KR20080028717A - Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법 - Google Patents

Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080028717A
KR20080028717A KR1020060094398A KR20060094398A KR20080028717A KR 20080028717 A KR20080028717 A KR 20080028717A KR 1020060094398 A KR1020060094398 A KR 1020060094398A KR 20060094398 A KR20060094398 A KR 20060094398A KR 20080028717 A KR20080028717 A KR 20080028717A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power control
atc
terminal
satellite
power
Prior art date
Application number
KR1020060094398A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100829860B1 (ko
Inventor
김병기
안도섭
강군석
이호진
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020060094398A priority Critical patent/KR100829860B1/ko
Priority to PCT/KR2007/004677 priority patent/WO2008038980A1/en
Priority to EP07808440A priority patent/EP2070220A1/en
Publication of KR20080028717A publication Critical patent/KR20080028717A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100829860B1 publication Critical patent/KR100829860B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
    • H04B7/18539—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection
    • H04B7/18541—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection for handover of resources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
    • H04B7/18539—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection
    • H04B7/18543—Arrangements for managing radio, resources, i.e. for establishing or releasing a connection for adaptation of transmission parameters, e.g. power control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/28—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission
    • H04W52/282—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission taking into account the speed of the mobile
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 ATC(Ancillary Terrestrial Components)를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 ATC를 포함하는 다중사용자 위성/이동통신 시스템에서 위치정보를 이용한 효율적인 전력제어 및 핸드오버 기법을 적용하여, 원하는 서비스품질(QoS)을 만족하면서 각 사용자의 수신신호대간섭비를 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위한, 핸드오버를 고려한 전력제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, ATC(Ancillary Terrestrial Components)를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서의 전력제어 방법에 있어서, 단말기의 현재 위치정보를 획득하는 단계; 상기 단말기의 현재 전송전력 정보를 획득하는 단계; 및 상기 위치정보를 바탕으로 상기 단말기의 위치를 인지하고, 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 단말기의 속도정보를 측정하여 수신 다이버시티를 이용해 상기 현재 전송전력 정보 및 상기 속도정보에 따라 핸드오버를 고려한 전력제어를 수행하는 제1 전력제어 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 ATC를 포함하는 위성 또는 이동통신 시스템 등에 이용됨.
ATC, 핸드오버, 전력제어, 폐루프 전력제어, 개방루프 전력제어, 왕복지연 보상

