KR20030029524A - 변조 방법의 적응을 갖는 네트워크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 단말기들을 포함하는 네트워크에 관한 것이다. 전송 단말기는 데이터 전송 초기에 제 1 단계에서, 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율에 대한 최대 허용된 패킷 에러율이 아래로 유지되는 변조 방법을 선택한다. 제 2 단계에서, 상기 전송 단말기는 제 1 단계에서 선택된 변조 방법에 대해 소망의 패킷 에러율을 위해 발생되는 전송 전력을 결정한다.

Description

변조 방법의 적응을 갖는 네트워크{Network with adaptation of the modulation method}
2000년 8월 11일에 출원된 1stIEEE Annual Workshop on Mobile Ad Hoc Networking & Computing의 J.Habetha, A,Hettich, J.Peetz, Y.Du에 의한 "Central Controller Handover Procedure for ETSI-BRAN HIPERLAN/2 Ad Hoc Networks and Clustering with Quality of Service Guarantees" 문서에는 복수의 단말기들을 포함하는 애드 혹 네트워크를 개시한다. 적어도 하나의 단말기는 애드 혹 네트워크를 제어하는 제어기로서 제공된다. 이러한 네트워크에서는 가능한 최저가 되는 단말기들의 에너지 소비에 바람직하다.
본 발명은 무선 매체를 통해 메시지들을 교환하는 복수의 단말기들을 포함하는 네트워크에 관한 것이다. 이러한 네트워크는 자체 조직화되고 복수의 서브-네트워크들을 포함할 수 있는 애드 혹 네트워크(ad hoc network)일 수 있다.
도 1은 무선 전송이 제공된 각 단말기들을 포함하는 3개의 서브-네트워크들을 포함한 애드 혹 네트워크를 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 로컬 영역 네트워크의 단말기를 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 단말기의 무선 장치를 도시하는 도면.
도 4는 2개의 서브-네트워크들에 접속하는 브리지 단말기(bridge terminal)의 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 두 개의 서브-네트워크들의 MAC 프레임들 및 브리지 단말기의 MAC 프레임 구조를 도시하는 도면.
도 6은 어떤 변조 방법들에 할당된 여러 곡선 패턴들을 갖는 다이어그램으로서, 이 패턴들은 수신된-유효-신호-대-잡음-전력 비율에 대하여 플롯트된 패킷 에러율을 나타내는 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 단말기들의 에너지 소비가 저감되는 네트워크를 제공하는 것이다.
상기 목적은 하기의 조치들에 의해 개시부에 정의된 유형의 네트워크에 의해 달성된다.
네트워크는 데이터 전송 초기에 개개의 전송 단말기로서,
- 제 1 단계에서, 최대 허용된 패킷 에러율 또는 최대 허용된 패킷 지연이 아래로 유지되거나 최대 데이터 처리량이 추정 수신된-유효-신호-대-잡음-전력 비율(received-useful-signal-to-noise-power ratio)을 위해 달성되는 변조 방법을 선택하도록 제공되고,
- 제 2 단계에서, 상기 제 1 단계에서 선택된 상기 변조 방법을 대해 소망의 패킷 에러율 또는 패킷 지연을 위해 얻어지는 전송 전력을 결정하도록 제공되는 복수의 단말기들을 포함한다.
본 발명은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), HIPERLAN/2, 블루투스 등과 같은 여러 이동 무선 시스템들에서 이용될 수 있다. 본 발명은 상기 통신이 여러 무선 선택들을 통해 영향받을 수 있는 애드 혹 네트워크들에 매우 적합하다. 상기 애드 혹 네트워크들은 완전히 분산화되거나 서브-네트워크들로 세분화될 수 있다. 서브-네트워크들 내에, 상기 단말기들은 이동할 수 있을 뿐만 아니라 단말기들중의 하나는 중앙 제어기(기지국의 기능)로서 작용한다. 단말기가 접속을 설정할 때, 제 1 단계에서, 추정된 수신된-유효-신호-대-잡음-전력 비율에 대한최대 허용된 패킷 에러율이 아래에 남아있는 변조 방법이 선택되고, 이후 제 2 단계에서, 상기 제 1 단계에서 선택된 변조 방법에 대해 소망의 패킷 에러율을 위해 얻어지는 전송 전력을 결정하기 때문에, 상기 전송 전력에 대한 의사 최적(quasi-optimum)이 결정된다. 이어서, 가장 나쁜 상태로는 신뢰할 수 있는 데이터 전송이 보장되도록 최대 허용된 패킷 에러율(최소 패킷 에러율)이 선택된다. 대조하여, 소망의 패킷 에러율(타겟 패킷 에러율)은 전송될 데이터(음성, 파일의 다운로딩, 인터넷 데이터 등)의 유형에 의존한다. 결과로서, 단말기를 위해 의사-최적화된 에너지 소비가 달성될 수 있다. 소망의 패킷 에러율은 최대 허용된 패킷 에러율보다 더 작거나 더 클 수 있다.
