KR101428897B1 - 무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 방법은 모바일 통신 디바이스로부터 기지국으로 전송되는 업링크 통신 신호의 일부분들 상에서 선택적으로 전력을 증가시킨다. 방법은 모바일 통신 디바이스에서 품질 메트릭 값을 모니터링하고, 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 값들의 제1 범위 내에 있는 경우 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제1 전력 레벨로 설정하거나, 또는 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 값들의 제2 범위 내에 있는 경우, 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제2 전력 레벨로 설정한다. 업링크 통신 신호의 제1 부분은 무선 통신 링크의 접속을 유지하기 위해 기지국에 의해 사용되는 제어 신호들을 포함한다.

Description

무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO IMPROVE THE ROBUSTNESS OF A WIRELESS COMMUNICATION LINK}
기술된 실시예들은 일반적으로 무선 모바일 통신에 관한 것이다. 더 구체적으로, 신호의 일부분들 상에서 전송되는 전력을 선택적으로 증가시킴으로써 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법이 기술된다.
모바일 통신 디바이스는 가변하는 통신 링크 조건들 하에서 하나 이상의 상이한 프로토콜들을 사용하여 기지국과 통신할 수 있다. 기지국에 의해 수신되는 통신 신호들은 모바일 통신 디바이스까지의 거리가 증가함에 따라 방사상의 전력 소실에 의해 현저하게 감쇠될 수 있다. 이러한 신호 감쇠는 잡음 간섭에 대한 수신된 통신 신호의 감도(susceptibility)를 증가시킬 수 있다. 통신 프로토콜들은 통상적으로 통신 신호를, 통신 링크의 제어를 위해 사용되는 보조 정보 및 사용자 생성 데이터를 포함하는 부분들로 분할한다. 통신 신호의 특정 부분들은 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 통신 링크의 무결성을 제어 및 유지하기 위해 신호의 다른 부분들보다 더 중요할 수 있다. 신호의 제어 부분들의 손상은 통신 링크를 교란시킬 수 있고, 따라서, 신호의 제어 부분들의 고품질 수신을 보장하는 것이 바람직할 수 있다. 통신 신호에 대해 전송되는 전력을 증가시키는 것은 간섭 및 잡음에 비해 신호 강도를 증가시킬 수 있지만, 통신 프로토콜들은 사용자에 의해 흡수되는 전체 무선 주파수 에너지를 제한하기 위해, 또는 모바일 통신 디바이스 및 동일한 무선 주파수 대역들을 사용하는 다른 디바이스들 사이의 무선 간섭을 최소화하기 위해, 모바일 통신 디바이스들에 의해 방사되는 최대 전력에 대한 제한들을 설정할 수 있다. 따라서, 모바일 통신 디바이스의 전송되는 전체 전력의 제한들 내에서 무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 문건은 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 다양한 실시예들을 기술한다. 모바일 통신 디바이스로부터 기지국으로 전송되는 업링크 통신 신호의 일부분들에 대해 선택적으로 전송 전력을 증가시키는 방법 및 상기 방법에 대해 적응되는 장치가 기술된다.
일 실시예에서, 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 방법이 기술된다. 방법은 무선 통신 링크와 연관된 품질 메트릭 값에 따라 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들을 적응시킴으로써 수행될 수 있다. 방법은 모바일 통신 디바이스에서 품질 메트릭 값을 모니터링하는 단계, 및 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 모바일 통신 디바이스로부터 기지국으로 무선 통신 링크를 통해 전송되는 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예에서, 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 값들의 제1 범위 내에 있는 경우, 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨이 제1 전력 레벨 값으로 설정된다. 그러나 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 값들의 제2 범위 내에 있는 경우, 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨은 제2 전력 레벨 값으로 설정될 수 있다. 제2 전송 전력 레벨 값이 제1 전송 전력 레벨 값보다 더 클 수 있고, 이에 의해 무선 통신 링크의 강건성을 개선할 수 있다.
방법은 품질 메트릭 값을 반복적으로 모니터링하고, 무선 통신 링크가 접속되는 동안 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 전송 전력 레벨들을 적응적으로 설정할 수 있다. 또한, 업링크 통신 신호의 제1 부분은 모바일 통신 디바이스와의 통신 링크의 접속을 유지하기 위해 기지국에 의해 사용되는 제어 신호들을 포함할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 방법은 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정할 수 있다. 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨은, 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 값들의 제1 범위 내에 있는 경우 제1 전력 레벨 값으로 설정될 수 있고, 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 값들의 제2 범위 내에 있는 경우 제3 전력 레벨 값으로 설정될 수 있다. 제3 전력 레벨 값은 제1 전력 레벨 값보다 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 전체 평균 전송 전력은 제2 전력 레벨 값을 사용하는 업링크 통신 신호의 제1 부분, 및 제3 전력 레벨 값을 사용하는 업링크 통신 신호의 제2 부분에 대해 발랜싱(balance)가능하다.
또다른 실시예에서, 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 무선 통신 링크의 강건성을 개선할 수 있는 장치가 기술된다. 장치는 모바일 통신 디바이스에서 품질 메트릭을 모니터링하고, 모니터링된 품질 메트릭이 품질 값들의 제1 범위 내에 있는 경우 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제1 전력 레벨로 설정하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 그러나 모니터링된 품질 메트릭이 품질 값들의 제2 범위 내에 있는 경우, 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨은 제2 전력 레벨로 설정될 수 있다. 기술된 실시예에서, 모니터링 및 설정은 무선 통신 링크가 접속된 동안 계속될 수 있다.
본 발명 및 그 장점들은 첨부 도면들과 함께 취해지는 후속하는 기재를 참조하여 최상으로 이해될 수 있다.
도 1은 2개의 오버랩하는 무선 셀들에서 기지국들과 통신하는 모바일 통신 디바이스들을 예시하는 도면이다.
도 2는 무선 디바이스와 기지국 사이에서 통신되는 2가지 타입의 정보를 예시하는 도면이다.
도 3a는 동일한 전력 레벨들에서 전송되는 제어 데이터 및 스피치 데이터를 포함하는 시분할 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 3b는 상이한 전력 레벨들에서 제어 데이터 및 스피치 데이터를 전송하도록 변경된 도 3a의 시분할 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 4a는 전용 사용자 데이터 및 채널들을 포함하는 광대역 코드 분할 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 4b 및 4c는 상이한 전력 레벨들에서 데이터 및 제어 채널들의 일부분들을 전송하도록 변경된 도 4a의 광대역 코드 분할 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 5는 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 통신에 대한 전파 지연 및 타이밍 어드밴스를 예시하는 도면이다.
도 6은 품질 메트릭에 따라 변하는 전송 전력 레벨을 예시하는 도면이다.
도 7은 전력 저장 메트릭에 따라 변하는 최대 전송 전력 레벨을 예시하는 도면이다.
도 8은 통신 링크의 강건성을 개시하기 위한 대표적인 방법을 예시하는 도면이다.
도 9는 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 제2 대표적인 방법을 예시하는 도면이다.
도 10은 대표적인 무선 통신 디바이스의 프로세싱 블록들의 세트를 예시하는 도면이다.
후속하는 기재에서, 다수의 특정 상세항목들이 기술된 실시예들의 기반이 되는 개념들의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나 기술된 실시예들이 이들 특정 상세항목들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 공지된 프로세스 단계들은 기반 개념들을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 기재되지 않았다.
셀룰러 전화 또는 무선 개인 디지털 정보 단말과 같은 모바일 통신 디바이스들은 다양한 조건들 하에서 동작하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 이동하는 동안 모바일 통신 디바이스를 동작시킬 수 있다는 사실로 인해, 모바일 통신 디바이스가 기지국으로부터의 상당한 거리 변화 상태에서 동작할 수 있다고 기대된다. 또한, 기지국은 통상적으로 동시에 다수의 모바일 통신 디바이스들을 서빙하여, 가능하게는 모바일 통신 디바이스들 중 하나 이상이 서로 간섭하는 결과를 초래할 수 있다. 이러한 간섭은 동일한 또는 근처의 주파수 대역들을 공유할 수 있는 해당 모바일 통신 디바이스들에 대해 가능하다.
