KR101674212B1 - 이동 통신 시스템에서 업링크 송신 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 업링크 송신 전력 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(mobile station: MS)의 업링크 전력 제어 방법에 있어서, 경로 손실과, 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 기반으로 업링크 전력을 결정하는 과정을 포함하며, 초기 오프셋 값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지의 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 기지국(base station: BS)으로부터 수신된 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 업링크 송신 전력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR UPLINK TRANSMISSION POWER CONTORL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 업링크(uplink) 송신 전력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간의 차를 보상함으로써 업링크 송신 전력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 시스템에서는 시스템 용량을 증대시키고 서비스 품질을 향상시키기 위해 다운링크(downlink) 및 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하고 있다. 그런데, 현재 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 업링크 송신 전력 제어 방식은 다운링크 경로 손실(pathloss)과 업링크 경로 손실의 차이를 전혀 고려하지 않고 설계된 방식이다. 즉, 현재 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 업링크 송신 전력 제어 방식은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실이 동일하다는 것을 전제로 설계된 방식이다.
한편, 주파수 분할 듀플렉싱(FDD: Frequency Division Duplexing, 이하 'FDD'라 칭하기로 한다) 통신 시스템과 같이 동작 주파수 대역이 다르거나, 혹은 반복기(Repeater)가 관리하는 영역에서와 같이 다운링크 이득(gain)과 업링크 이득이 다른 경우가 존재한다. 여기서, 상기 FDD 통신 시스템에는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 하는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 통신 시스템 등이 있다.
이렇게, 동작 주파수 대역이 다르거나, 다운링크 이득과 업링크 이득이 다를 경우 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실이 다를 수 있다. 하지만, 현재 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 업링크 송신 전력 제어 방식은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실이 동일하다는 것을 전제로 설계된 방식이므로, 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실이 다를 경우 그 업링크 송신 전력 제어 효과는 상실된다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 업링크 송신 전력을 제어하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하는 업링크 송신 전력 제어 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 장치는;
이동 통신 시스템에서 이동 단말기(mobile station: MS)에 있어서, 경로 손실과, 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 기반으로 업링크 전력을 결정하는 제어기를 포함하며, 초기 오프셋 값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지의 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 기지국(base station: BS)으로부터 수신된 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 이동 통신 시스템에서 기지국(base station: BS)에 있어서, 이동 단말기(mobile station: MS)로 전력 조정 값을 송신하는 송신기와, 상기 MS로부터 초기 오프셋 값을 수신하는 수신기를 포함하며, 상기 초기 오프셋 값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지의 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 상기 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 방법은; 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(mobile station: MS)의 업링크 전력 제어 방법에 있어서, 경로 손실과, 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 기반으로 업링크 전력을 결정하는 과정을 포함하며, 초기 오프셋 값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지의 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 기지국(base station: BS)으로부터 수신된 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 이동 통신 시스템에서 기지국(base station: BS)이 이동 단말기(mobile station: MS)의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법에 있어서, 상기 MS로 전력 조정 값을 송신하는 과정과, 상기 MS로부터 초기 오프셋 값을 수신하는 과정을 포함하며, 상기 초기 오프셋 값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지의 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 상기 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 한다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어할 수 있다는 효과를 가진다. 이렇게 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어하는 것이 가능하게 됨으로써, 본 발명은 과도한 송신 실패가 발생하는 경우 및 과도한 수신 전력이 발생하는 경우를 방지할 수 있어 이동 통신 시스템의 전체 성능을 향상시킨다는 효과를 가진다..
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 내부 구조를 도시한 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 내부 구조를 도시한 도면
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 그리고 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.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 업링크(uplink) 송신 전력을 제어하는 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 다운링크(downlink) 경로 손실(path loss)과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서는 상기 이동 통신 시스템이 일 예로 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 기반으로 하는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 통신 시스템이라고 가정하기로 한다. 본 발명에서 제안하는 업링크 송신 전력 제어 장치 및 방법은 상기 IEEE 802.16m 통신 시스템뿐만 아니라 다른 이동 통신 시스템에서도 사용될 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명에서 제안하는 업링크 송신 전력 제어 장치 및 방법은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차가 존재하는 이동 통신 시스템에서 유용하게 사용될 수 있다.
먼저, 현재 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 사용하고 있는 업링크 송신 전력 제어 방식은 하기 수학식 1에 나타낸 바와 같다.
Figure 112010045512248-pat00001
상기 수학식 1에서, P는 업링크 송신 전력을 나타내며, L은 진보된 이동 단말기(AMS: Advanced Mobile Station, 이하 'AMS'라 칭하기로 한다)가 측정한 다운링크 경로 손실을 나타내며, SINRTarget은 진보된 기지국(ABS: Advanced Base Station, 이하 'ABS'라 칭하기로 한다)가 수신하는 수신 신호의 타겟(target) 신호 대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다)를 나타내며, NI는 ABS에서 측정한 업링크 간섭 및 잡음 레벨(Noise and Interference level)을 나타내고, Offset은 전력 보상 값을 나타낸다. 여기서, 상기 NI는 상기 ABS가 브로드캐스트(broadcast)하는 값이다.
또한, 상기 SINRTarget은 AMS가 송신하는 신호가 데이터(data) 신호인지 혹은 제어(control) 신호인지에 따라 다르게 결정된다. 즉, 상기 ABS는 각 제어 신호에 대한 SINRTarget을 결정하고, 그 결정한 SINRTarget을 브로드캐스트한다. 또한, 상기 ABS는 데이터 신호에 대한 SINRTarget을 하기 수학식 2와 같이 결정하고, 해당 AMS로 송신한다.