또한, 소망의 패킷 에러율은 허용할 수 있는 전송 지연에 관해서는 서비스들의 요구들에 의존한다. 이는 반복된 전송(자동 반복 요청(ARQ))을 갖는 에러 보장 프로토콜(error security protocol)이 이용될 때, 더 높은 패킷 에러율이 보다 빈번한 전송 반복들과 이리하여 더 긴 패킷 전송 기간 또는 지연을 각각 야기시킨다고 생각될 수 있다. 결과로서, 패킷 에러율 대신에, 또한 패킷 지연이 판단 기준이 될 수 있다. 이 외에, 또한 데이터 처리량이 판단 기준으로서 이용될 수 있다.
전송 단말기는 최대 전송 전력 마이너스 전송 단말기 및 수신 단말기 사이의 추정된 경로 손실들(path losses)로서 추정된 수신된-유효-신호-대-잡음-전력 비율을 결정하고, 파라미터를 결정하도록 제공된다. 청구한 3은 경로 손실들의 결정을 논의하고, 청구항 4는 이 파라미터의 초기값을 논의한다.
제 2 단계에서 전송 전력을 결정하기 위하여, 단말기는 여러 변조 방법들에대한 유효-신호-대-잡음-전력 비율에 따라 패킷 에러율을 대한 곡선값들(curve values)을 저장한다.
수신 상태들이 변경된 경우에 실행되어야 하는 조치는 청구항 6에 논의된다. 청구항 7은 상기 파라미터들 및 소망의 패킷 에러율이 얼마나 적합한지를 논의한다.
또한, 본 발명은 이러한 네트워크에서의 단말기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예의 일예들은 이후 첨부되는 도면을 참조하여 설명된다. 하기에 도시된 실시예의 일예는 전통적인 네트워크들에 반하는 자체 조직화되는 애드 혹 네트워크들(ad hoc networks)에 관한 것이다. 이러한 애드 혹 네트워크에서 각 단말기는 고정된 네트워크 가능성에 접근할 수 있고 바로 이용될 수 있다. 애드 혹 네트워크는 미리 정의된 경계값들 내의 사용자들의 수 및 구조가 고정되지 않는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 사용자의 통신 장치는 네트워크로부터 제거될 수 있거나 포함될 수 있다. 전통적인 이동 무선 네트워크들에 반하여, 애드 혹 네트워크는 고정하여 설치된 하부구조(infrastructure)에 자주 드나들 필요는 없다.
애드 혹 네트워크 영역의 크기는 통상적으로 단말기의 전송 범위보다 훨씬 더 넓다. 따라서, 두 개의 단말기들 사이의 통신은 부가의 단말기들의 사용을 필요로 할 수 있어, 그 결과 그들은 두 개의 통신 단말기들 사이의 메시지들 또는 데이터를 전송할 수 있다. 이 메시지들 및 데이터가 단말기를 통해 전진될 상기 애드 혹 네트워크들은 멀티호프 애드 혹 네트워크들(multihop ad hoc networks)로서 불린다. 애드 혹 네트워크의 가능한 조직화는 서브-네트워크들 또는 클러스터들의 정규 형태로 이루어진다. 애드 혹 네트워크의 서브-네트워크는 예컨대, 테이블 주변을 설정하는 사용자들의 단말기들에 의해 형성될 수 있는데, 이 단말기들은 무선 경로들을 통해 접속된다. 이러한 단말기들은 예컨대, 문서들, 영상들 등의 무선 교환을 위한 통신 장치들일 수 있다.
