KR20000062243A - 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 순방향전력제어장치 및 방법 - Google Patents

부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 순방향전력제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 장치에 있어서, 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 모든 복조 심볼들을 이용하여 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 에스-아이-알(SIR) 측정부와, 상기 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 기 설정된 위치에 구비되는 심볼 전송률 정보를 검출하는 심볼 전송률 감지부와, 상기 검출된 프레임 심볼 전송률 정보에 따라 가변되는 임계값과 상기 검출된 에스-아이-알(SIR)을 비교하여 해당 순방향 전력 제어 명령 신호를 발생하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.

Description

부호분할 다중접속 방식의 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FORWARD POWER CONTROLLING IN CDMA MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 부호분할 다중접속 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 수신장치에 구비된 순방향 전력제어장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access:이하 CDMA라 한다.)방식의 이동통신시스템에서 이루어지는 전력제어는 크게 순방향 전력제어(Forward Power Control)와 역방향 전력제어(Reverse Power Control)로 구분할 수 있다. 이때, 상기 순방향 전력제어는 이동국(Mobile Station)이 기지국(Base Station)으로부터 수신하는 순방향 트래픽(Forward Traffic) 채널에 대해 일정한 수신 신호대잡음비((Signal Interference Ratio:이하 SIR이라 한다.)를 유지할 수 있도록, 기지국의 송신전력을 조절하는 것이라 할 수가 있다. 즉, 순방향 전력제어는 열악한 채널 환경에 처한 이동국에 대해서는 기지국의 송신전력을 높이고, 좋은 채널 환경의 이동국에 대해서는 기지국의 송신전력을 낮추어 줌으로써, 이동국들로 하여금 안정적인 데이터 복조가 이루어지도록 한다. 그리고 시스템 전체적으로 볼 때, 순방향 전력제어는 이동국들로 전송하는 트래픽 채널의 전력 낭비를 방지함으로써 각 셀의 수용 용량을 증가시킬 수가 있다.
한편, 순방향 채널의 코너 문제(Corner Problem)는 셀 경계에 있는 이동국이나 건물의 뒤편에 있는 이동국 등이 서비스 기지국 외의 다른 기지국들에 의해 간섭(Interference)을 많이 받게 되는 문제이다. 이러한 경우, 이동국은 기지국과 가까운 곳에 위치하는 이동국에 비하여 많은 수신 전력을 필요로 한다. 따라서, 이동국은 수신 프레임의 오율을 바탕으로 채널의 상태를 서비스 기지국으로 통보하며, 서비스 기지국은 상기 통보 받은 이동국의 채널 상태를 바탕으로 이동국이 일정 임계 수신 전력을 유지할 수 있도록 송신 전력을 조절한다. 이때, 상술한 순방향 전력제어는 폐쇄 회로(Closed Loop) 전력 제어가 될 수가 있다.
상기 채널의 상태 측정은 이동국이 수신되는 신호의 세기와 간섭신호의 세기의 비(SIR)를 측정하여 이루어 질 수가 있다. 또한 이동국은 복조단(Demodulator)으로부터의 프레임 오율에 따라 가변되는 임계값과 상기 측정된 SIR을 비교하여 그 결과를 기지국에 통보할 수가 있다. 상기 임계값은 상기 프레임 오율에 정비례하게 변할 수가 있다. 상기 프레임 오율에 대응하는 가변 임계값에 의한 순방향 전력 제어를 외루프(Outer-Loop) 전력 제어라고 한다.
한편, CDMA-2000 무선 규격에서 순방향 전력제어를 위한 채널 측정 방식은 순방향 사용자 채널의 수신전력과 다른(Other) 셀들로부터의 간섭신호(Interference)의 세기의 비 즉, SIR을 측정하는 것이다. 상기 방식은 이동국에 구비되는 레이크(Rake) 수신기가 복조하는 경로별 간섭신호 값들을 측정하고, 각 경로별 사용자 채널 수신신호의 세기를 측정하여 상기 두 신호 세기의 비 즉, SIR과 소정 임계값과를 비교하는 것이다.
상기 간섭신호의 세기를 측정하는 방식은 파일롯 채널을 이용하여 측정하는 방법과, 동기 채널을 이용하여 측정하는 방법 및 직교 잡음 성분까지 포함하여 근사화한 간섭신호의 세기를 측정하는 방법 등 여러 가지가 제안되고 있다.
