KR20010072653A - 통신 시스템 용량 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨
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Abstract

기지국으로부터 다수의 이동국들로 다수의 이동국들에 대응하는 다수의 순방향 링크들(123)을 제공하는 통신 시스템의 순방향 링크 통신 용량은 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나와 관련된 이득 세팅(102)을 수신하고, 이득 세팅을 이득 임계치(123)와 비교하고, 비교를 근거로 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나의 제1 인코딩 비율을 제2 인코딩 비율로 조정함으로써 제어된다. 이득 오프셋(310)은 이득 임계치(123)를 동조하여서 통신 시스템의 최종 상태에 따라 이득 임계치(123)를 갱신한다. 이득 오프셋(310)은 통신 시스템으로의 입력 호출의 블로킹을 결정하기 위해 더 사용된다.

Description

통신 시스템 용량 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING COMMUNICATION SYSTEM CAPACITY}
코드 분할 다중 액세스(CDMA) 통신 시스템과 같은 통신 시스템에서, 이동국 및 기지국은 순방향 및 역방향 통신 링크들을 통해 투웨이 통신 링크를 설립한다. 순방향 통신 링크는 기지국으로부터 시작되고, 역방향 통신 링크는 이동국으로부터 시작된다. 기지국은 일반적으로 다수의 이동국들과 동시에 통신한다. 따라서, CDMA 통신 시스템에서, 이동국의 수신을 목적으로 한 순방향 링크 신호들은 채널 인코딩, 인터리빙 및 각각의 순방향 링크 신호의 전력 레벨 조정 후에 결합된다. 상기 시스템의 일례는 TIA/EIA/IS-95-B(Telecommunications Industry Association/Electronic Industry Association Standard 95-B)의 "듀얼 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템을 위한 이동국-기지국 호환 가능 표준(Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems)"에 기술되어 있다. 표준의 복사본을 획득하기 위해 2001 Pennsylvania Ave. NW Washington DC 20006에 있는 EIA/TIA와 접촉할 수 있다. 전력 이득 또는 전압 이득 세팅을 통해, 결합된 신호의 각각의 순방향 링크 신호의 전력 레벨이 조정된다.
프로토콜 표준에 따라, 결합 신호 및 각각의 순방향 링크 신호는 각각 부가적으로 스펙트럼 확산을 위해 인코딩될 수 있다. 상기 인코딩은 통상 고정 인코딩 비율을 갖고 표준에 따라 세팅된다. 그러나, 통상 채널의 음성 인코딩 비율에 종속되는 채널 인코딩 비율은 다수의 선정된 인코딩 비율들 중에서 선택될 수 있는데, 이제부터 채널 인코딩 비율을 인코딩 비율이라고 한다. 결합 순방향 링크 신호는 기지국의 안테나로부터 송신되기 전에 선형 전력 증폭기를 통해 증폭된다. 순방향 링크 통신에서 결합될 수 있는 순방향 링크 신호들의 수는 통신 시스템의 순방향 링크 통신 용량을 규정한다.
순방향 링크 통신 용량은 순방향 링크 커버 영역 한계 또는 순방향 링크 간섭 한계 또는 둘 다에 의해 제한된다. 순방향 링크 커버 영역 한계는 지리적인 커버 영역의 한계이고, 증폭된 결합 신호의 최대 전력 레벨의 함수이다. 결합 신호의 최대 전력 레벨은 통신 시스템에서 사용되는 시그널링 매체(예를 들면 주파수 스펙트럼)를 위해 관리 기관에 의해 통치되는 최대 허용 가능 유효 방사 전력(ERP; effective radiated power)에 의해 설정된다. 순방향 링크 커버 영역 한계로 인해 야기되는 순방향 링크 통신 용량의 한계를 줄이기 위해, 다수의 셀들 또는 섹터들에 의해 서비스되는 광역(wide area)에 걸쳐, 각각의 셀 또는 섹터와 관련된 선형 전력 증폭기의 최대 허용 가능 증폭 전력이 섹터 또는 셀의 ERP가 위배되지 않도록 선정된 레벨로 고정되고, 상기와 같이, 지리적인 커버 영역이 적합하게 제공된다.또한, 통신 시스템의 전체적으로 균형화된 커버 영역을 유지하기 위해, 모든 셀들 또는 섹터들의 최대 허용 가능 송신 전력 레벨이 코히어런트 조정된다.
그러나, 순방향 링크 간섭 한계는 통신 시스템의 인접 또는 근처 섹터들 및 셀들로부터 송신된 다른 순방향 링크 신호들에 의해 야기된 간섭으로 인한 것이기 때문에, 순방향 링크 간섭 한계는 단지 선형 전력 증폭기의 증폭 용량을 조정함으로써 개선될 수는 없다. 이동국을 서브하는 섹터 및 다른 섹터들 및 셀들로부터 송신된 순방향 링크 신호들의 다중 경로 효과는 간섭의 다른 원인들이다. 순방향 링크 간섭 한계는 간섭 한계가 영향을 주는 커버 영역 내의 특정 "핫(hot)" 영역들의 이동국을 위해 순방향 링크 신호들이 보다 높은 전력 레벨들로 송신되게 한다. 일반적으로, 주변 영역 보다는 핫 영역에서 이동국 사용자들의 집중이 더 높다. 그 결과, 핫 영역의 순방향 링크 신호들의 간섭 영향은 주변 영역에서 보다 더 두드러진다. 순방향 링크 신호의 전력 레벨을 증가시키기 위해, 순방향 링크 신호의 전압 이득 또는 전력 이득은 평균 레벨보다 높게 조정된다.