애드 혹 네트워크들의 두 가지 유형들이 있다. 분산된 애드 혹 네트워크 집중된 애드 혹 네트워크이 있다. 분산된 애드 혹 네트워크(decentralized ad hoc network)에서, 상기 단말기들 사이의 통신이 분산되어 있는데, 예를 들어 각 단말기는 단말기들이 다른 한 단말기의 전송 범위내에 위치되는 제공된 다른 단말기와 직접 통신할 수 있다. 분산된 애드 혹 네트워크의 장점은 간단하다는 것과 에러들에 대해 강하다는 것이다. 집중된 애드 혹 네트워크(centralized ad hoc network)에서, 예컨대 무선 전송 매체(매체 접근 제어 = MAC)의 다중 접근 기능과 같은 어떤 기능들은 서브-네트워크마다 어떤 단말기에 의해 제어된다. 이 단말기는 중앙 단말기 또는 중앙 제어기(CC)로 불린다. 이러한 기능들은 같은 단말기에 의해 항상 실행될 필요는 없지만, 또다른 단말기에 중앙 제어기로서 작용하고, 이후 중안 제어기로서 작용하는 단말기로부터 핸드오버될 수 있다. 집중된 애드 혹 네트워크의 장점은 이러한 네트워크에서 서비스의 품질(QoS)에 대한 합의가 간단한 방식으로 이루어진다는 것이다. 집중된 애드 혹 네트워크에 대한 일예는 HIPERLAN/2 Home Environment Extension(HEE)(2000년 8월 11일에 제출된 1stIEEE Annual Workshop on Mobile ad Hoc Networking & Computing의 J.Habetha, A.Hettich, J.Peetz, Y.Du의 "Central Controller Handover Procedure for ETSIBRAN HIPERLAN/2 Ad Hoc Networks and Clustering with Quality of Service Guarantees"와 비교)에 따라 조직화되는 네트워크이다.
도 1은 복수의 터미널들(4 내지 16) 각각을 갖는 3개의 서브-네트워크들(1 내지 3)을 포함하는 애드 혹 네트워크의 실시예의 예를 도시한다. 상기 단말기들(4내지 9)은 서브-네트워크(1)의 일부, 서브-네트워크(2)의 단말기들(4 및 10 내지 12) 및 서브-네트워크(3)의 단말기들(5 및 13 내지 16)을 형성한다. 서브-네트워크에서, 이것에 속한 단말기들은 무선 경로들을 통해 데이터를 교환한다. 도 1에 도시된 타원들은 주로 고장이 없는 무선 통신이 서브-네트워크에 속한 단말기들 사이에 있을 수 있는 서브-네트워크(1내지 3)의 무선 영역을 나타낸다.
상기 단말기들(4 및 5)은 브리지 단말기들(bridge terminals)로 불리는데, 그 이유는 그들이 2개의 서브-네트워크들(1 및 2 또는 1 및 3) 사이에 데이터 교환을 허용하기 때문이다. 이 브리지 단말기(4)는 서브-네트워크들(1 및 2) 사이에 데이터 통신량에 대한 책임이 있고, 브리지 단말기(5)는 서브-네트워크들(1 및 3) 사이의 데이터 통신량에 대한 책임이 있다.
도 1에 도시된 로컬 영역 네트워크의 단말기(4 내지 16)는 이동 또는 고정된 통신 장치일 수 있고, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 스테이션(17), 접속 제어기(18) 및 안테나(20)를 구비한 무선 장치(19)를 포함한다. 스테이션(17)은 예컨대, 휴대용 컴퓨터, 전화 등일 수 있다.
상기 단말기들(6 내지 16)의 무선 장치(19)는 도 3에 도시된 바와 같이, 안태나(20)외에, 고주파 회로(21), 모뎀(22) 및 프로토콜 장치(23)를 포함한다. 상기 프로토콜 장치(23)는 접속 제어기(18)로부터 수신된 데이터 스트림(data stream)으로부터 패킷 유닛들을 형성한다. 패킷 유닛은 데이터 스트림의 일부들 및 프로토콜 장치(23)에 의해 형성된 추가 제어 정보를 포함한다. 이 프로토콜 장치는 LLC 층(LLC=논리 링크 제어) 및 MAC 층(MAC= 매체 접근 제어)를 위해 프로토콜들을 이용한다. 상기 MAC 층은 무선 전송 매체에 대한 단말기의 다중 접근을 제어하고, 상기 LLC 층은 흐름 및 에러 제어를 수행한다.
상기 알려진 바와 같이, 집중된 애드 혹 네트워크의 서브-네트워크(1 내지 3)에서의 어떤 단말기는 제어 기능 및 관리 기능에 대한 책임이 있으며, 중앙 제어기라 불린다. 상기 제어기는 연관된 서브-네트워크에서 정상 단말기로서 더 작용한다. 상기 제어기는 예컨대, 서브-네트워크에서 동작을 수행하는 단말기들의 등록, 무선 전송 매체에서의 적어도 2개의 단말기들 사이의 접속 설정, 및 무선 정송 매체에서의 접근 제어에 대한 책임이 있다. 예를 들어, 등록 후 및 전송 요청이 알려진 후, 서브-네트워크의 단말기에는 제어기에 의해 데이터(패킷 유닛들)에 대한 전송 용량이 할당된다.
