KR20000027887A - Cdma 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 방법 - Google Patents

Cdma 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 공중전화망(PSTN); 호시도시 타교환국 및 공중전화망 사이의 교환 역할을 담당하는 교환기(MSC); 이동국과 기지국 제어기(BSC) 사이의 중계 역할을 담당하는 다수의 기지국들; 상기 기지국들을 제어하는 기지국 제어기(BSC); 상기 기지국 제어기와 상기 기지국내의 모든 호처리 블록들을 관리해주는 기지국 관리기(BSM); 및 각 기지국으로부터의 신호를 수신하여 각 기지국의 파일럿 채널의 세기와 트래픽 양을 측정하고 이를 근거로 각 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 제어하는 전력제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 이를 이용한 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법에 관한 것이며, 본 발명의 장치 및 방법에 의하면 변화하는 이 동통신 환경 및 트래픽 양에 따라 기지국 오버헤드 채널의 전송전력세기를 제어함으로써 통화 품질, 통화용량 및 핸드오프의 안정성면에서 CDMA 시스템의 성능을 향상시키는 효과를 수득할 수 있다.

Description

ＣＤＭＡ 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 방법
본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access; 코드분할 다중접속) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변화하는 이동통신 환경 및 트래픽에 따라 기지국 오버헤드 채널의 전력을 제어함으로써 양질의 통화 품질, 큰 통화용량 및 핸드오프의 안정성을 수득할 수 있는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 방법에 관한 것이다.
다수의 가입자들이 제한된 무선 회선을 공유하여 접속되는 다중접속방식 중 하나인 CDMA 방식에 이용되는 CDMA 시스템은 일반적으로 기지국(base station)에서 이동국(mobile station) 방향으로의 순방향 링크와 이동국에서 기지국 방향으로의 역방향 링크로 구성되어 음성 및 데이터 신호를 전송한다. 구체적으로 CDMA 방식은 여러 사용자가 동일한 시간에 같은 주파수를 공유하면서 각 사용자에게 직교성이 높은 특정 코드를 할당하여 그 할당된 코드를 이용하여 송신할 신호를 확산시켜 전송하고, 수신측에서는 송신측에서 사용한 것과 같은 코드를 발생시켜서 동기를 맞추고 이를 이용하여 수신된 신호를 역확산시켜 원하는 신호를 복원하는 방식이다. 이와 같이 CDMA 시스템은 사용자가 모든 주파수를 공유하기 때문에, 기지국과 이동국의 신호 세기를 동일하게 조절하는 정교한 전력제어(power control) 기술에 의해 인접 셀에 대한 간섭을 최소화함으로써 시스템의 용량을 증대시키고 통화의 품질을 향상시킬 수 있다.
그러나, 현재의 CDMA 시스템에서는 순방향 링크의 제어를 위한 오버헤드(파일럿 채널, 동기 채널, 페이징 채널 및 통화채널) 채널에 대한 전력제어는 이루어지지 않고 있다. 즉, 커버리지(coverage)에 의해서 정해지는 일정한 세기로 신호를 전송하므로, 시변하는 이동통신 환경 및 트래픽에 따라 요구되는 신호의 세기에 능동적으로 적응할 수 없다.