기지국이 각각의 모바일 통신 디바이스에 대해 다양한 전송 파라미터들을 설정함으로써 동일한 무선 통신 셀을 공유하는 다수의 모바일 통신 디바이스들로부터의 업링크 통신 신호들을 관리할 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해된다. 전송 파라미터들은, 예를 들어, 전송할 시간 기간, 사용할 전송 주파수들의 범위, 및 전송 전력 레벨을 포함할 수 있다. 모바일 통신 디바이스들이 기지국으로부터의 거리가 변할 수 있으므로, 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 통신 링크의 품질은 현저하게 달라질 수 있다. 예를 들어, 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 거리가 너무 커지는 경우, 통신 누설의 품질은 현저하게 저하될 수 있고 따라서 통신 링크가 약해지고 신뢰할 수 없게 될 수 있다. 이러한 통신 링크의 저하는, 업링크 통신 신호들이 수신될 때(또는 수신된 경우라 할지라도) 기지국에서 상당한 잡음 및 간섭이 존재하는 경우 특히 문제가 될 수 있다.
무선 통신 프로토콜들은, 데이터 포맷, 전송 주파수들, 에러 정정 메커니즘, 및 전송 전력 레벨들과 같은 특정 특징들을 포함하는 정보가 2개의 무선 통신 디바이스들 사이에서 전송될 수 있는 방법을 특정하는 규칙들의 세트를 정의한다. 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM)은 모바일 통신 디바이스들에 대한 공지되고 표준화된 무선 통신 프로토콜이다. 사용자 스피치 또는 데이터를 전달할 수 있는 신호들에 더하여, 무선 통신 프로토콜은 통신 링크의 신뢰성에 관한 정보를 제공하는, 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이에서 규칙적으로 전송되는 제어 신호들을 정의할 수 있다. 충분한 개수의 제어 신호들이 특정 시간 기간 내에 기지국에 의해 인지되지 않는 경우, 기지국은 통신 링크를 종료할 수 있다.
"무선 인터페이스 실패"라고 알려진, 통신 링크의 종료는 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 수용가능한(불완전한 경우) 스피치 및 데이터 통신이 여전히 가능한 경우의 특정 환경들에서 발생할 수 있다. 제어 신호들에서의 에러들에 대한 과도한 민감성(over sensitivity)은, 스피치 신호가 여전히 이해될 수 있을지라도, 접속이 종료되게 할 수 있다. 이러한 성급한 종료는 제어 신호들 및 스피치/데이터 신호들이 특정 통신 시스템 프로토콜에서 별도로 그리고 불균일하게 인코딩될 수 있기 때문에 발생할 수 있다. 낮은 비트 레이트에서의 스피치 코딩의 어드밴스들은 더 낮은 신호 대 간섭 비들에서 개선된 스피치 전송 및 가해성(comprehensibility)을 가능하게 할 수 있다. 이러한 더 열악한 동작 조건들 하에서, 제어 신호들은 기지국에 의해 수신될 때 신호 무결성의 손실에 대해 더 취약해져서 드롭된 호출을 초래할 수 있다. 통신 링크의 강건성을 개선하기 위해, 이들 신호들에 대해 사용되는 전송 전력을 개선함으로써 제어 신호의 신뢰가능한 수신을 개선할 수 있다. 배터리 전력을 보존하고, 규제된 전력 제한들 내에서 유지하기 위해, 스피치/데이터 신호들의 전송 전력은 동시에 낮아지거나 적어도 증가하지 않을 수 있다. 모바일 통신 디바이스는 하나 이상의 품질 메트릭을 모니터링함으로써 제어 신호들의 전송 전력을 언제 변경할지를 결정할 수 있다.
특정 실시예들은 도 1 내지 10을 참조하여 하기에 논의되지만, 당업자는 이들 도면들에 대해 여기서 제공되는 상세한 설명이 단지 예시의 목적이며, 주어진 실시예들에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 함을 용이하게 이해할 것이다.
도 1은 기술된 실시예들에 따른 무선 통신 셀(100) 및 무선 통신 셀(102)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 무선 통신 셀(100)은 기지국(106)과 통신할 수 있는 모바일 통신 디바이스(104)를 포함할 수 있다. 디바이스들(112 및 116)과 같은, 다수의 다른 모바일 통신 디바이스들은 또한 모바일 통신 디바이스(104)와 동시에 무선 통신 셀(100) 내의 기지국(106)과 통신할 수 있다. 모바일 통신 디바이스(116)는 또한 인접한 무선 통신 셀(102) 내의 기지국(118)과 통신할 수 있다. 공지된 바와 같이, 방사상의 전자기 에너지는 그 원점으로부터의 거리의 역제곱으로 감쇠한다. 기지국(106)이 수신된 신호들을 적절하게 프로세싱할 수 있음을 보장하기 위해, 기지국(106)으로부터 각각 거리(d1 및 d2)에 위치된 모바일 통신 디바이스들(104 및 116)은 기지국(106)에 더 가까운 거리(d3)에 위치된 모바일 통신 디바이스(112)보다 더 높은 출력 전력 레벨들에서 기지국(106)에 전송할 수 있으며, 여기서 거리(d3)는 거리(d1 또는 d2)보다 더 작다. 예를 들어, 모바일 통신 디바이스(104)에서 발신하는 무선 신호(108)는 기지국(106)에서 수신된 무선 신호(110)와 연관된 전력 레벨(P2)보다 현저히 더 높은 전력 레벨(P1)을 가질 수 있다. 수신된 전력 레벨(P2)은 전송된 전력 레벨(P1)을 모바일 통신 디바이스(104) 및 기지국(106) 사이의 거리의 제곱(d1 2)으로 나눈 것에 비례할 수 있다.
기지국(106) 내의 동일한 아날로그 증폭기 회로는 많은 상이한 모바일 통신 디바이스들로부터 신호들을 수신하기 위해 사용될 수 있고, 각각의 디바이스는 기지국으로부터 상이한 거리에 위치된다. 상이한 모바일 통신 디바이스로부터 수신되는 각각의 신호에 대한 기지국 증폭기 회로의 아날로그 이득 설정들의 변경보다는, 기지국(106)이 무선 통신 셀(100) 내에서 전송 대역폭을 공유하는 상이한 모바일 통신 디바이스들로부터 유사한 전력 레벨들에서 신호들을 수신하는 것이 바람직하다. 기지국(106)에 의해 관리되는 전력 제어 방법에 의해 무선 통신 셀(100) 내에서 모바일 통신 디바이스들로부터 전송된 신호들을 정규화하는 것은 기지국(106)에서의 아날로그 수신 회로가 바람직한 범위 내에서 동작하는 것을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 기지국(106)은 통상적으로 무선 통신 셀(100) 내의 모바일 통신 디바이스들에 의해 출력되는 전송 전력 레벨들을 관리할 수 있다.
