KR101236090B1 - 고속 다운링크 패킷 액세스 시스템을 위한 가변 전송 전력제어 전략 - Google Patents

고속 다운링크 패킷 액세스 시스템을 위한 가변 전송 전력제어 전략 Download PDF

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Abstract

한 방향으로 전송 전력 제어(TPC) 명령들을 송신하여, 반대 방향으로의 충분한 품질을 유지하는 데 충분한 전송 전력만이 이용되게 하는 통신 시스템에서, TPC 명령들이 반대 방향 링크의 품질에 대한 정보를 획득하는 데 이용될 수 있다. 충분한 품질이 존재한다면, TPC "업" 명령들의 개수는 TPC "다운" 명령들의 개수와 대략 같고, 열등한 품질이 존재한다면, "다운" 명령들보다 많은 TPC "업" 명령들이 수신된다. 사용자 장비는 이러한 정보를 이용하여 고속 다운링크 패킷 액세스를 위한 서빙 노드와 같은 통신 노드로의 동기화의 손실 및 열등한 수신의 위험을 감소시키고 TPC 전략을 조정할 수 있다.
고속 다운링크 패킷 액세스, 전송 전력 제어, TPC 명령

Description

고속 다운링크 패킷 액세스 시스템을 위한 가변 전송 전력 제어 전략{VARIABLE TRANSMIT POWER CONTROL STRATEGIES FOR HIGH-SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS SYSTEMS}
본 발명은 전자 디지털 통신 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무선전화 시스템에 관한 것이다.
디지털 통신 시스템은 GSM 원격통신 표준 및 GSM/EDGE와 같은 그 개선안을 따르는 셀룰러 무선 전화 시스템과 같은 시분할 다중 액세스(TDMA), 및 IS-95, cdma2000, 광대역 CDMA(WCDMA) 원격통신 표준을 따르는 셀룰러 무선 전화 시스템과 같은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템을 포함한다. 또한, 디지털 통신 시스템은 ITU(International Telecommunication Union)의 IMT-2000 프레임워크 내에서 ETSI(European Telecommunications Standards Institute)에 의해 개발되고 있는 3세대(3G) 모바일 시스템을 규정하는 유니버설 모바일 원격통신 시스템(UMTS)를 따르는 셀룰러 무선 전화 시스템과 같은 "혼합된" TDMA 및 CDMA 시스템도 포함한다. 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 UMTS 및 WCDMA 표준을 공표하였다. 본 출원은 단순화를 위해 WCDMA 시스템에 초점을 맞추지만, 본 출원에서 설명된 원리가 다른 디지털 통신 시스템에서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
WCDMA는 다운링크 방향에서(기지국에서 단말기로) 의사 잡음 스크램블링 코드 및 직교 채널화 코드가 기지국과 물리적 채널(단말기들 또는 사용자들)을 각각 구분하는 다이렉트-시퀀스 확산 스펙트럼 기술에 기초한다. 모든 사용자가 CDMA 시스템에서 동일한 무선 자원을 공유하므로, 각각의 물리적 채널이 필요 이상의 전력을 사용하지 않는 것이 중요하다. 이는 특히 다운링크(DL) 방향에서 기지국이 사용자들에게 TPC 명령들을 전송하고 사용자들은 반대로 업링크(UL) 방향에서 명령들을 실행하는 전송 전력 제어(TPC) 메커니즘에 의해 달성된다. TPC 명령들은 사용자가 자신의 전송 전력 레벨을 증분값만큼 증가시키거나 감소시키게 하여, 기지국과 사용자들 사이의 전용 물리적 채널(DPCH)에 대한 타겟 신호 대 간섭비(SIR)를 유지한다. 본 명세서에서는 WCDMA 기술이 사용되었지만, 다른 시스템이 대응 기술을 가진다는 것이 이해될 것이다. 스크램블링 및 채널화 코드 및 전송 전력 제어는 본 기술분야에서 공지된 것이다.
도 1은 예를 들어 WCDMA 통신 시스템일 수 있는 모바일 무선 셀룰러 원격통신 시스템(10)을 도시한다. 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)(12, 14)는 예를 들어 무선 액세스 베어러(bearer) 설정, 다이버시티 핸드오버 등을 포함하는 각종 무선 네트워크 기능들을 제어한다. 보다 일반적으로, 각각의 RNC는 이동국(MS) 또는 사용자 장치(UE)에게 적절한 기지국(BS)(들)을 통해 호출을 지시하며, 기지국은 DL, 즉 순방향 채널, 그리고 UL(즉, 이동국에서 기지국으로, 또는 역방향) 채널을 통해 각각의 UE와 통신한다. RNC(12)는 BS(16, 18, 20)에 연결되는 것으로 도시되고, RNC(14)는 BS(22, 24, 26)에 연결되는 것으로 도시된다. 3GPP 용어로 노드 B로 칭 해지는 각각의 BS는 하나 이상의 셀(들)로 분할될 수 있는 지리적 영역을 담당한다. BS(26)는 BS(26)의 셀을 구성한다고 일컬어질 수 있는 5개의 안테나 섹터들(S1-S5)을 갖는 것으로 도시된다. BS들은 전용 전화선, 광섬유 링크, 마이크로웨이브 링크 등에 의해 그들의 대응 RNC들에 연결된다. RNC들(12, 14) 모두는 이동 교환국(도시 생략) 및/또는 패킷 무선 서비스 노드(도시 생략)와 같은 하나 이상의 코어 네트워크 노드들을 통해 공중 교환 전화망(PSTN), 인터넷 등과 같은 외부 네트워크에 접속된다.
