KR20060015192A - 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속통신시스템에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어가가능한 폐루프 전력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 OFDM/OFDMA 방식의 이동통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 환경에서도 안정적인 링크 성능을 유지할 수 있는 폐루프 전력 제어 기법과 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 전력제어 방법에 있어서, 단말기가 사용하는 부반송파 중에서 수신 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)과 목표 SINR의 차이를 계산하는 과정과, 상기 SINR 차이 값이 소정 임계치 이상인 부반송파 집합을 선별적으로 선택하는 과정과, 상기 선택된 부반송파 집합의 요구되는 송신전력 보정값을 결정하는 과정과, 상기 선택된 부반송파 집합 및 이들의 송신전력 보정값을 포함하는 송신전력제어정보를 상기 단말기로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하며, 상기한 전력제어를 통해 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서도 적은 양의 전력제어 정보량을 사용하여 안정적인 링크 성능을 유지할 수 있다.

OFDM, OFDMA, 전력제어, 폐루프, 주파수 선택적 페이딩, 부반송파

Description

직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 통신시스템에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어가 가능한 폐루프 전력 제어 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CLOSED-LOOP POWER CONTROL TO INDIVIDUALLY ADJUST TRANSMISSION POWER OF SUBCARRIER IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING/ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 802.16 OFDMA 시스템에서의 상/하향 링크의 프레임 구조를 도시한 도면,

도 2는 일반적인 주파수 선택적 페이딩 채널에서의 주파수 응답 특성을 나타낸 도면,

도 3은 일반적인 802.16 OFDMA 시스템에서 상향링크의 타일 구조를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말기에서의 폐루프 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서의 폐루프 전력 제어 방법을 나타낸 흐름도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 폐루프 전력 제어를 수행하는 단말기 송/수 신 장치를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 폐루프 전력 제어를 수행하는 기지국 송/수신 장치를 나타낸 도면.

본 발명은 이동통신 시스템의 전력 제어 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중화(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 통신시스템에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어가 가능한 폐루프(Closed-loop) 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적인 이동통신 시스템에서 통화 용량의 증대 및 양질의 통화 품질 등을 얻기 위해 기지국에서 단말기 방향(이하, '하향링크'라 칭하기로 한다) 및 단말기에서 기지국 방향(이하, '상향링크'라 칭하기로 한다) 전력 제어(Power Control)를 사용한다. 즉, 모든 단말기에 대한 송신 전력 제어를 통하여 단말기 발신 신호가 최소 통화 품질 요구 수준의 신호 대 간섭비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다)로 기지국에 수신된다면 시스템 용량을 최대화 할 수 있다. 만일 단말기의 신호가 너무 강하게 수신된다면 그 단말기의 성능은 향상되지만 이로 인하여 같은 채널을 사용중인 다른 단말기에 대한 간섭이 증대되어 최대 수용 용량을 줄이지 않는 한 다른 가입자의 통화 품질이 수준이하로 낮아진다.

따라서, 일반적인 부호분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 시스템에서는 상기한 바와 같은 문제를 해소하기 위하여 순방향의 하향링크 및 역방향 상향링크 개루프(Open-loop) 전력 제어, 역방향 폐루프(Closed-loop) 전력 제어의 방법이 사용된다.

먼저, 상기 순방향 개루프 전력 제어는 기지국에서 수행되는데, 상기 기지국이 포함하는 셀(cell) 영역내의 특정 단말기가 통화를 하지 않고 있거나 상대적으로 기지국에 근접해 있는 경우, 또는 다중경로 페이딩 및 전파 음영 현상의 영향이 작거나 다른 기지국의 간섭이 미미할 경우에는 해당 단말기에 대한 송신전력은 감쇄 시키고, 대신 열악한 수신 공간 지역, 또는 기지국으로부터 먼 거리에 위치하여 오차율이 높은 단말기에 추가적인 전력을 제공하도록 하는 것이다.

다음으로, 상기 역방향 개루프 전력제어는 단말기에서 수행되는 전력 제어로서, 상기 단말기는 기지국으로부터 수신한 전력을 측정하고 기지국에서 단말기로 순방향 링크 경로 손실, 지형에 따른 채널의 변화를 송신 전력 크기에 반영하여, 상기 송신 전력의 크기를 증감함으로써 보상해준다. 상기와 같이 함으로써 셀 영역내의 모든 단말기 송신 신호가 동일한 세기로 기지국에 수신되도록 한다.

다음으로, 상기 역방향 폐루프 전력 제어는 기지국의 명령에 의해 단말기가 전력 제어하는 방법으로 기지국은 관련된 각 단말기의 신호를 수신하여 이를 설정 된 임계값과 비교하여 소정의 주기(예컨대, 매 1.25msec 마다) 전력 증강 또는 감소 명령을 단말기에게 내린다. 이렇게 함으로써, 개루프 전력제어로는 완벽하게 조절할 수 없는 순방향과 역방향 링크상의 상이한 전파 손실을 보완한다.

상술한 바와 같이, 상기 전력 제어 기법들은 기지국 또는 단말기에서 수신측에 도달하는 신호의 SINR이 소정의 목표치를 유지하도록 송신 신호의 파워를 조절하게 된다. 그런데, 하향링크 및 상향링크 모두에서 개루프 전력제어만으로는 수신신호 전력을 원하는 목표치에 정확히 맞추지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 보다 정확한 전력제어를 위해서는 상/하향링크 모두에서 폐루프 전력제어 기법이 요구된다.

한편, 최근에는 4세대 이동통신 시스템에 대한 물리 계층으로서 OFDM/OFDMA 방식이 제안되고 있으며, 상기 OFDM/OFDMA 방식이 적용된 시스템에서도 상술한 바와 같은 전력 제어는 중요한 문제로 대두되고 있다.

상기 OFDM/OFDMA 방식은 IEEE 802.16에서 사용하고 있는 방식이며, 직렬로 입력되는 변조 심볼을 병렬 데이터로 전송하는 방식이다. 또한, 상기 듀플렉스 방식으로서 주파수 분할 듀플렉싱(FDD: Frequency Division Duplexing, 이하 'FDD'라 칭하기로 한다) 방식과 시분할 듀플렉싱(TDD: Time Division Duplexing, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 방식을 사용할 수 있다.