거리 감쇠에 대한 보상에 더하여, 전송 신호 전력은 또한 전송된 신호들이 기지국(106)에서 수신되는 경우 배경 잡음 및 간섭을 고려하기 위해 모바일 통신 디바이스들에서 증가할 수 있다. 기지국(106)으로부터 거리(d3)에 위치된 모바일 통신 디바이스(112)(d3<<d1)가 기지국(106)으로부터 거리(d1)에 위치된 모바일 통신 디바이스(104)에 의해 전송되는 전력 레벨(P1)과 거의 동일할 수 있는 전력 레벨(P3)에서 전송한다면, 기지국(106)에서 전력 레벨(P2<<P1)을 가지는 (거리(d1)에 의해 감쇠된 신호(108)에 대응하는) 수신된 신호(110)가 모바일 통신 디바이스(112)에 의해 전송되는 전력 레벨(P4)을 가지는 신호(120)로부터의 간섭에 의해 압도될 수 있는 것이 가능하다. 따라서, 기지국에 더 근접한 디바이스로부터의 신호들이 기지국으로부터 더 멀리 떨어져 위치되는 또다른 디바이스로부터의 신호들을 제압할 가능성을 감소시키기 위해, 적어도 기지국으로부터의 모바일 통신 디바이스들의 각각의 거리들에 기초하여 모바일 통신 디바이스들의 전송 전력 레벨들을 적응적으로 제어하는 기법들이 개발되었다. 이들 적응적 전력 전송 제어 기법들은, 예를 들어, 특정 기지국으로부터 더 멀리 떨어져 위치된 모바일 통신 디바이스(예를 들어, 모바일 통신 디바이스(104))에 비해 그 기지국에 더 가까운 모바일 통신 디바이스(예를 들어, 기지국(106)에 대한 도 1의 모바일 통신 디바이스(112))의 전송 전력 레벨을 감소시킬 수 있다. 무선 통신 셀 내의 다수의 디바이스들의 전송 전력 레벨들을 조정함으로써, 근처의 모바일 통신 디바이스 및 멀리 있는 모바일 통신 디바이스 모두로부터 수신된 신호들은 거의 동일한 전력 레벨로 기지국에 도달할 수 있다. 기지국(106)은 거리(d1)에 위치된 모바일 통신 디바이스(104)로부터 신호들(108)의 전송 전력 레벨(P1)을 증가시키고, 거리(d3)에 위치된 모바일 통신 디바이스(112)로부터의 신호들(114)의 전송 전력 레벨(P3)을 감소시킬 수 있고, 따라서, 수신된 신호들(110 및 120)은 유사한 전력 레벨들을 가질 수 있다, 즉,
Figure 112012056071095-pct00001
이다. 무선 통신 셀 내의 각각의 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들은 모바일 통신 디바이스들이 셀 내에서 이동하여 기지국까지의 이들의 거리가 변함에 따라 적응적으로 변경될 수 있다. 무선 통신 셀(100) 내의 통신 디바이스들(104, 112 및 116)의 전송 전력 레벨들의 적응적 제어는 기지국(106)에 의해 관리될 수 있다.
공통 무선 주파수 대역을 공유하는 다수의 통신 디바이스들 사이의 최소의 간섭을 보장하기 위해, FCC(Federal Communications Commission)는 모바일 통신 디바이스들의 전체 방사상의 전송 전력에 대한 제한들을 설정한다. 이들 전송 전력 제한들은 모바일 통신 디바이스에 의해 방출되는 무선 주파수들의 스펙트럼이 인접하는 주파수들의 대역에 걸쳐 특정 전력 스펙트럼 밀도 마스크보다 더 적도록 또는 특정 시간 기간 동안 전송되는 평균 전력 레벨로 제한될 것을 요구할 수 있다. 유사하게, 통신 표준(예를 들어, 전술된 GSM 모바일 무선 프로토콜)은 모바일 통신 디바이스의 사용자의 신체에 의해 흡수되는 무선 주파수 에너지를 최소화하기 위해 모바일 통신 디바이스에 대해 허용되는 특정 흡수율(SAR)을 제한할 수 있다.
무선 통신 셀(100)은 그 내부의 모바일 통신 디바이스들과 통신할 반경 R의 유효 동작 범위를 가질 수 있다. 무선 통신 셀(100)의 유효 동작 범위 R의 한계 근처에서 동작하는 통신 디바이스들, 예를 들어, 기지국(106)으로부터 거리(d1)에 있는 무선 통신 셀(100) 내의 모바일 통신 디바이스(104)는 (방사상의 전력 손실을 극복하고 강건한 통신 링크 무결성을 유지하기 위해) 더 높은 전력 레벨에서 전송하도록 요구될 수 있다. 모바일 통신 디바이스(104)가 최대 전송 전력 레벨들에서 동작할 수 있다 할지라도, 기지국(106)과 모바일 통신 디바이스(104) 사이의 통신 링크의 품질이 저하될 수 있는데, 왜냐하면 기지국(106)에서 수신되는 신호들에서 에러들이 여전히 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 에러 레이트의 증가는, 수신된 신호가 배경 잡음 및 간섭에 비해 적절하지 않은 신호 강도를 가지는 신호에 의해 야기되는 낮은 신호 대 잡음비(SNR)를 가질 때 특히 현저할 수 있다. 에러 레이트의 증가는 예를 들어, 재전송을 요구할 수 있는, 잘 알아들을 수 없는 스피치 또는 손상된 데이터와 같은 다수의 문제점들을 야기할 수 있다. 낮은 SNR은 또한 기지국(106)과 모바일 통신 디바이스(104) 사이의 통신 링크를 유지하는 제어 신호들을 손상시킬 수 있다. 무선 셀(100)의 중심 근처(즉, 모바일 통신 디바이스(112)와 같이 기지국(106)에 가까운)에서 동작하는 모바일 통신 디바이스들이 배터리 전력을 보존하고 동일한 주파수 대역을 공유하는 디바이스들로의 간섭을 제한하기 위해 이들의 전송 전력 레벨을 낮출 수 있다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 기지국(106)까지의 더 짧은 거리들에서 동작하는 통신 디바이스들의 전송 전력 레벨의 이러한 하향은 또한 통신 디바이스들이 증가한 간섭 및 잡음 레벨들에 더 취약해지도록 할 수 있다. 기지국에서 수신된 약하고 낮은 전력 신호들은 업링크 성능을 저하시키며, 결국 기지국이 모바일 통신 디바이스를 "청취(hear)"할 수 없기 때문에, 드롭된 호출들 및 열악하게 인지된 서비스 품질을 초래할 수 있다.
인접한 무선 통신 셀들의 동작 범위 경계들은, 예를 들어, 영역(122)에서 오버랩하는 무선 통신 셀들(100 및 102)에 의해 도 1에서 예를 들어 도시된 바와 같이, 오버랩할 수 있다. 모바일 통신 디바이스(116)는 무선 셀(100) 내의 기지국(106)으로부터 그리고 무선 셀(102) 내의 기지국(118)으로부터 원거리(d2)에 위치될 수 있다. 무선 통신 셀은 모바일 통신 디바이스가 하나의 무선 통신 셀로부터 또다른 무선 통신 셀로 이동함에 따라 핸드오프를 허용할 수 있는데, 예를 들어, 모바일 통신 디바이스(116)는 오버랩 영역(122)에서 동작하는 경우, 무선 통신 셀(100) 내의 기지국(106)과의 통신으로부터 무선 통신 셀(102) 내의 기지국(118)과의 통신으로 이전될 수 있다. 그러나 모바일 통신 디바이스(116)는, 수신된 신호들(이의 제어 부분들을 포함함)이 발신 기지국(106) 또는 수신 기지국(118)에서 수신되는 경우 약해질 수 있음에 따라, 이러한 핸드오프 동안 호출 드롭에 취약할 수 있다. 기지국은 오직 표준 기구의 규격들에 의해 허용되는 최대 레벨까지만 모바일 통신 디바이스(116)의 전송 전력을 증가시킬 수 있다. 최대 전송 전력 레벨은 모바일 통신 디바이스(116)로부터 기지국(106 또는 118)까지의 거리(d2)를 가로지르는 신호들에 의해 발생되는 감쇠를 극복하기에 불충분할 수 있다. 따라서, 특히 모바일 통신 디바이스가 최대 전송 전력 레벨들에서 동작하는 경우 통신 링크의 강건성을 증가시키기 위한 방법이 전체 통신 시스템 성능을 개선하기 위해 바람직하다.
