KR20040060263A - 이동통신 시스템에서 전력제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

이동 통신 시스템에서 역방향 링크 채널의 전력 제어 방법 및 장치에 관해 개시한다.

상기와 같은 본 발명은 역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되면, 상기 전력 제어 임계치를 변환하는 과정과, 상기 변환된 전력 제어 임계치에 따라 역방향 전력 제어를 수행하는 과정을 포함하는 방법에 대해 개시한다.

또한 역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되면, 상기 전력 제어 임계치를 변환하고, 상기 변환된 임계치를 임계치 선택기로 제공하는 임계치 변환기와, 역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되는 시점에서 상기 변환된 임계치를 전력 제어기로 제공하는 임계치 선택기와, 상기 변환된 전력 제어 임계치에 따라 역방향 전력 제어를 수행하는 전력 제어기를 포함하는 장치에 대해 개시한다.

Description

이동통신 시스템에서 전력제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING REVERSE LINK POWER IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 역방향 링크의 전력제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 2세대 이동통신 시스템은 음성 위주의 서비스가 주를 이루고 있다. 이러한 음성 위주의 서비스는 순방향과 역방향 모두 비교적 저속의 트래픽 채널(Traffic Channel)을 통해 서비스가 이루어진다. 여기서 순방향이란, 기지국(Base Station)에서 이동국(Mobile Station, 이하 '이동국' 혹은 '단말'이라 칭함)으로의 방향을 의미하며, 역방향이란 이동국에서 기지국으로의 방향을 말한다.

그러나 사용자들은 단순한 음성 위주의 서비스보다 고속의 데이터 서비스를 원하게 되었다. 그리고 이러한 사용자들의 요구를 수용하기 위해 고속 데이터 서비스를 함께 병행할 수 있는 3세대(3rd Generation, 이하 '3G'라 칭함) 시스템들이 속속 개발되고 있다. 또한 세계적인 표준안도 마련되고 있으며, CDMA2000 1X, 1xEV-DO, 1xEV-DV 등이 그 예이다. 상기 설명한 바와 같이, 이동통신 시스템은 최근 음성 위주의 시스템에서 고속 데이터 서비스 제공을 목표로 하는 3G 시스템으로 진화되었다. 그러나 최근 역방향 링크에서 고속 데이터를 전송하게 됨으로써 해결되어야 할 많은 문제가 도출되었다. 우선, 고속 데이터 서비스를 하게 되면서 기존 호(call), 특히 음성호의 품질을 해치지 않으면서 최대한 높은 데이터 전송률을 결정해야 하며, 데이터호의 경우 전송할 데이터가 있을 때만 무선자원을 사용하는 것이 바람직하다. 또 이렇게 결정된 데이터호의 품질을 보장하기 위해서 폐순환(Closed-loop) 및 외부순환(Outer-loop) 전력 제어 방법을 사용하는데, 일반적으로 음성호가 요구하는 전력제어 임계치(Power control set point)와 데이터호가 요구하는 전력제어 임계치가 다르기 때문에 데이터호의 할당 유무에 따라 음성호의 품질과 데이터호의 품질이 영향을 받게 된다. 이하의 설명에서 3G시스템에서 음성 및 고속 데이터 서비스를 제공할 때 사용되는 전력제어 방법에 대하여 하기의 CDMA2000 1x 시스템을 실시 예로 들어 설명을 하지만, 역방향 링크의 구조 및 동작은 CDMA2000 1x, EV-DO, EV-DV가 모두 유사 혹은 동일하다.

하기의 설명에 있어서, CDMA2000 1x 시스템의 역방향 링크 및 전력 제어에 관한 기술은 참고문헌의 내용을 따른다.

(참고문헌[1]."TIA/EIA/3GPP2 C.S0002-C Version 0.99 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems Release C, Date: March 27, 2002")

CDMA2000 시스템에서 패킷 전송을 위한 방법은 기본채널(Fundamental Channel, 이하'FCH'라 칭함)과 부가채널(Supplemental Channel, 이하'SCH'라 칭함)을 이용하는 P1 옵션, 기본채널과 전용제어채널(Dedicated Control Channel, 이하'DCCH'라 칭함)을 사용하는 P2 옵션, 그리고 FCH, DCCH 및 SCH를 모두 이용하는 P3 옵션으로 나누어진다. FCH와 DCCH로는 패킷에 대한 제어정보와 시그널링 메시지(Signaling Message) 등이 전송되며, SCH로는 데이터가 전송된다. 하기의 설명에서 데이터 전송 혹은 패킷 전송이라 함은 모두 FCH와 SCH를 이용하여 데이터를 전송하는 P1옵션을 사용한다고 가정을 한다.

부호분할다중접속(Code Division Multiple Acess, 이하'CDMA'라 칭함) 방식에서는 같은 주파수 채널을 여러 가입자와 여러 개의 기지국이 동시에 같이 사용한다. 따라서 동시 통화자 및 기지국간에 상호 간섭을 야기하게 되므로 이에 대한 적절한 제어가 필요하게 되며, 그 중 하나의 과정이 전력제어(Power Control)라고 할 수 있다.

일반적으로 전력제어를 위해 외부순환 전력제어(Outer-loop Power Control)와 폐순환 전력제어(Close loop Power Control)를 같이 사용하게 된다. 상기 폐순환 전력제어는 20ms, 40ms 혹은 80ms 등과 같이 일정한 길이 혹은 시간을 가지는 프레임(frame) 단위로 고정된 전력제어 임계치(Power control set point, 이하 임계치와 전력 제어 임계치는 모두 동일한 의미로 사용된다)를 사용하여 전력 제어 그룹(Power Control Group: PCG) 단위에서 전력을 제어한다. 이에 반해 상기 외부순환 전력제어는 CRC(Cyclic Redundancy Code, 이하'CRC'라 칭함) 체크와 같이 프레임의 에러 발생 여부를 판단하는 방법을 이용하여 프레임 에러 발생 여부에 따라 가변적으로 전력 제어 임계치를 증가 혹은 감소시키며 이 임계치를 폐순환 전력제어에 적용한다.

이하 CDMA 이동통신 시스템의 역방향 구조와 외부순환 전력제어 및 폐순환 전력제어가 어떠한 방식으로 수행되는지에 대해 설명한다.