상기 OFDM 방식의 경우 일반적으로 256개의 변조 심벌을 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)하여 한 개의 OFDM 심볼을 구성하고, 상기 OFDMA 방식의 경우 더 많은 개수의 변조 심벌로 하나의 OFDM 심벌을 구성한다. 또한, 상기 IEEE 802.16에서 제안되고 있는 OFDMA 방식은 한 개의 OFDM 심벌을 구성하는 부반송파(sub-carrier)들로부터 부채널(sub-channel)을 구성하며, 여러 개의 OFDM 심벌이 모여 한 개의 프레임을 구성한다.

그러면, 이하에서 상기 IEEE 802.16 TDD-OFDMA 통신 시스템의 상/하향링크 프레임의 구조를 살펴보기로 한다.

도 1은 일반적인 802.16 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서의 상/하향링크 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.

상기 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 TDD-OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템으로서, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템에 OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 부반송파(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.

상기 도 1을 참조하면, 하향링크(DL: Down Link)와 상향링크(UL: Up Link)가 시간 분할로 구성되어 있다. 여기서, 세로축은 여러 개의 부채널로 구성되어 있으며 가로축은 OFDMA 심볼로 구성된다. 상기 하향링크는 프리앰블이 앞단에 위치하며 그 다음 FCH, DL_MAP, UL_MAP과 같은 브로드캐스트한 데이터 정보가 위치하며, 그 뒤의 심볼들에 하향 버스트(DL_burst)들이 위치하게 된다. 상기 상향링크는 각 상향 버스트(UL-burst) 앞에 프리앰블들이 존재하며 레인징을 위한 레인징 부채널이 존재하게 된다. 상기 상향 버스트와 하향 버스트들의 위치와 할당에 관한 정보는 상기 DL_MAP, UL_MAP을 통하여 기지국이 단말기에게 알려주고, 상기 단말기는 이 정보를 통해 매 프레임마다 주파수와 심볼이 결합된 부채널을 가변적으로 할당받아서 통신을 하게 된다. 즉, 매 프레임마다 고정된 부채널이 아닌 서로 다른 부채널을 사용할 수 있다. 인절 셀 역시 동일한 주파수 대역을 사용하여 단말기들이 통신을 하게 되므로 셀 경계 지역에 있는 경우 서로 다른 셀에서 동일한 부채널을 사용할 경우 서로에게 큰 간섭 신호를 동작할 수 있다.

상기한 바와 같이, 각 프레임은 시간-주파수 평면에서 사각형의 영역으로 표시되는 다수의 버스트(burst)들로 구성되어 있다. 상기 각 버스트들은 단말기와 기지국 사이에 시간 분할 다중 접속(TDMA: Time Division Multiple Access, 이하 'TDMA'라 칭하기로 한다) 방식 및 주파수 분할 다중 접속(FDMA: Frequency Division Multiple Access, 이하 'FDMA'라 칭하기로 한다) 방식으로 다중 접속되어 있다. 또한, 상기 하향링크 프레임과 상향링크 프레임은 TDD 방식으로 듀플렉스 되며, 상기 하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이에 TTG(Transmit/Receive Transition Gap), RTG(Receive/Transmit Transition Gap)라고 부르는 전송 간격(Transmission Gap) 구간을 둔다.

한편, 상술한 바와 같은 802.16 OFDMA 시스템에서는 상향링크에서 단말기 기반의 폐루프 전력제어 기법이 사용된다. 즉, 상향링크에서 각 단말기는 하나 또는 복수개의 부채널을 할당받아 데이터를 전송한다. 이때 각 부채널은 다수개의 부반송파들로 구성된다. 한편, 기지국은 상기 단말기가 사용하는 부반송파들의 수신 전력을 측정하여 그 평균값을 취한다음 또는 부반송파별 평균 SINR을 계산한 다음, 그 값을 목표치와 비교한다. 이후 상기 비교 결과에 따라 상기 기지국은 상기 단말기에게 송신전력의 증가 또는 감소를 명령하게 된다.

한편, 하기 표 1은 상기 상술한 바와 같은 802.16 OFDMA 시스템의 상향링크 폐루프 전력 제어에 사용되는 MAP 정보 엘리먼트(IE, Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)를 나타낸 것이다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 MAP IE의 최초 4bit는 해당 MAP 정보요소의 형식(Type)을 나타낸다. 상기 4bit의 Length는 상기 MAP 정보요소의 길이를 나타내는 것으로서, 그 단위는 바이트(byte)이다. 상기 전력제어 MAP IE는 상향링크 MAP 메시지를 통해 단말기에게 전달된다. 상기 전력제어 MAP IE를 수신한 단말기는, Power Control 필드에서 지시된 값만큼 송신전력을 조절한다. 이때, 상기 단말기가 사용하는 모든 부반송파의 송신전력은 동일한 값으로 조절된다.

상기 802.16 OFDM/OFDMA 시스템에 적용된 종래 단말기 기반의 폐루프 전력 제어는 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 고속 데이터 전송을 위해 사용되는 광대역 채널은 일반적으로 그 대역폭이 코히어런스 대역폭(coherence bandwidth)보다 크다. 따라서 상기 광대역 채널은 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖게 된다. 한편, 상기 주파수 선택적 페이딩 특성을 갖는 채널에서는 각 부반송파 별로 서로 다른 채널 특성을 겪게 된다. 따라서, 송신기에서 모든 부반송파에 동일한 전력을 송출한다 하더라도, 상기 주파수 선택적 페이딩 채널을 통과하면 수신기에서 수신되는 신호세기는 각 부반송파별로 다르게 된다.

상기 주파수 선택적 페이딩 환경에서는 종래의 폐루프 전력 제어기법이 비효율적으로 동작한다. 즉, 종래 단말기 기반의 폐루프 전력 제어는 모든 부반송파의 송신신호를 일괄적으로 동일하게 조절하기 때문에, 주파수 선택적 페이딩 환경에서 모든 부반송파의 수신신호세기 또는 수신 SINR를 동일한 목표 값으로 맞추기 어렵다. 만약 부반송파별로 수신신호세기 또는 수신 SINR가 심하게 차이 난다면, 평균 수신신호세기 또는 평균 SINR가 목표치에 도달하더라도, 전송된 패킷은 에러가 발생하여 올바르게 복원되지 않을 수 있다. 즉, 블록 에러 확률이 높아지게 된다. 상기 도면은 후술하는 본 발명에서 설명되므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한, 상기 종래 단말기 기반의 폐루프 전력 제어의 문제점을 해결하기 위해, 부채널을 구성하는 모든 부반송파의 송신전력을 개별적으로 조절하는 폐루프 전력 제어 기법을 고려할 수 있다.