기지국은 디바이스로의 통신 링크에 대한 품질 메트릭들을 추정하기 위해 모바일 통신 디바이스로부터 수신된 통신 신호들을 모니터링할 수 있다. 통신 링크의 품질은 모바일 통신 디바이스가 통신 셀 내에서 이동하고, 이에 의해 기지국까지의 거리가 달라지고 상이한 간섭 레벨들에 당면함에 따라, 실질적으로 달라질 수 있다. 통신 신호들은 디바이스와 기지국 사이의 통신 링크를 관리하기 위해 제어 신호들을 전달할 수 있는 제어 부분 및 인코딩 사용자 데이터를 전달할 수 있는 스피치/데이터 부분들의 조합으로 무선 통신 프로토콜에 따라 포맷될 수 있다. 도 2는 사용자 데이터(예를 들어, 압축된 스피치)에 전용인 부분들(204/208), 및 통신 링크의 제어를 위해 사용되는 다른 부분들(206/210)을 포함하는 모바일 통신 디바이스(202) 및 기지국(200) 사이에 전송되는 통신 신호들을 예시한다. 통상적으로, 통신 신호의 현저하게 더 큰 부분이 사용자 데이터에 대해 전용일 수 있는 반면, 제어 정보는 빈번하지 않게, 그러나 일반적으로 규칙적인 간격으로 전송될 수 있다.
도 3a는 120ms의 멀티-프레임(300) 시간 기간을 26개의 개별 프레임들로 분할하는 예시적인 GSM 통신 프로토콜 포맷을 예시하는데, 24개 프레임들(304)은 트래픽 채널(TCH) 스피치 데이터에 대해 전용이고, "저속" 또는 "고속"의 연관된 제어 채널(SACCH/FACCH) 버스트 프레임(302)은 제어를 위해 사용된다. 멀티-프레임(300) 내의 개별 프레임들 각각은 대략 동일한 "부스트되지 않은" 전력 레벨(308)에서 송신된다. 도 3a의 SACCH/FACCH 버스트(302)는 도 2의 제어 신호들(206/210)에 대응하는 반면, TCH 스피치 데이터(304)는 데이터 신호들(204/208)에 대응한다. SACCH/FACCH 제어 프레임(302)은 기지국(200)과 모바일 핸드셋(202) 사이의 전송들을 관리하기 위한 타이밍 제어 및 전력 제어를 포함할 수 있다. 모바일 통신 디바이스(202)로부터 송신된 업링크 통신 신호의 제어 부분(206)은, 통신 링크 성능이 네트워크에 의해 요구되는 서비스 품질을 제공하기에 충분한지의 여부를 확인하기 위해 신호 무결성에 대해 기지국(200)에 의해 모니터링될 수 있다. 기지국(200)이 신호의 SACCH/FACCH 제어 프레임(302)의 모니터링에 기초하여 통신 링크 성능이 낮다고 결정하는 경우, 기지국(200)은 모바일 통신 디바이스(202)와의 통신 링크를 접속해제하도록 선택할 수 있다. 통신 링크의 접속해제는 TCH 스피치 데이터(304) 프레임들이 여전히 사용가능한 경우라 할지라도 발생할 수 있다. 일부 시스템들에서, 예를 들어, 기지국은 SACCH/FACCH 제어 프레임(302) 내에서 수신된 상대적으로 적은 개수의 연속적인 메시지들이 열악한 품질을 가진다고 결정되는 경우 통신 링크를 드롭시킬 수 있다. TCH 스피치 데이터 프레임들(304)이 SACCH/FACCH 버스트 제어 프레임(302)으로부터 별도로 인코딩될 수 있으므로, SACCH/FACCH 버스트 제어 프레임(302) 내의 열악한 품질은 TCH 스피치 데이터 프레임들(304)에서의 열악한 품질에 반드시 대응하지는 않는다.
기지국에 의해 수신된 신호들이 높은 레벨의 간섭에 의해 마스킹되거나 감쇠에 의해 약해지는 경우 통신 링크를 유지하기 위해, 인터넷 무결성에 대해 기지국에 의해 모니터링되는 전송된 신호의 적어도 일부분에 대해 모바일 통신 디바이스에서 방사상의 전송 전력을 증가시키려고 할 수 있다. 전체 방사상의 전송 전력에 대한 제한들이 존재하므로, 모바일 통신 디바이스에 의해 기지국으로 송신되는 신호들의 모든 부분들에 대한 전송 전력을 증가시킬 수는 없다. 대신, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전송된 신호의 이러한 제어 부분들이 기지국에서 수신되는 경우 멀티-프레임(310) 신호의 신호 무결성을 모니터링하기 위해 사용될 수 있으므로, "부스팅되지 않은" 전력 레벨(308)을 초과하여 멀티-프레임(310) 내의 SAACH/FAACH 버스트 제어 프레임들(312)의 전력을 선택적으로 증가시킬 수 있다. "부스팅되지 않은" 전력 레벨(308)은 도 3a에서의 SACCH/FACCH 버스트들(302)에 대해, 그리고 TCH 스피치 데이터(304)에 의해 사용되는 전력 레벨에 대응할 수 있다는 점에 유의한다. 신호의 스피치 데이터 부분들을 초과하여 신호의 제어 부분들의 전력 레벨을 부스팅하는 것은 기지국에서 수신되는 경우 더 높은 전력 제어 부분들을 제공할 수 있고, 기지국은 신호의 더 강한 제어 부분들을 더 용이하게 "청취"하고 통신 링크를 유지할 수 있다. 따라서, 전송된 신호의 일부분 상에서만 전송 전력을 증가시키는 것은 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 통신 링크의 강건성을 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 멀티-프레임(310)에 대해 평균 계산된 전체 전송 전력이, 멀티-프레임(310)의 SACCH/FACCH 제어 부분(312)이 전력 부스팅되든 되지 않든 간에 거의 일정하도록 요구될 수 있다. 특히, 모바일 통신 디바이스가 최대 전송 전력 레벨에서 전송하는 경우, 즉, "부스팅되지 않은" 전력 레벨(308)이 주어진 통신 프로토콜에 대해 가능한 최댓값으로 설정되는 경우, 멀티-프레임(310)의 임의의 부분을 증가시키는 것은 모바일 통신 디바이스로부터의 전송들이 전력 규제 제한들을 초과하는 결과를 초래할 수 있다. 모바일 통신 디바이스로부터 전체 멀티-프레임(310)에 걸쳐 평균 계산된 전체 전력 전송이 지정된 전송 전력 제한들 내에서 유지됨을 보장하기 위해, SACCH/FACCH 제어 부분(312)의 전력을 증가시키는 경우 TCH 스피치 데이터 프레임들(314) 및 유휴 프레임(316) 모두를 포함한 모든 다른 신호들(즉, SACCH/FACCH 제어 부분(312)을 제외함)의 전송 전력을 낮출 수 있다. 통신 신호의 SACCH/FACCH 제어 부분(312)이 멀티-프레임(310) 당 전체 전송 시간의 제한된 부분을 점유할 수 있음에 따라, SACCH/FACCH 제어 부분(312)은 간단하게 전력이 적절히 증가될 수 있는 반면, 멀티-프레임(310) 내의 나머지 신호들은 오직 약간 감쇠할 필요가 있다. 예를 들어, 도 3b에서 도시된 바와 같이, SAACH/FAACH 제어 부분(312)은 전력에 있어서 대략 1dB 증가할 수 있는데, 이는 통신 링크가 유지될 확률을 실질적으로 개선할 수 있는 반면, TCH 스피치 데이터 부분들(314)은 더 높은 전력 SACCH/FACCH 제어 부분(312)을 보상하기 위해 대략 0.1dB 만큼만 낮아질 필요가 있다. 상대적으로 작은 양만큼 TCH 스피치 데이터(314)를 감소시키는 것은 수용가능한 스피치/데이터 디코딩 성능이 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이에서 유지되는 것을 허용할 수 있다.