도 1은 CDMA2000 이동통신 시스템의 역방향 송신기 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 제어 메시지 버퍼(Upper Layer Message Buffer)(101)은 이동국 모뎀 제어에 필요한 제어 메시지를 일시 저장하는 메모리이다. 상기 제어 메시지 버퍼 (101)은 상위 계층의 프로세서와 모뎀제어기(102)간에 제어메시지를 인터페이싱(interfacing)하는 기능을 수행한다. 모뎀제어기 (102)는 상기 제어 메시지 버퍼101에 저장된 제어 메시지를 참조하여 송신할 신호의 이득을 조절한다. 상기 제어 메시지는 FCH와 SCH의 데이터 레이트(data rate), 오류 정정 부호화(coding) 방식 및 전력 제어 명령(Power Control Message) 등에 관한 정보를 모두 포함하며, 이하의 설명에서는 폐순환 및 외부순환 전력 제어를 위한 이득조절 기능에 대해서만 설명한다. 곱셈기(103)은 각각의 역방향 채널로부터 전송된 신호와 월시 커버(Walsh Cover)를 곱하여 확산된 신호를 출력한다. 각각의 곱셈기로 입력되는 월시 커버는 각 채널에 따라 서로 다른 길이를 갖게 된다. 상기 역방향 파일롯 채널(Reverse Link Pilot Channel, 이하'R-PICH'라 칭함), 역방향 전용 제어 채널(Reverse Link Dedicated Control Channel, 이하'R-DCCH'라 칭함), 역방향 기본채널(Reverse Link Fundamental Channel, 이하'R-FCH'라 칭함), 역방향 부가채널(Reverse Link Supplemental Channel, 이하'R-SCH'라 칭함)의 세부 채널 구조는 상기 참고문헌1 에 자세히 나와 있으며, 하기에서 간략히 살펴 보기로 한다. 상기 각 곱셈기(103)로부터 출력되는 월시 커버링된 신호는 이득조절기(104), 이득조절기(105), 이득조절기(106) 및 이득조절기(107)을 거쳐 이득만큼 신호의 크기가 변한다. 상기 이득조절기(104~107)의 출력은 합산기(108)에 더해져서 I채널(I-Channel) 데이터를 만들고, 합산기(109)에 더해져서 Q채널(Q-Channel) 데이터를 만든다. 복소 곱셈기(110)로 주기가 긴 PN부호(Long PN Code) PNi 및 PNq가 입력되어, I-채널 및 Q-채널 데이터와 복소 곱셈된다. 그리고 상기 복소 곱셈기(110)의 출력은 I-채널과 Q-채널로 나누어져, I-채널 데이터는 제1기저대역필터(111)을 통해 필터링 되고, Q-채널 데이터는 제2기저대역필터(112)를 통해 필터링 된다. 제1주파수 믹서(113)과 제2주파수 믹서 (114)는 필터링 된 I-채널 신호, Q-채널 신호 각각에 대해 중심 주파수(Center Frequency) f_c만큼 주파수 이동한다. 이렇게 주파수 이동이 된 신호는 합산기(108)에 의해서 합산되고, 이득 조절기(116)을 통해 신호 크기가 가변된 후 RF(Radio Frequency)로 출력된다. 상기 이득조절기(116)의 이득은 상기 모뎀 제어기(102)에서 제어하는 값에 따른다.

도2는 CDMA2000 이동통신 시스템의 역방향 기본채널 및 역방향 부가채널의 구조를 도시하는 도면이다.

CRC발생기(201)는 수신측에서 프레임의 오류 여부를 판단할 수 있도록 정보 비트에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 부가하는 기능을 수행한다. 테일 비트 발생기(Tail Bit Encoder) (202)는 오류 정정 부호(Error Correction Code)를 종결(terminate)하는데 필요한 테일비트를 생성하는 구성으로써, 상기 CRC발생기(201)의 출력을 분석하여 대응되는 테일 비트를 생성한 후 부가한다. 상기 테일 비트 발생기(202)는 8비트의 테일 비트를 생성하여 상기 CRC발생기(201)의 출력에 부가한다. 부호기(Channel Encoder)(203)는 상기 테일 비트발생기(202)의 출력을 입력으로 받아 부호화한다. 이때 사용되는 부호기는 길쌈부호기(Convolutional Coder) 또는 터보 부호기(Turbo Coder) 등이 사용된다. 심볼반복기(204)는 부호기(203)를 통해서 입력되는 심볼을 부호화율에 관계없이 같은 데이터 전송속도가 되도록 반복된 심볼을 생성한다. 심볼제거기(205)는 통상 데이터의 전송속도를 줄이기 위해 특정부분의 비트를 제거함으로써, 입력 데이터의 크기에 따라 전송속도를 다양하게 한다. 인터리버(Interleaver)(206)은 프레임 내의 비트 배열을 바꾸어 버스트 에러(burst error)에 대한 내성을 향상시킨다. 최종출력3은 상기 도 1의 역방향 기본 채널이나 역방향 부가 채널의 입력이 된다.

도 3a는 종래기술에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 역방향 수신기의 구조를 도시한 도면이다.

도 3b는 종래기술에 따른 외부순환 전력제어부의 구조를 도시한 도면이다.

이하 상기 도 3a 및 상기 도 3b를 참조하여 설명한다.

상기 도 3a를 참조하면, 제1역확산기(301)은 PN 역확산기로서, 수신 신호를 PN 역확산하여 출력한다. 제2역확산기(302)는 R-FCH 및 R-SCH를 추출하기 위한 월시 역확산기로서, 상기 제1역확산기(301)에서 출력되는 수신신호를 월시 역확산하여 곱셈기(314)로 출력한다. 채널 추정기(304)는 파일롯 채널을 이용하여 채널의 페이딩 성분을 구하여 잡음 측정기(306)과 비트에너지 측정기(307)과 상기 곱셈기(314)로 출력한다. 제3역확산기(303)은 파일롯 채널 월시 역확산기로서, 상기 제1역확산기(301)에서 출력되는 수신신호 중 파이롯 채널을 통해 수신되는 수신신호를 월시 역확산하여 잡음 측정기(306)으로 출력한다.