그러나, 상기 기법은 한 단말기가 복수개의 부채널을 사용하고 또한 각 부채 널은 다수개의 부반송파들로 구성되기 때문에, 모든 부반송파의 송신전력을 개별적으로 조절하고자 한다면, 이를 위해 기지국이 단말기에게 전달해야 할 전력제어 정보량이 너무 커지게 된다. 즉, 상기 기술한 바와 같이, 802.16 OFDM/OFDMA 시스템에서 전력제어 정보는 MAP IE를 통해 단말기에게 전달된다. 따라서, 모든 부반송파들의 전력제어 정보를 MAP IE를 통해 전달하고자 한다면, 이를 위해 상당히 길이가 긴 MAP IE가 요구되고, 따라서 시스템의 메시지 오버헤드(overhead)는 상당히 커지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 상기 모든 부반송파의 송신전력을 개별적으로 조절하는 폐루프 전력 제어 기법은 주파수 선택적 페이딩 채널에서 전력제어 기법의 성능을 최대화시킬 수 있다. 그러나 이러한 기법의 적용으로 유발되는 메시지 오버헤드(overhead)가 너무 크므로, 실제 시스템에 적용하기에는 현실적으로 바람직하지 않다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 OFDM/OFDMA 통신 시스템에서 부반송파의 개별적 송신 전력 제어가 가능한 전력제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 OFDM/OFDMA 통신 시스템에서 부반송파의 개별적 송신 전력 제어가 가능하면서도 전력제어 정보량을 최소화할 수 있는 폐루프 전력제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, OFDM/OFDMA 통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 환경에서도 안정적인 링크 성능을 유지할 수 있는 폐루프 전력제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, OFDM/OFDMA 통신 시스템에서 주파수 선택적 페이딩 환경에서도 전력제어 정보량을 비교적 적게 사용하면서도 안정적인 링크 성능을 유지할 수 있는 폐루프 전력제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 전력제어 방법에 있어서, 단말기가 사용하는 부반송파 중에서 수신 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)과 목표 SINR의 차이를 계산하는 과정과, 상기 SINR 차이 값이 소정 임계치 이상인 부반송파 집합을 선별적으로 선택하는 과정과, 상기 선택된 부반송파 집합의 요구되는 송신전력 보정값을 결정하는 과정과, 상기 선택된 부반송파 집합 및 이들의 송신전력 보정값을 포함하는 송신전력제어정보를 상기 단말기로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, 가입자 단말기, 기지국을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 상기 단말기에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어를 위한 폐루프 전력제어 방법에 있어서, 상기 단말기는 전력제어 MAP IE를 상기 기지국으로 수신하면, 상기 MAP IE에서 전력제어 관련 파라미터를 확인하는 과정과, 상기에서 확인되는 파라미터 중 Power Control 값을 사용하여 모 든 부반송파의 송신전력을 제어하는 과정과, 상기 모든 부반송파의 송신전력 제어 후 송신전력을 보정할 타일이 발생하면, 선택된 부반송파들에 대해 해당 Power Correction 값을 사용하여 전력을 보정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 방법은, 가입자 단말기, 기지국을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 상기 기지국에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어를 위한 폐루프 전력제어 방법에 있어서, 상기 기지국은 해당 단말기가 상향링크로 전송하는 각 타일의 수신 SINR을 측정하고, 이후 모든 타일들의 수신 SINR 값을 이용하여 평균 SINR을 산출하는 과정과, 상기 산출된 평균 SINR 값과 목표 SINR 값 및 수신 간섭세기를 이용하여 Power Control 값을 결정하는 과정과, 상기 Power Control 값 결정 후, 각 부반송파별로 목표 SINR과 수신 SINR의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값을 기준으로 부반송파를 오더링(ordering)하는 과정과, 상기 오더링된 부반송파들에서 전력 보정이 요구되는 부반송파가 발생하면, 보정할 부반송파를 선택하고, 상기 선택된 각 부반송파들에 해당 Power Correction 값을 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 부반송파의 폐루프 전력제어를 위한 단말기 송/수신 장치에 있어서, 각 부반송파별 송신전력을 결정하는 상위계층 처리부와, 상기 단말기에서 송수신되는 신호를 시분할 듀플렉싱하여 송수신하는 TDD 듀플렉서와, 상기 상위계층 처리부로 부터 상기 TDD 듀플렉서로 전송하고자 하는 데이터를 송신 처리하는 송신기와, 상기 TDD 듀플렉서로부터 상위계층 처리부로 수신된 데이터를 수신 처리하는 수신기와, 기지국으로부터 수신된 전력제어 MAP IE의 정보를 이용하여 상기 상위계층 처리부에서 각 부반송파별 송신전력을 결정하면, 상기 결정된 값에 따라 상기 송신기에서 처리되는 각 부반송파의 송신전력을 제어하기 위한 타일별 송신전력 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 부반송파의 폐루프 전력제어를 위한 기지국 송/수신 장치에 있어서, 부반송파별 수신전력 및 간섭량 측정값을 입력하여 전력제어 MAP IE에 포함되는 각 전력제어 정보값을 결정하는 상위계층 처리부와, 기지국에서 송수신되는 신호를 시분할 듀플렉싱하여 송수신하는 TDD 듀플렉서와, 상기 상위계층 처리부로부터 상기 TDD 듀플렉서로 전송하고자 하는 데이터를 송신 처리하는 송신기와, 상기 TDD 듀플렉서로부터 상기 상위계층 처리부로 수신된 데이터를 수신 처리하는 수신기와, 단말기로부터 수신된 각 부반송파의 수신신호 전력 및 간섭신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 값을 상기 상위계층 처리부로 전송하는 타일별 수신전력 및 간섭량 측정부를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한 다. 그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저, 이하에서 설명되는 본 발명은 OFDMA 시스템에서 상향링크(UL_Link)를 기준으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니므로 하향링크(DL_Link)에도 적용이 가능함은 물론이다. 또한 본 발명은 OFDMA 방식에서 뿐만 아니라 OFDM 방식에도 적용이 가능하며, FDD 방식과 TDD 방식 모두에서 적용 가능하다.

우선 본 발명에서 제안하는 폐루프 전력 제어 방법의 개념을 첨부도면 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2는 일반적인 주파수 선택적 페이딩 채널에서의 응답 특성의 일 예를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 주파수 선택적 페이딩 채널에서는 몇몇의 특정 주파수에서 상당히 채널특성이 나쁜 상황(deep fading)이 발생한다. 상기와 같은 deep fading 특성을 갖는 주파수에서 부반송파로 데이터 비트를 전송하면, 데이터 비트가 손실될 확률은 매우 높아지고, 이로 인하여 결국 패킷오류를 유발하게 된다. 따라서, 상기 deep fading 주파수를 통과하는 부반송파의 신호전력을 개별적으로 높여주어야 한다.