핫 영역을 목적으로 한 순방향 링크 신호들이 보다 높은 이득을 필요로 할 때, 선형 전력 증폭기는 보다 적은 잔류 선형 증폭 전력 용량을 갖는다. 그 결과, 순방향 링크 통신에서 결합될 수 있는 모든 순방향 링크 신호들의 수가 감소될 수 있다. 선형 전력 증폭기를 통한 증폭을 위해 결합되는 순방향 링크 신호들의 이득들의 결합 효과는 전력 증폭기의 로딩 레벨을 설정한다. 선형 전력 증폭기의 로딩은 최대 허용가능 증폭 전력을 초과하지 않아야만 한다. 또한, 증폭된 신호는 시그널링 매체를 위해 적합한 관리 기관에 의해 설정된 최대 ERP 레벨을 초과하지 않아야만 한다. 로딩 레벨은 결합 신호의 적합한 선형 증폭을 야기하는 레벨로 유지되어야만 한다. 결합되는 순방향 링크 신호들의 수가 순방향 링크 통신 용량을 규정하기 때문에, 순방향 링크 간섭 한계는 통신 시스템 순방향 링크 통신 용량을 감소시킨다.
또한, 결합 신호가 최대 전력 레벨에 도달할 때, 전력 증폭기 동작의 직선성을 유지하기 위해, 임의의 순방향 링크의 이득의 임의의 증가는 다른 순방향 링크 신호들이 최종적인 저조한 프레임 에러 비율(resulting poor frame error rate)로 인해 무의식적으로 강하되게 할 수 있다. 호출들이 무의식적으로 강하될 때, 통신 시스템의 신뢰성 및 효율성은 매우 손상된다.
각각의 섹터 또는 셀의 선형 전력 증폭기의 최대 허용 가능 증폭 전력의 임의의 조정은 상기 조정이 광역에 영향을 주기 때문에 핫 커버 영역의 순방향 링크 간섭 한계를 극복할 수 없다; 상기 조정은 또한 새로운 핫 커버 영역을 발생시킬 수 있다. 또한, 모든 섹터들 또는 셀들 보다 적은 섹터들 또는 셀들의 선형 전력 증폭기의 최대 허용 가능 증폭 전력의 임의의 조정은 균형화된 커버 영영을 뒤엎을 수 있다.
따라서, 순방향 링크 통신 용량을 최대화하고, 호출의 무의식적인 강하를 방지하기 위해, 순방향 링크 간섭 한계에 응답해서 순방향 링크 통신 용량을 제어할 필요가 있다.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 통신 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 다수의 실시예들의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다수의 실시예들에 따른 적응 인코딩 비율 및 이득 조정 제어기의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다수의 실시예들에 따른 이득 임계 오프셋 생성기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다수의 실시예들에 따른 다수의 이득 임계 오프셋으로부터 이득 임계 오프셋을 선택하는 블록도이다.
도 5는 이득 임계 오프셋을 근거로 입력 호출을 블로킹하기 위한 본 발명의 다수의 실시예들의 블록도이다.
기지국으로부터 다수의 이동국들로 다수의 이동국에 대응하는 다수의 순방향 링크들을 제공하는 통신 시스템에서, 통신 시스템 순방향 링크 통신 용량을 제어하기 위한 방법은 다수의 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나와 관련된 이득 정보를 수신하는 단계, 이득 정보를 이득 임계치와 비교하는 단계, 및, 비교 결과를 근거로, 다수의 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나의 인코딩 비율을 조정하는 단계를 포함한다. 인코딩 비율 조정은 통신 시스템의 순방향 링크 통신 용량을 효율적으로 제어하게 하고, 그 결과 순방향 링크 통신 용량은 최대화될 수 있다.
순방향 링크 통신 용량을 최대화하기 위해 하나 이상의 인코딩 비율들을 조정함으로써 순방향 링크 통신 용량을 제어하는 것은 이하의 도면들과 수학식들을 참조하여 설명된다. 먼저, 수신기에서 수신된 신호의 프레임 에러 비율(FER; frame error rate)은 비트당 에너지(Eb)를 신호의 총 잡음 및 간섭 전력 스펙트럼밀도(No)로 나눈 함수이다. TIA/EIA/IS-95B(Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association Interim Standard 95)의 셀룰러 시스템 원격 장치-기지국 호환 가능 표준(Cellular System Remote unit-Base Station Compatibility Standard)에 따라 동작하는 CDMA 통신 시스템의 순방향 링크 신호에 있어서, 1% 프레임 에러 비율(FER)을 포함하는 다수의 프레임 에러 비율들의 Eb/No는 TIA/EIA/IS-98-A(Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association Interim Standard 98A)의 "듀얼 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 이동국들을 위해 추천된 최소 성능 표준들(Recommended Minimum Performance Standards for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Stations"의 다양한 채널 상태들 및 이동국 위치 기하학에 대해 제공된다. 1%의 프레임 에러 비율(FER)을 획득하기 위해 서빙 기지국으로부터 송신되고 이동국에서 수신된 신호의 Eb/No는 가능한 모든 채널 상태들 및 이동국 속도들에 있어서 0 내지 26 dB의 범위에 있다. 일반적으로 1%의 프레임 에러 비율은 이동국에서 입력 가능 오디오 품질을 생성한다.
