KR20020014146A - 이동통신 단말기에서 송신 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

이동통신 단말기에서 송신 전력을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 기술이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

지하 또는 초고속의 열차 등에서 채널환경이 열악한 경우 적용하기 위한 송신 전력 제어 장치 및 방법을 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명에 따른 장치는 이동통신 단말기에서 송신 전력을 제어하기 위한 장치로, 수신된 신호의 수신 전계강도를 측정하는 수신전계강도 측정부와, 상기 수신된 신호로부터 전력제어 비트들을 추출하는 전력 제어 판별부와, 상기 수신전계강도 측정부로부터 측정된 수신전계강도의 값에 대응하는 송신 전력 상승을 위한 핑거의 개수를 결정하는 핑거 개수 결정부와, 상기 핑거 개수 결정부의 출력과 상기 전력 제어 판별부의 출력에 의해 송신 전력의 상승 하강을 결정하는 송신 전력 레벨 결정부와, 상기 송신 전력 레벨 결정부의 출력에 의해 송신 증폭도를 결정하여 송신 증폭기를 제어하는 송신 전력 결정부로 구성됨을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

이동통신 단말기의 송신 전력 제어 시에 사용된다.

Description

이동통신 단말기에서 송신 전력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMITTING POWER IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 전력을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기에서 수신되는 전력을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 단말기에서 송신 전력의 크기는 수신 전력을 측정하여 이루어진다. 즉, 이동통신 시스템의 기지국에서 수신되는 전력의 하강(Down) 또는 상승(Up) 명령에 의거하여 송신 전력이 결정된다. 상기 수신 전력은 송신 전력의 크기를 정하는 기초적인 정보가 되고, 실제적인 단말기의 송신 전력의 결정은 기지국에서 오는 전력의 상승 또는 하강의 정보를 통해 결정된다.

이와 같이 기지국으로부터 수신되는 전력의 상승 또는 하강의 정보에 의해 이동통신 단말기에서 전력의 크기를 결정하는 과정을 역방향 전력제어(RLPC : Reverse Link Power Control)이라 한다. 이러한 역방향 전력제어는 송신 전력의 크기를 결정하는 중요한 과정이다. 이는 상기 역방향 전력제어가 정상적으로 이루어지지 않는 경우 정확한 송신 전력을 크기를 결정할 수 없기 때문이다.

따라서 이동통신 단말기에서 수신되는 전력의 크기를 측정하고, 역방향 전력제어를 통해 송신 전력의 크기를 결정하는 부분을 구비해야 한다. 이와 같은 이동통신 단말기에서 역방향 전력 제어를 통해 송신 전력을 결정하는 블록을 자동 이득 조절부(AGC :Auto Gain Control unit)가 된다. 이를 좀 더 상술하면 하기와 같다.

이동통신 단말기의 안테나를 통해 소정의 신호가 수신되면 이는 듀플렉서에서 송신 신호와 수신신호가 분리되어 출력된다. 따라서 듀플렉서에서 수신되는 신호가 분리되면 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 증폭이 이루어진 후 수신 자동 이득 조절 증폭기에서 수신된 신호의 전력이 조정된다. 상기 자동 이득 조절 증폭기는 일반적인 경우에는 일정한 증폭 이득을 가진다. 그러나 이동통신 단말기가 기지국에 가까이 접근하는 경우에는 수신되는 전력이 매우 크게 된다. 따라서 수신되는 데이터가 끊어지는 현상을 방지하기 위한 동작을 수행해야 한다. 이는 수신되는 전력이 너무 큰 경우 신호의 일그러짐 현상으로 신호가 정상적으로 복원되지 않고 끊어지는 것처럼 보이게 된다. 따라서 이러한 경우 저잡음 증폭기는 증폭의 이득을 0(zero)으로 설정하고, 수신되는 신호를 자동 이득 증폭기를 통해서만 증폭되도록한다. 이러한 자동 이득 조절 증폭기는 사용자가 수신되는 전력의 크기에 관계없이 사용자에 의해 설정되는 이득의 값을 조절하여 증폭하는 장치이다.

