KR20070029657A - 무선 통신 시스템의 전원 제어 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템의 전원 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

다운링크 공유 제어 채널(DSCH) 및 순방향 액세스 제어 채널(FACH)을 이용한 통신 시스템(100)의 전원 제어 방법 및 장치는 다운링크 공유 제어 채널에 전원 제어를 인가하는 수단; 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단; 및 순방향 액세스 제어 채널에서 전원 제어를 생성하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단을 포함한다. 순방향 액세스 제어 채널의 전원 제어는 유도된 전원 제어 정보에 응답하여 데이터를 스케쥴링함으로써 수행될 수 있다. 본 발명은 측정값의 요구 조건을 감소시키고 용량을 증가시켜서 순방향 액세스 제어 채널의 수율을 개선할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템의 전원 제어 방법 및 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR POWER CONTROL IN A RADIO COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템의 시분할 이중화(TDD) 동작(배타적인 것은 아님)에 관한 것이다.
본 발명의 분야에서, 순방향 액세스 제어 채널(Forward Access Control Channel; FACH) 전송 채널의 전원 관리(power management)가 범용 모바일 전자 통신 시스템(UMTS) 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다는 것은 잘 알려져 있다.
3세대 파트너십 프로젝트(3GPP) 무선 통신 시스템에서, FACH는 다운링크 송신을 위해 사용되는 공통 전송 채널이다. 다수의 사용자 설비 유닛(UE)용으로 설계된 데이터는 FACH에서 맵될 수 있다. 그 다음에, FACH는 물리층에 의해 다중화되고, 부호화 복합 전송 채널(CCTrCH)에서 맵핑되며, 이차 공통 제어 물리 채널(S-CCPCH) 물리 채널을 통해 송신된다. UE는 S-CCPCH 물리 채널을 수신하고, FACH를 추출하며, UE용으로 의도된 데이터를 식별한다. 전형적으로, FACH를 통해 전송되는 데이터는 매 송신 시간 간격(TTI)마다 다시 스케쥴링(reschedule)된다(여기에서, TTI = 10, 20, 40 또는 80 ms).
FACH에 전원 관리를 적용하는 개념은 종래 기술에도 공지되어 있다. 예를 들 면, 공개된 미국 특허 출원 번호 제US 2002/0094833 A1호에는 송신 전력이 아래와 같이 규제되는 것을 개시하고 있다.
UE 측정값
- 수신 신호 강도
- SIR(신호 대 간섭비)
- 에러율(블록 에러율 - BLER, 비트 에러율 - BER)
셀의 현재 조건들
- 트랙픽 량
- 사용되는 최대 BTS(최대 베이스 송신기 스테이션의 백분율) 전력(%)
UE의 서비스 요구 조건
"MBMS 전원 사용" 문서(www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_31/Docs/Zips /R2-022110.zip의 3GPP 웹사이트에서 찾을 수 있다) 및 "MBMS 사용을 위한 DSCH 및 FACH의 비교" 문서(www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_31/Docs/Zips/R2-022110.zip의 3GPP 웹사이트에서 찾을 수 있다)에서, FACH의 전원 제어는 방송 사용을 위해 3GPP에서 또한 제안되어 있다(MBMS, Multimedia Broadcast Multicast Service). 여기에서 상기 제안은 만일 네트워크가 셀에서 MBMS 사용자의 지오메트리를 알고 있으면, 송신 전력은 전체 셀을 커버하도록 전력을 맹목적으로 사용하는 대신에 MBMS 서비스에 가입한 모든 사용자에게 충분히 서비스하도록 설정될 수 있음을 명시하고 있다.
그러나, 이러한 종래 기술 및 유사한 종래 기술의 방법에서의 단점은 개별 UE의 전원 수요를 산정하기 곤란하다는 것이다.
또한, UE의 요구된 측정 및 처리 동작은 복잡성을 증가시키고 무선 인터페이스(air interface)를 통한 데이터 통신을 증가시키는 결과를 가져온다.
아울러, 단순한 전원 제어 동작은 통신 시스템에서 최적의 리소스 사용을 가져오지 못한다. 따라서, 종래의 시스템은 용량이 감소될 수 있다.
그러므로, 무선 통신 시스템에서 전원 제어를 위한 개선된 방법 및 장치가 유리하고, 특히 전술한 단점(들)을 경감할 수 있는 시스템이 유리할 것이다.
따라서, 본 발명은 한가지 이상의 전술한 단점들을 단독으로 또는 임의의 조합으로 바람직하게 완화하거나 경감하거나 제거하는 것을 추구한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 다운링크 공유 제어 채널(DSCH) 및 순방향 액세스 제어 채널(FACH)을 이용한 통신 시스템의 전원 제어 방법이 제공되는데, 이 방법은 다운링크 공유 제어 채널에 전원 제어를 인가하는 단계와; 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계와; 순방향 액세스 제어 채널에서 전원 제어를 생성하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 다운링크 공유 제어 채널(DSCH) 및 순방향 액세스 제어 채널(FACH)을 이용한 통신 시스템의 전원 제어 장치가 제공되는데, 이 장치는 다운링크 공유 제어 채널에 전원 제어를 인가하는 수단과; 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단과; 순방향 액세스 제어 채널에서 전원 제어를 생성하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단을 포함한다.