Figure 112010045512248-pat00002
상기 수학식 2에서, SINRMIN은 ABS가 설정 및 브로드캐스트하는, AMS의 최소 전송률에 상응하는 SINR을 나타내고, γIoT는 업링크에 대한 IoT (Interference over Thermal noise) 조절을 위해 사용하는 조절 factor를 나타내며, SIRDL은 AMS가 측정한 다운링크 신호대 간섭비(SIR: Signal to Interference Ratio, 이하 'SIR'이라 칭하기로 한다)를 나타내고, α는 ABS가 사용하는 안테나의 개수를 고려한 조절 factor를 나타내고, β는 AMS가 송신하는 데이터 신호가 ABS가 수신할 때 멀티스트림(multi-stream)이 될 경우 power normalize를 결정하기 위한 조절 factor를 나타내고, TNS(Total Number of Stream)는 전체 스트림 개수를 나타낸다. 여기서, 상기 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 사용하는 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 한다) 방식이 단일 사용자 MIMO(SU-MIMO: Single User MIMO, 이하 'SU- MIMO'라 칭하기로 한다) 방식일 경우 상기 TNS는 해당 AMS의 전체 스트림 개수를 나타내며, 상기 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 사용하는 MIMO 방식이 다중 사용자 MIMO(MU-MIMO: Multi User MIMO, 이하 'MU-MIMO'라 칭하기로 한다) 방식일 경우 상기 TNS는 해당 AMS들 각각의 전체 스트림 개수를 합한 값을 나타낸다.
또한, 상기 수학식 1에서 Offset은 AMS가 송신하는 신호가 데이터 신호인지 혹은 제어 신호인지에 따라 OffsetData 와 OffsetControl으로 구분된다. 여기서, 상기 OffsetData은 AMS가 송신하는 신호가 데이터 신호일 경우 사용되는 Offset을 나타내며, OffsetControl은 AMS가 송신하는 신호가 제어 신호일 경우 사용되는 Offset을 나타내며, OffsetData 및 OffsetControl은 메시지 형태의 시그널링(signaling)을 사용하여 업데이트(update)될 수 있다. 즉, AMS가 현재 저장하고 있는 Offset을 OffsetData_c 및 OffsetControl_c라고 가정할 때, ABS가 메시지를 통해 새로운 OffsetData 및 OffsetControl, 즉 OffsetData_new 및 OffsetControl_new를 송신하면 AMS는 OffsetData 및 OffsetControl을 OffsetData_c 및 OffsetControl_c에서 OffsetData_new 및 OffsetControl_new로 업데이트한다.
한편, 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같은 업링크 송신 전력 제어 방식은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차가 없다는 것을 전제로 설계된 방식이다. 따라서, IEEE 802.16m 통신 시스템과 같이 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차가 발생할 수 있는 환경에서는 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같은 업링크 송신 전력 제어 방식을 그대로 사용할 경우 업링크 송신 전력 제어 성능이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어하는 방식을 제안하며, 본 발명에서 제안하는 업링크 송신 전력 제어 방식은 크게 3가지 방식, 즉 초기 레인징(Initial Ranging) 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징(Periodic Ranging) 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블(BW(BandWidth) REQ(request) preamble) 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식으로 분류된다.
첫 번째로, 상기 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식이라 함은 AMS가 초기 레인징 프로세스를 완료한 후 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어하는 것이 가능하도록 상기 수학식 1의 Offset의 초기 값을 결정하는 업링크 송신 전력 제어 방식을 나타내며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같은 업링크 송신 전력 제어 방식은 초기 레인징 프로세스를 완료한 AMS, 즉 커넥니트 모드(connected mode)의 AMS가 사용하는 업링크 송신 전력 제어 방식이다. 따라서, AMS가 ABS와 초기 레인징 프로세스를 완료하기 이전에는 하기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 업링크 송신 전력 제어 방식이 사용된다.
Figure 112010045512248-pat00003
상기 수학식 3에서, PTX_IR_MIN은 AMS가 초기 레인징 코드를 송신할 때 사용하는 송신 전력을 나타내고, EIRxPIR,min은 ABS가 수신하기를 원하는 수신 신호의 타겟 수신 전력을 나타내고, BS_EIRP는 ABS가 사용하는 다운링크의 총 송신 전력을 나타내며, RSS는 AMS가 측정한 수신 신호 세기(RSS: Received Signal Strength, 이하 'RSS'라 칭하기로 한다)를 나타내며, GRx_MS는 AMS의 수신 이득을 나타내며, GTx_MS는 AMS의 송신 이득을 나타낸다. 여기서, 상기 EIRxPIR,min은 ABS가 결정하여 브로드캐스트한다.
따라서, AMS는 상기 수학식 3을 사용하여 결정된 업링크 송신 전력, 즉 PTX_IR_MIN을 사용하여 ABS와 초기 레인징 프로세스를 수행한다. 즉, AMS는 PTX_IR_MIN을 사용하여 초기 레인징 코드를 ABS로 송신하고, 상기 ABS로부터 상기 초기 레인징 코드 송신에 대한 응답 신호를 수신하여 초기 레인징 프로세스를 완료하게 된다.
하지만, 초기 레인징 코드를 송신했음에도 불구하고 미리 설정한 설정 시간 내에 ABS로부터 상기 초기 레인징 코드 송신에 대한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 AMS는 PTX_IR_MIN의 크기를 미리 설정되어 있는 단위 송신 전력만큼 증가시켜 ABS로 초기 레인징 코드를 재송신하게 된다. 여기서, 상기 초기 레인징 코드 재송신은 미리 설정되어 있는 재송신 횟수내에서 가능함은 물론이다.
상기 초기 레인징 코드 재송신시 사용되는 단위 송신 전력을 P_InitialStep(dB)라고 가정하면, 총 N번 초기 레인징 코드를 재송신했을 경우, 즉 총 N번 P_InitialStep을 사용했을 경우 AMS는 상기 수학식 1의 Offset의 초기 값을 하기 수학식 4와 같이 결정한다.
Figure 112010045512248-pat00004
상기 수학식 4에서, Delta_InitialBS는 ABS가 송신하는, 상기 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호에 포함되어 있는 전력 조정 값으로서, ABS가 결정한 전력 조정 양[dB]을 나타낸다. 일 예로, ABS가 AMS에서 송신한 초기 레인징 코드를 검출할 때 그 수신 전력이 조정될 필요가 있을 경우, 상기 ABS는 Delta_InitialBS를 초기 레인징 코드에 대한 응답에 포함시켜 AMS로 송신한다.
물론, ABS가 초기 레인징 코드를 검출할 때 그 수신 전력이 조정될 필요가 없다면 상기 ABS는 상기 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호에 상기 Delta_InitialBS를 포함시키지 않을 수도 있다.
한편, 상기 Delta_InitialBS는 초기 레인징 프로세스가 성공할 때까지 다수번, 일 예로 M번 송신될 수 있으며, 상기 Delta_InitialBS가 M번 송신된다고 가정하면 AMS는 상기 M번 송신된 Delta_InitialBS의 값을 고려하여 하기 수학식 5와 같이 Offset의 초기값을 결정할 수 있다.