그러나, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 주파수 대역에서 deep fading은 일부 특정 주파수에서 발생한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 모든 부반송파들의 송신전력을 개별적으로 조절하는 대신에, 상기 deep fading 주파수를 통과하는 부반송 파들만 송신전력을 조절해도 수신신호의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 수신신호의 성능은 블록 오류율(Block error rate, 이하 'BLER'라 칭하기로 한다)로 결정된다. 여기서, 상기 블록을 구성하는 비트(bit)들 중에서 하나의 비트만 오류가 발생해도 상기 블록은 오류 블럭으로 처리된다. OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서는 각 비트들이 서로 다른 부반송파로 전송되는데, 만약 대부분의 비트들이 채널상태가 좋은 주파수 대역을 통과하고 일부 소수의 비트만 deep fading 주파수를 통과하여 비트 오류가 발생한다고 가정하면, 상기 비트들이 구성하는 블록은 오류 블록으로 처리된다. 따라서 상기한 BLER은 deep fading 주파수를 통과하는 비트의 상태에 따라 결정될 가능성이 높다. 그러므로 본 발명에서는 모든 부반송파들의 송신전력을 개별적으로 조절하는 대신에, 상기 deep fading 주파수를 통과하는 부반송파들만 송신전력을 조절하도록 함으로써, 상기 BLER을 향상시킬 수 있도록 한다.

이때, 개별적으로 조절해야 하는 부반송파 집합을 결정하기 위해서, 상기 기지국에서는 수신 SINR과 목표 SINR의 차이에 따라 부반송파들을 정렬한다. 여기서, 상기 SINR 차이가 가장 큰 부반송파로부터 지정된 개수의 부반송파들을 선택할 수 있다. 이러한 부반송파들에 대해서는 수신 SINR이 목표 SINR보다 작으면 송신신호 세기 증가를 명령하고, 이와는 반대로 상기 수신 SINR이 목표 SINR보다 크면 송신신호 세기 감소를 명령한다.

무엇보다도 본 발명에서는 전체 부반송파 중에서 개별적으로 송신전력제어가 요구되는 부반송파 집합을 구분하여 결정하는 것이 중요하며, 이는 일반적으로 기 지국에서 결정되는 동작에 해당된다. 이에 따라 단말기는 기지국으로부터 소정 전력제어 정보를 전달받아 전체 부반송파를 일괄적으로 전력제어 한 후, 상기 결정된 개별 송신전력제어가 요구되는 부반송파 집합에 대해서 추가적인 전력제어를 수행한다. 상기 단말기의 전력제어 형태는 본 발명의 다른 실시예에 따르면 개별 송신전력제어가 요구되는 부반송파 집합에 대해서 개별 전력제어 수행 후, 나머지 전체 부반송파를 일괄적으로 전력제어 할 수도 있으며, 또 다른 실시예에 따르면 동시에 전체 부반송파들과 개별 송신전력제어가 요구되는 부반송파 집합의 전력제어를 수행하는 것도 가능하다. 경우에 따라서는 상기 선택된 개별 송신전력제어가 요구되는 부반송파 집합을 제외한 나머지 부반송파들을 일괄적으로 동일하게 송신신호세기의 증가 또는 감소를 명령하고, 개별 송신전력제어가 요구되는 나머지 부반송파 집합을 전력제어 하는 경우도 가능하다.

그러면 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 OFDMA 802.16 시스템에 적용 가능한 상향링크 폐루프 전력제어 MAP IE를 하기 표 2를 참조하여 살펴보기로 한다. 무엇보다 표 2의 MAP IE는 본 발명의 일실시예일 뿐이며, 실제 MAP IE는 다양하게 구성될 수 있다.

상기 표 2를 살펴보면, 상기 MAP IE의 최초 4bit는 해당 MAP 정보요소의 형식(Type)을 나타낸다. 상기 4bit의 Length는 상기 MAP 정보요소의 길이를 나타내는 것으로서, 그 단위는 바이트(byte)이다. 상기 Power Control 값은 모든 부반송파의 현재 송신전력을 소정 송신레벨로 일괄 조절하도록 명령하는 메시지에 해당되며 상기한 표 1의 Power Control 값과 동일하다. 단말기는 상기 Power Control 값을 이용하여 모든 부반송파들의 송신전력을 일괄적으로 조절한다. 이 부분은 종래 단말기 기반의 폐루프 전력제어와 동일하다.

여기서, 상기 Power Control 값을 이용한 전력 조절을 위한 수식을 나타내면 하기 수학식 1과 같이 정의된다.

상기 표 2에서 정의되는 Power Control 값을 이용한 전력제어는, 상기 수학식 1에서와 같이, 각 타일의 새로운 송신 전력은 각 타일의 이전 송신 전력과 상기 표 2에서 정의되는 Power Control 값을 합산을 통해 산출할 수 있다.

여기서, 상기 수학식 1에서 Power Control을 포함하는 각 파라미터들은 dB(decibel) 값을 나타낸다. 즉, 상기한 표 2의 MAP IE에서는 상기 Power Control 값이 8bit의 이진수로 표현되어 있는데, 상기 수학식 1에서 Power Control 값은 상기 이진수 값에 해당되는 dB값이다. 이후, 이하에서 설명되는 모든 수학식에 포함된 Power Control 값은 상기 이진수 값에 해당되는 dB 값을 의미한다.

다음으로, 상기 표 2에서 Number of Tiles 필드는 개별적으로 송신전력을 조절하기 위한 타일(tile)의 개수를 나타낸다. 여기에서 상기 타일이라 함은 OFDMA 802.16 시스템의 상향링크에서 적용되는 부반송파 집합을 말하며, 한 타일은 주파수상에서 인접한 부반송파들로 구성된다. 또한 다수개의 타일을 이용하여 부채널을 구성한다. 이하, 도 3을 참조하여 상기 타일의 구조를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 일반적인 광대역 OFDMA 시스템에서 상향링크의 타일 구조를 도시한 도면으로서, 본 발명을 이해를 돕기위해 첨부된 도면이다.