순방향 액세스 제어 채널(FACH)에서 생성된 전원 제어는 FACH의 송신 전력을 조정함으로써 직접 생성될 수도 있고, 또는 예를 들면 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보에 응답하여 FACH에서 통신하도록 데이터를 스케쥴링함으로써 간접적으로 생성될 수도 있다.
특히, 순방향 액세스 제어 채널에서 전원 제어를 생성하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계는 순방향 액세스 제어 채널의 전원 요구 조건을 결정하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계일 수 있다.
전원 요구 조건은 송신 전원 또는 데이터 스케쥴링과 같은 순방향 액세스 제어 채널의 송신을 위한 파라미터를 설정하기 위해 사용될 수 있다.
통신 시스템은 예를 들면 3세대 셀룰러 통신 시스템일 수 있고, 특히 3GPP에 의해 표준화된 기술 명세서에서 정의되어 있는 3GPP 3세대 셀룰러 통신 시스템일 수 있다.
본 발명의 상기 및 그 외의 양태, 특징 및 장점들은 이하에서 설명하는 실시예를 참조함으로써 명백하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예를 포함하는 무선 통신 시스템의 전원 제어 방법 및 장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 단지 예로서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명을 사용할 수 있는 3GPP 무선 통신 시스템을 나타내는 개략 블록도이다.
도 2는 단일 CCTrCH에서 FACH 전송 채널의 다중화를 나타내는 개략도이다.
도 3은 4개의 FACH를 운반하기 위해 S-CCPCH 유형의 4개의 CCTrCH의 사용예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 포함하는 전원 제어 장치를 나타내는 개략 블록도이다.
도 5는 대기 중인(queued) FACH 트래픽의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 6은 전송 포맷 조합 세트(TFCS) 밴드에 의해 대기 중인 트래픽과 한번에 하나의 밴드를 서빙하는 트래픽을 나타내는 개략도이다.
도 7은 DSCH의 UE를 다른 TFCS에 밴딩하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 8은 FACH 전원 비용(power cost) 방식을 나타내는 개략도이다.
이하의 본 발명의 양호한 실시예는 TDD 모드에서 동작하는 UMTS 무선 액세스 네트워크(UTRAN) 시스템의 개념에서 설명한다. 먼저 도 1을 참조하면, 전형적인 표준 UMTS 무선 액세스 네트워크(UTRAN) 시스템(100)은 단말기/사용자 설비 영역(110), UMTS 지상파 무선 액세스 네트워크 영역(120), 및 코어 네트워크 영 역(130)을 포함하는 것으로 편리하게 생각한다.
단말기/사용자 설비 영역(110)에서, 단말기 설비(TE)(112)는 유선 또는 무선 R 인터페이스를 통해 이동 설비(ME)(114)에 접속된다. ME(114)는 또한 사용자 서비스 아이덴티티 모듈(USIM)(116)에 접속되고, ME(114)와 USIM(116)은 함께 사용자 설비(UE)(118)로서 고려된다. UE(118)는 무선 Uu 인터페이스를 통하여 무선 액세스 네트워크 영역(120)의 노드 B(기지국)(122)와 데이터를 통신한다. 무선 액세스 네트워크 영역(120)에서, 노드 B(122)는 lub 인터페이스를 통해 무선 네트워크 제어기(RNC)(124)와 통신한다. RNC(124)는 lur 인터페이스를 통해 다른 RNC(도시 생략)와 통신한다. 노드 B(122)와 RNC(124)는 함께 UTRAN(126)을 형성한다. RNC(124)는 lu 인터페이스를 통해 코어 네트워크 영역(130)의 서빙 GPRS 서비스 노드(SGSN)(132)와 통신한다. 코어 네트워크 영역(130) 내에서, SGSN(132)은 Gn 인터페이스를 통해 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)(134)와 통신하고, SGSN(132)과 GGSN(134)은 각각 Gr 인터페이스와 Gc 인터페이스를 통해 홈 로케이션 레지스터(HLR) 서버(136)와 통신한다. GGSN(134)은 Gi 인터페이스를 통해 공중 데이터 네트워크(138)와 통신한다.
따라서, RNC(124), SGSN(132) 및 GGSN(134)의 요소들은, 종래에, 도 1에 도시된 바와 같이 무선 액세스 네트워크 영역(120) 및 코어 네트워크 영역(130)을 횡단하여 분리된 (그들 자신의 각각의 소프트웨어/하드웨어 플랫폼에서) 별개의 분리된 유닛으로서 제공된다.
