KR20070053787A - 소프트 핸드오버 동안의 최적 안테나 가중치들의 도출 - Google Patents

소프트 핸드오버 동안의 최적 안테나 가중치들의 도출 Download PDF

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KR20070053787A
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Abstract

소프트 핸드오버 동안, 송신 다이버시티 모드의 최적 안테나 가중치 도출을 개선하기 위한 무선 통신 방법 및 시스템. 본 방법 및 시스템은, 업링크에서의 FBI(feedback information) 검출의 신뢰도에 의존하는 스케일 팩터들을 사용한다. 각각의 링크를 위한 FBI 검출들에 따라, 다운링크 채널 응답 추정치들에 스케일 팩터들이 적용된다. FBI 검출 성능은 다운링크 안테나 확인, 다운링크 송신 전력 제어 명령 "업/다운" 비, 또는 양자에 기초할 수 있다. 업링크에서의 불량한 안테나 확인 또는 다수의 "전력 업" 명령들은 신뢰 불가능한 FBI 검출을 지시할 수 있다. 신뢰 가능한 FBI 검출에 대응되는 다운링크 채널 응답들에 좀더 높은 스케일 팩터들을 적용하는 것에 의해, 소프트 핸드오버들 동안 좀더 양호한 폐루프 송신 다이버시티 성능이 실현될 수 있다. 이 요약서는, 그것이 청구항들의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 사용되지 않는다는 양해하에서 제출되었다.
소프트 핸드오버, 폐루프 송신 다이버시티, 최적 안테나 가중치, FBI 검출의 신뢰도, 스케일 팩터, 다운링크 채널 응답

Description

소프트 핸드오버 동안의 최적 안테나 가중치들의 도출 {DERIVATION OF OPTIMAL ANTENNA WEIGHTS DURING SOFT HANDOVER}
본 발명은 일반적으로 무선 통신에서의 송신 다이버시티의 애플리케이션에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 폐루프 모드 송신 다이버시티(closed-loop mode transmit diversity)에서 최적 안테나 가중치들의 도출을 개선하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
무선 통신에서, 다중 경로 페이딩의 효과는 다이버시티 기술들을 이용하는 것에 의해 완화될 수 있다. 그러한 일 기술이 안테나 다이버시티인데, 안테나 다이버시티에서는, 모바일 터미널에 다수 안테나들이 사용되어 기지국으로부터 독립적으로 페이딩하는 몇몇 신호들을 수신한다. 송신 다이버시티라고 하는 다른 기술은, 기지국에서 신호를 타임-시프트한 다음, 다수 안테나들을 통해, 그것을 모바일 터미널로 송신하는 단계를 수반한다. 신호의 타임-시프트된 버전들은, 수신기에서 이퀄라이징되어 다이버시티 이득을 제공할 수 있는 주파수 선택적인 페이딩을 생성한다.
송신 다이버시티는, WCDMA(wideband code division multiple access) 기반 시스템인, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)를 포함하는, 최신의 무선 통 신 시스템들에서 사용된다. WCDMA 기지국들에서는, 동작들의 4가지 모드들: (1) 비송신 다이버시티, (2) 개루프 송신 다이버시티, (3) 폐루프 송신 다이버시티 모드 1, 및 (4) 폐루프 송신 다이버시티 모드 2가 특정된다.
동작의 제1 모드는, 당연히, 비송신 다이버시티와 관련이 있다. 동작의 제2 모드는 통상적으로, 모바일 터미널이 아주 빠르게 이동중일 때 사용된다. 동작의 제3 및 제4 모드들은 통상적으로, 모바일 터미널이 좀더 느리게 이동중일 때 사용된다. 동작의 이 모드들은 일반적으로 업계에 공지되어 있으므로, 여기에서 상세하게 설명되지 않을 것이다(예를 들어, 3GPP Specification TS 25.214 V5.8.0(2004-03) 참고).
폐루프 송신 다이버시티 모드들에서, 채널 조건은 업링크 상의 FBI(feedback information)의 형태로 모바일 터미널로부터 기지국으로 송신된다. 그 다음, 다운링크 상의 FBI는 모바일 터미널로 송신된 DPCH(dedicated physical channel)의 위상 및 진폭을 조정하는데(즉, 빔-형성에) 사용될 수 있다. 빔-형성(beam-forming)을 사용하는 것에 의해, 동일한 QoS(Quality of Service)를 위한 좀더 낮은 다운링크 코드 전력의 맥락에서, 개선된 성능이 실현될 수 있다. 모바일 터미널의 이동 속도가 낮은 경우, 낮은 도플러 주파수들에 대해 특히 그러하다. 결과적으로, 다운링크 용량 또한, 동작의 개루프 송신 다이버시티 모드에 비해 개선될 수 있다.
그러나, 폐루프 송신 다이버시티가 소프트 핸드오버 상황들에서 사용되는 경우, 복잡한 문제들이 발생할 수도 있는데, 모바일 터미널은 그러한 소프트 핸드오버들에서 하나 이상의 기지국으로부터 신호들을 수신할 수 있다는 것이 주된 원인 이다. WCDMA 시스템들은 엄격한 전력 제어에 의존하여 신호 품질을 유지하고, 그에 따라, 모바일 터미널과 기지국 사이의 링크는 통상적으로 소정 QoS를 실현하기에 충분한 전력만을 사용한다. 더 나아가, WCDMA 전력 제어는, 단 하나의 업링크만이 임의의 소정 시점에서 필요한 QoS를 충족시키도록 설계된다. 따라서, 모바일 터미널과 소프트 핸드오버에 관련된 나머지 기지국들 사이의 링크 품질은 많이 열악할 것이다. 따라서, 이들 다른 기지국들에서의 업링크 FBI 검출이 잘못될 수 있고, 결과적으로, 다운링크에서의 잘못된 안테나 조정들을 초래할 수도 있다.
