KR20040061483A

KR20040061483A - 통신 시스템의 전력제어방법

Info

Publication number: KR20040061483A
Application number: KR1020020087750A
Authority: KR
Inventors: 설지웅
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2004-07-07

Abstract

본 발명은 기지국 전력 제어 방법에 관한 것으로 특히 소프트 핸드오프(Soft handoff)를 지원하는 시스템에서 역방향 링크(reverse link) 채널 환경에 따라 기지국에서 처리하는 전력제어비트 명령 디코딩 에러율(PCB command decoding error rate)이 서로 다르기 때문에 발생하는 기지국 전력 불균형(power imbalance) 문제를 해결하기 위한 통신 시스템의 전력제어방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 통신 시스템의 전력제어방법은 전력 품질을 결정하는 임의의 계수를 설정하는 단계와, 핸드오프 영역의 사용자에게 현재 전송되는 전력이 초기전력보다 큰가를 판단하여 크다면, 상기 다음 번 전송전력의 증가 또는 감소를 추정하는 단계와, 상기 추정결과에 따른 다음 번 전송전력과 현재의 전송전력의 차이가 전력제어비트 스텝 사이즈 임계값내에 있는가를 판단하는 단계와, 상기 전력차이가 상기 임계값 이내이면 상기 전력 품질을 결정하는 상기 임의의 계수를 유지시키고, 임계값 이상이면 상기 임의의 계수를 상향 조정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

통신 시스템의 전력제어방법{Method for controlling power in communication system}

본 발명은 기지국 전력 제어 방법에 관한 것으로 특히 소프트 핸드오프(Soft handoff)를 지원하는 시스템에서 역방향 링크(reverse link) 채널 환경에 따라 기지국에서 처리하는 전력제어비트 명령 디코딩 에러율(PCB command decoding error rate)이 서로 다르기 때문에 발생하는 기지국 전력 불균형(power imbalance) 문제를 해결하기 위한 통신 시스템의 전력제어방법에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 통신 시스템에서의 전력제어방법을 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 소프트핸드오프 영역에 존재하는 단말기의 이너루프 전력제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일반적인 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 영역에 있는 단말기(mobile)의 순방향 링크(forward link)의 이너루프 전력 제어(inner loop power control)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 단말(mobile)이 슬롯(Slot) 단위로 수신 신호대 간섭비(SIR)를 측정하여 일정 레벨(level)을 맞추기 위해 역방향 링크(reverse link)를 통해 기지국들(기지국 A, 기지국 B)로 전력제어비트 명령(PCB command)을 보낸다.

PCB 명령(command)는 UP 또는 DOWN의 명령을 갖고 있으며, 기지국 A와 B는 PCB 명령(command)에 따라 Δ_up또는 Δ_down스텝 사이즈로 전송전력레벨(Traffic power level)을 조절한다.

이때 예를 들어 두 개의 기지국(기지국 A, 기지국 B)은 이너루프 전력제어 알고리즘에 따라 이전의 전력레벨(power level)에서 현재 해석한 전력제어비트 명령에 의해 전송 전력을 결정한다.

이때 슬롯 핸드오프(Soft Handoff) 영역의 단말(Mobile)이 전송하는 PCB 명령에 대해 각 기지국은 역방향 링크 채널 환경에 따라 하나의 PCB 명령을 서로 다르게 해석 할 수 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 전력 불균형 문제를 설명하기 위한 도면으로써, 2-way 소프트 핸드오프 영역에 있는 단말의 이너루프 전력제어 명령에 대하여, 표 1과 같이 기지국 A에서는 5번째에서, 그리고 기지국 B에서는 11번째에서 단말이 전송한 PCB 명령을 잘못 해석한 경우의 전력 불균형을 보여주고 있다.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
PCB명령	1	1	-1	1	1	1	1	-1	1	1	-1	1	1	1
기지국 A	1	1	-1	1	-1	1	1	-1	1	1	-1	1	1	1
기지국 B	1	1	-1	1	1	1	1	-1	1	1	1	1	1	1

그런데 미래의 전력은 과거의 모든 PCB 명령에 의존하기 때문에 한번 어긋난 전력 레벨은 결코 같아질 수 없고, 이는 계속해서 전송 전력의 불균형(imbalance) 문제를 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 기지국이 이너 루프 전력 제어를 수행하는 경우 각 단말기로부터 전송되는 전력제어비트를 각 기지국이 정확히 디코딩하여 전력제어를 수행하도록 함으로써 전송 전력 불균형 문제를 해결할 수 있는 통신 시스템의 전송전력제어 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 전력 품질을 결정하는 임의의 계수를 설정하는 단계와, 핸드오프 영역의 사용자에게 현재 전송되는 전력이 초기전력보다 큰가를 판단하여 크다면, 상기 다음 번 전송전력의 증가 또는 감소를 추정하는 단계와, 상기 추정결과에 따른 다음 번 전송전력과 현재의 전송전력의 차이가 전력제어비트 스텝 사이즈 임계값내에 있는가를 판단하는 단계와, 상기 전력차이가 상기 임계값 이내이면 상기 전력 품질을 결정하는 상기 임의의 계수를 유지시키고, 임계값 이상이면 상기 임의의 계수를 상향 조정하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.

