KR20010013788A - 무선 통신 시스템에서의 다중 코드 채널 전력 제어 - Google Patents

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KR20010013788A
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Abstract

원격 통신 시스템에서 전송된 신호의 전력 레벨을 제어하는 방법이 기술된다. 사용자는 무선 통신 시스템과 통신하기 위한 다수의 물리 채널과 연관된 다수의 무선 베어러(bearer)에 할당된다. 고속 전력 제어 루프는 기준 채널을 모니터링하며, SIR 타겟값에 따라 전송 전력을 조정한다. 다수의 저속 전력 제어 루프는 SIR 타겟값을 조정하며, 또한 무선 배어러 간의 품질 요건의 변화에 따라 전송 전력을 적응시키기 위하여 각각의 물리 채널과 연관된 오프셋 전송 전력값을제공한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 다중 코드 채널 전력 제어{MULTIPLE CODE CHANNEL POWER CONTROL IN A RADIO COMMUNICATION SYSTEM}
양호한 전송 전력 제어 방법은 많은 동시 전송기들을 갖는 통신 시스템에서 중요할 수 있는데, 그 이유는 이 방법이 이런 전송기들의 상호 인터페이스를 감소시키기 때문이다. 예컨데, 전송 전력 제어는 인터페이스 제한 통신 시스템, 예컨데, 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 사용하는 시스템에서 높은 시스템 수용능력을 획득할 필요가 있다. 시스템 특성에 의존하여, 이런 시스템에서의 전력 제어는 업링크(uplink)(즉, 원격 터미날에서 네트워크까지의 전송), 다운링크(downlink)(즉, 네트워크에서 원격 터미날까지의 전송), 또는 둘다 모두에 중요할 수 있다.
전형적인 CDMA 시스템에서, 전송될 정보 제이타 스트림은 의사랜덤(pseudorandom) 코드 발생기에 의해 생성된 고속 비트 레이트(much-higher-bit-rate)로 중첩된다. 정보 신호와 의사랜덤 신호는 정보 신호를 코딩 또는 확산하는 프로세스에서 다중화에 의해 전형적으로 조합된다. 각각의 정보 신호는 유일한 확산 코드로 할당된다. 복수의 코딩된 정보 신호는 무선 주파수 캐리어 파의 변조로서 전송되며, 수신기에서의 복합 신호로서 결합해서 수신된다. 코딩된 신호 각각은 모든 다른 코딩된 신호뿐만 아니라 노이즈 관련 신호에 주파수와 시간 둘다로 중첩된다. 복합 신호와 유일한 확산 코드 중 하나를 상관(correlating)함으로써, 대응하는 정보 신호는 분리되어 디코딩된다.
업링크에서 전송 전력 제어의 요구는, TIA/EIA Interim Standard TIA/EIA/IS-95(1993.3)의 "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"과 그 개정판 TIA/EIA Interim Standard TIA/EIA/IS-95-A(1995.5)에서 개시된 바와 같이, 현재의 CDMA 셀룰러 시스템에서 인식된다. 미국 셀룰러 통신 시스템의 특징을 결정하는 이런 표준은 버지니아주 알링톤 소재의 Telecommunication Industry Association and the Electronic Industries Association에 의해 공포되었다.
IS-95-A 표준에 따른 업링크 전력 제어는 다른 기술 중에서, 기지국이 원격국(예컨데 연관된 노이즈에 관한)으로부터 수신된 신호의 강도를 측정하며 1.25밀리초 마다 하나의 전력 제어 비트를 원격국에 전송하는 폐루프 방법에 의해 제공된다. 전력 제어 비트에 기초로 하여, 원격국은 미리 결정된 양 만큼 그 전송(업링크) 전력을 증가 또는 감소시킨다. 표준의 6.1.2.3.2 및 7.1.3.1.7 섹션에 따르면, "0" 전력 제어 비트는 원격국이 1 dB 만큼 그 전송 전력 레벨을 증가시키게 하며, "0" 전력 제어 비트는 원격국이 1 dB 만큼 그 전송 전력 레벨을 감소시키게 한다. IS-95-A 표준은 다른 상황, 예컨데 네트워크가 그 액세스 시도에 응답할 때까지 원격국이 그 전송 전력 레벨을 증가시키는 오픈 루프 전력 기술을 사용하여 원격국이 시스템에 액세스할 때(폐루프 전력 제어 방법이 활성화되기 전)와 같은 상황에서 업링크 전력 제어를 또한 지향한다.
유사한 개념이 다운링크에 존재한다. 각각의 원격국에서의 신호의 안정한 수신을 달성하기 위하여, 신호 대 간섭 비(SIR)는 각각의 원격국에 대한 규정된 임계값("요구된 신호 대 간섭" 레벨 또는 SIRreq로 언급됨) 이상이어야 한다. 예컨데, 도 1에 도시된 바와 같이, 3개의 원격국이 공통 CDMA 통신 대역으로부터 3개의 신호를 각각 수신한다. 이들 신호 각각은 이와 연관된 대응하는 에너지, 즉 에너지 레벨 E1, E2 및 E3를 가진다. 또한, 통신 대역 상에는 노이즈(N)의 임의의 레벨이 존재한다. 의도된 신호를 적당히 수신하기 위한 제1 원격국에서는 E1과, E2와 E3의 합계 레벨 간의 비가 제1 원격국의 요구된 신호-대-간섭 비 이상이어야 한다.