본 발명은 소프트 핸드오버 동안 송신 다이버시티 모드에서의 최적 안테나 가중치 도출을 개선하기 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다. 본 발명의 방법 및 시스템은 업링크 FBI 검출(feedback information detection)의 신뢰도에 의존하는 스케일 팩터들을 사용한다. 그 다음, 스케일 팩터들은 대응되는 FBI 검출들을 위해 다운링크 채널 응답 추정치들에 적용된다. 일부 실시예들에서, FBI 검출 성능은 다운링크 안테나 확인(downlink antenna verification), 다운링크 송신 전력 제어 명령 "업/다운" 비(downlink transmit power control command "up/down" ratio), 또는 양자에 기초한다. 다운링크에서의 불량한 안테나 확인 또는 다수의 "전력 업" 명령들은 신뢰할 수 없는 FBI 검출을 지시할 수도 있다. 신뢰할 수 있는 FBI 검출에 대응되는 다운링크 채널 응답들에 좀더 높은 스케일 팩터들을 적용하는 것에 의해, 소프트 핸드오버들 동안의 좀더 양호한 폐루프 송신 다이버시티 성능이 실현될 수도 있다.
일반적으로, 일 양태에서, 본 발명은, 폐루프 송신 다이버시티를 사용하는 기지국들 사이의 소프트 핸드오버 동안 사용하기 위한 최적 안테나 가중치들을 추정하기 위한 무선 통신 시스템의 모바일 터미널에서의 방법에 대한 것이다. 본 방법은 소프트 핸드오버에 관련된 기지국 각각의 다운링크에 대해, 다운링크들의 채널 응답들에 기초해, 안테나 가중치들을 추정하는 단계를 구비한다. 본 방법은 각 기지국에서의 피드백 정보 검출의 신뢰도를 추정하는 단계 및 각 기지국에서의 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해 판정되는, 채널 응답들에 대한, 스케일 팩터들을 획득하는 단계를 더 구비한다. 그 다음, 스케일 팩터들은 채널 응답들에 적용되고, 스케일 팩터들이 적용된 채널 응답들에 기초해, 최적 안테나 가중치들이 계산된다. 그 다음, 최적 안테나 가중치들은 업링크 상의 피드백 정보로서 소프트 핸드오버에 관련된 모든 기지국들로 송신된다.
일반적으로, 다른 양태에서, 본 발명은, 폐루프 송신 다이버시티를 사용하는 기지국들 사이의 소프트 핸드오버 동안 사용하기 위한 최적 안테나 가중치들을 추정할 수 있는, 무선 통신 시스템에서의 모바일 터미널을 위한, 수신기에 대한 것이다. 본 방법은 소프트 핸드오버에 관련된 기지국 각각을 위해 다운링크 안테나 가중치들을 추정하도록 구성된 안테나 확인 유닛을 구비하고, 추정된 안테나 가중치들은 다운링크들 각각의 채널 응답에 기초한다. 모바일 터미널은 기지국들 각각에서의 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하고 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해 스케일 팩터들을 획득하도록 되어 있는 제어 유닛을 더 구비한다. 안테나 가중치 최적화 유닛은 채널 응답들에 스케일 팩터들을 적용하고 스케일 팩터들이 적용된 채널 응답들에 기초해 최적 안테나 가중치들을 계산하도록 구성된다. 최적 안테나 가중치들을 업링크 상의 피드백 정보로서 소프트 핸드오버에 관련된 모든 기지국로 송신하도록 되어 있는 피드백 정보 유닛도 존재한다.
일반적으로, 또 다른 양태에서, 본 발명은, 기지국들에서의 피드백 정보 검출 오차들에 기초해, 복수개 기지국들로 그들의 안테나 가중치들을 조정할 것을 통지하는, 무선 통신 시스템의 모바일 터미널에서의 방법에 대한 것이다. 본 방법은 복수개 기지국들에서 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 단계 및, 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해, 기지국들로 전달될 안테나 가중치들을 조정하는 단계를 구비한다. 본 방법은 안테나 가중치들을 피드백 정보로서 기지국들로 송신하는 단계를 더 구비한다.
일반적으로, 또 다른 양태에서, 본 발명은, 기지국들에서의 피드백 정보 검출 오차들에 기초해, 복수개 기지국들로 그들의 안테나 가중치들을 조정할 것을 통지하도록 구성된, 무선 통신 시스템의 모바일 터미널에 대한 것이다. 모바일 터미널은 복수개 기지국들에서의 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하기 위한 수단 및, 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해, 기지국들로 전달될 안테나 가중치들을 조정하기 위한 수단을 구비한다. 모바일 터미널은 안테나 가중치들을 피드백 정보로서 기지국들로 송신하기 위한 수단을 더 구비한다.
"구비하다/구비하는"이라는 용어는, 이 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징들, 정수들, 단계들, 또는 컴포넌트들의 존재를 특정하는 것으로 해석되지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 컴포넌트들, 또는 그것에 관한 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 강조되어야 한다.
본 발명의 상기 및 다른 이점들은 도면들을 참조하는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1A 및 도 1B는 송신 다이버시티를 구현하기 위한 종래 기술의 시스템을 예시한다.
도 2는, 본 발명의 실시예들에 따른, 송신 다이버시티를 구현하기 위한 시스템의 블록도를 예시한다.
도 3은, 본 발명의 실시예들에 따른, 송신 다이버시티를 구현하기 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
도 4는, 본 발명의 실시예들에 따른, 송신 다이버시티를 구현하기 위한 다른 방법의 흐름도를 예시한다.