도 1은 일반적인 소프트핸드오프 영역에 존재하는 단말기의 이너루프 전력제어 방법을 설명하기 위한 도면

도 2는 종래 기술에 따른 전력 불균형 문제를 설명하기 위한 도면

도 3은 본 발명에 따른 통신 시스템의 전력제어방법을 설명하기 위한 플로우차트

이하, 본 발명에 따른 통신 시스템의 전송전력제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 통신 시스템에서의 전력제어방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

소프트 핸드오프 영역에서 기지국 이너루프 전력제어 원리 중 임의의 i+1 시간에 기지국에서 단말로 전송할 통화 전력(traffic power)은 다음과 같이 결정된다.

P(i+1) = Pinit*db2pow(S(i))

S(i+1) = r_iS(i) + Δ(i)

여기서, Pinit는 초기 전력(initial power)이고,

Δ(i)는, Δ_up, Δ_down중 하나로써 이너루프 전력 제어 스텝 사이즈[db]이다.

그리고 r_i는 시간 i에서의 계수(Coefficient)이다(0 < r < 1.0)이며, S(i)는 시간 i에서의 전체값이다.

이때, db2pow(x)는 10^0.1x이고, pow2db(x)는 10*log(x)이다.

그리고, 후술되는 pcb_command는 1(증가) 또는 -1(감소)을 가리키는 전력제어비트(PCB) 명령이다.

따라서 2-way 소프트 핸드오프 영역에 있는 단말에 전력(예를 들면, traffic power)을 전달하는 기지국의 전력을 각각 P(i), Q(i)라 하는 경우, 시간 i 순간에 전송하는 전력은 다음 식과 같다.

P(i) = Pinit*db2pow(S(i))

Q(i) = Pinit*db2pow(S'(i))

두 개의 기지국은 전력제어비트 명령을 디코딩하는 과정에서 동일한 결과를 출력해야 하지만, 표 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이 서로 다른 값(up, down)을 출력할 수 있다.

이때 일정 시간이 지난 후의 P(n)와 Q(n)의 값은 다음과 같다.

이때, 시간 n에서의 두 값의 데시벨(decibel)(db) 단위의 차이는 다음과 같다

즉 서로 다르게 처리한 PCB 명령에 따른 Δ는 시간이 지남에 따라 1 보다 작은 값 r 을 갖는 rⁿ으로 곱해지기 때문에 이전의 잘못 해석된 PCB 명령의 영향은 시간이 흐를수록 작아져 결국 P(n)와 Q(n)는 비슷해진다.

여기서, 계수 r_i가 r로 고정되어 있는 경우에는, 이전의 전력 옵셋(power offset)[dB]이 1보다 작은 r 값으로 곱해졌기 때문에 최대(Max)값과 최소(Min)값이 존재하고, 일정 시간이 흐른 후의 P(n)의 최대(Max)값과 최소(Min)값은 다음과 같다.

이때 P(n+1)와 P(N)의 차이는 다음과 같다.

위의 차이에 대한 식은 이너 루프 전력 제어(inner loop power control)에 의해 전송되는 특정 순간의 P(i)의 값이 Pinti와 같지 않다면 초기에 설정된 Δ_up, Δ_down로 전력제어(power control)가 이루어지지 않는다는 것이다.

따라서 고정된 r_i= r을 사용할 경우 이너루프 전력 제어(inner loop power control)가 제대로 수행되지 않는다.

다음은 그 예이다.

예를 들어, r=0.9이고, Δ_up= 1.0dB라면,

diff(0) = 1.0 { S(0) = 0 }

diff(1) = -0.1*1.0 + 1.0 = 0.9 { S(1) = 1.0 }

diff(2) = -0.1*1.9 + 1.0 = 0.81 { S(2) = 1.9 }

......

diff(n) = 0.0

그리고 r_i가 시간 i에 따라 가변일 때에는, r_i= r로 고정되어 있을 경우 Pinti와 같지 않은 전력 레벨(power level)에서 이너루프 전력 제어(inner loop power control)가 제대로 수행되지 않기 때문에 프레임 에러(frame error)에 영향을 끼치게 된다.

