KR20010080660A - 소프트 핸드오프 도중에 전송 전력을 제어하기 위한 방법및 장치 - Google Patents

소프트 핸드오프 도중에 전송 전력을 제어하기 위한 방법및 장치 Download PDF

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KR20010080660A
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Abstract

동시에 이동국(8)과의 통신중인 기지국(4,6)의 전송 전력을 조정하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 설명된 방법은 조절된 기지국(4,6)의 전송 전력을 제공한다. 제1실시예에서, 전송기(20,32)는 통신 링크를 통해 분리된 제어 유닛(12)에 제공된다. 제어 유닛(12)은 가장 발생할 가능성이 높은 명령 스트림을 유도하여 그것을 기지국으로 보낸다. 제2 실시예에서, 제어 유닛은 주기적으로 한 주기의 최종 또는 평균 전송 레벨 및 각 전송기로부터 한 주기 동안에 피드백에 대한 총 품질 측정치를 수신한다. 제어 유닛(12)은 조절된 전력 레벨을 결정하고 조절된 전력 레벨을 나타내는 메시지를 전송기로 전송한다. 제3 실시예에서, 전송기(20,32)는 제어 유닛(12)에 수신기로 전송의 전송 전력을 나타내는 메시지를 송신한다. 제어 유닛(12)은 현재 전송 전력을 기초로 조절된 전송 결정한다.

Description

소프트 핸드오프 도중에 전송 전력을 제어하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER WHILE IN SOFT HANDOFF}
다중코드분할접속방식(CDMA) 변조 기술은 다수의 시스템 유저들 간의 통신을 촉진하기 위한 수개의 기술들 중 하나이다. 시분할다중접속방식(TDMA) 및 주파수분할다중접속방식(FDMA) 같은 다른 다중 접속 통신 시스템 기술들이 이 기술분야에 공지되어 있다. 그러나, CDMA의 확산 스펙트럼(spread spectrum) 변조 기술은 이러한 다중접속통신 시스템을 위한 변조 기술들에 비해 현저한 장점들을 갖는다. 다중접속 통신 시스템에서의 CDMA 기술의 사용은 "위성 또는 육상 중계기를 사용하는 확산 스펙트럼 다중접속통신 시스템"이라는 표제가 붙은 미국 특허번호 제 4,901,307호에 개시되어 있으며, 위 특허는 본 발명의 출원인에게 양도 되었고, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화 되었다. 다중접속 통신시스템에서의 CDMA 기술의 사용은 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서 신호 파형을 발생시키기 위한 시스템 및 방법"이라는 표제가 붙은 미국 특허번호 제 5,103,459호에 더 개시되어 있으며, 위 특허는 본 발명의 출원인에게 양도되어 있고, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화 되었다. CDMA는 광대역 신호라는 고유의 성질 때문에, 신호 에너지를 광대역 상에 확산시키므로써 주파수 다이버서티(diversity)의 한 형태를 제시한다. 그러므로, 주파수 선택적 페이딩(fading)은 CDMA 신호 대역의 작은 부분에만 영향을 미친다. 공간 또는 경로 다이버서티는 이동 사용자에서 2 이상의 셀-위치까지 동시 링크를 통해 다중 신호 경로를 제공하므로써 얻어진다. 또한, 경로 다이버서티는 서로 다른 전파 딜레이를 갖고 도달하는 신호를 별개로 수신 및 프로세싱 되도록 하는 확산 스펙트럼 프로세싱을 통해 다중 경로 환경을 개척하므로써 얻어진다. 경로 다이버서티의 예는 "CDMA 셀룰러 전화 시스템의 통신에서 소프트 핸드 오프를 제공하기 위한 방법 및 시스템"이라는 표제가 붙은 미국 특허 번호 제 5,101,501호 및 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서의 다이버서티 수신기"라는 표제가 붙은 미국 특허 번호 제 5,109,390호에 설명되어 있으며, 두 특허 모두 본 발명의 출원인에게 양도되어 있고, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화되었다.
인지된 음성의 고품질을 유지하면서도 용량을 증가시키는데 있어서 특별한 잇점을 제공하는 디지털 통신 시스템에서의 음성 통신을 위한 방법은 가변 레이트(rate) 음성 인코딩에 의한 것이다. 특별히 유용한 가변 레이트 음성 인코더의 방법 및 장치는 "가변 레이트 보코더"라는 표제가 붙은 미국 특허번호 제 5,414,796호에 상세히 설명되어 있으며 본 발명의 출원인에게 양도되어 있고 본 명세서에 참고문헌으로 일체화되어 있다.
가변 레이트 음성 인코더의 사용은 상기 음성 인코더가 최대 레이트로 음성데이터를 제공하고 있을때 최대 음성 데이터 용량의 데이터 프레임을 제공한다. 가변 레이트 음성 코더가 최대 레이트보다 낮은 레이트로 음성 데이터를 제공하고 있을 때는, 전송 프레임에 초과 용량이 존재한다. 데이터 프레임에 대한 데이터 소스가 가변 레이트로 데이터를 제공하고 고정된 소정 크기의 전송 프레임에서 추가적인 데이터를 전송하기 위한, 방법은 "전송용 데이터의 포매팅을 위한 방법 및 장치"라는 표제가 붙은 미국 특허 번호 제 5,504,773호에 상세히 설명되어 있으며, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화 되었다. 위에 언급된 특허 출원에서, 방법 및 장치는 전송을 위한 데이터 프레임에서 서로 다른 소스에서 나온 서로 다른 데이터를 조합하기 위해 개시된다..
소정의 용량보다 적은 데이터를 포함하는 프레임에서, 전력 소비는 전송 증폭기를 게이팅하는 전송에 의해 감소되어, 데이터를 포함하는 프레임 부분만 전송된다. 또한, 데이터가 소정의 의사 무작위 프로세스에 따라 프레임 내에 위치되는 경우에 통신 시스템에서의 메시지 충돌이 감소될 수 있다. 전송을 게이팅하고 데이터를 프레임 내에 위치시키기 위한 방법 및 장치가 "데이터 버스트 랜더마이저(randomizer)"라는 표제가 붙은 미국 특허 번호 제 5,659,569호에 개시되어 있으며, 위 특허는 본 발명의 출원인에게 양도되어 있고 본 명세서에 참고 문헌으로 일체화 되었다.
통신 시스템에서의 이동 통신 전력 제어의 유용한 방법은 이동국으로부터 수신된 전력을 기지국에서 모니터링하는 것이다. 상기 모니터링된 전력 레벨에 반응하는 기지국은 전력 제어 비트를 일정한 간격을 두고 이동국으로 전송한다. 이런식으로 전송 전력을 제어하기 위한 방법 및 장치는 "CDMA 셀룰러 이동 전화 시스템에서 전송 전력을 제어하기 위한 방법 및 장치"라는 표제가 붙은 미국 특허번호 제 5,056,109호에 개시되어 있고, 위 특허는 본 발명의 출원인에게 양도되어 있으며, 본 명세서에 참고 문헌으로 일체화 되었다.
QPSK 변조 포맷을 사용하는 데이터를 제공하는 통신 시스템에서, 상기 QPSK 신호의 I 및 Q 성분의 외적(cross product)을 취하므로써 매우 유용한 정보가 얻어질 수 있다. 상기 2개 성분의 상대적인 위상을 알면, 기지국에 상대적인 이동국의 속도를 대략 결정할 수 있다. QPSK 변조 통신 시스템에서 I 및 Q 성분의 외적을 결정하기 위한 회로에 대한 설명은 "파일럿 반송 내적 회로"라는 표제가 붙은 미국 특허 번호 제 5,506,865호에 설명되어 있으며, 위 특허는 본 발명의 출원인에게 양도되어 있고, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화 되었다.
고속으로 디지털 정보를 전송할 수 있는 무선 통신 시스템에 대한 수요가 증가해 왔다. 원거리 기지국에서 중앙 기지국으로 고속으로 디지털 데이터를 전송하기 위한 한 방법은 원거리 기지국이 CDMA의 확산 스펙트럼 기술을 사용하여 데이터를 전송하도록 하는 것이다. 원거리 기지국이 작은 수의 채널 집합들을 사용하여 그 정보를 전송하도록 하기 위해 제안된 방법이 "고속 CDMA 무선 통신 시스템"이라는 표제가 붙은 미국 특허 출원번호 제 08/886,604호에 상세히 설명되어 있고, 이 특허는 본 발명의 출원인에게 양도되어 있으며, 본 명세서에 참고 문헌으로 일체화 되었다.
