KR20010044935A - 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법 - Google Patents

순방향 공통 채널의 전력 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것으로, 특히 기지국에서 다수의 단말기로 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 데이터를 전송할 경우 특정 단말기에 대한 폐쇄 루프 전력 제어의 초기값을 결정하는 데 적당하도록 한 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 특정 단말기에서 전송하는 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력 차이값에 따라 기지국에서 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 초기 전력을 결정하는 방법과 특정 단말기에서 전송하는 전력 제어 비트(PCB)에 따라 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 초기 전력을 결정하는 방법을 제안한다.

Description

순방향 공통 채널의 전력 제어 방법{Method for power control of Forward Common Channel}
본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것으로, 특히 기지국에서 다수의 단말기로 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 데이터를 전송할 경우 특정 단말기에 대한 폐쇄 루프 전력 제어(Close-Loop Power Control)의 초기값을 결정하는 데 적당하도록 한 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광대역 코드 분할 다중 접속(W-CDMA) 방식을 사용하는 차세대 이동 통신에서는 기지국에서 순방향 링크(Forward link)를 통해 전송되는 채널들이 서로 심볼(Symbol) 동기가 맞추어져 있으므로 직교 코드(Orthogonal Code)를 사용하여 데이터를 전송한다.
이때, 단말기 및 데이터 전송 속도가 증가함에 따라 다수의 단말기를 구분하기 위한 직교 코드는 부족하게 된다. 이를 위해 차세대 이동 통신에서는 제한된 직교 코드를 효율적으로 운영하기 위해서 다수의 단말기들에게 동일한 하나의 직교 코드로 이루어진 순방향 공통 채널(Forward Common Channel)을 할당하고, 할당된 순방향 공통 채널을 통해 각 단말기로 전송되는 데이터를 시간적으로 구분하여 전송한다.
도 1은 종래 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)은 다수의 단말기들이 함께 공유할 수 있는 채널로서 기지국에서는 동일한 하나의 직교 코드를 각 단말기들에게 할당하여 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 구성한다.
그리고, 기지국에서는 다수의 단말기들을 시분할하여 각각 구분하고, 시분할된 각 단말기의 전송 시점에 따라 지연에 민감하지 않은 데이터를 프레임 단위로 각 단말기에게 전송한다.
도 2는 도 1에 보인 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)과 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 다수의 단말기들이 공유하는 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)은 순방향 링크의 채널 상태와 신호대 간섭비(SIR)의 추정을 위하여 각 슬롯(Slot) 마다 파일럿 심벌을 전송하며, 또한 역방향 링크를 통해 각 단말기로부터 전송되는 전력 제어 비트(Power Control Bit, PCB)에 의해서 각 슬롯 단위로 전송 전력이 조절되는 고속 폐쇄 루프 전력 제어(Fast close loop power control)가 수행된다.
따라서, 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)은 자신에 대한 제어 정보 전송 및 역방향 링크 전력 제어를 수행하는 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)과 함께 병렬로 전송된다. 이때, 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)은 각 단말기들에 대한 역방향 전력 제어 비트(PCB) 및 FCDCH 할당 메시지와 같은 제어 정보를 셀 내에 위치한 모든 단말기들에게 방송(Broadcasting)한다. 이러한 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)은 고속 폐쇄 루프 전력 제어되지 않고 일정한 전력으로 전송된다.
한편, 차세대 이동 통신에서 전용 역방향 링크 채널의 I 단으로는 데이터를 전송하는 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)이 구성되고, Q 단으로는 파일럿 심벌, 전력 제어 비트(PCB) 및 레이어 1의 제어 정보를 전송하는 전용 물리 제어 채널(DPCCH)이 구성된다.
이때, 단말기들은 기지국으로 전송할 데이터가 없을 경우에는 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)을 전송하지 않는다. 하지만 단말기들은 기지국으로 전송할 데이터가 없을 경우에도 역방향 동기 유지와 순방향 전력 제어를 위해 전용 물리 제어 채널(DPCCH)을 통해 파일럿 심볼과 전력 제어 비트를 계속 전송한다.