애드 혹 네트워크에서, 데이터는 TDMA, FDMA 또는 CDMA 방법(TDMA=시간 분할 다중 접근, FDMA=주파수 분할 다중 접근, CDMA=코드 분할 다중 접근)에 따라 단말기들 사이에 교환될 수 있다. 또한, 상기 방법들은 조합될 수 있다. 채널 그룹(channel group)으로 불리는 다수의 채널들은 로컬 여역 네트워크의 각 서브-네트워크(1 내지 3)에 할당된다. 채널은 주파수 범위, 시간 범위에 의해, 예컨대 CDMA 방법에서는 스프레딩 코드에 의해 결정된다. 예를 들어, 반송 주파수 fi를 가진 어떤 서로 다른 주파수 범위는 데이터 교환을 위go 각 서브-네트워크(1 내지 3)에 이용될 수 있다. 이러한 주파수 범위에서, 예컨대 TDMA 방법에 의해 데이터를 전송할 수 있다. 반송 주파수 f1는 서브-네트워크(1)에 할당되고, 반송 주파수 f2는서브-네트워크(2)에 할당되고, 및 반송 주파수 f3는 서브-네트워크(3)에 할당될 수 있다. 한편, 브리지 단말기(4)는 서브-네트워크(1)의 다른 단말기들과 데이터를 교환하는 반송 주파수 f1로 작용하고, 다른 한편, 서브-네트워크(2)의 다른 단말기들과 데이터를 교환하는 반송 주파수 f2로 작용한다. 로컬 영역 네트워크에서, 서브-네트워크들(1 및 3) 사이에 데이터를 전송하는 제 2 브리지 단말기(5)는 반송 주파수들 f1및 f3로 작용한다.
상기 설명된 바와 같이, 중앙 제어기는 예컨대, 접근 제어기의 기능을 가진다. 이는 중앙 제어기가 MAC 층의 프레임들(MAC 프레임들)의 형성에 대한 책임이 있음을 의미한다. 이러한 목적을 위해, TDMA 방법이 구현된다. 이러한 MAC 프레임은 제어 정보 및 사용자 데이터를 위해 여러 채널들을 가진다.
브리지 단말기의 실시예들의 일예의 블록도가 도 4에 도시된다. 이 브리지 단말기의 무선 스위칭 장치(radio switching device)는 프로토콜 장치(24), 모뎀(25) 및 안테나를(27)을 구비한 고주파 회로(26)를 포함한다. 프로토콜 장치(24)에 접속된 것은 접속 제어기(29) 및 버퍼 장치(30)에 부가로 접속된 무선 스위칭 장치(28)이다. 본 실시예에서의 버퍼 장치(30)는 저장 소자를 포함하고, 데이터를 버퍼링하도록 이용되며, FIFO 구성요소(선입선출)로서 실현되는데, 즉 상기 데이터는 그들이 기록되는 순으로 버퍼 장치(30)로부터 판독된다. 또한, 도 4에 도시된 단말기는 정상 단말기로서 작용한다. 이 후, 도 4에 도시되지 않은 접속 제어기(29)에 접속된 스테이션들은 접속 제어기(29)를 통해 무선 스위칭 장치(28)에 데이터를 전달한다.
도 4에 도시된 브리지 단말기는 제 1 및 제 2 서브-네트워크와 교대로 동조된다. 동조(synchoronization)는 데이터 교환까지 서브-네트워크에서 단말기를 포함하는 전체 처리를 의미하는 것을 알 수 있다. 브리지 단말기가 제 1 서브-네트워크와 동조될 때, 이것은 데이터를 모든 단말기들 및 상기 제 1 서브-네트워크의 제어기와 교환할 수 있다. 목적지가 제 1 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기, 또는 또다른 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기이고, 제 1 서브-네트워크를 통해 도달될 수 있는 데이터가 접속 제어기(29)에 의해 무선 스위칭 장치(28)에 전달되면, 무선 스위칭 장치는 프로토콜 장치(24)에 직접 이 데이터를 전달한다. 프로토콜 장치(24)에서, 상기 데이터는 제어기에 의해 결정된 전송을 위한 타임 슬롯이 도달될 때까지 버퍼링된다. 접속 제어기(29)에 의해 전달된 데이터가 제 2 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기, 또는 이 제 2 서브-네트워크를 통해 도달될 또다른 서브-네트워크에 전달될 것이라면, 무선 전송은 브리지 단말기가 제 2 서브-네트워크와 동조되는 타임 슬롯까지 지연될 것이다. 결과로서, 무선 스위칭 장치는 목적지가 제 2 서브-네트워크인 또는 목적지가 제 2 서브-네트워크를 통해 도달될 수 있는 데이터를, 브리지 단말기가 제 2 서브-네트워크와 동조될 때까지 데이터를 버퍼링하는 버퍼 장치(30)에 전달한다.
