KR20060098858A - 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터 송수신을 위한 패킷 스위치(PS)호가 연결된 후 일정시간동안 데이터 수신이 없는 경우 목표 신호대 간섭비(target SIR) 값을 상향조정하여 데이터가 일시적으로 한꺼번이 수신되는 경우에도 QoS(Quality of Signal)을 만족시킬 수 있도록 하는 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법에 관한 것으로써, 무선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하기 위하여 패킷 스위치(Packet Switch)호를 설정하는 제 1단계와, 일정시간동안 이동통신 단말기로 데이터가 수신되지 않으면 목표 신호대 간섭비(target SIR)의 값을 상향조정하는 제 2단계를 포함하여 이루어져, 대기시간 후 다량의 데이터가 짧은 시간에 수신되는 경우에도 높은 서비스 품질을 유지할 수 있어 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

SIR, BLER, ILPC, OLPC, , UMTS, 무선통신 시스템

Description

이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법{Mobile Communication Terminal and its Outer Loop Power Control algorithm}

도 1 은 본 발명에 따른 UMTS 네트워크 구조를 간략하게 도시한 간략도,

도 2 는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 외부루프 전력제어방법을 도시한 순서도,

도 3 은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 내부 구성이 도시된 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

UE: 이동통신 단말기 10: 목표SIR 조정부

20: 조정산출부 30: 조정판단부

50: 메모리

본 발명은 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법에 관한 것으로, 특히 데이터 송수신을 위한 패킷 스위치(PS)호가 연결된 후 일정시간동안 데이터 수신이 없는 경우 목표 신호대 간섭비(target SIR) 값을 상향조정하여 데이터가 일시적으로 한꺼번이 수신되는 경우에도 QoS(Quality of Signal)을 만족시킬 수 있도록 하는 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법에 관한 것이다.

최근의 이동통신 시스템은 고품질의 음성 서비스뿐만 아니라 고속의 데이터 통신 서비스가 가능한 시스템으로 개발되고 있다.

이러한 상기 이동통신 시스템을 이용한 데이터 서비스는 음성 서비스와는 크게 상이한 서비스 품질을 통신망에 요구하게 되는데, 음성 서비스는 전송 데이터의 부분적인 손실에 따른 음질저하에는 큰 영향을 받지 않는 반면 전송데이터의 지연에는 크게 영향을 받으나, 데이터 서비스는 전송 데이터의 지연에는 큰 영향을 받지 않는 반면 데이터의 손실시에는 재전송을 요구함으로써 통신망의 자원을 초과하는 트래픽을 유발시킬 수 있다.

특히 이러한 데이터 서비스는 일정한 전송률로 트래픽이 발생하고, 그 외의 시간에는 트래픽이 거의 없는 특성을 갖게 되므로 이를 지원하기 위해서는 전송채널의 전송률이 전송데이터량에 따라 가변될 수 있어야 하며 데이터 전송시에는 높은 전송률로 전송이 가능하여야 한다.

한편, 이러한 이동통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 다수 통신에 동일한 주파수가 공유될 수 있으며, 이러한 경우 특정 통신을 수신할 때 동일한 주파수를 사용하는 다른 모든 통신은 특정 통신에 대해 간섭의 원인이 된다.

그 결과, 어느 한 통신의 송신전력 레벨을 상승시키면 그 스펙트럼 내에서 다른 모든 통신의 신호 품질이 저하되며, 이를 방지하기 위하여 송신전력을 너무 많이 낮추게 되면 그에 상대적으로 수신신호의 품질이 크게 저하된다.

따라서, 이동통신 시스템에 있어서 신호의 전력제어방법은 크게 중요하며, 이러한 송수신호의 전력제어방법은 다양하게 나타날 수 있는데 그 중 하나가 상기 이동통신 시스템을 외부루프 및 내부루프로 나누어서 전력제어하는 방법이다.

내부루프 전력제어방법은 목표 SIR값을 기준으로 수신호의 SIR값의 과소를 판단하여 송신전력을 제어하는 방법으로서, 이동통신 단말기로 데이터가 수신되면 수신된 데이터의 SIR 등 품질을 측정하여 측정값과 목표 SIR값을 비교하고, 수신 SIR값이 목표 SIR값을 초과하는 경우 송신전력의 레벨을 낮추도록 하고, 목표 SIR값 이하인 경우 송신전력의 레벨을 상승시키도록 한다.

또한, 외부루프 전력제어방법은 수신호의 목표 SIR값을 조정하는 방법으로, 수신된 신호의 품질에 따라 목표 SIR의 조정제어신호를 생성하여 신호를 전송한 기지국 또는 타 단말기 등의 송신기로 전송하며, 수신된 상기 조정제어신호에 따라 신호의 송신전력레벨을 조정하게 된다.