도 5는, 본 발명의 실시예들에 따른, 송신 다이버시티를 구현하기 위한 또 다른 방법의 흐름도를 예시한다.
앞서 언급된 바와 같이, 발명의 실시예들은 송신 다이버시티를 구현하는 시스템 및 방법을 제공한다. WCDMA 시스템의 소프트 핸드오버들과 관련하여 발명의 실시예들이 설명되지만, 당업자들이라면, 여기에서의 원리들 및 교시들이 다른 무선 통신 시스템들 및 동작 모드들에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1A는 예시적인 무선 통신 시스템(100)의 일부분을 나타낸다. 무선 통신 시스템(100)은, 그 중의 하나가 102로 지시되는 복수개 모바일 터미널들을 포함한다. 그 중의 4개, 즉, 여기에 104, 106, 108, 및 110으로 도시되어 있는 몇개의 WCDMA 기지국들도 존재한다. 모바일 터미널(102)이 위치 A에 존재할 때, 모바일 터미널(102)은 제1 기지국(104)으로부터만 신호들을 수신할 수 있고, 그에 따라, 그 기지국(104)으로 링크된다. 그러나, 모바일 터미널이 위치 B로 이동하면, 모바일 터미널은, 기지국들(106, 108, 및 110)을 포함하는, 몇개의 추가 기지국들로부터 신호들을 수신할 수 있다. 그 다음, 모바일 터미널(102)은, 어떤 기지국(104, 106, 108, 및 110)이 최강 신호를 갖는지를 판정하여 그 기지국으로 스위칭해야 한다. 그러한 프로세스를 흔히 소프트 핸드오버라고 하고, 모바일 터미널(102)이 다수 기지국들로부터 동시에 신호들을 수신할 수 있는 상황들을 의미한다.
도 1B는, 기지국들(104, 106, 108, 및 110)과 같은, WCDMA 기지국들에서 통상적으로 발견되는 폐루프 송신 다이버시티를 지원하기 위한 다운링크 송신기(112)를 나타낸다. 송신기(112)는 (예를 들어, 도시되어 있지 않은 기지국 제어기로부터) DPCCH(dedicated physical control channel) 및 DPDCH(dedicated physical data channel)를 수신하고 프로세싱하기 위한 DPCH(dedicated physical channel) 프로세서(114)를 포함한다. 기지국이 폐루프 송신 다이버시티 모드 1을 사용하고 있는지 아니면 모드 2를 사용하고 있는지에 따라, 동일한 DPCCH 파일럿 심볼들 또는 DPCCH 파일럿 심볼들의 직교 버전들이 사용될 수 있다. 어느 경우에서든, DPCH 프로세서(114)로부터의 DPCH 신호는 스프레딩 믹서(116)로 공급되는데, 스프레딩 믹서(116)에서, DPCH 신호는 인코딩을 위해 스프레드/스크램블 신호와 믹싱된다. 그 다음, 인코딩된 DPCH 신호는, DPCH 신호에 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00001
및
Figure 112007023666509-PCT00002
)이 적용되는 가중치 팩터 믹서들(118 및 120)로 제공된다. 그후, 가중된 DPCH 신호들은, 합산 노드들(122 및 124)을 통해, 공통 파일럿 채널들(CPICH1 및 CPICH2) 및 다른 채널들과 조합되고 안테나들(126 및 128)을 경유하여 다운링크를 통해 송신된다.
3GPP에 따르면, 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00003
및
Figure 112007023666509-PCT00004
)은 모바일 터미널에 의해 판정되고 업링크 DPCH 상의 FBI로서 기지국에 제공된다. 그후, FBI 판정 프로세서(130)는 업링크 DPCH 상의 FBI를 판정하고 FBI를 가중치 팩터 프로세서(132)로 포워딩한다. 가중치 팩터 프로세서(132)는, 모바일 터미널로부터 수신된 FBI에 기초해, (폐루프 모드 1을 위한 대응되는 위상 조정들 및 폐루프 모드 2를 위한 위상/진폭 조정들로 변형되는) 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00005
및
Figure 112007023666509-PCT00006
)을 발생시킨다. 본질적으로, 모바일 터미널은 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00007
및
Figure 112007023666509-PCT00008
)을 통해 기지국에, 다음의 수학식 1과 같이, 전력(P)을 최대화할 것을 지시하는데,
Figure 112007023666509-PCT00009
여기에서,
Figure 112007023666509-PCT00010
이고,
Figure 112007023666509-PCT00011
이며,
Figure 112007023666509-PCT00012
는 공통 파일럿 채널(CPICH)을 사용해 획득되는, 안테나들(126 및 128)에 대한, 추정 채널 응답들을 표현한다. 그 다음, 가중치들은 송신 다이버시티 모드에 기초해 양자화되고 업링크 상의 FBI에 따라 매핑된다. 단일 다운링크의 경우에 대한 가중치 최적화 및 FBI 도출은 업계에 널리 공지되어 있다.