상기한 방법과 같은 방법으로 송신 전력의 조절 또한 송신 자동 이득 증폭기에 의해 이루어지게 되며, 주된 송신 전력의 조절은 자동 이득 증폭기에 의해 이루어진다. 따라서 송신 전력의 값은 기지국으로부터 수신되는 전력 제어 명령의 값과 사용자에 의해 설정된 값에 의해 이루어지게 된다. 즉, 기지국에서 단말로 전송한 상승 또는 하강의 전력 제어 명령에 따른 전력 제어 값과, 사용자가 설정한 수신 전력에 따른 증폭도를 결정한 값의 합에 의해 송신 전력이 결정된다.

상기 기지국으로부터 수신되는 전력이 상승 또는 하강의 명령은 이동통신 단말기의 핑거들(Fingers)에서 해석이 이루어지며, 각 핑거들은 채널의 환경에 맞는 전력 상승 또는 하강 명령을 수신하게 된다. 이러한 핑거들은 일반적으로 CDMA 1x의 경우 4개로 구성되며, CDMA 3x의 경우 6개로 구성된다. 상기한 핑거들은 기지국으로부터 이동통신 단말기로 수신되는 데이터의 경로가 서로 다르므로 각 경로에 맞는 전력의 상승 또는 하강의 명령을 해석하여 출력한다. 그리고 이동통신 단말기는 수신된 데이터를 각 핑거에 1개씩 할당한다. 그러면 각 필거들은 할당된 전력 제어 명령을 해석하여 전력제어 상승 또는 하강의 명령에 대한 1비트(bit)의 정보를 출력한다. 이와 같은 과정을 통해 각 핑거에서 해석된 전력 비트는 자동 이득 제어 증폭기로 제공된다. 따라서 자동이득 제어 증폭기는 각 핑거들로부터 수신되는 전력 비트들을 현재의 수신 전력에 가산하여 송신 전력 값을 결정한다.

이때 자동이득 조절 증폭기는 각 핑거로부터 수신된 전력 비트가 모두 상승인 경우에는 송신 전력의 값을 증가시키고 그렇지 않은 경우에는 하강하도록 구성된다.

상기한 송신 전력의 값을 결정하는 방법은 일반적인 경우에는 원활하게 사용할 수 있으나, 채널의 환경이 열악한 경우에는 효율성이 저하되는 문제가 있다. 즉, 채널의 환경이 열악한 경우에도 기지국에서 단말기로 신호를 수신하는 경로에 따라 전력의 수신감도가 서로 다르게 되는 경우가 발생한다. 이러한 경우에 기지국에서 단말기로 송신하는 각 핑거별의 전력 제어를 위한 전력 제어 비트가 상승 또는 하강의 명령에 차이를 가지는 경우가 발생할 수 있다. 다라서 이러한 경우에 기지국은 채널 환경에 따라 계속적으로 전력 상승 또는 하강 명령을 보내게 되며, 이를 단말기에서는 각 채널의 경로에 따른 각각의 핑거들에서 수신하여 해석하게 된다. 그러면 채널의 환경이 열악한 경우에는 각 핑거들마다 전력 제어의 상승 또는 하강 명령이 서로 다르게 된다.