RNC(124)는 다수의 노드 B(122)용 리소스를 제어 및 할당하는 책임이 있는 UTRAN 요소인데, 전형적으로 50 내지 100 개의 노드 B가 하나의 RNC에 의해 제어될 수 있다. RNC는 또한 무선 인터페이스를 통하여 신뢰성 있는 사용자 트래픽 전달을 제공한다. RNC는 (lur 인터페이스를 통해) 서로 통신하여 핸드오버(handover) 및 매크로다이버시티(macrodiversity)를 지원한다.
SGSN(132)은 HLR에 대한 세션 제어 및 인터페이스에 책임이 있는 UMTS 코어 네트워크 요소이다. SGSN은 개별 UE의 위치를 추적하고 보안 기능 및 액세스 제어를 수행한다. SGSN은 다수의 RNC에 대한 대형의 중앙집중화 제어기이다.
GGSN(134)은 코어 패킷 네트워크 내의 사용자 데이터를 궁극적 목적지(예를 들면, 인터넷 서비스 공급자 - ISP)에 집중시키고 터널링하는 책임이 있는 UMTS 코어 네트워크 요소이다.
이러한 UTRAN 시스템 및 그 동작은 3GPP 웹사이트인 www.3gpp.org에서 입수할 수 있는 3GPP 기술 명세서 문서 3GPP TS 25.401, 3GPP TS 23.060 및 관련 문서에서 자세하게 설명되어 있으므로, 여기에서 구체적으로 설명할 필요는 없을 것이다.
도 2는 FACH의 한가지 사용예를 도시한 것이다. 여기에서는 2개의 FACH 전송 채널(FACH1, 210; FACH2, 220)이 동일한 CCTrCH(230)에 맵되고, 이 CCTrCH는 다수의 S-CCPCH 물리 채널을 통해 운반된다. FACH1은 0 또는 1의 사용자 플레인 전송 블록을 운반하고, FACH2는 0, 1 또는 2 블록의 시그널링 트래픽을 운반한다. 하나의 사용자 플레인 블록 또는 2 개의 시그널링 블록이 CCTrCH에 의해 운반될 수 있다.
FACH2는 동일한 TTI에 있는 동안에도 모든 UE 간에서 공유된다. UE는 S-CCPCH를 수신할 때, DCCH(전용 제어 채널) 논리 채널의 경우에 매체 접근 제어(MAC) 헤더의 UE ID 필드에 의해서(3GPP 웹사이트에서 입수가능한 3GPP 기술 명세서 문서 25.321에 설명된 것처럼) 또는 CCCH(공통 제어 채널) 및 SHCCH(공유 제어 채널)의 경우에 RRC(무선 리소스 제어) 메시지 내 UE ID의 검사에 의해 어느 시그널링 블록이 자신에게 지향되는지를 확인한다.
CCTrCH의 가변율을 조절하기 위해서, 물리적 부호의 수가 조정되고, 물리 채널을 통해 운반되는 전송 포맷 조합 표시자(TFCI)는 (3GPP 웹사이트에서 입수가능한 3GPP 기술 명세서 문서 25.221에 설명된 것처럼) 이 선택을 확인하기 위해 사용된다.
FACH는 공통 채널이기 때문에, 물리 채널은 목표된 모든 UE가 콘텐츠를 디코드할 수 있도록 충분한 전력으로 송신될 필요가 있다. 전형적으로, 송신은 셀 엣지에 있는 UE가 목표된 경우에도 그 UE가 송신을 디코드할 수 있도록(이것은 최악의 경우로 생각된다) 완전한 전력으로(full power) 이루어진다. 그러나, 이것은 만일 목표된 UE가 모두 셀 중앙 부근에 있다면 잠재적으로 전력을 낭비하는 것이다. 명백히, 기지국으로부터 최대 경로 손실을 갖는 사용자를 만족시키기에 충분한 전력으로 송신하는 것에 의해서만, 전력이 절약될 수 있고 그 전력은 다른 물리 채널(S-CCPCH가 아님)에 의해 이용될 수 있다. 더욱이 동일한 (최대) 전원 내에서 더 많은 FACH 블록들을 스케쥴링하는 다른 예가 있다.
도 3은 FACH를 이용하기 위한 다른 방법을 도시하고 있다. 여기에서 각각 S- CCPCH 유형인 4 개의 CCTrCH(CCTrCH1, 310; CCTrCH2, 320; CCTrCH3, 330; CCTrCH4, 340)가 구축되고, 이들 각각은 단일 FACH를 지원한다. 송신 중에, 단일 FACH는 단일 UE용의 트래픽을 운반할 뿐이다. 셀 내의 UE는 CCTrCH1에만 들리는 것, CCTrCH2에만 들리는 것 등으로 세분된다.
이 구성에서, 다른 UE의 전원 요구 조건을 알지 못하면 각각의 FACH가 말단 셀 엣지에 있는 UE에 데이터를 운반하고, 각각의 CCTrCH가 대응하는 전력을 소모하는 최악의 경우가 예상된다.