서빙 섹터 또는 셀로부터 송신된 순방향 링크 신호의 칩 에너지(Ec), 간섭을 야기하고 이동국(Ioc)에서 측정된 다른 셀들 및 섹터들로부터 송신된 신호들의 전력 스펙트럼 밀도, 서빙 섹터(Ior)의 안테나 커넥터에서 측정되고 이동국 수신 안테나(^Ior)에서 측정된 서빙 섹터로부터 송신된 결합 순방향 링크 신호의 총 전력 스펙트럼 밀도, 및 순방향 링크의 CDMA 확산 대역폭(W)과 관련된 Eb/No는 칩 레이트(Rc)를 결정하고, 순방향 링크에 의해 전달된 채널 정보의 인코딩 비율(R)은 다음과 같이 정의된다:
다음의 수학식은 순방향 링크들의 전압 이득 및 전력 레벨과, Ec와 Ior과 관련되어 결합 순방향 링크 신호에 결합된 다른 신호들을 나타낸다.
상술된 수학식들에서, Gx는 전압 이득들이고, Gx 2은 전력 이득들이고, PX는 "1"로부터 "n"까지의 순방향 링크들의 "i"번째 순방향 링크에 해당하는 "fli"와 같이, 아래 첨자(x)로 식별된 순방향 링크의 전력 레벨들이다. 여기서, "n"은 유한 수이다. rk는 소정의 프레임 간격에 대한 인코딩 비율 스케일 팩터를 나타내는데, 일반적으로 현 인코딩 비율 대 최대 인코딩 비율의 비의 제곱근에 비례한다. 파일럿, 페이지 및 동기화(sync) 채널들과 같은 오버헤드 채널들에 대한 이득들, 전력 증폭기에 인가된 전체 이득(Gtotal), 및 최종 총 전력(Ptotal)이 또한 식별된다. 결합 신호를 증폭하는 전력 증폭기의 직선 영역에서 증폭 동작이 발생하는 한 상기관계들은 일반적으로 참이다.
순방향 링크 신호의 이득 세팅(Gfl)이 증가될 때, 수신기에서 수신된 신호의 Eb/No 비율도 증가하여서, 그 결과, 신호의 프레임 에러 비율이 개선된다. 일반적으로, 이동국은 수신된 순방향 링크 신호의 프레임 에러 비율을 모니터하고, 저조한 프레임 에러 비율이 검출될 때, CDMA 시스템 프로토콜을 통해 이동국은 기지국으로부터 순방향 링크의 이득 세팅을 증가시키도록 요구한다. 순방향 링크 신호들이 핫 커버 영역에서의 이동국에 의한 수신을 목적으로 할 때, 각각의 이동국은 핫 영역에서 발생되는 간섭(Ioc)의 영향을 극복하기 위해 관련 순방향 링크 신호에 대한 이득 세팅을 평균 이득 세팅(Gfl) 보다 높게 하도록 요구한다. 기본적으로, 이동국은 수신될 신호의 Eb/No가 간섭 신호들(Ioc)의 레벨의 증가로 인해 강하되거나 Ior과 ^Ior의 차로 표시되는 기지국과 이동국 간의 경로 손실(dB)에서 변화가 발생할 때 보다 높은 이득 세팅(Gfl)을 요구함으로써 적합한 프레임 에러 비율을 유지하려고 노력한다.
커버 영역의 일부가 이미 간섭 한계이면, 다른 섹터들 또는 셀들도 이득 세팅 증가로 인해 야기되는 추가 간섭에 비례하는 양으로 전력 레벨들을 증가시키기 때문에 간섭 신호들의 영향을 극복하기 위해 이득 세팅을 증가시키는 것은 효과적이지 못하게 된다. 순방향 링크 신호의 이득 세팅의 증가는 다른 순방향 링크 신호들이 선형 전력 증폭기의 잔류 선형 증폭 용량의 감소를 부추기는 보다 높은 전력 레벨로 송신될 것을 요구함으로써 시스템의 순방향 링크 간섭을 또한 증가시킨다. 그 결과, Eb/No 비율의 네트워크 증가는 이득 세팅을 증가시킴으로써 달성될 수 없다.
본 발명의 다수의 실시예들에 따라, 순방향 링크 인코딩 비율(R)을 조정함으로써, 이동국에서 수신된 순방향 링크 신호의 Eb/No가 수신 이동국에서 적합한 프레임 에러 비율을 제공하는 레벨로 유지된다. 동시에, 간섭을 극복하기 위해 적합하게 결정된 이득 세팅(Gfl)은 새로운 인코딩 비율과 이전 인코딩 비율의 비의 제곱근에 비례하는 팩터(r)에 의해 스케일된다. 일반적으로, 최대 인코딩 비율이 이전 인코딩 비율 대신 기준으로서 사용된다. Eb/No가 신호 전력(Pfl)에 비례하고, Eb/No가 상술된 수학식들에 도시된 바와 같이 인코딩 비율(R)에 반비례하기 때문에, 보다 낮은 인코딩 비율로 송신하는 것은 순방향 링크의 이득 세팅을 강하하게 한다. 그 결과, 보다 적은 간섭이 생성되고 전력 증폭기의 선형 증폭 용량이 보다 넓게 보유된다. 상기와 같이, 보다 많은 순방향 링크 신호들이 ERP 레벨을 벗어나지 않고 증폭 및 다음 송신을 위해 결합될 수 있다. 따라서, 순방향 링크 통신 용량이 최대화된다.