본 발명은 통신에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호의 전송을 게이팅(gating)하기 위한 신규하고 개량된 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 이동 통신 시스템을 설명하는 블록도.
도 2는 본 발명의 기지국의 예시적인 전송 서브 시스템을 설명하는 블록도.
도 3은 본 발명의 예시적인 순방향 변조기를 설명하는 블록도.
도 4는 본 발명의 예시적인 역방향 링크 수신 서브 시스템 및 제어 프로세서를 설명하는 블록도.
도 5는 본 발명의 예시적인 역방향 링크 전송 수신 서브 시스템을 설명하는 블록도.
도 6은 본 발명의 예시적인 수신 서브 시스템을 설명하는 블록도.
도 7A-7D는 전력 제어 명령 및 전송 레벨 조정값 사이의 소프트 매핑을 수행하는 본 발명의 예시적인 구현예를 설명한다.
본 발명은 소프트 핸드 오프 중인 이동국과 동시에 통신하는 다수의 기지국에서 전송 전력을 제어하기 위한 신규하고 개량된 방법 및 장치이다. 서로 다른 물리적 위치에 있는 다수의 전송기들이 동일한 신호를 주어진 수신기로 전송하기 위해 채용되는 전력 제어 통신 시스템에서, 수신기는 모든 전송기에서 나온 합성 수신 신호의 품질을 측정하고 이 측정된 품질을 전송기로 돌려 보낸다. 한 실시예에서, 피드백은 관련된 모든 전송기에 의해 수신되는 수신기로부터의 위로 또는 아래로 향하는 단일 스트림 명령이다. 그러나, 수신의 신뢰도는 전송기 상에서 일정치 않다. 또한, 임의의 주어진 전송기로의 피드백의 신뢰도는 시간에 따라 변할 수 있다. 결과적으로, 전송기는 개별적으로 수신된 피드백을 따르고, 동시에 서로 다른 전력 레벨로 전송한다.
목표된 패턴에 따라 모든 참가하는 전송기로부터 주어진 수신기에 대한 전송 전력 레벨을 조절하는 것이 보통 유리하다. 예를 들어, 전송기는 동일한 전력 레벨에서 고정 파일럿 채널을 전송할 수 있다. 트래픽 채널 전송 레벨을 일치시키는 것은 전송기에 걸쳐 동일한 파일럿 비율에 대한 트래픽을 암시하고, 파일럿 및 트래픽의 내적(inner product)을 취하므로써, 최상의 최대 비율 조합이 수신기에서 달성될 수 있다. 또다른 예는 전송기가 서로 다른 최대 전력을 갖고 서로 다른 전력 레벨에서 파일럿 채널을 전송할 때이다. 이 경우에, 트래픽 채널 전력의 조절은 전송기가 그 파일럿 레벨에 비례하는 트래픽 전송 레벨을 설정한다는 것을 의미한다. 이것은 또한 모든 전송기에서 파일럿에 대한 동일한 트래픽을 달성한다. 전송 전력 레벨 조절의 또다른 예는 각각의 전송로부터 수신기로의 신호대잡음비 또는 SNR을기초로, 목표로 한 전송 전력 레벨 패턴이 존재하는 시스템이다. 전송기 1의 파일럿 SNR이 전송기 2의 파일럿 SNR의 2배인 경우에, 전송기 1로부터의 트래픽 전송 레벨은 전송기 2의 트래픽 전송 레벨의 2배여야 한다. 이 전송 레벨 패턴은 전체 전송 레벨이 피드백 명령에 따라 변화함에 따라 모든 전송기에 의해 추적될 수 있다. 본 발명은 소프트 핸드오프에서 전송 전력을 조절하는데 사용될 수 있는 일련의 방법들을 제안한다.
제1 실시예에서, 전송기들은 통신 링크를 통해 별개의 제어 유닛에 연결된다. 이 제어 유닛은 각각의 기지국으로부터 수신된 전력 제어 명령과 선택적으로 각각의 기지국으로부터의 각 명령어에 대한 품질 표시값(quality indicator)을 수신한다. 제어 유닛은 발생할 확률이 가장 높은 명령어 스트림을 유도하여 기지국으로 송신한다. 기지국은 전송 레벨을 결정하기 위해, 상기 명령어 스트림을 사용하고 있던 전송 전력 레벨에 오버라이드(override)하거나 프로세싱 또는 릴레이 하는 동안 기지국이 수신한 피드백 명령어와 함께 사용한다.
제2 실시예에서, 제어 유닛은 주기적으로 한 주기의 최종 또는 평균 전송 레벨 및 각 전송기로부터 한 주기 동안의 피드백에 대한 총 품질 측정치(quality measurement)를 수신한다. 제어 유닛은 조절된 전력 레벨을 결정하고 조절된 전력 레벨을 나타내는 메시지를 상기 전송기로 전송한다.
제3 실시예에서, 전송기는 전송 전력을 나타내는 메시지를 수신기로 송신한다. 제어 유닛은 현재의 전송 전력을 기초로 조절된 전송 전력을 결정한다. 예를 들어, 목표된 전송 전력 레벨 패턴이 파일럿 비율에 대해 모두 동일한 트래픽을 갖는 경우에 제어 유닛은 모든 전송기에 파일럿 비율에 대한 전송 트래픽의 평균값을 알려줄 수 있다. 전송기는 제어 유닛으로부터 수신한 것과 그에 대응하는 때에 실제로 사용된 것 사이의 오차에 의해 현재 전송 레벨을 교정한다.
제4 실시예에서, 전송기는 제어 유닛에 이동국으로의 전송 전력을 나타내는 메시지를 송신한다. 제어 유닛은 현재 전송 전력을 기초로 조절된 전송 전력을 결정한다. 교정은 전송 레벨이 목표된 패턴으로부터 특정 임계값을 넘어서 이탈할 때에만 행해진다. 이 임계값은 백홀(backhaul) 로딩을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 교정은 전체 조정값이 폐쇄 루프 및 외부 루프 동작에 대한 영향을 감소시키는데 요구되는 것보다 더 적을 수 있다. 예를 들어, 목표된 조절 패턴이 파일럿 비율에 대한 동일한 트래픽에서 전송하도록 한다고 가정하면, 최고 및 최저 전송 레벨 사이의 차이가 X dB 보다 적은 경우에, 제어 유닛은 상기 전송기에 아무런 교정값도 송신하지 않는다(또는, 개개의 교정값 또는 공통적인 목표 레벨을 송신하지만, 필요한 교정값이 Y dB보다 적은 경우에는 교정하지 않는다). X dB과 같거나 더 큰 차가 존재하는 경우에는, 제어 유닛은 파일럿 비율에 대한 평균 전송 트래픽을 계산하고 그것을 전송기로 보낸다. 전송기는 필요한 교정값을 계산하고 그것을 적용한다. 택일적으로, 제어 유닛은 모든 전송기에 대한 교정량을 계산하고 그것을 개별적으로 교정값들이 적용되는 전송기로 송신한다. 교정값은 모든 전송기들을 합치는데 필요한 고정된 퍼센트율일 수 있다. 또는, 교정값은 고정된 스텝, 예컨대 Z dB 이거나, 모든 전송기들을 조절하는데 필요한 것에 상관없이 필요한 스텝의 고정된 비율, 예컨대 W%일 수 있다. 게다가, 이 교정값은 시간에 대해 단계적으로 적용될수 있다. 완전한 목표 교정값은 제어 유닛으로부터 다음 교정값이 수신되기 바로 전에 달성된다.