수율(throughput)의 이득(또는 전원 소모의 감소)은 만일 일부 형태의 전원 제어가 도입될 수 있다면 단일 S-CCPCH CCTrCH가 사용되든(도 2에서와 같이) 다수의 S-CCPCH CCTrCH가 사용되든(도 3에서와 같이) 달성될 수 있다. 더욱이, 통신 시스템의 리소스 사용 감소 및 그에 따른 용량 증가가 전체로서 달성될 수 있다.
뒤에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예의 중요한 특징은 FACH에서 UE 전원 요구 조건을 결정하기 위해 다운링크 공유 채널(DSCH) 상의 UE에 대해 전원 제어를 사용하는 것이다. 전원 요구 조건은 FACH와 관련된 임의의 파라미터 또는 특성을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 전원 요구 조건은 FACH의 송신 전력을 설정함으로써 직접적으로 또는 전원 요구 조건에 응답하여 데이터의 스케쥴링을 수행함으로써 간접적으로 전원 제어를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
이하 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예를 구현하기 위한 전원 제어 장치(400)는 DSCH 전원 제어 정보를 유도하기 위한 모듈(410)과 DSCH 유도 전원 제어 정보를 수신하고 이것에 의존하여 FACH 전원 제어를 수행하기 위한 모듈(420)을 포함한다. 비록 주파수 분할 이중화(FDD) 동작에는 적용할 수 없지만, 이 방식은 TDD 동작에 특히 적합하다. 그 이유는, TDD에서, (3GPP 웹사이트에서 입수가능한 3GPP 기술 명세서 문서 25.331에 설명된 것처럼) 전용 리소스를 할당할 필요가 없이 DSCH가 FACH와 동일한 UE 상태(이것은 '셀 FACH 상태'라고 부른다)에서 사용될 수 있기 때문이다. 다시 말해서, UE는 DSCH에서 서빙될 수 있고, 전원 정보는 DSCH 전원 제어 메카니즘을 이용하여 추출될 수 있으며, 그 다음에, UE는 DSCH 동작으로부터 수집된 전원 정보를 이용하여 FACH에서 신속히 및 용이하게 서빙될 수 있다. 셀 FACH 상태에서의 DSCH 동작은 UMTS 통신 시스템의 FDD에 대하여 불가능하다. 즉, UE는 전용 리소스가 수여되는 셀 DCH 상태로 이동하여야 하고, 이곳에서 UE는 DSCH( 및 FACH도 역시, 비록 UE가 3개의 CCTrCH를 동시에 디코드할 능력을 가질 필요가 있다 하더라도)를 수신할 수 있다.
DSCH의 전원 제어 정보는, 예를 들면, RNC 전원 제어 엔티티로부터 직접(RNC 기반 전원 제어인 경우), 또는 노드 B 전원 제어 엔티티로부터 간접적으로(노드 B에서의 TPC 전원 제어인 경우) 얻어질 수 있다. FACH에서의 전원 제어는 다른 방법으로, 예를 들면, TFCS 선택을 통해, 상기 설명에 기초한 전원 관리 계산을 이용한 FACH의 스케쥴링(부호의 수 / 데이터율)을 통해, C/I 차 방법을 이용한 전원 비용 계산을 통해, 고정되거나 또는 동적으로 갱신된 C/I 값의 사용을 통해, 또는 FACH에서 유사한 전원 요구 조건을 가진 UE의 동시 큐잉 및 서빙을 통해 얻어질 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에서, FACH 블록들은 목표된 UE들이 청취하는 CCTrCH에 따라서, n개의 큐(5101, 5102...510n) 중의 하나에서 큐(queue)된다. 각각의 CCTrCH는 ki 스프레딩 인자 16(SF16) 부호까지 사용할 수 있다. 각각의 CCTrCH에 할당된 부호 세트들은 뿔뿔이 흩어지고(disjoint), 모든 CCTrCH에 대한 총 부호수는 16과 같거나 그 미만이어야 한다.
일부 실시예에서, 전원 제어는 DSCH로부터 결정된 전원 요구 조건에 응답하여 FACH 데이터를 스케쥴링함으로써 FACH에 대해 생성될 수 있다. 예를 들면, FACH 스케쥴러는 조합된 전원 요구 조건이 특정 제한치를 초과할 때까지 FACH에서의 송신을 위한 FACH 데이터 및 스케쥴 데이터의 전원 요구 조건을 결정할 수 있다.
예로서, FACH 스케쥴러의 동작을 위한 의사 부호는 아래에서 주어진다. 이 예의 중요 동작은 전송 포맷 조합(TFC)을 지원할 때 CCTrCH의 전원 비용을 계산하는 것이다. TFC는 CCTrCH의 FACH 전송 채널에서 FACH 블록들의 특수한 조합을 나타낸다. 전원 비용은 기지국의 최대 송신 전력의 일부(fraction)로서 정의된다. 전원 비용(p)을 계산하기 위하여, 우리는 아래에 기재한 사항의 차이를 계산한다.