예컨대, 도 1에 도시한, 고층빌딩들이 밀집해 있는 번화한 도심지역 사거리와 같이, 기지국간의 거리가 가깝고 다수의 기지국들(11)이 인접하여 다수의 기지국들의 신호들이 수신되는 수신밀집지역(A 지역)에서 이동국들은 여러 개의 파일럿 신호들을 수신하게 된다. 이동국은 3개까지의 파일럿 신호를 복조하여 정보를 얻을 수 있으나, 그 이상의 파일럿 신호는 오히려 간섭으로 작용하여 수신 감도를 떨어뜨린다. 즉, 밀집지역에서는 원하지 않는 기지국의 오버헤드 채널(특히, 파일럿 채널)에 의한 간섭의 양이 증가하여, 그 결과로 통화 품질의 저하, 통화용량의 감소, 및 핸드오프의 혼란 등의 성능저하가 일어나는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 극복하는 것으로, CDMA 시스템의 기지국의 순방향 링크 커버리지를 시변하는 이동통신 환경 및 트래픽에 맞는 세기로 적절하게 조절함으로써 통화품질, 통화용량 및 핸드오프의 안정성 면에서 향상된 성능을 제공할 수 있는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 공중전화망(Public Switched Telephone Network; PSTN); 호시도시 타교환국 및 공중전화망 사이의 교환 역할을 담당하는 교환기(Mobile Switch Center: MSC); 이동국과 기지국 제어기(BSC) 사이의 중계 역할을 담당하는 다수의 기지국들; 상기 기지국들을 제어하는 기지국 제어기(BSC); 상기 기지국 제어기와 상기 기지국내의 모든 호처리 블록들을 관리해주는 기지국 관리기(Base Station Manager; BSM); 및 각 기지국으로부터의 신호를 수신하여 각 기지국의 파일럿 채널의 세기와 트래픽 양을 측정하고 이를 근거로 각 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 제어하는 전력제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 전력제어기의 수신부를 통해서 다수의 기지국들의 신호를 계속적으로 수신하여 각 기지국들의 파일럿의 세기를 모니터하는 제 10 단계(S10); 모니터된 각 파일럿 채널의 세기를 특정 임계값과 비교하여 해당 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키거나 감소시키는 제 20 단계(S20); 주기적으로 모든 기지국으로부터 트래픽의 통계 정보를 수신하는 제 30 단계(S30); 및 각 기지국으로부터 수신된 임의의 기지국의 파일럿 세기와 트래픽 양에 따라 특정 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키거나 감소시키는 제 40 단계(S40)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 다수의 기지국간 커버리지가 겹치는 지역에 대한 일례의 도면,
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 장치중 전력제어기의 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어 방법의 플로우 챠트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11; 기지국 100; 전력제어기 110: 수신부
120; 측정부 130; 판단부 140; 제어부 150; 통신부
20; 공중전화망 (PSTN; Public Switched Telephone Network)
30; 교환기(MSC; Mobile Switch Center)
40; 기지국 관리기(BSM; Base Station Manager)
50; 기지국 제어기(BSC; Base Station Controller)
이하에서 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치는 다수의 기지국들, 공중전화망, 교환기, 기지국 제어기, 기지국 관리기 및 전력제어기로 이루어진다.
본 발명의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 공중전화망(20); 호시도시 타교환국 및 공중전화망 사이의 교환 역할을 담당하는 교환기(30); 이동국과 기지국 제어기(BSC) 사이의 중계 역할을 담당하는 다수의 기지국들(11); 상기 기지국들을 제어하는 기지국 제어기(50); 상기 기지국 제어기와 상기 기지국내의 모든 호처리 블록들을 관리해주는 기지국 관리기(40); 및 각 기지국들(11)로부터의 신호를 수신하여 각 기지국(11)의 파일럿 채널의 세기와 트래픽 양을 측정하고 이를 근거로 각 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 제어하는 전력제어기(100)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치를 도시하는데, 다수의 기지국들(11)이 동일한 하나의 교환기(30)에 접속되며, 전력제어기(100)가 기지국 제어기(50)를 통해 기지국 관리기(40)에 직접 접속된 구성을 갖는다. 상기 구현예의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력을 제어하는 동작을 살펴보면, 전력제어기(100)는 기지국 관리기(40)와 각 기지국(11)의 정보와 제어신호를 교환하여 각 기지국(11)의 파일럿 신호의 출력을 제어함으로써 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널의 전력을 제어한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치를 도시하는데, 본 실시예에서는 각 기지국들(11)이 서로 다른 교환기(30)에 연결된 구성을 가지며, 이러한 구성의 장치에서는 전력제어기(100)가 직접 인접한 기지국(11)들에 접속되어 정보를 교환하여 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널의 전력을 제어한다.
도 4를 참조하면, 도 2 및 3에 도시된 전력제어기(100)의 상세한 구성이 도시되는데, 이러한 전력제어기(100)는 다수의 기지국들(11; 도 2 및 3)의 신호를 수신하는 수신부(110); CDMA 셀룰러 시스템의 신호를 수신하여 파일럿 채널의 세기, Ec/Io(Energy per chip to interference ratio)를 측정할 수 있는 측정부(120); 측정부로부터 입수한 현재의 트래픽 및 파일럿 채널의 세기에 관한 정보를 기초로 기지국 오버헤드 채널의 전송 전력 세기의 제어 필요성을 판단하는 판단부(130); 상기 판단부의 판단 결과에 따라 기지국 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키거나 감소시키는 제어부(140); 및 상기 기지국과 통신할 수 있는 통신부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 수신부(110)는 다수의 기지국들의 송신전력을 수신할 수 있는 기능을 구비하는 것으로 예컨대, 안테나 등으로 구현될 수 있다.