이동국이 저조한 프레임 에러 비율을 검출할 때, 이동국은 관련 순방향 링크 신호에 대해 보다 높은 이득 세팅을 요구한다. 본 발명에 따라, 이득 세팅은 인코딩 비율(R)의 임의의 변화를 발생시킬지의 여부를 결정하기 위해 이득 임계치와 정기적으로 또는 계속해서 비교된다. 정기적인 비교는 표준들에 따른 각각의 CDMA 프레임의 기간인 20mSec마다 이루어질 수 있다. 이득 임계치는 결합 신호가 불필요하게 전력 증폭기를 로딩하지 않도록 통신 시스템 성능 및 상태들에 대한 다수의 실시예들을 근거로 선택된다. 이득 정보가 이득 임계치를 만족하면, 프레임 에러 비율의 강하가 인코딩 비율을 조정함으로써 응답된다. 또한, 순방향 링크 신호의 전력 레벨은 새로운 인코딩 비율과 이전 인코딩 비율의 비와 비례하여 조정된다.
본 발명의 다수의 실시예들에 따라, 인코딩 비율은 이득 정보가 전력 이득 임계치보다 높을 때 감소된다. 그러나, 인코딩 비율은 다수의 선정된 인코딩 비율들 중에서 선택될 수 있다. CDMA 통신 시스템의 경우에, 다른 인코딩 비율들 외에 적어도 4개의 인코딩 비율들이 가능할 수 있다. 즉, 인코딩 비율들은 1, 1/2, 1/4, 및 1/8 비율들이다. 예를 들어, 전력 이득 정보가 이득 임계치보다 높고 인코딩 비율이 1이면, 인코딩 비율은 1/2로 감소된다. 1/2 비율의 음성 품질은 1 비율 인코딩이 발생할 수 있는 음성 품질보다 낮지만, 품질의 감소는 몇몇 보코더들(예를 들면, TIA로부터 유용한 CDG-27 및 광대역 확산 스펙트럼 통신 시스템을 위한 PN3972 고비율 음성 서비스 옵션(PN3972 High Speech Service Option for Wideband Spread Spectrum Communication System)에 기술된 13kbps QCELP 보코더의 1/2 비율 모드)에 의해 수용될 수 있고, 다수의 고 간섭의 경우에 품질의 감소는 눈에 띄지 않는다. 또한, 인코딩 비율은 선정된 인코딩 비율이 아닌 인코딩 비율로 조정될 수 있다. 본 발명의 다른 장점은 저조한 프레임 에러 비율로 인한 순방향 링크의 프레임 제거 주파수가 감소된다는 점이다. 상기와 같이, 통신 호출의 신뢰성은 향상된다.
본 발명의 최상의 양호한 실시예에서, 조정된 인코딩 비율을 갖는 순방향 통신 링크는 이득 임계치와 비교된 이득 정보를 갖는 순방향 통신 링크와 동일하다. 다수의 순방향 통신 링크들은 캐리어 주파수를 통한 것일 수 있고, 통신 시스템은 CDMA 통신 시스템일 수 있다.
도 1을 참조하면, 블록도(100)는 본 발명의 다수의 실시예들을 도시한 것이다. 일반적으로 인코더 부를 포함하는 보코더(101)는 음성 데이터와 같은 순방향 통신 링크 채널 정보(120)를 수신한다. 보코더(101)는 인코딩된 신호(121)를 생성하기 위해 인코딩 비율 어댑터(125)에 따라 채널 정보(120)를 인코딩한다. 이득 조정기(124)에 따른 이득 조정(102)은 신호(121)의 전력 레벨 또는 전압 레벨을 조정하여 순방향 링크 신호(131)를 생성한다. 이론상 및 실제로, "이득"이라는 용어는 교환적으로 전력 이득 또는 전압 이득을 나타내는데 사용될 수 있다. 인코딩 비율 어댑터(125)와 이득 조정기(124)는 본 발명의 다수의 실시예들에 따라 적응 인코딩 비율 및 조정 제어기(AERGAC; 105)로 생성된다. 이득 임계치(123), 인코딩 비율 선택기(190) 및 순방향 링크 이득 정보(129)는 AERGAC(105)에 입력된다. 이득 정보(129) 및 이득 임계치(123)는 신호의 전압 또는 전력 레벨에 관련될 수 있다. 따라서, AERGAC(105)는 이득 정보(129)를 이득 임계치(123)와 비교해서 인코딩 비율 어댑터(125)를 생성한다. 인코딩 비율 어댑터(125)는 인코딩 비율을 결정하는데 사용되기 위해 보코더(101)에 결합된다. 상기 사용은 인코딩 비율을 결정하기 위해 보코더(101)의 임계치 또는 임계치 세트를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 인코딩 비율 어댑터(125)가 인코딩 비율의 조정이 필요하다고 나타내면, 보코더(101)는 새로운 인코딩 비율에 따라 채널 정보(120)를 인코딩하여서 신호(121)를생성하거나 인코딩 비율 조정 가능성을 증가시킨다. 인코딩 비율 어댑터(125)가 인코딩 비율을 감소시킬 필요가 있다고 나타내면, 보코더(101)는 반대로 인코딩 비율을 증가시키기 위해 인코딩 비율을 감소시킨다. 새로운 인코딩 비율은 인코딩 비율 선택기(190)에 의해 AERGAC(105)에 전달된다. AERGAC(105)는 이득 정보(129)를 스케일하여서 새로운 인코딩 비율과 이전 인코딩 비율의 비에 따라 이득 선택기(124) 레벨을 생성한다.
