KR101162367B1 - 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 서비스에서최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 방법 및장치 - Google Patents

향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 서비스에서최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기 부호 분할 다중접속 통신 시스템에서 향상된 역방향 전용 전송 채널을 통한 패킷 데이터 서비스를 지원하는 환경에서 전체 전송 전력이 단말의 허용된 최대 전력을 초과하는 지점인 최대 전력 제한 지점에서 기존의 전용 전송 채널의 전송 품질을 유지하기 위한 역방향 전용 전송 채널의 효율적인 전력 설정 방법을 제안하고자 한다.
WCDMA, E-DCH, uplink packet transmission, Node-B scheduling, power control, maximum power limits

Description

향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 서비스에서 최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 방법 및 장치{Apparatus and method for the power control in the power limits for Enhanced uplink dedicated channel}
도 1은 전형적인 이동통신 시스템에서 E-DCH를 통한 상향링크 패킷 전송을 도시한 도면.
도 2는 전형적인 E-DCH를 통한 송수신 절차를 도시한 메시지 흐름도.
도 3은 기존의 상향링크 통신 시스템에서 물리계층 송신기의 구조를 도시한 도면.
도 4는 종래 기술에서 E-DCH의 재전송을 전송하는 경우 발생하는 문제점을 도시한 도면.
도 5는 E-DCH를 지원하는 경우의 상향 링크 채널 구조를 도시한 도면.
도 6은 최대 전력 제한 지점에서 E-DPDCH만 조절하는 경우 발생하는 문제점을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 최대 전력 제한 지점에서 전력 제어 방법을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 단말의 절차를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면.
본 발명은 비동기 광대역 부호분할다중접속(Wideband Code Devision Multiple Access, 이하 "WCDMA"라 칭함) 통신시스템에 관한것으로서, 특히, 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated transport Channel, 이하 "E-DCH"라 칭함)을 사용하는 서비스에서 최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 방법 및 장치에 관한것이다.
유럽식 이동통신 시스템인GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)를 기반으로 하고 광대역(Wideband) CDMA를 사용하는 제3 세대 이동통신 시스템인UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다.
특히 UMTS 시스템에서는 사용자 단말(UE : User Equipment)로부터 기지국(Node B)으로의 역방향, 즉 상향링크(UL : Uplink) 통신에 있어서 패킷 전송의 성능을 좀더 향상시킬 수 있도록 E-DCH 라는 전송채널을 사용한다. E-DCH는 보다 안정된 고속의 데이터 전송을 지원하기 위하여, 적응적 변조/부호화(AMC : Adaptive Modulation and Coding), 복합 자동 재전송 요구(HARQ : Hybrid Automatic Retransmission Request), 기지국 제어 스케쥴링, 짧은 TTI(Shorter Transmission Time Interval) 크기 등의 기술 등을 지원한다.
도 1은 전형적인 이동통신 시스템에서 E-DCH를 통한 상향링크 패킷 전송을 도시한 도면이다.
상기 도1에서 참조번호 110은 E-DCH를 지원하는 Node B를 나타내며 101, 102, 103, 104는 E-DCH를 송신하는 단말들이다. Node B(110)는 E-DCH를 사용하는 단말들의 채널 상황을 파악하여 각 단말들에게 알맞은 스케쥴링을 수행한다. 상기 스케쥴링은 시스템 전체의 성능을 높이기 위해 node B(110)의 측정 잡음 증가(Noise Rise) 값이 목표 잡음 증가 값을 넘지 않도록 유지하면서, node B(110)에서 멀리 있는 단말(예를 들어 103, 104)에게는 낮은 데이터 레이트를 할당하고, 가까이 있는 단말(예를 들어 101, 102)에게는 높은 데이터 레이트를 할당하는 방식으로 수행한다.
도 2는 전형적인 E-DCH를 통한 송수신 절차를 도시한 메시지 흐름도이다.
상기 도 2의 202가 E-DCH를 송신하고 있는 단말이고 201에서 보이는 node B가 상기 202의 단말이 속해 있는 node B가 된다. 상기 201의 node B와 202의 단말간에는 203단계에서 E-DCH의 송수신 설정이 이루어진다. 상기 설정과정은 전용 전송 채널(dedicated transport channel)을 통한 메시지들의 전달 과정을 포함한다. 상기 203단계의 E-DCH 설정이 이루어진 상황에서는204단계와 같이 단말(202)은 node B(201)에게 스케쥴링 정보를 알려준다. 상기 204단계에 포함될 수 있는 스케 쥴링 정보로는 역방향 채널 정보를 알 수 있는 단말 송신 전력 정보가 될 수 있으며, 또한 단말(202)이 송신할 수 있는 여분의 전력 정보, 또는 단말의 버퍼에 쌓여 있는 송신되어야 할 데이터들의 양이 될 수 있다. 여러 단말들로부터 상기 정보를 수신한 node B(201)는211단계에서 여러 단말들의 상기 스케쥴링 정보를 모니터링 하면서 각 단말들을 스케쥴링한다. 상기211단계에서와 같이 node B(201)가 단말(202)에게 역방향 패킷 전송을 허용하는 스케쥴링을 하려고 결정한 경우 node B(201)는 단말(202)에게 205단계의 스케쥴링 할당 정보를 전송한다.