이전 2개의 실시예와 유사한 제5 실시예에서, 교정값은 각 전송기에서 피드백의 품질 표시값로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 품질 표시값은 역방향 링크 파일럿의 세기 또는 각각의 전송기에서 고정되어 있는 시간의 양에 따라 달라질 수 있다. 품질 표시값은 또한 전송기에서의 역방향 프레임 지우기에 기초할 수 있다. 품질 표시값은 또한 수신기에서의 각 전송기에 대한 신호대 잡음비 및 간섭비(주어진 BTS 상에 고정된 모든 핑거들에 대한 Ec_pilot/Nt의 합)에 따라 다를 수 있다. 즉, 제어 유닛이 전송기로부터의 전송 레벨을 조사할 때는, 더 나은 피드백 품질을 갖는 전송기 및 수신기에서 신호가 더 강한 전송기들에 의해 사용되는 전송 레벨 또는 파일럿 비율에 대한 트래픽이 강조되어야 한다. 위와 같은 과정은 수신기에서의 순방향 링크 및 역방향 링크가 보통 긍정적이고, 명확한 피드백은 수신기에서의 강한 순방향 링크를 표시하기 때문에, 위의 과정은 올바른 전송 레벨을 향상시키게 된다. 그러므로, 더나은 피드백 품질을 갖는 전송기에서의 전송 레벨이 최소로 변형되는 경우에, 수신기에서 수신된 전체 Eb/Nt에 대한 영향은 더 적을 것이고 폐루프 및 외부 루프 상의 영향은 최소화될 것이다.
제6 실시예에서, 전송기 및/또는 제어 유닛은 수신된 피드백 세기 및 전송 레벨 조정의 양 사이에 소프트 매핑을 적용한다. 즉, 조정값에 있어서의 스텝 크기는 피드백 명령 신호대 잡음비의 값에 의존하는 실수이다. 임계값은 피드백의 신호대 잡음비가 매우 낮아서 전력 제어 스텝 크기가 0이 되도록 설정될 수 있다. 추가적으로, 전송기에서의 피드백 수신기가 고정되지 않고 아무런 피드백 SNR도 측정될 수 없는 경우에는, 전송 레벨에 대한 대응하는 조정값이 없을 것이다. 제어 유닛이 전송기에서의 피드백 명령의 품질에 접근하는 경우에, 제어 유닛은 가장 발생할 확률이 높은 명령어 또는 가장 최근의 피드백 품질(제2 실시예에 대한)을 기초로 가장 발생할 확률이 높은 전송 레벨 또는 파일럿 비율에 대한 트래픽을 결정하기 위해 동일한 소프트 매핑을 사용한다.
본 발명의 특징, 목적 및 장점들은 아래의 도면과 함께 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 문자는 동일한 구성요소를 가리킨다.
1. 서론
도 1은 기지국(4) 및 기지국(6) 사이에서 소프트 핸드오프 중인 이동국(8)을 설명한다. 소프트 핸드오프에서, 기지국(4) 및 기지국(6)은 이동국(8)으로 동일한 정보를 전달한다. 경로 다이버서티(diversity)는 전송된 신호의 개선된 평가치를 제공하고 콜(call)이 드롭(drop)될 가능성을 감소시킨다. 소프트 핸드오프를 수행하기 위한 예시는 앞서 언급된 미국 특허 번호 제 5,101,501호에 설명되어 있다.
본 발명의 실시예에서, 기지국의 전송 전력을 조절하는 것은 파일럿 채널 에너지에 대한 트래픽 채널 에너지가 기지국(4 및 6)에서 동일하도록 보장 하는 것에 상당한다. 대부분의 경우에, 기지국이 동일한 에너지의 파일럿 에너지를 전송하여, 트래픽 채널 에너지를 조절하는 것은 2개의 기지국으로부터 이동국(8)까지의 트래픽 채널 전송 전력이 동일하도록 설정하는 것과 동일하게 된다. 본 발명은 두개의 기지국의 전송 전력 사이의 관계가 조절 과정에서 미리 알려지기만 한다면 다른 전력 조절의 경우에도 동등하게 적용될 수 있다. 이것은 전력 관계가 정적일 것을 요구하지 않는다.
기지국(4 및 6)에서 이동국(8)으로의 순방향 링크 상에서 신호가 전송된다. 기지국(4)에서, 이동국(8)으로 전송될 정보가 기지국 제어기(2)에서 백홀 트랜시버(18)로 제공된다. 정보는 정보를 변조 및 업컨버트하여 안테나(22)를 통해 결과적인 신호를 전송하는 전송 시스템(20)으로 제공된다. 마찬가지로, 기지국(6)에서, 이동국(8)으로 전송될 정보는 기지국 제어기(2)에서 백홀 트랜시버(30)로 제공된다. 정보는 정보를 변조 및 업컨버트하고 결과적인 신호를 안테나(34)를 통해 전송하는 전송 시스템(32)에 제공된다.
도 2는 전송 서브 시스템(20) 및 전송 서브 시스템(32)의 실시예를 설명한다. 상기 실시예에서, 순방향 링크 신호는 다수의 별개로 이득 조정된 트래픽 신호 및 파일럿 채널로 구성된다. 파일럿 채널은 트래픽 채널의 간섭성 복조를 가능케하고 시스템 포착을 촉진시키기 위해 제공된다. 무선 통신 시스템에서 파일럿 채널의 사용은 위에 언급된 미국 특허 번호 제 5,103,459호에 상세히 설명되어 있다.
소정의 파일럿 심볼 집합이 파일럿 변조기(100)에 제공된다. 한 실시예에서, 신호는 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying;직교 위산 편이 변조) 변조된 신호이며, 따라서, 변조된 신호는 동위상(I) 성분 및 위상 불일치(Q) 성분을 포함한다. 변조된 심볼은 채널 이득 엘리먼트(102)에 제공된다. 채널 이득 엘리먼트(102)는 트래픽 채널에 상대적인 파일럿 채널의 크기를 조정한다. 변조된 스트림의 동위상 성분은 동위상 채널 합산기(110)에 제공되고 변조된 스트림의 위상 불일치 성분은 Q 채널 합산기(112)에 제공된다.
사용자 특정 트래픽 데이터는 트래픽 변조기 뱅크(104)에 제공된다. 백홀 트랜시버(18 및 30)는 트래픽 데이터를 적절한 트래픽 변조기(106a-106N)로 라우팅한다. 데이터는 적합한 이동국이 정보를 수신하는 방식으로 변조된다. 실시예에서, 트래픽 데이터는 코드 분할 멀티플렉싱(CDM) 변조 포맷에 따라 변조된다.
도 3은 CDM 변조기(106a-106N)를 더 상세히 설명한다. 전송될 정보 패킷이 CRC 및 테일(tail) 비트 발생기(200)에 제공된다. 패리티 비트의 집합 및 소정의테일 비트 집합이 발생되어 프레임에 부가된다. 프레임은 인코더(202)에 제공된다. 인코더(202)는 패킷 상의 순방향 에러 교정 코딩을 제공한다. 한 실시예에서, 인코더(202)는 그 설계 방법이 이 기술 분야에 공지된 통상적인 인코더이다. 택일적으로, 인코더(202)는 그 설계 방법이 또한 이 기술 분야에 공지된 터보 인코더이다.
인코딩된 심볼들은 인코더(202)에서 인터리버(204)로 제공된다. 인터리버(204)는 소정의 인터리빙 포맷에 따라 인코딩된 심볼들을 재정리한다. 재정리된 심볼들은 QPSK 매퍼(206)에 제공되고, QPSK 매퍼(206)는 2개의 비트를 I 및 Q 채널 성분으로 구성된 4 포인트 I-Q 형태로 매핑한다. I 및 Q 채널 성분은 각각 직교 커버링 엘리먼트(orthogonal covering elements;210 및 212)에 제공된다. 이 실시예에서, I 및 Q 성분들은 "가변 데이터 레이트 시스템에서 직교 확산 스펙트럼 발생을 위한 시스템 및 방법"이라는 표제가 붙은 미국 특허번호 제 5,751,761호에 설명된 가변 길이 직교 확산 함수와 같은 월쉬 시퀀스(Walsh sequences) 또는 그것의 미분값을 사용하여 제공된다. 위의 특허는 본 발명의 출원인에게 양도되어 있고, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화되었다. 직교 시퀀스는 월쉬 발생기(208)에서 발생되고 직교 커버링 엘리먼트(210 및 212)에 제공된다. 이 실시예에서, 직교 커버링 엘리먼트(210 및 212)는 XOR 게이트이다. 이 실시예에서, 직교 확산(orthogonal spreading)이 채널화를 위해 사용된다. 따라서, 각 사용자는 유일한 직교 시퀀스에 의해 확산된 데이터를 수신한다.