원격국에 대한 SIR을 개선하기 위하여, 신호의 에너지는 적당한 레벨로 증가된다. 그러나, 하나의 원격국과 연관된 에너지를 증가시키는 것은 다른 근처의 원격국과 연관된 간섭을 증가시킨다. 이에 의해, 무선 통신 시스템은 동일한 공통 채널을 공유하는 원격국의 요건들 간에 균형을 깨트려야 한다. 안정한 상태 조건은 소정의 무선 통신 시스템 내의 모든 원격국에 대한 SIR 요건들이 만족될 때, 도달하게 된다. 일반적으로 말해서, 균형 잡힌 안정 상태는 높지도 또는 낮지도 않은 전력 레벨을 사용하여 각각의 원격국에 전송함에 의해 달성될 수 있다. 불필요한 고 레벨로 전송된 메시지는 각각의 원격 수신기에서 일어나는 간섭을 일으키며, 공통 채널 상에서 성공적으로 통신될 수 있는(예컨데, 시스템의 수용능력을 감소시키는)신호 수를 제한한다.
무선 통신 시스템에서 전송 전력을 제어하기 위한 이런 기술은 고속 전력 제어 루프로서 일반적으로 언급된다. 초기의 SIR 타겟은 특정 접속용 서비스(QoS)의 소정의 품질 또는 서비스 타입을 기초로 구축된다. 비직교 채널에 대해서는, 특정 원격국 또는 기지국에 의해서 처리되는 실제 SIR 값은 다음과 같이 표현된다:
SIR = 수신된 신호의 전력 평균/모든 간섭 신호의 전력 평균의 합
SIR은 수신측에서 측정되며, 전력 제어 명령이 전송측에 전송되는지를 결정하는데 사용된다.
저속 전력 제어 루프는 진행 중인 기준 상의 SIR 값을 조정하는데 사용될 수 있다. 예컨데, 원격국은 예를들어 공지의 비트 에러 레이트(BER) 또는 프레임 에러 레이트(FER) 기술을 사용하는 원격국으로부터 수신된 신호의 품질을 측정할 수 있다. 기지국과 원격국 사이의 접속 과정 동안 변동될 수 있는 수신된 신호의 품질에 기초로 하여, 저속 전력 제어 루프는 고속 전력 제어 루프가 기지국의 전송된 전력을 조정하는데 사용되는 SIR 타겟을 조정할 수 있다. 유사한 기술은 업링크 전송 전력을 제어하는데 사용될 수 있다.
무선 통신이 더욱 폭넓게 수용됨에 따라, 소비자의 요구를 만족할 수 있는 무선 통신 서비스의 다양한 형태의 제공이 요구되어진다. 예컨데, 무선 통신 시스템을 통해 팩시밀리, 전자 우편, 비디오, 인터넷 액세스 등이 고려된다. 더욱이, 사용자가 동시에 다른 형태의 서비스를 액세스하는 것이 기대된다. 예컨데, 두 사용자 간의 비디오 회의는 음성과 비디오 양자와 관련된다. 이런 상황에서 관련된 다른 형태의 데이타 통신을 조작하기 위한 하나의 기술은 각각의 서비스에 다른 무선 베어러(bearer)를 제공하는 것이다. 무선 베어러는 무선 인터페이스에 대한 정보 전송에 수용능력을 제공하며, 정보 전송 레이트(즉, 비트 레이트 또는 쓰루풋(throughput)) 및 지연 요건 등과 같은 속성을 특징으로 한다. 무선 베어러는 사용자 데이타 또는 제어 시스널링(signaling) 어느 것도 전달하지 못한다. 전형적으로, 베어러는 특정 서비스, 예컨데 음성에 사용된다. 무선 베어러는 여러 물리 채널을 확장할 수 있으며, 또는 다중 무선 베어러는 각각의 무선 베어러의 대역폭 요건에 의존하여 물리 채널을 공유할 수 있다. 하나 이상의 실제 데이타 채널(PDCH)에 덧붙여 사용자는 오버헤드 제어 정보가 사용자에게 전달되는 실제 제어 채널(PCCH)에 할당되며, 즉 관련된 PDCH의 비트 레이트 정보는 고속 전력 제어 루프 프로세스에서 사용되는 SIR 측정하는데 사용될 수 있는 전력 제어 비트 및 파일럿 심볼을 일정한 비트 레이트로 전송한다. 무선 베어러와 물리 채널 간의 하나의 잠재적인 관계는 도 1b에 예시된다. 여기서 2개의 무선 베어러(RB1 및 RB2)는 데이타 블럭을 멀티플렉서(2)에 제공한다. 선택된 블럭은 순방향 에러 정정(FEC) 코딩(4)이 제공되며, 8에서 PDCH와 연관된 확산 코드를 사용하여 확산되기 전에 인터리브(interleave)된다(6). 완전히 도시되지 않은 유사한 브랜치(branch)는 PDCH2 및 PCCH에 제공될 수 있다. 각각의 최종 물리 채널은 블럭(11)에서 합해지고, 전송 전에 블럭(10)에서 스크램블된다.