상기 205단계의 스케쥴링 할당 정보에는 허용된 레이트와 허용 타이밍 등이 포함될 수 있다. 상기 단말(202)은 상기 스케쥴링 할당 정보를 이용하여 212단계에서 보이는 바와 같이 역방향으로 전송할 E-DCH의 전송 형식(TF)을 결정하고, 206단계와 207단계에서 상기 TF 정보를 전송하는 동시에 E-DCH를 통한 역방향(UL) 패킷 데이터를 node B(201)로 전송한다. 상기 206단계와 상기 207단계의 채널을 수신한 node B(201)는 213단계에서 상기 206단계의 TF 정보와 상기 207단계의 EUDCH에서 오류가 있는지 판단하여 하나에라도 오류가 있을 경우 NACK(Negative Acknowledge, 부정적 인지 정보)를, 모두 오류가 없을 경우는 ACK(Acknowledge, 인지 정보)를 208의 ACK/NACK 채널을 통해 단말(202)에게 전송한다. 상기 208단계에서 ACK 정보가 전송되는 경우는 상기 207단계의 E-DCH 정보는 전송이 끝나게 되어 새로운 정보를 다시 E-DCH로 보낼 수 있게 되며, 반면, 상기 208에 NACK정보가 전송되는 경우는 상기 단말(202)은 같은 내용의 패킷 데이터를 E-DCH를 통해 다음 시간에 재전송한다.
상기와 같은 E-DCH를 전송하는 물리계층 채널은 코드 다중화 할경우 향상된 전용 물리 데이터채널(Enhaced Dedicated Physical Data Channel, 이하 "E-DPDCH"라 칭함)이 된다.
다음은 기존의 상향링크 통신 시스템에서 상향 링크 채널을 전송하는 방식을 설명한다. 본 발명과 관련된 전력 설정 파트만 설명하고 나머지는 이해의 편의성을 위해서 생략한다.
도 3은 기존의 상향링크 통신 시스템에서 물리계층 송신기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3과 같이 단말은 상향 링크로 일반적인 전용 데이터(Dedicated Channel, 이하 "DCH"라 칭함) 전송에 사용되는 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)과 상기 DPDCH를 복조하기 위해서 필요한 제어 정보와 전력 제어를 위해서 필요한 정보를 담은 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel, 이하"DPCCH"라 칭함)과 HSDPA 데이타 수신시 ACK/NACK정보와 채널 상태 정보(CQI)를 전송하기 위한 고속 전용 물리 제어 채널 (High Speed-DPCCH, 이하 "HS-DPCCH"라 칭함)의 세가지 다른 종류의 채널을 전송할 수 있다.
각각의 채널은 해당 채널 생성기(305, 306, 307)에 의해서 생성된 후 변조기(300)를 거친후 확산기(301)에서 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드를 곱하여 확산 과정을 거친후 다중화기(303)에서 각 채널 별로 다중화된다. 상기 다중화되기전에 각 채널의 채널의 특성과 전송율에 따라서 서로 다른 전력을 갖 게 되는데 실제 전송되는 전력은 파일럿(pilot)을 포함한 DPCCH의 전력을 바탕으로 증폭기단에서 결정이 되므로 다중화되기 전에 각 채널의 전력은 전력 비율만 설정하면 된다. 각 채널에 설정된 채널 전력 비율 설정 파라메터(이하 "gain factor"라고 칭함)를 각 채널의 확산된 신호들에 곱셈기(302)에 의해 곱해줌으로써 전력 비율 설정이 가능하다. 다중화된 모든 채널의 신호는 스크램블러(304)에 의해 스크램블링된 후 RF부(308)를 통해 기지국으로 전송된다.
DPCCH와 DPDCH의 gain factor인
Figure 112005016903143-pat00001
,
Figure 112005016903143-pat00002
는 전송하고자 하는 DCH 데이터의 전송 포맷 조합(Transport Format Combination, 이하 "TFC"라 칭함)별로 다른 값으로 설정되어 있어서, 상위 계층에서 채널간의 전송 데이터의 포맷을 결정하는 전송 포맷 조합 선택 (이하 TFC selection)파트에서 결정되어 물리 계층으로 전달되면 물리 계층에서 각 채널의 전력을 이 값으로 설정하게 된다. HS-DPCCH의 gain factor인
Figure 112005016903143-pat00003
의 경우는 실제 전송될 ACK/NACK/CQI에 따른 DPCCH 대비 전력 오프셋(power offset) 정보가 상위 시그널링의 의해서 설정되어 있어서 상기 오프셋 값과 상기
Figure 112005016903143-pat00004
를 토대로 계산된다.
상기에서 기술한 바와 같이 gain factor는 채널들간의 전력 비율이므로 실제적인 사용되는 전체 전송 전력은 전력 제어에 의해서 매 슬롯(slot)마다 변경된다. 전력 제어 정보는 파일럿(pilot)을 포함한 DPCCH의 전력의 조절을 의미하므로 나머지 채널의 전력은 DPCCH를 기준으로 gain factor 비율로써 결정된다. 그래서 실제적인 전체 전송 전력은 다음 수학식1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112005016903143-pat00005
단말의 전체 전송 전력은 상기 (수학식 1)에서 결정된 전송 전력을 의미하고 최대 전송 전력이란 단말이 사용될 수 있는 전력 최대 크기로서 단말의 성능(capability)과 상위 시그널링에 의해서 알려준 최대 허용 전력 값중에서 작은값을 의미한다. 상향링크로 불필요한 간섭 또는 전력앰프의 구동구간을 벗어는 것을 막기위해서 단말은 항상 최대 전송 전력 이내에서 전송해야 한다.