상기 전력제어기(100)의 구성요소중 기지국과 통신하는 통신부(150)는 모뎀 또는 전용선과 같은 유선 통신부이거나 또는 무선 통신부일 수 있다. 상기 전력제어기(100)는 통신부(150)를 통하여 기지국으로부터 입수한 현재의 트래픽에 대한 정보와 파일럿 채널의 세기를 바탕으로 기지국 오버헤드 채널의 전송전력세기를 제어한다.
상기 측정부(120)는 CDMA 셀룰러 시스템의 신호를 복조하여 Ec/Io(Energy per chip to interference ratio)를 측정할 수 있는 기능을 구비하는 것으로, 예컨대, 기지국과 유선으로 연결된 단말기 등이 될 수 있다.
본 발명의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어 방법을 도 5의 플로우 챠트를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법은 다수의 기지국들의 신호가 수신되는 밀집지역(A 지역)에 다수의 기지국들의 신호를 수신할 수 있는 전력제어기를 설치하여, 각 기지국의 파일럿 채널의 세기와 트래픽 양을 측정하고 이를 근거로 하여 기지국 오버헤드 채널의 전송 전력 세기를 제어함으로써, 각 기지국의 순방향 링크 커버리지를 현재의 이동통신환경 및 트래픽 상태에 맞는 세기로 적절하게 조절하는 것이다.
본 발명 방법에 의해 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력을 제어하는 경우에는 우선 기지국 제어기(50)를 통해 기지국관리기(40)에 접속되거나 각 기지국들(11)에 직접 접속된 전력제어기(100)의 수신부(110)를 통해서 다수의 기지국들(11)의 신호를 계속적으로 모니터한다(S10).
이어서 모니터된 각 파일럿 채널의 세기를 특정 임계값과 비교판단하는데(S20), 구체적으로, 측정된 파일럿의 세기가 다른 기지국에 의하여 심각한 영향을 받을 만한 파일럿 세기의 최소 임계값(Pmin) 보다 작은지 여부를 판단하여(S21), 작다고 판단된 경우 해당 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키고(S200), 측정된 파일럿의 세기가 다른 기지국에 심각한 영향을 미칠 만한 파일럿 세기의 최대 임계값(Pmax) 보다 큰가를 판단하여(S22), 클 경우 해당 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 감소시킨다(S100).
한편, 본 발명의 방법에는 주기적으로 모든 기지국으로부터 트래픽의 통계 정보를 수신하는 단계(S30)가 포함되는데, 이 단계에서는 마지막 트래픽 정보 요청 시간이 각 기지국의 트래픽 발생양 등에 관한 정보를 갱신하기 위한 주기 보다 큰지 여부를 판단하여(S31), 크다고 판단될 경우 기지국관리기에 대해 각 기지국의 트래픽 정보를 요청하여 수신한다.