채널화된 데이터는 PN 확산 엘리먼트(214)에 제공된다. 이 실시예에서, 복합 PN 확산이 채널화된 데이터 상에서 수행된다. 복합 PN 확산은 2개의 별개의 PN 확산 시퀀스(PNI 및 PNQ)를 사용하여 수행되어, 다음과 같은 형태의 2개의 결과적인 시퀀스(I' 및 Q')를 제공한다.
I' = PNI I + PNQ Q (1)
Q' = PNI I - PNQ Q (2)
여기서, I 및 Q는 PN 확산 엘리먼트(214)로 향하는 채널화된 정보 시퀀스이다. 도 2를 보면, 각각의 변조기(106a-106N)로부터의 트래픽 변조된 데이터는 대응하는 채널 이득 엘리먼트(108a-108N)에 제공된다. 채널 이득 엘리먼트는 개별적으로 기지국에 의해 서비스되고 있는 각각의 이동국으로의 전송을 제어한다. 채널 이득 엘리먼트(108a-108N)의 각각은 기지국에서 제어 프로세서(24 또는 36)로부터 신호를 수신하여 그것에 따라 변조된 신호의 이득을 조정한다.
변조된 신호의 이득 조정된 I-성분은 I 채널 합산 엘리먼트(110)에 제공되고, 이 합산기는 모든 변조된 신호의 I 성분을 합산하여 합산된 신호를 동위상 업컨버터(114)에 제공한다. 변조된 신호의 이득 조정된 Q 성분은 I 채널 합산 엘리먼트(112)에 제공되고, 이 합산기는 모든 변조된 신호들의 I 성분을 합산하여 합산된 신호를 동위상 업컨버터(116)에 제공한다.
도 4는 수신 서브시스템(46) 및 제어 프로세서(48)의 실시예를 설명한다. 신호는 수신기(RCVR;302)에 제공된다. 수신기(302)는 수신된 신호를 다운컨버팅, 필터링 및 증폭하고 수신된 신호를 PN 역확산기(despreader;304)에 제공한다. PN 역확산기(304)는 PN 발생기(216)에 의해 발생된 동일한 PN 코드의 지역적인 복사품집합을 발생시키므로써 수신된 신호를 역확산시킨다. 수신된 신호에는 PN 역확산 시퀀스가 곱해지고 기술 분야에 공지된 기술이며 앞서 언급한 미국 출원번호 08/886,064호에 상세히 설명된 방법에 의해 일체화 된다. PN 역확산된 신호의 I 및 Q 성분은 제어 프로세서(48), 파일럿 필터(314) 및 월쉬 역확산기(306)에 제공된다. 실시예에서, 파일럿 필터(314)는 수신된 파일럿 신호로부터의 노이즈를 제거하기 위해 제공되는 저대역 통과 필터이다. 월쉬 역확산기(306)는 이동국(8)으로의 충실한 전송을 위해 할당된 직교 채널 시퀀스에 따라 트래픽 채널 데이터를 개봉한다. 월쉬 역확산기(306)는 PN 역확산된 시퀀스에 직교 코드를 곱하고 월쉬 심볼 길이에 대한 결과를 적분하며, 이 실시예에서 월쉬 심볼의 길이는 128 월쉬 칩이다.
월쉬 역확산기에 의해 개봉된 데이터는 내적 회로(308)에 제공된다. 내적 회로(308)는 수신된 파일럿 채널 및 수신된 월쉬에 의해 역확산된 데이터 간의 내적을 계산한다. 이것은 전파 경로를 통한 전송 동안 발생하는 데이터에서 위상 에러를 제거한다. 내적 회로(308)의 구현예는 위에 언급된 미국 특허번호 제 5,506,865호에 상세히 설명되어 있다.
내적 회로(308)에서의 결과는 제어 프로세서(48) 및 역인터리버(310)에 제공된다. 역인터리버(310)는 소정의 역인터리브된 포맷에 따라 복조된 신호를 재정렬하고 그 결과를 디코더(312)에 제공한다. 디코더(312)는 수신된 데이터를 디코딩하여 수신된 데이터 상의 순방향 에러 교정값을 제공한다.
제어 프로세서(48)는 기지국(4 및 6)으로부터 수신된 신호가 충분한지를 결정한다. PN 역확산기에 의해 역확산되어 파일럿 편차 엘리먼트(316)에 제공된 데이터는 수신된 신호 상의 노이즈의 평가치를 계산한다. 이 실시예에서, 수신된 신호 상의 노이즈는 수신된 파일럿 신호에서의 편차를 계산하므로써 평가된다. 이 편차는 신호 상의 노이즈에 의한 것이고 Eb/N0 계산기(320)에 제공된다. 내적 회로(308)으로부터의 신호는 적분기(318)에 제공된다. 이 실시예에서, 수신된 신호의 비트 에너지는 전력 제어 그룹 기간에 대한 수신된 트래픽 신호를 적분하므로써 계산된다. 상기 적분 과정의 결과는 표준화되어 Eb/N0 계산기(320)에 제공된다.
Eb/N0 계산기(320)는 적분기(318)에서 계산된 비트 에너지를 파일럿 편차 엘리먼트(316)에서 계산된 노이즈 에너지로 나누고, 그 결과를 임계값 비교기(322)에 제공한다. 이 실시예에서, 상기 계산된 Eb/N0 값은 공칭 임계값과 비교되고 제어 프로세서(48)에서 전송 서브시스템(50)으로의 신호 비트 출력으로 제공된다.
도 5는 전송 서브시스템(50)의 실시예를 설명한다. 이 실시예에서, 이동국(8)은 4개의 정보 채널을 전송하고, 상기 4개의 정보 채널은 조합된 전력 제어 및 파일럿 채널, 제어 채널, 보충 채널 및 기본 채널로 구성된다. 각 채널은 짧은 직교 시퀀스 집합을 사용하는 확산에 의해 다른 채널들과 구별된다. 이것은 미국 출원 번호 제 08/886,604호에 상세히 설명되어 있다.
전력 제어 명령 및 파일럿 심볼은 멀티플렉서(MUX;400)에 제공된다. 이 실시예에서, 전력 제어 명령은 초당 800 비트의 속도로 멀티플렉서(400)에 제공된다. 멀티플렉서(400)는 파일럿 심볼과 전력 제어 명령을 조합하고 상기 조합된 데이터를 채널화 엘리먼트(402)에 제공한다. 채널화 엘리먼트(402)는 짧은 직교시퀀스(W0)를 사용하여 데이터를 처리한다. 월쉬에 의해 처리된 시퀀스는 합산기(404)에 제공된다.
제어 채널은 이동국(8)에서 다시 기지국(4 및 6)으로 제어 메시지를 송신하기 위한 수단을 제공한다. 제어 메시지는 채널화 엘리먼트(406)에 제공된다. 채널화 엘리먼트(402)는 짧은 직교 시퀀스(W1)를 사용하여 데이터를 처리한다. 월쉬에 의해 처리된 시퀀스는 파일럿 채널의 이득에 상대적인 제어 채널의 이득을 조정하는 이득 엘리먼트(408)에 제공된다. 이득 조정된 제어 채널 신호는 합산기(404)의 제2 입력으로 제공된다.
보충 채널은 이동국(8)에서 기지국(4 및 6)으로 기본 채널의 용량을 초과하여 정보를 전송하기 위한 방법을 제공한다. 보충 채널은 채널화 엘리먼트(418)에 제공된다. 채널화 엘리먼트(418)는 짧은 직교 시퀀스(W2)를 사용하여 데이터를 처리한다. 월쉬에 의해 처리된 시퀀스는 파일럿 채널의 이득에 상대적인 제어 채널의 이득을 조정하는 이득 엘리먼트(420)에 제공된다. 이득 조정된 채널 신호는 합산기(422)의 제1 입력으로 제공된다. 기본 채널은 이동국(8)에서 기지국(4 및 6)으로 주된 정보를 전송하기 위한 방법을 제공한다. 기본 채널 데이터는 채널화 엘리먼트(424)에 제공된다. 채널화 엘리먼트(424)는 짧은 직교 시퀀스(W2)를 사용하여 데이터를 처리한다. 월쉬 처리된 시퀀스는 파일럿 채널의 이득에 상대적으로 제어 채널의 이득을 조정하는 이득 엘리먼트(426)에 제공된다. 이득 조정된 제어 채널 신호는 합산기(422)의 제2 입력으로 제공된다.