곱셈기(314)는 상기 채널 추정기304에서 출력되는 페이딩 성분의복소공액(Complex Conjugate)을 심볼 단위로 상기 제2역확산기(302)에서 출력되는 수신신호에 곱하여 에러를 보상한다. 전력제어 비트 추출기(305)는 파일럿 채널에서 전력 제어 비트를 추출한다. 비트에너지 측정기(307)은 상기 채널 추정기(304)에서 출력되는 페이딩 성분과 전력제어 비트 추출기(305)의 전력제어비트를 입력받아 전력제어비트의 에너지(Eb)를 구하여 신호 대 잡음비(SNR) 계산기(308)로 출력한다. 잡음 측정기(306)은 파일롯 채널의 파일롯 심볼값과 채널 추정기의 채널 페이딩 성분을 이용하여 잡음 에너지(Nt)를 측정할 수 있고, 측정된 잡음 에너지는 SNR 계산기(308)로 출력한다. SNR 계산기(308)은 상기 잡음 에너지(Nt)와 비트에너지(Eb)를 입력받아 신호 대 잡음비를 계산하여 폐순환 전력 제어기(309)로 출력한다. 상기 곱셈기(314)에서 에러 보상된 수신신호는 복호기(310)에서 복호되어 CRC 에러 검출기(311)로 입력된다. 복호된 수신신호를 입력받은 CRC 에러 검출기(311)은 상기 수신신호에 대한 CRC 검사를 하여 그 결과 신호를 출력한다. 이때, 상기 CRC 검출기(311)에서 출력되는 결과 신호는 참신호(True, 1)와 거짓 신호(False, 0)로 출력된다. 복호기(310)의 출력인 복호 데이터는 메시지 버퍼(312)에 저장된다. 상기 구성에서 폐순환 전력제어만 이루어지는 경우, 폐순환 전력 제어기(309)는 SNR 계산기(308)에서 출력되는 전력제어그룹 단위로 측정된 신호 대 잡음비를 고정된 임계치(Set Point)와 비교하여 전력제어를 수행한다. 그리고 외부순환 전력제어와 폐순환 전력제어가 함께 수행되는 경우에는 도 3b에 도시된 바와 같이 외부순환 전력제어기(316)를 구비하고, 상기 외부순환 전력제어기(316)가 임계치를 결정하고, 폐순환 전력제어기(309)가 상기 임계치를 외부순환 전력제어에 의해 프레임 단위로 입력받아 폐순환 전력제어를 수행하면 된다. 상기 외부순환 전력 제어기(316)은 CRC 에러 검출기(311)에서 출력되는 프레임 오류 유무에 대한 결과 값을 입력받아 임계치를 구하여 출력한다. 제어 메시지 버퍼(313)은 기지국 모뎀 제어에 필요한 제어 메시지를 일시 저장하는 메모리이다. 상기 제어 메시지 버퍼(313)은 상위 계층의 프로세서와 제어메시지를 인터페이싱(Interfacing)하는 기능을 수행한다. 기지국 중앙 처리 장치(315)는 상기 제어 메시지 버퍼(313)에 저장된 제어 메시지를 참조하여 전력제어 임계치를 계산하여 임계치 선택기(317)에게 제공한다. 상기 제어 메시지는 FCH와 SCH의 데이터 레이트(data rate), 오류 정정 부호화 방식(Coding) 및 전력 제어 명령(Power control Message) 등에 관한 정보를 모두 포함하며 이동국과 기지국 사이의 시그널링 메세지를 통하여 서로 주고 받는다. 임계치 선택기(317)은 외부순환 전력 제어기(316)가 결정한 임계치와 기지국 중앙 처리 장치(315)가 결정한 임계치 둘 중 하나를 선택하는데, 첫째 R-PICH와 R-FCH가 서비스 되고 있는 상태에서, R-SCH가 새로 할당되는 시점에서는 기지국 중앙 처리 장치(315)가 제공하는 임계치를 선택한다. 둘째, R-PICH, R-FCH 및 R-SCH가 서비스 되고 있는 상태에서, R-SCH가 해제되는 시점에서는 기지국 중앙 처리 장치(315)가 제공하는 임계치를 선택한다. 상기 두 가지 경우를 제외한 R-PICH와 R-FCH만 서비스되고 있는 상태거나, R-PICH, R-FCH 및 R-SCH가 서비스 되고 있는 상태에서는 외부순환 제어기(316)이 제공하는 임계치를 선택한다.

상기 구성을 가지는 역방향 수신단에서의 역방향 링크에 대한 폐순환 전력제어 방법을 도4를 참조하여 설명한다.

먼저, 401단계에서 SNR 계산기(308)는 잡음 측정기(306)에서 측정된 Nt와 비트에너지 측정기(307)에서 측정된 Eb에 의해 신호 대 잡음비(SNR)를 측정한다. 402단계에서 폐순환 전력제어기(309)는 상기 SNR 계산기(308)에서 출력되는 신호 대 잡음비와 임계치를 비교하여 상기 신호 대 잡음비가 상기 임계치보다 큰지를 판단한다. 이때의 임계치는 고정된 값이다. 상기 402단계에서의 판단 결과, 신호 대 잡음비가 임계치보다 크거나 같으면 403단계에서, 상기 폐순환 전력 제어기(309)는 이동국의 전력을 내리라고 명령하고(PCB=1), 신호 대 잡음비가 임계치보다 작으면 404단계로 진행하여 전력을 높이라고 명령한다(PCB=0). 즉, 상기 폐순환 전력 제어기(309)는 상기 수신 신호의 신호 대 잡음비가 상기 임계치보다 크면 다운(Down)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 수신 신호의 신호 대 잡음비가 상기 임계치보다 작으면, 업(Up)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생한다.

도 5는 종래기술에 따른 외부순환 전력제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 상기 도 3내지 상기 도 5를 참조하여 외부순환 전력제어 방법을 설명한다.

먼저 501단계에서 외부순환 전력제어기(316)은 프레임이 입력될 경우 CRC 에러 검출기(311)에서 CRC 에러 체크 결과 값에 의해 프레임 에러가 발생했는지를 검사한다. 상기 501단계의 판단 결과, 프레임 에러가 발생했으면, 502단계로 진행하여 전력제어를 위한 임계값을 올리고, 프레임 에러가 발생하지 않았다면 503단계로 진행하여 전력제어를 위한 임계값을 내리라고 명령한다. 상기 502단계 및 503단계에서 사용되는 △1 및 △2 는 외부 순환전력 제어 시 사용하는 임계치 증가 혹은감소 스텝 크기(step size)이다. 일반적으로 기지국에서는 모뎀 수신기의 각 핑거(finger)에서 수신된 다중 패스(Multi-Path)의 R-PICH를 컴바이닝(Combining)하여 파일럿 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 이하 'SNR'라 칭함)을 측정한다. 상기 파일럿 SNR 값은 미리 저장되어 있는 임계값 변환 테이블(Set Point Conversion Table)을 참조하여 임계값으로 변환된다. 상기 임계값 변환 테이블은 실험적 결과에 의하여 만들어 진다. 3G 이동통신 시스템을 예로 들면, 파일럿 SNR의 초기값/최소값/최대값을 각각 6.5dB/3.0dB/10.0dB 로 할 때, 이에 대응하는 임계값은 상기 변환 테이블에 의한 변환 과정을 거쳐서, 임계값의 초기값/최소값/최대값은 각각 350/142/768 의 숫자로 변환된다. 상기 임계값의 범위는 임계치 증가 혹은 감소 스텝크기, 그리고 리졸류션(Resolution)를 고려한 실험적 결과에 의하여 결정되며, 임계치 증가 스텝크기는 0.5dB, 임계치 감소 스텝크기는 0.1dB 를 사용할 수도 있다. 외부순환전력 제어방법의 구체적인 동작은 이 이외에도 다른 방법이 사용될 수 있다. 외부순환 전력제어 방법과 폐순환전력제어 방법을 같이 사용하는 경우 외부순환 전력제어 방법에서 프레임 단위로 갱신된 임계값은 폐순환 전력제어 방법에서 신호 대 잡음비와 비교하기 위한 기준값으로 사용된다.

