KR20010074345A - 다중반송파를 사용하는 이동통신 시스템에서 전력 제어를위한 신호대간섭비 측정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중 반송파를 사용하는 이동통신 시스템에서 순방향 전력 제어에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
다중 반송파를 사용하는 이동통신 시스템에서 각각의 반송파에 대한 SIR을 측정하여 전력제어를 수행할 수 있도록 한다.
다. 발명의 해결방법의 요지
본 발명의 요지는 다중 반송파를 사용하는 이동통신 시스템에서 순방향 전력제어를 위한 장치에 있어서, 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역환산하여 수신신호의 간섭전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 간섭전력을 합산하여 출력하는 간섭전력 측정부와, 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역확산하여 수신신호의 신호전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 신호 전력을 합산하여 출력하는 신호전력 측정부와, 상기 간섭전력 측정부 및 신호전력 측정부의 출력 신호에 따라 신호대간섭비를 계산하고 기준 신호대간섭비와의 비교에 의해 기지국으로 송신하기 위한 데이터를 출력하는 신호대간섭비 연산부를 포함함을 특징으로 한다.
라. 발명의 중요한 용도
다중반송파를 사용하는 통신 시스템에 이용된다.
Description
본 발명은 다중 반송파를 사용하는 이동통신 시스템의 순방향 전력제어에 관한 것으로, 특히 단말기에서 순방향 파일럿 채널의 신호를 측정하여 순방향 전력제어를 실시하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, CDMA(Code Division Multiple Access : 이하 "부호분할 다중접속"이라 함) 시스템은 각 채널들을 구별하기 위해서 직교부호(Orthogonal Code)를 사용한다. 다중경로에 의한 페이딩이 발생하지 않는 이상적인 채널환경에서는 서로 다른 직교부호를 사용하는 채널들간의 간섭은 발생하지 않는다. 그러나, 상기와 같은 상황은 어디까지나 이상적인 것일 뿐 실제의 채널 환경에서는 다중경로에 의한 지연으로 각 채널들간의 직교성은 유지되지 않으며 각 핑거(Finger)들에 입력되는 신호의 일부는 간섭으로 작용하게 된다. 상기와 같은 간섭 현상은 수신신호의 세기와 반비례하여 변하게 된다. 즉, 수신신호의 세기가 약하면 간섭 현상이 많이 발생하고 수신신호의 세기가 크면 간섭 현상이 약하게 발생한다.
그러므로 간섭성분들을 이용하여 SIR(Signal to Interference Ratio : 이하 "신호대간섭비"라 함)값을 측정하면 순방향 및 역방향 전력제어를 위한 유용한 정보가 될 수 있다. 왜냐하면 단말기의 수신 신호대간섭비 값을 기지국이 알면 기지국은 단말기로 보내는 송신전력을 능동적으로 조절 할 수 있기 때문이다. 즉, 단말기의 수신 신호대간섭비 값이 작으면 현재 단말기가 수신상태가 좋지 못하므로 기지국은 특정 단말기로 보내는 송신전력을 높이게 된다. 그리고, 단말기의 수신 신호대간섭비 값이 크면 단말기의 수신상태가 좋다는 것을 나타내므로 특정단말기로 보내는 송신전력을 낮추게되어 기지국에서 사용되는 송신전력의 양을 줄일 수가 있게된다. 상기한 방법에 의해 순방향 신호의 세기를 조절할 경우 단말기의 사용전력또한 줄어들게 되어 단말기의 사용시간을 늘릴 수 있게 된다. 단말기의 사용전력 또한 줄어들게 되어 단말기의 사용 시간을 늘릴수 있게 된다.
따라서 종래 단일 반송파를 사용하는 부호분할 다중접속 시스템에서는 도 1에 도시한 바와 같이 신호대잡음비를 이용하여 기지국에서 발생할 수 있는 간섭 현상에 대하여 대처하고 있다. 상기와 같은 방법에 의해 단말기로 송신하는 송신전력을 제어할 수 있도록 하였다.