그리고 현재 제안되고 있는 순방향 사용자 채널에 대한 수신세기 측정 방식은 역방향 폐쇄회로 전력제어를 위해 기지국이 이동국으로 송신하는 전력제어명령 심볼들의 크기를 측정함으로써 이루어진다. 즉, 종래에는 이동국이 수신되는 순방향 트래픽 채널 신호의 각 전력제어그룹마다 전송되는 전력제어명령 심볼들의 위치와 크기를 파악하여 제곱을 해주기만 하면 되었다. 그러나 종래의 방식은 전력제어그룹의 일부만을 순방향 사용자 채널의 측정에 사용하였다. 따라서, 순방향 사용자 채널의 측정에 사용되는 심볼의 개수가 부족하여 부정확한 순방향 채널 측정을 야기시킬 수가 있었다. 예를 들어, 하나의 1.25msec 전력제어그룹의 36개의 심볼들 중에서 3개 내지 4개의 전력제어명령 심볼들만이 순방향 사용자 채널 수신세기 측정에 이용된다면 페이딩 채널 등과 같은 열악한 채널 환경에서는 부정확한 값이 측정될 수가 있다. 이로 인해, 이동국은 잘못된 순방향 전력제어 명령을 기지국으로 통보하게 되며, 이로 인해 상기 기지국은 바람직한 순방향 전력제어를 수행할 수 없게 된다. 즉, 상기 기지국은 상기 잘못된 순방향 전력제어 명령으로 인해 낮은 송신전력을 더 낮추거나 높은 송신전력을 더 높이는 상황이 발생할 수 있어 효율적인 전력 사용이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 특히, 상술한 바에 의해 불필요하게 높은 송신전력을 사용하게 되면 전체 사용 셀 용량이 감소하는 추가적인 문제점이 야기된다.
도 1은 종래 CDMA 이동통신시스템에서 역방향 전력제어심볼을 이용하여 순방향 사용자 채널의 SIR값을 구하는 구성의 일 예를 도시한다.
핑거(Finger)(100)는 수신신호에 대하여 PN 역확산 및 직교 역확산 등을 수행하며, 상기 역확산을 통해 복조된 심볼을 결합기(Combiner)로 출력한다. 한편, 상기 핑거(100)는 서로 다른 경로별 수신신호에 대하여 심볼을 복조하기 위해 복수 개로 구현된다. 상기 결합기는 각 경로에 대응한 핑거들의 출력 값들을 합하며, 상기 합하여진 값을 채널 디코더부로 출력한다.
상기 핑거(100)에 구비되는 역확산기(110)는 입력되는 I채널 및 Q채널을 PN 발생기(160)로부터 출력되는 PN 시퀀스와 곱하여 역확산 시킨다. 그리고 곱셈기(115)는 상기한 역확산기(110)의 출력을 직교부호발생기(도시하지 않음)로부터의 트래픽 채널용의 직교부호(Traffic Channel Othogonal Code) Wt와 곱하여 직교 복조된 트래픽 채널의 데이터를 추출한다. 그리고 심볼 누적기(120)는 상기한 곱셈기(115)의 출력에 대하여 심볼 단위로 누적하여 출력하는 동작을 수행한다.
곱셈기(140)는 상기한 역확산기(110)의 출력에 대하여 상기 직교부호발생기로부터 생성되는 파일롯 채널용의 직교부호 Wo를 곱하여 파일롯 채널의 데이터를 추출한다. 그리고 심볼 누적기(145)는 상기한 곱셈기(140)의 출력에 대하여 심볼 단위로 누적하여 출력하는 동작을 수행한다.
곱셈기(125)는 상기한 심볼 누적기(145)로부터의 출력에 대한 공액복소수(Conjugated)를 취하여 상기한 심볼 누적기(120)의 출력과 곱하는 동작을 수행한다. 즉, 곱셈기(125)는 파일롯 채널의 크기와 위상 성분의 공액복소수를 상기 트래픽 채널의 데이터에 곱함으로서 상기 트래픽 채널 데이터의 위상성분을 보상한다. 그리고 곱셈기(125)는 복조된 심볼을 결합기(Combiner)(도시하지 않음)로 출력한다.
한편, 전력제어심볼 제곱기(130)는 상기 심볼 누적기(120)로부터 출력되는 직교 복조된 채널 데이터의 소정 위치에 삽입된 역방향 전력제어명령 심볼들의 전력값을 측정한다. 심볼 누적기(135)는 상기한 전력제어심볼 제곱기(130)의 출력을 심볼 단위로 누적하여 순방향 사용자 채널의 수신신호 세기를 출력한다. 이때 누적 구간은 각 전력제어그룹 마다 두 심볼들씩 삽입되어 있으며, 총 32개의 역방향 전력제어명령 심볼들이 삽입되어 있는 한 프레임을 해당 누적 구간으로 정의할 수 있다.