상술한 바와 같이, 모든 기지국으로부터 트래픽의 통계 정보를 수신한 후에는, 각 기지국으로부터 수신된 임의의 기지국의 파일럿 세기와 트래픽 양에 관한 정보를 근거로 특정 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키거나 감소시킨다(S40). 이 단계는 구체적으로, 특정 기지국의 파일럿 세기가 전력제어가 필요한 기지국의 파일럿 세기(Pt) 보다 작고 트래픽 양이 전력제어가 필요한 기지국의 트래픽 발생량(Tt) 보다 작은가를 판단하여 양자 모두 작을 경우에 상기 제 200 단계를 수행하는 단계(S41)와 특정 기지국의 파일럿의 세기가 Pt보다 크고 트래픽의 양이 Tt보다 큰가를 판단하여 양자 모두 클 경우 상기 제 100 단계를 수행하는 단계(S42)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 장치 및 방법은 변화하는 이동통신 환경 및 트래픽에 맞는 세기로 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널의 전력을 적절하게 제어함으로써 통화 품질, 통화용량 및 핸드오프의 안정성면에서 CDMA 시스템의 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 공중전화망(PSTN); 호시도시 타교환국 및 공중전화망 사이의 교환 역할을 담당하는 교환기(MSC); 이동국과 기지국 제어기(BSC) 사이의 중계 역할을 담당하는 다수의 기지국들; 상기 기지국들을 제어하는 기지국 제어기(BSC); 상기 기지국 제어기와 상기 기지국내의 모든 호처리 블록들을 관리해주는 기지국 관리기(BSM); 및 각 기지국으로부터의 신호를 수신하여 각 기지국의 파일럿 채널의 세기와 트래픽 양을 측정하고 이를 근거로 각 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 제어하는 전력제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전력제어기는 다수의 기지국들의 신호를 수신하는 수신부; CDMA 셀룰러 시스템의 신호를 수신하여 파일럿 채널의 세기, Ec/Io(Energy per chip to interference ratio)를 측정할 수 있는 측정부; 측정부로 부터 입수한 현재의 트래픽 및 파일럿 채널의 세기에 관한 정보를 기초로 기지국 오버헤드 채널의 전송 전력 세기의 제어필요성을 판단하는 판단부; 상기 판단부의 판단 결과에 따라 기지국 오버헤드 채널의 전송 전력 세기를 증가시키거나 감소시키는 제어부; 및 상기 기지국과 통신할 수 있는 통신부로 구성된 것을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기지국들은 하나의 교환기에 연결되어 상기 전력제어기가 상기 기지국 제어기를 통해 상기 기지국관리기에 직접 접속하여 기지국 관리기로부터 각 기지국의 정보를 수신하도록 구성되어 있음을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기지국들은 상이한 교환기에 연결되어 각 전력제어기가 직접 기지국의 신호를 수신하도록 구성되어 있음을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어장치.
  5. 전력제어기의 수신부를 통해서 다수의 기지국들의 신호를 계속적으로 수신하여 각 기지국들의 파일럿의 세기를 모니터하는 제 10 단계(S10); 모니터된 각 파일럿 채널의 세기를 특정 임계값과 비교하여 해당 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키거나 감소시키는 제 20 단계(S20); 및 주기적으로 모든 기지국으로부터 트래픽의 통계 정보를 수신하는 제 30 단계(S30); 각 기지국으로부터 수신된 임의의 기지국의 파일럿 세기와 트래픽 양에 관한 정보를 근거로 특정 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키거나 감소시키는 제 40 단계(S40)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 20 단계는 측정된 파일럿의 세기가 다른 기지국에 의하여 심각한 영향을 받을 만한 파일럿 세기의 최소 임계값 보다 작은지 여부를 판단하는 단계(S21)와 상기 제 22 단계에 의하여 작다고 판단된 경우 해당 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 증가시키는 단계(S200); 및 측정된 파일럿의 세기가 다른 기지국에 심각한 영향을 미칠 만한 파일럿 세기의 최대 임계값 보다 큰가를 판단하는 단계(S22)와; 상기 제 21 단계에 의해 크다고 판단된 경우 해당 기지국의 오버헤드 채널의 전송전력세기를 감소시키는 단계(S100)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제 30 단계는 마지막 트래픽 정보 요청 시간이 각 기지국의 트래픽 발생양 등에 관한 정보를 갱신하기 위한 주기 보다 큰지 여부를 판단하는 단계(S31)와 상기 제 31 단계에 의해 크다고 판단될 경우 기지국관리기에 대해 각 기지국의 트래픽 정보를 요청하여 수신하는 단계(S32)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 제 40 단계는 특정 기지국의 파일럿 세기가 전력제어가 필요한 기지국의 파일럿 세기(Pt) 보다 작고 트래픽 양이 전력제어가 필요한 기지국의 트래픽 발생량(Tt) 보다 작은가를 판단하여 양자 모두 작을 경우에 상기 제 200 단계를 수행하는 단계(S41); 및 특정 기지국의 파일럿의 세기가 Pt보다 크고 트래픽의 양이 Tt보다 큰가를 판단하여 양자 모두 클 경우 상기 제 100 단계를 수행하는 단계(S42)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 순방향 링크의 오버헤드 채널 전력제어방법.
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