이때, 상기 전력제어방법 중 외부루프 전력제어방법은 상기 단말기로 데이터가 수신되지 않는 경우에는 일시적으로 중지상태을 유지하고, 소정의 데이터가 수신되면 그때부터 다시 동작을 수행하게 된다.

따라서, 데이터 서비스를 위한 PS호 설정 후 데이터가 수신되지 않는 상태에서 상기 단말기의 위치변화 또는 기상변화 등의 무선환경에 변화가 있는 경우에는 이에 대응하는 전력제어동작을 수행하지 못한 상태에서 많은 량의 데이터가 수신되 므로, 데이터의 수신에러 발생률이 크게 증가하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일정시간동안 데이터가 수신되지 않는 경우 목표 SIR값을 상향조정함으로써, 무선환경 등이 변화한 경우에도 많은 량의 데이터가 높은 QoS(Quality of Service)를 만족시키면서 수신될 수 있도록 하는 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 외부루프 전력제어방법은 무선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하기 위하여 패킷 스위치(Packet Switch)호를 설정하는 제 1단계와, 일정시간동안 이동통신 단말기로 데이터가 수신되지 않으면 목표 신호대 간섭비(target SIR)의 값을 상향조정하는 제 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 외부루프 전력제어방법이 적용되는 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 목표 BLER 및 목표 SIR값이 저장되는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 목표 BLER 및 TTI를 통해 목표 SIR값을 조정하기 위한 조정값을 산출하는 조정산출부와, 일정시간동안 기지국으로부터 데이터가 수신되지 않는 경우 상기 조정산출부로부터 산출된 조정값만큼 목표 SIR값을 상향조정하여 데이터가 수신되도록 하는 목 표 SIR조정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 이때, 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 무선환경에서 동작가능한 임의의 유형의 장치를 포함하는 것으로써 통상적인 휴대폰 등에 제한되지 않으며, 기지국은 일반적인 기지국을 포함한 노드 B, 사이트 제어기 등의 무선환경에서의 기타 인터페이스 장치 등을 포함한다.

우선, 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 무선통신 시스템은 UTMS(Universal Mobile Telecommunication System)이라고 불리는 3세대 무선 시스템으로서, 유럽식 표준인 GSM(Global System for Mobile Communications) 시스템으로부터 진화한 제3 세대 이동 통신 시스템이다.

상기한 UMTS는 GSM 핵심망(Core Network)과 WCDMA(Wideband Code Division Mutiple Access) 접속기술을 기반으로 하여 보다 향상된 이동통신 서비스의 제공을 목표로 하며, 이의 표준화 작업을 위한 3GPP(Third Generation Partnership Project)가 구성되어 UMTS의 세부적인 표준을 작업하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 UMTS 네트워크 구조를 간략하게 도시한 간략도이다.

UMTS 네트워크 시스템은 Iu라는 인터페이스를 통해 UMTS 육상 무선 액세스 네트워크(UTRAN; Universal Terrestrial Radio Access Network)와 상호 접속된 핵심 네트워크(CN; Core Network)를 포함하여 구성된다.

UTRAN은 무선 인터페이스인 Uu를 경유하여 3GPP에서 사용자 장치(UE; User Equipment)를 나타내는 무선 송수신 유닛(WTRU)을 통해 무선통신 서비스를 제공하게 되는데, 이러한 UTRAN은 하나 이상의 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)와 3GPP에서 기지국을 나타내는 노드 B를 구비하며, 하나 이상의 노드 B는 Iub 인터페이스를 통해 각 RNS에 접속된다.

UTRAN은 상이한 RNC에 접속된 다수의 노드 B 그룹을 포함할 수 있으며, UTRAN에 구성되는 하나 이상의 RNC는 Iur 인터페이스를 통해 통신을 수행하게 된다.

통상적으로 기지국은 비접속된 무선 송수신 유닛을 기지국의 타이밍에 동기시키는 공통의 채널신호를 송출하며, 이러한 노드 B는 UE와 Uu 인터페이스를 통해 물리적인 무선접속을 수행하며, 이를 제어하는 RNC로부터 Iub 인터페이스를 통해 신호를 수신하게 된다.

CN은 노드 B중 하나를 통해 공중전화교환망(PSTN)으로 전달되는 UE의 음성데이터 또는 인터넷으로 전달되는 패킷 데이터를 라우팅할 수 있다. CN은 서비스측 범용 패킷 무선서비스(GPRS) 지원 노드, 게이트웨이 GPRS 지원 노드, 경계 게이트웨이, 방문자 위치 레지스터, 단말 서비스 전환센터 및 게이트웨이 단말 서비스 전환센터를 구비한다.