간섭신호 측정기(150)는 역확산기(110)의 출력을 입력하고 간섭신호 세기를 측정한다. 그리고 나눗셈기(155)는 상기한 순방향 사용자 채널의 수신신호 세기를 간섭신호의 세기로 나누어 SIR을 구하여 순방향 전력제어기(도시하지 않음)로 출력한다. 그리고 상기 순방향 전력제어기는 복수개의 핑거로부터의 각 SIR을 더하여 모든 경로로 수신되는 신호의 SIR 합을 측정하며, 채널 디코더(도시하지 않음)의 프레임 오율에 따라 기지국으로 제공할 순방향 전력제어 명령을 판단하는 역할을 수행한다.
상술한 도 1의 설명에서 볼 때, 종래의 순방향 사용자 채널의 수신세기를 구하는 방식은 순방향 트래픽 채널 신호의 각 전력제어그룹마다 전송되는 역방향 전력제어명령 심볼들을 제곱하는 것임을 알 수가 있다.
다른 한편, 전력제어그룹의 일부만을 순방향 사용자 채널의 측정에 사용하는 종래 방식의 문제점을 해결하기 위해, 수신된 순방향 사용자 채널의 모든 심볼들을 측정에 이용하는 방안이 모색되고 있다. 그러나 모든 심볼들을 이용하여 순방향 사용자 채널을 측정하기 위해서는, 수신되는 사용자 데이터가 사용자의 음성 액티비티(Voice Activity)에 따라 20ms 마다 수신 프레임의 심볼 레이트(Simbol Rate)가 달라지게 된다는 사실이 고려되어야 한다. 즉, 각 데이터 프레임의 심볼 당 송신전력이 송신단측의 반복(Repetition)에 의해 달라지게 된다. 예를 들어, 4800bps의 프레임 전송속도의 각 심볼 당 전력은 9600bps의 경우에 비하여 절반이 된다. 또한 2400bps의 프레임 전송속도의 각 심볼 당 전력은 9600bps의 경우에 비하여 사분의 일이 된다. 이로 인해 상기 모든 심볼들을 이용하여 순방향 사용자 채널을 측정하기 위해서 채널 측정의 근거가 되는 SIR값과 각 수신 프레임의 심볼 레이트가 고려되지 않은 임계값을 서로 비교할 수가 없게 된다.
물론, 심볼 복조후의 채널 디코딩 동작에 의해 수신 프레임의 심볼 레이트가 감지 될 수가 있으나, 수신 프레임의 심볼 레이트가 감지된 시점에서는 수신 신호가 거쳐온 페이딩 채널의 환경이 이미 달라져 있게 되므로 채널의 측정은 불가능하게 된다. 따라서 전송되는 각 데이터 프레임 포맷에 그 프레임의 심볼 레이트에 대한 정보가 구비되고, 수신측의 전력 측정 장치에서 수신 프레임의 심볼 레이트에 대한 정보를 인식할 수가 있으면, 수신 프레임의 모든 심볼들을 이용하여 정확한 순방향 사용자 채널 측정이 가능하게 될 것이다. 이때, 수신측의 전력 측정 장치는 수신 프레임별 SIR값을 상기 인식된 심볼 레이트의 정보에 대응하여 가변되는 임계값과 비교하여, 수신 프레임의 심볼 레이트에 따라 가변되는 심볼 당 송신전력을 고려한다.
따라서 본 발명의 목적은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신시스템에서 순방향 사용자 채널 수신신호 세기가 정확히 측정되도록 그 심볼 레이트 정보가 구비되는 데이터 프레임 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신시스템에서 수신 프레임내의 모든 심볼들을 이용하여 순방향 사용자 채널의 SIR을 측정하여 순방향 전력 제어를 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신시스템에서 수신 프레임내의 모든 심볼들을 이용하여 순방향 사용자 채널의 SIR을 측정하며 상기 수신 프레임의 심볼 레이트에 대응하는 임계값과 상기 측정된 SIR을 비교하여 정확한 순방향 전력 제어를 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 장치가, 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 모든 복조 심볼들을 이용하여 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 에스-아이-알(SIR) 측정부와, 상기 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 기 설정된 위치에 구비되는 심볼 전송률 정보를 검출하는 심볼 전송률 감지부와, 상기 검출된 프레임 심볼 전송률 정보에 따라 가변되는 임계값과 상기 검출된 에스-아이-알(SIR)을 비교하여 해당 순방향 전력 제어 명령 신호를 발생하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 방법이, 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 모든 복조 심볼들을 이용하여 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 단계와, 상기 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 기 설정된 위치에 구비되는 심볼 전송률 정보를 검출하는 단계와, 상기 검출된 프레임 심볼 전송률 정보에 따라 가변되는 임계값과 상기 검출된 에스-아이-알(SIR)을 비교하여 해당 순방향 전력 제어 명령 신호를 발생하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 종래 CDMA 이동통신시스템에서 순방향 사용자 채널의 SIR 값을 측정하기 위한 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 순방향 사용자 데이터 프레임의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CDMA 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치의 구성을 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 SIR 측정부의 상세 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 핑거의 출력 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CDMA 이동통신 시스템에서 순방향 전력제어를 위한 제어 흐름을 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 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 생략한다.