고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA)는 WCDMA 통신 시스템이 더욱 진화된 것이며, 예를 들어 16진 직교 진폭 변조(16-QAM)인 보다 높은 차수의 변조와, 예를 들어 16의 확산 계수를 갖는 15개까지의 코드인 복수의 확산 코드와, DL 채널 피드백 정보를 이용함으로써, 예를 들어 초당 10 메가비트(Mb/s) 이상까지인 보다 높은 비트 레이트를 제공한다. HSDPA는 3GPP에 의해 공표된 시스템 사양의 릴리즈 5 버전에 설명되어 있다. DL 채널 피드백 정보는 UL 채널을 통해 UE에 의해 BS에 전송되는 DL 채널 품질에 관한 정보이다. BS는 이 정보를 이용하여 최적화된 쓰루풋을 위해 DL 변조 및 코딩을 최적화한다.
또한, HSDPA는 잘못 수신된 패킷의 라운드-트립 지연을 감소시키기 위하여 물리적 레이어 상에서 하이브리드 자동 반복 요청(ARQ) 스킴을 사용한다. 하이브리드 ARQ 스킴은 HSDPA 서비스를 제공하는 BS에 UE가 긍정응답(ACK) 및 부정응답(NACK) 메시지를 전송하는 것과 관련된다. 이러한 BS는 "서빙" BS 또는 셀로 칭해질 수 있다. DL로의 HS 채널은 HSDPA 서빙 셀로부터만 전송되고, (ACK/NACK 및 DL 채널 품질 보고서를 포함하는) HSDPA UL 제어 시그널링은 HSDPA 서빙 셀에 의해서만 검출된다.
사용자가 기지국에 대하여 이동할 때, 그리고 아마도 그 역일 때, 계속되는 접속은 핸드오프 또는 핸드오버 프로세스를 통해 유지된다. 예를 들어 셀룰러 전화 시스템에서, 사용자가 하나의 셀에서 다른 셀로 이동할 때, 사용자의 접속은 하나의 기지국에서 다른 기지국으로 전달된다. 초기 셀룰러 시스템은 (사용자가 출발하고 있는 셀을 담당하는) 첫번째 셀의 기지국이 (사용자가 진입하고 있는 셀을 담당하는) 두번째 기지국이 통신을 시작하자마자 사용자와의 통신을 중단하는 하드 핸드오버(HHO)를 사용하였다. 현재의 셀룰러 시스템은 사용자가 2개 이상의 기지국에 동시에 접속되는 다이버시티 또는 소프트 핸드오버(SHO)를 통상적으로 사용한다. 도 1에서, MS(28, 30)는 다이버시티 핸드오버 상황에서 복수의 기지국과 통신하는 것으로 도시된다. MS(28)는 BS들(16, 18, 20)과 통신하고, MS(30)는 BS들(20, 22)과 통신한다. RNC들(12, 14) 사이의 제어 통신 링크는 BS들(20, 22)을 통해 MS(30)로/로부터의 다이버시티 통신을 허용한다.
SHO 동안에, 단말기는 하나 이상의 기지국으로부터 TPC 명령들을 수신하고, 상이한 기지국들로부터의 TPC 명령들 사이의 충돌을 다루기 위한 방법이 개발되었다. UE가 하나의 셀을 떠날 때, 이러한 셀의 기지국은 점점 더 약해지는 신호를 수신하고, 이에 따라 기지국의 TPC 명령들은 보다 많은 전력을 필요로 하며, 이와 동시에 UE가 새로운 셀에 진입하고, 새로운 셀의 기지국은 점점 더 강해지는 신호를 수신하며 이에 따라 새로운 기지국은 보다 적은 전력을 필요로 하기 때문에 이 러한 충돌이 예측된다. 3GPP를 따르는 시스템에서, UE는 신뢰성있는 다운링크로부터의 TPC 명령들을 논리적 OR 함수와 결합하고, 이에 따라 신뢰성있는 명령들 중 임의의 명령이 "DOWN"이라고 한다면 UE 전송 전력을 감소시키게 된다. 이는 3GPP Technical Specification(TS)25.214(V6.2.0)Rel.6(2004), Physical layer procedures(FDD)에 설명되어 있다.
HSDPA는 예를 들어 UE 및 BS(들)가 서로에 대해 이동하는 이동 상황에서 사용될 수 있지만, 소프트 핸드오버는 HSDPA 채널에 대해서는 규정되지 않는다. HSDPA 채널은 하드 핸드오버만 지원한다. 따라서, UE가 그 HSDPA 채널(들)에 대한 HHO를 사용하는 것과 동시에 그 DPCH(들)에 대한 SHO를 사용하는 많은 상황들이 있을 수 있다. 도 2는 UE가 논(non) HSDPA 채널에 대한 SHO 상황에 있고, HSDPA 채널을 통해 전송된 서비스를 사용하고 있는 상황들 중 통상적인 하나의 상황을 도시한다.
도 3A는 UL 및 DL에서 전용 물리적 데이터 채널(DPDCH) 및 전용 물리적 제어 채널(DPCCH)을 통해 BS(204) 및 BS(206)와의 복수의 동시 접속을 갖는 UE(202)를 도시하고 있다는 점에서 도2와 유사하다. 즉, UE(202)는 논-HSDPA 채널에 대하여 SHO 상태에 있다. DPDCH는 보다 높은 레이어의 네트워크 시그널링을 운반하고, 또한 아마도 음성 및/또는 비디오 서비스를 운반한다. DPCCH는 물리적 레이어의 제어 시그널링(예를 들어, 파일럿 심벌/신호들, TPC 명령들 등)을 운반한다. RNC(208)(도 3A에는 도시하지 않음)는 BS(204)와 BS(206)를 제어한다.
