KR20020065576A - 통신 시스템에서 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시분할 듀플렉스 무선 통신 시스템내의 전송 파워 필요치를 제어하는 방법을 제공한다. 이 방법은 전송 파워를 제어하기 위해 레이트 매칭에서 변화 및 버스트내의 데이터 및 미드앰블 사이즈를 사용한다.

Description

통신 시스템에서 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE TRANSMISSION POWER IN A RADIO COMMUNICATIONS SYSTEM}

무선 통신 시스템에서 레이트 매칭(rate matching)을 수행하는 것은 널리 공지되어 있다. 레이트 매칭을 하는 동안, 기지국으로부터 버스트내의 데이터 전송 레이트는 최적 시스템 성능을 얻기 위하여 정합된다. 레이트 매칭을 수행하기 위해 일반적으로 사용되는 두가지 방법은 레프티션(repetition)과 펑츄에이션(punctuation)이며, 이들 양자 모두는 무선 통신분야에서 널리 공지되어 있다. 레이트 매칭을 하는 동안, 동일한 비트 에러 속도(BER)를 유지하기 위하여 요구되는 전송(T_x) 전력은 변한다. 예컨대, 레프티션이 이용되면 요구되는 T_x전력이 감소하는 반면, 펑쳐링(puncturing)이 이용되면 요구되는 T_x전력이 증가한다. 따라서, 레이트 매칭이 적용될 때, T_x전력은 최소 BER을 유지하여 셀간 간섭을 최소로 하기 위하여 조정되어야만 한다.

본 발명은 통신 시스템에서 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 미드앰블의 크기와 전송 버스트내의 데이터의 크기사이의 연관성에 근거하여, 시분할 듀플렉스(TDD) 무선 통신 시스템에서의 전송 전력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 2는 버스터(burst) 구조의 예이다.

도 3은 TDD 시스템에서 전송 전력과 레이트 매칭의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 4는 본 발명에 따른 부분 핸드셋 아키텍쳐를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 부분 기지국 아키텍쳐를 나타내는 도면이다.

주파수 분할 듀플렉스(FDD) 무선 통신 시스템에서 T_x전력을 1/RM로 조정하는 것이 공지되어 있는데, 여기서 RM은 레이트 매칭 값이다. 도1에 도시된 바와 같이, 이는 그래프의 Y축상에 △C/1로 표시된 요구되는 T_x전력과 그래프의 X축상에 표시된 레이트 매칭 값사이에 선형 관계로 나타난다. 초기의 레이트 매칭 값(RM₀)은 1과 같다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 레이트 매칭 동안 펑쳐링이 이용되면 요구되는 T_x전력은 증가한다. 유사하게, 레이트 매칭동안 레퍼티션이 이용되면 요구되는 T_x전력은 감소한다.

일반적으로 TDD 무선 통신 시스템에서 T_x전력을 제어할 준비가 제대로 되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 TDD 시스템에서 레이트 매칭을 수행하는 동안, T_x전력을 제어하는 방법을 제공하는 것이다. 레이트 매칭을 수행하는 동안 요구되는 T_x전력을 감소시킴으로써 무선 통신 시스템의 전체 전력 요구 및 시스템 비용이 감소된다는 이점이 있다.

본 발명은 미드앰블 신호의 크기와 전송 버스트내의 데이터 신호의 크기사이의 연관성에 근거하여, 시스템의 전송 전력을 조정하는 단계를 포함하는 시분할 듀플렉스 무선 통신 시스템에 있어서, 전송 전력을 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따라, 미드앰블 신호(M)의 크기와 상기 전송 버스트내의 데이터 신호(D)의 크기사이의 상기 연관성은 슬로프(S)이다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 상기 방법은 상기 무선 통신 시스템내에 사용되는 레이트 매칭의 변화(△RM)를 결정하는 단계, 캐리어 신호 전력 대 인터피어런스 신호 전력의 소정 비율을 유지하기 위해 요구되는 최소 전송 전력 레벨을 결정하는 단계, 및 상기 슬로프와 레이트 매칭의 상기 변화에 따라 상기 전송 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 캐리어 신호 전력 대 인터피어런스 신호 전력의 상기 소정 비율은 가드 레벨을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 미드앰블 신호의 크기와 전송 버스트내의 데이터 신호의 크기사이의 연관성에 근거하여, 시스템의 전송 전력을 조정하는 단계를 포함하는 시분할 듀플렉스 무선 통신 시스템에 있어서 전송 전력을 제어하는 장치를 제공한다.