도 1은 종래 이동통신 시스템 단말기의 수신부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
종래 단일반송파를 사용하는 부호분할 다중접속 시스템의 단말기에서 순방향 신호 세기 조절을 하기에 간략하게 설명한다. 안테나(30)를 통해 수신된 신호는 듀플랙서(302)를 통해 RF(Radio Frequency) 수신기(30)를 통해 다운컨버팅(Down Converting)되어 곱셈기(304)로 입력된다. 이때 곱셈기(304)는 PN(Pseudo Random Noise) 발생기에 의해 발생된 PN 신호와의 곱셈 및 직교부호(Orthogonal Code)에 의한 복조 과정을 거치게 된다. 도시된 바와 같이 곱셈기(307), 누적기(30), 디코더(Decoder : 309)는 실제 수신신호를 복조하기 위한 것이며, 곱셈기(310), 누적기(311), 제곱기(312)는 잡음의 전력을 구하기 위한 것이고, 곱셈기(313), 누적기(314), 제곱기(315)는 신호의 전력을 구하기 위한 것이다. 신호 및 잡음 전력이 구해짐에 의해 S/N 측정부(31)에 의해 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)가 측정되고 기준 S/N 값과의 비교(330)에 의해 기지국의 송신전력을 제어하는 명령(317)을 발생하게 된다.
그러나 상술한 방법은 다중반송파를 사용하는 시스템에서는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
신호대간섭비 값을 정확하게 측정하기 위해서는 간섭(Interference) 신호전력을 정확하게 측정하는 것이 필요하다. 특히 3X MC(Multi Carrier) System(3개의 반송파를 사용하는 시스템)과 같이 반송파가 여러 개 존재하는 시스템에서는 반송파별로 채널의 영향이 달라지기 때문에 간섭 신호전력도 반송파마다 상이할 수가 있게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이 도 1의 방법은 다수개의 반송파가 존재하는 시스템에 적용할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 다수의 반송파를 사용하는 통신 시스템에서 순방향 전력 제어를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기지국의 용량을 늘리 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 순방향 신호의 신호대간섭비를 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중반송파를 사용하는 부호분할 다중접속 시스템 단말기에서 부가되는 회로를 최소화하여 신호대간섭비를 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 다중 반송파를 사용하는이동통신 시스템에서 순방향 전력제어를 위한 장치에 있어서, 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역환산하여 수신신호의 간섭전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 간섭전력을 합산하여 출력하는 간섭전력 측정부와, 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역확산하여 수신신호의 신호전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 신호 전력을 합산하여 출력하는 신호전력 측정부와, 상기 간섭전력 측정부 및 신호전력 측정부의 출력 신호에 따라 신호대간섭비를 계산하고 기준 신호대간섭비와의 비교에 의해 기지국으로 송신하기 위한 순방향 전력 제어 데이터를 출력하는 신호대간섭비 연산부를 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 종래 이동통신 시스템 단말기의 수신부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 신호 대 간섭비를 측정하기 위한 개략적인 블록 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 다중 반송파를 사용하는 통신 시스템의 단말기에서 신호 대 간섭비를 측정하여 순방향 전력 제어를 수행하기 위한 제어 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 신호 대 간섭비를 측정하기 위한 개략적인블록 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 다중 반송파를 사용하는 통신 시스템의 단말기에서 신호 대 간섭비를 측정하여 순방향 전력 제어를 수행하기 위한 제어 흐름도이다.
본 발명에 따른 실시예는 기본적으로 다중반송파를 사용하는 부호분할 다중접속 방식의 단말기에서 신호대간섭비를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 측정된 신호대간섭비는 순방향 전력제어에 사용될 수 있다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성을 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 실시예의 구성은 크게 간섭전력 측정부(100)와, 신호전력 측정부(200)와 신호대간섭비 연산부(300)로 이루어진다.
간섭전력 측정부(100)는 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역환산하여 수신신호의 간섭전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 간섭전력을 합산하여 출력한다.
신호전력 측정부(200)는 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역확산하여 수신신호의 신호전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 신호 전력을 합산하여 출력한다.
신호대간섭비 연산부(300)는 간섭전력 측정부(100) 및 신호전력 측정부(200)의 출력 신호에 따라 신호대간섭비를 계산하고 기준 신호대간섭비와의 비교에 의해 기지국으로 송신하기 위한 데이터를 출력한다.
상술한 간섭전력 측정부(100)의 구체적인 구성은 다음과 같다.