그러나, 다양한 서비스 및 무선 베어러는 다른 QoS 요건을 가질 수 있다. 따라서, 이들 다른 QoS 요건이 전력 제어 프로세스 동안 요구되도록 각각의 무선 베어러(또는 적어도 각각의 PDCH)에 저속 전력 제어 루프를 제공하는 것이 요구되어진다.
본 발명은 원격 통신 시스템, 특히 확산 스펙트럼 시스템에서 전송된 신호의 전력 레벨을 제어하는 것에 관한 것이다.
도 1a는 예시적인 확산 스펙트럼 시스템용 전력 대 주파수의 그래프를 도시한 도면.
도 1b는 무선 베어러의 물리 채널로의 패키징을 도시한 도면.
도 2는 무선 통신 시스템에서 통신하는 기지국과 이동국을 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 기지국을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 이동국을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 저속 전력 제어 루프들 간의 상호 작용을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 전송 전력을 조정하는 예시적인 구현을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 3개의 물리 채널 상의 전력 제어를 그래픽으로 도시한 도면.
이전의 통신 시스템의 이러한 문제 및 다른 문제들은, 특정 사용자에게 할당된 PCCH 및 PDCH의 전송 전력이 동일한 고속 제어 루프에 의해 제어되어 이들 물리 채널 상의 전송 전력이 동일 방향에서 동시에 높아지거나 또는 낮아지게 되는, 본 발명에 의해 해결된다. 고속 제어 루프의 상부 상에서, PCCH 및 PDCH의 상대적 전송 전력은 품질 요건 및 각각의 무선 베어러의 측정된 수신 품질과 관련되는 저속 전력 제어 루프의 조합에 의해 조정된다. PCCH의 전송 전력은 기준으로서 작용하며, 반면에 PDCH의 전송 전력은 PCCH 전송 전력에 오프셋(dB로)으로 정의된다. PCCH SIR 뿐만아니라 이들 오프셋은 다른 저속 제어 루프의 조합에 의해 조절된다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 이동국은 무선 통신 시스템, 즉 기지국으로부터 에어 인터페이스를 거쳐 신호를 수신한다. 이들 신호는 고속 전력 제어 루프 전송 전력 명령, 및 기지국에서 수신된 신호 품질의 저속 전력 제어 루프 이벨류에이션(evaluation)과 연관된 전력 오프셋 명령을 포함한다. 이동국은 할당된 물리 채널 각각 상의 그 전송 전력을 조정하는데 이들 명령을 사용한다. 실제 데이타 채널은 오프셋 전력 명령을 사용하여 개별적으로 조절되며, 반면에 모든 채널은 고속 전력 제어 루프의 전송 전력 명령을 사용하여 조절된다. 동시에, 이동국은 연속적인 전송 전력 명령 및 전력 오프셋 명령을 업링크 상의 기지국에 제공하기 위하여 신호 대 간섭 비 및 수신된 신호의 품질을 평가한다. 기지국은 이들 전송 전력 명령 및 전력 오프셋 명령을 수신하며, 따라서 그 전송 전력을 조정한다.
다양한 예시적인 실시예는 본 발명에 따른 저속 전력 제어 루프를 구현하기 위해 설명된다. 예컨데, 동일한 물리 채널 상에 매핑된 무선 베어러는 그들의 품질 요건과 비교된 측정 품질을 가진다. 이들 비교가, 무선 베어러 중 하나가 개선된 품질을 요구함을 나타내는 경우, 전력이 특정 물리 채널에 더 요구되는 것을 나타내는 출력 신호가 그 결과가 된다.
PCCH는 여러 방법 중 하나로 업데이트된 SIR 타겟을 가질 수 있다. 예컨데, PCCH의 품질은 요구된 품질에 대해 측정 및 비교될 수 있다. 또한, SIR 타겟은 물리 데이타 채널 상의 다양한 무선 베어러의 가장 엄격한 요건에 따라 변화될 수 있다. 즉, 무선 베어러 중 어느 하나가 품질의 증가를 요구한다면, SIR 타겟은 또한 증가될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 무선 베어러의 측정된 품질과 비교한 단일 요구 품질을 사용하는 대신에, 2개의 임계값은 무선 베어러가 부가의 전송 전력을 요구하지 않는 품질 원도우를 제공하는데 사용될 수 있다. 이런 식으로, 특정 물리 채널과 연관된 무선 베어러 어느 것도 부가의 전송 전력을 요구하지 않는다면, 특정 물리 채널과 연관된 전력 오프셋 명령을 그 측정 간격에서 전송측에 전송할 필요가 없다. 이런 식으로, 오버헤드 시그널링은 감소될 수 있어 시스템에서 데이타 쓰루푸트를 증가시키게 된다.