상기 도 3을 설명하기에 앞서, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템의 상향링크는 타일이라는 구조로 부채널을 형성한다. 상기 타일 구조에서도 필수 사항과 선택 사항이 정의되며, 이는 각각 도 3a 및 도 3b에서와 같다. 즉, 상기 필수 사항은 도 3a에 도시된 바와 같이, 3 심볼, 4 부반송파(4 x 3 구조)로서 한 개의 타일을 구성하는 것이다. 상기 4 x 3 구조의 타일은 모두 12개의 부반송파를 포함하며, 그 중 4개의 부반송파가 파일럿 부반송파(pilot carrier)로서 사용되고 나머지 8개의 부반송파들은 데이터 부반송파(data carrier)들로 사용된다. 한편, 상기 선택 사항은 도 3b에 도시된 바와 같이, 3 심볼, 3 부반송파(3 x 3 구조)로서 한 개의 타일을 구성하는 것이다. 상기 3 x 3 구조의 타일은 모두 9개의 부반송파를 사용하여 그 중 한 개의 부반송파를 파일럿 부반송파로서 사용하여 나머지 8개의 부반송파들이 데이터 부반송파들로서 사용된다.

즉, 상기 도 3a를 참조하면, 하나의 타일은 주파수 상에서 인접한 4개의 부반송파들과 시간축에서 인접한 3개의 심볼 집합으로 구성된다. 따라서 상기 도 3a의 타일은 총 12개의 부반송파들로 구성된다. 이때, 4개의 부반송파들은 파일롯 톤 전송을 위해 사용되며, 나머지 8개 부반송파들은 데이터 비트 전송을 위해 사용된다. 또한 상기 도 3b를 참조하면, 하나의 타일은 주파수 상에서 3개의 부반송파와 시간축에서 3개의 심볼 집합으로 구성된다. 따라서 상기 도 3b의 타일은 총 9개의 부반송파들로 구성된다. 이때, 1개의 부반송파는 파일롯 톤 전송을 위해 사용되며, 나머지 8개 부반송파들은 데이터 비트 전송을 위해 사용된다.

한편, 상기에서 동일한 타일에 포함된 부반송파들은 주파수상에서 인접해 있 으므로 동일한 채널 페이딩을 겪게 된다. 따라서 OFDMA 802.16 시스템의 상향링크에서는 부반송파별로 송신전력을 조절할 필요 없이 타일별로 송신전력을 조절 가능하다.

한편, 상기에서 Number of Tiles 필드 다음에는 반복구문이 있는데, 상기 Number of Tiles는 송신 전력을 추가적으로 보정할 타일(Tile)의 개수를 나타낸다. 즉, 상기 Number of Tiles에서 지정된 횟수만큼 반복하여 지정된 타일의 송신전력을 조절한다. 다음으로, 상기 표 2에서 Subchannel Index는 부채널의 번호를 나타내며, Tile Index는 상기 부채널에서 송신 전력을 조절할 타일의 번호를 나타낸다. 상기 Power Correction은 포함하는 해당 값, 예컨대 00, 01, 10, 11을 이용하여 상기 해당 타일의 송신전력을 조절한다.

여기서, 상기 Power Correction 값을 이용하여 i번째 부채널의 j번째 타일의 송신전력을 산출하는 식을 예를 들면 하기 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.

상기 수학식 2에서 Power Correction을 포함하여, 각 파라미터들은 dB(decibel) 값을 나타낸다. 상기 표 2의 MAP IE에서는 Power Correction 값이 2bit의 이진수로 표현되어 있는데, 상기 수학식 2에서 상기 Power Correction 값은 상기 이진수 값에 해당되는 dB값으로 표현된다. 이후 각 모든 수식에 포함된 Power Correction 값은 상기 이진수 값에 해당되는 dB 값을 의미한다.

다음으로, 기지국에서 상기 Power Control 값과 상기 Power Correction 값을 결정하는 방법에 대해 설명한다.

상기 Power Control값을 결정하기 위해 기지국에서는 모든 부반송파들의 수신 SINR의 평균값(

)을 계산한다. 다음, 아래 수학식 3을 이용하여 Power Control 값을 결정한다.

상기 수학식 3에서 각 파라미터들은 dB(decibel) 값을 나타낸다. 여기서, 상기

은 전력제어의 목표치가 되는 SINR값을 나타내며, 상기

는 모든 부반송파들에 대한 평균 수신 간섭량을 나타낸다.

한편, 상기 각 타일별 Power Correction은 하기 수학식 4를 이용하여 결정할 수 있다.

상기 수학식 4에서 각 파라미터들은 dB(decibel) 값을 나타낸다. 여기서, 상기

는 i번째 부채널의 j번째 타일의 수신 SINR을 나타내며, 상기

는 i번째 부채널의 j번째 타일의 수신 간섭량을 나타낸다. 이 때, 상기 수학식 4에서

에 Power Control이 더해진 이유는, 단말기가 Power Control 값을 사용하여 전체 타일의 송신전력을 일괄적으로 보정한 후, 특정 타일의 송신전력을 조절할 때 상기 보정된 송신전력을 기준으로 Power Correction 값을 추가적으로 사용하여 송신전력을 조절하기 때문이다.

다음으로, 상기 기지국에서는 전력보정이 추가적으로 요구되는 타일들을 결정하기 위해 다음과 같은 수학식 5 및 수학식 6에 의한 알고리즘을 사용할 수 있다. 먼저, 하기 수학식 5를 사용하여 각 부반송파별로 상기한

과 상기한

의 차이를 계산한다.

상기 수학식 5에서 각 파라미터들은 dB(decibel) 값을 나타낸다. 여기서, 상기 ABS(x)는 독립변수 x의 절대값을 돌려주는 함수를 나타낸다. 이 때, 상기 수학식 5에서 Power Control 값이 포함되는 이유는, 본 발명이 제안하는 전력제어 방식이 전체 타일의 송신전력을 상기한 Power Control 값을 이용하여 우선적으로 조절하고, 추가적으로 전력 보정이 필요한 타일만 송신전력을 보정하기 때문이다. 따라서 추가적 전력 보정이 필요한 타일을 선택할 때에는, 현재 단말기 송신 전력에 상기 Power Control 값만큼이 조절된 송신 전력을 고려해야 한다.

상기 W(x)는 가중치 함수로서, 하기 수학식 6에서 제시되듯이 독립변수 x의 부호에 따라 서로 다른 두 값중 하나의 값을 선택한다. 여기서, 상기 함수 W(x)의 목적은 전력을 증가시킬 타일과 전력을 감소시킬 타일에 서로 다른 가중치를 주기 위해서 적용된다.