I PN 역확산기(10) 및 Q PN 역확산기(12)는 안테나(도시하지 않음)를 통해 수신된 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 신호를 입력받아 I 및 Q 채널 별로 PN 역확산을 수행한다. PN 역확산된 신호는 제 1 파일럿 왈시 누적기(14) 및 제 2 파일럿 왈시 누적기(16)로 입력된다. 제 1 및 제 2 파일럿 왈시 누적기(14, 16)은 PN 역확산된 I 채널 및 Q 채널 신호를 왈시 역확산하여 출력한다. 역확산된 신호는 그대로 제 1 및 제 2 감산기(22, 24)로 입력되거나 제 1 및 제 2 지연기(18, 20)로 입력된다. 제 1 및 제 2 지연기(18, 20)는 입력된 신호를 한 개의 심볼만큼을 지연하여 제 1 및 제 2 감산기(22, 24)로 입력된다. 제 1 및 제 2 감산기(22, 24)는 제 1 및 제 2 파일럿 왈시 누적기(14, 16)에서 출력되는 신호와 제 1 및 제 2 지연기(18, 20)에서 출력되는 신호를 감산하여 출력한다.
일반적으로, 파일럿 채널의 왈시 코드(Pilot Channel Walsh Code)를 이용하여 왈시 역확산(Walsh Despreading) 및 누적된(Accumulation) 신호는 인접한 두 심벌에서 같은 값을 가지게 된다. 왜냐하면, 파일럿 채널의 신호는 무변조 데이터이므로 만약 간섭이 없다면 이론적으로 두 심벌의 차이가 없으므로 인접한 두 심벌을 빼서 제곱을 하면 "0"이 나온다. 그러나 간섭이 있는 일반적인 경우에는 인접한 두 심벌의 값을 빼서 제곱하면 값이 "0"이 나오지 않으므로 이 성분을 이용하여 현재 수신되고 있는 신호의 간섭 신호전력을 알 수가 있다.
제 1 및 제 2 감산기(22, 24)에서 출력된 신호는 제 1 연산기(26)로 입력되어 각각의 채널 별로 제곱되어 합산하게 된다. 즉, 하기 수학식과 같은 동작이 이루어지게 된다.
제 1 연산기에서 출력된 신호는 평균기(28)에 의해 일반화(Normalizing)되어 출력된다. 즉, 소정 구간의 평균값을 출력하게 된다.
한편, 파일럿 신호의 세기가 크게되면 간섭이 작아지게되어 간섭전력을 측정하는 정확성이 높게되며 실제 복조 시에도 파일럿 신호의 세기가 강한 핑거의 신호가 복조 시에 더 많이 참조되어 복조 된다. 따라서 본원 발명에 따른 실시예에서는 평균기에서 출력되는 신호에다 파일럿 필터(30)에서 출력되는 신호를 제곱 및 합산(32)된 신호를 곱하여(34) 가중치를 부여하게 된다. 결국 파일럿 신호의 세기가 센 핑거의 간섭전력 신호는 많이 참조가 되고, 파일럿 신호의 세기가 약한 핑거의 간섭전력 신호는 적게 참조가 된다.
상술한 바와 같이 곱셈기(34)에 의해 가중치가 가해진 평균 간섭전력은 제 3 합산기에 의해 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 출력되는 여타 평균 간섭전력과 함께 합산되게 된다.
상술한 제 1 및 제 2 왈시 누적기(14, 16), 제 1 및 제 2 지연기(18,20), 제 1 및 제 2 감산기(22, 24), 제 1 연산기(26), 평균기(28), 파일럿 필터(30), 제 2 연산기(32), 곱셈기(34)는 각각의 핑거 및 각각의 반송파 별로 구비되며 제 3 합산기(56)는 하나만 존재하게 된다.
상술한 신호전력 측정부(200)의 구체적인 구성은 다음과 같다.
I PN 역확산기(10) 및 Q PN 역확산기(12)는 안테나(도시하지 않음)를 통해수신된 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환된 신호를 입력받아 I 및 Q 채널 별로 PN 역확산을 수행한다. 이후 출력되는 신호는 제 1 및 제 2 왈시 역확산기(36, 38)로 입력되어 통화 채널로의 역확산이 이루어지게 된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 왈시 역확산기(36, 38)은 통화채널(TRAFFIC CHANNEL)의 역확산기가 된다. 통화채널 역확산된 신호는 심볼복조기(40)으로 입력된다. 이때 I PN 역확산기(10) 및 Q PN 역확산기(12)에서 출력된 신호는 간섭전력 측정부에서 언급한 바와 같이 파일럿 필터(E0)로 입력되어 파일럿 필터링이 이루어져 심볼 복조기(40)로 입력된다. 따라서 심볼 복조기(40)는 파일럿 필터(30)에서 구해진 채널 보상계수를 곱하여 제 1 및 제 2 왈시역확산기(36, 38)에서 출력되는 신호를 복조하게 된다. 즉, 상술한 간섭전력의 값에 가중치를 가한 것과 같이 신호전력 계산에서도 가중치를 부여하게 된다. 이는 상술한 이유와 동일하다. 가중치가 부여되어 복조된 신호는 PC BIT(POWER CONTROL BIT) 검출기(42)로 입력되어 PC 비트가 검출된다.