상기 이동국의 송신 전력을 제어 하기 위한 폐순환 전력제어 및 외부순환 전력제어 방법을 사용하는 역방향 링크 시스템에서, R-SCH가 할당될 때에는 R-PICH와 R-FCH만 사용될 때에 비해 폐순환 전력제어 임계치가 높아지게 된다. 즉, R-PICH과 R-FCH만 호(Call)가 설정되어 있다가 R-SCH가 할당되어, R-PICH, R-FCH 및 R-SCH 세가지 채널이 동시에 전송되는 경우에는 이동국이 송신해야 할 코드 채널의 전력레벨(Code Channel Output Power)이 R-SCH가 할당되는 시점에 더 높게 되어야 한다. 따라서, R-SCH가 할당되는 시점을 기준으로 갑자기 높아진 폐순환 전력제어 임계치를 추적하기 위해서 외부순환 전력 제어에 의존하게 된다. 그러나, 외부순환 전력제어 방법은 한 프레임(frame)의 데이터을 모두 수신하여 채널복호(Channel Decoding)을 거친 다음 CRC 에러 검출기를 통한 프레임의 오류 유무에 따라 전력 제어 임계치를 증가 혹은 감소 시키기 때문에 반드시 한 프레임 이상의 시간 지연을 가지게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 역방향 링크 부가 채널이 새로 할당될 때 역방향 링크의 전력제어를 위한 임계치를 변환하여 사용하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 역방향 링크 부가 채널이 해제될 때 역방향 링크의 전력제어를 위한 임계치를 변환하여 사용하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되면, 미리 설정된 전력 제어 임계치를 변환하는 과정과, 상기 변환된 전력 제어 임계치와 수신 신호의 신호대 잡음비를 비교하여 역방향 전력 제어 명령을 생성하는 과정을 포함한다. 여기서 상기 미리 설정된 전력 제어 임계치를 변환하는 과정은, 전력 제어 임계치의 초기값을 설정하는 과정과, 역방향 부가 채널이 할당되었는지 판단하는 과정과, 상기 역방향 부가 채널이 할당되었으면, 상기 전력 제어 임계치의 초기값에 코드 채널 전력 오프셋 변화에 따라 미리 설정된 임계치 증가분을 더하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 역방향 부가 채널이 할당 되지 않았으면, 역방향 부가채널이 해제 되는지 판단하는 과정과, 상기 역방향 부가 채널이 해제 되면, 상기 임계치의 초기값에 코드 채널 전력 오프셋 변화에 따라 미리 설정된 임계치 감소분을 감산하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 임계치 증가분은 데이터 레이트에 따라 다르게 설정될 수 있다. 여기서, 상기 수신 신호의 신호대 잡음비가 상기 변환된 임계치보다 크면 다운(Down)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 수신 신호의 신호대 잡음비가 상기 변환된 임계치보다 작으면, 업(Up)에 해당하는 순방향 전력 제어 명령을 발생하는 과정을 더 포함한다.

도 1은 CDMA2000 이동통신 시스템의 역방향 송신기 구조를 도시한 도면,

도 2는 CDMA2000 이동통신 시스템의 역방향 기본채널 및 역방향 부가채널의 구조를 도시하는 도면,

도 3a는 종래기술에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 역방향 수신기의 구조를 도시한 도면,

도 3b는 종래기술에 따른 외부순환 전력제어부의 구조를 도시한 도면,

도 4는 종래 기술에 따른 폐순환 전력제어 방법을 도시하는 도면,

도 5는 종래기술에 따른 외부순환 전력제어 방법을 나타낸 흐름도,

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 역방향 수신기의 구조를 도시한 도면,

도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 외부순환 전력 제어부의 구조를 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 실시예에 따른 전력 제어 임계치 결정과정을 도시하는 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, CDMA2000 1x 시스템의 역방향 링크에 대하여 상세 설명을 하나, 역방향 링크의 구조가 유사하거나 동일한 기타 시스템 즉, CDMA2000 EV-DO 및 CDMA2000 EV-DV에도 적용될 수 있다. 또한 전력제어기라 함은 페순환 전력 제어기와 외부 순환 전력제어기를 포함하는 의미로 사용한다.

하기에서는 먼저, CDMA2000 시스템의 역방향 트래픽 채널의 코드 채널 전력 결정과정에 대하여 상세히 설명할 것이다. 그 다음으로 본 발명의 실시예에 따른 전력 제어 장치 및 방법이 설명될 것이다.

A. 역방향 트래픽 채널의 코드 채널 전력 결정과정

CDMA2000 시스템의 역방향 트래픽 채널의 코드 채널 전력 결정과정에 대하여는 상기 참고문헌 1의 2.1.2.3.3.4절(2-53쪽 ~ 2-59쪽)에 나와 있는 수식 및 파라미터(Parameter)를 이용하여 상세히 설명한다. 하기의 설명은 세 가지 경우로 나뉘어 진다. 첫 번째는 참고문헌 1에 나와 있는 파라미터를 그대로 사용하는 경우이고, 두 번째는 상기 참고문헌 1의 R-SCH의 Nominal_Attribute_Gain을 변경하여 사용하는 경우이며, 세 번째는 상기 참고문헌 1의 Pilot_Reference_Level을 변경하여 사용하는 경우이다.

이하, 본 발명의 설명에 있어서 RC3(Radio Configuration 3, 이하'RC3'라 칭함)를 기준으로 설명하나, RC4(Radio Configuration 4, 이하'RC4'라 칭함)의 경우에도 동일하게 적용됨은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

그리고, 하기의 <수학식 1>에서 사용되는 파라미터 또한 시그널링 메시지를 통하여 기지국에서 이동국으로 전송된다. 또한 하기의 설명에 있어서, R-SCH의 할당 시점 및 해제 시점은 이동국과 기지국이 시그널링 메시지를 통하여 실제 할당 혹은 해제 시점보다 충분한 시간 이전에 미리 서로 주고받아서 서로 알고 있다고가정한다. 따라서 전력 제어 임계치의 설정 부분에서는 상기 R-SCH 할당 시점 및 해제에 관한 시그널링에 관한 내용은 생략하도록 한다.

cdma2000 시스템의 역방향 링크에서 이동국이 송신하는 R-FCH(Reverse link Fundamental Channel, 이하'R-FCH'라 칭함), R-SCH(Reverse link Supplemental Channel, 이하'R-SCH'라 칭함) 및 R-DCCH(Reverse link Dedicated Control Channel, 이하'R-DCCH'라 칭함)등 각 트래픽 채널의 코드 채널 출력 전력(Code Channel Output Power)은 파일럿 채널 전력(Reverse link Pilot Channel, 이하'R-PICH'라 칭함)을 기준으로 전력 오프셋(Power Offset)이 결정되며, 노미널 애트리뷰트 이득(Nominal_Attribute_Gain, 이하'Nominal_Attribute_Gain'라 칭함)과 파일럿 레퍼런스 레벨(Pilot_Reference_Level, 이하 Pilot_Reference_Level 이라고 한다)을 포함하는 여러 파라미터를 이용하여 결정하며 그 과정은 참고문헌1의 2-54쪽에 나와 있으며 하기의 수식1과 같다.

상기 <수학식 1>에서 R-CHANNEL 이라 함은 R-FCH, R-DCCH, R-SCH를 지칭한다.