제 1 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기로부터의 데이터가 브리지 단말기에 의해 수신되고, 그들의 목적지가 제 2 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기 또는 제 2 서브-네트워크를 통해 도달될 다른 서브-네트워크의 제어기 단말기라면,또한 이 데이터는 제 2 서브-네트워크와의 동조까지 버퍼 장치(30)에 저장된다. 목적지가 브리지 단말기의 스테이션인 데이터는 무선 스위칭 장치(28)를 통해 상기 수신된 데이터를 소망의 스테이션에 전달하는 접속 제어기(29)에 직접 전달된다. 목적지가 브리지 단말기의 스테이션도 제 2 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기도 아닌 데이터는 예컨대, 부가의 브리지 단말기에 보내진다.
제 1 로부터 제 2 서브-네트워크에의 브리지 단말기의 동조를 변경한 후, 버퍼 장치(30)에 놓인 데이터는 그들이 기록되는 순으로 버퍼 장치(30)로부터 다시 판독된다. 이후, 제 2 서브-네트워크와 브리지 단말기를 동조하는 기간동안, 목적지가 제 2 서브-네트워크의 제어기 또는 단말기 또는 제 2 서브-네트워크를 통해 도달될 또다른 네트워크인 데이터 모두는 무선 스위칭 장치(28)로부터 프로토콜 장치(24)에 직접 전달되고, 목적지가 제 1 네트워크의 제어기 또는 단말기 또는 제 1 서브-네트워크를 통해 도달될 다른 서브-네트워크인 데이터만이 버퍼 장치(30)에 저장된다.
두 개의 서브-네트워크들 SN1 및 SN2의 MAC 프레임들은 일반적으로 동조되지 않는다. 따라서, 브리지 단말기 BT는 변환 시간(change-over time) Ts 동안뿐만 아니라 대기 시간 Tw동안 서브-네트워크 SN1 또는 SN2 에 접속되지 않는다. 이는 서브-네트워크들 SN1 및 SN2의 MAC 프레임들 및 브리지 단말기 BT의 MAC 프레임 구조의 열을 도시하는 도 5로부터 알 수 있다. 변환 시간 Ts는 서브-네트워크와 동조할 수 있는 브리지 단말기에 필요한 시간이다. 대기 시간 Tw은 서브-네트워크와의 동조의 끝 및 이 서브-네트워크의 새로운 MAC 프레임의 시작 사이의 시간을 나타낸다.
브리지 단말기 BT가 하나의 MAC 프레임의 기간동안만 서브-네트워크 SN1 또는 SN2에 접속된다고 가정하면, 브리지 단말기 BT는 서브-네트워크의 이용가능한 채널 용량의 1/4의 채널 용량만을 갖는다. 브리지 단말기 BT가 긴 시간 기간동안 서브-네트워크에 접속되는 다른 극단적인 경우에, 채널 용량은 서브-네트워크의 이용가능한 채널 용량의 반이다.
상기 논의된 바와 같이, 각 서브-네트워크는 할당된 서브-네트워크를 제어하는 중앙 제어기를 포함한다. 서브-네트워크가 동작할 때, 단 하나의 단말기가 중앙 제어기의 기능을 대신하는 것이 보장될 것이다. 모든 단말기가 중앙 제어기의 기능을 대신할 수는 없다고 생각한다. 중앙 제어기를 결정하기 위해, 제어기의 기능을 대신할 수 있는 각 단말기가 제어기의 기능을 실행할 수 있는 이의 수신기 영역에서 다른 단말기인지를 검사하는 프로시저가 있을 수 있다. 이것이 그 경우라면, 단말기를 검출하는 것은 이것이 제어기가 되지 않는다는 것을 입증한다. 또한, 모든 다른 단말기들이 이 검사를 실행한다면, 결국 제어기 기능을 갖는 다른 단말기를 검출하지 않고 이리하여 제어기의 기능을 대신하는 하나의 단말기 레프트가 있다.