여기서, 신호전력을 측정할때 PC Bit를 이용하는 이유는 PC Bit는 데이터속도가 변하더라도 항상 일정한 값을 가지기 때문에 다른 Bit보다 PC Bit를 이용하여 신호전력을 측정하는 것이 정확하기 때문이다.
검출된 PC 비트는 제 1 변환기 및 제 2 변환기(44, 52)에 의해 절대치로 변환되어 출력된다. 출력된 신호는 제 1 합산기(48) 및 제 2 합산기(50)로 입력되어 I 및 Q 별로 합산된다. 합산된 신호는 결합기(52)에 의해 제 1 및 제 2 합산기의 출력 신호를 더하여 출력하게 된다. 결합기(52)에서 출력되는 신호는 제곱기(54)에 의해 제곱되어 출력되게 된다.
통상 통화 상태에 따라 PC BIT는 I 또는 Q 채널을 통해 전송될 수도 있고 I 및 Q 채널에 동시에 실려 전송될 수도 있다. 상기와 같은 이유에 의해 특정 채널의 값만을 사용하는 것이 아니라 I 및 Q 채널의 PC 비트를 모두 사용함으로서 신호전력 계산에 신뢰성을 부여할 수 있게 된다.
간섭전력 측정에서와는 달리 절대치로 변환된 값을 각각의 반송파 및 핑거별로 합산하여 제곱하는 이유는 미리 제곱을 수행하게될 경우 해당 곱셈기가 각각의 반송파 및 핑거별로 구비되어야 하므로 하드웨어적인 구성이 복잡하기 때문이다. 또한 간섭전력에서와는 달리 특정 비트만을 계산하기 때문에 미리 제곱하여 평균하는 간섭전력 측정과는 달리 일정구간의 합산에 의한 제곱이 가능하게 되는 것이다.
상술한 신호대간섭비 연산부(300)의 구성은 다음과 같다.
SIR 연산부(58)는 신호전력 측정부(200) 및 간섭전력 측정부(100)에서 출력되는 신호에 따라 SIR 값을 계산하여 출력한다. 즉, "신호전력/간섭전력"하여 출력한다. 비교기(60)는 입력되는 신호대간섭비 값과 기준 신호대간섭비 값의 비교에 의해 비교값("0" 또는 "1")을 출력한다. 즉, 기준 신호대잡음비 보다 측정한 신호대잡음비가 크면 "1"을 출력하고, 기준 신호대잡음비 보다 측정한 신호대 잡음비가 작으면 "0"을 출력한다.
상기 기준 신호대간섭비는 수신되는 데이터의 데이터 에러에 따라 가변된다. 즉, 복조된 신호의 순환 잉여 검사(CRC 검사 : CYCLIC REDUNDANCY CHECK)에 의한 값에 의해 변하게 된다. 복조된 데이터의 에러가 많으면 기준 신호대잡음비 값이 크게 설정되고 데이터 에러가 적으면 기준 신호대잡음비 값이 작게 설정된다.따라서 기준 신호대잡음비가 크면 신호대잡음비가 높게 측정되어야 "1"을 출력하게 된다. 반면 기준 신호대 잡음비가 작으면, 즉, 데이터 에러가 적으면 측정되는 신호대 잡음비가 낮아도 "1"을 출력하게 된다.
출력된 데이터는 송신 변조기(62)에 의해 기지국으로 전송되는 역방향 파일럿 신호에 실려 전송되게 된다. 이는 즉, 순방향 전력 제어를 위한 것이된다.
도 2의 구성에 따른 동작을 개략적으로 다시 설명하면 다음과 같다.
A/D(ANALOG/DIGITAL) 변환된 후 4 Bit로 입력되는 각 반송파(Carrier)의 데이터는 먼저 I 및 Q PN 역확산기(10, 12)에서 역확산(Despreading)이 된 후 파일럿 왈시 누적기(Pilot Walsh Accumulation Block : 14,16)에서 파일럿 채널 역확산(Pilot Channel Walsh Despreading) 및 누적(Accumulation)이 된다. 상기 파일럿 왈시 누적기(14, 16)에서 파일럿 왈시 확산 및 누적된 값은 지연 소자(18, 20)에서 1 심볼(Symbol) 지연된 후 감산기(22, 24)에서 파일럿 왈시 누적기(14, 16)의 출력 값.으로부터 빼주게 된다. 감산기 (22, 24)의 출력은 제곱 및 가산되어(26) 출력된다. 출력된 값은 평균기(IIR Interference FILTER : 28)에서 필터링을 한 후 곱셈기(Multiplier : 34)의 첫 번째 입력으로 가해지게 된다.