본 발명의 주요한 이점과 특징이 상기에 기술되었지만, 본 발명의 폭 넓은 이해가 도면과 단지 예시로서 제시되는 바람직한 실시예를 참조하여 얻어질 것이다.

본 발명을 완전히 이해하기 위해, 도 2 및 도 3을 참조하여 특정 실시예가 설명될 것이다.

도 2는 전형적인 전형적인 버스터 신호(10)의 구조를 보여준다. 버스터 신호는 2개의 데이타부(12, 14), 미드앰플부(16), 및 가드 구간(18)으로 구성되어 있다. 각각의 데이타부는 976 비트로 구성되고 미드앰플은 512 비트로 이루어진다. 가아드 구간은 N 비트로 구성되고, 여기서 N은 정수이다. 당업자에게 명백하듯이, 데이타부, 미드앰플 및 가아드 구간의 크기는 무선 원격 통신 시스템의 특정한 조건에 따라 변화될 것이다. 그 구조는 가이드 구간을 포함하지 않을 수도 있다.

본 발명에 따르면 모바일 폰의 전력 T_x는 다음 팩터에 따라 변한다: 펑춰링 리미트 값, 최소 전송 신호 전력 대 간섭 신호 전력의 비, 및 버스터의 데이타량. 최소 전송 신호 전력 대 간섭 신호 전력의 비는 가아드 레벨을 포함할 수 있다.

최대 T_x전력은 펑춰링 리미트(PL)에 따라 설정된다. PL의 값은 신호가 견딜수 있는 최대 펑춰링 양으로 설정된다. 이 값을 넘는 puncturing은 신호가 너무 많은 데이타를 잃어버려 성공적으로 해석되지 않을 것이다. PL은 원격 통신 시스템의 레이트매칭 파라메타에 의해 결정되고 기지국으로부터 모바일폰과 같은 사용자 기기로 전송될 것이다.

시스템이 여전히 적절하게 기능할 수 있는 간섭신호 전력(C/Imin)에 대한 캐리어신호 전력의 비율의 최소값에 따라서 최소(Tx) 전력이 설정된다. C/Imin의 값은 시스템에 대한 정보에 근거해서 미리 정의될 수 있거나 또는 기지국에 의해 전송되어 이전의 C/Imin 값으로부터 유도될 수 있고, 또는 추정치가 될 수 있다. 이 비율은 최소(Tx) 전력 레벨이 절대 도달하지 않도록 보장하기 위해 기능하는 가드 레벨을 포함할 수 있다.

그 후 버스트의 데이터량은 미드앰블 비트량과 비교된다. 이해하는 바와 같이, 이 값은 상당히 변화할 수 있고 각 버스트는 개별적으로 평가해야 한다.

그 후 Tx 전력이 감소하거나 증가할 수 있는 양이 계산된다. Tx 전력이 증가될 수 있는 최대량은 바람직하게는 PL에서 설정된다. 점점 증가하여 PL 값을 초과한 Tx 전력은, 펑춰링 프로세스로 인한 데이터 손실량이 시스템 고장 지점을 결정하므로, 시스템 성능을 향상시키지 못할 것이다. 또한, Tx 전력이 감소할 수 있는 최소 레벨은 바람직하게는 이전에 언급했던 C/Imin 값에 설정된다. C/Imin 값은 감시 레벨을 포함할 수 있다. 선택적으로, 최대 및 최소 Tx 전력 레벨은 이들 값에서 점근선을 향하는 경향을 가질 수 있다. 최대 및 최소 Tx 전력 레벨 사이의 범위에 있어서, Tx 전력값은 각 버스트에서의 데이터 크기 및 미드앰블 크기 사이의 관계에 따라서 계산된다.