이 네트워크에서의 무선 경로들을 통해 전달될 신호들은 먼저 어떤 디지털 변조 방법에 따라 변조된다. 가능한 변조 방법들은 예컨대, BPSK(2진 위상 편이 변조), QPSK(직교 위상 편이 변조), 16 QAM(16 직교 진폭 변조) 및 64 QAM이다. 변조될 신호들은 예컨대, 도트 표시된 콘볼루션 코드에 의해 변조되기 전에 코딩된다. 예를 들어, 3/4 또는 9/16의 코드 레이트들이 이용될 수 있다.
본 발명에 따라 이후 기술될 방법에 따르고 수신 상태들에 따라, 전송 단말기 및 하나 또는 그 이상의 수신 단말기 사이의 접속이 설정될 때, 적당한 변조 방법 및 적당한 전송 전력이 적합할 수 있게 결정된다.
전송 초기(단계 1)에, 변조 방법은 전송 단말기에 의해 각각 결정되거나 선택된다. 이는 테이블(각 메모리)에 저장되고, 전송 단말기(도 6과 비교)에서 여러 변조 방법들에 대한 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율(C/I)의 기능으로서 패킷 에러율(PER)을 나타내는 곡선값들에 기초하여, 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Iest로 예컨대 0.01의 최대 패킷 에러율(최대 허용된 패킷 에러율)이 아래로 유지되는 변조 방법이 선택되는 것을 초래한다. 상기 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 D/Iest는 최대 전송 전력 Tx마이너스 전송 단말기 및 수신 단말기 사이의 추정된 경로 손실들 Lp및 적응형 파라미터 AMM(적응형 변조 마진)로서 미리 추정된다.
C/Iest=Tx-Lp-AMM
파라미터 AMM에 대한 (예컨대, 0 dB의)초기값은 접속 설정동안 채용된다. 경로 손실들 Lp은 전송 단말기 및 수신 단말기(접속 설정동안) 사이의 전력 제어 메시지들의 교환에 의해 결정된다. 이 과정들 동안, 전송 및 수신 단말기 모두에 알려진 변조 방법은 특별히 제공된 채널과 마찬가지로 이용된다. 전력 제어 메시지들은 최대 전소 전력으로 보내져, 그 결과 경로 손실들은 수신된 전력에 기초하여 수신단말기에 의해 추정될 수 있다.
만약, 예를 들어, 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음 전력 비율 C/Iest이 26.5 dB이라면, 3/4의 코딩 레이트를 갖는 16 QAM 변조 방법은 도 6에 도시된 제 1 단계에서 선택된다. 먼저, 초기값은 타겟 패킷 에러율(소망의 패킷 에러율) PER0에 결정된다.(도 6 참조). 가장 나쁜 상태들로는 신뢰할 수 있는 데이터 전송이 보장되도록 선택된 고정하여 미리 결정된 최대 패킷 에러율(또는 최대 허용된 패킷 에러율)에 반하여, 타켓 패킷 에러율(또는 소망의 패킷 에러율)은 전송될 데이터의 유형(음성, 파일의 다운로딩, 인터넷 데이터 등)에 의존한다. 이 변조 방법이 이전 단계에서, 이후 이 변조 방법에 저장된 곡선값들(도 6)에 기초하여 이미 결정되기 때문에, 타겟 패킷 에러율 PER0에 필요한 상기 수신된-사용자-신호-대-잡음 전력 비율 C/Ireq이 판독된다. 타겟 패킷 에러율 PER0에 대한 이 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Ireq에 대응하는 전송 전력이 하기에 PPER0로 불리게 된다. 타겟 패킷 에러 레이트 PPER0는 다음과 같은 관계식에 의해 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Ireq로부터 얻어진다.
PPER0= C/Ireq+ Lp+ AMM
경로 손실들 LP은 교환된 전력 제어 메시지들에 기초하여 제 1 단계에서 추정된다. 이제 데이터의 전송은 전송 전력 P=min(Pmax,PPER0)으로 개시된다. 이어서,Pmax는 예컨대 관계 당국에 의해 허용된 최대 허용가능한 전송 전력을 나타낸다.
