KR20000013753A - 역방향 링크에서의 파일롯에 대한 트래픽 전력비와 전력제어비트의 전력레벨 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 채널의 전력비 제어방법에 관한 것으로, 통신시스템의 단말기가 역방향 링크의 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 소정의 레벨로 설정하여 소정의 제 1 기지국과 교신하는 정상모드와, 단말기가 전력비를 변경하여 복수개의 제 2 기지국과 교신하는 소프트 핸드오프모드로 이루어져 소프트 핸드오프 모드일 때, 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비를 정상모드보다 작게 조절함으로써, 동기복조의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

역방향 링크에서의 파일롯에 대한 트래픽 전력비와 전력제어비트의 전력레벨 제어방법
본 발명은 코드분할다중접속 방식의 셀룰러 통신시스템에 관한 것으로, 특히 통신시스템의 채널제어방법에 관한 것이다.
무선통신 시스템의 핵심적인 매체인 전파는 맥스웰에 의해 존재 가능성이 제기된 후, 헤르츠에 의해 실험적으로 그의 존재가 확인되었다. 그 이후, 이러한 전파를 이용한 무선통신은 마르코니에 의해 처음으로 실용화되었고, 현재에 이르러 사람의 음성뿐만 아니라 다양한 데이터를 전송할 수 있는 무선데이터통신망으로 그 응용영역을 넓히고 있다.
이러한 무선통신 시스템에서 가장 실용화되어 있는 영역은 무선호출시스템(Pager)과 무선전화통신이 있다. 그 중, 무선전화통신은 핸드폰과 개인휴대통신(PCS : Personal Communication System)이 가장 일반화되어 있다.
이러한 무선전화통신은 다음과 같은 방법으로 이루어진다. 먼저, 무선전화통신을 서비스하는 통신회사는 전파의 효율적인 사용을 위해서 전체 서비스지역을 셀(cell)로 구분하고, 각 셀 당 하나 또는, 그 이상의 기지국을 설치한다. 그리고, 하나의 기지국이 하나의 셀(cell) 영역에 존재하는 단말기의 무선통신을 담당하고, 통신회사는 각 기지국을 제어하여 전체 서비스지역의 무선통신을 서비스한다. 그래서, 이러한 무선통신에 사용되는 단말기는 일명, 셀룰러폰(cellular phone)이라고 불린다. 현재 우리 나라에서 서비스되고 있는 PCS는 세계 최초로 코드분할 다중접속(CDMA :Code Division Multiple Access)방식을 상용화시킨 무선통신 시스템이다.
현재 지속적으로 개발 중인 차세대 무선통신수단은 IMT-2000 이라고 불리는 무선통신단말기로서, 이 IMT-2000 시스템은 서비스 지역이 일정 국가 또는, 지역으로 한정된 PCS에 비해 전세계 어느곳에서도 사용자에게 다양한 멀티미디어 무선통신서비스를 제공해 줄 수 있고, 음성데이터와 영상데이터를 전송할 수도 있을 뿐만 아니라, 다양한 데이터통신 수단으로 이용될 수 있다.
특히, IMT-2000 시스템은 역방향 링크에서의 성능을 향상시키기 위하여 수신신호에 대해서 동기복조(coherent demodulation)을 수행한다. 즉, IMT-2000 시스템은 트래픽(traffic) 채널에 대한 동기복조를 수행하기 위해서 단말기가 도 1에 도시된 것과 같이 파일롯(pilot) 채널을 트래픽 채널과 함께 기지국으로 전송한다. 이 때, 파일롯 채널에 대한 트래픽 채널의 상대적인 전력비는 기지국에서 반송된 코딩비(coding rate), 신호에 대한 간섭비(이하 SIR : Signal to Interference ratio), 그리고 전송율(transmission rate)에 따라서 결정된다. 일단 한번 결정된 전력비는 통신 중에 고정되어 사용되고, 재접속 시에 갱신된다.