또한, UE(202)는 HSDPA 채널을 가지지만, 이는 BS(206)의 SIR이 BS(204)의 SIR보다 더 크기 때문에 도 3A에서 BS(206)인 서빙 셀에 의해서만 제공된다. 상술한 바와 같이, SHO는 HSDPA 채널에 대해서는 규정되지 않는다. 다운링크 HSDPA 채널은 HS 데이터 패킷을 운반하는 HS-PDSCH(HS-Packed Data Shared Channel) 및 데이터 패킷에 대한 제어 정보를 운반하는 HS-SCCH(HS-Shared Control Channel)를 포함한다. 업링크 HSDPA는 ACK/NACK 보고서 및 DL-채널 품질 정보를 운반하는 HS-DPCCH(HS-Dedicated Physical Control Channel)를 포함한다.
비록 SHO가 HSDPA 채널에서는 이용가능하지 않지만, UE는 그 활성 세트(Active Set)에 있는 모든 셀로부터 수신한 CPICH(Common Pilot Channel)들의 평균 SIR(예를 들어, EC/IO)을 정기적(통상적으로 초당 5번)으로 측정하고, 이러한 논-HSDPA 채널에 대한 최상의 SIR을 갖는 셀이 HSDPA 서빙 셀로 지정된다.
도 3A에 도시한 바와 같이, UE(202)는 BS(206)에 대해 측정된 SIR보다 큰 BS(204)로부터의 DL의 평균 SIR을 결정한다. 이는 이벤트 1D(최상의 셀의 변경) 및 UL DPDCH를 통한 레이어-3 무선 자원 제어(RRC)의 전송을 트리거링한다. 이벤트 1D가 트리거링된 후의 짧은 시간 동안에, HS 채널은 여전히 BS(206)로부터 전송을 받는다. RNC는 이벤트-1D 메시지를 수신하고 "HS 서빙 셀 변경 메시지"를 DL DPDCH를 통하여 레이어-3 RRC 메시지로서 UE에게 전송한다. "변경" 메시지는 HS 채널이 BS(204)에게 (하드) 핸드오버할 시점에 대한 정보를 포함한다. UE가 "변경" 메시지를 수신한 경우에, UE는 UL DPDCH를 통해 ACK 메시지를 BS(204, 206)들 및 RNC(208)에 전송한다. 도 3B에서, HSDPA HHO가 발생하고, BS(204)가 HS 채널을 송신 및 수신하는 서빙 셀이다.
UE의 논-HSDPA 채널의 평균 SIR의 측정은 HSDPA 동작에서의 변칙을 유발할 수 있다. 가끔씩 일시적으로 BS(204)가 BS(206)보다 더 양호한 SIR을 가질 수 있다. 또한, UL 및 DL이 서로 독립적으로 페이딩되어, BS(204)로부터의 DL이 BS(206)로부터의 DL보다 낮은 품질을 갖는 동안에도, 또한 BS(204)로의 UL이 BS(206)로의 UL보다 더 양호한 품질을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 DPDCH들/DPCCH들은 전송 전력 제어하에 있고, SHO를 지원하여, SHO동안의 전력 제어는 TPC 명령들의 결합에 기초한다. HS-DPCCH가 전력 제어되지만, 보다 높은 레이어 시그널링에 의해 설정되는 DPCCH UL로의 오프셋을 갖는다. DPCH들이 소프트 핸드오버하고 있고 채널의 독립적인 페이딩을 고려하고 있는 동안, TPC 명령들의 결합이 HSDPA 서빙 셀을 포함하지 않는 기지국에 의해 도출될 수 있으므로, HSDPA 전력 제어가 부적절해질 수 있다. 실제로, SHO 용량 이득을 갖기 위해, 단지 하나의 BS가 충분한 서비스 품질을 획득하기 위하여 UE를 충분히 잘 청취하기만 하면 충분하므로, HSDPA 서빙 셀로의 UL이 가장 약한 신호를 갖는 셀이고, 담당하지 않는 셀로의 또 다른 UL이 HSDPA 채널(들)을 통한 전력 제어를 지시하는 UL일 수 있다.
이러한 동작들은 열등한 HS-DPCCH 수신 성능 및 오류가 있는 ACK/NACK 메시징 및 DL-채널 품질 검출로 귀결되며, 이들 중 모두가 HSDPA 채널(들)의 쓰루풋을 상당히 감소시킬 수 있다. 따라서, 이러한 문제점을 제거하기 위한 시도가 이루어졌다.
3GPP 표준에 의해 취해지는 하나의 접근법은 DPCH들을 통한 전송 전력보다 큰 HS-DPCCH를 통한 전송 전력을 규정하는 것이다. 그럼에도 불구하고, 모든 UL 동기화(즉, 경로 검색기 및 채널 추정)가 UL DPCCH를 통해 이루어진다. 따라서, DPCCH의 수신이 충분히 열등하게 되면, 동기화 손실이 일어날 수 있고, HS 검출이 HS-DPCCH 전력에 상관없이 이루어질 수 없다. 그 결과는 더 낮은 HS 쓰루풋이다.
또 다른 접근법은 HS 서빙 셀을 통해서만 UL 전력 제어를 행하는 것이지만, 이렇게 함으로써 SHO 이득을 잃게 되며, 시스템의 통신 용량을 크게 감소시킨다. 따라서, 이러한 접근법은 3GPP에 의해 허용되지 않는다.