순방향 링크 신호(131)는 결합기(140)에서 순방향 링크 신호들(132)로 함께 도시된 다른 순방향 링크 신호들과 결합된다. 일반적으로, CDMA 통신 시스템에서, 순방향 링크 신호들(132)의 각각의 순방향 링크 신호는 인코딩되었고 전압 또는 전력 이득은 순방향 링크 신호(131)에 대해 기술되고 도시된 바와 유사하게 조정된다. 페이지, 파일럿 또는 동기화 신호들과 같은 다른 신호들은 순방향 링크 신호들(132)과 결합되어서 결합 신호(160)를 생성한다. 페이지, 파일럿 또는 동기화 신호들은 통신 시스템 프로토콜들에 따라 송신되고 통신 시스템의 적합한 동작을 위해 필요하다. 통신 시스템의 각각의 셀 또는 섹터는 관련 페이지, 파일럿 또는 동기화 신호 세트를 가질 수 있다. 결합 신호(160)는 안테나(180)로부터 송신되기 전에 선형 전력 증폭기(170)에서 증폭된다.
도 1에 도시된 순방향 링크 전력 제어기(104)는 채널 정보(120)와 관련된 이득 정보(129)를 출력한다. 전력 제어기(104)는 순방향 링크 신호(131)를 수신하도록 의도된 이동국에 의한 요청을 포함하는 다수의 시스템 성능들에 대해 획득된 정보를 근거로 이득 정보(129)를 결정한다. 본 발명에 따라, 제어기(104)는 전력 이득 조정기(124) 및 인코딩 비율 어댑터(125)를 결정하기 위해 AERGAC(105)에게 이득 정보(129)를 입력한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다수의 실시예들에 따른 AERGAC(105)의 블록도가 도시되어 있다. 이득 정보(129)는 순방향 링크 전력 제어기(104)에 의해 생성되고, 인코딩된 신호(121)의 이득 세팅을 나타낸다. 적합한 프레임 에러 비율을 갖는 순방향 링크 신호(131)를 의도된 이동국에서 수신하는데 이득 세팅이 필요하다고 결정된다. 이득 정보(129)는 결정 블록(201)에서 이득 임계치(123)와 비교된다. 이득 정보(129)가 이득 임계치(123) 보다 크면, 적응 비율 결정 알고리즘(ARDA) 데이터 비트가 논리 하이(1)로 설정된다. 결정 블록(201)의 조건이 만족되지 않으면, 즉, 이득 정보(129)가 이득 임계치(123) 보다 작으면, ARDA 데이터 비트는 논리 로우(0)로 설정된다. 블록(205)은 블록들(202, 203)로부터의 ARDA 데이터 비트의 상태를 수신하고, 인코딩 비율 어댑터(125)를 출력한다. 인코딩 비율 어댑터(125)에 의해 표시된 상태를 근거로, 보코더(101)는 인코딩 비율 선택기(190)에 의해 인코딩 비율을 선택하고 상기 정보를 출력한다. ARDA가 "1"로 설정될 때, 인코딩 비율 어댑터(125)는 보코더(101)에서 선택된 인코딩 비율이 아닌 보다 낮은 인코딩 비율을 선택하기 위한 것이다. 보코더(101)에서의 인코딩 비율의 선택은 ARDA가 "0"으로 설정된 경우 ARDA 데이터 비트의 영향을 받지 않는다.
이득 정보(129)는 스케일링 팩터(240)의 스케일링 팩터에 따라 스케일러(230)에서 스케일된다. 팩터는 인코딩 비율 선택기(190)에 의해 선택된 인코딩 비율에 따라 선택된다. 보다 낮은 인코딩 비율이 인코딩 비율 선택기(190)에 의해 선택되었을 때 이득 정보(129)는 스케일러(230)에서 스케일되어서 이득 조정기(124)를 생성한다. 인코딩 비율 선택기(190)가 인코딩 비율을 1로부터 1/2로 변경시키고 있으면, 스케일러(230)에서 사용된 스케일링 팩터는 (242)에 도시된과 동일하다. 인코딩 비율이 1로부터 전혀 변경되지 않은 경우, 스케일러(230)의 스케일링 팩터는 스케일링 팩터 블록(240)의 (241)에 도시된 1과 동일하다. 상기 구현은 본 발명이 현존 시스템의 확장 리엔지니어링을 요구하지 않고 현존 통신 시스템 순방향 링크 전력 제어 체계로 병합되게 한다.