상기 <수학식 1>에서 코드 채널 출력 전력 값은 파일럿 채널 출력 전력을 기준으로 R-CHANNEL에 따라 Channel_Adjustment_Gain[R-CHANNEL]값을 변경하여 설정함을 알 수 있다. 또한 폐순환 및 외부순환 전력제어 알고리즘에 의하여 파일럿 채널의 전력이 변경되더라도 R-FCH와 R-SCH의 전력은 R-PICH 전력대비 상기 오프셋을 유지한 상태로 변한다.

상기 오프셋은 참고문헌1의 표 2.1.2.3.3.4-1과 표 2.1.2.3.3.4-2에 나와 있는 수치들을 이용하여 결정된다. RC3인 경우에 R-FCH 및 R-SCH의 전력 오프셋을 예로 들면 하기 <표 1>과 같다. 하기 <표 1>은 매우 간단한 예로 참고문헌 1의 표 2.1.2.3.3.4-1과 표 2.1.2.3.3.4-2에 나와 있는 Nominal_Attribute_Gain ×0.125 만을 적용한 결과 값이다.

이해를 돕기 위하여 참고문헌1의 2-56쪽 표 2.1.2.3.3.4-1과 2-57쪽 표 2.1.2.3.3.4-2을 참고하여 코드 채널이 하나만 존재할 경우, 즉 R-FCH 와 R-SCH 둘 중 하나만 존재하는 경우에 대한 RC3(Radio-Configuration 3,이하 'RC3'라 칭함)의 Nominal_Attribute_Gain과 Pilot_Reference_Level을 데이터 레이트(Data Rate)별로 나타내면 하기 <표 2>와 같다.

한편, 이동국이 2개 이상의 코드 채널을 전송할 때, 상기 <수학식 1>에서Multiple_Channel_Adjustment_Gain[Channel]은 하기의 과정(참고문헌1 2-55쪽)에 의하여 결정된다.

이동국의 코드 채널 전력이 결정되는 과정을 상기 <수학식1>내지 <수학식 4>를 이용하여, R-FCH와 R-SCH가 각각 1개 존재하는 경우에 대하여 파일럿 전력을 기준으로 하는 각 코드 채널 출력 전력 레벨을(Power level) 살펴보면 하기와 같다. 설명의 편의를 위하여 간단한 R-FCH와 R-SCH만 존재하는 간단한 예를 들기로 한다.

- 9.6kbps(R-FCH) 와 19.2kbps(R-SCH)가 할당되는 경우

상기 <수학식 2>에 의하여 19.2kbps의 평균 코드 채널 출력 전력(Mean Code Channel Output Power)은 50이 된다. 상기 <수학식 3> 와 상기 <수학식 4>에 의하여 9.6kbps의 평균 코드 채널 출력 전력은 30-1=29가 된다. 여기서 1은 Pilot_Reference_Level의 차이 값 1-0=1 이다.

- 9.6kbps(R-FCH) 와 38.4kbps(R-SCH)가 할당되는 경우

상기 <수학식 2>에 의하여 38.4kbps의 평균 코드 채널 출력 전력은 60이 된다. 상기 <수학식 3> 와 상기 <수학식 4>에 의하여 9.6kbps의 평균 코드 채널 출력 전력은 30-11=29가 된다. 여기서 1은 Pilot_Reference_Level의 차이 값 11-0=11 이다.

상기 설명한 과정을 76.8kbps 와 153.6kbps에서도 동일하게 적용하여 파일럿전력을 기준으로 하는 각 코드 채널의 전력 레벨은 하기 <표 3>과 같이 결정할 수 있다.

상기 <표 3>의 전력 레벨을 이용하여 전산 시뮬레이션을 수행해 본 결과는 하기 <표 4>와 같다.

상기 <표 4>의 결과를 살펴보면, R-FCH의 1% FER을 만족시키는 파일럿 전력에 대하여 R-SCH의 FER은 타깃(target) FER 5%를 만족시키지 못함을 알 수 있다.즉, R-SCH의 타깃 FER 5%를 만족시키기 위해서는 R-SCH에 대하여 더 높은 코드 채널 전력이 필요하다. 따라서, R-SCH에 더 높은 코드 채널 전력을 할당하기 위하여 Pilot_Reference_Level은 그대로 두고 Nominal_Attribute_Gain을 조절하거나, Norminal_Attribute_Gain은 그대로 두고 Pilot_Reference_Level를 조정한다. 하기의 전산 시뮬레이션 결과 설명에 있어서, Pilot power[dB]는 384 칩(Chip)을 누적한 값이고, FCH power[dB}는 9.6kbps의 프로세싱 이득(Processing Gain, 이하 PG라고 한다)에 해당하는 128칩을 누적한 값이고, Pilot+FCH power[dB]는 128칩을 누적한 값이다. 따라서, 상기 <표 4>의 결과 테이블에서 Pilot+FCH power[dB]를 Pilot power[dB]와 FCH power[dB]의 계산으로 구하는 방법은, Pilot power[dB]를 리니어 스케일(Linear Scale)로 변환한 다음, 누적한 칩의 차이에 해당하는 3으로 나눈 다음, FCH power[dB]를 리니어 스케일로 변환한 값과 더한 뒤 dB 스케일로 변환하면 된다.

보다 명확한 이해를 위하여 상기 <표 4>의 9.6kbps 경우를 살펴보면, Pilot power의 리니어 스케일 값은 10^(0.1*2.7238)=1.8723 이 되고, 누적칩 구간의 차이(384칩/128칩)만큼 나누면 1.8723/3=0.6241 이 된다. FCH power의 리니어 스케일 값은 10^{(0.01*1.5776)}=1.4380 이 된다. Pilot+FCH power 값을 구하기 위하여, 상기 두 리니어 스케일값의 합 0.6241+1.4380=2.0621 을 구하고, 이것을 DB 스케일로 변환하면 10*LOG10(2.0621)=3.1431 이 됨을 알 수 있다. 또한, R-SCH 인 19.2kbps에 대하여 상기 동일한 방법으로 살펴보면, SCH power[dB]는 19.2kbps의 PG에 해당하는 64칩 구간 동안 누적한 값이고, Pilot power[dB]는 384칩 구간동안 누적한 값이다. FCH power의 리니어 스케일 값은 1.3159이고, Pilot power의 리니어 스케일 값은 1.8723 인데, 이것을 누적칩 구간 차이에 해당하는 6 으로 나누어 주면 1.8723/6=0.3121 이다. 이 두 결과 값을 합하면, 1.3159+0.3121=1.6280 이 되며 이것을 dB 스케일로 변환하면 Pilot+SCH power[dB] 에 해당하는 2.1165 가 된다.

전산 시뮬레이션을 통하여 R-SCH의 FER을 만족시키는 Nominal_Attribute_Gain 및 Pilot_Reference_Level의 예를 보면 하기 <표 5> 및 하기 <표 6>과 같다.