도 4a는 각각의 시간 슬롯이 데이터 및 제어 정보 모두를 포함하는, 15개의 연속적인 시간 슬롯들의 10ms 프레임(400)을 사용하는 예시적인 유니버설 모바일 통신 시스템(UMTS) 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 통신 프로토콜 포맷을 예시한다. 시간 슬롯(402) 동안, 업링크(UL) 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)(404) 및 UL 전용 물리적 제어 채널(DPCCH)(406)은 동시에 전송될 수 있으며, 각각의 채널은 직교 확산 코드에 의해 확산된다. UL DPCCH(406)은 4개의 부분들:(1) 동기화 및 채널 추정을 위한 미리 결정된 패턴들을 포함하는 파일럿 정보를 전송하기 위해 사용되는 부분, (2) 비트 레이트 및 코딩 파라미터들을 포함하는 전송 포맷 결합 표시자(TFCI), (3) 폐쇄 루프 포맷 다이버시티를 위해 사용되는 피드백 표시자(FBI) 부분, 및 (4) 기지국에 자신의 전송 전력 레벨들을 변경할 것을 요청하기 위해 사용되는 전송 전력 제어(TPC) 부분을 포함한다. 기지국은 업링크 DPCCH의 TFCI 부분 및 파일럿 부분 중 적어도 하나를 모니터링함으로써 업링크 통신 신호 무결성을 평가할 수 있다. 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 통신 링크의 강건성을 증가시키기 위해, TFCI 부분 및 파일럿 부분 중 적어도 하나의 전력 레벨이 증가할 수 있는 반면, 데이터 부분의 일부분 상의 전력 레벨의 일부분은 전력 레벨들의 변경 없이 사용되는 것과 같은 적절한 이득 비를 유지하기 위해 동시에 감소할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, UL DPCCH(416) 내의 파일럿 부분은 부스팅되지 않은 전력 레벨(408)을 초과하여 증가할 수 있고, UL DPDCH(414)의 비례 세그먼트는 부스팅되지 않은 전력 레벨(408) 미만으로 감소할 수 있다. UL DPCCH의 오직 일부분만이 증가한 전력을 가짐에 따라, UL DPDCH의 유사한 부분은 보상하는 감소된 전력을 가진다. 도 4c는 UL DPCCH(426)의 TFCI 부분의 전력 레벨을 증가시키는 것, 및 UL DPDCH(424)의 일부의 전력 레벨을 부스팅되지 않은 전력 레벨(408)에 비해 감소시키는 것을 예시한다.
모바일 통신 디바이스로부터 기지국으로의 통신 신호들의 제어 부분들의 전송 전력 레벨을 증가시키도록 선택하는 것은, 기지국으로부터의 중재 없이, 모바일 통신 디바이스에서 모니터링되는 하나 이상의 조건들에 의해 트리거링될 수 있다. 예를 들어, 모바일 통신 디바이스는 최대 전체 평균 전송 전력 레벨에 도달되었는지의 여부를 결정하기 위해 전체 평균 전송 전력 레벨을 모니터링할 수 있는데, 이는 모바일 통신 디바이스가 수신 기지국으로부터 멀리 위치됨을 표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기지국은 다운링크 제어 메시지에서 디바이스의 전력 제어 레벨을 설정함으로써 모바일 통신 디바이스의 전체 평균 전송 전력 레벨을 제어할 수 있다. 기지국은 기지국이 수신하는 신호들 내의 낮은 전력 레벨들을 관측하는 것에 기초하여 모바일 통신 디바이스의 전체 평균 전송 전력을 증가시킬 것을 선택할 수 있다. 모바일 통신 디바이스는 자신의 전체 평균 전송 전력 레벨을 증가시킬 것을 다운링크 제어 메시지 내에서 기지국에 의해 요구받는 경우 기지국으로부터 멀리 위치되어 있음을 추론할 수 있다.
대안적으로, 모바일 통신 디바이스는 모바일 통신 디바이스로부터 버스트들을 전송할 시에 기지국에 의해 요구되는 타이밍 어드밴스(TA)의 양을 모니터링할 수 있다. 이러한 타이밍 어드밴스는 전술된 전력 제어 레벨에 대한 것과 같이 기지국으로부터 디바이스의 거리에 간접적으로 관련될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기지국에서의 전송 및 수신 통신 버스트들은 시간 슬롯 경계들 상에 정렬될 수 있다. 예를 들어, 전송 통신 버스트(502)는 BS 시간 슬롯(0)의 시작에 맞게 정렬되고, 수신 통신 버스트(512)는 BS 시간 슬롯(3)의 시작에 맞게 정렬된다. 기지국은 동일한 무선 통신 셀 내의 상이한 모바일 통신 디바이스들로부터 수신되는 통신 버스트들이 기지국에서 수신되는 경우 기지국의 시간 슬롯 경계들에 대해 정렬되는 것을 요구할 수 있다. 기지국에서의 2개의 인접한 시간 슬롯들은 2개의 상이한 모바일 통신 디바이스들에 의해 사용될 수 있고, 모바일 통신 디바이스들 각각은 기지국으로부터 상이한 거리에 위치될 수 있다. 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 가변 거리를 고려하기 위해, 모바일 통신 디바이스는 기지국에 대한 통신 버스트들의 전송을 언제 시작할지를 조정할 수 있다. 이러한 타이밍 조정은, 통신 버스트가 모바일 통신 디바이스의 시간 슬롯 경계의 시작 전에 "어드밴스"될 수 있으므로, 전송 통신 버스트의 "타이밍 어드밴스"로서 공지된다. 기지국은 전송된 통신 버스트가 기지국의 시간 슬롯 경계들에 맞게 정렬되어 기지국에 도달함을 보장하기 위해 통신 버스트 전송을 얼마만큼 "어드밴스"하는지를 모바일 통신 디바이스에 지시할 수 있다.
도 5는 기지국(BS)으로부터 BS 시간 슬롯(0) 동안 전송되고 모바일 통신 디바이스(MD)에서 MD 시간 슬롯(0) 동안 통신 버스트(506)로서 수신되는 통신 버스트(502)를 예시한다. τ 단위의 전파 지연(504)은 통신 버스트(502/506)가 기지국으로부터 모바일 통신 디바이스까지의 거리를 이동함에 따라 통신 버스트(502/506)에 의해 발생된다. 모바일 통신 디바이스로부터 기지국까지 역방향으로 전송되는 통신 버스트는 순방향으로 전송되는 통신 버스트에 의해 발생되는 것과 동일한 전파 지연(504)(τ)을 발생할 수 있다. 따라서, 모바일 통신 디바이스는 이것이 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 왕복 전파 지연을 고려하기 위해 모바일 통신 디바이스의 시간 슬롯 경계들에 대해 2τ 단위의 타이밍 어드밴스(TA)(510)에 의해 통신 버스트(508)를 전송하는 경우 어드밴싱할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전송 통신 버스트(508)는 TA(510)만큼 MD 시간 슬롯 3의 시작으로부터 MD 시간 슬롯 2로 "어드밴싱"할 수 있고, 기지국에서의 대응하는 수신 통신 버스트(512)는 BS 시간 슬롯 3의 초기 경계에 맞게 정렬될 수 있다. 타이밍 어드밴스는 전파 지연에 대응하고, 더 긴 타이밍 어드밴스의 값들이 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 더 긴 전파 지연 및 등가적으로 더 큰 거리에 대응할 수 있다. 따라서, 모바일 통신 디바이스는 통신 버스트들이 더 긴 거리들을 이동할 수 있으며, 따라서 높은 값의 타이밍 어드밴스 설정이 다운링크 제어 메시지에서 기지국에 의해 모바일 통신 디바이스에 대해 요구되는 경우 기지국에서 수신될 때 전력에 있어서 더 약해질 수 있음을 추론할 수 있다.