이득 임계치(123)는 몇몇 분석 방법들에 의해 결정될 수 있다. 한가지 방법은 순방향 링크 신호들(132)의 다수의 순방향 통신 링크들과 관련된 다수의 이득 세팅들의 통계 분석이다. 통계 분석을 근거로 결합되는 다수의 이득 세팅들은 계산되어 선형 전력 증폭기(170)의 최대 로딩 레벨 또는 순방향 링크 통신 용량 보다 적은 로딩 레벨을 야기한다. 로딩 레벨은 본 발명의 양호한 실시예에서 최대 로딩 레벨의 90% 보다 작다. 또한, 통신 시스템은 산업 협회(industry association)에 의해 추천될 수 있는 다수의 채널 상태들 및 이동국 위치 기하학들에 대한 몇몇 이득 임계치들을 가질 수 있다. 예를 들어, 이동국이 투웨이 핸드오프(hand-off)의 2개의 셀들 또는 섹터들 간에 위치할 때, 이득 임계치는 투웨이 핸드오프와 관련된 채널 상태들 및 이동국 위치 기하학의 변화를 밝히기 위해 선정된 값만큼 조정될 수 있다. 유사하게, 이득 임계치는 쓰리웨이(three way) 핸드오프 상황에서도 선정된 값만큼 조정될 수 있다. 핸드오프는 이동국이 2개 이상의 섹터들과 동시에 통신하는 상태를 나타냄을 주지하자.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 시간 및 동작 상태에 대한 통신 시스템의 변화들을 밝히기 위해, 이득 임계 오프셋(310)이 이득 임계치(123)를 갱신한다. 고정 및 공칭 이득 임계치(301)는 초기에 선택되는데, 이는 통신 시스템 추정 로딩의 통계 분석을 근거로 할 수 있다. 이득 오프셋(310)은 공칭 이득 임계치(301)를 계속해서 또는 정기적으로 동조하여서 이득 임계치(123)를 생성한다. 이득 오프셋(310)은 또한 값이 갱신되기 전에 시간에 대한 데이터 포인트들을 취하여 누적함으로써 조정된다.
이득 임계 오프셋(310)을 결정하기 위해, 선정된 레벨보다 큰 프레임 에러 비율을 갖는 순방향 통신 링크들의 수가 다수의 순방향 통신 링크들의 수에 대해 추리되어서, 비율(320)을 생성한다. 양호한 실시예에서, 선정된 프레임 에러 비율은 3½% 프레임 에러 비율과 명목상 동일하다. 또한, 비율(320)은 유한 저역 주파수 응답을 갖는 필터(321)에 의해 필터된다. 상기 필터링 프로세스는 선정된 레벨 보다 적은 프레임 에러 비율을 갖는 순방향 통신 링크들의 수의 즉각적인 변화들을 필터링하게 한다. 그 결과, 비율(320)의 즉각적인 변화들이 필터되어서 순방향 링크 통신 용량의 평활 제어를 야기한다. 필터(321)의 출력(322)은 에러 오프셋 값(324)을 생성하도록 선정된 값(323)만큼 조정될 수 있다. 예를 들어, 선정된 값(323)은 다수의 채널 상태들 및 위치 기하학들을 밝히기 위해 선택된다. 에러 오프셋(324)은 유한된 수의 클록 사이클 동안 블록(390)에서 샘플링되고, 샘플링 결과(391)는 적분기(399)에서 적분되어 이득 임계 오프셋(310)을 생성한다. 예를 들어, 에러 오프셋(324)이 0.05 보다 작으면, 샘플링 결과(391)는 적분값이 증가되고(integrated up), 역으로, 에러 오프셋(324)이 0.10 보다 많으면, 샘플링 결과(391)는 적분값이 감소되어서(integrated down) 이득 임계 오프셋(310)을 생성한다. 이득 임계 오프셋(310)은 튜너(350)에서 공칭 이득 임계치(301)를 동조하여서 이득 임계치(123)를 생성한다. 시간에 따른 비율(320)을 결정하기 위한 샘플링 주파수 및 다른 데이터 집합을 근거로, 이득 임계 오프셋(310)은 전형적인 CDMA 시스템에서는 3분마다 한번씩 적합하게 공칭 이득 임계치(301)를 동조한다. 상기와 같이, 이득 임계치(123)는 3분 마다 적어도 한번씩 갱신되어서 통신 시스템 상태의 임의의 변화를 밝힌다.
대부분의 통신 시스템은 셀들의 네트워크를 통해 통신 커버 영역을 제공한다. 여기서 각각의 셀은 다수의 섹터들을 가질 수 있다. 각각의 섹터는 다수의 독립적인 상호 작용 구성 소자들 및 유일한 동작 주파수 대역을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 섹터는 상기 섹터로부터 시작된 모든 순방향 통신 링크들에 대해 유일한 주파수 채널로 동작하도록 할당될 수 있다. 본 발명의 최대의 효과를 위해, 본 발명은 셀의 섹터들 마다 모두 병합되어야만 한다. 상기와 같이, 각각의 섹터는 상기 섹터로부터 시작된 순방향 통신 링크들의 비율(320)을 근거로 이득 임계 오프셋(310)을 독립적으로 결정한다.