상기 <표 5>는 Pilot_Reference_Level은 그대로 두고, Nominal_Attribute_Gain을 조절하여 R-SCH의 FER이 타깃 FER(5%)을 만족하도록 한 경우이다.

상기 <표 6>은 Nominal_Attribute_Gain은 그대로 두고 Pilot_Reference_Level을 조절하여 R-SCH의 FER이 타깃 FER(5%)를 만족하도록 한 경우이다.

상기 <표 5>의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 R-SCH의 타깃 FER을 만족시키도록 상기 <표 2>와 상기 <표 3>의 Nominal_Attribute_Gain과 Pilot_Reference_Level은 하기 <표 7> 및 하기 <표 8>과 같이 변경하여 적용한다.

상기 <표 8>을 살펴보면, R-SCH 의 코드 채널 전력 레벨이 변하였음을 알 수 있다.

상기 <표 6>의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 R-SCH의 타깃 FER을 만족시키도록 상기 <표 2>와 상기 <표 3>의 Nominal_Attribute_Gain과 Pilot_Reference_Level은 하기 <표 9> 및 하기 <표 10>과 같이 변경하여 적용한다.

상기 <표 9>를 살펴보면, Pilot_Reference_Level이 표2와는 다르게 설정됨을 알 수 있다. 상기 <표 10>을 살펴보면, R-SCH는 그대로 이고 R-FCH의 전력 레벨이 변하였음을 알 수 있다.

지금까지 역방향 링크 전력 제어 방법에서 이동국의 송신 전력을 결정하는 파라미터에 대하여 살펴보았다. 첫 번째는 참고문헌1에 나와 있는 파라메타를 그대로 사용하는 경우이고, 두 번째는 참고문헌1의 R-SCH의 Nominal_Attribute_Gain을 변경하여 사용하는 경우이고, 세 번째는 Pilot_Reference_Level을 변경하여 사용하는 경우이다.

상기 세 가지 경우 모두 공통적으로 R-FCH 혹은 R-SCH 채널의 코드 출력 전력 레벨 즉, R-PICH 전력 대비 오프셋이 갑자기 변하게 된다. 즉, 파일럿 채널과 R-FCH만 호(Call)가 설정되어 있다가 R-SCH가 할당되어, R-PICH 채널, R-FCH 및 R-SCH 세가지 채널이 동시에 전송되는 경우에는 이동국의 코드 채널의 전력레벨이 R-SCH가 할당되는 시점에 상기 <표 3>, 상기 <표 8> 및 상기 <표 10>과 같이 변경됨으로써 R-SCH가 할당되면 더 높은 코드 채널 전력이 필요하다. 예를들어, R-SCH 153.6kbps 가 할당되는 경우를 가정할 때 상기 <표 3>, 상기 <표 8> 및 상기 <표 10>에 있는 R-FCH, R-PICH 및 R-SCH의 전력레벨을 정리하면 하기 <표 11>과 같다.

상기 <표 11>을 살펴보면, R-FCH만 존재할 때는 R-FCH가 30이었으나, R-SCH가 할당될 경우 R-FCH의 전력 레벨 오프셋이 참고문헌1에 나와 있는 파라미터를 그대로 사용하는 경우는 -6이 되고참고문헌1의 R-SCH의 Nominal_Attribute_Gain을 변경하여 사용하는 경우에도 -6이 되고, Pilot_Reference_Level을 변경하여 사용하는 경우에는 -14 로 변경됨을 알 수 있다. 결과적으로 R-SCH가 할당되지 않는 경우보다 R-PICH대비 R-FCH의 전력 레벨 오프셋이 상대적으로 매우 낮아지기 때문에 R-FCH의 타깃 FER(1%)을 만족하기 위하여 이동국의 송신 전력이 전체적으로 증가해야한다. 즉, R-FCH의 전력레벨 오프셋이 R-PICH가 0일 때 30 이었다가, R-SCH가 할당되는 경우에는 R-PICH이 전력레벨이 0이고, R-FCH가 -6이 되므로 R-FCH의 송신전력이 갑자기 낮아지게 된다. 따라서, R-FCH에 충분한 송신전력을 제공하기 위해서는 폐순환 및 외부순환 전력 제어를 통하여 R-PICH를 포함하는 이동국의 송신 전력을 증가시켜야만 한다.

R-FCH와 R-SCH의 전력레벨이 변경됨에 따라, R-SCH가 할당되는 시점에서 역방향 링크의 폐순환 전력제어를 위한 임계치가 변하게 된다. 그러 므로, R-SCH가 할당되는 시점 바로 이전에 설정된 폐순환 전력제어의 낮은 임계치(Set Point)에서 실제로 R-SCH가 할당되어서 설정해 주어야 하는 높은 임계치 사이에 차이가 생기며, 이 임계치 차이만큼 이동국이 실제로 역방향 링크가 필요로 하는 적정 전력만큼 송신하지 못하기 때문에 프레임 오류가 발생할 확률이 크게 증가하게 된다. R-SCH 할당으로 인하여 높아진 임계치를 쫓아가는 것은 외부순환 전력제어 방법에 의하여 이루어지게 되므로 반드시 한 프레임 이상의 시간지연을 가지게 된다.

또한 R-FCH, R-PICH 와 R-SCH가 할당되었다가 R-SCH가 해제되는 시점에는 R-SCH가 할당되었을 때보다 더 낮은 코드 채널 전력이 필요하게 된다. 이 경우에는, 이동국이 필요한 송신 전력 이상으로 전송을 하게 되며 다른 이동국들에게 간섭(interference)으로 작용하게 된다. 따라서 R-SCH가 해제되는 경우에는 R-SCH가 새로 할당되는 경우와 반대로 폐순환 전력제어를 위한 임계치가 급격하게 낮아지므로 외부순환 전력제어 방법으로 이동국의 송신전력을 낮추어 주어야 한다. 이 것을 외부 순환 전력제어 방법으로 제어하기에는 한 프레임 이상의 시간 지연이 따른다.

B. 본 발명에 따른 실시예

도 6a는 본 발명의 부호분할다중접속 이동통신시스템의 역방향 수신기의 구조를 도시한 도면이다.

도 6b는 본 발명의 따른 외부순환 전력 제어부의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 제1역확산기(601)은 PN 역확산기로서, 수신 신호를 PN 역확산하여 출력한다. 제2역확산기(602)는 R-FCH 및 R-SCH를 추출하기 위한 월시 역확산기로서, 상기 제1역확산기(601)에서 출력되는 수신신호를 월시 역확산하여 곱셈기(614)로 출력한다. 채널 추정기(604)는 파일롯 채널을 이용하여 채널의 페이딩 성분을 구하여 잡음 측정기(606)과 비트에너지 측정기(607)과 상기 곱셈기(614)로 출력한다. 제3역확산기(603)은 파일롯 채널 월시 역확산기로서, 상기 제1역확산기(601)에서 출력되는 수신신호 중 파이롯 채널을 통해 수신되는 수신신호를 월시 역확산하여 잡음 측정기(606)으로 출력한다.