● 완전한 기지국 전원 C/Imax ,j(이것은 UE에 대한 DSCH 전원 제어로부터 결정된다)로 서빙되는 경우 UE j에서 잡음 + 간섭(C/I)의 레벨로 나눈 원하는 신호,
● 수량(quantity)이 dB로 측정되는, 즉
Figure 112006051578174-PCT00001
인 TFC, C/ITFC를 지원하기 위해 필요한 C/I.
이 명세서에서 사용하는 용어 '잡음'과 '간섭'은 각각 잡음과 간섭을 내포하는 동의어로 간주되고, 용어 '신호/잡음'은 '신호/(잡음 + 간섭)'을 내포한다는 것을 이해하여야 한다.
FACH 블록들은 동일한 CCTrCH에서 하나 이상의 UE로부터 스케쥴링되고, 전원 비용은 스케쥴링된 UE의 최악의 경우, 즉 UE가 최소 C/Imax,j를 가진 경우를 가정하여 계산되어야 한다.
Figure 112006051578174-PCT00002
주: 만일 DSCH 전원 제어 정보가 UE j에 대해 이용할 수 없으면, 스케쥴러는 사용자가 셀 엣지에 있다고 가정하고, 스케쥴러 내에서 미리 프로그램되었거나 또 는 DSCH 전원 제어로부터 얻어진 정보에 응답하여 갱신된, 그 사용자게게 적합한 C/Imax,j 값을 사용해야 한다(스케쥴러는 서빙되는 모든 UE의 C/Imax ,j의 최소값을 유지할 것이다).
C/ITFC 값은 고정( 및 스케쥴러 내에 미리 프로그램)되거나 또는 UE가 행한 측정값에 따라 계속적으로 갱신될 수 있다.
따라서, 이 예에서, DSCH로부터 결정된 전원 요구 조건에 응답하는 효과적인 스케쥴링이 달성되고, 그에 따라 스케쥴러는 FACH 데이터 및 예를 들면 다른 UE에 대한 전원 리소스의 할당을 제어한다.
일부 실시예에서, 유사한 전원 요구 조건을 가진 UE들이 송신을 공유하도록 UE들을 그룹화하는 것이 유리할 수 있다. 이 방법으로, 송신 전력은 서빙되는 모든(또는 거의 모든) UE에 적합하게 될 수 있다.
구체적으로, 만일 FACH CCTrCH가 동일 송신에서 다수의 UE를 지원하도록 구성되면, 위에서 설명한 바와 같이 스케쥴러에 의해 최악의 경우의 C/Imax ,j가 가정되기 때문에, 대략 동일한 C/Imax ,j로 UE에 동시에 서빙하는 것이 유리하다. C/Imax ,j는 예를 들면 UE에 대한 송신과 관련된 TFCS(송신 포맷 조합 세트)의 관점에서 간주될 수 있다. 이것을 이용하는 일 실시예는, 단일 FACH CCTrCH(n=1)가 있는 경우에 대해서, 도 6에 도시되어 있다. 여기에서 큐 Q1은 TFCS1 내지 TFCS8(6101, 6102...6108)로 표시된 8개의 서브큐로 세분되고, 사용자는 그들의 C/Imax ,j 값을 반 영하는 서브큐에 위치된다. 이 실시예에서, 이들은 유사한 전원 요구 조건을 가진(예를 들면 동일한 특정 간격 내에 있는) UE가 동일한 서브큐에 할당되도록 사용되는(뒤에서 설명함) TFCS 밴딩(banding) 또는 그룹핑(grouping)에 대응한다. 서브큐에 서빙하기 위한 다른 메카니즘을 사용할 수도 있다. 도 5는 각각의 송신을 위해 다른 서브큐를 다루는 라운드 로빈(round-robin) 스케쥴러(620)를 도시하고 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 비록 각각의 CCTrCH가 2개의 부호(UE 수신기의 하드웨어 제한 때문에 4개는 안됨)를 사용하는 것으로 제한된다 하더라도 FACH의 사용은 도 5에 도시한 것처럼 된다고 가정한다. DSCH에서 UE 전원 요구 조건에 따라서, UE는 적당한 송신 포맷(TFCS)에 대응하는 다른 그룹으로 밴딩(그룹핑)된다. 시스템은 8개의 다른 TFCS(TFCS1-TFCS8)를 사용할 수 있고, 각각의 TFCS는 전원 요구 조건대로 사용될 수 있다. 따라서, 만일 UE에 대한 송신이 TFCS1 특성과 일치한다고 DSCH 평가에 의해 나타나면, UE는 TFCS1 그룹에 할당되고, 만일 UE에 대한 송신이 TFCS2 특성과 일치한다고 DSCH 평가에 의해 나타나면, UE는 TFCS2 그룹에 할당되는 등의 방식으로 UE가 할당된다.