Figure 112010045512248-pat00005
상기 수학식 5에서 Delta_InitialBS(m)은 m번째 송신된 Delta_InitialBS 을 나타내며, m=1, … , M이다.
한편, 상기 수학식 3에서 수신 신호의 타겟 수신 전력, 즉 초기 레인징 신호의 타겟 수신 전력 EIRxPIR,min이 실제 초기 레인징 채널의 타겟 SINR, 즉 SINRTarget와 NI의 합과 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 이 차이를 보상하기 위해 하기 수학식 6과 같이 Offset의 초기 값을 결정할 수 있다.
Figure 112010045512248-pat00006
상기 수학식 6에서, PTX_IR_Final은 하기 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112010045512248-pat00007
또한, 상기 수학식 6에서 SINRTarget은 ABS가 수신하는 수신 신호의 타겟 SINR로서, 여기서 기준 채널은 특정 채널로 결정될 수 있으며, 이 경우 SINRTarget은 상기 특정 채널에 대한 요구 에러율(required error rate)이 필요로 하는 SINR 값을 나타낸다. 일 예로, Non-synchronous ranging 채널이 기준 채널로 결정될 경우, 상기 SINRTarget값은 Non-synchronous ranging 채널의 타겟 SINR인 SINRNon - syncRanging로 설정되어야 한다.
또한, 상기 수학식 6에서 NumSubcarrierRNG은 초기 레인징에 사용하는 대역폭에 포함되는 서브캐리어(subcarrier)의 총 갯수를 나타내며, PCDMA_allocation은 초기 레인징 프로세스를 성공시킨후 ABS가 송신하는 업링크 자원 할당 시그널링(signaling), 일 예로 CDMA allocation IE내 Offstcontrol 필드에 포함되는 업링크 전력 조정 값을 나타낸다.
또한, 상기 수학식 6에서는 상기 PCDMA_allocation을 포함시켜 Offset의 초기값을 결정하는 경우를 설명하였는데, 이와는 달리 상기 수학식 6에서 PCDMA_allocation을 제외시키고 Offset의 초기값이 결정될 수도 있음은 물론이다. 한편, 상기 수학식 1의 업링크 송신 전력 제어 방식을 하기 수학식 8과 같은 형태로 표현한다고 가정하기로 한다.
Figure 112010045512248-pat00008
즉, 상기 수학식 8의 Offset_initial_default + OffsetMS이 상기 수학식 1의 Offset과 동일하다고 가정하면, 상기 OffsetMS는 하기 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 상기 수학식 8의 Offset_initial_default 은 현재 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 사용하고 있는 바와 같이 디폴트(default) 값, 일 예로 초기 레인징 프로세스에서는 '0'으로 설정하고, 상기 OffsetMS을 사용하여 상기 수학식 1의 Offset의 초기값을 결정하는 것이다.
Figure 112010045512248-pat00009
한편, AMS는 OffsetMS를 상기 수학식 9에 나타낸 바와 같이 N번의 초기 레인징 코드 재송신 후 한꺼번에 N * P_InitialStep를 고려하여 결정할 수도 있지만, 하기 수학식 10에 나타낸 바와 같이 초기 레인징 코드 재송신시마다, 즉 P_InitialStep을 사용하여 Ramping up 시마다 업데이트하고, 하기 수학식 11에 나타낸 바와 같이 ABS로부터 Delta_InitialBS를 수신할 때마다 그 값을 업데이트에 추가로 반영할 수도 있다.
Figure 112010045512248-pat00010
Figure 112010045512248-pat00011
상기 수학식 10 및 수학식 11에서 OffsetMS_c는 현재 설정되어 있는 OffsetMS를 나타낸다.
두 번째로, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식이라 함은 AMS가 주기적 레인징 프로세스를 완료한 후 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어하는 것이 가능하도록 상기 수학식 1의 Offset을 업데이트하는 업링크 송신 전력 제어 방식을 나타내며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서, 상기 주기적 레인징 프로세스는 '동기화된 레인징(Synchronized ranging)'이라고 칭해지기도 한다.
먼저, 주기적 레인징 프로세스는 커넥니트 모드의 AMS가 미리 설정되어 있는 조건에 상응하게 주기적 레인징 코드를 송신함으로써 ABS가 AMS의 송신 전력과, 주파수 오프셋과, 시간 오프셋 등을 조절하는 프로세스를 나타낸다. 여기서, 상기 AMS는 상기 수학식 1을 사용하여 결정된 업링크 송신 전력, 즉 P를 사용하여 주기적 레인징 코드를 ABS로 송신하고, 상기 ABS로부터 상기 주기적 레인징 코드 송신에 대한 응답 신호를 수신하여 주기적 레인징 프로세스를 완료하게 된다.
하지만, 주기적 레인징 코드를 송신했음에도 불구하고 미리 설정한 설정 시간 내에 ABS로부터 상기 주기적 레인징 코드 송신에 대한 응답 신호를 수신하지 못하면, 상기 AMS는 P의 크기를 미리 설정되어 있는 단위 송신 전력만큼 증가시켜 ABS로 주기적 레인징 코드를 재송신하게 된다. 여기서, 상기 주기적 레인징 코드 재송신은 미리 설정되어 있는 재송신 횟수내에서 가능함은 물론이다.
상기 주기적 레인징 프로세스 수행시 사용되는 단위 송신 전력을 P_PeriodicStep [dB]라고 가정하면, 총 N번 주기적 레인징 코드를 재송신했을 경우, 즉 총 N번 P_PeriodicStep 을 사용했을 경우 AMS는 상기 수학식 1의 Offset을 하기 수학식 12와 같이 결정한다.
Figure 112010045512248-pat00012
상기 수학식 12에서 OffsetData_c는 상기 AMS가 주기적 레인징 프로세스를 수행하기 직전에 사용하는 OffsetData을 나타내며, OffsetControl_c는 상기 AMS가 주기적 레인징 프로세스를 수행하기 직전에 사용하는 OffsetControl 을 나타낸다.