합산기(404 및 422)에서 합산된 신호는 I 및 Q 신호로 복합 PN 확산기(410)에 제공된다. 복합 PN 확산기(410)는 위 식(1)및(2)에 설명된 바와 같은 2개의 PN 시퀀스 PNI및 PNQ에 따라 입력 시퀀스를 확산시킨다. 복합 PN 확산 시퀀스(I' 및 Q')는 베이스밴드 필터(412 및 428)에 제공된다. 베이스밴드 필터(412 및 428)는 시퀀스를 필터링하고 필터링된 결과를 QPSK 변조 포맷에 따라 신호들을 업컨버팅하는 업컨버터(414 및 430)에 제공한다. 동위상 및 위상 불일치 성분은 합산 엘리먼트(416)에 제공된다. 합산기(416)에서 합산된 신호는 전송을 위해 신호를 증폭하는 RF 증폭기(432)에 제공된다.
도 1로 돌아가서, 증폭된 신호는 안테나(42)를 통한 전송을 위해 듀플렉서(44)를 통해 제공된다. 기지국(4)에서, 이동국(8)에 의해 전송된 신호는 안테나(28)에서 수신되어 수신 서브시스템(26)에 제공되고, 이 서브시스템은 수신된 신호를 다운컨버팅 및 복조한다. 마찬가지로, 기지국(6)에서, 이동국(8)에 의해 전송된 신호는 안테나(40)에서 수신되고 수신 서브시스템(38)에 제공되어, 수신된 신호를 다운컨버팅 및 복조한다.
도 6은 수신 서브시스템(26 및 38)을 설명한다. 도 6은 이동국(8)으로부터 수신된 4개의 직교 채널 중 하나의 복조만을 나타내도록 간략화되어 있다. 수신된 신호는 수신기(500)에 제공되고, 수신기(500)는 QPSK 복조 포맷에 따라 수신된 신호를 다운컨버팅, 필터링 및 증폭하고, 수신된 I 및 Q 성분을 복합 역확산 엘리먼트(542)에 제공한다. 복합 역확산 엘리먼트(542)는 2개의 지역적으로 발생된 PN 시퀀스 PNI및 PNQ에 따라 수신된 신호를 역확산 시킨다.
PN 역확산기(542)내에서, I 채널 성분은 곱셈기(502 및 508)에 제공된다. 곱셈기(502)는 수신된 신호의 I 성분에 PNI를 곱하고, 그 결과를 합산기(510)의 입력으로 제공한다. 곱셈기(508)는 수신된 신호의 I 성분에 PNQ를 곱하고 그 결과를 합산기(512)의 감산 입력에 제공한다. Q 채널 성분은 곱셈기(504 및 506)에 제공된다. 곱셈기(504)는 수신된 신호의 Q 성분에 PNI를 곱하고 그 결과를 합산기(510)의 합산 입력으로 제공한다. 곱셈기(506)는 수신된 신호의 Q 성분에 PNQ를 곱하고 그 결과를 합산기(512)의 합산 입력으로 제공한다.
합산기(510)로부터의 결과적인 시퀀스는 채널 역확산기(514) 및 축적기(518)에 제공된다. 채널 역확산기(514)에서, 채널화를 제거하기 위해 시퀀스에 짧은 월쉬 시퀀스를 곱한다. 결과적인 곱셈 시퀀스는 월쉬 시퀀스 인터벌 상에 곱셈 시퀀스를 축적하고 그 결과를 내적 엘리먼트(530 및 536)에 제공하는 축적기(522)에 제공된다.
합산기(512)로부터의 결과적인 시퀀스는 채널 역확산기(516) 및 축적기(520)에 제공된다. 채널 역확산기(516)에서는, 채널화를 제거하기 위해 짧은 월쉬 시퀀스가 곱해진다. 결과적인 곱셈 시퀀스는 짧은 월쉬 시퀀스 인터벌 상에 곱셈 시퀀스를 축적하고 그 결과는 내적 엘리먼트(532 및 534)에 제공하는 축적기(524)에 제공된다.
축적기(518)에서는, PN에 의해 역확산된 I 성분은 짧은 월쉬 시퀀스 인터벌 에서 대해 그 결과는 파일럿 필터(526)에 제공된다. 파일럿 필터(526)는 파일럿 신호 상의 노이즈를 감소시키고 그 결과를 곱셈기(530 및 532)의 제2 입력에 제공하는 저대역 통과 필터이다. 마찬가지로, 축적기(520)에서, Pn 역확산된 시퀀스는 짧은 월쉬 시퀀스 인터벌에 대해 합산되고 그 결과는 파일럿 필터(528)에 제공된다. 파일럿 필터(528)는 파일럿 신호 상의 노이즈를 감소시키고 그 결과를 곱셈기(534 및 536)의 제2 입력에 제공하는 저대역 통과 필터이다.
곱셈기(530)로부터의 곱셈 시퀀스는 합산기(538)의 제1 합산 입력에 제공된다. 곱셈기(534)로부터의 곱셈 시퀀스는 합산기(538)의 제2 합산 입력에 제공된다. 합산기(538)로부터의 결과는 소프트 결정 데이터로서의 출력이다. 곱셈기(532)로부터의 곱셈 시퀀스는 합산기(540)의 제1 합산 입력에 제공된다. 곱셈기(536)로부터의 곱셈 시퀀스는 합산기(540)의 감산 입력에 제공되고, 합산기(538)로부터의 결과적인 차는 소프트 결정 데이터로서의 출력이다.
또한, 파일럿 필터(526 및 528)의 출력은 디멀티플렉서(544)에 제공된다. 디멀티플렉서(544)는 조합된 파일럿 및 전력 제어 비트 채널로부터 전력 제어 비트의 평가치를 제거한다.
II. 전력 제어 명령 피드백을 기초로 한 집중(centralized) 전력 제어
전송 전력 레벨을 조절하기 위한 제1 실시예에 있어서, 기지국(4 및 6)은 기지국 제어기(2)에 의해 제어된다. 이 제1 실시예에서, 기지국(4)은 이동국(8)으로부터 전력 제어 명령을 수신하고 이 전력 제어 명령을 백홀 트랜시버(18)에 제공한다. 백홀 트랜시버(18)는 전력 제어 명령 및 품질 표시값을 기지국 제어기(2)에 전송한다. 기지국 제어기(2)는 유선, 광섬유 또는 무선으로 기지국(4 및 6))에 연결된다.
기지국 제어기(2)는 기지국 제어기 수신기(BSC RCVR;10)에서 기지국(4) 및 기지국(6)으로부터 전력 제어 명령을 수신한다. 전력 제어 명령은 전력 제어 프로세서(12)에 제공된다. 전력 제어 프로세서는 다수의 가능한 방법으로 올바른 전력 제어 명령을 결정한다. 가능한 방법으로는 다수 투표(한 전송기에 더 높은 가중치를 주므로써 연결이 끊어질 수 있는 곳), 우세한 전송기(전송기의 명령이 항상 사용되는 곳), 평균 또는 가중된 평균(수신기에서 각 전송기의 신호에 대한 단기 또는 장기 SNR에 의해 결정된 정적 또는 동적 가중치의 집합을 기초로)이 있다. 평균 또는 가중된 평균이 사용되는 경우에는, 결과적인 명령은 도 7의 한 방법에 의해 실제적인 조정값으로 매핑될 수 있다. 전력 제어 프로세서(12)는 명령어를 패킷화기(14)에 제공한다. 패킷화기(14)는 전력 제어 명령을 외부로 나가는 명령으로 통합하고 그 패킷을 라우터(16)에 제공한다. 라우터(16)는 전력 제어 명령을 기지국(4) 및 기지국(6)으로 라우팅한다.
기지국(4)에서, 전력 제어 명령은 백홀 트랜시버(18)에 의해 수신된다. 백홀 트랜시버(18)는 전력 제어 명령을 제어 프로세서(24)에 제공한다. 제어 프로세서(24)는 트래픽 신호를 이동국(8)으로 전송하는 전송기의 전송 전력을 조정하기 위한 명령을 발생시키고, 그 명령을 전송 서브시스템(20)에 제공한다. 이 명령은 기지국 제어기(2)에 의해 전송된 것의 직접적인 응용이거나, 또는 기지국 제어기(2)에 의해 전송된 것으로부터의 매핑이 공통 명령을 제공하는 경우에는 도 7에 유사한 매핑일 수도 있다. 마찬가지로, 기지국(6)에서, 전력 제어 명령은 백홀 트랜시버(30)에 의해 수신된다. 백홀 트랜시버(30)는 전력 제어 명령을 제어 프로세서(36)에 제공한다. 제어 프로세서(36)는 트래픽 신호를 이동국(8)에 전송하는 전송기의 전송 전력을 조정하기 위한 명령을 발생시키고 그 명령을 전송 서브시스템(32)에 제공한다. 기지국 제어기(2)로부터의 전력 제어 명령을 제공하므로써, 기지국(4) 및 기지국(6)에 의해 수행된 전력 제어 명령은 전송 전력을 목표된 패턴을 따라 조절된 2개의 기지국으로부터 보호할 동일한 명령이 될 것이다.