CDMA 이동통신시스템에서 본 발명은 수신 프레임의 모든 심볼들을 이용하여 정확한 순방향 사용자 채널 측정을 수행한다. 이때, 본 발명은 순방향 사용자 채널 프레임의 심볼 레이트가 가변되는 것을 고려한다. 본 발명에 따라 사용자 채널 프레임의 포맷은 프레임 심볼 전송률 정보가 부가된다. 순방향 전력제어장치는 상기 정보를 인식하며, 측정된 SIR값과 상기 프레임 심볼 전송률 정보에 따라 가변되는 임계값을 비교하여 해당 순방향 전력제어명령을 발생한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 순방향 사용자 데이터 프레임의 구성을 도시한다.
도시된 바와 같이, 순방향 사용자 데이터 프레임은 20ms의 주기를 가지며, 16개의 전력제어그룹(Power Control Group)으로 구성된다. 또한 각 전력제어그룹은 18개의 심볼들로 이루어진다. 본 발명에 따른 프레임의 심볼 레이트 정보는 상기 전력제어그룹들 중에서 어느 한 그룹에 구비될 수가 있다. 상기 도 2는 프레임 심볼레이트정보 심볼은 첫 번째 전력제어그룹에 구비된다고 가정한다. 즉, 전력 제어 그룹은 역방향 전력제어를 위한 전력제어명령 심볼들과 사용자의 데이터 심볼들 및 본 발명에 따라 새로 추가되는 프레임 심볼레이트정보 심볼들로 이루어진다.
상기 프레임 심볼레이트정보 심볼들은 역방향 전력제어를 위한 전력제어명령 심볼들과 겹치지 않게 되기 위하여, 수신 프레임 내의 소정 전력제어그룹의 18개의 심볼들 중에서 뒤쪽 6개의 심볼들의 위치에 구비될 수가 있다. 그리고 프레임 심볼레이트정보 심볼의 개수는 복수개가 될 수가 있다. 예를 들어 두 개 또는 네 개 등이 될 수가 있다.
그리고 프레임 심볼레이트정보 심볼은 송신측에서 채널 엔코딩 동작이 끝난 후에 각 프레임 내에서 미리 약속된 위치의 심볼을 천공(Puncturing)한 후 삽입된다. 그리고 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼의 송신 전력은 다른 심볼들에 비하여 클 수가 있다. 예를 들어, 0dB, 3dB, 6dB등으로 선택될 수가 있다. 이로 인해 페이딩 채널을 통과한 후에 프레임 심볼레이트 정보는 안정적으로 복조될 것이다.
한편, 전력제어명령 심볼이 프레임의 전력제어그룹마다 매번 전송되는 것에 비하면, 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼은 모든 전력제어그룹마다 전송할 필요는 없다. 따라서, 수신측에서 디코딩 시 상기 전력제어명령 심볼이 미치는 영향에 비해 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼이 미치는 영향은 무시할 만하다 할 것이다. 상기 전력제어명령 심볼과 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼들이 디코딩 시 영향을 미치는 이유는 디코딩하기 전에 상기 전력제어명령 심볼과 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼들을 추출한 후 상기 추출된 심볼에 대신하여 소정 심볼을 삽입하게 된다. 이때, 상기 대신 삽입하게 되는 심볼들은 데이터 심볼과는 차이가 있는 심볼들임에 따라 디코딩 시 오차가 발생하게 되는 것이다. 또한, 디코딩하기 전에 수신한 심볼들에 대해 디인터리빙을 수행함에 따라 상기 전력제어명령 심볼과 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼들에 따른 영향은 더욱 작아지게 된다. 그 이유는 수신신에 상기 프레임 심볼레이트정보 심볼들은 연속되는 심볼로 제공되나 디인터리빙을 통해 상기 연속되는 심볼이 전 프레임에 걸쳐 퍼지기 때문이다. 이는 상기 전력제어명령 심볼에도 동일하게 적용된다. 통상적으로 서로 떨어진 심볼에 에러가 발생하였을 경우가 연속된 심볼에 에러가 발생하는 경우보다는 영향을 덜 미침은 자명한 사실일 것이다.