따라서 이너루프 전력 제어 스텝 사이즈(inner loop power control step size)를 일정 값 이상으로 올리기 위해서는 r_i가 시간에 따라 가변되어야 한다.

전력 불균형(Power imbalance)의 품질을 결정하는 r_i의 최소값은 다음과 같이 고정시킨다. 그리고 r의 값에 의한 전력 제어 업/다운 스텝 사이즈가 이너루프 전력 제어를 수행하는 최소한의 값을 만족하지 못할 경우 r의 값을 재조정한다.

즉 도 3에 나타낸 바와 같이, 전력 불균형의 품질을 결정하는 r_i를 r로 고정하는 초기화(S10)후, 임의의 시간 i에서 핸드오프 영역의 사용자에게 전송되는 전력이 초기전력(Pinit)보다 큰가를 판단한다(S11). 즉 식 1의 Pinit*db2pow(S(i))에서의 db 값이 1인 경우는 동일값 그리고 2 이상인 경우에는 2배 이상씩, 그리고 - 2인 이하인 경우에는 1/2 이하로 전력을 줄이게 되므로, 전력을 낮춰서 보내는지, 올려서 보내는지를 판단하는 것이다 .

판단결과(S11), 전송전력(정확히는 S(i))이 초기전력(Pinit)보다 크다면, 다음번 S(i), 즉 S(i+1)의 전력(Pi+1)에서, db2pow에서의 db가 Δ_up만큼 상승될 것으로 추정한다(S12).

이어서, 현재(S(i+1))의 추정전력(정확히는 db)에서, 이전(S(i)) 송신전력(정확히는 db)을 감산한 값의 절대값(absolute value)이 Δ의 임계값(Δ_TH)보다 작은가를 판단한다(S13). 즉 S12단계에서 증가한 값이 임계값 이상 증가되었는가를 판단한다.

판단결과(S13), 임계값보다 작지 않다면, 전력 불균형의 품질을 결정하는 r_i를 r로 유지한다(S16). 즉 r 값의 변화를 주지 않는다.

그러나 판단결과(S13) 임계값보다 작다면, 시간 i에서의 계수 r_i를 상향 조정한다.

이때, r_i는 1-(Δ_up- Δ_TH)/S(i)로 결정한다.

그리고 판단결과(S11)에서 전송전력(정확히는 S(i))이 초기전력(Pinit)보다 크지 않다면, 다음번 S(i), 즉 S(i+1)의 db2pow에서의 db가 Δ_down만큼 감소할 것으로 추정한다(S14).

이어서, 현재(S(i+1))의 추정전력(정확히는 db)에서, 이전(S(i)) 송신전력(정확히는 db)을 감산한 값의 절대값(absolute value)이 Δ의 임계값(Δ_TH)보다 작은가를 판단한다(S15). 즉 S12단계에서 증가한 값이 임계값 이상 증가되었는가를 판단한다.

판단결과(S15), 임계값보다 작지 않다면, 전력 불균형의 품질을 결정하는 r_i를 r로 유지한다(S16). 즉 r 값의 변화를 주지 않는다.

이때, r_i는 1+(Δ_up- Δ_TH)/S(i)로 결정한다.

이와 같이 도 3에서는, 가변 r_i를 사용하여 Pinti에서 떨어진 전력 레벨(power level)에서도 스텝 사이즈(step size) 이상으로 이너루프 전력 제어(inner loop power control)을 수행 할 수 있음을 보여주고 있다. 이는 고정된 r을 사용했을 때에 비해 프레임 에러율(frame error rate)을 향상시킬 수 있으며, 또한 전력 불균형(power imbalance)의 품질을 유지할 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 소프트 핸드오프(soft handoff) 영역에 있는 단말(mobile)이 하나 이상의 기지국에 연결된 서로 다른 역방향 링크(reverse link)의 채널 조건으로 인해 전력제어비트 명령 디코딩 처리 능력이 다를 때 발생하는 기지국의 전력 불균형(power imbalance) 문제를 해결함으로써 단말(mobile)의 순방향/역방향 링크(forward/reverse link)가 안정적으로 운영될 수 있다.

Claims

전력 품질을 결정하는 임의의 계수를 설정하는 단계와;

핸드오프 영역의 사용자에게 현재 전송되는 전력이 초기전력보다 큰가를 판단하여 크다면, 상기 다음 번 전송전력의 증가 또는 감소를 추정하는 단계와;

상기 추정결과에 따른 다음 번 전송전력과 현재의 전송전력의 차이가 전력제어비트 스텝 사이즈 임계값내에 있는가를 판단하는 단계와;

상기 전력차이가 상기 임계값 이내이면 상기 전력 품질을 결정하는 상기 임의의 계수를 유지시키고, 임계값 이상이면 상기 임의의 계수를 상향 조정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 전력제어방법.