그러나, 이와 같이 종래 기지국이 순방향 공통 채널을 통해 다수의 이동 단말기들로 데이터를 전송할 경우 기지국과 특정 단말기간에는 지속적인 폐쇄 루프 전력 제어가 수행되지 않아 사용자 용량이 저하되고 시스템 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 기지국이 순방향 공통 데이터 채널을 통해 3 프레임의 시간 동기에 맞추어 특정 단말기로 데이터를 전송한다고 가정하면, 1 번째 프레임의 전송 이후 2 번째 및 3 번째 프레임의 전송시에는 1 번째 프레임에 해당하는 특정 단말기의 전력 제어를 수행하지 않으므로 4번째 프레임에서 다시 특정 단말기로 데이터의 전송을 시작할 경우 기지국에서 해당 특정 단말기에 대한 재전송 초기 전력값을 알 수 없어 전력 제어를 수행할 수 없다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 순방향 공통 데이터 채널이 설정된 특정 단말기에 대하여 폐쇄 루프 전력 제어에 따라 데이터 재전송시 사용할 초기 전력값을 산출하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법은 다수의 단말기와 기지국간에 순방향 공통 채널이 설정된 통신 시스템에 있어서, 특정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 제 1 수신 전력을 측정하는 단계와, 상기 기지국이 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 측정하는 단계와, 상기 특정 단말기가 기지국으로부터 채널 할당 메시지를 수신하는 단계와, 상기 채널 할당 메시지를 수신함에 따라 상기 특정 단말기가 상기 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 제 2 수신 전력을 측정하는 단계와, 상기 특정 단말기가 상기 측정된 제 1 수신 전력과 제 2 수신 전력의 차이값을 산출하고, 상기 산출된 차이값을 상기 기지국으로 전송하는 단계와, 상기 기지국이 상기 전송된 차이값과 상기 측정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 이용하여 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 초기 전력을 결정하는 단계로 이루어진다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법은 다수의 단말기와 기지국간에 순방향 공통 채널이 설정된 통신 시스템에 있어서, 특정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 제 1 수신 전력을 측정하여 전력 제어 임계값으로 설정하는 단계와, 상기 기지국이 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 측정하는 단계와, 상기 특정 단말기가 소정 간격으로 상기 순방향 공통 제어 채널(FCDCCH)의 제 2 수신 전력을 측정하고, 상기 측정된 제 2 수신 전력과 상기 설정된 전력 제어 임계값과의 차이에 따라 상기 기지국으로 전력 제어 비트(PCB)를 전송하는 단계와, 상기 기지국이 상기 특정 단말기로부터 전송되는 전력 제어 비트를 누적하여 저장하는 단계와, 상기 특정 단말기에서 채널 할당 메시지의 수신여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 상기 채널 할당 메시지가 수신될 경우, 상기 기지국이 상기 누적된 전력 제어 비트 수와 상기 측정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 이용하여 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 초기 전력을 결정하는 단계로 이루어진다.
도 1은 종래 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1에 보인 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)과 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에서는 기지국과 다수의 단말기간에 순방향 공통 채널을 통해 데이터를 전송할 경우 특정 단말기에 대한 폐쇄 루프 전력 제어의 초기 전력값을 제공하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 제안한다.
이를 위해 본 발명에서는 두 가지의 순방향 공통 채널에 대한 전력 제어 방법을 제안하고 각 방법에 따른 실시예를 설명한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 설명하는 단말기와 기지국간에는 서로 순방향 공통 채널(Foward Common Channel)을 통해 데이터를 전송하고 있다고 가정한다.
제 1 실시예
제 1 실시예에서는 특정 단말기가 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)과 병렬로 함께 전송되는 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력을 모니터링한 후 기지국으로 그 차이값을 전송함으로써 기지국이 폐쇄 루프 전력 제어의 초기 전력값을 결정하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 우선, 특정 단말기는 기지국과 설정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)과 함께 병렬로 전송되는 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)을 모니터링하여 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 자신에게 전송되는 데이터 프레임의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력을 측정하여 저장한다(S300). 여기서 수신 전력을 FCDCCH_END_POWER 로 정의한다.