상기 PN 역확산기(10, 12)의 출력은 또한 파일럿 필터(Pilot FILTER : 30)에서 누적이 된 후 제곱 및 가산기(32)에서 각각의 I, Q 출력을 제곱해서 더함과 동시에 심볼 복조기(Symbol Demodulator : 40)로 입력되어 심볼 복조에 사용하게 된다. 상기 연산기(32)의 출력은 상기 곱셈기(34)에서 상기 평균기(IIR Interference Filter : 28)의 출력과 곱해져서 각 반송파(Carrier) 및 핑거(Finger)에서 계산된간섭 값을 모두 더하는 제 3 합산기(Summation over all carrier & Finger Block : 56)로 입력된다.
한편, 상기 PN 역확산기(Despreading Block : 10, 12)의 출력은 제 1 왈시 역확산기 및 제 2 왈시 역확산기(Traffic Walsh Despreading & Accumulation Block : 36, 38)에서 통화 채널(Traffic Channel)에 대한 왈시 역확산(Walsh Despreading) 및 누적(Accumulation)이 되고난 후 심볼 복조기(40)에서 상기 파일럿 필터(30)의 출력을 함께 이용하여 심볼 복조를 하게 된다. 상기 심볼 복조기(40)의 출력은 PC bit 검출기( PC BIT Extract using Long Code Block : 42)에서 롱코드(Long Code)를 이용하여 해당하는 PC Bit를 추출하고 절대치를 취하여 (44, 46) 제 1 및 제 2 합산기(Summation over all Carrier & Finger Block : 48, 50)에서 I, Q 별로 각각의 반송파 및 핑거에서 계산된 모든 PC bit의 신호전력 값들을 더한 후 결합기(Combiner : 52)에서 결합된다. 상기 결합기(52)의 출력은 제곱기 (54)에서 제곱을 하여 신호전력을 계산한 후 상기 제 3 합산기(56)의 출력인 간섭전력을 이용하여 신호대간섭비 연산부(Calculation Block : 58)에서 신호대간섭비 값을 계산하게 된다. 상기 신호대간섭비 연산부(Calculation Block : 58)에서 계산된 신호대간섭비 값을 비교기(60)에서 기준 신호대간섭비(SIR_Threshold)와 비교한후 그 결과를 송신 변조기(TX_Modulator : 62)로 입력하여 기지국으로 전송하게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작의 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3의 310, 320, 330, 340 단계와 311, 321, 331 단계는 동시에 이루어지는 동작이며 어느 하나의 동작이 먼저 이루어지는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 3의 310 단계에서 제 1 및 제 2파일럿 왈시 누적기(14, 16), 제 1 및 제 2 지연기(18, 20), 감산기(22, 24) 제 1 연산기(26)를 통해 파일럿 신호의 간섭 전력을 계산한다.
320 단계에서 평균기(28)을 통해 평균 간섭전력을 계산하게 된다. 이때 계산되는 구간은 PCG 단위로 계산되어 평균이 구해질 수 있다.
330 단계에서 파일럿 필터(30) 및 제 2 연산기(32)에 의해 평균기(28)의 출력값을 곱셈기(34)를 통해 핑거별로 가중치를 부여하게 된다.
가중치가 부여된 값은 340 단계에서 제 3 합산기에 의해 여타 각각의 반송파 및 핑거별로 출력되는 신호전력을 합산하여 총 간섭전력을 계산하게 된다.
311 단계에서는 제 1 및 제 2 왈시 역확산기(36, 38)에 의해 왈시 역확산되어 출력된 신호와 파일럿 필터(30)에서 출력되는 신호에 의해 심볼 복조기(40)를 통해 COMPLEX 멀티플랙싱이 이루어지게 된다.
심볼 복조기(40)에서 출력된 신호는 321 단계에서 PC BIT 검출기(42)에 의해 PC 비트가 검출된다.