흔히, 공통 파일럿 채널(CPICH)로부터의 채널 응답 추정치들이 DPCH 프로세서(114)의 정합된 필터링 프로세스에 사용되는데, 공통 파일럿 채널(CPICH)을 위한 높은 송신 전력으로 인해, 공통 파일럿 채널(CPICH)로부터의 채널 응답 추정치들이 DPCH로부터의 채널 응답 추정치들보다 잡음이 덜하기 때문이다. 그러나, 앞서 언급된 바와 같이, 폐루프 송신 다이버시티에서, 공통 파일럿 채널(CPICH)과 전용 물리 채널(DPCH)에 대한 안테나 설정들은 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00013
및
Figure 112007023666509-PCT00014
)과 관련하여 상이하다. 그러나, 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00015
및
Figure 112007023666509-PCT00016
)은 먼저 송신된 FBI에 의존하므로, FBI 검출이 잘못되면, 후속적으로 발생되는 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00017
및
Figure 112007023666509-PCT00018
) 또한 잘못될 수 있다. 이 문제를 극복하기 위해, 3GGP의 모바일 터미널들은, 송신된 FBI와 함께, 공통 파일럿 채널(CPICH) 및 전용 물리 채널(DPCH)에 대한 정보를 사용해, 송신된 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00019
및
Figure 112007023666509-PCT00020
)을 추정한다. 이 프로세스를 "안테나 확인"이라고도 하며, 업계에 널리 공지되어 있다.
그러나, 폐루프 송신 다이버시티에서의 안테나 확인이 (모바일 터미널이 다수 기지국들과 동시에 통신할 수도 있는) 소프트 핸드오버들에 사용될 때, 복잡한 문제들이 발생한다. 소프트 핸드오버들에서, 안테나 가중치들을 도출하기 위한 프로세스는, 최대화된 전력(P)이 다음의 수학식 2로서 표현된다는 것을 제외하면, 상술된 바와 본질적으로 동일하다.
Figure 112007023666509-PCT00021
Hi는 i번째 기지국에 대한 다운링크 채널 응답이다. 이와 같이, 소프트 핸드오버 경우의 송신 다이버시티 모드는 다수 경로들을 가진 단일 기지국 경우의 송신 다이버시티 모드와 아주 유사해 보인다.
그러나, WCDMA 시스템들은 엄격한 전력 제어에 의존해 신호 품질을 유지하고, 그에 따라, 모바일 터미널과 기지국 사이의 업링크는 통상적으로, 필요한 QoS를 실현하는데 필요한 것 이상의 전력을 사용하지 않는다. 그리고, WCDMA 전력 제어는, 단 하나의 기지국만이 임의의 소정 시점에 필요한 QoS를 충족시키도록 설계된다. 따라서, 모바일 터미널과 소프트 핸드오버에 관련된 나머지 기지국들 사이의 업링크 품질은 대부분 많이 불량하다. 예를 들어, 모바일 터미널로부터 기지국들 중 일부로의 업링크가 소프트 핸드오버시에 일시적으로 동기화를 벗어날 수도 있다는 것이 현장 시험들에서 관찰되었다. 이처럼 불량한 업링크 품질은 기지국에서 FBI를 판정하기가 어려울 수도 있다는 것을 의미하고, 이것은 모바일 터미널에 대한 다운링크에서의 안테나 가중치들이 부정확할 수도 있다는 것을 의미한다.
더 나아가, 업링크 및 다운링크에서의 페이딩은 서로 독립적이고, 이는, 고품질을 가진 것처럼 보이는 특정 기지국에 대해서만 다운링크를 초래할 수도 있다. 고품질이 감지되어, 그 기지국에 대한 안테나 가중치들은 나머지 기지국들보다 좀더 큰 영향을 미칠 수도 있지만, 그 기지국에 대한 다운링크가 실제로는 거의 동기 화를 벗어난 상태일 수도 있다. 따라서, 결국에는 단일 기지국 경우와 소프트 핸드오버 경우 사이에 아주 큰 FBI 오차 비(예를 들어, 소프트 핸드오버 경우의 30-40% 오차 대 단일 기지국 경우의 3-6%)를 갖는 것으로 끝날 수도 있다. 큰 오차 비로 인해, 소프트 핸드오버들에서의 시작을 위해, 폐루프 송신 다이버시티를 사용하는 것에 의해 실현되었던 임의의 성능 이득이 무효화될 수도 있다.
상기한 복잡한 문제들은, 다음의 수학식 3과 같이, 다운링크 채널 응답 추정치들에 한 세트의 스케일 팩터들을 적용하는 것에 의해, 완화될 수도 있다.
Figure 112007023666509-PCT00022
스케일 팩터들(αi)은, 좀더 높은 신뢰도의 FBI 검출들을 가진 기지국들의 영향을 증가시키는 것에 의해, 전반적으로 좀더 높은 품질 링크들을 초래하면서, 업링크에서의 불량한 또는 신뢰할 수 없는 FBI 검출을 보상하는데 도움이 된다. 그러나, 모바일 터미널은 FBI 검출들의 신뢰도를 직접적으로 확정할 수 없는데, 그것이 기지국에서 수행되기 때문이다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 모바일 터미널은 FBI 검출의 신뢰도에 대한 추정치를 획득한다. 일 실시예에서, 모바일 터미널은 소프트 핸드오버에 관련된 기지국 각각에 대한 다운링크에서 안테나 확인을 수행한다. 안테나 확인은, 특정 기지국이 적합한 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00023
및
Figure 112007023666509-PCT00024
)을 기지국의 안테나들에 적용중인지의 여부를 지시한다.
