국(200)의 송신 전력 제어 회로(40)가 셀에서 이동국 단말(300)마다 송신하는 송신 전력과 확산율을, 리스트화한 것이다.
그리고, 송신 전력 제어 회로(40)는 도 3에 있어서 이동국 단말(300)마다 리스트화된 송신 전력과 확산율을 재배열하고, 확산율마다 송신 전력을 추출하고, 그 확산율로부터 최대의 송신 전력(이하, 최대 송신 전력)을 추출한다.
도 4는 송신 전력 제어 회로(40)가 최대 송신 전력을 추출했을 때의 일례를 나타낸다.
도 4는 송신 전력 제어 회로(40)가 확산율마다 최대 송신 전력을 추출했을 때의 전력값을 나타낸다.
또한, 본 실시 형태에서는, 송신 전력 제어 회로(40)가 무선 기지국(200)으로부터 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신할 때에, 1회 샘플링한 경우에 관하여 설명했지만, 본 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 복수회 샘플링을 행하여 송신 전력을 추출함으로써 송신 전력의 평균값을 구하고, 그 송신 전력의 평균값으로부터 최대 송신 전력을 추출해도 된다.
이 경우, 최대 송신 전력 검출부(41)는 소정의 간격으로 최대 송신 전력값을 검출하여 상기 최대 송신 전력값의 평균값을 계산하고, 확산율마다 계산된 최대 송신 전력값의 평균값을 이용하여 최대 송신 전력값을 검출할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 송신 전력 제어 회로(40)는 도 4에 나타내진 확산율과 최대 송신 전력 사이의 관계로부터, 송신 전력을 결정하는 기준으로서, 최대 송신 전력을 사용하고 있는 확산율을 이용하여, 송신 전력을 산출한다.
즉, 송신 전력 결정부(42)는 검출된 최대 송신 전력값으로부터, 확산율에 대하여, 최대 송신 전력의 비율이 가장 높은 최대 송신 전력에 의해, 각 확산율의 송신 전력을 결정한다.
예를 들면, 도 4의 경우에는, 확산율이 256, 128, 32, 및 16인 경우가 해당한다. 확산율이 256일 경우에는, 최대 송신 전력이 23dBm인 값이 기준으로 사용된다. 확산율이 128일 경우에는, 최대 송신 전력이 26dBm인 값이 기준으로 사용된다. 확산율이 32일 경우에는, 최대 송신 전력이 32dBm인 값이 기준으로 사용된다. 확산율이 16일 경우에는, 최대 송신 전력이 35dBm인 값이 기준으로 사용된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 확산율이 배로 증가하면, 최대 송신 전력이 3dBm 증가하고, 확산율이 1/2배로 감소하면, 최대 송신 전력이 3dBm 감소하는 것으로 한다.
그리고, 송신 전력 제어 회로(40)는 도 4로부터 산출된 기준이 되는 확산율과 최대 송신 전력 사이의 관계로부터, 무선 기지국(200)이 데이터를 송신하는 확산율에 의거하여 MBMS 서비스의 송신 전력을 결정한다.
예를 들면, 확산율이 64일 경우에는, 최대 송신 전력이 29dBm으로 결정될 수 있다. 확산율이 8일 경우에는, 최대 송신 전력이 38dBm으로 결정될 수 있다.
도 5는 확산율과 최대 송신 전력 사이의 관계를 나타내는 참고도이다.
도 5는 도 4에 나타내진 확산율과 최대 송신 전력 사이의 관계를, 매트릭스로 나타낸다.
도 5에 나타내진 확산율과 송신 전력 사이의 관계에서는, 세로축과 가로축에 각각 확산율과 송신 전력이 기재되고, 각 확산율에 대응하는 배율이 각각 표기되어 있다.
상술한 바와 같이, 송신 전력 제어 회로(40)는 도 5에 나타내진 확산율과 송신 전력 사이의 관계로부터 배율을 산출하고, 각 확산율에 대응하는 최대 송신 전력을 결정할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 무선 기지국(200)이 관할하는 셀에서 존재하는 이동국 단말(300)의 확산율과 그 최대 송신 전력을 이용하여, 각 확산율에 대한 송신 전력의 비율을 산출함으로써, MBMS 서비스에 있어서의 소정의 품질을 확보하는 최소한의 송신 전력을 결정할 수 있다.