도 4를 참조하면, 통신 시스템이 다수의 통신 섹터들로부터의 순방향 통신 링크들을 제공하는 경우에, 이득 임계 오프셋(310)은 선택기(410)에서 다수의 섹터들에 대응하는 다수의 이득 임계 오프셋들(405) 중에서 선택된다. 선택기(410)의 선택은 다수의 이득 임계 오프셋들(405)의 최대 이득 임계 오프셋 및 최소 이득 임계 오프셋을 포함하는 다양한 팩터들을 근거로 할 수 있다. 선택된 이득 임계 오프셋은 모든 섹터들에게 전달된다. 상기와 같이, 모든 섹터는 동일한 이득 임계 오프셋(310)을 가진다.
다수의 전력 이득 임계 오프셋들(405)의 각각의 이득 임계 오프셋은 다수의 통신 섹터들 중 하나와 공통으로 관련된 순방향 통신 링크들을 근거로 결정된다. 대안 또는 결합에서, 선정된 값 보다 큰 프레임 에러 비율을 갖는 순방향 통신 링크들의 수와 비율을 계산하기 위해 선택된 순방향 통신 링크들의 수는 공통 인코딩 비율을 갖고 있다. 또한, 대안 또는 결합에서, 선정된 값 보다 큰 프레임 에러 비율을 갖는 순방향 통신 링크들의 수와 비율을 계산하기 위해 선택된 순방향 통신 링크들의 수는 공통 캐리어 주파수를 갖고 있다.
순방향 링크 음성 품질의 용인할 수 없는 강하를 방지하기 위해, 인코딩 비율을 조정하기 위한 조건이 만족되었더라도 인코딩 비율의 조정을 방지할 필요가 있을 수 있다. 따라서, 순방향 링크가 선정된 인코딩 비율과 같거나 그 이하의 인코딩 비율을 가질 때, 순방향 통신 링크의 인코딩 비율의 재조정은 방지된다. 예를 들어, 1/4의 인코딩 비율을 갖는 순방향 링크의 인코딩 비율은 인코딩 비율 감소 조건이 만족되었더라도 1/8로 감소되지 않는다. 또한, 순방향 링크 음성 품질의 용인될 수 없는 강하는 조정된 인코딩 비율이 존속될 존속 기간을 직접 결정하는 이득 임계 오프셋(310)의 최소 레벨을 제한함으로써 방지된다. 이득 임계 오프셋(310)이 최소 레벨에 도달했을 때, 몇몇 다른 로드 확장 또는 쉐딩(shedding) 기능을 실행할 필요가 있다. 새로운 입력 호출들을 블로킹하는 것은 로드 쉐딩의 일례이다. 일반적으로, 새로운 입력 호출은 새로운 호출 시작 및 종료와 관련되지만, 또한 핸드오프들을 지원하기 위해 설정된 새로운 링크들을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 이득 임계 오프셋(310) 또는 이득 임계 오프셋(310)을 계산하기 위해 기술된 방법과 상당히 유사한 방법을 근거로 계산된 하나의 이득 임계 오프셋이 블로킹 임계 오프셋(520)을 계산하는데 사용될 수 있다. 블로킹 임계 오프셋(520)은 새로운 입력 호출의 설정을 블로킹할 것인지의 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 블로킹 임계 오프셋(520)을 근거로 입력 호출을 블로킹하기 위한 블록도가 도 5에 도시되어 있다. 파일럿 신호의 Ec/Ior이 각각의 섹터에서 계산되거나 측정된다. 수학식 2가 파일럿 Ec/Ior을 계산하는 방법을 나타내고 있음을 주지하자. 여기서, Gfli는 계산기에서 Gpilot으로 대체된다. Ec/Ior(파일럿; 510)의 비율은 합산기(530)에서 블로킹 임계 오프셋(520)과 합산되어서, 블로킹 인디케이터(540)를 생성한다. 블로킹 인디케이터(540)는 블록(560)에서 평가되어 임의의 입력 호출이 블로킹되어야 하는지를 결정한다.
일반적으로, 비율(510)은 시스템 로딩 레벨의 인디케이터이고, 임의의 입력 호출을 블로킹할지를 결정하기 위해 참조될 수 있다. 시스템 로딩 레벨이 높을 때, 입력 호출을 블로킹할 가능성도 높다. 그러나, 블로킹 임계 오프셋(520)과 합산될 때, 선정되었을 수 있는 비율(510)은 특정 상태에서 정확한 블로킹 인디케이터(540)를 생성하지 않을 수 있다. 그 결과, 이득 오프셋(310; 범위(-0.1, 0.1)로 일반적으로 제한됨)이 임의의 입력 호출을 블로킹할 지의 여부를 결정할 때 통합되는 경우, 이득 오프셋(310)이 시스템 로딩 레벨 및 다른 상태들에 대한 갱신된 정보를 갖기 때문에 호출을 블로킹하는 보다 효율적인 방법이 야기된다. 이득 오프셋(310)은 합산기(570)에서 블로킹 에러(590)와 합산되어서 보다 정확한 블로킹 임계 오프셋(520)을 생성한다. 블로킹 에러(590)는 경험적으로 결정되었거나 필드 데이터를 근거로 결정되었거나 또는 둘다의 결합으로 결정되었을 수 있다. 그 결과, 블로킹 기능은 갱신된 시스템 정보를 근거로 보다 정확하게 실행된다.