상술한 바와 같이 채널의 환경이 열악한 경우 계속적으로 단말기에서 수신하는 전력 제어 비트의 명령이 다르게 되면 정상적인 통신이 어려워지는 문제가 있으며, 이로 인해 심한 경우 호가 단절되는 형상이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 채널의 환경을 단말기에서 다른 방법을 통해 적응적으로 송신 전력을 제어하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수신전계 강도를 이용하여 이동통신 단말기에서 채널환경에 적응적인 송신 전력 제어 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은 이동통신 단말기에서 송신 전력을 제어하기 위한 방법으로, 수신된 신호의 전력을 검출하여 수신전계강도를 측정하는 과정과, 상기 측정된 수신전계강도에 대응하는 송신전력 상승을 위한 핑거의 개수를 읽어오는 과정과, 상기 수신된 신호로부터 각 핑거들을 이용하여 전력제어 비트를 추출하는 과정과, 상기 전력제어비트의 상승 값을 가지는 전력제어 비트의 값과 상기 수신전계강도에 따른 전력 상승을 위한 핑거의 개수에 따라 송신 전력의 제어를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 수신전계강도에 따른 각 핑거들의 값은 측정을 통해 미리 테이블화하여 저장되도록 구성한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는 이동통신 단말기에서 송신 전력을 제어하기 위한 장치로, 수신된 신호의 수신 전계강도를 측정하는 수신전계강도 측정부와, 상기 수신된 신호로부터 전력제어 비트들을 추출하는 전력 제어 판별부와, 상기 수신전계강도 측정부로부터 측정된 수신전계강도의 값에 대응하는 송신 전력 상승을 위한 핑거의 개수를 결정하는 핑거 개수 결정부와, 상기 핑거 개수 결정부의 출력과 상기 전력 제어 판별부의 출력에 의해 송신 전력의 상승 하강을 결정하는 송신 전력 레벨 결정부와, 상기 송신 전력 레벨 결정부의 출력에 의해 송신 증폭도를 결정하여 송신 증폭기를 제어하는 송신 전력 결정부로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 핑거 개수 결정부는 ;

수신전계강도의 값에 따라 송신 전력 상승을 위한 핑거의 개수를 저장하고 있는 메모리와, 상기 수신된 수신전계강도의 값에 따라 상기 메모리로부터 해당 데이터를 읽어와 출력하는 핑거 개수 판별부로 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 이동통신 단말기에서 송신 전력을 결정하기 위한 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 송신 전력을 제어하기 위한 구성 및 송신부의 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 이동통신 단말기에서 송신 전력을 결정하기 위한 블록 구성도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따라 이동통신 단말기에서 송신 전력을 결정하기 위한 각 블록의 구성들 및 동작을 상세히 설명한다. 또한 본 실시 예에서는 CDMA 1x의 버전에 따른 구성으로 설명한다.

자동 이득 조절부(10)는 수신되는 신호를 소정의 이득 값을 가지고 증폭하여 각 핑거들로 출력한다. 그러면 제1핑거(12) 내지 제4핑거(15)는 수신된 신호로부터 전력 제어 비트를 검출하여 상기 검출된 전력 제어 비트를 전력 제어 결정부(11)로 출력한다. 또한 상기 제1핑거(12) 내지 제4핑거(15)는 수신된 데이터를 복호하여 이를 결합기(16)로 출력하여 데이터를 처리하도록 한다. 전력 제어 결정부(11)는 미리 테이블화되어 있는 데이터를 구비하고 있다. 또한 상기 각 핑거들로부터 출력되는 송신 전력의 상승 또는 하강에 따른 비트의 개수를 검출하며, 이에 따른 값과 미리 테이블화되어 있는 데이터들을 통해 수신전계강도(RSSI)의 값을 비교한다. 즉, 수신전계강도의 값에 따라 각 핑거로부터 출력되는 전력 제어 비트의 송신 전력 상승 또는 하강 비트의 개수에 따라 다른 전력 제어를 수행한다. 그러면 이를도 2를 참조하여 더 상세히 살펴본다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 송신 전력을 제어하기 위한 구성 및 송신부의 구성도이다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 송신 전력이 결정되는 과정을 더 상세히 설명한다.

상기 수신전력측정부(21)는 안테나(ANT)로부터 수신되는 전력의 값을 측정하여 이를 수신 전계강도 측정부(24)와 전력 제어 판별부(22)로 출력한다. 그러면 상기 수신전계강도 측정부(24)는 수신된 전력 값을 이용하여 수신전계강도를 측정하여 이를 수치화한 후 데이터로 출력한다. 또한 전력 제어 판별부(22)는 각 핑거들을 이용하여 전력제어 값을 측정한다. 즉, 각 핑거들에 의해 전력 제어 비트의 값을 출력한다.