도 1에 도시된 것과 같이 고정된 전력비를 가진 파일롯 채널과 트래픽 채널은 역방향 크로즈루프(closed loop) 전력제어에 의해 제어되는 이득값(Gp)에 의해 각각의 전력이 조절되어 전송된다. 또, IMT-2000 시스템은 순방향 링크될 때의 성능응 향상시키기 위하여 순방향의 빠른 크로즈루프(fast closed loop) 전력제어를 사용한다. 이러한 순방향의 빠른 크로즈루프 전력제어를 사용하기 위해서 단말기는 도 2에 도시된 것과 같이 전력제어비트가 역방향 파일롯 채널에 전력제어그룹단위로 삽입하여 파일롯의 전력레벨(Gpilot)과 동일한 전력레벨로 전송한다.
이러한 방법으로 일반적인 IMT-2000 시스템은 역방향 링크에서 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비를 고정시켜 통신하는 것이다.
그런데, 상술한 것과 같은 일반적인 IMT-2000 시스템은 소프트 핸드오프(soft handoff) 시에 각 기지국마다 다른 필요신호(require signal)에 대한 간섭비와 감소된 이득값(Gp)에 의해 단말기의 송신전력이 감소하므로, 각 기지국이 무선채널을 올바르게 추정하지 못하여 동기복조 성능이 저하되는 문제점이 있다.
또, 역방향 파일롯 채널에 삽입되어 전송되는 순방향 전력제어 비트는 소프트 핸드오프 시에 각 기지국에서 독립적으로 결정되므로, 전력비가 고정된 상태에서 단말 송신전력이 감소하면, 각 기지국에서의 전력제어비트 수신전력이 감소하여 전력제어비트의 결정에 오류가 발생될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소프트 오프 시에 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비율과 순방향 전력제어비트의 전력 레벨을 조절하여 통신 품질과 전력제어비트의 결정성능을 향상시키는 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 IMT-2000 단말기의 파일롯 채널과 트래픽 채널들이 역방향 크로즈루프(closed loop) 전력제어에 의해 제어되는 이득값(Gp)에 의해 전체의 전송전력레벨이 조절되어 전송됨을 도시한 블록도.
도 2는 상기 도 1에 도시된 블록도에서 전송되는 전력제어비트가 정상모드에서 파일롯채널에 포함되어 파일롯신호의 전력레벨과 동일한 레벨을 가짐을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명에 의해 전력제어비트의 전력레벨이 단말기의 동작모드에 따라 조절됨을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명에 의한 단말기에서 출력되는 전력제어군의 전력레벨을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 동작방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
본 발명은 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비와 순반향 전력제어비트의 전력레벨을 결정함에 있어서 단말기가 한 개의 기지국과 통신하는 정상모드와 소프트 핸드오프 모드로 구분하여 구성된 것이 특징이다.
본 발명은 통신시스템의 단말기가 역방향 링크의 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 소정의 레벨로 설정하여 소정의 제 1 기지국과 교신하는 정상모드와, 단말기가 상기 전력비를 변경하여 복수개의 제 2 기지국과 교신하는 소프트 핸드오프모드로 이루어져 있다.
즉, 본 발명은 역방향 링크의 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 정상모드일 때와 소프트 핸드오프모드일 때로 나누어 조절한다. 또, 본 발명은 전력제어비트의 전력레벨을 정상모드와 핸드오프모드로 나누어 조절한다.
소프트 핸드오프모드에서는 단말기에서 기지국으로 전송되는 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 감소시키는 단계 그리고, 단말기의 송신전력을 역방향 전력제어방법의 응답값(Gp)에 의해 조절하는 단계를 포함하여 구성되어 있다.
또, 전력제어비트의 전력레벨은 상기 통신시스템의 활성화 세트(active set)에 포함된 기지국의 개수에 따라 변경된다. 특히, 전력제어비트의 전력레벨은 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비 조절에 상관없이 변경된다.