상기 수학식 12에서, DeltaPeriodicBS는 ABS가 송신하는, 상기 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호에 포함되어 있는 전력 조정 값으로서, ABS가 결정한 전력 조정 양[dB]을 나타낸다. 일 예로, ABS가 AMS에서 송신한 주기적 레인징 코드를 검출할 때 그 수신 전력이 조정될 필요가 있을 경우, 상기 ABS는 DeltaPeriodicBS를 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호에 포함시켜 AMS로 송신한다.
물론, ABS가 주기적 레인징 코드를 검출할 때 그 수신 전력이 조정될 필요가 없다면 상기 ABS는 상기 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호에 상기 DeltaPeriodicBS를 포함시키지 않을 수도 있다.
한편, 상기 수학식 1의 업링크 송신 전력 제어 방식을 하기 수학식 13과 같은 형태로 표현한다고 가정하기로 한다.
Figure 112010045512248-pat00013
즉, 상기 수학식 13의 Offset_periodic_default + OffsetMS이 상기 수학식 1의 Offset과 동일하다고 가정하면, 상기 OffsetMS는 하기 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 상기 수학식 13의 Offset_periodic_default 은 AMS가 주기적 레인징 프로세스를 수행하기 직전에 사용하는 Offset을 나타내며, 상기 AMS는 OffsetMS을 사용하여 상기 수학식 1의 Offset을 업데이트하는 것이다.
Figure 112010045512248-pat00014
한편, AMS는 OffsetMS를 상기 수학식 14에 나타낸 바와 같이 N번의 주기적 레인징 코드 재송신 후 한꺼번에 N * P_PeriodicStep 를 고려하여 업데이트할 수도 있지만, 하기 수학식 15 에 나타낸 바와 같이 주기적 레인징 코드 재송신시마다, 즉 P_PeriodicStep 을 사용하여 Ramping up 시마다, 혹은 하기 수학식 16에 나타낸 바와 같이 ABS로부터 DeltaPeriodicBS를 수신할 때마다 업데이트할 수도 있다.
Figure 112010045512248-pat00015
Figure 112010045512248-pat00016
상기 수학식 15 및 수학식 16에서 OffsetMS_c는 현재 설정되어 있는 OffsetMS를 나타낸다.
세 번째로, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식이라 함은 AMS가 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스를 완료한 후 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실간 차를 보상하여 업링크 송신 전력을 제어하는 것이 가능하도록 상기 수학식 1의 Offset을 업데이트하는 업링크 송신 전력 제어 방식을 나타내며, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스를 수행할 때 AMS는 상기 수학식 1을 사용하여 결정된 업링크 송신 전력, 즉 P를 사용하여 대역폭 요구 프리앰블 코드를 ABS로 송신하고, 상기 ABS로부터 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신에 대한 응답 신호를 수신하여 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스를 완료하게 된다.
하지만, 대역폭 요구 프리앰블 코드를 송신했음에도 불구하고 미리 설정한 설정 시간 내에 ABS로부터 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신에 대한 응답을 수신하지 못하면, 상기 AMS는 P의 크기를 미리 설정되어 있는 단위 송신 전력만큼 증가시켜 ABS로 대역폭 요구 프리앰블 코드를 재송신하게 된다. 여기서, 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드 재송신은 미리 설정되어 있는 재송신 횟수내에서 가능함은 물론이다.
상기 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 수행시 사용되는 단위 송신 전력을 P_BWREQStep [dB]라고 가정하면, 총 N번 대역폭 요구 프리앰블 코드를 재송신했을 경우, 즉 총 N번 P_BWREQStep 을 사용했을 경우 AMS는 상기 수학식 1의 Offset을 하기 수학식 17과 같이 결정한다.
Figure 112010045512248-pat00017
상기 수학식 17에서 OffsetData_c는 상기 AMS가 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스를 수행하기 직전에 사용하는 OffsetData을 나타내며, OffsetControl_c는 상기 AMS가 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스를 수행하기 직전에 사용하는 OffsetControl 을 나타낸다.
상기 수학식 17에서, DeltaBWREQBS는 ABS가 송신하는, 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호에 포함되어 있는 전력 조정 값으로서, ABS가 결정한 전력 조정 양[dB]을 나타낸다. 일 예로, ABS가 AMS에서 송신한 대역폭 요구 프리앰블 코드를 검출할 때 그 수신 전력이 조정될 필요가 있을 경우, 상기 ABS는 DeltaBWREQBS를 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답에 포함시켜 AMS로 송신한다.
물론, ABS가 대역폭 요구 프리앰블 코드를 검출할 때 그 수신 전력이 조정될 필요가 없다면 상기 ABS는 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호에 상기 DeltaBWREQBS를 포함시키지 않을 수도 있다.
한편, 상기 수학식 1의 업링크 송신 전력 제어 방식을 하기 수학식 18과 같은 형태로 표현한다고 가정하기로 한다.
Figure 112010045512248-pat00018
즉, 상기 수학식 18의 Offset_BWREQ_default + OffsetMS이 상기 수학식 1의 Offset과 동일하다고 가정하면, 상기 OffsetMS는 하기 수학식 19와 같이 나타낼 수 있다. 즉, 상기 수학식 18의 Offset_BWREQ_default 은 AMS가 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스를 수행하기 직전에 사용하는 Offset을 나타내며, 상기 AMS는 OffsetMS을 사용하여 상기 수학식 1의 Offset을 업데이트하는 것이다.
Figure 112010045512248-pat00019
한편, AMS는 OffsetMS를 상기 수학식 19에 나타낸 바와 같이 N번의 대역폭 요구 프리앰블 코드 재송신 후 한꺼번에 N * P_BWREQStep 를 고려하여 결정할 수도 있지만, 하기 수학식 20 에 나타낸 바와 같이 대역폭 요구 프리앰블 코드 재송신시마다, 즉 P_BWREQStep 을 사용하여 Ramping up 시마다, 혹은 하기 수학식 21에 나타낸 바와 같이 ABS로부터 DeltaBWREQBS 를 수신할 때마다 결정할 수도 있다.
Figure 112010045512248-pat00020
Figure 112010045512248-pat00021
상기 수학식 20 및 수학식 21에서 OffsetMS_c는 현재 설정되어 있는 OffsetMS를 나타낸다.