331 단계에서는 검출된 PC 비트가 각각의 반송파 및 핑거별로 구비된 변환기(44, 46)에 의해 절대값으로 변환된다. 반송파 및 핑거별로 변환된 값은 제 1 및 제 2 합산기에 의해 합산된다. 합산된 신호는 결합기(52) 및 제곱기(54)에 의해 총 PC 비트의 전력이 계산되어 출력된다.
이후 350 단계에서는 측정된 신호전력 및 간섭전력을 바탕으로 신호대전력비 연산부(58)에 의해 신호대 전력비가 계산되어 출력된다.
360 단계에서는 비교기(60)을 통해 계산된 신호대전력비와 기준 신호대전력비와의 비교 동작을 수행하여 370 및 371 단계에 의해 데이터를 출력한다.
통상 기지국의 총 출력 전력은 정해져 있다. 따라서 각각의 단말기로 전송되는 전력을 본 발명에 의해 최소화함으로써, 기지국은 총 송신전력을 낮출 수 있다. 따라서 여타 연결된 단말기로 전송할 수 있는 여분의 전력을 확보할 수 있어 기지국의 용량을 늘릴 수 있고, 기존의 핑거에 구비된 통화채널 복조기 및 파일럿 채널 복조기의 구성을 사용함으로써, 부가되는 회로를 최소화하였다. 또한, 파일럿 채널에 따른 간섭전력을 측정하고, 통화채널의 PC 비트에 의해 신호전력을 측정함으로써 신호대전력비 계산의 신뢰성을 높였다. 그리고, 각각의 반송파 및 각각의 핑거를 고려하여 신호대간섭비를 측정함으로써, 다중반송파를 사용하는 통신 시스템에 적용이 가능하다. 더욱이 파일럿 신호의 세기에 따라 가중치를 부여함으로써, 각각의 핑거가 실제 데이터 복조에 사용되는 기여도와 비례하여 신호대간섭비를 측정할 수 있게하였다. 그리고, 가변 기준 신호대잡음비의 개념을 도입함으로써, 실질적인 데이터 복조와 연관시킬 수 있게 하였다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명의 특허청구 범위와 균등한 것들에 의해정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 각각의 반송파 및 핑거별로 간섭전력 및 신호전력을 측정하여 신호대 간섭비를 계산하고 기준 신호대전력비와의 비교를 통해 기지국으로 전력제어를 위한 정보를 제공함으로써, 다수의 반송파를 사용하는 통신 시스템에서 순방향 전력 제어를 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있고, 기지국의 용량을 늘리 수 있으며, 순방향 신호의 신호대간섭비를 정확하게 측정할 수 있고, 부가되는 회로를 최소화하여 신호대간섭비를 측정할 수 있다.
Claims (39)
- 다중 반송파를 사용하는 이동통신 시스템에서 순방향 전력제어를 위한 장치에 있어서,각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역환산하여 수신신호의 간섭전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 간섭전력을 합산하여 출력하는 간섭전력 측정부와,각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 역확산된 수신신호를 I 및 Q 채널에 따라 왈시 역확산하여 수신신호의 신호전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정한 신호 전력을 합산하여 출력하는 신호전력 측정부와,상기 간섭전력 측정부 및 신호전력 측정부의 출력 신호에 따라 신호대간섭비를 계산하고 기준 신호대간섭비와의 비교에 의해 기지국으로 송신하기 위한 데이터를 출력하는 신호대간섭비 연산부를 포함함을 특징으로 하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 간섭전력 측정부는,상기 PN 역확산된 I 채널의 왈시 역확산 동작을 수행하는 제 1 왈시 누적기와,상기 제 1 왈시 누적기의 출력신호를 지연하여 출력하는 제 1 지연기와,상기 제 1 왈시 누적기의 출력 신호 및 상기 제 1 지연기의 출력신호와의 감산을 수행하는 제 1 감산기와,상기 PN 역확산된 Q 채널의 왈시 역확산 동작을 수행하는 제 2 왈시 누적기와,상기 제 2 왈시 누적기의 출력신호를 지연하여 출력하는 제 2 지연기와,상기 제 2 왈시 누적기의 출력 신호 및 상기 제 2 지연기의 출력신호와의 감산을 수행하는 제 2 감산기와,상기 제 1 감산기 및 상기 제 2 감산기의 출력 신호를 제곱하여 합산하기 위한 제 1 연산기와,상기 제 1 연산기의 출력 신호를 일정구간 평균하여 출력하기 위한 평균기를 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비하고,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비된 평균기의 출력신호를 합산하기 위한 제 3 합산기를 구비함을 특징으로 하는 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 PN 역확산된 I 및 Q 채널 신호를 파일럿 필터링하기 위한 파일럿 필터와,상기 파일럿 필터에서 출력되는 I 및 Q 채널 신호를 제곱하여 합산하기 위한 제 2 연산기를 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비하고,상기 제 2 연산기의 출력신호와, 상기 평균기의 출력신호를 곱하여 출력신호를 상기 제 3 합산기로 입력하는 곱셈기를 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비함을 특징으로 하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 신호전력 측정부는,상기 PN 역확산된 I 채널 신호를 왈시 역확산하기 위한 제 1 왈시 역확산기와,상기 PN 역확산된 Q 채널 신호를 왈시 역확산하기 위한 제 2 왈시 역확산기와,상기 제 1 및 제 2 왈시 역확산기에서 출력되는 신호에 의해 심볼 복조를 수행하는 심볼 복조기와,상기 심볼 복조기에서 출력되는 신호에 의해 전력제어 신호를 검출하기 위한 검출기와,상기 검출기에서 출력되는 신호를 절대치로 변환하기 위한 제 1 및 제 2 변환기를 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비하고,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비된 상기 제 1 변환기의 출력신호를 합산하기 위한 제 1 합산기와,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 구비된 상기 제 2 변환기의 출력신호를 합산하기 위한 제 2 합산기와,상기 제 1 합산기와 제 2 합산기의 신호를 결합하기 위한 결합기와,상기 결합기의 출력신호를 제곱하기 위한 제곱기를 구비함을 특징으로 하는 장치.