서비스측 GPRS 지원 노드는 인터넷과 같은 패킷 교환 도메인에 액세스를 제공한다. 게이트웨이 GPRS 지원 노드는 타 네트워크와의 접속을 위한 게이트웨이 노드로 타 네트워크 또는 인터넷으로 향하는 모든 데이터 트래픽은 상기 게이트웨이 GPRS 지원노드를 통과한다.

경계 게이트웨이는 네트워크 영역 내에서 네트워크 외부에서의 침입자에 의한 공격을 방어하기 위한 방화벽으로서 기능한다. 방문자 위치 레지스터는 서비스를 제공하는 데 필요한 사용자 데이터로, 단말기 가입자를 관리하는 데이터베이스로부터의 데이터와 동일한 것이다.

단말 서비스 전환센터는 UMTS 단말로부터 네트워크로의 '회로전환' 접속이 가능하도록 하며, 게이트웨이 단말 서비스 전환센터는 사용자의 현재 위치에 대하여 필요한 라우팅기능을 구현하고 외부 네트워크로부터 사용자의 접속요청을 수신하여 관리한다.

RNC는 UTRAN의 내부기능을 일반적으로 제어한다. RNC는 노드 B와의 Uu 인터페이스 접속을 통한 로컬서비스와, CN과 외부 시스템간의 접속을 통한 외부 서비스, 예를 들면 국내 UMTS의 전화를 통해 국제전화를 수행하는 통신에 대하여 중개서비스를 제공한다.

또한, RNC는 다수의 노드 B를 감독하고, 노드 B가 서비스하는 무선서비스 영역 내에서 리소스를 관리하며, Uu 인터페이스에 대한 물리적 무선 리소스를 제어한다. 3GPP에서, RNC의 Iu 인터페이스는 2개의 접속을 CN에 제공하는데, 패킷 교환 도메인과 회로교환 도메인이 그것이다.

한편, 상기와 같이 구성되는 무선 통신 시스템에 있어서의 전력제어는 특정 통신을 수신할 때 동일한 스펙트럼을 사용하는 다른 모든 통신은 특정 통신에 대해 간섭의 원인이 되므로 과도한 간섭을 일으키지 않으면서 복수의 사용자들 사이에 신호품질을 유지하도록 하는 것이 중요하며, 이에 대한 방법으로 외부루프 전력제어(OLPC)와 내부루프 전력제어(ILPC)가 있다.

이에, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 외부루프 전력제어방법에 대해 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 이동통신 단말기는 기지국으로부터 데이터를 수신하는 무선 송수신 유닛으로서, 일반적으로 WTRU들 사이에서 통신하는 ad hoc 네트워크를 수행하는 무선통신 시스템에도 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 외부루프 전력제어방법을 도시한 순서도이다.

무선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하기 위하여 패킷 스위치(Packet Switch)호를 설정한다.(S1)

패킷 스위치호의 설정 후 데이터가 미수신되면 OLPC 및 ILPC 중 ILPC만이 그 동작을 수행한다.

다음, 상기한 데이터 미수신 시간이 일정시간을 경과하게 되면 상기 단말기로 전송되는 목표 블럭오류율(target BLER)에 따라 목표 신호대 간섭비(target SIR)값을 상향조정하게 된다.

이때, 상기 목표 SIR은 데이터 미수신 시간이 상기 일정시간을 경과할 때마다 상향조정되며, 상기한 일정시간은 목표 BLER, TTI(Transmission Time Interval) 및 목표 SIR의 상향조정분을 통해 산출된다.

즉, 예를 들면, 목표 BLER이 0.1% PS호인 경우 목표 SIR을 0.5dB 상향조정하기 위해서는 500 프레임(0.5/0.001)이 필요하게 되며, TTI에 따라 1 프레임을 20ms 이면 산출되는 시간은 20ms X 500 frame = 10000ms, 즉 10sec가 되므로 상기과 같은 조건에서 데이터의 미수신 시간이 10초 경과할 때마다 목표 SIR을 0.5dB씩 증가시키게 되는 것이다. (S2 내지 S4)

이때, 상향조정되는 목표 SIR값은 2dB를 초과해서는 안되는데, 2dB의 값은 본 발명에 따른 외부루프 전력제어방법을 통해 실제로 실험시 나타난 최대의 값으로서 상기 값 이상으로 목표 SIR값을 설정하게 되면 타 신호로의 간섭현상이 크게 증가하게 되므로 상향조정되는 목표 SIR값은 최대 2dB를 유지하도록 한다.(S5, S6)

다음, 상향조정된 목표 SIR값에 따라 기지국으로부터 송출된 데이터 신호가 상기 단말기로 수신되면, 다시 OLPC가 동작하게 되며 OLPC가 동작하기 전 다량의 데이터가 수신되는 경우에도 본래 유지하고자 했던 QoS를 만족시킬 수 있다.