이러한 본 발명은 도 5에 도시된 것과 같이 정상모드로 통신하는 단계, 소정의 제 1 기지국에 의해 단말기로 핸드오프지시신호를 송신하는 단계, 단말기가 제 2 기지국으로 통신을 시도하는 단계, 단말기가 핸드오프완료신호를 제 1 기지국에 송신하는 단계, 그리고 역방향 파일롯 채널에 대한 상대적인 트래픽채널의 전력레벨을 변동시키는 단계를 포함하여 이루어져 있다.
본 발명은 다음과 같이 동작한다.
단말기와 제 1 기지국이 상호 정상적으로 통신하는 중에, 단말기가 제 1 기지국의 서비스 지역의 외곽, 즉 셀 경계지역에 진입하면, 단말기에 수신되는 제 2 기지국의 파일롯 신호가 기설정된 임계치 이상으로 된다. 그러면, 단말기는 이러한 상황을 제 1 기지국으로 전달한다. 이 때, 제 2 기지국은 복수개일 수도 있다.
단말기로부터 제 2 기지국에서 송출된 파일롯 신호의 세기를 전달받은 제 1 기지국은 이를 기지국 제어기에 보내며, 기지국 제어기에 핸드오프여부를 판단하여 핸드오프지시신호를 제 1 기지국을 통해서 전송한다. 핸드오프지시신호를 수신한 단말기는 제 1 기지국의 신호를 수신하면서 동시에, 제 2 기지국과 동기를 맞춘다.
제 2 기지국과 동기를 맞춘 단말기는 제 1 기지국으로 핸드오프 완료신호를 송신한다. 이 때, 단말기는 송신되는 역방향 파일롯 채널의 전력레벨에 대한 상대적인 트래픽 채널의 전력레벨을 변경하여 동시에 제 1 기지국, 제 2 기지국과 통신하게 된다. 이 때, 트래픽 채널의 전력레벨은 핸드오프 완료신호 전에 변경될 수도 있다.
즉, 본 발명은 정상 통신모드와 소프트핸드오프 통신모드로 구성되어 있다. 정상통신모드는 소정의 서비스지역 내에서 제 1 기지국과 단말기 사이에 이루어지 통신모드이고, 소프트핸드오프 통신모드는 제 1 기지국과 그 제 1 기지국에 인접한 제 2 기지국 사이의 셀 경계지역에 진입한 단말기와 제 1 기지국 사이, 단말기와 제 2 기지국 사이에 이루어지는 통신모드이다.
정상통신모드는 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 고정시키는 단계와, 단말기에서 기지국으로 전송되는 전력제어비트의 전력레벨을 파일롯 채널과 동일한 전력레벨로 유지하는 단계를 포함하여 구성되어 있다. 정상통신모드는 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 고정하고, 순방향 전력제어비트의 전력레벨을 파일롯과 같은 전력레벨로 유지하는 모드이다.
그리고, 소프트 핸드오프 통신모드는 정상모드에 비해 코딩율과 전송율이 같지만, 각 기지국의 필요(required) 프레임오류율(frame error rate)은 증가하여 필요신호(require signal)에 대한 간섭비가 감소된다. 이와 같이 각 기지국의 신호에 대한 필요 간섭비가 감소하므로, 그 감소된 신호에 대한 간섭비에 따라 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비를 새로 결정한다. 역방향 파일롯 채널에 삽입되어 전송되는 순방향 전력제어비트의 전력레벨은 소프트핸드오프를 수행하는 기지국들, 즉 활성화 세트(active set)에 포함된 기지국의 개수에 따라 증가된다.
이하, 본 발명의 동작원리에 대하여 설명하도록 한다.
정상모드로 동작하던 단말기가 기지국으로부터 핸드오프지시 신호(handoff direction message)를 수신하게 되면, 목적 기지국과 동기를 맞춘 후에 핸드오프완료 신호(handoff completion message)를 기지국으로 송신하고, 소프트 핸드오프 모드로 동작한다.