상기 수학식 6에서 a와 b는 각각 0보다 큰 상수를 나타낸다. 여기서, 상기 a와 b는 각각 서로 다른 값으로 설정할 수 있는데, 이러한 설정은 아래와 같은 경우에 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 만약 두 타일에서, 상기

와 상기

의 차이가 절대값은 동일하고 그 부호만 다른 경우가 발생될 수 있다. 이러한 경우에서, 상기

와 상기

의 차이가 양수인 타일을 우선적으로 전력 보정하는 것이 시스템 전체 성능 측면에서 유리할 수 있다. 이와 같은 우선적 전력보정은 상기 a값을 b값보다 크게 설정하여 상기 수학식 5에서의

값을 좀더 크게 만들어 줌으로써 수행시킬 수 있다.

다음으로, 상기 수학식 5와 6을 이용하여 상기 타일별로

값이 계산되면, 상기 계산된

값을 임계치 D_min과 비교한다. 이후, 상기 비교결과 D_min보다 큰

값을 갖는 타일들만 골라낸다. 이어서, 상기 골라낸 타일들을 다시 상기

값 기준으로 내림차순으로 나열한다. 이 때, 하나의 전력제어 MAP IE를 이용하여 개별적으로 조절할 수 있는 타일의 최대 개수를 N_max라고 하면, 가장 큰

값을 갖는 타일부터 상기 N_max번째 타일까지 선택한다. 만약 상기 D_min보다 큰

값을 갖는 타일의 개수가 상기 N_max보다 작다면, 이 개수만큼의 타일들만 선택한다. 마지막으로, 상기 선택된 타일들이 상기 전력제어 MAP IE를 이용하여 개별적으로 전력을 보정할 타일이 되는 것이다.

그러면, 여기서 상술한 구성에 근거하여 본 발명에 따른 바람직한 동작 실시예를 도면 도 4 내지 도 7을 참조하여 살펴보기로 한다. 즉, 이하 도 4와 도 5를 통해 본 발명에서 제안하는 단말기 및 기지국에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어가 가능한 폐루프 전력제어 방법을 설명하고, 이후 도 6 및 도 7을 통해 본 발명에서 제안하는 폐루프 전력제어를 수행하는 단말기 및 기지국의 송/수신 장치의 구성을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템에서 단말기의 폐루프 전력제어 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 단말기는 411단계에서 상기 표 2의 전력제어 MAP IE를 수신 받아 전력제어 관련 파라미터를 독출한다. 이어서, 상기 단말기는 413단계에서 상기에서 독출하는 파라미터 중 Power Control값과 상기한 수학식 1을 이용하여 모든 타일의 송신전력을 조절한다. 다음으로 상기 단말기는 415단계에서 전력을 보정할 타일이 존재하는지 확인하게 된다. 여기서, 상기 타일 존재 여부를 확인하는 것은 상기한 표 2의 전력제어 MAP IE에 포함된 Number of Tile 필드 값을 분석함으로써 이루어진다. 즉, Number of Tile이 '0'이면 전력을 보정할 Tile이 없음을 의미하므로, 상기 전력제어 절차를 종료한다. 또한 상기 Number of Tile이 '1'이면, 전력을 보정할 타일이 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 경우에 417단계로 진행하여 지정된 타일들의 송신전력을 상기한 표 2의 Power Correction 값과 상기 수학식 2를 이용하여 조절한다. 이후, 상기 지정되는 타일들의 송신전력 보정이 모두 완료되면, 상기 전력제어 절차를 종료하게 된다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 단말기 입장에서의 폐루프 전력제어 절차를 살펴보았다. 그러면 이하에서는 기지국 입장에서의 폐루프 전력제어 절차를 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 통신 시스템에서 기지국에서의 폐루프 전력제어 절차를 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 기지국은 511단계에서 해당 단말기로부터 상향링크 전송되는 각 타일의 수신 SINR을 계산한다. 이어서, 513단계에서 모든 타일들의 수신 SINR 값을 이용하여 평균 SINR을 계산한다. 515단계에서는 상기 계산된 평균 SINR 값과 목표(Target) SINR 값 그리고 수신 간섭세기를 이용하여 Power Control 값을 결정한다. 상기 기지국은 517단계에서 각 타일별로 상기 수학식 5에 따라

를 계산하고 상기 계산된

을 기준으로 타일들을 정렬한다. 이후 519단계에서는 정렬된 타일들에서 전력을 보정할 타일을 선택하여 521단계로 진행한다. 상기 521단계에서 전력 보정이 필요한 타일이 존재하지 않는다고 결정하면, 525단계로 진행하고, 상기에서 만약 521단계에서 전력 보정이 필요한 타일이 존재한다고 결정하면, 523단계로 진행하여 각 타일의 해당 Power Correction 값을 상기 수학식 4를 이용하여 결정한다. 마지막으로, 상기 525단계로 진행하여 전력제어 MAP IE를 구성하고, 상기 구성한 MAP IE를 상향링크 MAP 메시지로 전송한 이후, 상기 전력제어 절차를 종료한다.

이상에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 개별적 송신전력 제어가 가능한 폐루프 전력제어 방법에 대하여 살펴보았다. 그러면 이하에서는 상기한 폐루프 전력제어를 수행하기 위한 단말기 및 기지국 송/수신 장치를 도 6 및 도 7을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 폐루프 전력 제어를 수행하는 단말기 송/수신 장치를 나타낸 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 단말기에서 송수신되는 신호는 TDD 듀플렉서(Duplexer)(611)에서 시분할 듀플렉싱되어 송수신된다. 또한, 상기 단말기 장치는 상위 계층 처리부(601)로부터 TDD 듀플렉서(611)로 전송하고자 하는 데이터를 송신 처리하는 송신기와 상기 TDD 듀플렉서(611)로부터 상위 계층 처리부(601)로 수신된 데이터를 수신 처리하는 수신기로 구성된다.

먼저, 상위 계층(Upper Layer) 처리부(601)에서 생성되어 전송하고자 하는 소정의 데이터들이 FEC(Forward Error Correction) 부호화부(Encoder)(603)에서 부호화되어 출력된다. 그러면 변조부(Modulator)(605)에서는 상기 부호화되어 출력된 신호를 입력하여 상기 신호의 변조를 수행한다. 상기 변조부(605)에서 변조된 신호 를 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다) 처리부(607)에서 입력으로 하여 푸리에 역변환을 수행하고, 상기 IFFT 처리부(607)는 상기 푸리에 역변환을 통해 OFDM 신호를 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 OFDM 신호는 송신 무선(Radio Frequency) 처리부(609)에서 무선 신호 처리되며, TDD 듀플렉서(6111)에서 상향링크 프레임 전송 구간을 통해 전송된다.