또 다른 접근법은 채널 품질에 따라 HS 채널들을 통한 데이터 레이트를 변화시키는 것이다. 예를 들어, Hayashi 등에 의한 유럽 특허 출원 EP1363413A1호는 HS-PDSCH의 데이터 레이트를 변화시키기 위한 제어 지표로서 DPCH를 통해 요구되는 전송 전력을 사용하는 모바일 통신 시스템을 개시한다. 이 문헌에서 논의된 것과 같이, HS 무선 링크 상태는 DPCH의 DL 전송 전력이 낮은 레벨이면 양호할 것으로 예측되며, 따라서 데이터 신호들의 빠른 전송이 실현될 수 있고, HS-PDSCH의 전송 레이트가 높게 설정되었다고 하더라도 통신 품질 저하의 위험이 낮다. 역으로, 무선 링크 상태는 DPCH의 DL 전송 전력이 높은 레벨이면 불량할 것으로 예측되며, 따라서 HS-PDSCH에서의 데이터 신호의 전송 레이트가 낮아지지 않는다면 적절한 통신 품질이 유지될 수 없다.
발명자가 Takano 등인 미국 특허 출원 공보 US 2005/0043051호는 셀룰러 시스템, 이동국, 기지국 및 전송 전력 제어 방법을 개시한다. 소프트 핸드오버 상태에서 복수의 기지국에 동시에 링크되어 있고, 패킷 전송 기지국으로부터 패킷을 수신하고 있는 이동국은 기지국의 다운링크 전용 물리적 채널에 포함된 제1 전송 전력 제어 정보에 기초하여 업링크 전용 물리적 채널의 전송 전력을 제어한다. 또 다른 상태에서, 이동국은 패킷 전송 기지국의 다운링크 전용 물리적 채널에 포함된 제2 전송 전력 제어 정보에 기초하여 전송 전력을 제어한다.
DPCH의 SHO 동안의 HS 채널의 전력 제어의 양태는 Malladi 등에 의한 미국 특허 출원 공보 US2004/0203985호 및 Whinnet 등에 의한 국제 특허 공보 WO2004/019513A호를 포함하여 많은 문헌에 개시되어 있다. Malladi 등에 의한 문헌은 업링크 전력 제어가 제공되어 UE가 SHO로 가는 때에 업링크 HS-DPCCH의 완전성을 유지하는 것을 개시하고 있다. RNC는 서빙 노드의 파일럿 신호 강도 및/또는 서빙 노드의 업링크 채널 상태에 기초하여 파일럿 신호의 타겟 신호대 잡음비 임계값을 제어한다.
<개요>
본 출원은 하나의 BS가 DPDCH/DPCCH를 청취하는 것이 매우 충분할 때라도, 소프트 핸드오버 동안 HSDPA 서빙 셀로의 UL의 동기화의 손실 및 열등한 수신이라는 UE의 위험을 감소시키는 방법 및 장치를 설명한다.
본 발명의 일 양태에서, 통신 시스템 내에 UE가 제공된다. UE는 UE를 위해 의도된 제어 심벌을 복구하는 장치를 포함하며, 여기서 제어 심볼은 적어도 2개의 전송 노드로부터 UE로 지시된 TPC 명령을 포함하고, 전송 노드들 중 하나는 미리 정해진 통신 서비스에 대한 서빙 노드이다. 또한, UE는 복수의 시간 슬롯 동안 서빙 노드로부터 UE로 지시된 TPC 명령으로부터 비율 신호를 생성하도록 구성된 TPC 명령 필터 및 비율 신호에 응답하고 장치로부터 TPC 명령을 수신하도록 구성된 TPC 컴바이너를 포함한다. 수신된 명령 및 비율 신호에 기초하여, UE에 의해 전송되는 전력을 제어하는 데 이용되는 TPC 제어 신호가 생성된다. 비율 신호가 제1 임계값에 교차한다면, TPC 제어 신호는 서빙 노드로부터 UE로 지시된 TPC 명령에만 기초한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 통신 시스템의 업링크에서 UE에 의해 전송되는 전력을 제어하는 UE 내에서의 방법이 제공된다. 본 방법은 적어도 2개의 통신 노드로부터 TPC 명령을 수신하는 단계-여기에서 통신 노드들 중 하나는 미리 정해진 통신 서비스에 대한 서빙 노드임-; 복수의 시간 슬롯 동안 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령으로부터 비율 신호를 생성하는 단계; 및 UE에 의해 전송되는 전력을 제어하기 위해 수신된 TPC 명령 및 비율 신호에 기초하여 TPC 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 비율 신호가 제1 임계값에 교차한다면, TPC 제어 신호는 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령에만 기초한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 통신 시스템의 업링크에서 UE에 의해 전송되는 전력을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체가 제공된다. 컴퓨터 프로그램은 복수의 시간 슬롯 동안 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령으로부터 TPC 명령 비율 신호를 생성하는 단계; UE에 의해 전송된 전력을 제어하기 위해 서빙 노드 및 적어도 하나의 다른 통신 노드로부터 수신된 TPC 명령 및 TPC 명령 비율 신호에 기초하여 TPC 제어 신호를 생성하는 단계를 수행한다. 비율 신호가 제1 임계값에 교차한다면, TPC 제어 신호는 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령에만 기초한다.
본 발명의 다양한 양태들, 특징들 및 이점들이 도면과 연계하여 본 설명을 읽음으로써 이해될 것이다.
도 1은 모바일 무선 셀룰러 원격 시스템을 도시한다.
도 2는 논-HSDPA 채널(들)에 대한 SHO 상황에 있으며, HSDPA 채널을 통해 전송된 서비스들을 이용하고 있는 UE를 도시한다.