단말기가 소프트 핸드오프 모드로 동작하면, 단말기는 기지국에서 역반향 파일롯 채널을 이용하여 효율적으로 무선채널을 추정하도록 하기 위하여 역방향 파일롯 채널의 전력레벨에 대한 상대적인 트래픽 채널의 전력레벨을 감소시킨다. 즉, 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비가 감소되어 단말기의 전체적인 송신전력이 도 1에 도시된 것과 같이 역방향의 빠른 크로즈 루프(fast closed loop) 전력제어에 의해 제어되는 이득값에 의해 조절된다.
정상모드로 동작 중인 단말기는 파일롯 채널에 삽입하여 전송하는 전력제어비트를 도 2에 도시된 것과 같이 파일롯의 전력레벨과 동일한 레벨로 전송한다. 그러나, 소프트 핸드오프 모드로 동작 중인 단말기는 활성화 세트(active set)에 포함된 기지국 개수에 따라 전력제어비트의 전력레벨을 도 3에 도시된 것과 같이 증가시켜 전력제어비트를 전송한다. 즉, 활성화 세트에 포함된 기지국 개수가 2 개인 2방향 소프트 핸드오프 모드(2-way soft handoff mode)보다 3 개인 3방향 소프트 핸드오프 모드(3-way soft handoff mode)의 전력레벨이 더 높다.
또, 전력제어비트는 파일롯 채널 외에 다른 채널에도 삽입될 수 있으며, 전력레벨의 조절은 전력제어비트가 삽입되는 채널에 상관없이 상술한 바와 같이 활성화 세트에 포함된 기지국 개수에 따라 조절된다. 그리고, 전력제어비트의 증가된 전력레벨은 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비 조절과 무관하게 결정된다. 그러므로, 본 발명은 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비와 순방향 전력제어비트의 전력레벨을 정상모드일 때와 소프트 핸드오프 모드일 때로 나누어 결정하는 것이다.
그 결과, 본 발명에 의한 단말기의 데이터는 도 4에 도시된 것과 같이 하나의 프레임에 구성된 여러 개의 전력제어군(PCG : Power Control Group)이 서로 다른 전력레벨로 기지국에 송신된다.
본 발명은 소프트 핸드오프 모드일 때, 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비를 정상모드보다 작게 조절함으로써, 동기복조의 성능이 향상되어 본 발명은 소프트 핸드오프 모드에서 역방향 링크 통신품질이 향상되는 장점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 파일롯 채널에 삽입되어 전송되는 전력제어비트의 송신전력 레벨을 동적으로 조절함으로써, 기지국에서 수신한 전력제어비트의 오류확률이 줄어 순방향 링크의 전력제어성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 통신시스템의 단말기가 역방향 링크의 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 소정의 레벨로 설정하여 소정의 제 1 기지국과 교신하는 정상모드;
    상기 단말기가 상기 전력비를 변경하여 복수개의 제 2 기지국과 교신하는 소프트 핸드오프모드로 이루어진 채널간 전력비 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 소프트 핸드오프는
    상기 단말기에서 기지국으로 전송되는 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력비를 감소시키는 단계; 그리고,
    단말기의 송신전력을 역방향 전력제어방법의 응답값(Gp)에 의해 조절하는 단계를 포함하여 구성된 채널간 전력비 제어방법.
  3. 통신시스템의 단말기가 역방향 링크의 파일롯 채널과 트래픽 채널의 상대적인 전력제어비트의 전력레벨을 소정의 레벨로 설정하여 소정의 제 1 기지국과 교신하는 정상모드;
    상기 단말기가 상기 전력제어비트의 전력레벨을 변경하여 복수개의 제 2 기지국과 교신하는 소프트 핸드오프모드로 이루어진 전력제어비트의 전력레벨 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전력제어비트의 전력레벨은 상기 통신시스템의 활성화 세트(active set)에 포함된 기지국의 개수에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 전력제어비트의 전력레벨 제어방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 전력제어비트의 전력레벨은 역방향 파일롯 채널과 트래픽 채널의 전력비 조절에 독립적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 전력제어비트의 전력레벨 제어방법.
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