상기 설명이 휴대용 또는 이동 무선 전화에 관련된 셀룰러 통신 시스템에 관련하여 이루어지지만, 당업자에게는 출원인의 발명은 다른 통신 어플리케이션에 적용할 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 본 발명이 CDMA 통신 시스템에서 사용될 수 있지만, 다른 형태의 통신 시스템에서 사용될 수도 있다.
도 2에 도시된 예시적인 셀(50)을 살펴보자. 여기서, 기지국(100)은 이동국 MS (110)과 연결을 현재 조작하고 있다. 물론, 당업자에게는 기지국(100)이 많은 이동국과의 동시 연결을 전형적으로 지지하는 것을 이해할 것이나, 단일 이동국과 네트워크 간의 상호 작용은 본 발명에 따른 전력 제어 기술을 설명하는데 충분하다. 이런 예시적인 실시예의 목적으로, 도 2에 도시된 시스템이 듀플렉싱된 다운링크(즉, 기지국 대 이동국 방향) 및 업링크(즉, 이동국 대 기지국 방향) 채널을 갖는 CDMA 기술을 사용하여 동작한다. 이 예에서, MS(110)는 3개의 양방향 화살표로 표시된 바와 같이, 3개의 업링크 및 3개의 다운링크 물리 채널(PCCH, PDCH1 및 PDCH2)을 할당한다. 물론, 당업자에게는 물리 채널이 본래 단방향이며, 이동국이 업링크에서 보다 다운링크에서, 예컨데 업링크 대역폭 보다 다운링크를 더 요구하는 인터넷 접속에서, 이동국에 할당되는 다른 많은 물리 채널을 가질 수 있음을 이해한다.
예시적인 CDMA 시스템에 관하여, 물리 채널은 그 코드(즉, 짧은, 긴 또는 이들의 조합), 주파수 및 대역폭에 의해 식별된다. 다운링크에서, 기지국(100)은 각각의 물리 채널과 연관된 임의의 전력 레벨을 사용하여 이동국 MS(110)에 전송한다. 업링크에서, 이동국 MS(11)은 각각의 물리 채널과 연관된 임의의 전력 레벨을 사용하여 기지국(100)과 통신한다. 도시되지는 않았지만, 기지국(100)은 공중 교환 전화 네트워크(PSTN)과 순서대로 연결되는 이동 스위칭 센타(MSC)를 통해 무선 네트워크 제어기(RNC)와 통신한다.
도 3에 도시된 바와 같이,기지국(100)은 예컨데 MS(110)로부터 신호를 수신하기 위한 수신 안테나를 포함한다. 수신 신호는 예컨데, 블록(11)에서 증폭되며, 복수의 수신 신호 처리 블럭(12, 12b, 12c....), 도시를 간략화하기 위해 도시된 것중 단지 3개, 각각에 의해 처리된다. CDMA 신호의 디코딩/복조와 연관된 특정 상세는 당업자에게는 공지이며, 따라서 이하 더이상 설명되지 않는다. 그러나, 수신기(12a, 12b 및 12c) 각각은 예컨데, PCCH, PDCH1 및 PDCH2에 대응하는 코드 워드와 연관된 상관기를 포함하여, 이들 물리 채널 상에서 MS(110)에 의해 전송된 데이타가 추출되고 라인 DATA OUT 1, DATA OUT2 및 DATA OUT 3 각각에 걸쳐 영역 프로세서(9)에 제공되게 된다. 다른 목적으로 추출된 데이타를 처리하는 것 이외에도, 영역 프로세서(9)는 이동 유닛의 고속 및 저속 전력 제어 루프 각각의 결과로서 MS(110)에 의해 전송된 전송 전력 제어 명령 및 전력 오프셋 명령을 수신한다. 본 발명에 따른 이들 전력 제어 루프의 동작은 도 5를 참고로 이하 설명된다. 따라서 정보는 영역 프로세서(9)로부터, 이하 설명될 전송기(16a, 16b 및 16c) 및 증폭기(17)의 전송 전력을 조정하기 위하여 전송 전력 명령 및 전력 오프셋 명령을 사용하는 전력 제어 유닛(14)을 통과한다.
영역 프로세서(9)는 기지국(100)에서 일어난 SIR(예컨데, 수학식 1에서 설명된)을 결정하며, 수신된 업링크 신호용 품질 측정(예컨데, BER 및/또는 (FER))을 결정하기 위하여 수신된 신호를 또한 분석한다. 이 정보는 PCCH를 거쳐 MS(110)로 전송된 적당한 전력 제어 및 전력 오프셋 명령을 결정하기 위하여 프로세서(9)에 의해 사용된다.