도3은 본 발명의 구체적 실시예의 그래프를 도시하는데, X 축은 레이트 매칭(RM) 값을 나타내고 Y 축은 간섭신호 전력(ΔC/I)에 대한 캐리어신호 전력의 비율값의 변화를 나타낸다. 이해하는 바와 같이, Tx 전력의 증가는 캐리어신호 전력의 증가를 가져오고 따라서 ΔC/I 값의 증가를 가져온다.

이 구체적 실시예에서, ΔC/Imin 값이 미리 결정되고 기지국에 의해 전송된다. 부가적으로, PL 값이 미리 결정되고 기지국에 의해 역시 전송될 수 있다. 최대 및 최소 Tx 전력 레벨이 도3에서 실선 31 및 32로 각각 도시되어 있다. 이 구체적 실시예에서 ΔC/Imin 값은 0.5 dB과 같고 PL 값도 0.5 dB과 같다.

도3에 도시된 구체적 실시예의 인헨스먼트에서, 감시 레벨(40)이 포함된다. 이것은 Tx 전력이 감소할 수 있는 최소 레벨을 증가시키는 효과를 가진다.

PL 및 ΔC/Imin 사이의 범위에 있어서, Tx 전력의 변화비율은 버스트(D)의 데이터량 및 미드앰블(M)의 크기에 따라서 결정된다. 그 변화비율은 상수이고 도3에 슬로우프(S)로서 그래픽적으로 도시된다. 슬로우프는 방정식1에 따라서 계산된다.

방정식 1

도2에 도시된 버스트에 대해, D는 1952이고 M은 512이고, S는 -0.738이다. 따라서 버스트의 데이터 성분이 미드앰블 성분보다 더 크다면 음의 슬로우프가 존재할 것이다. 이전에 설명하고 도1에 도시된 바와 같이, 미드앰블이 존재하지 않는 FDD 시스템에서는 슬로우프가 -1 이다.

Tx 전력이 증가하고 감소하는 양은 다음의 규칙에 따라서 계산된다. Tx 전력 변화는 ΔC/I에 대해 도3에서 도식적으로 도시되고 데시벨(dB)로 계산된다.

레이트 매칭의 초기값(RM₀)은 1이다. 이것은 1의 값의 초기 ΔC/I (ΔC/I₀)에 대응한다. RM₀및 ΔC/I₀의 교점은 도3에 참조번호 35로서 도시된다. 레이트 매칭의 새로운 값은 RM_N으로 표시된다. ΔC/Imin 값이 도달할 때, 이 점에서의 레이트 매칭은 RMmax로 표시된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 레이트 매칭(RM)은 시스템의 요구에 따라서 계속해서 변화한다. 레이트 매칭의 변화(ΔRM)는 데시벨로 측정되고 방정식2에 따라서 계산된다.

방정식2

그다음, 도 3에 그래픽으로 도시된 ΔC/I의 변화에 따른 T_x파워의 상응하는 변화는 방정식 3에 따라 계산된다.

방정식 3

레이트 매칭이 펑춰링을 사용할 때 T_x파워 레벨은 RM₀및 PL 사이의 그래프의 부분에서의 경사에 따라 증가될 것이다. 이와 마찬가지로, 레이트 매칭이 레프티션을 사용할 때, T_x파워 레벨은 RM₀및 RM_max사이의 그래프의 부분에서의 경사에 따라 감소될 것이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 핸드셋 구조(40)의 관련된 특징을 도시한다. RF 신호는 두플렉서(44)를 통해 전송 및 수신 회로(46,48)에 연결되어 있는 안테나(42)에 의해 연결된다. 수신된 신호의 파워 레벨은 신호가 필터/복조기(50)에 의해 필터링되고 복조된 후에 파워 레벨 검출기(52)에 의해 측정된다. 파워 레벨 검출기는 레이트 매칭을 보상하는 마이크로프로세서(54)에 데이터를 제공하고 차례로 파워 제어 데이터 비트를 제공하는 파워 제어부(56)에 데이터를 제공한다. 파워 제어 비트는 안테나를 통한 연속 전송 및 복조 전에 인코딩된 신호와 조합된다.