이에 따라, 본 실시 형태의 무선 기지국(200)은 관할하는 셀 내의 이동국 단말(300)에, 공통 채널에 의해 멀티미디어 콘텐츠 데이터를 송신하는 송신 전력을 적절하게 제어할 수 있기 때문에, 한정된 자원인 송신 전력을 유효하게 이용할 수 있다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 기술했지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 다양한 구성을 채용하는 것도 가능하다.
예를 들면, MBMS 서비스의 소요의 품질을, 다른 서비스보다 높게 설정할 경우에는, 상술한 최대 송신 전력에 일정한 오프셋을 더할 수 있고, 오프셋을 더한 송신 전력을, 본 실시 형태가 제공하는 MBMS 서비스의 송신 전력으로 사용할 수 있다.
즉, 송신 전력 결정부(42)는 확산율에 대하여, 대응하는 최대 송신 전력값에 오프셋을 더하여 송신 전력을 결정할 수 있다.
이 경우, 예를 들면 MBMS 서비스의 소요의 품질을 50% 상승시키기 위해 3dB의 오프셋을 더하는 것으로 하고, MBMS 서비스의 확산율이 128이면, 26 + 3 = 29dBm이다. 확산율이 64이면, 29 + 3 = 32dBm이다.
이러한 방식으로, 본 실시 형태에 있어서의 MBMS 서비스에서는, 품질을 50% 상승시킨 오프셋을 제공함으로써, MBMS 서비스에 필요한 품질을, 더 신뢰도 있게 확보할 수 있다.
본 출원은 2008년 3월 3일에 출원된 일본국 특개2008-052469호에 기초한 우선권을 주장하고, 그 모든 개시를 여기에 포함한다.

Claims (8)

  1. 공통 채널을 이용하여 복수의 이동국에 동일한 데이터를 송신하는 무선 기지국으로서,
    상기 무선 기지국이 관할하는 셀에서, 상기 복수의 이동국에 송신하고 있는 상기 데이터의 송신 전력으로부터, 상기 데이터의 송신 도중의 확산율마다 최대 송신 전력값을 검출하는 최대 송신 전력 검출 수단과,
    검출된 상기 최대 송신 전력값과 상기 확산율 사이의 관계에 의거하여 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 송신 전력 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정 수단은 검출된 상기 최대 송신 전력값으로부터, 상기 확산율에 대하여, 상기 최대 송신 전력의 비율이 가장 높은 최대 송신 전력에 의해, 상기 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정 수단은 상기 확산율에 대하여, 대응하는 상기 최대 송신 전력값에 오프셋을 더하여 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 최대 송신 전력 검출 수단은 소정의 간격으로 상기 최대 송신 전력값을 검출하고, 상기 최대 송신 전력값의 평균값을 계산하고, 상기 확산율마다 계산된 상기 최대 송신 전력값의 평균값을 이용하여 최대 송신 전력값을 검출하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  5. 공통 채널을 이용하여 복수의 이동국에 동일한 데이터를 송신하는 무선 기지국에서의 송신 전력 결정 방법으로서,
    상기 무선 기지국이 관할하는 셀에서, 상기 복수의 이동국에 송신하고 있는 상기 데이터의 송신 전력으로부터, 상기 데이터의 송신 도중의 확산율마다 최대 송신 전력값을 검출하는 단계와,
    검출된 상기 최대 송신 전력값과 상기 확산율 사이의 관계에 의거하여 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정 단계는 검출된 상기 최대 송신 전력값으로부터, 상기 확산율에 대하여, 상기 최대 송신 전력의 비율이 가장 높은 최대 송신 전력에 의해, 상기 각 확산율에서의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 송신 전력 결정 단계는 상기 확산율에 대하여, 대응하는 상기 최대 송신 전력값에 오프셋을 더하여 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 최대 송신 전력 검출 단계는 소정의 간격으로 상기 최대 송신 전력값을 검출하고, 상기 최대 송신 전력값의 평균값을 계산하고, 상기 확산율마다 계산된 상기 최대 송신 전력값의 평균값을 이용하여 최대 송신 전력값을 검출하는 것을 특징으로 하는 송신 전력 결정 방법.
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