한편, 상기에서는 AMS가 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하여 Offset의 초기값을 결정하고, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하여 Offset을 업데이트하는 과정에 대해서 설명하였는데, 이 경우 AMS는 AMS가 직접 결정한 Offset의 초기값 및 업데이트값에 대한 정보를 ABS로 보고해야 한다. 여기서, 상기 AMS가 직접 결정한 Offset의 초기값 및 업데이트값에 대한 정보를 ABS로 보고하는 방식에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 111단계에서 ABS는 업링크 송신 전력 제어 방식에 사용되는 파라미터를 브로드캐스트하고 113단계로 진행한다. 이후 상기 113단계에서 ABS는 AMS에서 송신한 초기 레인징 코드가 검출되면 115단계로 진행한다. 상기 115단계에서 ABS는 상기 검출한 초기 레인징 코드의 수신 전력에 상응하게 Delta_InitialBS를 결정하고 117단계로 진행한다. 상기 117단계에서 ABS는 상기 결정한 Delta_InitialBS 를 AMS로 송신하고 119단계로 진행한다. 상기 119단계에서 ABS는 AMS가 보고한 Offset의 초기값을 수신한다.
다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 211단계에서 AMS는 ABS에서 브로드캐스트하는 업링크 송신 전력 제어 방식에 사용되는 파라미터를 수신하고 213단계로 진행한다. 상기 213단계에서 AMS는 초기 레인징 코드를 송신하기 위해 사용할 송신 전력인 PTX_IR_MIN을 결정하고 215단계로 진행한다. 상기 215단계에서 AMS는 초기 레인징의 opportunity에서 PTX_IR_MIN을 사용하여 초기 레인징 코드를 송신한 후 217단계로 진행한다. 상기 217단계에서 AMS는 미리 설정한 설정 시간 내에 ABS로부터 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 ABS로부터 설정 시간 내에 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호가 수신되지 않을 경우 상기 AMS는 219단계로 진행한다. 상기 219단계에서 AMS는 초기 레인징 프로세스에서 사용하는 단위 송신 전력인 P_InitialStep만큼 송신 전력을 증가시켜 PTX_IR_MIN을 업데이트하고 상기 215단계로 진행하여 초기 레인징 코드를 재송신한다.
한편, 상기 217단계에서 검사 결과 상기 ABS로부터 설정 시간 내에 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호가 수신될 경우 221단계로 진행한다. 상기 221단계에서 AMS는 상기 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호에 전력 조정 값인 Delta_InitialBS가 포함되어 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호에 Delta_InitialBS가 포함되어 있을 경우 상기 AMS는 223단계로 진행한다. 상기 223단계에서 상기 AMS는 초기 레인징 코드를 재송신한 횟수 N과, P_InitialStep과, Delta_InitialBS를 저장한 후 225단계로 진행한다. 상기 225단계에서 AMS는 상기 수신한 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호가 성공(success) 상태를 나타내는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 수신한 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타낼 경우 227단계로 진행한다. 한편, 상기 225단계에서 검사 결과 상기 수신한 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타내지 않을 경우, 즉 계속(continue) 상태를 나타낼 경우 상기 215단계로 진행한다.
한편, 상기 221단계에서 검사 결과 상기 초기 레인징 코드에 대한 응답 신호에 값인 Delta_InitialBS가 포함되어 있지 않을 경우 상기 AMS는 227단계로 진행한다.
상기 227단계에서 AMS는 상기 ABS로부터 PCDMA_allocation을 수신하고 229단계로 진행한다. 상기 229단계에서 AMS는 상기 수학식 4 내지 수학식 6에서 설명한 바와 같은 방식 중 어느 한 방식을 사용하여 Offset의 초기값을 결정하고 231단계로 진행한다. 상기 231단계에서 AMS는 상기 결정한 Offset의 초기값을 ABS로 보고한다.
다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 311단계에서 ABS는 업링크 송신 전력 제어 방식에 사용되는 파라미터를 브로드캐스트하고 313단계로 진행한다. 이후 상기 313단계에서 ABS는 AMS에서 송신한 주기적 레인징 코드가 검출되면 315단계로 진행한다. 상기 315단계에서 ABS는 상기 검출한 주기적 레인징 코드의 수신 전력에 상응하게 DeltaPeriodicBS 를 결정하고 317단계로 진행한다. 상기 317단계에서 ABS는 상기 결정한 DeltaPeriodicBS 를 AMS로 송신하고 319단계로 진행한다. 상기 319단계에서 ABS는 AMS가 보고한 Offset의 업데이트값을 수신한다.
다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 411단계에서 AMS는 ABS에서 브로드캐스트하는 업링크 송신 전력 제어 방식에 사용되는 파라미터를 수신하고 413단계로 진행한다. 상기 413단계에서 AMS는 주기적 레인징 코드를 송신하기 위해 사용할 송신 전력인 P를 결정하고 415단계로 진행한다. 상기 415단계에서 AMS는 주기적 레인징의 opportunity에서 P를 사용하여 주기적 레인징 코드를 송신한 후 417단계로 진행한다. 상기 417단계에서 AMS는 미리 설정한 설정 시간 내에 ABS로부터 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 ABS로부터 설정 시간 내에 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호가 수신되지 않을 경우 상기 AMS는 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 AMS는 주기적 레인징 프로세스에서 사용하는 단위 송신 전력인 P_PeriodicStep 만큼 송신 전력을 증가시켜 P를 업데이트하고 상기 415단계로 진행하여 주기적 레인징 코드를 재송신한다.
한편, 상기 417단계에서 검사 결과 상기 ABS로부터 설정 시간 내에 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호가 수신될 경우 421단계로 진행한다. 상기 421단계에서 AMS는 상기 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호에 전력 조정 값인 DeltaPeriodicBS 가 포함되어 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호에 DeltaPeriodicBS 가 포함되어 있을 경우 상기 AMS는 423단계로 진행한다. 상기 423단계에서 상기 AMS는 주기적 레인징 코드를 재송신한 횟수 N과, P_PeriodicStep 과, DeltaPeriodicBS 를 사용하여 Offset을 업데이트하고 427단계로 진행한다. 상기 427단계에서 AMS는 상기 수신한 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타내는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 수신한 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타낼 경우 429단계로 진행한다. 한편, 상기 427단계에서 검사 결과 상기 수신한 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타내지 않을 경우, 즉 계속 상태를 나타낼 경우 상기 415단계로 진행한다.