도 5는 어떻게 본 발명이 베이스 스테이션(70)에서 구현될 수 있는지를 도시한다. 전송 경로에서, 신호가 인코더(72)에 의해 인코딩된 후에, 신호는 증폭기 제어 회로(74)에서 증폭된다. 증폭기 제어 회로는 보통 종래 베이스 스테이션 및 스프레딩 및 매칭 보상 회로(78)에서 사용되는 바와 같이 파워 제어 유닛(76)을 포함한다. 그다음, 레이트 매칭 및 스프레딩 보상은 파워 제어를 오프셋한다. 그다음, 버스트는 보통의 전송 및 복조 회로를 통과하게 된다. 그다음, 신호는 안테나(82)를 통한 전송전에 변조기(80)에 의해 변조된다. 변조기는 보통 신호 필터를 포함한다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다양한 수정이 본 발명의 범위를 벗어남 없이 상술된 실시예에 만들어질 수 있다. 예를 들어, 상술된 T_x파워를 조정하는 방법이 스프레이 팩터에서의 변화로 인해 적용될 수 있다. FDD 타입의 시스템에서 주지된 바와 같이, T_x파워 필요치는 스프레딩 팩터에서의 변화에 대하여 선형적으로 변하게 된다. 예를 들어, 스프레딩 팩터가 2배라면, T_x파워 필요치는 절반이 된다. 미드앰블 사이즈에 따라 T_x파워 조정치를 계산하기 위해 방정식 1에 주어진 공식은 TDD 시스템내의 스프레딩 팩터로 인한 T_x파워 조정치를 계산하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (16)

1. 시분할 전이중 무선 원격통신 시스템에서 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서,

   전송 버스트이내의 데이터 신호의 사이즈와 미드앰블 신호의 사이즈간의 관계에 따라 상기 시스템의 전송 전력을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 전송 버스트이내의 데이터 신호(D)의 사이즈와 미드앰블 신호(M)의 사이즈간의 관계는 슬로우프(S)인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 무선 통신 시스템내에서 사용된 레이트 매칭(ΔRM)의 변화를 측정하는 단계;

   펑춰링 한계치(PL)를 측정하는 단계;

   간섭 신호 전력에 대한 캐리어 신호 전력의 소정 비율을 유지하기 위해 요구되는 최소 전송 전력 레벨(ΔC/Imin)을 측정하는 단계; 및

   간섭 신호 전력에 대한 캐리어 신호 전력의 비율(ΔC/I)을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   이고, 여기서

   RM_O= 초기 레이트 매칭 값,

   RM_N= 새로운 레이트 매칭 값인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 4항 또는 제5항에 있어서,

   이고, RM_max= ΔC/Imin 에 대응하는 레이트 매칭 값인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 시분할 전이중 무선 원격통신 시스템은 적어도 하나의 기지국을 포함하고 상기 ΔC/Imin 값은 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 ΔC/Imin 값은 가드 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 펑춰링 한계치(PL)는 상기 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 시분할 전이중 무선 원격통신 시스템에서 전송 전력을 제어하기 위한 장치에 있어서,

    전송 버스트이내의 데이터 신호의 사이즈와 미드앰블 신호의 사이즈간의 관계에 따라 상기 시스템의 전송 전력을 조정하도록 동작가능한 전력 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 10항에 있어서, 전송 버스트이내의 데이터 신호(D)의 사이즈와 미드앰블 신호(M)의 사이즈간의 관계는 슬로우프(S)인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11항에 있어서,

    인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전력 제어 수단은:

    상기 무선 통신 시스템내에서 사용된 레이트 매칭(ΔRM)의 변화를 측정하고,

    펑춰링 한계치(PL)를 측정하며,

    간섭 신호 전력에 대한 캐리어 신호 전력의 소정 비율을 유지하기 위해 요구되는 최소 전송 전력 레벨(ΔC/Imin)을 결정하도록,

    동작가능하며, 이렇게하여 간섭 신호 전력에 대한 캐리어 신호 전력의 비율(ΔC/I)을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13항에 있어서, 시분할 전이중 무선 원격통신 시스템의 기지국은 상기 ΔC/Imin 값을 전송하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    상기 ΔC/Imin 값은 가드 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기지국은 상기 펑춰링 한계치(PL)를 전송하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 장치.