도 3A, 3B는 HSDPA 채널(들)의 핸드오버를 도시한다.
도 4는 UE의 일부의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 원리에 따른 방법의 흐름도이다.
각각의 UL(그리고 DL)에 대하여 충분한 품질을 유지하기에 충분한 전력만을 사용할 의도로 전송 전력 제어를 사용하는 임의의 통신 시스템에서, BS로부터 DL로 전송된 TPC 명령들이 이러한 특정 BS에 대한 UL의 품질에 대한 정보를 획득하는 데 이용될 수 있다. WCDMA 통신 시스템이 이러한 통신 시스템의 전형이다. UL이 충분한 품질을 갖는 경우에, TPC 다운 명령에 대한 TPC 업 명령의 비는 1에 가깝다(즉, TPC 명령의 거의 절반이 "업"이고 거의 절반이 "다운"임). UL이 낮은 품질을 갖는 경우에, "다운" 명령보다 많은 TPC "업" 명령들이 DL을 통해 전송된다. 따라서, 특정 시간 주기 동안 HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC "업" 명령들이 더 많다는 것은 불량한 HS-DPCCH 검출의 확률이 더 크다는 것을 나타낼 수 있는 정보이다.
UE는 그 전력 제어 전략을 조정하는 데 있어서 UL 품질에 대한 이러한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, UL 신호 품질이 낮을 수 있다는 것을 나타내는, 명령들의 업/다운 비율이 특정 임계값보다 큰 경우에, UE는 결합에 따른 활성 세트 내의 모든 BS들로부터의 TPC 명령들을 결합하고 그 결합에 따라 동작하는 고정된 전략으로부터, HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령들에만 따라 그 UL 전송 전력을 설 정하는 제2 전략으로 그 전력 제어 전략을 변경시킬 수 있다. 이러한 조정가능한 TPC 전략으로, UE의 UL 전송 전력은 HS 서빙 셀로의 UL이 열등한 기간 동안에만 증가됨으로써, 논-HS 채널(들)이 SHO에 있는 경우의 HS 성능과 전체 SHO 용량 이득 사이의 트레이드-오프를 최적화한다.
도 4는 UE가 접속 모드에 있고 SHO에서 동작하고 있으며, HSDPA 세션이 진행중인 경우에 상술한 조정가능한 TPC 전략을 구현하는 데 적절한 UE(400)의 일부의 블록도이다. Nbs를 UE가 동시에 접속된 링크의 개수(즉, 활성 세트 내의 BS1, BS2, ...,BSNbs)라 하고, HSDPA 서빙 셀을 기지국 BSJ라 한다.
WCDMA 통신 시스템 내의 이동 단말기와 같은 UE(400)는 안테나(402)를 통해 무선 신호를 수신 및 전송하고, 예를 들어 프론트-엔드 수신기(Fe RX)(404)에서 수신된 신호들을 다운컨버팅하고 샘플링한다. 출력된 샘플들은 Fe RX(404)로부터 레이크 컴바이너 및 디코더(406)로 공급되며, 이 레이크 컴바이너 및 디코더(406)는 데이터 및 제어 심벌의 수신된 에코(echo)를 역확산하고 결합하고, 심벌들을 적절히 디코딩하고, 디코딩된 심벌을 특정 통신 시스템에 적절한 추가적인 처리로 전달한다.
레이크 결합 및 채널 추정은 본 기술분야에서 공지되어 있다. 레이크 수신기의 양태들은 발명자가 Dent이고 발명의 명칭이 "Quantized Coherent Rake Receiver"인 미국 특허 5,305,349호, 발명자가 G. Bottomley이고 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Interference Cancellation in a Rake Receiver"인 6,363,104호, 발명자가 G. Bottomley 등이고 발명의 명칭이 "Multi-Stage Rake Combining Method and Apparatus"인 6,801,565호 및 발명자가 Wang 등이고 발명의 명칭이 "Apparatus and Methods for Finger Delay Selection in Rake Receivers"인 미국 특허 출원 공보 2001/0028677호에 개시되어 있다.
또한 Fe RX(404)로부터 출력된 샘플들은 DL 무선 채널의 임펄스 응답 및 SIR을 추정하는 SIR 및 채널 추정기(408)와 TPC 명령 디코더(410)에 공급된다. 채널 추정은 예를 들어 발명자가 L. Wihelmsson 등이고 발명의 명칭이 "Channel Estimation by Adaptive Interpolation"인 미국 특허 출원 10/920,928호에 개시되어 있다. TPC 디코더(410)는 단말기가 접속되는 기지국과 같은 각각의 노드로부터의 TPC 명령들을 포함하는 제어 심벌들을 복구하고, TPC 명령 스트림을 활성 세트 내의 각각의 링크로부터의 TPC 명령들을 결합하는 TPC 컴바이너(412)에 공급한다.
TPC 컴바이너(412)는 단말기의 전송 전력을 증가 또는 감소시키기 위해 결합된 TPC 명령을 이용하는 프론트-엔드 전송기(Fe TX)(414)에 제공되는 결합된 TPC 명령을 생성한다. 만일 하나의 링크만이 활성 세트 내에 있다면, 결합된 TPC 명령은 이러한 특정 링크에 대해 검출된 바로 그 하나의 TPC 명령 스트림이다. 발명자가 J. Nilsson 등이고 발명의 명칭이 "Methods, Receivers, and Computer Program Product for Determining Transmission Power Control Commands Using Biased Interpretation"인 미국 특허 출원 공보 2004/00058700호에 개시된 바와 같이, TPC 명령들을 결정하고 결합하는 몇몇 방법들이 공지되어 있다. TPC 결합은 "임의의 신뢰성있는 TPC 명령이 다운이라고 하면 전송 전력이 다운"되는 개념에 종종 기초 하며, 많은 방식으로 실현될 수 있다.