곱셈기(614)는 상기 채널 추정기(604)에서 출력되는 페이딩 성분의 복소공액(Complex Conjugate)을 심볼 단위로 상기 제2역확산기(602)에서 출력되는 수신신호에 곱하여 에러를 보상한다. 전력제어 비트 추출기(605)는 파일럿 채널에서 전력 제어 비트를 추출한다. 비트에너지 측정기(607)은 상기 채널 추정기(604)에서 출력되는 페이딩 성분과 전력제어 비트 추출기(605)의 전력제어비트를 입력받아 전력제어비트의 에너지(Eb)를 구하여 신호 대 잡음비(SNR) 계산기(608)로 출력한다. 잡음 측정기(606)은 파일롯 채널의 파일롯 심볼값과 채널 추정기의 채널 페이딩 성분을 이용하여 잡음 에너지(Nt)를 측정할 수 있고, 측정된 잡음 에너지는 SNR 계산기(608)로 출력한다. SNR 계산기(608)은 상기 잡음 에너지(Nt)와 비트에너지(Eb)를 입력받아 신호 대 잡음비를 계산하여 폐순환 전력 제어기(609)로 출력한다. 상기 곱셈기(614)에서 에러 보상된 수신신호는 복호기(610)에서 복호되어 CRC 에러 검출기(611)로 입력된다. 복호된 수신신호를 입력받은 CRC 에러 검출기(611)은 상기 수신신호에 대한 CRC 검사를 하여 그 결과 신호를 출력한다. 이때, 상기 CRC 검출기(611)에서 출력되는 결과 신호는 참 신호(True, 1)와 거짓 신호(False, 0)로 출력된다. 복호기(610)의 출력인 복호 데이터는 메시지 버퍼(612)에 저장된다. 상기 구성에서 폐순환 전력제어만 이루어지는 경우, 폐순환 전력 제어기(609)는 SNR 계산기(608)에서 출력되는 전력제어그룹 단위로 측정된 신호 대 잡음비를 고정된 임계치와 비교하여 전력제어를 수행한다. 그리고 외부순환 전력제어와 폐순환 전력제어가 함계 수행되는 경우에는 도 6b에 도시된 바와 같이 외부순환 전력제어기(617)를 구비하고, 상기 외부순환 전력제어기(617)가 임계치를 결정하고, 폐순환 전력제어기(609)가 상기 임계치를 외부순환 전력제어에 의해 프레임 단위로 입력받아 폐순환 전력제어를 수행하면 된다.

상기 외부순환 전력 제어기(617)는 CRC 에러 검출기(611)에서 출력되는 프레임 오류 유무에 대한 결과 값을 입력받아 임계치를 구하여 출력한다. 제어 메시지 버퍼(613)는 기지국 모뎀 제어에 필요한 제어 메시지를 일시 저장하는 메모리이다. 상기 제어 메시지 버퍼(613)는 상위 계층의 프로세서와 제어메시지를 인터페이싱하는 기능을 수행한다. 기지국 중앙 처리 장치(615)은 상기 제어 메시지 버퍼(613)에 저장된 제어 메시지를 참조하여 전력제어 임계치를 계산하여 임계치 변환기(616)에게 제공한다. 상기 제어 메시지는 FCH와 SCH의 데이터 레이트(data rate), 오류 정정 부호화 방식(Coding) 및 전력 제어 명령(Power control Message) 등에 관한 정보를 모두 포함하며 이동국과 기지국 사이의 시그널링 메세지를 통하여 서로 주고 받는다. 임계치 변환기(616)는 기지국 중앙 처리 장치(615)에서 제공하는 임계치를 R-SCH의 할당 혹은 해제 여부에 따라 변환하여 새로운 임계치를 생성한다. 임계치 변환 과정은 하기 도 7에서 상세히 설명한다. 임계치 선택기(618)은 외부순환 전력 제어기(617)가 결정한 임계치와 임계치 변환기(616)가 결정한 임계치 둘 중 하나를 선택하는데, 첫째 R-PICH와 R-FCH가 서비스 되고 있는 상태에서, R-SCH가 새로 할당되는 시점에서는 임계치 변환기(616)가 제공하는 임계치를 선택한다. 둘째, R-PICH, R-FCH 및 R-SCH가 서비스 되고 있는 상태에서, R-SCH가 해제되는 시점에서는 임계치 변환기(616)가 제공하는 임계치를 선택한다. 상기 두 가지 경우를 제외한 R-PICH와 R-FCH만 서비스되고 있는 상태거나, R-PICH, R-FCH 및 R-SCH가 서비스 되고 있는 상태에서는 외부순환 제어기(617)가 제공하는 임계치를 선택한다.

상기 구성을 가지는 폐순환 전력 제어 방법 및 외부순환 전력제어 방법은 상기 도4 및 도5의 과정과 동일하다. 다만, 상기 폐순환 전력 제어기(609)는 상기 폐순환 전력 제어기(309)는 상기 수신 신호의 신호 대 잡음비가 하기의 변환된 임계치보다 크면 다운(Down)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 수신 신호의 신호 대 잡음비가 하기의 변화된 임계치보다 작으면, 업(Up)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생 한다

도 7은 본 발명에 따른 전력 제어 임계치 결정에 대한 흐름도이다.

이하 상기 도 6a내지 상기 도 7을 참조하여 설명한다.

701 단계에서 임계치 변환기(616)은 기지국의 중앙 처리 장치(615)로부터 상기 <수학식1>을 이용하여 미리 계산된 전력 제어 임계치(set_point_org) 및 R-SCH의 할당 혹은 해제에 관한 신호를 입력 받는다. 702단계에서 R-SCH가 할당하는 것인지 여부를 판단하여 만약 R-SCH를 할당하는 것이면 703단계로 진행하여 701단계에서 입력받은 전력 제어 임계치(set_point_org)에 임계치 증가분(Delta 1)을 더하여 새로운 임계치를 설정한다. 702단계에서 R-SCH를 할당하는 것이 아닐 경우 704단계로 진행하여 R-SCH를 해제하는 것인지 여부를 판단한다. 만약, 704단계에서 R-SCH를 해제하는 것이 아니면 705단계에서 임계치는 701단계에서 입력 받은 임계치를 그대로 설정한다. 만약, 704단계에서 R-SCH를 해제하는 경우라면 706단계로 진행하여 701단계에서 입력받은 임계치(set_point_org)에 임계치 감소분(Delta 2)를 감하여 새로운 임계치를 설정한다. 상기 임계치 증가분(Delta 1)과 감소분(Delta 2)는 R-SCH의 할당 및 해제에 따른 코드 채널 전력 오프셋 변화 정도를 전력 제어 시 사용하는 임계치로 계산한 것으로서 증가분(Delata 1)과 감소분(Delta 2)은 동일한 값을 가질 수도 있고, 서로 다른 값을 가질 수도 있다. 상기 도 5에서 설명한 바와 같이, 기지국에서는 모뎀 수신기의 각 핑거(finger)에서 수신된 다중 패스(Multi-Path)의 R-PICH를 컴바이닝(Combining)하여 파일럿 SNR(Signal-to-Noise Ratio, 이하'SNR'라 칭함)을 측정한다. 상기 파일럿 SNR 값은 미리 저장되어 있는 임계값 변환 테이블(Set Point Conversion Table)을 참조하여 임계값으로 변환된다. 상기 임계값 변환 테이블은 실험적 결과에 의하여 만들어 진다. 3G 이동통신 시스템의 예를 들면, 파일럿 SNR의 초기값/최소값/최대값을 각각 6.5dB/3.0dB/10.0dB 로 할 때, 이에 대응하는 임계값은 상기 변환 테이블에 의한 변환 과정을 거쳐서, 임계값의 초기값/최소값/최대값은 각각 350/142/768 의 숫자로 변환된다. 상기 임계값의 범위는 임계치 증가 혹은 감소 스텝크기, 그리고 리졸류션(Resolution)를 고려한 실험적 결과에 의하여 결정되며, 임계치 증가 스텝크기는 0.5dB, 임계치 감소 스텝크기는 0.1dB 를 사용할 수도 있다. 하기 <표 12>는 상기 노말(Normal)상태에서 파일럿 SNR과 임계치의 관계를 나타낸 3G 시스템의 테이블의 일 예이다. 상기 노말 상태라 함은 R-SCH가 새로 할당되거나 혹은 R-SCH가 이미 할당되어 서비스 중이었다가 R-SCH가 해제되는 경우가 아닌 상황을 의미한다.