그리고 후술되는 전력 제어 장치는 심볼 복조된 수신 프레임내에서 기 약속된 위치의 심볼레이트 정보를 인식하며 인식된 정보에 따라 수신 프레임별 SIR값과 비교되는 임계값을 가변한다.
도 3은 CDMA 이동통신시스템에서 본 발명의 실시 예에 따른 순방향 전력제어장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 수신단에 구비되는 PN 역확산기(300)는 수신되는 신호에 대하여 이동국 발생 PN 시퀀스를 곱하여 PN 역확산을 수행한다. 그리고 제1경로 트래픽 직교 역확산기(311) 내지 제N경로 트래픽 직교 역확산기(3N1)는 각각 상기 PN 역확산된 수신신호에 트래픽 채널용의 직교부호를 곱하여 직교 역확산을 수행한다.
제1경로 채널추정기(313) 내지 제N경로 채널추정기(3N3)는 각각 상기 PN 역확산된 수신신호에 대하여 파일롯 신호의 크기와 위상을 검출한다. 그리고 곱셈기(315) 내지 곱셈기(3N5)는 각각 상기 경로별로 검출된 파일롯 신호의 크기와 위상의 공액복소수를 취한다. 그리고 곱셈기(315) 내지 곱셈기(3N5)는 각각 상기 경로별로 직교 역확산된 사용자 채널의 수신신호들을 상기 파일롯 신호의 크기와 위상의 공액복소수로 곱하여 위상 보상을 수행한다. 그리고 곱셈기(315) 내지 곱셈기(3N5)는 각각 경로별로 복조된 심볼들(제1경로 복조심볼(319) 내지 제N경로 복조심볼(3N9)을 출력한다.
제1경로 간섭신호 측정기(317) 내지 제N경로 간섭신호 측정기(3N7)는 각각 상기 PN 역확산된 경로별 수신신호의 잡음성분을 측정하여 제1경로 간섭신호 세기(310) 내지 제N경로 간섭신호 세기(3N0)를 출력한다. 상기 간섭신호 측정기들(317 내지 3N7)은 파일롯 채널 또는 동기 채널을 이용할 수가 있다. 또한 상기 간섭신호 측정기들(317 내지 3N7)은 직교 잡음 성분까지 포함한 근사화한 간섭신호의 세기를 측정할 수가 있다.
SIR 측정부(321)는 제1경로 복조심볼(319) 내지 제N경로 복조심볼(3N9)을 입력한다. 그리고 SIR 측정부(321)는 각 경로별 복조심볼에 대하여 프레임 단위로 그 수신세기를 측정한다. 즉, SIR 측정부(321)는 해당 프레임 내의 모든 심볼들을 제곱하여 경로별로 그 수신 전력 세기들을 구한다. 또한 SIR 측정부(321)는 상기 경로별로 구하여진 프레임 단위의 수신세기들을 각각 제1경로 간섭신호세기(310) 내지 제N경로 간섭신호세기(3N0)로 나누어 경로별 SIR값들을 구한다. 그리고 SIR 측정부(321)는 각 경로별 SIR값들을 가산하고 그 결과값의 평균을 구하여 SIR(327)을 출력한다.
순방향 전력제어장치(320)에 구비되는 심볼 전송률 감지부(323)는 제1경로 복조심볼(319) 내지 제N경로 복조심볼(3N9)로부터의 복조심볼들 중 적어도 하나의 경로 복조심볼을 입력으로 한다. 그리고 심볼 전송률 감지부(323)는 상기 입력받은 복조심볼로부터 해당 수신 프레임의 심볼 전송률을 감지한다. 본 발명에 따른 사용자 데이터 프레임의 포맷에는 기 설정된 위치에 심볼 전송률에 대한 정보가 구비된다. 상기 사용자 데이터 프레임의 포맷은 상기 도 2가 될 수가 있다.