제 1 단계에 대한 예에서, 3/4 코딩 레이트를 갖는 16 QAM 변조 방법은 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Iest=26.5 dB를 위해 선택된다. 3/4 코딩 레이트를 갖는 16 QAM 변조 방법 및 타켓 패킷 에러율 PER0의 곡선의 교차점은 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Ireq=22.5 dB에서 발견된다. 그러므로, 제 1 단계에 비하여 제 2 단계에서 3 dB의 전송 전력의 감소가 있다.
연속적인 접속 동안, 다양한 수신 상태들(방해들, 날씨, 다른 통계적인 영향들, 단말기들의 이동도 등)에 기초하여, 경로 손신들 또는 수신된 전력 각각의 변화들이 있을 수 있다. 그 경우, 제 1 및 제 2 단계들은 2개의 파라미터들 AMM 및 PER0이 다시 초기화되지 않는 동안 제 3 단계에서 다시 통과되지만, 이전의 값들은 유지된다. 대안적으로, 제 3 단계에는 떨어져 있는 주기적인 거리들이 이용될 수 있다.
두 개의 파라미터들 AMM 및 PER0은 더 나아가 제 4 단계에서 적응할 수 있게 부가적으로 변화될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 상기 파라미터들 AMM 및 PER0은 시스템의 동작의 전력 파라미터들에 기초하여 주기적으로 적응된다. 다음의 크기들, 즉 "접속 설정에서의 성공적인 시도들의 비율", "네트워크에서의 평균 패킷 에러율의 역수(reciprocal)", "네트워크에서의 평균 패킷 지연의 역수", "전 시스템의 처리량", "중지된 접속들의 수의 역수"은 대안적으로 또는 조합하여 전력 파라미터들로 이용될 수 있다. 이 적응은 제 3 단계에 다른 적응과 같거나 보다 더 긴 시간 거리들에서 초래될 수 있다. 하기의 조절은 두 개의 파라미터들 AMM 및 PER0을 변경하도록 이용되고, 여기서 LKi는 어떤 타임 슬롯(또는 기간)에서 전력 파라미터의 값을 나타내고, ti는 1=0,1,2,..이다.
먼저 파라미터 AMM이 적응된다.
끝에서의 IF LKi≥LKi-1 AND는 ti-1AMM에 의해 증가된다.
THEN AMM은 1 dB에 의해 증가된다.
끝에서의 IF LKi ≥LKi-1 AND는 ti-1AMM에 의해 감소된다.
THEN AMM은 1 dB에 의해 감소된다.
끝에서의 IF LKi < LKi-1 AND는 ti-1AMM에 의해 증가된다.
THEN AMM은 1 dB에 의해 감소된다.
끝에서의 IF LKi < LKi-1 AND는 ti-1AMM에 의해 증가된다.
THEN AMM은 1 dB에 의해 증가된다.
다음에, 파라미터 PER0(예를 들어 전력 파라미터 "전체 네트워크에서의 평균 패킷 에러율" PERav에 기초하여)의 적응이 있다.
IF PERav,i< PERav,i-1,
THEN PER0는 0.9로 나누어진다.
IF PERav,i PER av,i-1,
THEN PER0는 0.9로 곱해진다.
기재된 간단한 조절 대신에, 이용될 푸지 조절기들(fuzzy regulators)의 칼만 필터와 같은 더 높은 순위의 조절들 또는 조절 기술들이 있을 수 있다.
상기 예에서 조절은 2개의 파라미터들이 상호 독립적으로 재조정되는 것에 효력이 있다. 그러나, 또한 하위의 조절들을 생각할 수 있다. 이는 먼저 파라미터 AMM 및 파라미터 PER0이 설정되지 않지만, 파라미터 AMM 및 파라미터 PER0이 함께 증가되는 것을 의미한다.
패킷 에러율 PER에 대한 대안으로서, 또한 상기 저장된 곡선값들은 평균 패킷 지연 또는 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율(C/I)에 대한 처리량의 의존을 나타낼 수 있다.
평균 패킷 지연이 여러 변조 방법들에 대한 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율(C/I)에 따라 이용될 때, 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율(C/Iest)에 대한 고정된 최대 지연이 아래에 남은 변조 방법이 선택된다. 상기 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율(C/Iest)은 상기 기재된 바와 같이 이용되는 파라미터 AMM으로 결정된다.
다음에, 제 2 단계에서, 필요한 또는 최대 전송 전력 각각이 결정된다. 먼저 전송될 데이터의 유형에 기초하는 평균 타겟 지연(소망의 패킷 지연) To에 대한 초기값이 결정된다. 상기 변조 방법이 이전 단계에서 이미 결정되었기 때문에, 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Ireq는 이 변조 방법에 저장된 곡선값들에 기초하여 판독된다.