단말이 상향링크 채널을 전송하고자 할 때 최대 전력 제한 지점에서 단말은 최대 전송 전력을 초과하지 않도록 전체 전력을 줄여서 전송하는데, 이 경우에 기존의 시스템 규격에 의하면 DPCCH/DPDCH/HS-DPCCH의 gain factor가 변하지 않게 즉, 설정된 전력 비율을 유지하면서 전체 전력을 줄이도록 정의되어 있다. 이는 매 gain factor는 매 TTI(Transmission Time Interval)마다 설정되는 값이고 매 슬롯별로 처리되는 전력 제어 동작은 Rf부의 power amp단에서 처리되는 절차이므로 매 slot마다 각 채널의 gain factor를 각각 다르게 재계산하는 것이 복잡하고 기존의 시스템에서는 주로 사용되는 단말의 전송률이 높지 않기 때문에 단말의 전체 전송 전력이 최대 전력을 초과하는 경우가 많이 발생하지 않을 것이라 판단했기 때문이다.
다음은 E-DCH를 지원하는 경우 최대 전력 제한 지점에서 전력 제어시 발생하는 문제점에 대해서 기술하고자 한다. E-DCH를 지원하는 시스템에서는 기존의 시스 템에서 정의된 채널외에 E-DCH를 지원하기 위해서 E-DPDCH/E-DPCCH 추가로 사용 한다. E-DCH는 기존의 DPDCH와 달리 HARQ를 지원하고 보다 짧은 TTI, 즉 2ms TTI도 지원 가능한 구조이다. E-DCH를 위한 E-DPDCH/E-DPCCH가 추가되므로써 단말은 상향링크로 보다 많은 채널을 전송하게 되고 이로 인해서 단말은 전체 전송 전력이 최대 전력을 초과하는 경우를 좀 더 빈번하게 겪게 된다. 상기와 같은 상황에서 단말이 기존의 시스템에서와 같이 모든 채널을 동일한 비율을 유지한채 전력을 줄이게 되면 DPDCH/DPCCH/HS-DPCCH의 전송 품질에 좋치 않은 영향을 미치게 된다.
일반적으로 채널 상황이 안좋으면 동일한 전력으로 송신하더라도 기지국의 수신 전력이 줄어들기 때문에 전송 품질이 안좋아지는데, 이를 극복하기 위해서 전력 제어를 통해서 전송 전력을 증가시킴으로써 수신단에서의 수신 전력을 일정한 레벨로 유지하게 된다. 수신단에서 전력을 증가시키도록 전송 전력 제어(Transmit Power Control, TPC) 명령 (TPC command)을전송했는데도 불구하고 단말이 송신 전력을 증가시키지 않는다면 단말의 전송하는 데이터의 블록 에러율이 높아지고 전송 품질이 나빠지게 되는 것이다. 기존의 Rel-5에서는 단말은DPDCH/DPCCH/HS-DPCCH만 존재하는 경우 허용 전송 전력의 여유분이 많아서 어느 정도까지 전력레벨을 올리는 것이 가능하였다면 E-DCH의 도입이후 새로운 채널로 인해서 전력 여유분이 줄어들어서 전체 전송 전력을 기준으로 전력을 조절한다면 DPDCH/DPCCH/HS-DPCCH의 전력을 제대로 증가시키지 못하는 상황이 발생한다. 상기와 같은 문제점은 E-DCH의 재전송시 더 크게 발생할 수 있다.
도 4는 종래 기술에서 E-DCH의 재전송을 전송하는 경우 발생하는 문제점을 도시하는 도면이다.
상기 도 4에서 407은 초기전송시 상황으로, 초기 전송시 최대 전력 이내에서 E-DPDCH의 전송이 가능하여 전송하였는데, 408에서와 같이 재전송 시점에서 HS-DPCCH가 발생할 수 있다. 그러나 재전송시는 E-DPDCH의 전송율을 다시 선택할수 있는 것이 아니라 초기전송의 전송율을 그대로 유지해야 하므로 동일한 gain factor를 사용해야 한다. 상기와 같은 상황에서 기존의 방법처럼 모든 채널을 동일한 비율로서 조절한 것이 409이다. 상기 409에서 볼 수 있듯이 모든 채널의 전력이 줄어들게 된다. 따라서 각 채널이 수신단에서 요구하는 전력보다 적은 전력을 사용하게 되므로 전송 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, E-DCH로 전송하고자 할 때 재전송시 전체 전송 전력이 최대 전송 전력을 초과하는 최대 전력 제한 지점에서 단말이 효율적으로 전력을 조절하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 최대 전력 제한 지점에서 기존의 채널을 우선시 할 수 있도록 매 슬롯마다 최대 전송 전력을 초과하는 만큼 E-DPDCH의 전력만을 조절하고 일정 구간 시작 시점에서 다음 구간동안 E-DPDCH에게 할당할 전력이 없어서 E-DPDCH의 전송이 불가능하다고 판단되는 경우E-DPDCH 뿐만아니라 E-DPCCH의 전송 을 중단하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 단말이 E-DCH 데이터를 전송하는데 최대 전력 제한 지점에 도달하면 매 슬롯마다 일정구간 시작 시점을 감지하여 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송여부를 결정하고 그렇지 않은 슬롯에서는 E-DPDCH의 전력만을 줄이는 단말의 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 시스템에서 최대 전력 제한 지점에서 채널 간 전력을 조절하는 방법은, 향상된 전용 채널(E-DCH)로 