- 제 4항에 있어서,상기 PN 역확산된 I 및 Q 채널 신호를 파일럿 필터링하기 위한 파일럿 필터를 더 구비하고,상기 심볼 복조기는 상기 파일럿 필터에서 출력되는 신호와 상기 제 1 및 제 2 왈시 역확산기에서 출력되는 신호에 의해 심볼 복조를 수행함을 특징으로 하는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 신호대간섭비 연산부는,상기 간섭전력 측정부 및 신호전력 측정부의 출력 신호에 따라 신호대간섭비를 계산하기 위한 연산부와,상기 연산부의 출력 신호와 기준 신호대간섭비와의 비교에 의해 기지국으로 송신하기 위한 데이터를 출력하는 비교기를 구비함을 특징으로 하는 장치.
- 제 3 항 또는 5항에 있어서,상기 신호전력 측정부의 파일럿 필터와 상기 간섭전력 측정부의 파일럿 필터는 하나의 파일럿 필터를 공통으로 사용함을 특징으로 하는 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 왈시 누적기는,파일럿 채널 복조기의 왈시 누적기임을 특징으로 하는 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 왈시 역확산기와 심볼 복조기, 검출기는,통화채널 복조기의 왈시 역확산기와 심볼 복조기, 검출기임을 특징으로 하는 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 평균기는,IIR 필터임을 특징으로 하는 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 지연기는,심볼 하나만큼을 지연하여 출력함을 특징으로 하는 장치.
- 다중반송파를 사용하는 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 순방향 전력 제어를 위한 방법에 있어서,각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 및 왈시 역확산하여 수신신호의 간섭전력을 측정하는 과정과,상기각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정된 간섭전력을 합산하는 과정과,각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 PN 및 왈시 역확산하여 수신신호의 신호전력을 측정하는 과정과,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정된 신호전력을 합산하는 과정과,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 따라 기지국으로 순방향 전력제어를 위한 데이터를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 간섭전력의 측정은,파일럿 채널에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 신호전력은,통화 채널에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호전력은,통화 채널의 전력제어 비트에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 신호전력 및 간섭전력의 측정은,PCG 단위로 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 전력제어를 위한 데이터를 전송하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의한 신호대간섭비가 일정치 이상이면 "1"을 전송하는 과정과,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의한 신호대간섭비가 일정치 이하이면 "0"을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서,상기 전송된 전력제어를 위한 데이터를 수신하여 기지국이 해당 단말기로 송신하기 위한 송신전력을 제어하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 간섭전력의 측정은,PN 및 왈시 역확산된 신호와 PN 및 왈시 역확산된 신호를 1개의 심볼만큼 지연시킨 신호와의 차를 제곱하여 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 19항에 있어서, 상기 간섭전력의 측정은,PN 및 왈시 역확산된 파일럿 신호와 PN 및 왈시 역확산된 파일럿 신호를 1개의 심볼만큼 지연시킨 신호와의 차를 제곱하여 출력된 값에, 각각의 핑거에 따른 파일럿 신호의 세기에 비례하여 가중치를 부여하여 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 신호전력 측정은,PN 및 왈시 역확산된 신호에 해당 핑거에 따른 파일럿 신호의 세기에 비례하여 가중치를 부여하여 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 따라 역방향 전력제어를 수행하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 방법.