따라서, 이 예에서, 각각의 UE는, 도 7에 도시한 바와 같이, TFCS1 내지 TFCS8(710) 중의 하나의 TFCS, 및 "TFCS1 셀 엣지 1"(720)과 "TFCS1 셀 엣지 2"(730) 밴드에 할당된다. 본질적으로, 1 내지 8 중의 다른 TFCS는, 원하는 신호 대 잡음비를 달성하면서, UE에 주어진 송신 전력과 함께 이용될 수 있는 채널 부호화율(channel coding rate)을 나타낸다. 예를 들면, 셀 중심 부근의 UE는 낮은 경로 손실 및 낮은 간섭을 받는데, 이 UE들은 부호화율이 1에 근접한 TFCS8에 위치된 다(즉, 잡음에 대한 보호를 위한 용장성이 매우 낮다). 대조적으로, 셀 엣지에 매우 근접한 UE에 의해 사용되는 TFCS1에 있어서, 부호화율은 약 1/3이고, 셀 엣지에서 더 많은 에러 보호가 필요하다. TFCS1 밴드보다 더 낮은 C/I를 받는 UE는 "TFCS1 셀 엣지 1" 또는 "TFCS1 셀 엣지 2"에 지정된다. 셀 엣지 1 밴드에서 UE는 TFCS1 UE의 2배의 부호당 전력(power per code)이 주어지고, 셀 엣지 2 밴드에서 UE는 4배의 부호당 전력이 주어진다. 이것은 타임슬롯에서 사용된 부호의 수를 제한함으로써 달성된다(TFCS1과 비교하면, 셀 엣지 1에서는 부호수의 1/2이 사용되고, 셀 엣지 2에서는 부호수의 1/4이 사용된다). 셀 엣지 밴드에 적용되는 채널 부호화는 TFCS1과 동일하다. DSCH의 전원 제어는 RNC에 의해 시험되고, 그 다음에 TFCS들 사이에서 UE를 스위칭하는 결정이 이루어진다(이에 대해서는 공개된 특허 공개 번호 WO 03/049320에 개시되어 있다). 사용 중인 TFCS는 그 다음에 이 UE에 서빙할 때 FACH에서의 전원 소모를 결정하기 위해 사용되는데(뒤에서 상세히 설명한다) - 이것이 위에서 소개한 '전원 비용'이다. 결과적으로, 스케쥴링될 수 있는 FACH의 수가 결정된다. 예를 들면, 1 내지 8의 밴드 상태 중 4개의 UE가 서빙될 수 있지만(4개의 FACH에서 4개의 S-CCPCH CCTrCH), 만일 셀 엣지 2의 UE가 서빙되어야 한다면 이 UE만이 이 프레임에서 서빙될 수 있다.
계산된 전원 비용은 아래의 표 1에 나타내었다(1개의 FACH가 2개의 S-CCPCH 부호에 맵되는 경우임).
TFCS FACH 전원 비용
TFCS1 셀 엣지 2 TFCS1 셀 엣지 1 TFCS1 1.00
0.50
0.25
TFCS2 0.25
TFCS3 0.25
TFCS4 0.25
TFCS5 0.25
TFCS6 0.25
TFCS7 0.25
TFCS8 0.25
따라서, 각 그룹에 대해 표준 FACH 전원 비용이 각 UE에 할당된다. 전원 비용은 데이터 블록을 UE에 송신하는데 필요한 리소스를 나타낸다.
2 내지 8의 TFCS 밴드 중 임의의 밴드로부터 사용자에게 송신할 때 TFCS1과 동일한 전원 비용이 가정된다는 것을 알아야 한다. 완전한 TFCS 범위에 걸친 전원 비용을 조정하는 더 복잡한 알고리즘은 뒤에서 설명한다.
따라서, FACH 스케쥴러는 FACH 데이터의 송신과 관련된 리소스 사용에 응답해서 FACH 데이터를 할당함으로써 FACH에서 사용되고 할당된 전력을 제어할 수 있다. 예를 들면, FACH 스케쥴러는 합산된 총 FACH 전원 비용이 주어진 임계값을 초과할 때까지 FACH 데이터를 할당할 수 있다.
명백하게, 송신된 FACH의 수는, FACH가 전송되는 UE에 적용된 DSCH TFCS에 의존하기 때문에, 이제 변화될 수 있다. MAC는 이 스케쥴링을 제공하고 또한 얼마나 많은 FACH가 계층 1에 놓여질 수 있고 연속적으로 송신될 수 있는지를 결정하기 위해 요구된다.
4개의 FACH(8101, 8102, 8103, 8104)가 송신되는 도 8에 도시된 바와 같이, 임의의 시점에서, FACH는 다른 DSCH TFCS에 있는 사용자에게 송신될 필요가 있고, 따라서 각 FACH용의 요구된 전력으로 이용가능한 전체 전력의 비율에 기초한 방식이 MAC에서 사용될 것으로 보인다.
공통 제어 채널(CCCH)에 보내진, 또는 DSCH TFCS가 공지되지 않은 모든 메시지는 1.0의 FACH 비용을 가질 것이다.