도 4에 다르면, 예시적인 이동국(110)은 안테나(20)로부터 신호를 필터링, 증폭 및 복조하는 종래의 방식에서 동작하는 수신기(22)를 구비한다. 유사한 전력 제어 기능은 상술한 기지국(100)으로서 MS(110)에 제공된다. 제1 디코더(24)는 기지국(100)으로부터 전송된(예컨데, PCCH에서 전송된) 의도된 신호를 선택적으로 수신하며 디코딩하는데 제공된다. 제1 디코더에서 복조된 데이타 신호는 순차 사용을 위해 출력 데이타 신호로서 발생된다. MS(110)로 할당된 다른 채널, 예컨데 PDCH1 및 PDCH2 상의 유사한 신호는 블럭(26 및 27) 각각에서 디코딩될 수 있다. 출력 데이타는 전송된 정보를 제구성하며 출력하기 위하여, 예컨데 무선으로 전송된 비디오 회의의 오디오 및 비디오 출력을 제공하기 위하여, 공지의 방식으로 프로세서(25)에 의해 사용된다. 동시에, 디코딩 프로세스 동안 얻어진 정보는 MS(110)에서 일어난 SIR을 결정하며 다른 품질 측정, 예컨데 BER 및 FER 계산을 수행하는데 사용될 수 있다. 예컨데, SIR 및 품질 측정 블럭(28)은 상술한 수학식 1에서와 같이 MS(110)의 SIR을 계산할 수 있다. BER 및/또는 FER 측정은 임의의 공지된 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 계산된 SIR 및 품질 정보는 SIR 및 품질 측정 유닛(28)에 의해 프로세서(25)에 공급된다. 프로세서(28)는 후술될 저속 전력 제어 루프에서 SIR 타겟 값 및 전력 오프셋 값을 조정하기 위하여 품질 측정을 사용한다. 프로세서(25)는 전력 제어 명령(즉, "업" 또는 "다운") 및 전력 오프셋 명령(후술됨)이 전력 제어 유닛(14)에서 기지국에 의해 사용되는 업링크 상에 보내진 메시지에 포함되도록 결정하기 위하여 이 정보를 또한 사용한다.
프로세서(25)는 기지국(100)에 의해 전송된 업링크 전력 제어 명령을 수신하며, 이들 명령을 전력 레벨 제어기(29)로 통과시킨다. 변조기(34)는 PCCH, PDCH1 및 PDCH2 상에 전송될 업링크 정보를 수신하며, 임의의 공지된 변조 기술(예컨데, QPSK)을 사용하여 정보를 변조하며, 변조된 데이타를 전송기(32)로 통과시킨다. 다른 물리 채널이 전송되는 전력 레벨은 전력 레벨 제어기(29)에 의해 제어되며, 기지국(100)으로부터 수신된 전력 오프셋 값에 의존하여 채널 간에 변한다.
하나 이상의 무선 베어러가 매핑될 수 있는 복수의 물리 채널 상에서 정보를 통신하며 다양한 신호 강도와 품질 측정을 행하기 위한 예시적인 기지국 및 이동국과, 본 발명에 따른 SIR 전력 타겟을 제어하며 전력 제어 및 전력 오프셋 명령을 발생시키기 위한 예시적인 기술이 도 5를 참고로 이하 설명된다. 업링크 또는 다운링크 전력 제어 둘다에 대해 후술된다. 여기서, MS(110)에 할당된 각각의 무선 베어러(RB)에 대해 측정된 품질(QN)은 비교기(150, 160, 180 및 190) 중 하나의 입력에 적용된다. 상술한 바와 같이, 품질은 BER, FER BER과 FER의 조합 또는 임의의 다른 품질 파라메타의 함수로서 측정될 수 있다. 측정된 품질은 무선 베어러에 할당된 QoS 요건(Qreq)와 비교된다. 측정된 품질이 요구된 품질 보다 못하다면, 비교기는 전송 전력 "업" 명령, 예컨데 이진수 1을 출력한다. 한편, 측정된 품질이 요구된 품질 보다 높다면, 비교기는 전송 전력 "다운" 명령, 예컨데 이진수 0을 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 단일 물리 채널에 매핑된 무선 베어러는 전력 제어를 결정할 목적으로 함께 그룹핑된다. 도 5의 예에서, RB1 및 RB2는 PDCH1으로 매핑되며, RB3 및 RB4는 PDCH2로 매핑된다. 동일한 물리 채널로 매핑되는 무선 베어러에 있어서, 각각의 전송 전력은 예컨데 채널 코딩을 변경함이 없이 쉽게 변경될 수 없다.
따라서, 공통 채널로 매핑된 무선 베어러에 대해, 임의의 측정 간격에서 가장 엄격한 전력 요건은 SIR 타겟값의 연관된 전력 오프셋을 조정하는데 채택된다. 에컨데, RB1 및 RB2와 연관된 브랜치에 관하여, 비교기(150 및 160)와 연관된 저속 전력 제어 루프 중 적어도 하나가, 전력 업 작용이 PDCH1에서 일어난다면, OR 게이트(190)는 이진수 1을 출력한다. 유사하게, RB3 및 RB4에 대해서는, 비교기(180 및 190) 중 어느 하나가, 부가의 전송 전력이 이들 무선 베어러 중 하나의 품질 요건을 만족할 필요가 있음을 나타낸다면, OR 게이트(210)는 전송 전력이 증가되는 것을 나타내는 이진수 1을 출력한다.