한편 상기 핑거 개수 판별부는 메모리(26)에 저장된 데이터를 이용하여 수신전계강도 값에 따라 송신 전력을 상승하기 위한 핑거의 개수의 값을 읽어와 이를 상기 전력 레벨 설정부(23)로 출력한다. 이에 따라 전력 레벨 설정부(23)는 상기 핑거로부터 수신되는 상승 또는 하강을 가리키는 송신 전력 제어 비트의 값과 수신전계강도에 따라 전력을 상승하기 위한 핑거의 개수 값을 수신하여 송신 전력을 상승시킬 것인지 아니면 송신 전력을 하강시킬 것인지를 결정한다.

이를 예를 들어 설명하면, 기존의 경우 모든 핑거의 출력이 상승을 가리키는 경우만 송신전력을 상승시키도록 구성되어 있으나, 본 발명에서는 수신전계강도의 값이 제1설정 값 이하인 경우 핑거의 출력 중 3개의 출력 이상인 경우 전력을 상승하도록 구성할 수 있다. 이와 달리 수신전계강도의 값이 제2설정 값 이하인 경우핑거의 출력 중 2개의 출력 이상인 경우 전력을 상승하도록 구성할 수도 있으며, 단 하나의 핑거 출력이 상싱은 경우에도 이를 상승하도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 핑거로부터 출력되는 전력 제어를 위한 전력 제어 비트 상승 값의 숫자가 줄어들수록 채널의 상태가 열악한 것이 된다.

이와 같이 전력 레벨 설정부(23)에서 출력된 전력 제어 상승 또는 하강의 값은 송신 전력 결정부(27)로 출력된다. 상기 송신 전력 결정부(27)는 상기 전력 레벨 설정부(23)로부터 출력되는 값을 현재 전력에 가산하여 송신 전력으로 결정하고 이를 송신 증폭부(28)로 출력하여 송신 전력을 제어한다. 이와 같은 과정을 통해 송신 전력이 채널의 환경 변화에 적응적으로 송신 전력을 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 수신전계강도의 값을 이용하여 전력의 제어를 더 적응적으로 할 수 있는 이점이 있다. 이는 일반적인 경우보다 매우 빠른 초고속 열차 또는 무선환경이 열악한 지하 및 산악지형에서 이를 적용할 경우 더욱 원활하게 전력 제어를 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 이동통신 단말기에서 송신 전력을 제어하기 위한 방법에 있어서,

   수신된 신호의 전력을 검출하여 수신전계강도를 측정하는 과정과,

   상기 측정된 수신전계강도에 대응하는 송신전력 상승을 위한 핑거의 개수를 읽어오는 과정과,

   상기 수신된 신호로부터 각 핑거들을 이용하여 전력제어 비트를 추출하는 과정과,

   상기 전력제어비트의 상승 값을 가지는 전력제어 비트의 값과 상기 수신전계강도에 따른 전력 상승을 위한 핑거의 개수에 따라 송신 전력의 제어를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 송전 전력 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수신전계강도에 따른 각 핑거들의 값은 측정을 통해 미리 테이블화하여 저장됨을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 송전 전력 제어 방법.
3. 이동통신 단말기에서 송신 전력을 제어하기 위한 장치에 있어서,

   수신된 신호의 수신 전계강도를 측정하는 수신전계강도 측정부와,

   상기 수신된 신호로부터 전력제어 비트들을 추출하는 전력 제어 판별부와,

   상기 수신전계강도 측정부로부터 측정된 수신전계강도의 값에 대응하는 송신 전력 상승을 위한 핑거의 개수를 결정하는 핑거 개수 결정부와,

   상기 핑거 개수 결정부의 출력과 상기 전력 제어 판별부의 출력에 의해 송신 전력의 상승 하강을 결정하는 송신 전력 레벨 결정부와,

   상기 송신 전력 레벨 결정부의 출력에 의해 송신 증폭도를 결정하여 송신 증폭기를 제어하는 송신 전력 결정부로 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 송신 전력 제어 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 핑거 개수 결정부가,

   수신전계강도의 값에 따라 송신 전력 상승을 위한 핑거의 개수를 저장하고 있는 메모리와,

   상기 수신된 수신전계강도의 값에 따라 상기 메모리로부터 해당 데이터를 읽어와 출력하는 핑거 개수 판별부로 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 송신 전력 제어 장치.