이때, 본 발명의 실시예에 따라 기지국으로부터 수신된 전력제어 MAP IE의 정보를 이용하여 상기 상위 계층 처리부(601)에서는 각 타일별 송신전력을 결정한다. 상기 결정된 값에 따라 상기 타일별 송신전력 제어부(613)에서는 상기 IFFT 처리부(607)에서 처리되는 각 타일의 송신전력을 조절한다.

한편, 상기 기지국에서 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 TDD 듀플렉서(611)에서 하향링크 프레임 전송 구간 동안 수신되며, 수신 무선 처리부(615)에서 무선 신호 처리된다. 그런 다음, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)) 처리부(617)에서 푸리에 변환을 거쳐 직렬 변조 심볼로 생성한 후, 복조부(Demodulator)(619)에서 복조되며, FEC 복호화부(Decoder)(621)에서 복호되어, 상위 계층 처리부(601)로 전송된다.

도 7은 본 발명에 따른 폐루프 전력 제어를 수행하는 기지국 송/수신 장치를 나타낸 도면이다.

상기 도 7을 참조하면, 기지국에서 송수신되는 신호는 TDD 듀플렉서(Duplexer)(711)에서 시분할 듀플렉싱되어 송수신된다. 또한, 상기 기지국 장치는 상위 계층 처리부(701)로부터 TDD 듀플렉서(711)로 전송하고자 하는 데이터를 송신 처리하는 송신기와 상기 TDD 듀플렉서(711)로부터 상위 계층 처리부(701)로 수신된 데이터를 수신 처리하는 수신기로 구성된다.

먼저, 상기 단말기에서 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 TDD 듀플렉서(711)에서 상향링크 프레임 전송 구간 동안 수신되며, 수신 무선 처리부(715)에서 무선 신호 처리된다. 이어서, FFT 처리부(717)에서 푸리에 변환을 거쳐 직렬 변조 심볼로 생성한 후, 복조부(Demodulator)(719)에서 복조되며, FEC 복호화부(Decoder)(721)에서 복호되어, 상위 계층 처리부(701)로 전송된다.

이때, 본 발명의 실시예에 따라 상기 타일별 수신전력 및 간섭량 측정부(713)에서는 단말기로부터 수신된 각 타일의 수신신호 전력 및 간섭신호 세기를 측정한다. 이후, 상기 측정된 값을 상기 상위 계층 처리부(701)로 전송하고, 상기 상위 계층 처리부(701)에서는 상기 측정값을 이용하여 각 타일별 SINR을 계산하고, 상기 계산값을 이용하여 전력제어 MAP IE에 포함될 각 전력제어 정보값을 결정한다.

한편, 상기 상위 계층(Upper Layer) 처리부(701)에서 생성된 전송하고자 하는 소정의 데이터들이 FEC 부호화부(Encoder)(703)에서 부호화되며, 변조부(Modulator)(705)를 거쳐 변조된다. 상기 변조부(705)에서 변조된 신호는 IFFT 처리부(707)에서 푸리에 역변환을 거쳐 OFDM 신호로 생성되어진다. 마지막으로 상기 OFDM 신호는 송신 무선(Radio Frequency) 처리부(709)에서 무선 신호 처리되며, TDD 듀플렉서(711)에서 상향링크 프레임 전송 구간을 통해 전송된다.

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

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 직교 주파수 분할 다중화/다중접속 통신시스템에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어가 가능한 폐루프 전력 제어 방법 및 장치에 따르면, OFDM/OFDMA 방식의 이동통신 시스템에서 단말기가 사용하는 부반송파 중에서 일부 부반송파만을 선택하여 선택된 부반송파의 송신전력을 개별적으로 조절하고 동시에 나머지 부반송파들의 송신전력은 일괄적으로 동일하게 조절하는 전력제어 방식을 적용함으로써, 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 적은 양의 전력제어 정보량을 사용하여 안정적인 링크 성능을 유지할 수 있으며, 동시에 단말기의 소모 전력을 최소화하여 단말기 사용 시간을 증대시키고 다른 사용자에 대한 간섭을 줄여 시스템 용량 증대에 기여하게 되는 이점을 가진다.

Claims (20)

1. 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 전력제어 방법에 있어서,

   단말기가 사용하는 부반송파 중에서 수신 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)과 목표 SINR의 차이를 계산하는 과정과,

   상기 SINR 차이 값이 소정 임계치 이상인 부반송파 집합을 선별적으로 선택하는 과정과,

   상기 선택된 부반송파 집합의 요구되는 송신전력 보정값을 결정하는 과정과,

   상기 선택된 부반송파 집합 및 이들의 송신전력 보정값을 포함하는 송신전력제어정보를 상기 단말기로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제1항에 있어서, 부반송파 집합의 선별적 선택 과정은,

   상기 SINR 차이 값이 가장 큰 부반송파 집합으로부터 지정된 개수의 부반송파 집합을 선택하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 송신전력 보정값은 상기 수신 SINR이 목표 SINR보다 작은 경우 송신신 호 세기 증가치이며, 상기 수신 SINR이 목표 SINR보다 큰 경우 송신신호 세기 감소치인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   송신전력제어정보는 상향링크 MAP IE(Information Elements) 메시지에 포함되며, 상기 MAP IE 메시지를 통해 상기 단말기로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 상향링크 MAP IE는,

   전체 부반송파들의 송신전력을 일괄적으로 조절하는 공통 제어정보,

   개별적으로 송신전력을 조절하기 위한 부반송파 집합의 개수를 나타내는 Number of Tiles 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 단말기는 상기 상향링크 MAP IE 메시지를 수신하여 전력제어정보를 독출하는 단계,

   상기 공통 제어정보를 통하여 전체 부반송파의 송신전력을 조절하는 단계, 및

   전력을 보정할 부반송파 집합이 존재하는 경우 선별된 부반송파 집합의 송신전력을 보정하는 단계를 포함하는 상기 방법.
7. 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 상기 단말기에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어를 위한 폐루프 전력제어 방법에 있어서,