제어기(325)는 상기한 SIR(327)과 심볼 전송률(329)을 입력한다. 제어기(325)는 심볼 전송률별로 가변하는 임계값을 가진다. 예를 들어, 심볼 전송률 9600bps의 임계값이 "1"이라고 하면, 심볼 전송률 4800bps의 임계값은 "1/2"이 될 수가 있다. 또한 심볼 전송률 2400bps의 임계값은 "1/4"가 될 수가 있다. 제어기(325)는 심볼 전송률(329)에 따라 임계값을 가변하고, 상기 SIR(327)과 가변 임계값을 비교하여 순방향 전력제어 명령(331)을 발생한다. 예를 들어, 제어기(325)는 상기 SIR(327)이 상기 심볼 전송률에 따라 가변되는 임계값보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령(331)을 발생할 수가 있으며, 상기 SIR(327)이 상기 심볼 전송률에 따라 가변되는 임계값보다 작으면 업(Up)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령(331)을 발생할 수가 있다. 그리고 제어기(325)는 채널 디코딩부(도시하지 않음)로부터의 프레임 오율 정보(333)를 입력하여 외루프 전력 제어를 수행할 수가 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 SIR 측정부(321)의 구성을 도시한다. 이하 상기 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 도 4를 참조하면, 제곱기(411) 내지 제곱기(4N1)는 각각 제1경로 복조심볼(319) 내지 제N경로 복조심볼(3N9)을 입력하며, 수신 프레임별로 그 프레임 내의 모든 심볼들을 제곱하여 수신전력을 계산한다. 그리고 나눗셈기(413) 내지 나눗셈기(4N3)는 각각 상기 경로별로 구하여진 프레임 단위의 수신세기들을 각각 제1경로 간섭신호세기(310) 내지 제N경로 간섭신호세기(3N0)로 나누어 경로별 SIR값들(제1경로 SIR(415) 내지 제N경로 SIR(4N5))을 출력한다. 그리고 평균화기(410)는 상기 제1경로 SIR(415) 내지 제N경로 SIR(4N5)를 더하고 그 평균을 구하여 SIR(327)을 출력한다. 그리고 상기 도 4에서 제곱기(411) 내지 제곱기(4N1)의 구성과 나눗셈기(413) 내지 나눗셈기(4N3)의 구성은 경로별 핑거에 구비될 수가 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 핑거의 출력구성을 도시한 도면이다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 도 5의 핑거에는 경로별 순방향 사용자 채널의 수신신호 세기를 측정하는 구성과 SIR을 구하는 구성이 생략되어 있다. 그리고 각 경로별 핑거로부터 출력인 복조심볼과 간섭신호 세기는 상기 도 3의 순방향 전력 제어장치(320)와 결합기(도시하지 않음)에 인가된다.
제n(1nN:단 n은 양의 정수)경로 핑거에 구비되는 역확산기(510)는 수신 I 채널신호와 수신 Q채널신호를 PN 발생기(도시하지 않음)로부터의 PN_I 시퀀스 및 PN_Q 시퀀스에 곱하여 역확산 시키는 동작을 수행한다. 그리고 곱셈기(515)는 역확산된 I 채널에 직교부호발생기(도시하지 않음)로부터의 사용자 데이터 채널인 트래픽 채널용의 직교부호 Wt를 곱하여 직교 복조된 트래픽 채널의 데이터를 추출한다. 또한 곱셈기(520)는 역확산된 Q채널에 상기 직교부호발생기로부터의 트래픽 채널용의 직교부호 Wt를 곱하여 직교 복조된 트래픽 채널의 데이터를 추출한다.
심볼 누적기(535) 및 심볼 누적기(540)는 각각 직교 복조된 I 채널 데이터와 Q 채널 데이터를 심볼 단위로 누적한다. 파일롯 필터(525) 및 파일롯 필터(530)는 상기한 역확산기(510)의 출력에 대해서 각각 I 및 Q 파일롯 채널의 데이터를 추출한다. 위상 보상기(545)는 상기한 심볼 누적기(535), 심볼 누적기(540), 파일롯 필터(525) 및 파일롯 필터(530)의 출력을 입력하여, 상기 I 및 Q 채널의 복조 심볼의 위상성분을 보상한다. 그리고 버퍼(550) 및 버퍼(555)는 각각 제n경로 I 복조심볼(570) 및 제n경로 Q 복조심볼(580)을 출력한다. 여기서 상기 제n경로 I 복조심볼(570)과 상기 제n경로 Q 복조심볼(580)은 상기 도 3의 제1경로 복조심볼(319) 내지 제N경로 복조심볼(3N9) 중에서 어느 한 경로의 복조심볼에 해당한다. 그리고 상기 제n경로 I 복조심볼(570)과 상기 제n경로 Q 복조심볼(580)은 본 발명에 따른 순방향 전력제어장치(320)와 결합기로 출력된다. 또한 간섭신호 측정기(560)는 상기 PN 역확산된 수신신호의 잡음성분을 측정하여 제n경로 간섭신호 세기(590)를 출력한다. 상기 제n경로 간섭신호 세기(590)는 상기 도 3의 제1경로 간섭신호 세기(310) 내지 제N경로 간섭신호 세기(3N0) 중에서 어느 한 경로의 간섭신호 세기에 해당한다. 그리고 상기 제n경로 간섭신호 세기(590)는 본 발명에 따른 순방향 전력제어장치(320)로 출력된다.