- 제 12항에 있어서, 상기 전력제어를 위한 데이터를 전송하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의한 신호대간섭비와 기준 신호대전력비와의 비교에 따라 전력제어를 위한 데이터를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 또는 23 항에 있어서, 상기 전력제어를 위한 데이터를 전송하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의한 신호대간섭비와 복조된 데이터의 에러에 의한 기준 신호대전력비와의 비교에 따라 전력제어를 위한 데이터를 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 다중반송파를 사용하는 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 전력 제어를 위한 방법에 있어서,각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 간섭전력을 측정하여, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정된 간섭전력을 합산하는 과정과,각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 신호전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정된 신호전력을 합산하는 과정과,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 따른 신호대간섭전력비에 의해 전력제어를 위한 데이터를 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항에 있어서,상기 측정된 각각의 반송파 및 각각의 핑거별 간섭전력에 해당 핑거의 파일럿 신호 세기에 따른 가중치를 부여하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 26항에 있어서,상기 간섭전력의 측정은 파일럿 신호에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 26항에 있어서,상기 간섭전력의 측정은 왈시 역확산된 파일럿 신호와 상기 왈시 역확산된 신호를 소정 지연시킨 신호와의 차에 의해 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 26항에 있어서,상기 간섭전력의 측정은 왈시 역확산된 파일럿 신호와 상기 왈시 역확산된 신호를 소정 지연시킨 신호와의 차를 제곱하여 I 및 Q 채널별로 제곱한 다음 소정구간의 평균을 구하여 측정됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별 신호전력 측정은,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 파일럿 신호의 세기에 따라 가중치를 부여하여 신호전력을 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 30항에 있어서, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별 신호전력 측정은,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 파일럿 신호의 세기에 따라 가중치를 부여한 통화채널의 신호전력을 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 30항에 있어서, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별 신호전력 측정은,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 파일럿 신호의 세기에 따라 가중치를 부여한 통화채널의 PC 비트에 의해 신호전력을 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 30항에 있어서, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별 신호전력 측정은,상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 파일럿 신호의 세기에 의해 가중치를 부여한 통화채널의 PC 비트에 의해 I 및 Q 채널별로 신호전력을 측정하고, 상기 각각의 반송파 및 각각의 핑거별로 측정된 I 및 Q 채널별 신호전력을 모두 합산하고 제곱하여 측정함을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 데이터를 출력하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의해 신호대간섭전력비를 구하고, 상기 신호대간섭비와 기 설정된 기준 신호대간섭비의 비교에 따라 전력제어를 위한 데이터를 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 34항에 있어서, 상기 데이터를 출력하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의해 신호대간섭전력비를 구하고, 상기신호대간섭비와 복조된 데이터의 에러에 따른 기준 신호대간섭비의 비교에 따라 전력제어를 위한 데이터를 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 34항에 있어서, 상기 데이터를 출력하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의해 신호대간섭전력비를 구하고, 상기 신호대간섭비와 복조된 데이터의 CRC 검사에 따른 기준 신호대간섭비의 비교에 따라 전력제어를 위한 데이터를 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항 또는 34항에 있어서, 상기 데이터를 출력하는 과정은,상기 합산된 간섭전력 및 신호전력에 의해 신호대간섭전력비를 구하고, 상기 신호대간섭비와 복조된 데이터의 CRC 검사에 따른 기준 신호대간섭비를 비교하는 과정과,상기 비교에 따라 상기 신호대간섭비가 상기 기준 신호대간섭비보다 클 경우 기지국의 송신전력을 낮출 것을 요구하는 메시지를 전송하는 과정과,상기 비교에 따라 상기 신호대간섭비가 상기 기준 신호대간섭비보다 크지 안을 경우 기지국의 송신전력을 높일 것을 요구하는 메시지를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 출력되는 전력제어를 위한 데이터는,역방향 전력제어에 이용됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 간섭전력 및 신호전력의 측정은,하나의 PCG 단위로 측정됨을 특징으로 하는 방법.
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|---|---|---|---|---|
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| US9155054B2 (en) | 2010-02-25 | 2015-10-06 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for transmitting power headroom information in a multi-carrier system |
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