   상기 단말기는 전력제어 MAP IE를 상기 기지국으로 수신하면, 상기 MAP IE에서 전력제어 관련 파라미터를 확인하는 과정과,

   상기에서 확인되는 파라미터 중 Power Control 값을 사용하여 모든 부반송파의 송신전력을 제어하는 과정과,

   상기 모든 부반송파의 송신전력 제어 후 송신전력을 보정할 타일이 발생하면, 선택된 부반송파들에 대해 해당 Power Correction 값을 사용하여 전력을 보정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 전력 보정을 위한 부반송파의 존재 여부 확인은 상기 MAP IE에 포함된 Number of Tiles 필드 값의 분석을 통해 확인 가능한 것을 특징으로 하는 상기 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 보정 과정은,

   상기 Number of Tiles 필드의 값이 '0'이면 상기 전력제어 절차를 종료하고, 상기 Number of Tiles 필드의 값이 '1'이면 지정된 부반송파들의 송신전력을 상기 MAP IE 메시지에 포함된 상기 Power Correction 값을 이용하여 제어하여 지정된 부반송파들의 송신전력 보정이 완료되면 상기 전력제어 절차를 종료하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
10. 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 상기 기지국에서 부반송파의 개별적 송신전력 제어를 위한 폐루프 전력제어 방법에 있어서,

    기지국은 해당 단말기가 상향링크로 전송하는 각 타일의 수신 SINR을 측정하고, 이후 모든 타일들의 수신 SINR 값을 이용하여 평균 SINR을 산출하는 과정과,

    상기 산출된 평균 SINR 값과 목표 SINR 값 및 수신 간섭세기를 이용하여 Power Control 값을 결정하는 과정과,

    상기 Power Control 값 결정 후, 각 부반송파별로 목표 SINR과 수신 SINR의 차이를 산출하고, 상기 산출된 차이 값을 기준으로 부반송파를 오더링(ordering)하는 과정과,

    상기 오더링된 부반송파들에서 전력 보정이 요구되는 부반송파가 발생하면, 보정할 부반송파를 선택하고, 상기 선택된 각 부반송파들에 해당 Power Correction 값을 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기한 일련의 과정이 완료되면, 전력제어 MAP IE를 구성하고 상기 구성한 MAP IE를 상향링크 MAP 메시지로 하여 단말기로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
12. 제10항에 있어서,

    기지국에서 상기 Power Control 값을 결정은, 모든 부반송파들의 수신 SINR의 평균값을 산출하고, 하기 수학식 7을 통해 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.

    

    여기서, 상기

    

    은 전력제어의 목표치가 되는 SINR 값을 나타내며, 상기

    

    는 모든 부반송파들의 수신 SINR의 평균값을 나타내며, 상기

    

    는 모든 부반송파들에 대한 평균 수신 간섭량을 나타냄.
13. 제10항에 있어서,

    기지국에서 상기 각 부반송파별 Power Correction 값의 결정은, 하기 수학식 8과 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.

    

    상기

    

    는 i번째 부채널의 j번째 타일의 수신 SINR을 나타내며, 상기

    

    는 i번째 부채널의 j번째 타일의 수신 간섭량을 나타냄.
14. 제10항에 있어서,

    상기 전력보정이 요구되는 부반송파들의 결정은, 하기 수학식 9를 통해 각 부반송파별로

    

    과

    

    의 차이 값을 산출하는 과정과,

    상기 차이 값이 산출되면, 상기 산출된 값을 소정의 임계값과 비교하여 상기 임계값보다 큰 값을 갖는 부반송파들만을 선택하는 과정과,

    상기 선택된 부반송파들을 다시 차이 값 기준으로 내림차순으로 나열하고, 이후 상기 선택된 부반송파들을 전력제어 MAP IE를 이용하여 개별적으로 전력을 보정할 타일로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.

    

    상기 ABS(x)는 독립변수 x의 절대값을 돌려주는 함수를 나타내고, 상기 W(x)는 가중치 함수를 나타냄.
15. 제14항에 있어서,

    상기 수학식 9에서 Power Control 값은, 전체 부반송파의 송신전력을 우선적으로 제어하고, 추가적인 전력 보정이 필요한 부반송파에 대해서만 송신전력을 보정하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
16. 제14항에 있어서,

    상기 W(x)는 하기 수학식 10과 같이 정의되며, 상기 독립변수 x의 부호에 따라 서로 다른 두 값중 하나의 값을 선택하도록 하여 전력을 증가시킬 부반송파와 전력을 감소시킬 부반송파에 서로 다른 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.

    

    상기 a와 b는 각각 0보다 큰 상수를 나타내며, 상기 a와 b는 각각 서로 다른 값임.
17. 제16항에 있어서,

    상기 W(x)는 전력 보정에 따른 우선권 부여를 위한 기준 값인 것을 특징으로 하는 상기 방법.
18. 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 부반송파의 폐루프 전력제어를 위한 단말기 송/수신 장치에 있어서,

    각 부반송파별 송신전력을 결정하는 상위계층 처리부와,

    상기 단말기에서 송수신되는 신호를 시분할 듀플렉싱하여 송수신하는 TDD 듀 플렉서와,

    상기 상위계층 처리부로부터 상기 TDD 듀플렉서로 전송하고자 하는 데이터를 송신 처리하는 송신기와,

    상기 TDD 듀플렉서로부터 상위계층 처리부로 수신된 데이터를 수신 처리하는 수신기와,

    기지국으로부터 수신된 전력제어 MAP IE의 정보를 이용하여 상기 상위계층 처리부에서 각 부반송파별 송신전력을 결정하면, 상기 결정된 값에 따라 상기 송신기에서 처리되는 각 부반송파의 송신전력을 제어하기 위한 타일별 송신전력 제어부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 송신기는 상기 타일별 송신전력 제어부에서 출력되는 신호를 입력으로 하여 상기 결정된 각 부반송파의 송신전력을 처리하는 IFFT 처리부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
20. 직교 주파수 분할 다중화/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 부반송파의 폐루프 전력제어를 위한 기지국 송/수신 장치에 있어서,

    부반송파별 수신전력 및 간섭량 측정값을 입력하여 전력제어 MAP IE에 포함되는 각 전력제어 정보값을 결정하는 상위계층 처리부와,

    기지국에서 송수신되는 신호를 시분할 듀플렉싱하여 송수신하는 TDD 듀플렉서와,

    상기 상위계층 처리부로부터 상기 TDD 듀플렉서로 전송하고자 하는 데이터를 송신 처리하는 송신기와,

    상기 TDD 듀플렉서로부터 상기 상위계층 처리부로 수신된 데이터를 수신 처리하는 수신기와,

    단말기로부터 수신된 각 부반송파의 수신신호 전력 및 간섭신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 값을 상기 상위계층 처리부로 전송하는 타일별 수신전력 및 간섭량 측정부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.

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