본 발명의 제1 실시예의 변형된 버젼(version)에 있어서, 기지국(4 및 6)은 역방향 링크의 품질 표시값을 기지국 제어기(2)로 다시 전송한다. 품질 표시값은 역방향 링크 SNR, 신호 전력, 역방향 프레임 삭제, 역방향으로 재인코딩된 심볼 에러율 또는 역방향 터보 디코더에 의해 다수의 반복 중 한개 또는 여러 개일 수 있다. 품질 표시값은 피드백 명령으로부터 서로 다른 레이트로 전송될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 16 피드백 명령의 모든 프레임에 대해 기지국에서 기지국 제어기(2)로 전송된 단 하나의 다중-비트 SNR 값만 존재할 수 있다. 전력 제어 프로세서(12)는 다수의 서로 다른 방법으로 정확한 전력 제어 명령을 결정하는데 있어서 역방향 링크 품질 측정치를 사용한다. 전력 제어 프로세서(12)는 적절한 명령으로서 최상의 품질 표시값에 해당하는 명령을 선택하거나, 모든 최상의 품질 표시값에 대응하는 다중 명령들의 평균을 선택하거나 또는 명령의 품질-표시값 가중된 평균을 사용할 수 있다. 전력 제어 프로세서(12)는 실제적인 전력 제어 조정 스텝을 결정하기 위해 도 7에서 하드 또는 소프트 매핑 중 하나를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기지국(4)이 기지국(4)으로부터는 "업(up)" 명령을 수신하고 기지국(6)으로부터는 "다운(down)" 명령을 수신한 경우에는 어떤 명령을 전송할 것인가에 대한 충돌이 있을 것이다. 이 경우에 전력 제어 프로세서(12)는 더 강한 역방향 링크 신호를 수신하는 기지국으로부터 제공된 전력 제어 명령을 선택한다. 다중 전송기가 동일한 최고값을 갖는 품질 표시값을 갖는 경우에, 전력 제어 프로세서(12)는 대응하는 명령의 평균값을 사용한다.
제1 실시예의 제2 변형 버젼에서, 전력 제어 명령을 수신하는 기지국은 수신한 명령을 기초로 동작하고, 이어서 전력 제어 명령을 수신할때 에러를 일으켰을 경우에는 기지국 제어기(2)로부터 전력 제어 명령을 수신한 후에 그 전력을 조정한다. 예컨대, 기지국(4)이 이동국(8)으로부터 역방향 링크 프레임 데이터를 수신하여 에러가 있는 "업(up)" 명령을 검출한 경우에, 전력을 높이기 위해 상기 "업" 명령이 수신 서브시스템(26)에서 명령을 전송 서브시스템(20)으로 전송하는 제어 프로세서(24)로 제공된다.
또한, 기지국(4)은 전력 제어 명령을 백홀 트랜시버(18)에 제공하고, 백홀 트랜시버(18)는 이 명령을 기지국 제어기(2)로 중계한다. 기지국 제어기(2)에서, 전력 제어 프로세서(12)는 전력 제어 명령이 "다운"명령인지를 판단한다. 다운 명령은 패킷화기(14) 및 라우터(16)를 통해 제공되고 기지국(4 및 6)으로 전송된다. 기지국(4)에서, 제어 프로세서(24)는 전송 서브시스템(20)으로 보낸 명령에 에러가 있는지를 결정한다. 이 결정에 따라, 제어 프로세서(24)는 전력이 올바르게 수신된전력 제어 명령에 일치하는 레벨까지 이동국으로의 신호의 전송 전력을 감소시키기 위해 전송 서브시스템(20)으로 명령을 발한다.
III. 감소된 전력 제어 명령 피드백을 기초로한 집중(centralized) 전력 제어
본 발명의 제2 실시예에서, 기지국 제어기(2)는 각 기지국으로부터 주기적으로 최종 전송 레벨 및 총 품질 측정치를 수신한다. 예를 들어, 기지국 제어기(2)가 매 20 ms 마다 집중 전력 제어를 제공할 것을 요구받았다고 가정하자. 이 실시예에서, 초당 800개의 제어 명령이 이동국(2)으로부터 전송된다. 따라서, 기지국 제어기(2)가 전송 전력을 바꾸기 위해 간섭할 때마다 기지국(4 및 6)에 의해 16개의 명령들이 수신 및 수행된다.
기지국(4)에서, 이동국(8)으로부터 전력 제어 명령이 수신된다. 이 전력 제어 명령은 제어 프로세서(24)에 제공된다. 제어 프로세서는 전력 조정 명령을 발생시키고 그 명령을 전송 서브시스템(20)에 제공한다. 이 조정 명령은 도 7의 하드 또는 소프트 매핑 중 하나에 의해 발생될 수 있다. 제어 프로세서(24)로부터의 전력 조정 명령에 따라, 전송 서브시스템(20)은 이동국(8)으로의 전송 전력을 올리고, 내리거나 또는 그 상태를 유지한다. 또한, 제어 프로세서(24)는 전력 제어 정보를 기지국 제어기(2)로 마지막으로 보낸 이후에는 역방향 링크 피드백 채널의 품질을 나타내는 실행 메트릭을 발생시킨다. 품질 표시값은 역방향 링크 SNR, 신호 전력, 역방향 프레임 삭제, 역방향 링크 재인코딩된 심볼 에러율 또는 역방향 터보 리코더에 의한 수회의 반복 중 하나 또는 여러 개일 수 있다는 것이 주목된다. 소정의 시간 인터벌의 끝에서, 제어 프로세서(24)는 축적된 역방향 링크 품질 메트릭및 이동국(2)으로의 현재 전송 전력을 포함하는 전력 제어 메시지를 발생시킨다. 이 메시지는 백홀 트랜시버(18)에 제공되고 기지국 제어기(2)로 전송된다.
마찬가지로, 기지국(6)에서, 이동국(8)으로부터의 전력 제어 명령이 수신된다. 전력 제어 명령은 제어 프로세서(36)에 제공된다. 제어 프로세서(36)는 전력 조정 명령을 발생시키고 그 명령을 전송 서브시스템(32)에 제공한다. 제어 프로세서(36)로부터의 전력 조정 명령에 따라, 전송 서브시스템(32)은 이동국(8)으로의 전송 전력을 높이거나 낮춘다. 또한, 제어 프로세서(36)는 마지막으로 전력 제어정보를 기지국 제어기(2)로 돌려 보낸 이후에 역방향 링크 피드백 채널의 품질을 나타내는 실행 메트릭을 발생시킨다. 소정의 시간 인터벌의 끝에서, 제어 프로세서(36)는 축적된 역방향 링크 품질 메트릭 및 이동국(2)으로의 현재 전송 전력을 포함하는 전력 제어 메시지를 발생시킨다. 이 메시지는 백홀 트랜시버(30)로 제공되어 기지국 제어기(2)로 전송된다.
기지국 제어기(2)는 기지국 제어기 수신기(BSC RCVR)에서 기지국(4) 및 기지국(6)으로부터 전력 제어 메시지를 수신한다. 전력 제어 명령은 전력 제어 프로세서(12)에 제공된다. 전력 제어 프로세서(12)는 기지국(4) 및 기지국(6)에 대한 적절한 전송 전력을 결정하고 이 전송 전력 레벨을 패킷화기(14)에 제공한다. 적절한 전송 레벨의 전력 제어 프로세서 결정은 다수의 서로 다른 방법에 의해 달성될 수 있다. 상기 결정시에 적절한 명령으로서, 최상의 표시값 값에 대응하는 명령을 선택할 수도 있고 전부 최상의 표시값 값에 대응하는 다중 명령의 평균을 선택할 수도 있으며 명령의 품질-표시값 가중된 평균을 사용할 수도 있다. 상기 결정시에 실제 전력 제어 조정 스텝을 결정하기 위해 도 7의 하드 또는 소프트 매핑을 사용할 수도 있다. 패킷화기(14)는 전력 제어 명령을 외부로 나가는 명령으로 통합하고 그 패킷을 라우터(16)에 제공한다. 라우터(16)는 전력 제어 명령을 기지국(4) 및 기지국(6)으로 라우팅한다.