하기 <표 13>는 상기 <표 12>의 파일럿 SNR 대비 임계치 예를 사용하고, 상기 임계값의 초기값/최소값/최대값으로 각각 350/142/768을 사용하는 시스템에서, 임계치 변환기의 실시 예를 나타낸 것으로 R-SCH의 데이터 레이트에 따라서 임계치 입력에 곱해주는 값이 각기 다른 경우이나. 임계치 입력에 곱해주는 값이 동일할수도 있다. 하기 <표 13>과 상기 도7의 흐름도를 함께 살펴보면, 상기 도7의 전력 제어 임계치(set_point_org)는 하기 <표 13>의 임계치 입력에 해당하고, 상기 도7의 임계치 증가분(Delta 1)과 임계치 감소분(Delta 2)은 하기 <표 13>의 결과에서는 각각 19.2kbps는 1, 38.4kbps는 315/256, 76.8kbps는 380/256, 153.6kbps는 500/256 이 된다. 하기 <표 13>의 실시 예에서는 임계치 증가분(Delta 1)과 임계치 감소분(Delta 2)가 동일한 값을 가지는 경우를 가정한 것이나, 임계치 증가분과 감소분이 서로 다른 값을 가질 수도 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 역방향 링크의 프레임 오류 확률을 줄일 수 있으며, 또한 빠른 시간 내에 안정적인 폐순환 및 외부순환 전력제어를 제공함으로써 역방향 링크 용량(Throughput)을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 R-SCH를 해제하는 시점에서 발생하는 전력 오프셋의 변화를 외부 순환 전력 제어에 의존하지 않고 곧바로 임계치에 반영함으로써 이동국이 필요이상의 송신전력을 사용하는 것을 억제하고, 빠른 시간 내에 안정적인 폐순환 및 외부순환 전력제어를 제공함으로써 역방향 링크의 간섭을 감소시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 R-SCH가 할당되거나 해제되는 것과는 상관없이 상위 계층(Upper Layer)에서는 R-PICH와 R-FCH만 사용되었을 때와 동일한 전력제어 임계치를 내려 주고 기지국 전력제어 알고리듬 내부에서 그 값을 적정 전력제어 임계치로 변경하여 사용함으로써 전체적인 시스템의 용량을 향상 시키는 이점이 있다.

Claims (10)

1. 이동통신 시스템의 역방향 전력제어 방법에 있어서,

   역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되면, 미리 설정된 전력 제어 임계치를 변환하는 과정과,

   상기 변환된 전력 제어 임계치와 수신 신호의 신호대 잡음비를 비교하여 역방향 전력 제어 명령을 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 역방향 전력 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 미리 설정된 전력 제어 임계치를 변환하는 과정은,

   전력 제어 임계치의 초기값을 설정하는 과정과,

   역방향 부가 채널이 할당되었는지 판단하는 과정과,

   상기 역방향 부가 채널이 할당되었으면, 상기 전력 제어 임계치의 초기값에 코드 채널 전력 오프셋 변화에 따라 미리 설정된 임계치 증가분을 더하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 전력 제어 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 역방향 부가 채널이 할당 되지 않았으면, 역방향 부가채널이 해제 되는지 판단하는 과정과,

   상기 역방향 부가 채널이 해제 되면, 상기 임계치의 초기값에 코드 채널 전력 오프셋 변화에 따라 미리 설정된 임계치 감소분을 감산하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 전력 제어 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 임계치 증가분은 데이터 레이트에 따라 다르게 설정됨을 특징으로 하는 상기 전력 제어 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호의 신호대 잡음비가 상기 변환된 임계치보다 크면 다운(Down)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 수신 신호의 신호대 잡음비가 상기 변환된 임계치보다 작으면, 업(Up)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 역방향 전력 제어 방법.
6. 이동통신 시스템의 역방향 전력제어 장치에 있어서,

   역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되면, 미리 설정된 전력 제어 임계치를 변환하고, 상기 변환된 임계치를 임계치 선택기로 제공하는 임계치 변환기와,

   역방향 부가 채널이 할당되거나 해제되는 시점에서 상기 변환된 임계치를 전력 제어기로 제공하는 임계치 선택기와,

   상기 변환된 전력 제어 임계치에 따라 역방향 전력 제어 명령을 생성하는 전력 제어기를 포함함을 특징으로 하는 상기 역방향 전력 제어 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 변환된 임계치는

   상기 역방향 부가 채널이 할당되면, 상기 전력 제어 임계치의 초기값에 코드 채널 전력 오프셋 변화에 따라 미리 설정된 임계치 증가분을 더한 값임을 특징으로 하는 상기 전력 제어 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 변환된 임계치는

   상기 역방향 부가 채널이 해제 되면, 상기 임계치의 초기값에 코드 채널 전력 오프셋 변화에 따라 미리 설정된 임계치 감소분을 감산한 값임을 특징으로 하는 상기 전력 제어 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 임계치 증가분은 데이터 레이트에 따라 다르게 설정됨을 특징으로 하는 상기 전력 제어 장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 전력 제어기가,

    상기 수신 신호의 신호대 잡음비가 상기 변환된 임계치보다 크면 다운(Down)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생하고, 상기 수신 신호의 신호대 잡음비가 상기 변환된 임계치보다 작으면, 업(Up)에 해당하는 역방향 전력 제어 명령을 발생함을 특징으로 하는 상기 역방향 전력 제어 장치.