다른 방법으로, 모바일 터미널은 각각의 기지국에 대한 다운링크에서의 전력 제어 "업/다운" 비를 점검한다. 예를 들어, 특정 기지국에 대한 다수의 "전력 업" 명령들은 그 기지국으로의 업링크에 대한 불량한 품질을 지시하고, 따라서 불량 FBI 검출 확률이 높다. 상기 방법들 중 어떤 것이든 단독으로 사용되기에 충분할 정도로 신뢰 가능하지만, 훨씬 더 정확한 FBI 검출 성능 추정치들을 제공하기 위해, 상기 방법들은 조합될 수도 있다. 다음은 본 발명의 시스템 및 방법에 대한 좀더 상세한 설명이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른, 폐루프 송신 다이버시티 모드에서 동작할 수 있는 모바일 터미널의 수신기 부분(200)의 블록도가 도시되어 있다. 모바일 터미널이 폐루프 송신 다이버시티 모드에서 동작하는지의 여부는 모바일 터미널의 (도시되어 있지 않은) 좀더 높은 계층들로부터 수신되는 명령어들에 의존한다. 좀더 높은 계층들은 소프트 핸드오버를 수행할 것인지의 여부도 모바일 터미널로 지시한다. 모바일 터미널 동작의 이러한 양태들은 업계에 널리 공지되어 있으므로 여기에서 논의되지 않는다. 이 일례에서, 모바일 터미널은 폐루프 송신 다이버시티 모드에서 동작중이며 소프트 핸드오버를 수행중이라고 가정된다.
소프트 핸드오버에 관련된 기지국들(BS)로부터의 모든 신호들 뿐만 아니라 존재할 수도 있는 임의 잡음을 포함하는 복합 신호가 수신기 안테나(202)를 통해 수신되어 전단 수신기(204)에서 기저대역 신호로 하향-변환된다. 그 다음, 이 기저대역 신호는 RAKE 수신기(206)로 공급된 후 채널 추정기들(208 및 210)로 공급되고, 여기서 채널 필터 탭들은 공통 파일럿 채널(CPICH) 및 전용 물리 채널(DPCH) 파일럿들을 사용해 추정된다. 그 다음, 기지국 각각의 다운링크 응답 추정치 들((CPICH에 대해)
Figure 112007023666509-PCT00025
및 (DPCH에 대해)
Figure 112007023666509-PCT00026
)이 획득되어 데이터 검출에 사용될 수 있다.
모바일 터미널이 폐루프 송신 다이버시티 모드에서 동작중이기 때문에, DPCH 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00027
)은 (가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00028
및
Figure 112007023666509-PCT00029
)에 의해) CPICH 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00030
)에 관하여 위상 시프트될 것이다. 그 다음, 2가지 채널 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00031
및
Figure 112007023666509-PCT00032
)은 안테나 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00033
)의 추정을 위한 안테나 확인 유닛(212)으로 공급되어, 채널 응답 추정치들을 확인한다. 안테나 확인 유닛(212)은, 2가지 채널 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00034
및
Figure 112007023666509-PCT00035
) + 선행 타임 슬롯들에서 획득된 최적 안테나 가중치(
Figure 112007023666509-PCT00036
)를 사용해, 위상 시프트량을 판정하여 모든 다운링크들에 대한 안테나 가중치 팩터들(
Figure 112007023666509-PCT00037
)의 추정치를 제공한다. 상기한 내용에 기초해, 안테나 가중치들은 이상적으로 다음의 수학식 4로서 표현될 수 있는데,
Figure 112007023666509-PCT00038
여기에서,
Figure 112007023666509-PCT00039
는 선행 타임 슬롯들에서 도출된 최적 안테나 가중치들이고,
Figure 112007023666509-PCT00040
는 현재 슬롯에서의 i번째 다운링크를 위해 기지국에 의해 사용되는 실제의 안테나 가중치들이다.
그러나, 특정한 폐루프 송신 다이버시티 모드에 따라, 기지국에서의 비-이상 적인 FBI 검출로 인해 그리고 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00041
)의 양자화(quantization)로 인해서도, 수학식 4가 항상 성립되는 것은 아니다. 따라서, 실제 안테나 가중치들의 추정치들은 통상적으로, 안테나 확인 유닛(212)을 통한 모바일 터미널에서의 확인 목적들을 위해 획득된다. 안테나 확인 유닛(212)의 결과(
Figure 112007023666509-PCT00042
) 뿐만 아니라 CPICH 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00043
)도 데이터 검출을 위해 RAKE 수신기(206)로 공급된다. 이러한 동일 정보는 전력 명령(PC) 정보를 디코딩하기 위한 송신 전력 제어(TPC) 검출 유닛(214)으로도 공급된다. 상기한 내용은 무선 통신 업계의 당업자들에게 널리 공지되어 있으므로, 여기에서는 간단하게만 설명된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, CPICH 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00044
)도 각각의 타임 슬롯에 대한 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00045
)을 추정하는 안테나 가중치 최적화 유닛(216)으로 제공된다. 그 다음, 제어 유닛(218)은 안테나 확인 유닛(212)으로부터의 안테나 가중치들의 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00046
)과 함께 선행 타임 슬롯에 대한 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00047
)을 사용해, 모든 다운링크들에 대해, 매 다운링크마다 스케일 팩터들(α1,αN)을 판정한다. 그 다음, 안테나 가중치 최적화 유닛(216)은 스케일 팩터들(α1,αN)을 사용해 현재의 타임 슬롯에 대한 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00048
)을 추정한다. 상기한 내용에 기초해, 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00049
)은 다음의 수학식 5와 같이 표현될 수도 있는데,
Figure 112007023666509-PCT00050
여기에서, P는 상기 수학식 3에 의해 정의된다. 그 다음, 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00051
)은, 업링크 상의 FBI 비트들을 기지국(BS)으로 송신하는 FBI 비트들의 프로세서(220)로 제공된다.
앞서 언급된 바와 같이, 소프트 핸드오버 동안, 업링크들 중 일부는, WCDMA 전력 제어의 설계로 인해, 기지국에서 불량한 FBI 검출 성능을 가질 수도 있다. 따라서, 업링크 FBI 검출 성능에 따라 다운링크를 스케일링하는 것은 모바일 터미널에 의해 사용되는 평균 다운링크 코드 전력에서 소정 이득을 실현할 수도 있다. 일반적으로, 스케일 팩터들(αi)은 다음의 수학식 6과 같이 업링크 FBI 검출 성능의 함수로서 계산될 수도 있다.