기지국(4)에서, 전력 제어 명령은 백홀 트랜시버(18)에 의해 수신된다. 백홀 트랜시버(18)는 전력 제어 명령을 제어 프로세서(24)에 제공한다. 제어 프로세서(24)는 이동국(8)에 트래픽 신호를 전송하는 전송기의 전송 전력을 조정하기 위한 명령을 발생시키고 그 명령을 전송 서브시스템(20)에 제공한다. 이 조정값은 제어 프로세서(2)로부터의 적절한 레벨 및 동시에 전송 서브시스템(20)에 의해 실제로 사용되는 레벨 사이의 차이이다. 마찬가지로, 기지국(6)에서, 전력 제어 명령은 백홀 트랜시버(30)에 의해 수신된다. 백홀 트랜시버(30)는 전력 제어 명령을 제어 프로세서(36)에 제공한다. 제어 프로세서(36)는 이동국(8)으로의 트래픽 신호를 전송하는 전송기의 전송 전력을 조정하기 위한 명령을 발생시키고 그 명령을 전송 서브시스템(32)에 제공한다.
IV. 기지국 전송 전력 및 이탈 임계값을 기초로한 집중 전력 제어
본 발명의 제4 실시예에서, 기지국 제어기(2)는 기지국(4 및 6)으로부터 주기적으로 전송의 전송 레벨을 수신한다. 그러나, 이동국(8)으로 향하는 신호의 전송 전력이 임계값을 넘어서 이탈하는 경우에 기지국 제어기(2)는 전송 전력 교정 메시지만을 전송한다. 전력 제어 명령은 제어 프로세서(24)에 제공된다. 제어 프로세서는 전력 조정 명령을 발생시키고 그 명령을 전송 서브시스템(20)에 제공한다.제어 프로세서(24)로부터의 전력 조정 명령에 응답하여, 전송 서브시스템(20)은 이동국(8)으로의 전송 전력을 올리거나 내린다. 소정의 시간 인터벌의 끝에서, 제어 프로세서(24)는 이동국(2)으로의 현재 전송 전력을 나타내는 메시지를 발생시킨다. 상기 메시지는 백홀 트랜시버(18)에 제공되고 기지국 제어기(2)로 전송된다.
마찬가지로, 전력 제어 명령이 이동국(8)으로부터 수신된다. 전력 제어 명령이 제어 프로세서(36)에 제공된다. 제어 프로세서(36)는 전력 조정 명령을 발생시키고 이것을 전송 서브 시스템(32)에 제공한다. 제어 프로세서(36)로부터의 전력 조정 명령에 따라, 전송 서브시스템(32)은 이동국(8)으로의 전송 전력을 올리거나 내린다. 소정의 시간 인터벌의 끝에서, 제어 프로세서(36)는 이동국(2)으로의 현재 전송 전력을 나타내는 메시지를 발생시킨다. 메시지는 백홀 트랜시버(30)에 제공되고 기지국 제어기(2)로 전송된다.
기지국 제어기(2)는 기지국 제어기 수신기에서 기지국(4) 및 기지국(6)으로부터의 전력 제어 메시지를 수신한다. 이동국(2)으로의 전송 전력을 나타내는 메시지는 전력 제어 프로세서(12)에 제공된다. 전력 제어 프로세서(12)는 기지국(4)의 전송 전력과 기지국(6)의 전송 전력이 임계값 X를 넘어서 이탈하였는지를 결정한다. 기지국(4)의 전송 전력 및 기지국(6)의 전송 전력이 임계값 X를 넘어서 이탈하지 않은 경우에는, 기지국 제어기(2)는 더이상의 전력 교정 메시지를 전송하지 않는다.
기지국(4)의 전송 전력 및 기지국(6)의 전송 전력이 임계값 X를 넘어서 이탈하지 않은 경우에, 전력 제어 프로세서(12)는 기지국(4) 및 기지국(6)에 대한 조절된 전송 전력을 계산하고 이 전송 전력 레벨을 패킷화기(14)에 제공한다. 이 실시예에서, 전력 제어 프로세서(12)는 평균 전송 전력을 계산하고 이 평균 에너지 값을 기지국(4 및 6)으로 전송한다. 제1 선택적인 실시예에서, 전력 제어 프로세서(12)는 기지국(4) 및 기지국(6)에서 요구되는 변화값을 계산하고 각 기지국(4 및 6)으로 필요한 변화값을 전송한다. 제2 대체가능한 실시예에서, 기지국 제어기(2)는 기지국(4) 또는 기지국(6)에 단순 전력 변형 명령을 제공하고, 이 명령에 따라 기지국(4 또는 6)은 고정된 양만큼 그 전송 전력을 조정한다. 패킷화기(14)는 전력 제어 명령을 밖으로 나가는 명령으로 통합하고 패킷을 라우터(16)에 제공한다. 라우터(16)는 전력 제어 명령을 기지국(4) 및 기지국(6)으로 라우팅한다.
기지국(4)에서, 전력 제어 명령은 백홀 트랜시버(18)에 의해 수신된다. 백홀 트랜시버(18)는 전력 제어 명령을 제어 프로세서(24)에 제공한다. 제어 프로세서(24)는 이동국(8)으로의 트래픽 신호를 전송하는 전송기의 전송 전력을 조정하기 위한 명령을 발생시키고 이 명령을 전송 서브시스템(20)에 제공한다. 마찬가지로, 기지국(6)에서, 전력 제어 명령은 백홀 트랜시버(30)에 의해 수신된다. 백홀 트랜시버(30)는 전력 제어 명령을 제어 프로세서(36)에 제공한다. 제어 프로세서(36)는 이동국(8)으로의 트래픽 신호를 전송하는 전송기의 전송 전력을 조정하기 위한 명령을 발생시키고 이 명령을 전송 서브시스템(32)에 제공한다.
택일적인 구현예에서, 전송 전력에 대한 교정값은 조정 명령 사이의 시간 인터벌에 따라 증가하게 된다. 이러한 구현예에서, 조정은 기지국 제어기(2)로부터의조정 명령의 수신 사이의 기간 동안에 기지국 제어기(2)로부터의 그다음 전력 조정 명령을 수신하기 바로 전에 완료된다.
V. 조절된 전송 전력 레벨을 결정하기 위한 개량된 방법
조절된 전송 전력 레벨을 결정하기 위한 제1 개량된 실시예에서, 계산된 조절된 전력 레벨은 역방향 링크 전력 제어 피드백에 대한 품질 표시값에 따라 결정된다. 품질 표시값은 수신된 역방향 링크 파일럿 신호의 세기 또는 택일적으로 각 기지국에서 파일럿이 고정 상태에 있는 시간에 따라 달라진다. 택일적으로, 품질 표시값은 주어진 기지국에서 역방향 링크 프레임 삭제기의 수 또는 이동국(8)에서의 신호대 간섭비에 의존하여 모든 핑거들에 대해 합산된 파일럿 Ec/Nt이 주어진 기지국에 고정되도록 한다.
이러한 조절된 전력 레벨을 결정하는 개량된 방법에 있어서, 기지국 제어기(2)는 기지국(4 및 6)으로부터 서로 다른 전송 전력의 가중된 평균을 계산한다. 전력 제어 프로세서(12)는 가중된 평균을 계산하고 이 가중된 평균을 기지국(4 및 6)으로 전송한다. 이러한 방법들은 더 우수한 역방향 링크 특성을 갖는 기지국의 전송 전력을 강조하기 때문에 조절된 전송 전력의 예상치를 향상시킨다. 완전히 관련되어 있지는 않지만, 순방향 링크 및 역방향 링크 경로의 손실간의 관계는 긍정적이다. 이 가중된 평균 방식에서, 가장 강한 역방향 링크를 수신하는 기지국에서의 전송기가 가장 적게 교정된다.