도 6은 CDMA 이동통신시스템에서 본 발명의 실시 예에 따른 순방향 전력제어 방법을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 도 3에서 도시하고 있는 SIR 측정기(321)는 610단계에서 각 경로별로 복조심볼들(319 내지 3N9)과 간섭신호 세기들(310 내지 3N0)을 입력하며, 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 모든 심볼들을 이용하여 프레임 단위의 SIR을 측정한다. 이때, 상기 610단계는 각 경로별 수신 프레임내의 모든 복조심볼들(319 내지 3N9)을 제곱하여 순방향 사용자 채널의 경로별 수신 전력 세기를 구하는 단계와, 상기 각 경로별 순방향 사용자 채널의 수신 전력 세기들을 각 경로별 간섭신호 세기들로 나누어 각 경로별 SIR을 구하는 단계와, 상기 각 경로별 SIR을 더하고 그 평균을 취하여 SIR을 계산하는 단계로 이루어질 수가 있다. 상기 순방향 사용자 채널의 경로별 수신 전력 세기를 구하는 단계는 도 4의 제곱기(411 내지 4N1)에서 수행하며, 상기 각 경로별 SIR을 구하는 단계는 도 4의 나눗셈기들(413 내지 4N3)에서 수행한다. 또한, 상기 SIR을 계산하는 단계는 도 4의 평균화기(410)에서 수행한다.
그리고 상기 도 3에서 도시하고 있는 심볼 전송률 감지부(323)는 620단계에서 각 경로별 복조심볼들을 입력하며, 각 순방향 사용자 채널의 프레임 내의 기 설정된 위치에서 그 프레임의 심볼 전송률 정보를 검출하여 심볼 전송률을 결정한다. 이때, 상기 프레임 심볼 전송률 정보는 그 프레임의 소정 전력제어 그룹들 중에서 어느 한 그룹내에서, 프레임 심볼전송률정보 심볼들로 이루어질 수가 있다. 상기 프레임 심볼전송률정보 심볼들은 역방향 전력제어를 위한 전력제어심볼들과 겹치지 않는 위치에 구비될 수가 있다. 또한 상기 프레임 심볼전송률정보 심볼들은 송신단의 천공 동작에 의해 구비될 수가 있다.
상기 도 3에서 도시하고 있는 제어기(325)는 630단계에서 상기 검출된 프레임 심볼 전송률에 따라 임계값을 가변한다. 이때, 예를 들어, 심볼 전송률 9600bps의 임계값이 "1"이라고 하면, 심볼 전송률 4800bps의 임계값은 "1/2"이 될 수가 있다. 또한 심볼 전송률 2400bps의 임계값은 "1/4"가 될 수가 있다.
또한, 상기 제어기(325)는 640단계에서 상기 측정된 프레임 단위의 SIR과 상기 가변된 임계값을 비교하여 해당 순방향 전력제어명령을 발생한다. 예를 들어, 상기 제어기(325)는 상기 SIR 이 상기 심볼 전송률에 따라 가변되는 임계값보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력제어명령(331)을 발생할 수가 있으며, 상기 SIR이 상기 심볼 전송률에 따라 가변되는 임계값보다 작으면 업(Up)에 해당하는 순방향 전력제어명령(331)을 발생할 수가 있다. 또한 제어기(325)는 채널 디코딩부로부터의 프레임 오율 정보(333)를 입력하여 외루프 전력 제어를 수행할 수가 있다.
상술한 바와 같이, CDMA 이동통신시스템에서 본 발명은 수신 프레임의 모든 심볼들을 이용하여 정확한 순방향 사용자 채널 측정을 수행한다. 이때, 본 발명은 순방향 사용자 채널 프레임의 심볼 레이트가 가변되는 것을 고려한다. 본 발명에 따라 사용자 채널 프레임의 포맷은 프레임 심볼 전송률 정보가 부가된다. 순방향 전력제어장치는 상기 정보를 인식하며, 측정된 SIR값과 상기 프레임 심볼 전송률 정보에 따라 가변되는 임계값을 비교하여 해당 순방향 전력제어명령을 발생한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명의 특허청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 CDMA 이동통신시스템에서 본 발명은 수신 프레임의 모든 심볼들을 이용하여 정확한 순방향 사용자 채널 측정을 수행하도록 함으로서, 기지국은 이동국에서 필요로 하는 SNR을 유지하기 위해 불필요하게 전송전력을 낭비하는 것을 방지할 수가 있다. 이로 인해 본 발명은 불필요한 순방향 전송전력 낭비를 방지할 수 있을 뿐 아니라 불필요한 전체 셀 용량의 감소를 줄일 수가 있는 이점이 있다.