전송을 요구받는 경우 전체 전송 전력과 최대 전송가능 전력을 비교하는 과정과, 상기 전체 전송 전력이 상기 최대 전송가능 전력을 초과한다면, 미리 정해지는 판단주기의 시작 슬롯에서 상기 E-DCH가 매핑되는 향상된 전용 물리 데이터 채널(E-DPDCH)를 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력을 상기 전체 전송 전력과 비교하여 상기 E-DPDCH의 전송 여부를 결정하는 과정과, 상기 E-DPDCH의 전송이 불가능하면, 상기 E-DPDCH 및 전용 물리 제어 채널(E-DPCCH)의 전송을 모두 중단하는 과정과, 상기 E-DPDCH의 전송이 가능하면, 상기 E-DPDCH의 전송 전력을 재조절하여 전송하는 과정을 포함하며, 상기 판단주기는 전송시간 간격(TTI) 및 서브프레임(Sub-frame) 중 하나임을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 시스템에서 최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 장치는, 향상된 전용 채널(E-DCH)로 전송을 요구받는 경우 전체 전송 전력이 최대 전송가능 전력을 초과하면, 미리 정해지는 판단주기의 시작 슬롯에서 상기 E-DCH가 매핑되는 향상된 전용 물리 데이터 채널(E-DPDCH)을 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력을 상기 전체 전송 전력과 비교하여 상기 E-DPDCH의 전송 여부를 결정하는 전송 전력 제어기와, 상기 E-DPDCH의 전송이 불가능하면, 상기 E-DPDCH 및 전용 물리 제어 채널(E-DPCCH)의 전송을 모두 중단하고, 상기 E-DPDCH의 전송이 가능하면, 상기 E-DPDCH의 전송 전력을 재조절하여 전송할 것으로 결정하는 E-DPDCH 생성기를 포함하며, 상기 판단주기는 전송시간 간격(TTI) 및 서브프레임(Sub-frame) 중 하나임을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 E-DCH를 지원하기 위한 물리채널인 E-DPDCH/E-DPCCH가 도입되는 경우 단말의 최대 전력 제한 지점에서의 효율적인 전력 제어 기술을 제안하고자 한다.
도 5는 E-DCH를 지원하는 경우의 상향 링크 채널 구조를 도시한 도면이다.
단말에는 DPCCH(505), DPDCH(504), HS-DPCCH(503), E-DPDCH(501), E-DPCCH(502)의 채널들이 설정되어 있다. DPCCH(505)는 전력제어 정보와 DPDCH의 수신에 필요한 TFCI정보 및 파일럿이 포함되어 있는 채널로써 계속하여 전송된다. DPDCH(504)는 전용 채널로서 상위 데이터를 전용적으로 송수신하기 위해서 설정된 채널로써, DCH데이터가 있는 경우 사용되는 채널이다. HS-DPCCH(503)은 HSDPA서비스에서 ACK/NACK정보 및 채널 정보를 전달하기 위한 물리 채널로서 매번 전송되는 것이 아니라 HSDPA 데이터를 수신한 경우나 주기적으로 채널 정보를 전송하는 경우에 사용되는 채널이다. E-DPDCH(501)는 상위 데이터를 E-DCH를 통해서 전송하기 위해서 설정된 데이터용 물리 채널이며 E-DPCCH(502)는 E-DPDCH(501)의 수신에 필요한 정보가 전달되는 제어 물리 채널이다. E-DPDCH(501)의 경우 E-DCH데이터가 발생한 경우에만 전송되는 채널이며 E-DPCCH(502)는 E-DPDCH가 전송되는 경우에만 전송되는 채널이다.
단말이 업링크(uplink)로 여러 종류의 채널을 전송할 때 최대 전력 제한 지점에서 모든 채널들의 전력을 일괄적으로 감소시켜 채널의 품질을 저해하는 현상을 최소화하기 위해서는 E-DCH 데이터를 담은 E-DPDCH에 할당한 전력만을 줄이는 것이 바람직하다. E-DPDCH은 HARQ를 지원하기 때문에 재전송을 통해서 복조에 성공할 수 있지만, E-DPCCH의 경우는 HARQ를 지원하지 않기 때문에 어느 정도 reliability를 유지하기 위해서 E-DPDCH의 전력만을 줄이는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에서 단말은 E-DPDCH의 전력만을, E-TFC 선택(selection)을 통해서 결정된
Figure 112005016903143-pat00006
값 대신 전체 전송 전력이 최대 허용 전력을 넘지 않도록 하는 새로운
Figure 112005016903143-pat00007
값을 새로 계산하여 설정 한다. 상기와 같이 최대 허용전력을 만족하도록 최대 전력 제한 지점에서 E-DPDCH의 전력을 재설정하는 방법은 매 슬롯(slot)별 로 수행하는 것이 가장 효율적이다. 왜냐하면 TPC command에서 의해서 매 슬롯 마다 전체 전력이 증가 또는 감소하기 때문에 실제 전송된는 전체 전송 전력 변화를 정확히 예측하여 E-DPDCH의
Figure 112005016903143-pat00008
값을 조절하는 것이 가장 다른 채널에 대한 영향을 최소화할 수 있기 때문이다.