VI. 피드백 명령 및 전송 전력 조정값 사이의 소프트 매핑
제6 실시예에서, 전송기 및/또는 제어 유닛은 수신된 피드백 세기 및 전송레벨 조정의 양 사이에 소프트 매핑을 적용한다. 즉, 조정에서의 스텝 크기는 피드백 명령 신호대잡음비의 값에 의존하는 실수이다. 임계값은 피드백의 신호대잡음비가 너무 낮을때, 전력 제어 스텝 크기가 0이 되도록 설정된다. 추가적으로, 전송기에서 피드백 수신기가 고정되어 있지 않고 피드백 SNR이 측정되지 않을때는, 전송 레벨에 대한 대응하는 조정값이 존재하지 않을 것이다. 제어 유닛이 전송기에서의 피드백 명령의 품질에 근접하는 경우에는, 제어 유닛은 가장 발생할 확률이 높은 명령(제1 실시예에서), 가장 발생할 확률이 높은 전송 레벨 또는 가장 최근의 피드백 품질을 기초로 트래픽 대 파일럿 비(제2 실시예에서)를 결정하기 위해 동일한 소프트 매핑을 사용할 수 있다.
도 7A-7D를 보면, 수평축은 수신된 역방향 링크 피드백 명령의 신호대 잡음비(SNR)를 나타내고, y축은 SNR의 레벨에서 전력 제어 명령에 응답하여 만들어진 전송 전력의 조정값을 나타낸다. 도 7A는 피드백 명령의 신호대잡음비에 관계없이 전송 전력이 고정된 양만큼 조정되는 일반적인 방법을 설명한다.
도 7B는 피드백 명령의 SNR을 고려하는 변형된 방법을 설명한다. 임계값(T) 아래의 SNR의 수신된 전력 제어 명령에 대해서는 전송 전력 조정이 이루어지지 않는다. 피드백 명령의 SNR이 임계값(T)을 초과하는 경우에는, 전송 전력은 고정된 양만큼 조정된다. 이 소프트 매핑은 기지국 또는 집중 제어 유닛에서 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 소프트 매핑이 기지국(4)에서 수행되는 경우에는, 전력 제어 명령을 수신하자 마자, 제어 프로세서(24)는 전력 제어 명령을 수신할 때의 역방향 링크 신호의 신호대잡음비를 결정할 것이다. 계산된 SNR이 임계값을 초과하는 경우에는 전력 조정을 나타내는 신호가 제어 프로세서(24)에서 전송 레벨의 조정값을 나타내는 전송 서브시스템(20)으로 제공된다. 측정된 SNR은 임계값 T 이하로 떨어지고, 전송 전력은 조정되지 않는다.
이 소프트 매핑이 제어 유닛(2)에서 수행되는 경우에, 기지국(4 및 6)은 전력 제어 명령의 SNR 표시를 제어 유닛(2)으로 다시 전송한다. 제어 유닛(2)은 2개의 수신된 신호의 SNR 값을 조합하여 그것을 계산된 조정값으로 통합할 수도 있고 또는 제어 유닛(2)은 각 수신된 신호에 대해 표시된 조정값을 계산하여 그 결과를 조합할 수도 있다. 이 계산된 조정값은 기지국(4 및 6)에 제공된다.
도 7D는 피드백 명령의 SNR을 고려하여 SNR을 기초로 전력 제어 명령에 보증된 응답을 제공하는 변형된 방법을 설명한다. 다시, 임계값 T 아래의 SNR로 수신된 전력 제어 명령에 대해서, 고정 조정값보다 더 적은 조정값이 만들어진다. 피드백 명령의 SNR이 임계값 T를 초과할 때는, 전송 전력은 고정양 만큼 조정된다. 이 소프트 매핑은 기지국 또는 집중 제어 유닛에서 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 소프트 매핑이 기지국(4)에서 수행되는 경우에는, 전력 제어 명령을 수신하자마자, 제어 프로세서(24)는 전력 제어 명령을 수신할 때의 역방향 링크 신호의 신호대 잡음비를 결정할 것이다. 계산된 SNR이 임계값을 초과하는 경우에, 고정된 전력 조정값을 나타내는 신호가 제어 프로세서(24)에서 전송 레벨의 조정값을 나타내는 전송 서브시스템(20)으로 제공된다. 그렇지 않은 경우에는, 변화하는 전송 전력 조정값을 나타내는 신호는 전송 서브시스템(20)으로 제공된다.
이 소프트 매핑이 제어 유닛(2)에서 수행되는 경우에는, 기지국(4 및 6)은 전력 제어 명령의 SNR 값을 제어 유닛(2)으로 돌려 보낸다. 제어 유닛(2)은 2개의 수신된 신호의 SNR 값을 조합하여 계산된 조정값으로 매핑하거나, 또는 각각의 수신된 신호에 대해 표시된 조정값을 계산하여 그 결과를 조합할 수 있다. 계산된 조정값은 기지국(4 및 6)에 제공된다.
앞선 바람직한 실시예에 대한 설명은 이 기술분야의 당업자로 하여금 본 발명을 실시할 수 있도록 한다. 당업자에게는 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형이 가능할 것이며 본 발명에서 정의된 원리들은 특별한 발명 능력 없이도 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기의 실시예들에 제한되도록 의도되지 않으며, 본 명세서에서 개시된 원리 및 신규한 특징들과 일치하는 최대 범위가 되도록 의도된다.

Claims (6)

  1. 제1 기지국 및 제2 기지국이 동시에 이동국과 통신하는 이동 통신 시스템 으로서,
    이동국으로 순방향 링크 신호를 전송하고 이동국으로부터 역방향 링크 신호를 수신하며 제1 전송 전력 메시지를 집중 제어기(centralized controller)로 전송하기 위한 제1 기지국;
    상기 순방향 링크 신호의 나머지 버젼(redundant version)을 상기 이동국으로 전송하고 상기 이동국으로부터의 역방향 링크 신호를 수신하며 제2 전송 전력 메시지를 집중 제어기로 전송하기 위한 제2 기지국; 및
    상기 제1 전송 전력 메시지를 수신하고, 상기 제2 전송 전력 메시지를 수신하며, 상기 제1 전송 전력 메시지 및 상기 제2 전송 전력 메시지에 따라 전력 제어 명령을 발생시키고, 조절된 전력 제어 명령을 상기 제1 기지국 및 상기 제2 기지국으로 송신하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전송 전력 메시지는 상기 이동국에 의해 전송된 전력 제어 명령에 대한 제1 평가치(estimate)를 포함하고, 상기 제2 전송 전력 메시지는 상기 이동국에 의해 전송된 상기 전력 제어 명령에 대한 제2 평가치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 기지국은 또한 상기 제1 기지국에서 수신된 상기 역방향 링크 신호의 품질을 나타내는 신호를 전송하기 위한 것이고, 상기 제2 기지국은 또한 상기 제2 기지국에서 수신된 상기 역방향 링크 신호의 품질을 나타내는 신호를 전송하기 위한 것이며, 상기 제어기는 상기 제1 기지국에서 수신된 상기 역방향 링크 신호의 품질을 나타내는 상기 신호 및 제2 기지국에서 수신된 상기 역방향 링크 신호의 품질을 나타내는 상기 신호에 따라 상기 조절된 전력 제어 명령을 발생시키는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 전송 전력 메시지는 상기 제1 기지국에서 상기 이동국으로의 순방향 링크 전송에 대한 전송 레벨 표시를 포함하고, 상기 제2 전송 전력 메시지는 상기 제2 기지국에서 상기 이동국으로의 순방향 링크 전송에 대한 전송 레벨의 표시를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 기지국은 소정의 시간 동안 제1 수(number) 만큼의 메세지에서 상기 이동국으로부터의 전력 제어 명령을 수신하고 소정의 시간 동안 제2 수 만큼의 메세지에서 상기 제어기로 다수의 제1 전송 전력 메시지를 전송하며, 상기 제1 수는 상기 제2 수를 초과하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 전송 전력 메시지는 소정의 시간 인터벌 동안 상기 제1 기지국에 의해 수신된 역방향 링크 신호의 품질을 나타내는 축적된 메트릭(metric)을 포함하고 상기 제2 전송 전력 메시지는 소정의 시간 인터벌 동안 상기 제1 기지국에 의해 수신된 역방향 신호의 품질을 나타내는 축적된 메트릭을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
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