한편, 상기 421단계에서 검사 결과 상기 주기적 레인징 코드에 대한 응답 신호에 DeltaPeriodicBS 가 포함되어 있지 않을 경우 상기 AMS는 425단계로 진행한다. 상기 425단계에서 상기 AMS는 주기적 레인징 코드를 재송신한 횟수 N과, P_PeriodicStep 을 사용하여 Offset을 업데이트하고 429단계로 진행한다. 상기 429단계에서 AMS는 상기 Offset의 업데이트 값을 ABS로 보고한다.
다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 511단계에서 ABS는 업링크 송신 전력 제어 방식에 사용되는 파라미터를 브로드캐스트하고 513단계로 진행한다. 이후 상기 513단계에서 ABS는 AMS에서 송신한 대역폭 요구 프리앰블 코드가 검출되면 515단계로 진행한다. 상기 515단계에서 ABS는 상기 검출한 대역폭 요구 프리앰블 코드의 수신 전력에 상응하게 DeltaBWREQBS 를 결정하고 517단계로 진행한다. 상기 517단계에서 ABS는 상기 결정한 DeltaBWREQBS 를 AMS로 송신하고 519단계로 진행한다. 상기 519단계에서 ABS는 AMS가 보고한 Offset의 업데이트값을 수신한다.
다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 과정을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 611단계에서 AMS는 ABS에서 브로드캐스트하는 업링크 송신 전력 제어 방식에 사용되는 파라미터를 수신하고 613단계로 진행한다. 상기 613단계에서 AMS는 대역폭 요구 프리앰블 코드를 송신하기 위해 사용할 송신 전력인 P를 결정하고 615단계로 진행한다. 상기 615단계에서 AMS는 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신의 opportunity에서 P를 사용하여 대역폭 요구 프리앰블 코드를 송신한 후 617단계로 진행한다. 상기 617단계에서 AMS는 미리 설정한 설정 시간 내에 ABS로부터 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 ABS로부터 설정 시간 내에 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호가 수신되지 않을 경우 상기 AMS는 619단계로 진행한다. 상기 619단계에서 AMS는 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스에서 사용하는 단위 송신 전력인 P_BWREQStep 만큼 송신 전력을 증가시켜 P를 업데이트하고 상기 615단계로 진행하여 주기적 레인징 코드를 재송신한다.
한편, 상기 617단계에서 검사 결과 상기 ABS로부터 설정 시간 내에 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호가 수신될 경우 621단계로 진행한다. 상기 621단계에서 AMS는 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호에 전력 조정 값인 DeltaBWREQBS 가 포함되어 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호에 DeltaBWREQBS 가 포함되어 있을 경우 상기 AMS는 623단계로 진행한다. 상기 623단계에서 상기 AMS는 대역폭 요구 프리앰블 코드를 재송신한 횟수 N과, P_BWREQStep 과, DeltaBWREQBS 를 사용하여 Offset을 업데이트하고 627단계로 진행한다. 상기 627단계에서 AMS는 상기 수신한 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타내는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 수신한 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타낼 경우 629단계로 진행한다. 한편, 상기 627단계에서 검사 결과 상기 수신한 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호가 성공 상태를 나타내지 않을 경우, 즉 계속 상태를 나타낼 경우 상기 615단계로 진행한다.
한편, 상기 621단계에서 검사 결과 상기 대역폭 요구 프리앰블 코드에 대한 응답 신호에 DeltaBWREQBS 가 포함되어 있지 않을 경우 상기 AMS는 625단계로 진행한다. 상기 625단계에서 상기 AMS는 대역폭 요구 프리앰블 코드를 재송신한 횟수 N과, P_BWREQStep 을 사용하여 Offset을 업데이트하고 629단계로 진행한다. 상기 629단계에서 AMS는 상기 Offset의 업데이트 값을 ABS로 보고한다.
다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 ABS의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 ABS는 수신기(711)와, 제어기(713)와, 송신기(715)와, 메모리(717)를 포함한다. 여기서, 상기 ABS는 본 발명의 실시예들의 구현에 필요하지 않은 다른 유닛(unit)들을 포함할 수도 있으며, 이에 대해서는 도 7에 별도로 도시하지 않았음에 유의해야 한다.
상기 제어기(713)는 상기 ABS의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어기(713)는 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식에 상응하게 상기 ABS의 전반적인 동작을 제어하며, 이에 대해서는 상기에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 제어기(713)는 상기 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하여 업링크 송신 전력을 제어함에 있어 필요한 각종 파라미터를 상기 송신기(715)를 통해 송신하도록 제어하며, 이에 대해서는 상기에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기(711)는 AMS로부터 상기 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하여 업링크 송신 전력을 제어함에 있어 필요한 각종 파라미터를 수신하며, 이에 대해서는 상기에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 메모리(717)는 상기 ABS의 동작에 필요한 각종 정보를 저장한다.
한편, 도 7에는 수신기(711)와, 제어기(713)와, 송신기(715)와, 메모리(717)이 별도의 유닛(unit)으로 구현되어 있는 경우가 도시되어 있으나, 상기 수신기(711)와, 제어기(713)와, 송신기(715)와, 메모리(717)는 1개의 유닛으로 통합 구현될 수도 있음은 물론이다.
다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16m 통신 시스템에서 AMS의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 AMS는 수신기(811)와, 제어기(813)와, 송신기(815)와, 메모리(817)를 포함한다. 여기서, 상기 AMS는 본 발명의 실시예들의 구현에 필요하지 않은 다른 유닛들을 포함할 수도 있으며, 이에 대해서는 도 8에 별도로 도시하지 않았음에 유의해야 한다.
상기 제어기(813)는 상기 AMS의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어기(813)는 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식에 상응하게 상기 AMS의 전반적인 동작을 제어하며, 이에 대해서는 상기에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 제어기(813)는 상기 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하여 업링크 송신 전력을 제어함에 있어 필요한 각종 파라미터를 상기 송신기(815)를 통해 송신하도록 제어하며, 이에 대해서는 상기에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기(811)는 ABS로부터 상기 초기 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 주기적 레인징 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식과, 대역폭 요구 프리앰블 코드 송신 프로세스 업링크 송신 전력 제어 방식을 사용하여 업링크 송신 전력을 제어함에 있어 필요한 각종 파라미터를 수신하며, 이에 대해서는 상기에서 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 메모리(817)는 상기 AMS의 동작에 필요한 각종 정보를 저장한다.