그러나 상기와 같이 최대 전력 제한 지점에서E-DPDCH의 전력을 재설정하는 동작을 매 슬롯마다 수행하는 경우 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송에 비효율성이 발생할 수 있다. 상기 언급한 비효율성을 도 6을 통해서 설명하고자 한다.
도 6은 최대 전력 제한 지점에서 E-DPDCH만 조절하는 경우에 발생하는 문제점을 도시한 도면이다.
상기 도 6은 단말이 초기전송시 607에서 기존 채널에 전력을 할당하고 남는 전력이 존재하고 상기 남은 전력을 이용하여 E-DPDCH를 전송하였는데 다음 재전송 시점 608에서 초기 HS-DPCCH의 전송이 발생하는 경우에 대해서 보여준다. 609에서와 같이 단말은 E-DPDCH의 전력을 재조절하는데 TTI 동안 E-DPDCH의 전송이 불가능할 수 있다. 그러면, 상기 609에서 E-DPDCH는 전송 전력의 부족으로 인해서 TTI동안 전송이 안되는데 E-DPCCH는 전송이 된다. E-DPCCH는 E-DPDCH의 복조에 필요한 제어 정보를 갖고 있다는 점에서 E-DPDCH를 전송하지 않는데 E-DPCCH를 전송하는 것은 의미가 없는 일이며 업링크 자원의 낭비를 초래할 것이다.
또한 E-DPDCH를 전송하지 않는데도 불구하고 전체 전송 전력이 최대 전송 전력을 초과하는 경우, 상기 609에서 보듯이 단말은 나머지 채널에 대해서는 동일한 전력 비율을 유지한채 줄이게 되므로DPCCH(605), DPDCH(604), HS-DPCCH(606), E- DPCCH(603)의 전력이 모두 줄어들게 된다. 다시 말해서 종래 기술에서 E-DPDCH(602)로 인해서 발생하는 영향만큼은 아니지만 E-DPCCH(603)에 의해서 기존 채널이 영향을 받게 되어 전송 품질이 떨어지게 된다.
상기와 같은 비효율성을 해결하기 위해서 본 발명에서는 단말은 E-DPDCH를 통해서 데이터를 전송할 때 일정 시작 시점마다 전체 전송전력을 예측하여 E-DPDCH에게 할당할 전력이 부족하여 E-DPDCH 전송이 어렵다고 판단되는 경우 E-DPDCH와 E-DPCCH를 모두 전송하지 않도록 하고 E-DPDCH의 전송이 가능한 경우에만 매 슬롯마다 전체 전송 전력을 초과하지 않도록 E-DPDCH의 전력을 재조절하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기 방법이 동작하기 위해서 단말이 전송 시점에 따라서 다른 전력 제어 방법과 전력 제어를 하기 위해서 필요한 단말의 절차와 장치로 구성되며 실시예를 통해서 본 발명의 바람직한 구현을 설명하고자 한다.
실시예1.
단말이 매 TTI 경계(boundary)에서 E-DPDCH의 할당 가능한 전력을 예측하여 TTI 구간동안 E-DPDCH의 전송이 어렵다고 판단하는 경우 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송을 중단하고, 그렇지 않은 경우 매 슬롯 시작시점에서E-DPDCH의 전력을 재조절한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 최대 전력 제한 지점에서의 전력제어 방법을 도시한 도면이다.
단말이 초기전송시 707에서 기존 채널들에 전력을 할당하고 남는 전력이 존재하여 E-DPDCH를 통해 데이터를 전송하고 상기 E-DCDCH의 재전송 시점 708에서 초기 HS-DPCCH의 전송이 발생한다. 이와 같은 경우, 단말은 전체 전송전력을 한다. 만일 상기 예측결과에 의해서 E-DPDCH에게 할당할 전력이 부족하여 E-DPDCH 전송이 어렵다고 판단되는 경우, 709와 같이 단말은 E-DPDCH와 E-DPCCH를 모두 전송하지 않도록 한다. 반면 E-DPDCH의 전송이 가능한 경우에는 매 슬롯마다 전체 전송 전력을 초과하지 않도록 E-DPDCH의 전력을 재조절하게 된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 단말의 절차를 도시한 도면이다.
상기 도 8에서 단말 동작은 E-DCH로 전송하는 데이터가 존재하는 경우 매 슬롯마다 수행된다. 단계 801에서 E-DCH 전송을 요구받는 경우, 단계 802로 진행하여 먼저 단말은 전체 전송 전력(Ptotal)이 최대 전송 전력(
Figure 112005016903143-pat00009
)을 초과하는지 확인한다. 상기 최대 전송 전력(
Figure 112005016903143-pat00010
)는 최대 허용 전력으로서 단말의 capability 또는 상위 시그널링에 의해서 결정되는 값이고, 상기 전체 전송 전력 (Ptotal)이란 모든 채널의 전력의 합으로 다음 (수학식 2)와 같이 구할 수 있다.