블록 인디케이터(540)를 근거로 한 블록(560)은 입력 호출을 블로킹할 것인지의 여부를 결정한다. 블록 인디케이터(540)가 제1 선정 임계치보다 작으면, 블록(560)은 모든 입력 호출을 블로킹한다. 블로킹은 입력 호출을 서브하도록 시도하고 있는 섹터로만 제한될 수 있다. 블록 인디케이터(540)가 제2 선정 임계치보다 작으면, 블록(560)은 입력 호출을 서브하도록 시도하고 있는 섹터 및 핸드오프 또는 다른 경우에 의해 새로운 입력 호출들을 취할 가능성이 제일 높은 섹터들이라고 결정된 섹터들에 대한 모든 입력 호출들을 블로킹한다. 서빙 섹터 외의 섹터들은 서빙 섹터의 인접 리스트에 식별된 섹터들이다. 서빙 섹터 외의 섹터들은 인접 리스트 중에서 선택될 수 있다. 상기 선택은 인접 리스트에서 보다 높은 우선 순위를 갖는 다수의 섹터들로 제한될 수 있다. 각각의 섹터는 표준 프로토콜에 기술된 바와 같이 인접 리스트를 갖도록 요구된다. 리스트와 리스트의 섹터들의 우선 순위는 주변 섹터들로부터 송신된 파일럿 신호들의 Ec/Io의 측정치를 일반적으로 포함하는 공지된 방법 또는 독점 방법(propriety method)에 의해 생성될 수 있다. 인접 리스트 및 리스트의 섹터들의 우선 순위를 생성하는 하나 이상의 방법이 최근 공개된 명세서, IS-95B에 기술되어 있다. 입력 호출의 블로킹은 서비스를 취소하거나 다른 통신 시스템으로의 입력 호출을 리디렉션하거나 수신 통신 시스템의 캐리어 주파수를 리디렉션하는 형태일 수 있다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙련된 자들은 상세한 설명으로터의 다양한 변화들이 본 발명의 범위 및 원리 내에서 실행될 수 있음을 알 것이다. 이하의 청구 항들의 모든 수단들 또는 단계 및 기능 소자들의 대응 구조, 정보, 실행 및 동등물은 특별히 청구된 다른 청구 소자들과 결합된 기능들을 실행하기 위한 임의의 구조, 정보, 또는 실행을 포함하도록 의도된 것이다.

Claims (10)

  1. 기지국으로부터 다수의 이동국들로 상기 다수의 이동국에 대응하는 다수의 순방향 통신 링크들을 제공하는 통신 시스템에서, 상기 통신 시스템의 순방향 링크 통신 용량을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 다수의 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나와 관련된 이득 세팅을 수신하는 단계;
    상기 이득 세팅을 이득 임계치와 비교하는 단계; 및
    상기 비교 단계를 근거로 상기 다수의 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나의 제1 인코딩 비율을 제2 인코딩 비율로 조정함으로써, 상기 통신 시스템의 순방향 링크 통신 용량을 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 인코딩 비율이 선정된 인코딩 비율 보다 작을 때 상기 조정 단계를 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비교 단계에서 상기 이득 세팅이 상기 이득 임계치 보다 높을 때 상기 제2 인코딩 비율이 상기 제1 인코딩 비율 보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 인코딩 비율과 상기 제1 인코딩 비율의 비에 비례하는 팩터에 의해 상기 이득 세팅을 스케일링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 인코딩 비율과 상기 통신 시스템에서 가능한 최대 인코딩 비율의 비에 비례하는 팩터에 의해 상기 이득 세팅을 스케일링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 조정 단계에서 상기 다수의 순방향 통신 링크들의 상기 적어도 하나가 상기 수신 단계에서 수신된 상기 이득 세팅과 관련된 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이득 임계치가 상기 통신 시스템에서 대응하는 다수의 선정된 상태들과 관련된 다수의 이득 임계치들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 다수의 선정된 상태들이 2 웨이 내지 6 웨이 핸드오프 상태들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 이득 임계치가 상기 통신 순방향 링크 통신 용량의 최대 로딩 레벨 보다 적은 로딩 레벨을 야기하는 다수의 추정된 순방향 통신 링크들과 관련된 다수의 이득 세팅들의 통계 분석을 근거로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 기지국으로부터 다수의 이동국들로 상기 다수의 이동국에 대응하는 다수의 순방향 통신 링크들을 제공하는 통신 시스템에서, 상기 통신 시스템의 순방향 링크 통신 용량을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    상기 다수의 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나와 관련된 이득 세팅을 수신하기 위한 수단;
    상기 이득 세팅을 이득 임계치와 비교하고, 상기 이득 세팅이 상기 이득 임계치 보다 높거나 낮음을 나타내는 상태를 갖는 데이터 비트를 출력하기 위한 수단; 및
    상기 데이터 비트의 상태를 근거로 상기 다수의 순방향 통신 링크들 중 적어도 하나의 인코딩 비율을 조정하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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