본 발명의 일부 실시예의 선택적 개선은 C/I가 다른 밴드에 있는 사용자와 부합되고 그 사용자를 초과하지 않는다는 가정 하에서 전원 관리를 수행한다. 이 개선예에서, 표 1은 다음의 표 2와 같이 수정된다.
TFCS FACH 전원 비용
TFCS1 셀 엣지 2 TFCS1 셀 엣지 1 TFCS1 1.00
0.50
0.25
TFCS2 0.19
TFCS3 0.13
TFCS4 0.09
TFCS5 0.07
TFCS6 0.05
TFCS7 0.03
TFCS8 0.01
표 2를 사용하면, FACH 블록들이 스케쥴에 추가될 때 FACH 전원 제어는 이용가능한 FACH CCTrCH 부호 리소스가 초과되지 않도록 보장하여야 한다. 표 1에서는 이것이 필요없는데, 그 이유는 0.25의 최소 전원 비용이 겨우 4개의 FACH(이것은 8개의 S-CCPCH 부호에 대응함)가 스케쥴링될 수 있음을 보장하기 때문이고, 이것은 FACH CCTrCH의 부호 제한을 나타낸다.
본 발명은 위에서 설명한 TFCS 선택 방법에 기초한 FACH 전원 결정으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. FACH 전력은 예를 들면 DSCH 전원 소모의 표시가 RNC 내에 위치된 FACH 스케쥴러로 통과되는 것으로 추정될 수 있다.
전형적인 조건 하에서, FACH 및 DSCH 타임슬롯은 무겁게 부하가 걸리고, 이 슬롯에서 달성가능한 C/I는 대략 동일하다. 그러한 상황에서, FACH 전원 관리 방식은 잘 동작하여야 한다. 그러나, 만일 네트워크가 FACH 슬롯 또는 DSCH 슬롯에서 가볍게 부하가 걸리면, 알고리즘의 성능이 감소될 수 있다. 이것은 (위에서 설명한 바와 같은) DSCH 동작에 기초한 전원 제어 알고리즘을 사용할 것인지 또는 UE에서 달성가능한 C/I의 계산에 기초한 종래의 측정을 사용할 것인지 RNC 결정에 의해 개선될 수 있다. 이 방법으로, DSCH 기반 알고리즘은 이웃 셀에서 DSCH의 로딩이 높고(미리 규정된 시간 동안 UE가 DSCH 리소스를 수여받은 타임슬롯에서 DSCH의 한 세트의 이웃 셀에 대한 평균 부호 소비는 임계값을 초과한다), FACH의 즉각적인 로딩이 이웃 셀에서 높은 경우(이웃 셀을 통해 대기 중인 FACH 트래픽의 임계값을 이용하여 결정됨)에만 사용될 수 있다.
전술한 무선 통신 시스템의 전원 제어 방법 및 장치는 아래에 기술하는 하나 이상의 장점을 포함한 다수의 장점을 제공한다.
- FACH에서 수율의 최대화.
- DSCH 전원 제어를 이용함으로써 UE가 취해야 할 추가적인 측정의 필요성을 완화하거나 경감한다.
- 리소스 요구 조건이 감소될 수 있고, 따라서 통신 시스템의 용량이 전반적으로 증가될 수 있다.
명확히 하기 위한 위의 설명은 다른 기능 유닛들 및 프로세서를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한 것임을 알아야 한다. 그러나, 다른 기능 유닛들 또는 프로세서들 사이에서 임의의 적당한 기능 분배가 본 발명을 일탈함이 없이 사용될 수 있음은 명백하다. 예를 들면, 별개의 프로세서 또는 제어기에 의해 수행되는 것으로 설명한 기능이 동일한 프로세서 또는 제어기에 의해 수행될 수 있다. 그러므로, 특정의 기능 유닛을 참조하는 것은 설명된 기능을 제공하기 위한 적당한 수단의 참조로서 보아야만 하고, 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 구성을 나타내는 것으로 보아서는 안된다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적당한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명은 하나 이상의 데이터 프로세서 및/또는 디지털 신호 프로세서에서 동작하는 컴퓨터 소프트웨어로서 적어도 부분적으로 선택적으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예의 요소 및 성분들은 임의의 적당한 방법으로 물리적으로, 기능적으로 및 논리적으로 구현될 수 있다. 사실 상기 기능은 단일 유닛에서, 또는 복수의 유닛에서 또는 다른 기능 유닛의 일부로서 구현될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 단인 유닛으로 구현될 수 있고 또는 다른 유닛들 및 프로세서들 사이에서 물리적으로 및 기능적으로 분산될 수 있다.
비록 본 발명을 일부 실시예와 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에서 설명한 특정 형태로 제한하려는 의도는 없다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다. 또한, 비록 본 발명의 특징이 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 당업자라면 전술한 실시예의 각종 특징들이 본 발명에 따라서 조합될 수 있다는 것을 알 것이다. 청구범위에서, 용어 '포함하는'은 다른 요소 또는 단계들이 존재하는 것을 배제하지 않는 의미이다.