Figure 112005016903143-pat00011
Figure 112005016903143-pat00012
는 해당 슬롯의 파일럿 의 전력이며
Figure 112005016903143-pat00013
,
Figure 112005016903143-pat00014
,
Figure 112005016903143-pat00015
,
Figure 112005016903143-pat00016
,
Figure 112005016903143-pat00017
는 각각 DPDCH, DPCCH, HS-DPCCH, E-DPCCH, E-DPDCH의 gain factor를 의미한다. 만약에 Ptotal가 Pmax보다 초과하는 경우 단말은 단계 803으로 가서 먼저 해당 슬롯이 전송 주기의 첫 시작점인 TTI 시작 슬롯인지 아닌지 확인하는 과정을 수행한다. 상기 확인하는 과정에서 사용되는 파라메터는
Figure 112005016903143-pat00018
과
Figure 112005016903143-pat00019
이다. 상기
Figure 112005016903143-pat00020
은 현재 슬롯의 번호로서 0부터 15까지 매 슬롯마다 증가하는 수이고
Figure 112005016903143-pat00021
는 한 TTI에 몇 개의 슬롯이 존재하는지를 알려주는 파라메터이므로, 다음의 (수학식 3)을 만족하면 현재 슬롯이 TTI가 시작하는 시점의 슬롯이되고 그렇지 않은 경우 TTI 중간의 슬롯이 된다
Figure 112005016903143-pat00022
Figure 112005016903143-pat00023
mod =0
단말은 현재 슬롯이 TTI가 시작하는 시점이라고 판단되면 단계 804로 진행한다. 상기 단계 804에서 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송 여부를 결정하는 절차를 수행한다. 단말은 전력 제어 비트에 의해서 전체 전송 전력이 TTI내에서도 변하는 것을 감안하여 전체 TTI 동안 E-DPDCH의 전송이 불가능하다고 예측되는 경우, 전송 중단을 결정한다. 상기 절차의 바람직한 구현을 위한 예로서 단말은 다음과 같은 (수학식 4)를 이용하여 E-DPDCH가 전체 TTI내에서 전송이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해서 (수학식 4)를 만족한다면 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송을 중단하고 그렇지 않는 경우 E-DPDCH/E-DPCCH를 전송하는 것을 의미한다.
Figure 112005016903143-pat00024
상기 (수학식 4)에서 두번째 항의 의미는 전체 전송 전력중에서 E-DPDCH를 제외한 나머지 채널들의 전송 전력의 합이 된다. 다시 말하면, E-DPDCH를 제외한 나머지 채널들의 전송 전력이 최대 전송 전력보다 기준값이상 크다면 E-DPDCH/E-DPCCH를 전송하지 않는 경우라고 결정한다.
여기서 기준값을 사용하는 이유는, 현재 TTI를 시작하는 슬롯의 파일럿 전력을 바탕으로 전체 전송 전력을 계산하였는데, 다음 슬롯에서 파일럿 전력은 전력 제어 비트(Power Control Bit:PCB)에 의해서 1dB증가 또는 감소 할 수 있기 때문이다. 그래서 전체 전송 전력의 변화를 예측하여 E-DPDCH의 전송 가능 여부를 판단하기 위해서 threshold를 설정한다. 예를 들어 상기 기준값을 threshold = 10^(-2dB/10)로 설정한 경우, 상기 조건식을 만족한다는 의미는 E-DPDCH를 제외한 나머지 채널의 전력의 합이 최대 전송 전력보다 2dB가 크다라는 의미이다. 그래서 2ms TTI인 경우 TTI 동안 전력 제어 비트로 감소 시그널링을 계속 수신하여 전체 송신 전력이 줄어들어도 E-DPDCH에게 할당할 전력이 없으므로 E-DPDCH의 전송은 불가능함을 의미한다. 여기서 상기 기준값은 해당 TTI내에서 감소를 의미하는 전력제어비 트를 어느 정도 수신하는 경우에도 E-DPDCH/E-DPCCH 수신을 중단할지 여부에 따라서 다른 값으로 설정할 수 있다.
상기 단계 804에서 TTI내에서E-DPDCH의 전송이 불가능한 경우에는 단계
806으로 이동하여 해당TTI에서의 E-DPDCH와 E-DPCCH의 전송을 중단한다. 그렇지 않고 해당 TTI내에서 E-DPDCH의 전송이 가능하다고 판단되는 경우 또는 TTI 중간의 슬롯인 경우, 단계 805로 이동하여 단말은 E-DPDCH 전력을 재조절하게 된다. 상기 절차에서는 전체 전송 전력에서 DPCCH, DPDCH, HS-DPCCH, E-DPCCH전력을 제외한 나머지 전력을 E-DPDCH에 설정하도록 새로운 gain factor,
Figure 112005016903143-pat00025
를 구한다.
Figure 112005016903143-pat00026
는 다음과 같은 (수학식 5)를 통하여 구할 수 있다.
Figure 112005016903143-pat00027
상기와 같이 E-DPDCH의 새로운 전력 비율을 구한 이후 단계 807로 진행하여 DPDCH/DPCCH/E-DPDCH/E-DPCCH/HS-DPCCH를 전송하게 된다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 9에서 DPCCH를 전송하기 위한 DPCCH 생성기(901)가 존재하는데, 상기 DPCCH 생성기(901)는 매 슬롯별로 전력제어정보와 같은 제어 정보와 매 TTI 별 로 달라지는 TFC 정보를 전송하기 위해서 DPCCH 정보를 생성한다. DPDCH 생성기(902)는 DCH 데이터를 전송하기 위한 DPDCH 데이터를 생성하는 역할을 하는데 상위로부터 DCH 데이터를 전송 받고 그에 따른 TFC 정보와 코딩(coding)에 필요한 정보를 DPDCH 전송 제어기(915)로부터 전달 받으면 코딩(coding)과정을 통해서 DPDCH 데이터를 생성하게 된다. 상기 DPDCH 전송 제어기(915)는 상위 계층의 전송하고자하는 TFC가 선택되면 상기 TFC정보를 바탕으로 해당하는 코딩에 필요한 파라메터와 TFC 정보를 DPDCH 생성기(902)에 전달한다.