αi = f(i 번째 업링크에 대해 추정된 업링크 FBI 검출 성능)
예시적인 일 실시예에서, 스케일 팩터들(αi)은 다음의 수학식 7과 같이 업링크(UL)에서의 FBI 검출 오차의 확률을 계산하는 것에 의해 판정될 수도 있는데,
Figure 112007023666509-PCT00052
여기에서, n은 50-200개 타임 슬롯들일 수 있다. 부정확한 안테나 가중치는 당업 자들에게 공지되어 있는 임의의 적당한 기술을 사용해 판정될 수 있다. 예를 들어, 3GPP Specification TS 25.214 V5.8.0(2004-03)에서는, 안테나 가중치들에 대한 다수의 위상 상태들이 정의된다. 선행 타임 슬롯에서 모바일 터미널에 의해 특정된 최적 안테나 가중치에 비해, 현재 타임 슬롯에서 추정된 안테나 가중치들에 대한 상태들에 차이가 존재할 때, 부정확한 안테나 가중치가 초래된다.
확률은 대략적으로 50-200개 타임 슬롯들의 시상수(time constant)를 가진 일차 IIR-필터로서 구현될 수도 있다. 그 경우, pFBI 오차는 다음의 수학식 8과 같이 표현될 수도 있는데,
Figure 112007023666509-PCT00053
여기에서, 지시자 함수는
Figure 112007023666509-PCT00054
이고, λ = (각각, 200 및 50개 타임 슬롯들에 대응되는) 0.005-0.02이다.
그 다음, pFBI 오차들은, 예를 들어, 실험실 테스트 결과들에 기초해 미리 도출될 수도 있는 스케일 팩터들로 매핑될 수도 있다. 그 다음, 룩업 테이블이 사용되어 pFBI 오차들 및 대응되는 스케일 팩터들(αi)을 모바일 터미널에 저장할 수 있다. 스케일 팩터들(αi)의 예시적 세트가, 예시적 목적들을 위해 다음의 수학식 9로서 제공된다.
Figure 112007023666509-PCT00055
여기에 도시된 스케일 팩터들(αi)과 pFBI 오차들은, 양호한 QoS의 업링크들은 대략적으로 5% FBI를 갖는 한편, 불량한 채널 품질의 신뢰할 수 없는 업링크들은 25%를 훨씬 초과하는 FBI 오차들을 가진다는 관찰들에 기초한다.
다른 방법으로, 일부 실시예들에서, 제어 유닛(218)은, 안테나 확인 유닛(212)으로부터의 안테나 가중치들의 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00056
)과 함께, 송신 전력 검출 유닛(214)의 결과들(
Figure 112007023666509-PCT00057
)을 사용해 스케일 팩터들(αi)을 판정할 수도 있다. 이 실시예들에서, 제어 유닛(218)은 먼저, 지난 n개 타임 슬롯들에 걸쳐 i번째 링크를 위한 전력 다운 명령들에 대한 전력 업 명령들의 비(Ri)를 판정하는데, 여기에서, n은 이번에도, 예를 들어, 50-200개 타임 슬롯들일 수 있다. 비(Ri)는 전력 다운 명령들에 대한 전력 업 명령들 수의 평균일 수 있거나, 소정 시주기에 걸친 최고/최저 비일 수도 있다. 비(Ri)의 특정 형태가 판정된 후, 일 실시예에서는, 예를 들어, 다양한 업링크들의 가장 엄격한 QoS를 사용해 계산된 최저 비(Rmin)에 기초해, 기준 스케일 팩터(baseline scale factor)가, 예를 들어, αi = 1이 확립될 수도 있다. 그 다음, 다른 스케일 팩터들은, 예를 들어, 다음의 수학식 10과 같이, 기준 스케일 팩터에 따라 설정될 수 있다.
Figure 112007023666509-PCT00058
모바일 터미널의 룩업 테이블(또는 그래프)에 저장될 수도 있는 수학식 10의 값들은, 양호한 QoS의 업링크들은 일반적으로 소프트 핸드오버들 동안 60% 미만의 전력 업 명령들을 갖는 한편, 불량 채널 조건들의 업링크들은 대체로 100%에 가까운 전력 업 명령들을 가진다는 관찰에 기초한다.
수학식 8 내지 수학식 10에 관련된 상기 그룹들은 단지 예시들로서 제공된다는 것과, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 더 적거나 많은 임의 갯수의 그룹들이 사용될 수도 있다는 것에 주의해야 한다. 일반적인 규칙으로서, FBI 검출 오차가 커질수록, 스케일 팩터들(αi)은 작아진다.
일부 실시예들에서는, 제어 유닛(218)이 상기 스케일 팩터 판정 기술들의 조합을 사용해 스케일 팩터들(αi)을 판정할 수도 있다.