본 발명에 따른 예시적인 실시예에 따르면, SIR 타겟은 2가지 다른 방식으로 조정될 수 있다. 먼저, PCCH 상의 품질은 측정되고, PDCH에 제공된 것과 유사한 방식으로 비교기(170)에서 요구된 품질과 비교된다. 도한, SIR 타겟은 논리 OR 게이트(220)를 사용하여 다른 무선 베어러 중에 가장 엄격한 요건에 따라 적용될 수 있다. 스위치(230)는 SIR 타겟을 적용하기 위한 선택적인 가능성을 설명하기 위하여 도 5에 제공된다. 이들 2개의 기술 중 하나의 선택은 다양한 시스템 설계 기준, 예컨데 제어 채널 상에서 품질 측정을 수행하는 가능성에 의존한다.
동일한 물리 채널로 매핑된 무선 베어러의 상대적 전송 전력의 변경이 어렵다 할지라도, 다른 PDCH, 즉 RB1 및 RB3로 매핑될 무선 베어러의 상대적 전송 전력과, PCCH와 이들 PDCH의 전송 전력 간의 관계는 각각의 PDCH 전력 오프셋에 의해 도 5에 예시된 기술을 사용하여 쉽게 조정될 수 있다. 이는 PDCH가 상술한 품질 비교를 사용하여 관련된 PCCH에 대해 전송된 전력을 조정함으로써 수행된다. 이들 오프셋은 시간에 대해 변한다. 예컨데, PDCH1용 전력 전송 오프셋에서의 변화는 차이 블럭(240)에서 계산된 바와 같은, OR 게이트(200)의 출력과 스위치(230) 상에서 수행된 SIR 타겟에서의 변화 사이에 차이와 동일하다. 유사하게, PDCH2용 전력 전송 오프셋에서의 변화는 OR 게이트(210)의 출력과 스위치(230)를 경유해서 수행된 신호 사이의 차이로서 블럭(250)에서 계산된다. PDCH 및 PCCH와 연관된 특정 전력 단계 x 및 y는 각각 고정된 수의 dB 또는 몇몇 방식, 예컨데 측정된 품질이 QoS 요건과 얼마나 다른지에 의존하여 적용될 수 있다.
도 5에 예시된 모든 논리는 수신 유닛에 할당될 수 있다. 그러나, PDCH용 전력 전송 오프셋에서의 변화, 즉 차이 블럭(240 및 250)에서의 오프셋 출력은 전술한 전력 오프셋 명령을 경유해서 전송 유닛에 전송된다. 따라서, 본 발명에 따른 기술은 기지국 또는 이동국과 연관된 SIR 타겟을 조정하기 위하여 2개의 다른 저속 전력 제어 루프, 및 다른 물리 데이타 채널과 각각 연관된 복수의 저속 전력 제어 루프를 제공한다.
각각의 물리 데이타 채널에 대해 결정된 전력 오프셋은 다른 전력 레벨에서 채널 상의 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 이들 전력 오프셋을 구현하기 위한 예시적인 기술은 도 6에 도시된다. 여기서, PDCH1, PDCH2 및 PCCH 각각은 블럭(600, 610 및 620) 각각에서 그들의 유일한 확산 코드에 의해 확산된다. 다른 물리 채널(블럭(630))과 합해지고 스크램블(블록(640))되기 전에, PDCH1은 가변 이득 증폭기(640)에 의해 조정(증폭)된다. 증폭기(640)의 이득 α1은 전력 오프셋 명령에 따라서 전력 제어 유닛(650)(예컨데, 기지국(100)의 전력 제어 유닛(14) 또는 MS(110)의 전력 레벨 제어기(29))에 의해 제어된다. PDCH2의 전송 전력은 증폭기(650)를 사용하는 유사한 방식으로 PCCH와는 다르게 오프셋된다. 고속 전력 제어(즉, 업 및 다운 명령)은 전력 제어 명령에 따라서 증폭기(670)에서 구현된다.
도 7은 상술한 3개의 연관된 물리 채널 상에서의 전력 제어의 그래픽 표현을 제공한다. 이 도면에서, 고속 루프 전력 제어는 저속 전력 제어 루프 업데이트가 일어날때까지(도 7에서 SIRth업데이트로 도시된 바와 같이) 3개의 물리 제어 채널 각각에 대한 전송 전력을 증가 및 감소시키는 동일한 주기적인 단계를 제공한다. 도 7에 도시된 예에서, 이 특정 저속 루프 업데이트는 PDCH에 비해 PDCH1관 연관된 전송 전력에서 음의 변화를 초래하며, PCCH에 비해 PDCH2에 대한 전송 전력에서 증가한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기술은 한 사용자에게 할당된 다른 무선 베어러 상에서 각각의 저속 전력 제어를 적용가능하게 하며, 사용자당 단일 고속 전력 제어 루프 및 전송 방향(업 및 다운 링크)만을 가진다. 모든 PDCH가 동일한 연관된 PCCH와 공유하게 하며 공통 고속 전력 제어 루프를 채택하게 함으로써, 전송 전력 제어 명령과 연관된 전체적인 시스널링은 최소화된다.