HS-DPCCH의 경우는 물리 계층 채널이므로 ACK/NACK정보 또는 CQI정보를 HSDPA 제어기(916)로부터 전달 받아서 HS-DPCCH를 생성한다. 상기 상기 HSDPA 전송 제어기(916)에서는 어떤 정보를 전송하는지 여부에 따라서 HS-DPCCH의 전력 비율이 달라지므로 해당하는 곱셈기(909)의
Figure 112005016903143-pat00028
를 결정하여 전달한다.
다음은 E-DPDCH/E-DPCCH 전송 파트에 대해서 설명하고자 한다. E-DCH전송 제어기(906)가 존재하는데, 상기 제어기(906)에서는 전송 전력 제어기(917)에 의해 E-DCH의 전송이 허용된 경우, 필요한 E-TFC를 결정하고 결정된 E-TFC에 따른 전력 비율(
Figure 112005016903143-pat00029
,
Figure 112005016903143-pat00030
)을 제공한다. E-TFC를 결정하기 위해서는 E-DCH의 데이터의 양과 우선순위 그리고 E-DCH이므로 기지국으로 할당받은 최대 허용 전송율 등을 토대로 사용 가능한 E-TFC를 결정하게 된다. E-TFC가 결정되면 상기 E-TFC를 E-DPDCH 생성기(905)와 E-DPCCH 생성기(904)로 전달한다.
E-DPCCH 생성기(904)는 상기 결정된 E-TFC 정보와 HARQ 제어기(918)를 통해 전달받은 재전송 정보를 바탕으로 E-DPCCH 정보를 생성한다. 상기 HARQ 제어기(918)는 재전송시 필요한 재전송 횟수와 IR(Incremental Redundancy) 버전정보를 상기 재전송 정보로서 생성하는데 재전송 횟수 정보는 E-DPCCH 생성기(904)로 전달하고 IR버전번호는 레이트 매칭(rate matching)시 필요한 정보이므로 레이트 매칭기(919)로 전달하게 된다.
E-DPDCH 생성기(905)는 상기 E-TFC를 바탕으로 E-DPDCH 데이터를 생성하여 HARQ 버퍼를 포함하는 레이트 매칭기(919)로 전달한다.
전송 전력 제어기(917)는 전체 전송 전력이 최대 전송 전력을 초과하지 않도록 제어하는 기능을 하게 되는데, 상기 실시예에서 제안하는 절차에 의해서 TTI 마다 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송 여부를 결정하고 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송이 허용되는 경우 매 슬롯마다 최대 허용 전력을 초과하지 않도록 하는 E-DPDCH gain factor를 재계산하게 된다. 이를 위하여 전송 전력 제어기(91)는
Figure 112005016903143-pat00031
,
Figure 112005016903143-pat00032
,
Figure 112005016903143-pat00033
,
Figure 112005016903143-pat00034
,
Figure 112005016903143-pat00035
,
Figure 112005016903143-pat00036
,
Figure 112005016903143-pat00037
를 입력받고 상기 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송이 불가능할 경우는 수신중단을 위하여 E-DCH 전송 제어기(906)로 수신 중단 정보를 전달한다.
매 TTI마다 E-TFC별로 할당된 original
Figure 112005016903143-pat00038
는 E-DCH 전송 제어기에서 결정되고 최대 허용 파워를 초과하는 경우에만 전송 전력 제어기에서 하도록 되어 있습니다. 그리고
Figure 112005016903143-pat00039
는 슬롯단위로 power control은 power amp에서 수행되므로, 새로 계산된
Figure 112005016903143-pat00040
가 power amp단으로 전달됩니다.
상기 생성기들(901 내지 904)과 상기 레이트 매칭기(919)로부터 출력되는 정 보 혹은 데이터는 변조부(907)에 의해 변조되고, 확산부(908)에서 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드를 곱하여 확산 과정을 거친다. 상기 확산된 신호들에는 곱셈기(909)에 의해 해당하는 gain factor들과 곱해진다. 이후 다중화기(910)에서는 각 채널 별 신호를 다중화한다.
상기 다중화된 모든 채널의 신호는 스크램블러(912)에 의해 스크램블링된 후 RF부(914)내의 Power amp(913)를 통해 기지국으로 전송된다.
실시예 2.
제 2실시예는 서브 프레임(sub-frame) 동안의 전체 전송 전력을 예측하는 방법으로서 단말이 임의의 기준치를 설정하여 E-DPDCH를 제외한 나머지 채널들의 전체 전송 전력이 최대 허용 전력을 기준치보다 초과하는 경우E-DPDCH/E-DPCCH의 전송을 중단한다.
실시예 1과 동일한 방법으로 단말이 전체 전송 전력을 제어하는데 실시예1에서는 E-DPDCH/E-DPCCH 전송 여부 결정을 매 TTI단위로 하는데 비해서 실시예 2는 sub-frame단위로 전체 전송 전력을 예측하여 E-DPDCH/E-DPCCH 전송 여부를 결정한다. 여기서, sub-frame는 3slot으로 구성된 단위입니다. 즉, TTI가 2ms TTI이면 sub-frame과 TTI는 동일한 구간을 가지지만, 10ms TTI인 경우에는 5sub-frame이 하나의 TTI를 구성합니다.