기지국에 의해 요구되는 타이밍 어드밴스 설정 또는 전력 제어 레벨은 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 원거리의 표시를 제공할 수 있는데, 이는 기지국에서 약한 신호들(및 따라서 잠재적으로 열악한 수신 SNR)을 초래할 수 있다. 전력 제어 레벨 및 타이밍 어드밴스 설정들은 업링크 통신 버스트들의 일부분들의 전송 전력 레벨을 언제 변경할지를 결정하기 위해 모니터링되고 사용될 수 있는 모바일 통신 디바이스에서의 간접적 품질 메트릭을 제공할 수 있다. 도 6은 모바일 통신 디바이스에 대한 전송(TX) 전력 레벨(612) 및 품질 메트릭(614)을 상관시키는 그래프(600)를 예시한다. 높은 품질 값 QHI(608)에서의 또는 QHI(608)를 초과하는 범위 내의 품질 메트릭(614)의 값들에 대해, TX 전력 레벨(612)은 더 낮은(또는 등가적으로 증가하지 않은) 값 TXLO(604)으로 설정될 수 있다. 낮은 품질 값 QLO(606)에서의 또는 QLO(606) 미만의 범위 내의 품질 메트릭(614)의 값들에 대해, TX 전력 레벨(612)은 더 높은(또는 등가적으로 증가한) 값 TXHI(602)으로 설정될 수 있다. 낮은 품질 값 QLO(606) 및 QHI(608) 사이의 품질 메트릭(614)의 값들에 대해, TX 전력 레벨(612)은 이전에 설정된 전송 전력 레벨인 TXHI(602) 또는 TXLO(604)을 유지할 수 있다. 그래프(600)에 도시된 히스테리시스는 측정된 품질 메트릭이 QLO(606) 및 QHI(608) 사이의 영역 내에서 맴도는 경우 안정성을 제공할 수 있다. 초기에, 모바일 통신 디바이스는 기지국과의 통신 링크를 설정한 이후 더 낮은 전송 전력 레벨 값 TXLO(604)에서 TX 전력 레벨(612)을 전송할 수 있다. 모니터링된 품질 메트릭(614)이 낮은 품질 값 QLO(606) 미만에 있는 경우, 모바일 통신 디바이스는 업링크 통신 버스트들이 기지국에서 열악한 SNR을 가지고 수신될 수 있음을 짐작할 수 있다. 모바일 통신 디바이스는 이후, 기지국과의 통신 링크의 강건성을 증가시키기 위해, 제어 부분들과 같은 업링크 통신 버스트들의 일부분들 상에서 더 높은 값 TXHI(602)으로 TX 전력 레벨(612)을 증가시킬 수 있다. 모바일 통신 디바이스는 품질 메트릭이 낮은 품질 값 QLO(606)을 초과하게 증가할지라도 더 높은 값 TXHI(602)을 계속 사용하고 품질 메트릭이 더 높은 품질 메트릭 QHI(608)을 초과할 때까지 더 낮은 TXLO 값(604)으로 전송 전력 레벨(612)을 감소시키지 않을 수 있다. 열악한 업링크 SNR의 다른 표시자들이 또한 모바일 통신 디바이스에 의해 추론될 수 있다. 예를 들어, 모바일 통신 디바이스가 에러들을 디코딩하기 위해 다운링크 수신 신호들의 성능을 모니터링할 수 있다. 다운링크 신호들이 모바일 통신 디바이스에서 열악하게 수신되는 경우, 다운링크 신호들 및 업링크 신호들 모두가 기지국과 모바일 통신 디바이스 사이의 유사한 경로들을 가로지를 수 있으므로, 업링크 신호들도 또한 기지국에서 열악하게 수신될 수 있다. 다운링크 성능은 RxQUAL 또는 CRC 에러들과 같은 모바일 통신 디바이스에서 측정된 또는 추정된 성능 파라미터를 사용하여 모니터링될 수 있다.
낮은 배터리 전력 레벨들과 같은 특정 조건들 하에서, 업링크 통신 버스트의 일부분들에 적용되는 전송 전력 레벨 조정은 모바일 통신 디바이스에 의한 전력 소모를 감소시키도록 변경될 수 있다. 업링크 통신 버스트의 일부분들 상의 더 높은 전송 전력 레벨들은, 전력 부스트 없이 비슷한(comparable) 레벨에서 전체 평균 전송 전력을 유지하기 위해 업링크 통신 버스트의 다른 부분들을 낮추는 경우라 할지라도, 모바일 통신 디바이스에 의한 더 높은 전력 소모를 초래할 수 있다. 이러한 증가한 전력 소모는 모바일 통신 디바이스 내의 아날로그 증폭기들에 의해 소모되는 전력량이 전송되는 전력량에 "비선형으로" 관련될 수 있기 때문에 발생할 수 있다. 실시예에서, 배터리 전력 레벨이 모바일 통신 디바이스 내의 미리 결정된 임계 미만인 경우, 업링크 통신 버스트의 일부분들의 전송 전력 레벨들의 어떠한 선택적 증가도 적용될 수 없다. 다른 실시예들에서, 선택적 전력 부스트는 모바일 통신 디바이스에서 모니터링되는 전력 저장 메트릭에 기초하여 도 7에 도시된 바와 같이 점진적으로 없어질 수 있다.
도 7은 모바일 통신 디바이스로부터의 업링크 통신 버스트의 일부분들에 적용될 수 있는 더 높은 전송 전력 레벨 TXHI(612)에 대해 전력 저장 메트릭(710)을 관련시키는 그래프(700)를 예시한다. 전력 저장 레벨 PHI(708)에서의 또는 전력 저장 레벨 PHI(708)를 초과하는 전력 저장 메트릭(710)에 대해, 업링크 통신 버스트의 일부분을 부스팅할 시에 사용될 수 있는 더 높은 전송 전력 레벨 TXHI(612)은 최대 더 높은 전송 값 TXMAX(702)까지일 수 있다. 이러한 경우, 전력 저장 메트릭(710)은 최대 전송 부스트 능력이 제한 없이 사용될 수 있는 저장된 충분한 예비 전력을 가짐을 표시할 수 있다. 더 낮은 전력 저장 메트릭(710) 값들에서, 예를 들어, 전력 저장 레벨 PLO(706)에서 또는 전력 저장 레벨 PLO(706) 미만에서, 더 높은 전송 전력 레벨 TXHI(612)은 최소의 더 높은 전력 값 TXMIN(704)으로 제한될 수 있다. 이러한 경우, 전력 저장 메트릭(710)은 모바일 통신 디바이스가 저장된 불충분한 예비 전력을 가져서 전송 전력이 보존되어야 함을 표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, TXMIN(704)은 어떠한 전송 전력 부스트도 발생하도록 하지 않는 값일 수 있다. 전력 저장 메트릭(710)이 전력 저장 레벨들 PLO(706) 및 PHI(708) 사이에 있는 경우, 더 높은 전송 전력 레벨 TXHI(612)은 최솟값 TXMIN(704) 및 최댓값 TXMAX(702) 사이에 있을 수 있다. TXMAX(702) 및 TXMIN(704) 사이에 있는 중간 TXHI 전력 레벨(612)은 통신 링크의 강건성을 개선하기 위해 전송 전력 레벨들을 부스팅하는 것 및 모바일 통신 디바이스에서의 배터리 전력 소모를 보존하는 것 사이에서 균형을 이룰 수 있다. 도 7이 TXMIN(704) 및 TXMAX(702) 사이의 선형 커브를 예시하지만, 최소 TXMIN(704) 전력 레벨 및 최대 TXMAX(702) 전력 레벨을 접속시키는 다른 커브 형상들이 또한 사용될 수 있다. 최소의 더 높은 전송 값 TXMIN(704)은, 대표적인 실시예에서, 품질 메트릭(614)이 높은 값 QHI(608)에 있거나 QHI(608)를 초과하는 경우 사용되는 "일반적인" 부스팅되지 않은 전송 레벨 TXLO(604)일 수 있다. 도 7의 전력 저장 메트릭 그래프(700)는 도 6의 품질 메트릭 그래프(600)를 수정한 것으로 보일 수 있다.