Claims (18)

  1. 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 장치에 있어서,
    순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 모든 복조 심볼들을 제공받아 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 에스-아이-알(SIR) 측정부와,
    상기 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 설정된 위치에 삽입되어 있는 심볼 전송률 정보를 검출하는 심볼 전송률 감지부와,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따라 임계값을 가변하고, 상기 가변된 임계값과 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)의 비교에 의해 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 심볼 전송률 정보가,
    상기 수신 프레임의 전력제어그룹들 중에서 어느 한 전력제어그룹에 구비되며, 역방향 전력제어심볼들의 위치와 중복되지 위치에 기록됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어기가,
    상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 작으면 업(Up)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 임계값은,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따른 심볼 전송률에 비례하여 가변됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  5. 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 장치에 있어서,
    서로 다른 경로의 복조심볼들과 서로 다른 경로의 간섭신호 세기를 제공받아 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 에스-아이-알(SIR) 측정부와,
    상기 서로 다른 경로의 복조심볼들 중 적어도 하나의 경로의 복조심볼을 제공받아 설정된 위치의 복조심볼들로부터 심볼 전송률 정보를 검출하는 심볼 전송률 감지부와,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따라 임계값을 가변하고, 상기 가변된 임계값과 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)의 비교에 의해 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 에스-아이-알(SIR) 측정부는,
    상기 서로 다른 경로별 복조심볼들의 수신세기를 측정하는 제곱기들과,
    상기 제곱기들로부터의 수신세기와 동일한 경로의 간섭신호 세기에 의해 경로별 프레임 단위의 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 나눗셈기들과,
    상기 나눗셈기들로부터의 에스-아이-알(SIR)들의 평균값 계산을 통해 최종 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 평균화기로 구성함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 심볼 전송률 정보가,
    상기 수신 프레임의 전력제어그룹들 중에서 어느 한 전력제어그룹에 구비되며, 역방향 전력제어심볼들의 위치와 중복되지 위치에 기록됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제어기가,
    상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 작으면 업(Up)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 임계값은,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따른 심볼 전송률에 비례하여 가변됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어장치.
  10. 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 방법에 있어서,
    순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 모든 복조 심볼들을 제공받아 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 단계와,
    상기 순방향 사용자 채널의 수신 프레임 내의 설정된 위치에 기록되어 있는 심볼 전송률 정보를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따라 임계값을 가변하고, 상기 가변된 임계값과 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)의 비교에 의해 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 심볼 전송률 정보가,
    상기 수신 프레임의 전력제어그룹들 중에서 어느 한 전력제어그룹에 구비되며, 역방향 전력제어심볼들의 위치와 중복되지 않는 위치에 기록됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 과정이,
    상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 작으면 업(Up)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 임계값은,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따른 심볼 전송률에 비례하여 가변됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  14. 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어 방법에 있어서,
    서로 다른 경로의 복조심볼들과 서로 다른 경로의 간섭신호 세기를 제공받아 프레임 단위로 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 과정과,
    상기 서로 다른 경로의 복조심볼들 중 적어도 하나의 경로의 복조심볼을 제공받아 설정된 위치의 복조심볼들로부터 심볼 전송률 정보를 검출하는 과정과,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따라 임계값을 가변하고, 상기 가변된 임계값과 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)의 비교에 의해 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 과정은,
    상기 서로 다른 경로별 복조심볼들의 수신세기를 측정하는 과정과,
    상기 제곱기들로부터의 수신세기와 동일한 경로의 간섭신호 세기에 의해 경로별 프레임 단위의 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 과정과,
    상기 측정된 에스-아이-알(SIR)들의 평균값 계산을 통해 최종 에스-아이-알(SIR)을 측정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 심볼 전송률 정보가,
    상기 수신 프레임의 전력제어그룹들 중에서 어느 한 전력제어그룹에 구비되며, 역방향 전력제어심볼들의 위치와 중복되지 위치에 기록됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 과정이,
    상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 측정된 에스-아이-알(SIR)이 상기 가변된 임계값보다 작으면 업(Up)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생함을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 임계값은,
    상기 검출된 심볼 전송률 정보에 따른 심볼 전송률에 비례하여 가변됨을 특징으로 하는 부호분할 다중접속 이동통신시스템에서 순방향 전력제어방법.
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