상기 실시예 2의 장점은 TTI의 구간이 상대적으로 긴 경우 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송 중단하게 되면 채널이 상황이 갑자기 좋아져서 전체 전송 전력이 줄어들어 E-DPDCH에게 할당할 수 있는 전력이 생겨도 E-DPDCH를 전송하지 못하는 경우가 발생할 수 있으므로, 이와 같은 경우에 상기 제 2실시예를 통해 상기 E-DPDCH를 전송할 수 있다.
상기 실시예 2.의 흐름도 및 장치는 도 8, 9와동일하다. 단지 전송전력 제어기(917)가 앞서 설명한 바와 같이 sub-frame단위로 전체 전송 전력을 예측하여 E-DPDCH/E-DPCCH 전송 여부를 결정하는 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 제안하는 바와 같이 단말이 전체 전송 전력이 최대 전송 전력을 초과하는 최대 전력 제한 지점을 도달하는 경우 단말은 매 일정구간 시작 시점인 경우에는 최대 전송 전력 이내에서 E-DPDCH의 전송이 가능한지를 조사하여 사용 가능한 전력의 부족으로 전송이 불가능한 경우 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송을 모두 중단하고 전송이 가능한 경우에는 매 슬롯 단위로 E-DPDCH채널만의 전력을 조절하게 되 면, 단말은 매 슬롯마다 E-DPDCH의 전송 전력의 조절이 가능하므로 E-DPDCH의 전송으로 인한 기존 채널의 미치는 효과를 최소화하는 동시에 E-DPDCH의 전송이 불가능한 경우 E-DPCCH의 전송 역시 중단할 수 있어서 불필요한 E-DPCCH의 전송을 피할 수 있게 된다.

Claims (10)

  1. 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 시스템에서 최대 전력 제한 지점에서 채널 간 전력을 조절하는 방법에 있어서,
    향상된 전용 채널(E-DCH)로 전송을 요구받는 경우 전체 전송 전력과 최대 전송 전력을 비교하는 과정과,
    상기 전체 전송 전력이 상기 최대 전송 전력을 초과한다면, 미리 정해지는 판단주기의 시작 슬롯에서 상기 E-DCH가 매핑되는 향상된 전용 물리 데이터 채널(E-DPDCH)를 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력을 상기 최대 전송 전력과 비교하여 상기 E-DPDCH의 전송 여부를 결정하는 과정과,
    상기 E-DPDCH의 전송이 불가능하면, 상기 E-DPDCH 및 전용 물리 제어 채널(E-DPCCH)의 전송을 모두 중단하는 과정과,
    상기 E-DPDCH의 전송이 가능하면, 상기 E-DPDCH의 전송 전력을 재조절하여 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 판단주기는 전송시간 간격(TTI) 및 서브프레임(Sub-frame) 중 하나임을 특징으로 하는 채널 간 전력 조절 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전송 여부를 결정하는 과정은,
    상기 E-DPDCH를 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력이 상기 최대 전송 전력보다 미리 정해지는 기준값 이상으로 크다면, 상기 E-DPDCH의 전송이 불가능한 것으로 판단하는 과정과,
    상기 E-DPDCH를 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력이 상기 최대 전송 전력보다 기준값 이상 크지 않다면, 상기 E-DPDCH 및 상기 E-DPCCH의 전송이 가능한 것으로 판단함을 특징으로 하는 채널 간 전력 조절 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 시스템에서 최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 장치에 있어서,
    향상된 전용 채널(E-DCH)로 전송을 요구받는 경우 전체 전송 전력이 최대 전송 전력을 초과하면, 미리 정해지는 판단주기의 시작 슬롯에서 상기 E-DCH가 매핑되는 향상된 전용 물리 데이터 채널(E-DPDCH)을 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력을 상기 최대 전송 전력과 비교하여 상기 E-DPDCH의 전송 여부를 결정하는 전송 전력 제어기와,
    상기 E-DPDCH의 전송이 불가능하면, 상기 E-DPDCH 및 전용 물리 제어 채널(E-DPCCH)의 전송을 모두 중단하고, 상기 E-DPDCH의 전송이 가능하면, 상기 E-DPDCH의 전송 전력을 재조절하여 전송할 것으로 결정하는 E-DPDCH 생성기를 포함하며,
    상기 판단주기는 전송시간 간격(TTI) 및 서브프레임(Sub-frame) 중 하나임을 특징으로 하는 채널 간 전력 조절 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 전송 전력 제어기는,
    상기 E-DPDCH를 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력이 상기 최대 전송 전력 보다 미리 정해지는 기준값이상으로 크다면, 상기 E-DPDCH 및 상기 E-DPCCH의 전송이 불가능한 것으로 판단하고,
    상기 E-DPDCH를 제외한 나머지 물리 채널들의 전송 전력이 상기 최대 전송 전력 보다 기준값 이상 크지 않다면, 상기 E-DPDCH/E-DPCCH의 전송이 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 채널 간 전력 조절 장치.
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KR1020050026619A 2005-03-30 2005-03-30 향상된 역방향 상향 링크 전용 채널을 사용하는 서비스에서최대 전력 제한 지점에서 채널간 전력을 조절하는 방법 및장치 KR101162367B1 (ko)

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