도 3은, 본 발명의 실시예들에 따른, 소프트 핸드오버 동안, 모바일 터미널에서 모드 1이나 모드 2의 폐루프 송신 다이버시티를 구현하는데 사용될 수 있는 일반적인 방법을 위한 흐름도(300)를 예시한다. 본 방법은, 모바일 터미널이 소프트 핸드오버에 관련된 기지국으로부터 다운링크를 통해 CPICH 및 DPCH를 수신하는 단계 302에서 시작한다. 단계 304에서, 모바일 터미널은 CPICH 및 DPCH로부터 채 널 응답들을 추정한다. 그후, 모바일 터미널은, 선행 타임 슬롯에서 계산된 최적 안테나 가중치들과 함께, 단계 306에서 추정된 채널 응답들을 사용해, 기지국에 의해 채널들에 적용된 안테나 가중치들이 선행 타임 슬롯으로부터의 최적 안테나 가중치들과 정합하는지의 여부를 확인한다. 단계 308에서, 모바일 터미널은, (단계 306으로부터) 추정된 가중치 팩터들에 기초해 그리고 그 가중치 팩터들이 기지국에서의 신뢰 가능한 FBI 검출을 지시하는지의 여부에 기초해, 한 세트의 스케일 팩터들을 판정한다. 그 다음, 모바일 터미널은 단계 310에서 스케일 팩터들(과 또한 CPICH로부터의 채널 응답들)로부터 현재의 타임 슬롯에 대한 한 세트의 최적 안테나 가중치들을 계산한다. 단계 312에서, 모바일 터미널은 최적 안테나 가중치들을 업링크 상의 FBI의 형태로 기지국으로 송신한다.
본 발명의 실시예들에 따른, 소프트 핸드오버 동안, 모바일 터미널에서 모드 1이나 모드 2의 폐루프 송신 다이버시티를 구현하는데 사용될 수 있는 좀더 구체적인 방법을 위한 흐름도(400)가 도 4에 도시되어 있다. 본 방법은, 모바일 터미널이 소프트 핸드오버에 관련된 모든 기지국들(즉, 능동 세트)로부터 신호를 수신하는 단계 402에서 시작한다. 그후, 모바일 터미널은, 단계 404에서, 관련된 기지국들의 링크들을 위해, 상술된 방식으로 안테나 확인을 수행한다. 단계 406에서, 모바일 터미널은 안테나 확인들을 사용해 모든 링크들에 대한 FBI 검출 오류율(
Figure 112007023666509-PCT00059
)을 업데이트한다. 그 다음, 단계 408에서는, FBI 검출 오류율(
Figure 112007023666509-PCT00060
)에 기초해, 모바일 터미널에 의해 스케일 팩터들(αi)이 선택된다. 단계 410에서, 모바일 터미널은 스케일 팩터들(αi)을 사용해 채널 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00061
)을 스케일링한다. 그 다음, 모바일 터미널은 스케일링된 채널 응답 추정치들(
Figure 112007023666509-PCT00062
)을 사용해 단계 412에서 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00063
)을 판정한다. 그 다음, 최적 안테나 가중치들(
Figure 112007023666509-PCT00064
)은 단계 414에서 FBI 비트로 매핑되고 기지국들로 송신된다.
도 5는, 본 발명의 실시예들에 따른, 소프트 핸드오버 동안, 모바일 터미널에서 모드 1이나 모드 2의 폐루프 송신 다이버시티를 구현하는데 사용될 수 있는 또 하나의 좀더 구체적인 방법을 위한 흐름도(500)를 예시한다. 흐름도(500)는, 제2 단계(502), 제3 단계(504), 및 제4 단계(506)를 제외하면, 도 4의 흐름도(400)와 유사하다. 단계 502에서는, 안테나 확인을 수행하는 대신에, 모바일 터미널이, 관련된 모든 이동국들(즉, 능동 세트)의 링크들에 대한 송신 전력 명령들을 검출한다. 그후, 모바일 터미널은 단계 504에서 각각의 링크에 대한 송신 전력 명령들의 업/다운 비(Ri)를 계산한다. 이 비들(Ri)에 기초해, 모바일 터미널은 단계 506에서 적합한 스케일 팩터들(αi)을 선택한다.
하나 이상의 특정 실시예들을 참조하여 본 발명이 설명되었지만, 당업자들이라면, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서, 그에 대한 많은 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 예시된 방법들이 별도로 도시되고 설명되었지만, 일부 실시예들에서는, 이들 2가지 방법들의 발명 양태들을 단일 방법으로 조합하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 실시예들 및 그것에 관한 명백한 변형들은, 다음의 청구항들에서 기술되는 청구 발명의 정신 및 범위내에 해당되는 것으로 판단된다.

Claims (24)

  1. 폐루프 송신 다이버시티를 사용하는 기지국들 사이에서의 소프트 핸드오버 동안 사용하기 위한 최적 안테나 가중치들을 추정하기 위한 무선 통신 시스템의 모바일 터미널에서의 방법으로서,
    상기 소프트 핸드오버에 관련된 기지국 각각의 다운링크에 대한 안테나 가중치들을 추정하는 단계 - 상기 안테나 가중치들은 상기 다운링크들의 채널 응답들에 기초해 추정됨 - ;
    기지국 각각에서 피드백 정보 검출의 신뢰도를 추정하는 단계;
    상기 채널 응답들에 대한 스케일 팩터들을 획득하는 단계 - 상기 스케일 팩터들은 기지국 각각에서의 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해 판정됨 - ;
    상기 스케일 팩터들을 상기 채널 응답들에 적용하는 단계;
    상기 스케일 팩터들이 적용된 상기 채널 응답들에 기초해, 최적 안테나 가중치들을 계산하는 단계; 및
    상기 최적 안테나 가중치들을 업링크 상의 피드백 정보로서 상기 소프트 핸드오버에 관련된 모든 기지국들로 송신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보 검출의 신뢰도를 추정하는 상기 단계는 소정 갯수의 타임 슬롯들 동안 기지국 각각에 대한 상기 소정 갯수의 타임 슬롯에 걸쳐 수신된 부정확한 안테나 가중치들의 비에 기초하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부정확한 안테나 가중치들은 상기 추정된 안테나 가중치들과 앞서 송신된 최적 안테나 가중치들 사이의 차이들에 기초해 판정되는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 상기 단계는 기지국 각각에 의해 발행된 송신 전력 다운 명령들에 대한 송신 전력 업 명령들의 비에 기초하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    스케일 팩터들을 획득하는 상기 단계는 상기 비의 소정 도출에 기초해 기준 스케일 팩터를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 상기 단계는 소정 갯수의 타임 슬롯들 동안 기지국 각각에 대한 상기 소정 갯수의 타임 슬롯들에 걸쳐 수신된 부정확한 안테나 가중치들의 비에 기초하고 기지국 각각에 의해 발행된 송신 전력 다 운 명령들에 대한 송신 전력 업 명령들의 비에 기초하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부정확한 안테나 가중치들은 상기 추정된 안테나 가중치들과 앞서 송신된 최적 안테나 가중치들 사이의 차이들에 기초해 판정되고,