2개의 파라미터들 AMM 및 PT0은 마치 패킷 에러율 PER이 이용되는 것과 같이 네트워크의 동작 동안 전력 파라미터들에 기초하여 최적화된다. 파라미터 AMM의 적응은 상술된 프로시저와 동일하다. 이어서, 파라미터 T0이 적응된다(예컨대, 전력 파라미터 "전체 네트워크의 평균 패킷 지연" Tav에 기초하여)
IF Tav,i≤Tav,i-1,
THEN T0는 0.9로 나누어지고,
IF Tav,i> Tav,i-1
THEN T0는 0.9로 곱해진다.
임의의 전력 파라미터들은 이러한 프로세스를 위해 이용될 수 있다(예컨대, 전체 네트워크의 평균 패킷 에러는 파라미터 PER0의 적응에 대한 것과 같이 파라미터 T0의 적응을 위해 선택될 수 있다).
패킷 에러율 대신에 처리량이 여러 변조 방법들에 이용될 때, 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율(C/I)에 의존하여 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율 C/Iest로 최대 처리량을 제공하는 변조 방법이 선택된다.
이어서, 제 2 단계에서, 필요한 또는 최적의 송신 전력이 결정된다. 최적 송신 전력을 이미 선택된 변조 방법으로 결정하는 것은 패킷 에러율(및 파라미터 PER0) 또는 평균 패킷 지연(및, 파라미터 T0) 중 어느 하나에 기초하여 전술된 2개의 방법들 중 하나로 실행된다.
파라미터들 AMM 및 PER0또는 T0은 각각, 네트워크가 동작 중인 동안 전력 파라미터들에 기초하여 상술된 바와 같이 최적화된다.

Claims (8)

  1. 데이터 전송 초기에,
    제 1 단계에서, 최대 허용된 패킷 에러율 또는 최대 허용된 패킷 지연이 아래로 유지되거나, 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율을 위해 최대 데이터 처리량이 달성되는 변조 방법을 선택하도록 제공되고,
    제 2 단계에서, 상기 제 1 단계에서 선택된 상기 변조 방법에 대해 소망의 패킷 에러율 또는 패킷 지연을 위해 얻어지는 전송 전력을 결정하도록 제공되는 복수의 단말기들을 포함하는 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 단말기는, 상기 최대 전송 전력 마이너스 전송 단말기 및 수신 단말기 사이의 추정된 경로 손실들로서 상기 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율을 결정하고 파라미터를 결정하도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 네트워크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    전송 단말기는 수신 단말기와 전력 제어 메시지들을 교환하고, 상기 수신 단말기에 반환된 상기 전력 제어 메시지들에 기초하여 상기 경로 손실들을 결정하도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 네트워크.
  4. 제 2 항에 있어서,
    단말기는 접속이 설정될 때, 상기 파라미터를 제로로 설정하는 것을 특징으로 하는, 네트워크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    단말기는 여러 변조 방법들을 위해 상기 사용자-신호-대-잡음-전력 비율에 따라 패킷 에러율, 패킷 지연 또는 데이터 처리량에 대한 곡선값들을 저장하는 것을 특징으로 하는, 네트워크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    변경된 수신 상태들중 어느 것에 기초하여 또는 주기적으로 전송 단말기가 변조 방법 및 전송 전력을 결정하는 상기 제 1 및 제 2 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는, 네트워크.
  7. 제 2 항에 있어서,
    어떤 거리들에서 전송 단말기는 전력 파라미터들에 기초하여 상기 파라미터 및 상기 소망의 패킷 에러율 또는 패킷 지연을 적합시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 네트워크.
  8. 전송 단말기로서 데이터 전송 초기에,
    제 1 단계에서, 최대 허용된 패킷 에러율 또는 최대 허용된 패킷 지연이 아래에 남아있거나, 추정된 수신된-사용자-신호-대-잡음-전력 비율을 위해 최대 데이터 처리량이 달성되는 변조 방법을 선택하도록 제공되고,
    제 2 단계에서, 상기 제 1 단계에서 선택된 상기 변조 방법에 대해 소망의 패킷 에러율 또는 패킷 지연을 위해 얻어지는 전송 전력을 결정하도록 제공되는, 복수의 부가의 단말들을 포함하는 네트워크에서의 단말기.
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