Fe TX(414)에 의해 제공되는 신호는, 상술한 바와 같이 전송될 데이터 및 ACK/NACK 신호들을 수신하는 적절한 변조기(416)로부터의 신호들에 기초한다. 또한, 변조기(416)는, CPICH 또는 추정기(408)에 의해 생성된 기타 적절한 채널의 추정된 SIR 값을 대응하는 CQI 값으로 "매핑"하거나 변환하는 채널 품질 인덱스(CQI) 매퍼(418)로부터 신호들을 수신한다. 변조기(416) 및 프론트-엔드 송신기(414)를 통해, UE(400)는 BS가 사용할 수 있는 변조 및 코딩 스킴의 지표로서 CQI 값들을 각각의 기지국에 전송한다. 통상적인 구성에서, 높은 SIR은 예를 들어 16-QAM인 높은 코드 레이트 및 보다 복잡한 변조가 사용될 수 있음을 나타내는 높은 CQI에 매핑되고, 낮은 SIR은, 예를 들어 QPSK인 낮은 코드 레이트 및 보다 덜 복잡한 변조가 사용될 수 있음을 나타내는 낮은 CQI에 매핑된다.
도 4에 도시한 바와 같이, TPC 필터(420) 및 제어 유닛(422)은 HSDPA 서빙 셀에 대한 최근의 슬롯들 동안의 업/다운 명령들의 비율을 결정하고, 비율 신호를 이용하여, TPC 컴바이너(412)가 보통의 TPC 명령 결합을 구현해야 하는지, 아니면 UE의 전송 전력이 HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령들에만 기초해야 하는지를 결정하는 데 협력한다. 비록 도 4는 필터(420) 및 제어 유닛(422)을 별개의 장치로서 도시하고 있지만, 이들의 기능들은 적절히 프로그래밍되거나 구성된 프로세서 또는 회로와 같이 단일 장치에 의해 결합되거나 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
TPC 필터(420) 및 제어 유닛(422)은 이하와 같이 종합적으로 동작하는 것이 유리하다. TPC "업/다운" 명령 비율은, 보다 높은 레이어 시그널링으로부터 도출 된 적절한 신호에 의해 필터(420) 및 유닛(422)에게 식별될 수 있는 HSDPA 서빙 셀에 대해 측정된다. 현재, 이러한 비율은 선행하는 N 슬롯들(20<N<200)을 포함하는 시간 윈도우를 고려함으로써 결정될 수 있을 것으로 생각된다. 그러면, 비율 신호는 N 슬롯 동안 수신된 TPC "업" 명령들의 개수를 단순히 N 슬롯의 전체 개수로 나눈 것일 수 있다. 물론, 예를 들어 N 슬롯동안 수신되는 "다운" 명령들의 개수를 N으로 나눈 것과 같이, 적절하게 다르게 수정된 다른 형태의 비율 신호가 대신 이용될 수 있다. 또 다른 예에서, 비율 신호의 형태는 N 슬롯 동안 수신된 "업" 명령들의 개수를 N 슬롯들 동안 수신된 "다운" 명령들로 나눈 것, 또는 전자로부터 후자를 뺀 것일 수 있다. N의 사이즈의 관점에서 비율을 고려하는 것이 또한 유리할 수도 있으므로, N이 보다 작은 경우에, 열등한 품질의 UL을 나타내기 위해서는, 보다 많은 개수의 "업" 명령어들 또는 보다 큰 비율 변화가 필요하다.
(N 슬롯들 동안 수신된 "업" 명령의 개수를 N으로 나눈 형태를 갖는 비율 신호에 대해서) 비율 신호가 대략 50-80% 보다 작으면, HS 서빙 셀 UL은 UE에 의해 동기화되는 것으로 고려될 수 있고, BS에서의 HS-DPCCH 검출은 잘 동작하는 것으로 생각될 수 있다. 이러한 경우에, UE는 임의의 신뢰성있는 TPC 명령이 다운이라고 한다면 전력 다운이 되는 것과 같은 표준 SHO TPC 결합 알고리즘을 이용할 수 있다. 이러한 비율 신호가 대략 80%보다 더 크다면, UE는 HS 서빙 셀 UL이 열등한 품질을 가지며 아마도 거의 동기화에서 벗어나 있다고 고려할 수 있다. 이러한 경우에, 제어 유닛(422)은 UE의 전송 전력이 유일하게 또는 주로 HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령들 기초해야 한다고 결정할 수 있다.
본 기술분야의 당업자라면, 예를 들어 50%-80%인 대략 80%의 상술한 임계값은 단지 예일 뿐이며, 다른 값들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 현재로서는 양호한 품질을 갖는 UL은 SHO 상황, 즉 하나보다 많은 셀이 활성 세트 내에 존재하는 상황에서 60-70%보다 적은 "업" 명령들을 갖는 경향이 있으며, 불량한 품질을 갖는 UL은 거의 100%의 TPC "업" 명령들을 갖는 경향이 있는 것으로 생각된다. 단지 하나의 셀이 활성 세트 내에 있는 경우에, 그 하나의 UL은 그것이 양호한 품질을 가질 때에 50% 정도의 TPC 업/다운 명령 비율을 가질 것으로 또한 예측될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 단지 하나의 셀이 활성 세트 내에 있는 경우에, UE는 단지 이러한 셀로부터의 TPC 명령들을 언제나 따른다.