상기와 같이 동작하는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 내부 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 이동통신 단말기(UE)는 우선, 전송될 데이터가 포함된 무선신호가 수신되며, 수신된 신호에 따른 전력제어신호를 외부로 송출하는 신호수신부(60) 및 송수신안테나(N_T, N_R)와, 목표 BLER(BLock Error Rate) 및 TTI(Transmission Time Interval)를 통해 목표 SIR값을 조정하기 위한 단위 시간으로서 일정시간을 산출하는 조정산출부(20)와, 산출된 상기 시간동안 기지국으로부터 데이터가 수신되지 않는 경우 목표 SIR값을 상향조정하여 데이터가 수신되도록 하는 목표 SIR조정부(10)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기한 목표 BLER, TTI 및 목표 SIR값이 저장되는 메모리(50)를 포함하여 구성되며, 산출된 상기 시간을 카운트하여 해당 시간에 도달하게 되면 상기 목표 SIR조정부(10)로 신호를 전달하는 타이머(40)를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 이동통신 단말기(UE)는 상기 목표 SIR조정부(10)를 통해 상향조정된 목표 SIR값이 최대 2dB를 초과하는지 여부를 판단하여 그에 따른 신호를 상기 목표 SIR조정부(10)로 전달하는 조정판단부(30)를 더 포함하여 구성되며, 상기 목표 SIR조정부(10)는 상기 조정판단부(30)로부터 수신되는 신호에 따라 목표 SIR이 2dB를 초과한 경우에는 산출된 상기 시간이 경과하는 경우에도 2dB를 유지하도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며, 데이터의 미수신시 일정시간이 경과하면 자동으로 목표 SIR값을 상향조정함으로써 갑작스런 데이터의 수신시에도 높은 QoS를 만족할 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이동통신 단말기 및 그의 외부루프 전력제어방법은 목표 BLER을 통해 산출된 일정 시간을 기준으로 데이터의 미수신시간 이 상기 시간을 경과할 때마다 목표 SIR을 상향조정하여, 대기시간 후 다량의 데이터가 짧은 시간에 수신되는 경우에도 높은 서비스 품질을 유지할 수 있어 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 무선 네트워크망을 통해 데이터를 송수신하기 위하여 패킷 스위치(Packet Switch)호를 설정하는 제 1단계와;

   일정시간동안 이동통신 단말기로 데이터가 수신되지 않으면 목표 신호대 간섭비(target SIR)의 값을 상향조정하는 제 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2단계는 데이터가 미수신되는 경우 ILPC(Inner Loop Power Contol) 방식으로만 전력제어를 수행하고, 데이터 미수신 시간이 일정시간을 경과하는지 여부를 판단하는 미수신 판단과정과;

   판단결과, 미수신시간이 상기 단말기로 전송되는 목표 블록오류율(target BLER)에 따라 산출된 설정시간을 경과한 경우 목표 신호대 간섭비(target SIR) 값을 상향조정하는 조정과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 목표 신호대 간섭비(target SIR)는 데이터 미수신 시간이 상기 설정시간을 경과할 때마다 반복하여 상향조정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 설정시간은 목표 BLER, TTI(Transmission Time Interval) 및 시간단위로 반복하여 상향조정되는 목표 SIR을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 조정과정은 목표 블록오류율(target BLER)이 0.1% PS호 인 경우, 상기 단말기의 대기상태가 10초 이상 지속될 때마다 목표 신호대 간섭비(target SIR)값을 0.5dB씩 상향조정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 조정과정은 상향조정되는 목표 신호대 간섭비(target SIR)의 값이 2dB을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2단계 후, 상향조정된 목표 신호대 간섭비 값에 따라 기지국으로부 터 송출된 데이터 신호가 상기 단말기로 수신되는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 통신시스템의 외부루프 전력제어방법.
8. 목표 BLER 및 목표 SIR값이 저장되는 메모리와;

   상기 메모리에 저장된 목표 BLER(BLock Error Rate) 및 TTI(Transmission Time Interval)를 통해 목표 SIR값을 조정하기 위한 단위 시간으로서 일정시간을 산출하는 조정산출부와;

   산출된 상기 시간동안 기지국으로부터 데이터가 수신되지 않는 경우 목표 SIR값을 상향조정하여 데이터가 수신되도록 하는 목표 SIR조정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 목표 SIR조정부는 상향조정된 목표 SIR값이 2dB를 초과하는 경우 2dB값을 갖도록 제한하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.

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