    스케일 팩터들을 획득하는 상기 단계는 상기 비의 소정 도출에 기초해 기준 스케일 팩터를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스케일 팩터들을 획득하는 상기 단계는 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도에 따라 룩업 테이블에서 상기 스케일 팩터들을 룩업하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 WCDMA(wideband code division multiple access) 시스템인 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피드백 정보를 송신하는 상기 단계는 폐루프 송신 다이버시티 모드 1 또는 모드 2 중 어느 하나에서 수행될 수 있는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    다운링크의 공통 파일럿 채널 및 전용 물리 채널 파일럿으로부터 상기 다운링크 각각의 채널 응답을 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 폐루프 송신 다이버시티를 사용하는 기지국들 사이에서의 소프트 핸드오버 동안 사용하기 위한 최적 안테나 가중치들을 추정할 수 있는, 무선 통신 시스템의 모바일 터미널을 위한 수신기로서,
    상기 소프트 핸드오버에 관련된 기지국 각각에 대한 다운링크 안테나 가중치들을 추정하도록 구성된 안테나 확인 유닛 - 상기 추정된 안테나 가중치들은 상기 다운링크들 각각의 채널 응답에 기초함 - ;
    상기 기지국들 각각에서 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하고 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해 스케일 팩터들을 획득하도록 되어 있는 제어 유닛;
    상기 스케일 팩터들을 상기 채널 응답들에 적용하고 상기 스케일 팩터들이 적용된 상기 채널 응답들에 기초해 최적 안테나 가중치들을 계산하도록 구성된 안테나 가중치 최적화 유닛; 및
    상기 최적 안테나 가중치들을 업링크 상의 피드백 정보로서 상기 소프트 핸드오버에 관련된 모든 기지국들로 송신하도록 되어 있는 피드백 정보 유닛
    을 포함하는 수신기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 소정 갯수의 타임 슬롯들 동안 기지국 각각에 대한 상기 소정 갯수의 타임 슬롯들에 걸쳐 수신된 부정확한 안테나 가중치들의 비에 기초해 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 수신기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 부정확한 안테나 가중치들은 상기 추정된 안테나 가중치들과 앞서 송신된 최적 안테나 가중치들 사이의 차이들에 기초해 판정되는 수신기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 기지국 각각에 의해 발행된 송신 전력 다운 명령들에 대한 송신 전력 업 명령들의 비에 기초해 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 수신기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 비의 소정 도출에 기초해 기준 스케일 팩터를 획득하는 것에 의해 상기 스케일 팩터들을 획득하는 수신기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 소정 갯수의 타임 슬롯들 동안 기지국 각각에 대한 상기 소정 갯수의 타임 슬롯들에 걸쳐 수신된 부정확한 안테나 가중치들의 비에 기초하 고 기지국 각각에 의해 발행된 송신 전력 다운 명령들에 대한 송신 전력 업 명령들의 비에 기초해, 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 수신기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 부정확한 안테나 가중치들은 소정 갯수의 타임 슬롯들 동안 상기 소정 갯수의 타임 슬롯들에 걸쳐 수신된 부정확한 안테나 가중치들의 비에 기초해 판정되고,
    상기 스케일 팩터들은 상기 비의 소정 도출에 기초해 기준 스케일 팩터를 획득하는 것에 의해 획득되는 수신기.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 피드백 정보 검출의 신뢰도에 따라 룩업 테이블에서 상기 스케일 팩터들을 룩업하는 것에 의해 상기 스케일 팩터들을 획득하는 수신기.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은 WCDMA(wideband code division multiple access) 시스템인 수신기.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 수신기는 폐루프 송신 다이버시티 모드 1 또는 모드 2 중 어느 하나에 서 동작하는 수신기.
  22. 제12항에 있어서,
    다운링크 각각의 채널 응답은 상기 다운링크의 공통 파일럿 채널 및 전용 물리 채널 파일럿으로부터 획득되는 수신기.
  23. 무선 통신 시스템의 모바일 터미널에서, 복수개 기지국들에게 그들의 안테나 가중치들을 조정할 것을 통지하는 방법으로서,
    상기 복수개 기지국들에서 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하는 단계;
    상기 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해, 상기 기지국들로 전달될(communicated) 안테나 가중치들을 조정하는 단계; 및
    상기 안테나 가중치들을 피드백 정보로서 상기 기지국들로 송신하는 단계
    를 포함하는 방법.
  24. 복수개 기지국들에게 그들의 안테나 가중치들을 조정할 것을 통지하도록 구성된, 무선 통신 시스템의 모바일 터미널로서,
    상기 복수개 기지국들에서 피드백 정보 검출의 신뢰도를 판정하기 위한 수단;
    상기 피드백 정보 검출의 신뢰도에 기초해, 상기 기지국들로 전달될 안테나 가중치들을 조정하기 위한 수단; 및
    상기 안테나 가중치들을 피드백 정보로서 상기 기지국들로 송신하기 위한 수단
    을 포함하는 모바일 터미널.
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