필터(420)는 많은 방식으로 구현될 수 있다. 일 예에서, 필터(420)는, 카운터가 "업" 명령들을 계산하고, 디바이더가 "업" 명령들의 개수를 슬롯들의 개수인 N으로 나누는 카운터 및 디바이더를 포함할 수도 있다. 또 다른 예로서, 필터(420)는 제로의 카운트가 50%의 비율에 대응하도록 TPC 명령에 따라 카운터가 하나를 카운트 업하거나 하나를 카운트 다운하는 카운터만을 포함할 수도 있다.
UE가 TPC 명령들을 다루기 위한 전략들 사이에서 급격하게 변하는 것이 필요하지 않다는 것이 이해될 것이다. 활성 세트 내에 있는 모든 셀들로부터의 TPC 명령들을 결합하는 보통의 전략에 기초한 전송 전력 제어로부터, HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령들만을 이용하는 새로운 전략에 기초한 전송 전력 제어로 보다 부드럽고 원활한 전이를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 부드러운 전이를 구현하는 많은 방식들이 가능하다. 하나의 예로서, TPC "업" 명령들 비율을 x라고 한다. x가 대략 60%보다 작다면, SHO TPC 명령 결합에 대한 보통의 전략을 사용한다. x가 대략 60%보다 크고 대략 80%보다 작다면, 매 3번째 슬롯마다 HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령에만 따라 전송 전력을 제어하고, 나머지 슬롯들에 대해서는 보통의 전략을 사용한다. x가 대략 80%보다 크고 대략 90%보다 작다면, 매 2번째 슬롯마다(즉, 한 슬롯씩 건너뜀) HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령에만 따라 전송 전력을 제어하고, 나머지 슬롯들에 대해서는 보통의 전략을 사용한다. x가 대략 90%보다 크다면, 모든 슬롯에서 HSDPA 서빙 셀로부터의 TPC 명령에만 따라 전송 전력을 제어한다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다. 단계(502)에서, UE는 SHO에 있고, HS 서빙 셀은 BS(A)이다. 단계(504)에서, TPC 명령들은 SHO에서의 보통의 전략에 따라 결합되고, TPC 명령 결합의 결과는 다음의 슬롯에서의 UE의 전송 TX 전력을 하나의 증분값만큼 "업" 또는 "다운"하는 것을 조정하는 데 이용된다. 단계(506)에서, 선행하는 N 슬롯 동안 BS(A)로부터 수신된 TPC 명령들의 스트림이 필터링된다. 결과적인 필터 신호가, BS(A)로의 UL이 열등하지 않은 품질이라는 것을 나타낸다면(단계 508), 흐름도는 단계(504)로 복귀한다. 그러나, TPC 명령 비율에 의해 나타내어진 BS(A)로의 UL의 품질이 열등하다면, 다음의 슬롯에서 UE의 전송 전력은 BS(A)로부터의 TPC 명령에만 기초하여 제어된다(단계 510). 그 후에, 흐름도는 단계(506)로 복귀하고, TPC 명령들의 또 다른 N 세트가 UL 품질을 결정하기 위해 필터링된다.
상술한 절차들은 예를 들어 송신기와 수신기 사이의 통신 채널의 시변 화(time-varying) 특성에 응답하기 위해 필요한 만큼 반복적으로 수행된다는 것을 알 수 있을 것이다. 이해를 돕기 위해 본 발명의 많은 양태들이 예를 들어 프로그래머블 컴퓨터 시스템의 요소들에 의해 수행될 수 있는 액션들의 시퀀스의 관점에서 설명되었다. 각종 액션들은 특수화된 회로(예를 들어, 특수화된 기능을 수행하기 위해 상호 연결된 이산 논리 게이트 또는 주문형 반도체)에 의해, 그리고 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 프로그램 명령어들에 의해, 또는 둘 다의 결합에 의해 수행될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
또한, 본 발명은 컴퓨터 기반 시스템과 같은 명령어 실행 시스템, 기구, 또는 장치와, 매체로부터 명령어를 페칭하여 명령어를 실행할 수 있는 프로세서를 포함하는 시스템 또는 기타 시스템에 의해, 또는 이들과 연계되어 사용하기 위한 적절한 명령어 세트를 그 내부에 저장한 임의의 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 완전하게 구현되는 것으로 추가적으로 고려될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "컴퓨터 판독가능 매체"는 명령어 실행 시스템, 기구 또는 장치에 의해, 또는 이들과 연계되어 사용하기 위한 프로그램을 포함하고, 저장하고, 통신하고, 전파하고 또는 전송할 수 있는 임의의 수단일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어 전자, 자기, 광, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 기구, 장치 또는 전파 매체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 컴퓨터 판독가능 매체의 보다 구체적인 예들(모든 항목들은 아님)은 하나 이상의 배선을 갖는 전기적 접속, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거가능 프로그래머블 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리) 및 광 섬유를 포함한다.
따라서, 모든 유형이 상술되지는 않았지만, 본 발명은 다수의 상이한 유형으로 구현될 수 있으며, 이러한 모든 유형은 본 발명의 범위 내에 드는 것으로 고려된다. 본 발명의 각종 양태들 중 각각에 대하여, 이러한 임의의 유형은 상술한 액션을 수행하도록 "구성된 논리"로 칭해질 수 있거나, 대안적으로 상술한 액션을 수행하는 "논리"로 칭해질 수 있다.
본 출원에서 사용되는 경우에 "포함한다(comprise)"와 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급된 특징, 완전체(integer), 단계 또는 컴포넌트들의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 컴포넌트 또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다.