이때, 기지국은 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 특정 단말기로 전송되는 데이터 프레임의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 측정하여 저장한다(S301). 여기서 전송 전력을 FCDCH_END_POWER 로 정의한다.
이어, 특정 단말기는 자신에게 전송되는 데이터 프레임이 없는 동안에도 지속적으로 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력을 모니터링 한다(S302).
이러한 상황에서 특정 단말기는 기지국으로부터 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)을 통해 FCDCH 할당 메시지를 수신하면(S303), 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 자신에게 전송되는 데이터 프레임이 시작되기 전에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 재전송 수신 전력을 측정한다.
여기서 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 재전송 수신 전력을 FCDCCH_RESTART_POWER 로 정의하면, 특정 단말기는 상기 단계(S300)에서 구한 FCDCCH_END_POWER와 FCDCCH_RESTART_POWER 간의 차이값 △를 산출한다(S304).
이어, 특정 단말기는 상기 단계(S304)에서 산출한 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력과 재전송 수신 전력간의 차이값 △를 메시지로서 기지국으로 전송한다(S305).
그러면, 기지국에서는 특정 단말기로부터 보고된 전력 차이값 △을 이용하여 다음 식에 따라 특정 단말기에 대한 폐쇄 루프 전력 제어의 초기 전력을 결정한다(S306).
초기 전력 = △ + FCDCD_END_POWER
여기서, 식 1에 나타낸 FCDCH_END_POWER는 상기 단계(S301)에서 기지국이 측정한 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력값이다.
이와 같이 제 1 실시예에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법에 따르면 기지국에서는 특정 단말기로부터 전송된 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력 변화량을 이용하여 특정 단말기에 대한 데이터의 재전송 초기 전력값을 결정한다.
제 2 실시예
제 2 실시예에서는 특정 단말기와 폐쇄 루프 전력 제어를 실시하고자 하는 기지국에서 특정 단말기로부터 전송되는 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 전력 제어 비트(PCB)를 누적하여 폐쇄 루프 전력 제어의 초기 전력값을 결정하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 우선, 특정 단말기는 기지국과 설정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)과 함께 병렬로 전송되는 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)을 모니터링하여 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 자신에게 전송되는 데이터 프레임의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력을 측정하여 저장한다(S400). 여기서 수신 전력을 FCDCCH_END_POWER 로 정의한다.
이때, 기지국은 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 특정 단말기로 전송되는 데이터 프레임의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 측정하여 저장한다(S401). 여기서 전송 전력을 FCDCH_END_POWER 로 정의한다.
이어, 특정 단말기는 상기 단계(S400)에서 저장한 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력인 FCDCCH_END_POWER를 전력 제어 임계값으로 설정한다(S402).
그리고, 특정 단말기는 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 자신에게 전송되는 데이터 프레임이 없는 동안 전력 제어 비트(PCB)의 각 전송 주기마다 지속적으로 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력을 측정하여 그에 따른 전력 제어 비트(PCB)를 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)을 통해 기지국으로 전송한다(S403). 이는 상기 단계(S402)에서 설정된 전력 제어 임계값을 기준으로 하여 전력 제어 비트(PCB)의 전송 주기마다 측정한 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력과 설정된 전력 제어 임계값간의 차이에 따라 전력 제어 비트(PCB)를 발생하여 기지국으로 전송하는 것이다.
여기서 특정 단말기가 전송하는 전력 제어 비트(PCB)의 전송 주기는 1개의 슬롯 단위로서 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 1 개의 프레임 주기내에서 임의의 값을 가질 수 있다. 이는 특정 단말기가 데이터 프레임의 재전송 전에 임의의 슬롯 간격으로 전력 제어 비트(PCB)를 전송할 수 있음을 의미한다.
그러면, 기지국은 특정 단말기로부터 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)을 통해 전송되는 전력 제어 비트(PCB)를 누적하여 저장한다(S404).
이때, 특정 단말기는 기지국으로부터 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)를 통해 FCDCH 할당 메시지가 전송될 때까지 상기 과정(S403 ∼ S404)을 반복하여 전력 제어 비트를 지속적으로 기지국으로 전송한다(S405).