한편, 도 8에는 수신기(811)와, 제어기(813)와, 송신기(815)와, 메모리(817)가 별도의 유닛으로 구현되어 있는 경우가 도시되어 있으나, 상기 수신기(811)와, 제어기(813)와, 송신기(815)와, 메모리(817)는 1개의 유닛으로 통합 구현될 수도 있음은 물론이다.
한편, 초기 레인징 프로세스를 성공적으로 수행한 AMS는 Offset의 초기값을 상기에서 설명한 바와 같이 결정한 후, CDMA allocation A-MAP IE를 통해 할당받은 업링크 자원을 사용하여 레인징 요구(RNG-REQ: Ranging Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신하는 과정을 수행한다. 이때, AMS는 상기 RNG-REQ 메시지에 상기 AMS가 결정한 Offset의 초기값을 포함시켜 RNG-REQ 메시지를 송신함으로써 상기 AMS가 계산한 업링크 경로 손실과 다운링크 경로 손실간 차가 얼마인지, 또한 상기 업링크 경로 손실과 다운링크 경로 손실간 차를 반영하여 상기 AMS가 실제 송신하는 전력이 얼마인지를 ABS가 인식할 수 있도록 한다. 이 경우, ABS는 AMS가 계산한 업링크 경로 손실과 다운링크 경로 손실간 차가 얼마인지, 또한 상기 업링크 경로 손실과 다운링크 경로 손실간 차를 반영하여 상기 AMS가 실제 송신하는 전력이 얼마인지를 정확하게 알 수 있으며, 따라서 정확한 스케쥴링을 수행할 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에서는 일 예로 AMS가 초기 레인징 프로세스에 성공한 이후 RNG-REQ 메시지를 통해 1회 상기 Offset의 초기값을 피드백(feedback)한다고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 Offset의 초기값은 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 Initial Offset for uplink power control (OffsetInitial) 필드(field) 형태로 상기 RNG-REQ 메시지에 포함된다고 가정하기로 한다.
Figure 112010045512248-pat00022
상기 표 1에서 Initial Offset for uplink power control (OffsetInitial) 필드는 전력 레벨을 나타내며, 일 예로 5비트로 구현될 수 있다. 또한, 상기 표 1에서 Initial Offset for uplink power control (OffsetInitial) 필드가 나타내는 전력 레벨은 초기 레인징 프로세스 수행에 성공한 AMS가 결정한 값이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (28)

  1. 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(mobile station: MS)의 업링크 전력 제어 방법에 있어서,
    경로 손실과, 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 기반으로 업링크 전력을 결정하는 과정을 포함하며,
    상기 오프셋의 초기값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지 프로세싱되는 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 기지국(base station: BS)으로부터 수신된 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오프셋의 초기값은 하기 <수학식 22>와 같이 표현됨을 특징으로 하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
    <수학식 22>
    OffsetData = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    OffsetControl = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    상기 수학식 22에서, OffsetData는 상기 업링크 전력이 데이터 신호에 적용될 경우 상기 데이터 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, OffsetControl 은 상기 업링크 전력이 제어 신호에 적용될 경우 상기 제어 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, L은 상기 경로 손실을 나타내며, SINRtarget 은 상기 타겟 SINR을 나타내며, NI는 상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨을 나타내며, NumSubcarrierRNG는 초기 레인징에 사용되는 대역폭에 포함되는 서브 캐리어의 총 개수를 나타내며, 상기 PTX_IR_Final은 하기 <수학식 23>과 같이 표현됨.
    <수학식 23>
    PTX_IR_Final = PTX_IR_Min + N * P_InitialStep +
    Figure 112016081558918-pat00031

    상기 수학식 23에서, PTX_IR_Min은 상기 MS가 상기 BS로 초기 레인징 코드를 송신할 때 사용하는 전력을 나타내고, N은 상기 램프-업들의 횟수를 나타내고, P_InitialStep는 전력 스텝 사이즈를 나타내고, Delta_InitialBS는 상기 전력 조정 값을 나타내며, Delta_InitialBS(m)은 상기 MS에서 수신되는 m번째 전력 조정 값을 나타냄.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 SINR은 non-synchronous 레인징 채널의 타겟 SINR을 포함함을 특징으로 하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오프셋은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실 간 차이를 보상하는 값을 포함함을 특징으로 하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 BS로 상기 오프셋의 초기값을 포함하는 레인징 요구(ranging request: RNG-REQ) 메시지를 송신하는 과정을 더 포함하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨 및 상기 오프셋은 상기 BS로부터 수신됨을 특징으로 하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 조정 값은 레인징-긍정 인지(ranging-acknowledgement: RNG-ACK) 메시지를 통해 수신됨을 특징으로 하는 MS의 업링크 전력 제어 방법.
  8. 이동 통신 시스템에서 기지국(base station: BS)이 이동 단말기(mobile station: MS)의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법에 있어서,
    상기 MS로 전력 조정 값을 송신하는 과정과,
    상기 MS로부터 오프셋의 초기값을 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 오프셋의 초기값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지 프로세싱되는 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 상기 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 MS로 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 송신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 업링크 전력은 경로 손실과, 상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 상기 타겟 SINR과, 상기 오프셋을 기반으로 결정되며,
    상기 경로 손실은 상기 MS에 의해 측정됨을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오프셋의 초기값은 하기 <수학식 24>와 같이 표현됨을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
    <수학식 24>
    OffsetData = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    OffsetControl = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    상기 수학식 24에서, OffsetData는 상기 업링크 전력이 데이터 신호에 적용될 경우 상기 데이터 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, OffsetControl 은 상기 업링크 전력이 제어 신호에 적용될 경우 상기 제어 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, L은 상기 경로 손실을 나타내며, SINRtarget 은 상기 타겟 SINR을 나타내며, NI는 상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨을 나타내며, NumSubcarrierRNG는 초기 레인징에 사용되는 대역폭에 포함되는 서브 캐리어의 총 개수를 나타내며, 상기 PTX_IR_Final은 하기 <수학식 25>와 같이 표현됨.