더욱이, 비록 개별적으로 리스트되었지만, 복수의 요소 또는 방법 단계들이 예를 들면 단일 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 추가적으로, 비록 개별적인 특징들이 다른 청구항에 포함될 수 있지만, 이들은 유리하게 조합될 수 있다. 다른 청구항에 포함되는 것은 특징들의 조합이 실현될 수 없다거나 유리하지 않다는 것을 의미하는 것이 아니다. 또한, 청구항 중 하나의 카테고리에 특징을 포함시킨 것은 이 카테고리로의 제한을 의미하는 것이 아니고, 오히려 그 특징이 적당할 때 다른 청구항의 카테고리에 동일하게 적용가능함을 나타낸다. 더욱이, 각 청구항에서 특징들의 순서는 그 특징들이 동작해야 하는 임의의 특정 순서를 의미하는 것이 아니다. 특히 방법 청구항에서 개별적인 단계들의 순서는 그 단계들이 이 순서대로 수행되어야 함을 의미하지 않는다. 오히려, 단계들은 임의의 적당한 순서로 수행될 수 있다. 또한 단수형의 인용은 복수형을 배제하지 않는다. 따라서, "임의의", "제1", "제2" 등의 인용은 복수 개를 배제하지 않는다.

Claims (30)

  1. 다운링크 공유 제어 채널(DSCH) 및 순방향 액세스 제어 채널(FACH)을 이용한 통신 시스템의 전원 제어 방법에 있어서,
    다운링크 공유 제어 채널에 전원 제어를 인가하는 단계와;
    다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계와;
    순방향 액세스 제어 채널에서 전원 제어를 생성하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계
    를 포함하는 전원 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계는 무선 네트워크 제어 전원 제어 기능으로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계는 기지국 전원 제어 기능으로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계는 전송 포맷 조합 세트 선택으로부터 전원 제어 정보를 유도하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계는 유도된 전원 제어 정보에 의존해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스케쥴링하는 단계는 신호/간섭 차 전원 비용 계산에 기초해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 스케쥴링하는 단계는 고정된 신호/간섭 값에 기초해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 스케쥴링하는 단계는 동적으로 갱신된 신호/간섭 값에 기초해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계는 동일한 순방향 액세스 제어 채널에서 유사한 전원 요구 조건을 가진 이동국들을 동시에 큐잉 및 서빙 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계는 동일한 순방향 액세스 제어 채널에서 유사한 전원 요구 조건을 가진 이동국들을 그룹화하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 단계는 동일한 순방향 액세스 제어 채널의 동일한 스케쥴링 간격으로 유사한 전원 요구 조건을 가진 이동국들을 그룹화하는 단계를 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 시분할 이중화 통신 시스템인 것인 전원 제어 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 UMTS 무선 시스템을 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 3GPP 시스템을 포함하는 것인 전원 제어 방법.
  15. 다운링크 공유 제어 채널(DSCH) 및 순방향 액세스 제어 채널(FACH)을 이용한 통신 시스템의 전원 제어 장치에 있어서,
    다운링크 공유 제어 채널에 전원 제어를 인가하는 수단과;
    다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단과;
    순방향 액세스 제어 채널에서 전원 제어를 생성하기 위해 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 유도된 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단
    을 포함하는 전원 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단은 무선 네트워크 제어 전원 제어 기능으로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단은 기지국 전원 제어 기능으로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 다운링크 공유 제어 채널에서의 전원 제어로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단은 전송 포맷 조합 세트 선택으로부터 전원 제어 정보를 유도하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단은 유도된 전원 제어 정보에 의존해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 스케쥴링하는 수단은 신호/간섭 차 전원 비용 계산에 기초해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 스케쥴링하는 수단은 고정된 신호/간섭 값에 기초해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  22. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 스케쥴링하는 수단은 동적으로 갱신된 신호/간섭 값에 기초해서 복수의 순방향 액세스 제어 채널을 스케쥴링하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단은 동일한 순방향 액세스 제어 채널에서 유사한 전원 요구 조건을 가진 이동국들을 동시에 큐잉 및 서빙 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단은 동일한 순방향 액세스 제어 채널에서 유사한 전원 요구 조건을 가진 이동국들을 그룹화하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  25. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 정보를 순방향 액세스 제어 채널에 인가하는 수단은 동일한 순방향 액세스 제어 채널의 동일한 스케쥴링 간격으로 유사한 전원 요구 조건을 가진 이동국들을 그룹화하는 수단을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  26. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 시분할 이중화 통신 시스템인 것인 전원 제어 장치.
  27. 제13항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 UMTS 무선 시스템을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  28. 제13항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템이 3GPP 시스템을 포함하는 것인 전원 제어 장치.
  29. 청구항 제16항 또는 제18항 내지 제28항 중 어느 한 항의 전원 제어 장치를 포함하는 네트워크 제어 소자.
  30. 청구항 제17항 내지 제28항 중 어느 한 항의 전원 제어 장치를 포함하는 기지국 소자.
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