이어, 기지국은 다른 단말기들로 i 번째 데이터 프레임을 전송한 이후 다시 특정 단말기에 대한 데이터 프레임의 전송할 경우 특정 단말기에 대한 폐쇄 루프 전력 제어를 위해서 특정 단말기들로부터 전송된 전력 제어 비트의 누적치를 이용하여 다음 식 2에 따라 데이터의 재전송 초기 전력값을 결정한다(S406).
여기서, 식 2에 나타낸 α는 전력 제어 비트의 전력 스텝 사이즈(Power step size)이며, i는 특정 단말기들로 데이터 프레임이 재전송 되기까지 전력 제어 비트(PCB)의 누적 개수이다. 그리고, FCDCH_END_POWER는 상기 단계(S401)에서 기지국이 측정한 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력값이다.
이와 같이 제 2 실시예에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법에 따르면 기지국에서는 특정 단말기로부터 전송된 전력 제어 비트(PCB)의 변화량에 따라 특정 단말기에 대한 데이터의 재전송 초기 전력값을 결정한다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법은 기지국과 다수의 단말기간에 순방향 공통 채널을 통해 데이터를 전송할 경우 기지국과 특정 단말기간의 데이터 재전송시 사용될 초기 전력을 제공함으로써 기지국에서는 특정 단말기에 대한 폐쇄루프 전력 제어를 실시할 수 있어 사용자 용량이 늘어나고 시스템 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 다수의 단말기와 기지국간에 순방향 공통 채널이 설정된 통신 시스템에 있어서,
    특정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 제 1 수신 전력을 측정하는 단계와,
    상기 기지국이 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 측정하는 단계와,
    상기 특정 단말기가 기지국으로부터 채널 할당 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 채널 할당 메시지를 수신함에 따라 상기 특정 단말기가 상기 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 제 2 수신 전력을 측정하는 단계와,
    상기 특정 단말기가 상기 측정된 제 1 수신 전력과 제 2 수신 전력의 차이값을 산출하고, 상기 산출된 차이값을 상기 기지국으로 전송하는 단계와,
    상기 기지국이 상기 전송된 차이값과 상기 측정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 이용하여 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 초기 전력을 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 수신 전력의 측정 단계에서,
    상기 특정 단말기가 상기 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)을 통해 데이터가 전송되기 전에 상기 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 수신 전력을 측정하는 것을 특징으로 하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 초기 전력의 결정 단계에서,
    상기 초기 전력은 상기 특정 단말기로부터 전송된 차이값과 상기 측정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 더한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법.
  4. 다수의 단말기와 기지국간에 순방향 공통 채널이 설정된 통신 시스템에 있어서,
    특정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)의 제 1 수신 전력을 측정하여 전력 제어 임계값으로 설정하는 단계와,
    상기 기지국이 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 종료 시점에 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 측정하는 단계와,
    상기 특정 단말기가 소정 간격으로 상기 순방향 공통 제어 채널(FCDCCH)의 제 2 수신 전력을 측정하고, 상기 측정된 제 2 수신 전력과 상기 설정된 전력 제어 임계값과의 차이에 따라 상기 기지국으로 전력 제어 비트(PCB)를 전송하는 단계와,
    상기 기지국이 상기 특정 단말기로부터 전송되는 전력 제어 비트를 누적하여 저장하는 단계와,
    상기 특정 단말기에서 채널 할당 메시지의 수신여부를 판단하는 단계와,
    상기 판단 결과에 따라 상기 채널 할당 메시지가 수신될 경우, 상기 기지국이 상기 누적된 전력 제어 비트 수와 상기 측정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 이용하여 상기 특정 단말기로 전송되는 데이터의 초기 전력을 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 전력 제어 비트(PCB)의 전송 단계에서,
    상기 전력 제어 비트(PCB)는 상기 순방향 공통 데이터 제어 채널(FCDCCH)을 구성하는 각 단말기의 프레임 주기내에 임의의 간격으로 전송되는 것을 특징으로 하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 초기 전력의 결정 단계에서,
    상기 초기 전력은 상기 기지국에 누적된 전력 제어 비트 수와 상기 측정된 순방향 공통 데이터 채널(FCDCH)의 전송 전력을 더한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 순방향 공통 채널의 전력 제어 방법.
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