일반적인 셀룰러 시스템에서, 특히 셀룰러 CDMA 시스템에서, 각각의 사용자에 대한 전송 전력은 다른 사용자에 대한 간섭을 최소화하기 위하여 필요 이상으로 크지 않는 것이 중요하다. 다른 타입의 서비스, 예컨데 음성, 비디오 및 전자우편은 QoS 요건 및 코딩 방안에서 큰 차이를 가진다. 따라서, 한 사용자에게 할당된 다른 무선 베어러가 개별적으로 전력 제어될 수 있는 것이 바람직하다. 그렇치 않으면, 전송 전력은 다른 베어러 중에서 가장 엄격한 품질 요건에 따라 조정되야만 하며, 다른 베어러에 대한 불필요한 높은 전송 전력을 초래한다. 베어러가 다른 PDCH에 대한 QoS 요건이 다르게 매핑함으로써, 대응하는 저속 전력 제어 루프가 고속 전력 제어 루프, 및 여기서 제안된 모든 PDCH 및 PCCH의 상대적 전송 전력용 SIR 타겟을 조정하게 하며, 전체 전송 전력 및 다른 사용자에 대한 간섭은 낮아질 수 있다. 시스템으로 확산되는 보다 낮은 간섭은 시스템의 수용능력을 암시적으로 증가시킨다.
도 5의 예시적인 실시예는 업 또는 다운 전력 제어 명령이 특정 무선 베어러 또는 PCCH에 대해 요구되는지 여부를 결정하기 위하여 단일 임계값(QoS)을 갖는 측정된 품질 비교를 설명한다. 그러나, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 2개의 임계값은 에어 인터페이스를 통해 전력 오프셋 명령을 전송하는데 연관된 시그널링을 감소시키는데 사용될 수 있다. 예컨데, 제1 및 제2 임계값은 다음과 같이, 도 5에서 RB1에 대해 요구된 품질 주위의 "윈도우(window)"를 생성하는데 사용될 수 있다:
Thresh1〈 QREQ1〈 Thresh2
측정된 품질이 2개의 임계값에 의해 구축된 윈도우 내에 있다면, 어떠한 전력 조정도 이런 특정 무선 베어러에 요구된다. 측정된 품질이 Thresh2을 초과한다면, 전력 다운 명령이 발생되며, 측정된 품질이 Thresh1이하로 떨어진다면, 전력 업 명령이 발생된다. 따라서, 이 실시예에서 도 5의 논리는 3가지 상태, 즉 업, 다운 및 무 변화를 포함한다. 다시, 가장 엄격한 무선 베어러 요건은 전력 오프셋에서의 변화를 제어한다. 그러나, 물리 채널로 매핑된 각각의 무선 베어러에 대한 측정된 품질이 이들 각각의 품질 윈도우 내에 있는 경우, 그리고 PCCH에 대한 전송 전력이 또한 변화될 필요가 없다면, 오프셋은 동일하게 남아있을 수 있으며, 어떠한 전력 오프셋 명령은 수신 유닛으로부터 전송 유닛으로 전송될 필요가 없다.
더욱이, 본 발명의 예시적인 실시예가, 전력 오프셋 명령이 관련된 PDCH에 대해 발생될 수 있는 것에 관한 기준 채널로서 사용될 수 있는 PCCH를 사용자가 할당하는 상황을 설명한다 할지라도, 본 기술의 당업자는 몇몇 시스템이 이런 방식으로 PCCH를 활용하지 않을 수도 있음을 이해할 것이다. PCCH가 한 사용자에게 할당되지 않으면, 임의의 다른 채널, 예컨데 PDCH 중 하나는 기준 채널로서 사용될 수 있다.
출원인의 발명이 특정 실시예에 제한되지 않으며, 변경이 당업자에게서 이루어질 수 있음을 이해해야한다. 출원인 발명의 범위는 후술될 청구범위에 의해 결정되며, 그 범위 내에 있는 모든 변경을 포함한다.

Claims (17)

  1. 무선 통신 시스템에서 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템에서 복수의 물리 채널을 사용자에게 할당하는 단계;
    기준 채널로서 작용하는 상기 복수의 물리 채널 중 하나의 특성을 측정하는 단계;
    상기 측정된 특성을 기초로 한 상기 기준 채널과 연관된 전송 전력을 제어하는 단계; 및
    개별 전력 제어 루프를 이용하여 상기 기준 채널 전송 전력에 대한 상기 기준 채널이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 단계
    를 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기준 채널은 제어 정보를 실은 물리 제어 채널(PCCH)인 전송 전력 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 측정 단계는 상기 기준 채널의 신호 대 간섭 비(SIR)를 측정하는 단계를 더 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전송 전력 제어 단계는 상기 측정된 SIR과 타겟 SIR 값의 비교를 기초로 하여 상기 기준 채널과 연관된 전송 전력을 제어하는 단계를 더 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기준 채널 상의 품질 측정에 따라 상기 타겟 SIR 값을 조정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 타겟 SIR 값은 상기 측정된 품질이 제1 임계값 이상일 경우 감소하며, 상기 타겟 SIR 값은 상기 측정된 품질이 제2 임계값 이하인 경우 증가하는 전송 전력 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 타겟 SIR 값은 상기 품질 측정이 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값 사이에 있는 경우 변하지 않고 유지되는 전송 전력 제어 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 사용자에게 할당된 무선 베어러 상의 품질 측정에 따라 상기 타겟 SIR 값을 조정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 타겟 SIR 값은 상기 무선 베어러 중 적어도 하나에서의 상기 측정된 품질이 상기 무선 베어러의 상기 적어도 하나와 연관된 제1 임계값 이하인 경우 증가하며, 상기 타겟 SIR 값은 모든 무선 베어러에서의 상기 측정된 품질이 각각의 특정 무선 베어러에 대해 특정된 제2 임계값 이상인 경우 감소하는 전송 전력 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기준 채널 이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 상기 단계는,