    <수학식 25>
    PTX_IR_Final = PTX_IR_Min + N * P_InitialStep +
    Figure 112016081558918-pat00032

    상기 수학식 25에서, PTX_IR_Min은 상기 MS가 상기 BS로 초기 레인징 코드를 송신할 때 사용하는 전력을 나타내고, N은 상기 램프-업들의 횟수를 나타내고, P_InitialStep는 전력 스텝 사이즈를 나타내고, Delta_InitialBS는 상기 전력 조정 값을 나타내며, Delta_InitialBS(m)은 상기 MS에서 수신되는 m번째 전력 조정 값을 나타냄.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 타겟 SINR은 non-synchronous 레인징 채널의 타겟 SINR을 포함함을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 오프셋은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실 간 차이를 보상하는 값을 포함함을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 전력 조정 값은 레인징-긍정 인지(ranging-acknowledgement: RNG-ACK) 메시지를 통해 송신됨을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 오프셋의 초기값은 레인징 요구(ranging request: RNG-REQ) 메시지를 통해 수신됨을 특징으로 하는 BS가 MS의 업링크 전력 제어를 지원하는 방법.
  15. 이동 통신 시스템에서 이동 단말기(mobile station: MS)에 있어서,
    경로 손실과, 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 기반으로 업링크 전력을 결정하는 제어기를 포함하며,
    상기 오프셋의 초기값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지 프로세싱되는 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 기지국(base station: BS)으로부터 수신된 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 하는 MS.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 오프셋의 초기값은 하기 <수학식 26>과 같이 표현됨을 특징으로 하는 MS.
    <수학식 26>
    OffsetData = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    OffsetControl = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    상기 수학식 26에서, OffsetData는 상기 업링크 전력이 데이터 신호에 적용될 경우 상기 데이터 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, OffsetControl 은 상기 업링크 전력이 제어 신호에 적용될 경우 상기 제어 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, L은 상기 경로 손실을 나타내며, SINRtarget 은 상기 타겟 SINR을 나타내며, NI는 상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨을 나타내며, NumSubcarrierRNG는 초기 레인징에 사용되는 대역폭에 포함되는 서브 캐리어의 총 개수를 나타내며, 상기 PTX_IR_Final은 하기 <수학식 27>과 같이 표현됨.
    <수학식 27>
    PTX_IR_Final = PTX_IR_Min + N * P_InitialStep +
    Figure 112016081558918-pat00033

    상기 수학식 27에서, PTX_IR_Min은 상기 MS가 상기 BS로 초기 레인징 코드를 송신할 때 사용하는 전력을 나타내고, N은 상기 램프-업들의 횟수를 나타내고, P_InitialStep는 전력 스텝 사이즈를 나타내고, Delta_InitialBS는 상기 전력 조정 값을 나타내며, Delta_InitialBS(m)은 상기 MS에서 수신되는 m번째 전력 조정 값을 나타냄.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 SINR은 non-synchronous 레인징 채널의 타겟 SINR을 포함함을 특징으로 하는 MS.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 오프셋은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실 간 차이를 보상하는 값을 포함함을 특징으로 하는 MS.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 BS로 상기 오프셋의 초기값을 포함하는 레인징 요구(ranging request: RNG-REQ) 메시지를 송신하는 송신기를 더 포함하는 MS.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨 및 상기 오프셋은 상기 BS로부터 수신됨을 특징으로 하는 MS.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 전력 조정 값은 레인징-긍정 인지(ranging-acknowledgement: RNG-ACK) 메시지를 통해 수신됨을 특징으로 하는 MS.
  22. 이동 통신 시스템에서 기지국(base station: BS)에 있어서,
    이동 단말기(mobile station: MS)로 전력 조정 값을 송신하는 송신기와,
    상기 MS로부터 오프셋의 초기값을 수신하는 수신기를 포함하며,
    상기 오프셋의 초기값은 초기 레인징 프로세스가 완료될 때까지 프로세싱되는 램프-업(ramp-up)들의 횟수와, 램프-업에 대한 전력 스텝 사이즈(power step size)와, 상기 전력 조정 값을 사용하여 결정됨을 특징으로 하는 BS.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 MS로 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 타겟 신호대 간섭 잡음비(signal-to-interference and noise ratio: SINR)와, 오프셋을 송신하며,
    업링크 전력은 경로 손실과, 상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨과, 상기 타겟 SINR과, 상기 오프셋을 기반으로 결정되며,
    상기 경로 손실은 상기 MS에 의해 측정됨을 특징으로 하는 BS.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 오프셋의 초기 값은 하기 <수학식 28>와 같이 표현됨을 특징으로 하는 BS.
    <수학식 28>
    OffsetData = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    OffsetControl = PTX_IR_Final - (L + SINRtarget + NI) - 10 log10(NumSubcarrierRNG)
    상기 수학식 28에서, OffsetData는 상기 업링크 전력이 데이터 신호에 적용될 경우 상기 데이터 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, OffsetControl 은 상기 업링크 전력이 제어 신호에 적용될 경우 상기 제어 신호에 대한 상기 오프셋의 초기값을 나타내며, L은 상기 경로 손실을 나타내며, SINRtarget 은 상기 타겟 SINR을 나타내며, NI는 상기 업링크 간섭 및 잡음 레벨을 나타내며, NumSubcarrierRNG는 초기 레인징에 사용되는 대역폭에 포함되는 서브 캐리어의 총 개수를 나타내며, 상기 PTX_IR_Final은 하기 <수학식 29>와 같이 표현됨.
    <수학식 29>
    PTX_IR_Final = PTX_IR_Min + N * P_InitialStep +
    Figure 112016081558918-pat00034

    상기 수학식 29에서, PTX_IR_Min은 상기 MS가 상기 BS로 초기 레인징 코드를 송신할 때 사용하는 전력을 나타내고, N은 상기 램프-업들의 횟수를 나타내고, P_InitialStep는 전력 스텝 사이즈를 나타내고, Delta_InitialBS는 상기 전력 조정 값을 나타내며, Delta_InitialBS(m)은 상기 MS에서 수신되는 m번째 전력 조정 값을 나타냄.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 타겟 SINR은 non-synchronous 레인징 채널의 타겟 SINR을 포함함을 특징으로 하는 BS.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 오프셋은 다운링크 경로 손실과 업링크 경로 손실 간 차이를 보상하는 값을 포함함을 특징으로 하는 BS.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 전력 조정 값은 레인징-긍정 인지(ranging-acknowledgement: RNG-ACK) 메시지를 통해 송신됨을 특징으로 하는 BS.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 오프셋의 초기값은 레인징 요구(ranging request: RNG-REQ) 메시지를 통해 수신됨을 특징으로 하는 BS.
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