상술한 특정 구현예는 단지 예시적인 것이며 어떠하든지 제한적인 것으로 고려되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 이하의 청구범위에 의해 결정되며, 청구범위의 범주 내에 드는 모든 변형 및 등가물이 그 내부에 포함되는 것으로 의도되었다.

Claims (22)

  1. 통신 시스템(10)에서의 사용자 장치(UE)(400)로서,
    상기 UE를 위해 의도된 제어 심벌들을 복구하는 장치(410) - 상기 제어 심벌들은 적어도 2개의 전송 노드들(16, 18, 20, 22, 24, 26; 204, 206)로부터 상기 UE로 지시된 전송 전력 제어(TPC) 명령들을 포함하며, 상기 전송 노드들 중 하나는 미리 정해진 통신 서비스를 위한 서빙 노드임 -;
    복수의 시간 슬롯들 동안의 업/다운 명령들의 비율에 의해 결정되는, 상기 서빙 노드로부터 상기 UE로 지시된 TPC 명령들로부터의 비율 신호(ratio signal)를 생성하도록 구성된 TPC 명령 필터(420); 및
    상기 비율 신호에 응답하고, 상기 장치(410)로부터 상기 적어도 2개의 전송 노드들로부터 상기 UE로 지시된 TPC 명령들을 수신하며, 상기 수신된 TPC 명령들 및 상기 비율 신호에 기초하여, 상기 UE에 의해 전송되는 전력을 제어하는데 이용되는 TPC 제어 신호를 생성하도록 구성된 TPC 컴바이너(412)
    를 포함하고,
    상기 비율 신호가 제1 임계값보다 큰 경우에는, 상기 TPC 제어 신호는 상기 서빙 노드로부터 상기 UE로 지시된 TPC 명령들에만 기초하고, 상기 비율 신호가 상기 제1 임계값보다 크지 않은 경우에는, 상기 TPC 제어 신호는 상기 적어도 2개의 전송 노드들로부터 상기 UE로 지시된 상기 TPC 명령들의 결합에 기초하는 사용자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 TPC 명령 필터는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-업 명령들을 카운팅하는 사용자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 임계값은 0.8인 사용자 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 TPC 명령 필터는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-다운 명령들을 카운팅하는 사용자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비율 신호가 제2 임계값보다 크며, 상기 제1 임계값보다 크지 않은 경우에는, 상기 TPC 제어 신호는, 상기 복수의 시간 슬롯들에 후속하는 제1 개수의 시간 슬롯들 동안에는 상기 적어도 2개의 전송 노드들로부터 상기 UE로 지시된 상기 TPC 명령들의 결합에 기초하고, 상기 복수의 시간 슬롯들에 후속하는 제2 개수의 시간 슬롯들 동안에는 상기 서빙 노드로부터 상기 UE로 지시된 TPC 명령들에만 기초하는 사용자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 TPC 명령 필터는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-업 명령들을 카운팅하는 사용자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 임계값은 0.9이며, 상기 제2 임계값은 0.6인 사용자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 광대역 코드 분할 다중 액세스를 사용하고, 상기 미리 정해진 통신 서비스는 고속 다운링크 패킷 액세스 서비스인 사용자 장치.
  9. 통신 시스템(10)에서, 업링크에서 사용자 장치(UE)(400)에 의해 전송되는 전력을 제어하는 상기 UE에서의 방법으로서,
    적어도 2개의 통신 노드들(16, 18, 20, 22, 24, 26; 204, 206)로부터 전송 전력 제어(TPC) 명령들을 수신하는 단계 - 상기 통신 노드들 중 하나는 미리 정해진 통신 서비스를 위한 서빙 노드임 -;
    복수의 시간 슬롯들 동안의 업/다운 명령들의 비율을 결정함으로써, 상기 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령들로부터의 비율 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 UE에 의해 전송되는 전력을 제어하기 위해, 상기 적어도 2개의 통신 노드들로부터 상기 UE로 지시되는 수신된 TPC 명령들 및 상기 비율 신호에 기초하여, TPC 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 비율 신호가 제1 임계값보다 큰 경우에는, 상기 TPC 제어 신호는 상기 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령들에만 기초하고, 상기 비율 신호가 상기 제1 임계값보다 크지 않은 경우에는, 상기 TPC 제어 신호는 상기 적어도 2개의 통신 노드들로부터 수신된 상기 TPC 명령들의 결합에 기초하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 비율 신호를 생성하는 단계는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-업 명령들을 카운팅하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 임계값은 0.8인 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 비율 신호를 생성하는 단계는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-다운 명령들을 카운팅하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 비율 신호가 제2 임계값보다 크며, 상기 제1 임계값보다 크지 않은 경우에는, 상기 TPC 제어 신호는, 상기 복수의 시간 슬롯들에 후속하는 제1 개수의 시간 슬롯들 동안에는 상기 적어도 2개의 통신 노드들로부터 수신된 상기 TPC 명령들의 결합에 기초하고, 상기 복수의 시간 슬롯들에 후속하는 제2 개수의 시간 슬롯들 동안에는 상기 서빙 노드로부터 수신된 TPC 명령들에만 기초하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 비율 신호를 생성하는 단계는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-업 명령들을 카운팅하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 임계값은 0.9이며, 상기 제2 임계값은 0.6인 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 비율 신호를 생성하는 단계는 상기 복수의 시간 슬롯들 동안 수신된 전력-다운 명령들을 카운팅하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 광대역 코드 분할 다중 액세스를 사용하고, 상기 미리 정해진 통신 서비스는 고속 다운링크 패킷 액세스 서비스인 방법.
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