    상기 복수의 물리 채널 중 하나 또는 그 이상으로 매핑된 각각의 무선 베어러와 연관된 품질을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 품질을 기초로 한 상기 기준 채널의 전송 전력에 대한 상기 기준 채널 이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 단계
    를 더 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 기준 채널 이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 상기 단계는,
    상기 복수의 물리 채널 중 하나 또는 그 이상으로 매핑된 각각의 무선 베어러와 연관된 품질을 측정하는 단계; 및
    상기 타겟 SIR 값의 각각의 업데이트에서, 상기 기준 채널 이외의 각각의 물리 채널의 전송 전력과 상기 기준 채널의 전송 전력 간의 차이 변화를 결정함으로써, 상기 측정된 품질을 기초로 한 상기 기준 채널의 전송 전력에 대한 상기 기준 채널 이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 단계
    를 더 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 차이 변화를 결정하는 상기 단계는, 상기 차이를 x dB와 ydB 간의 차이와 동일하게 설정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 x는 특정 물리 채널로 매핑된 적어도 하나의 무선 베어러에서의 측정된 품질이 상기 특정된 무선 베어러와 연관된 제1 임계값 이하인 경우 양수이며,
    상기 x는 상기 특정 물리 채널로 매핑된 모든 상기 무선 베어러에서의 측정된 품질이 각각의 특정 무선 베어러와 연관된 각각의 제2 임계값 이상인 경우 음수이며,
    상기 y는 상기 타겟 SIR 값에서의 dB 변화인 전송 전력 제어 방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 기준 채널 이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 상기 단계는,
    상기 복수의 물리 채널 중 하나 또는 그 이상으로 매핑된 각각의 무선 베어러와 연관된 품질을 측정하는 단계; 및
    상기 타겟 SIR 값의 각각의 업데이트에서, 상기 기준 채널 이외의 각각의 물리 채널의 전송 전력과 상기 기준 채널의 전송 전력 간의 차이 변화를 결정함으로써, 상기 측정된 품질을 기초로 한 상기 기준 채널의 전송 전력에 대한 상기 기준 채널 이외의 상기 복수의 물리 채널 각각의 전송 전력을 조정하는 단계
    를 더 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 차이 변화를 결정하는 상기 단계는, 상기 차이를 x dB와 ydB 간의 차이와 동일하게 설정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 x는 특정 물리 채널로 매핑된 적어도 하나의 무선 베어러에서의 측정된 품질이 상기 특정된 무선 베어러와 연관된 제1 임계값 이하인 경우 양수이며,
    상기 x는 상기 특정 물리 채널로 매핑된 모든 상기 무선 베어러에서의 측정된 품질이 각각의 특정 무선 베어러와 연관된 각각의 제2 임계값 이상인 경우 음수이며,
    상기 y는 상기 타겟 SIR 값에서의 dB 변화인 전송 전력 제어 방법.
  13. 통신국에 있어서,
    전송 전력 제어 명령 및 적어도 하나의 전력 오프셋 명령을 수신하기 위한 수신 유닛;
    물리 제어 채널 및 적어고 하나의 물리 데이타 채널 상에 데이타를 전송하기 위한 전송기; 및
    상기 전력 제어 명령을 사용하여 상기 물리 제어 채널과 상기 적어도 하나의 물리 데이타 채널 양자에 공통인 전송 전력을 조정하며, 상기 적어도 하나의 전력 오프셋 명령을 사용하여 상기 물리 제어 채널과 상기 적어도 하나의 물리 데이타 채널 간의 상대적 전송 전력을 조정하기 위한 전력 제어 유닛
    을 포함하는 통신국.
  14. 제13항에 있어서, 상기 통신국이 기지국인 통신국.
  15. 제13항에 있어서, 상기 통신국이 이동국인 통신국.
  16. 제13항에 있어서, 상기 전송기는, 상기 물리 제어 채널과 연관된 데이타를 확산하기 위한 제1 확산 유닛;
    상기 적어도 하나의 물리 데이타 채널과 연관된 데이타를 확산하기 위한 제2 확산 유닛;
    상기 상대적 전송 전력을 조정하기 위한 상기 제2 확산 유닛과 접속된 가변 이득 증폭기; 및
    상기 제1 확산 유닛의 출력과 상기 가변 이득 증폭기의 출력을 조합하기 위한 가산 디바이스
    를 더 포함하는 통신국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 조합된 출력을 스크램블링하기 위한 스크램블링 유닛; 및
    상기 물리 제어 채널 및 상기 적어도 하나의 물리 데이타 채널에 공통인 상기 전송 전력을 조정하기 위한 제2 가변 이득 증폭기
    를 더 포함하는 통신국.
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