도 8은 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 대표적인 방법(800)을 예시한다. 단계(802)에서, 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 업링크 통신 버스트들의 제1 부분에 대한 전송 전력 레벨은 제1 전력 레벨로 초기화될 수 있다. 이러한 제1 전력 레벨은, 예를 들어, "일반적인" 부스팅되지 않은 전력 레벨로 간주될 수 있으며, 업링크 통신 버스트의 제1 부분은 제어 신호들의 프레임(예를 들어, 멀티-프레임(300) 내의 도 3a에 도시된 SACCH/FACCH 버스트(302))일 수 있다. 단계(804)에서, 모바일 통신 디바이스는 규칙적으로, 예를 들어, 수신되거나 전송된 정수개의 멀티-프레임들(300) 당 한번, 전술된 바와 같은 타이밍 어드밴스 값 또는 전송 전력 제어 레벨과 같은 품질 메트릭을 모니터링할 수 있다. 단계(806)에서, 품질 메트릭 값은 값들의 제1 범위 내에 있는지의 여부를 결정하기 위해 테스트될 수 있다. 값들의 제1 범위는, 예를 들어, 도 6의 품질 메트릭(614)에 대해 도시된 바와 같이 QHI(608)에 있거나 QHI(608)를 초과할 수 있다. 단계(806)에서 품질 메트릭 값이 값들의 제1 범위 내에 있다고 결정되는 경우, 단계(808)에서 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 업링크 통신 버스트들의 제1 부분에 대한 전송 전력 레벨은 제1 전력 레벨로 설정될 수 있다. 높은 품질 메트릭 레벨들은 전송 전력 레벨들이 "일반적인" 부스팅되지 않은 레벨들에서 유지될 수 있음을 표시할 수 있다. 단계(806)에서 품질 메트릭 값이 값들의 제1 범위 내에 있지 않다고 결정되는 경우, 단계(810)에서 품질 메트릭 값은 이것이 값들의 제2 범위 내에 있는지의 여부를 결정하기 위해 다시 테스트될 수 있다. 값들의 제2 범위는, 예를 들어, 도 6에서 품질 메트릭(614)에 대해 도시된 바와 같이 QLO(606)에 있거나 QLO(606) 미만일 수 있다. 단계(810)에서 품질 메트릭 값이 값들의 제2 범위 내에 있다고 결정되는 경우, 단계(812)에서 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 업링크 통신 버스트들의 제1 부분에 대한 전송 전력 레벨은 제2 전력 레벨로 설정될 수 있다. 낮은 품질 메트릭 레벨들은, 전송된 업링크 통신 버스트들이 기지국에서 약하게 수신될 수 있으며, 따라서 잡음 또는 간섭에 의한 손상을 받기 쉬움을 표시할 수 있다. 업링크 통신 버스트들의 제1 부분의 전송 전력 레벨은 잡음성의 간섭 환경에서의 성능을 개선하도록 증가될 수 있다. 단계(814)에서, 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 통신 링크가 접속된 채 유지되는 경우, 단계들(804, 806 및 810)의 품질 메트릭의 모니터링 및 테스트, 및 전송 전력 레벨 설정 단계들(808 및 812)이 반복될 수 있다.
도 9는 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 통신 링크의 강건성을 개선하기 위한 제2 대표 방법(900)을 예시한다. 단계(902)에서, 모바일 통신 디바이스로부터 기지국으로의 업링크 통신 버스트들의 제1 부분 및 제2 부분 모두에 대한 전송 전력 레벨은 제1 전력 레벨로 설정될 수 있다. 단계(904)에서, 품질 메트릭 값은, 도 8의 단계(804)에서와 같이 모니터링될 수 있다. 단계(906)에서, 품질 메트릭 값은 이것이 제1 범위 내에 있는지의 여부를 결정하기 위해 테스트될 수 있다. 단계(906)에서 품질 메트릭 값이 제1 범위 내에 있다고 결정되는 경우, 제1 부분 및 제2 부분의 전송 전력 레벨은 제1 전력 레벨로 설정될 수 있다. 단계(906)에서 품질 메트릭 값이 제1 범위 내에 있지 않다고 결정되는 경우, 단계(910)에서 품질 메트릭 값은 이것이 제2 범위 내에 있는지의 여부를 결정하기 위해 테스트될 수 있다. 단계(910)에서 품질 메트릭 값들이 제2 범위 내에 있다고 결정되는 경우, 단계(912)에서 업링크 통신 버스트의 제1 부분의 전송 레벨은 제2 레벨(예를 들어, 부스팅된 전력 레벨)로 설정될 수 있는 반면, 제2 부분은 제3 레벨(예를 들어, 감소한 전력 레벨)로 설정될 수 있다. 전송된 업링크 통신 버스트의 제1 부분을 부스팅하고 제2 부분을 감소시킴으로써, 전체 평균의 전송된 전력은 제1 부분 및 제2 부분을 "일반적인" 제1 전력 레벨로 설정하는 경우의 레벨에서 또는 상기 레벨 미만으로 유지할 수 있다. 단계(914)에서, 통신 링크가 접속 유지되는 것으로 결정될 수 있고, 만약 그러하다면, 모니터링 단계, 테스트 단계 및 설정 단계가 반복될 수 있다.
도 10은 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 통신 링크의 강건성을 개선하는 것을 가능하게 할 수 있는 모바일 통신 디바이스에 대한 프로세싱 블록들(1000)을 예시한다. 무선 디지털 프로세서(1006)는 안테나(1002)를 통한 수신의 전후 각각에서 무선 아날로그 프로세서(1004)에 의해 증폭되는 디지털 통신 버스트들을 전송 및 수신할 수 있다. 압축된 음성과 같은 무선 데이터는 응용 프로세서(1008)로부터 무선 디지털 프로세서(1006)로 전달될 수 있으며, 무선 디지털 프로세서(1006)는 전송을 위한 무선 데이터를 업링크 통신 버스트로서 포맷, 인코딩 및 변조한다. 무선 아날로그 프로세서(1004)는 업링크 통신 버스트를 적절한 전송 전력 레벨로 증폭할 수 있다. 무선 디지털 프로세서 또는 응용 프로세서는 모니터링된 품질 메트릭들 및/또는 전력 저장 레벨들에 기초하여 업링크 통신 버스트의 상이한 부분들에 대해 사용되는 전송 전력 레벨을 설정할 수 있다. 전송된 전력 레벨이 각각의 부분에 대해 다양하도록 업링크 통신 버스트의 상이한 부분들을 형성하는 것은 무선 아날로그 프로세서(1004)에 의한 증폭 이전에 무선 디지털 프로세서(1006)에 의해 출력되는 신호를 변경시킴으로써 달성될 수 있다.
기술된 실시예들의 다양한 양상들은 소프트웨어, 하드웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다. 기술된 실시예들은 제조 동작들을 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 매체 상의 컴퓨터 판독가능한 코드로서, 또는 열가소성 몰딩 부분들을 제조하기 위해 사용되는 제조 라인을 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 매체 상의 컴퓨터 판독가능한 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 이후 컴퓨터 시스템에 의해 판독될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 예들은 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, CD-ROM, DVD, 자기 테이프, 광학 데이터 저장 디바이스, 및 반송파를 포함한다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 또한, 컴퓨터 판독가능한 코드가 분산 방식으로 저장되고 실행되도록 네트워크-접속된 컴퓨터 시스템들을 통해 분배될 수 있다.
기술된 실시예들의 다양한 양상들, 실시예들, 구현예들 또는 특징들은 별도로 또는 임의의 결합으로 사용될 수 있다. 전술된 기재는, 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용하였다. 그러나 특정 상세항목들이 본 발명을 실행하기 위해 요구되지 않는다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예들의 전술된 기재들은 예시 및 설명의 목적으로 제시된다. 이들은 완전하거나 또는 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하도록 의도되지 않는다. 위의 교시의 견지에서 다수의 수정들 및 변경들이 가능하다는 점이 당업자에게 명백할 것이다.
실시예들은 본 발명의 원리 및 본 발명의 실제 응용예들을 최상으로 설명하고, 이에 의해 당업자로 하여금 본 발명, 및 참작된 특정 사용예에 대해 적합한 다양한 수정들을 가지는 다양한 실시예들을 최상으로 이용하게 하기 위해 선택 및 기술되었다. 본 발명의 범위는 후속하는 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의되도록 의도된다.

Claims (13)

  1. 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 무선 통신 링크의 강건성(robustness)을 개선하기 위한 방법으로서,
    상기 무선 통신 링크와 연관된 품질 메트릭 값에 따라 상기 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들을 적응시키는 단계;
    상기 모바일 통신 디바이스에서 상기 품질 메트릭 값을 모니터링하는 단계;
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 제1 범위 내에 있는 경우 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정하고, 상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 제2 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제2 전송 전력 레벨 값으로 설정함으로써, 상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 상기 모바일 통신 디바이스로부터 상기 기지국으로의 상기 무선 통신 링크를 통해 전송되는 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하고 - 상기 제2 전송 전력 레벨 값은 상기 제1 전송 전력 레벨 값보다 더 큼 - 이에 의해 상기 무선 통신 링크의 강건성을 개선하는 단계; 및
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 상기 제1 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것 및 상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 상기 제2 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 제3 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것에 의해, 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 제3 전송 전력 레벨 값은 상기 제1 전송 전력 레벨 값보다 더 작은, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 초기화시키는 단계; 및
    상기 품질 메트릭 값을 반복적으로 모니터링하고, 상기 무선 통신 링크가 접속되는 동안 상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하는 단계
    를 더 포함하고, 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분은 상기 기지국과 상기 모바일 통신 디바이스 사이의 상기 무선 통신 링크의 접속을 유지하기 위해 상기 기지국에 의해 사용되는 제어 신호들을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 통신 디바이스의 전력 저장 메트릭 값을 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링된 전력 저장 메트릭 값에 기초하여 상기 제2 전송 전력 레벨 값을 설정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 품질 메트릭 값은 상기 기지국에 의해 설정되는 전력 제어 레벨 값인 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 품질 메트릭 값은 상기 기지국에 의해 설정되는 타이밍 어드밴스(timing advance) 값인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 품질 메트릭 값은 상기 모바일 통신 디바이스에 의해 측정되는 수신된 다운링크 전송 품질 메트릭 값인 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 초기화하는 단계; 및
    상기 품질 메트릭 값을 반복적으로 모니터링하고, 상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하는 단계
    를 더 포함하고, 상기 제1 부분이 상기 제2 전송 전력 레벨 값으로 설정되고 상기 제2 부분이 상기 제3 전송 전력 레벨 값으로 설정되는 경우, 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분 및 제2 부분에 걸친 전체 평균 전송 전력은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분이 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정되는 경우보다 더 크지 않은 방법.
  8. 모바일 통신 디바이스로서,
    프로세서
    를 포함하고, 상기 모바일 통신 디바이스는 무선 통신 링크를 통해 기지국과 무선 통신하며, 상기 무선 통신 링크는 상기 모바일 통신 디바이스로부터 상기 기지국으로 전송되는 업링크 통신 신호를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    품질 메트릭 값을 모니터링하고;
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하고 - 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하는 것은,
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 제1 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것; 및
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 제2 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 제2 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것
    을 포함하며, 상기 제2 전송 전력 레벨 값은 상기 제1 전송 전력 레벨 값보다 더 큼 - ; 및
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 상기 제1 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것 및 상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 상기 제2 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 제3 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것에 의해, 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정함으로써, 상기 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들을 적응시키고,
    상기 제3 전송 전력 레벨 값은 상기 제1 전송 전력 레벨 값보다 더 작은, 모바일 통신 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 초기화하고,
    상기 품질 메트릭 값을 반복적으로 모니터링하고, 상기 무선 통신 링크가 접속되는 동안 상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정함으로써,
    상기 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들을 더 적응시키고,
    상기 업링크 통신 신호의 제1 부분은 상기 기지국과 상기 모바일 통신 디바이스 사이의 무선 통신 링크의 접속을 유지하기 위해 상기 기지국에 의해 사용되는 제어 신호들을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 모바일 통신 디바이스의 전력 저장 메트릭 값을 모니터링하고;
    상기 모니터링된 전력 저장 메트릭 값에 기초하여 상기 제2 전송 전력 레벨 값을 설정함으로써,
    상기 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들을 더 적응시키고,
    상기 품질 메트릭 값은 상기 기지국에 의해 설정된 전력 제어 레벨이거나, 상기 모니터링된 품질 메트릭 값은 상기 기지국에 의해 설정된 타이밍 어드밴스이거나, 상기 모니터링된 품질 메트릭 값은 상기 모바일 통신 디바이스에 의해 측정되는 수신된 다운링크 전송 품질 메트릭 값인 모바일 통신 디바이스.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 초기화하고;
    상기 품질 메트릭 값을 반복적으로 모니터링하고, 상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 따라 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정함으로써,
    상기 모바일 통신 디바이스의 전송 전력 레벨들을 더 적응시키고,
    상기 제1 부분이 상기 제2 전송 전력 레벨 값으로 설정되고 상기 제2 부분이 상기 제3 전송 전력 레벨 값으로 설정되는 경우, 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분 및 제2 부분에 걸친 전체 평균 전송 전력은, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분이 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정되는 경우보다 더 크지 않은, 모바일 통신 디바이스.
  11. 모바일 통신 디바이스와 기지국 사이의 무선 통신 링크의 강건성을 개선하기 위해 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 코드를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 모바일 통신 디바이스에서 품질 메트릭 값을 모니터링하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드;
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 기초하여 상기 모바일 통신 디바이스로부터 상기 기지국으로 상기 무선 통신 링크를 통해 전송되는 업링크 통신 신호의 제1 부분의 제1 전송 전력 레벨을 증가시키기 위한 컴퓨터 프로그램 코드 - 상기 품질 메트릭 값은 상기 모바일 통신 디바이스로부터 상기 기지국에서 수신되는 업링크 통신 신호들의 신호 품질을 간접적으로 측정하고, 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분은 상기 기지국과 상기 모바일 통신 디바이스 사이의 무선 통신 링크의 접속을 유지하기 위해 상기 기지국에 의해 사용되는 제어 신호들을 포함하고, 상기 품질 메트릭 값은 상기 기지국에 의해 설정되는 전력 제어 값이거나, 또는 상기 품질 메트릭 값은 상기 기지국에 의해 설정되는 타이밍 어드밴스 값이거나, 또는 상기 품질 메트릭 값은 상기 모바일 통신 디바이스에 의해 측정되는 수신된 다운링크 전송 품질 메트릭 값임 - ; 및
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 제1 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 상기 제1 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것 및 상기 모니터링된 품질 메트릭 값이 품질 메트릭 값들의 제2 범위 내에 있는 경우 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 제3 전송 전력 레벨 값으로 설정하는 것에 의해, 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 적응적으로 설정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하고, 상기 제3 전송 전력 레벨 값은 상기 제1 전송 전력 레벨 값보다 더 작은, 컴퓨터 판독가능한 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모니터링된 품질 메트릭 값에 기초하여 상기 모바일 통신 디바이스로부터 상기 기지국으로 상기 무선 통신 링크를 통해 전송되는 상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 전송 전력 레벨을 감소시키기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 더 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 업링크 통신 신호의 제2 부분의 상기 감소된 전송 전력 레벨은 상기 업링크 통신 신호의 제1 부분의 증가된 전송 전력 레벨을 발랜싱(balance)시키고, 따라서 상기 업링크 통신 신호의 평균 전송 전력 레벨은 변경되지 않는 컴퓨터 판독가능한 매체.
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