Description

ＡＴＣ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법{Method for power control which considers hand-over in land mobile satellite communication system containing Ancillary Terrestrial Components}
도 1 은 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 주파수 재사용 방안에 대한 구성 예시도,
도 2 은 본 발명이 적용되는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템의 구성 예시도,
도 3 는 본 발명이 적용되는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 단말기 진행방향 및 시간에 따른 수신신호의 크기를 보여주는 예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도,
도 5 는 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 ATC 내에 있는 경우의 전력제어 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 6 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 위성 스팟빔 내에 있는 경우의 전력제어 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 7 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에 있는 경우의 전력제어 과정을 보여주는 일실시예 설명도,
도 8 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지상태로 있는 경우의 전력제어 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 9 는 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에서 ATC 셀에서 위성빔 방향으로 단말기가 진행중인 경우의 전력제어 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 10 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에서 위성빔에서 ATC 셀 방향으로, ATC 셀에서 다른 ATC 셀 방향으로, 그리고 위성 스팟빔에서 다른 위성 스팟빔 방향으로 단말기가 진행중인 경우의 전력제어 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 위성 20 : 고정 기지국
30 : 게이트웨이 40 : PSDM/PDN
50 : ATC 제어기 110~130 : 스팟빔
140,150 : ATC 161,162 : ATC 안테나
171~173 : 단말기
본 발명은 ATC(Ancillary Terrestrial Components)를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ATC를 포함하는 다중사용자 위성/이동통신 시스템에서 위치정보를 이용한 효율적인 전력제어 및 핸드오버 기법을 적용하여 원하는 서비스품질(QoS : Quality of Service)을 만족하면서 각 사용자의 수신신호대간섭비를 일정하게 유지할 수 있는, 핸드오버를 고려한 전력제어 방법에 관한 것이다.
ATC의 도입 배경을 캐나다를 예로 들어 살펴보기로 한다.
이동 위성 네크워크는 지상 셀룰러 서비스가 제공되지 않는 원격 및 시골지역에서 거주하는 사람에게 통신을 제공한다.
1994년, 캐나다는 자국 내 위성산업경쟁을 촉진하기 위하여 외국 이동 위성 사업자에게 자국 시장을 모두 개방한 국가 중 하나이다. 비록, 셀룰러/PCS가 인구의 90%이상 이르렀어도 실제 커버리지는 캐나다 영토의 일부분만 해당된다. 비록, 수년 동안, 대다수 위성 사업자들은 캐나다 시장으로 위성 서비스를 했지만, 1300만 가입자를 가진 셀룰러 및 PCS 서비스에 비하면 매우 낮은 가입자를 가지고 있다.
현재, 캐나다 위성 산업은 차세대 이동 위성을 개발 및 계획 중이다. 차세대 위성은 스펙트럼 효율을 증가하기 위하여 멀티빔 안테나를 사용하고 소형 휴대 단말기와 통신할 수 있고 2세대 셀룰러 PCS를 능가하는 디지털 서비스를 제공하려 하 고 있다. 대다수 위성 사업자들은 MSS(Mobile satellite service)의 구성성분인 이동 서비스 제공을 위한 ATC 개발을 쉽게 하기 위하여 IC(Industry Canada)에 간청했다. ATC가 설치된 주요 장치는 임의 지역에서 할당된 MSS 스펙트럼을 모두 이용하는 것이다. 이 시스템은 위성 신호가 높은 빌딩에 차단된 지역과 실내 지역으로 서비스 커버리지를 확장할 수 있다. 2001년 이동 위성과 ATC 응용은 L 대역(1525~1559/1626.5~1660MHz)과 2GHz 대역(1990~2025/2165~2200MHz)에서 차세대 이동 위성으로 동작하기 위해 US FCC(Federal Communications Commission)에 등록됐다. LEO 대역(1610~1626.5/2483.5~2500MHz)에서 이동 위성 운영자는 유사한 이익을 가져온다고 언급했다. 2003년 2월, FCC는 위에서 언급한 세 가지 대역에서 이동 위성 서비스 제공의 일부분으로써 구성된 ATC 서비스 동작에 대한 신청서를 제출한 이동 위성 서비스 공급자를 허가하는 법규와 절차를 발표했다. 또한, FCC는 2GHz MSS 스펙트럼(15+15 MHz)의 일부 대역을 지상 고정 및 이동 서비스에 재할당했고, 이동 위성 서비스를 위한 2000~2020MHz와 2180~2200 MHz 대역은 그대로 유지했다.
ATC를 포함한 위성/이동통신 시스템의 기본 개념을 살펴보면, 동일 허가된 MSS 대역내에서 스펙트럼 효율을 증가시키기 위한 상이한 기술과 ATC 제안서가 제출됐다. 그 중 정지궤도 MSS 운영자인 MSV(Mobile Satellite Ventures) Canada는 intra-system interference으로 인한 특정 MSS 채널로 서비스되지 않는 지리적 장점을 이용하여 주파수 재사용방안 아이디어를 제공했다. MSV의 차세대 시스템은 지구상 표면에 상대적으로 많은 수의 작은 스팟빔을 사용하여 서비스하려 한다. 이러한 스팟빔들은 위성 커버리지를 지표상 400~500km를 걸쳐 충분히 제공할 수 있다.
도 1 은 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 주파수 재사용 방안에 대한 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 충분한 전력을 가지고 있는 정지 궤도 위성(10)은 스팟빔 3개(110~130)를 가지고 통신서비스를 제공하고 있다.
F1 주파수를 가지고 동작하는 스팟빔(110)은 인구가 드물고 고층이 거의 없는 시골지역을 서비스하는데 반하여, F2와 F3 주파수를 가지고 동작하는 스팟빔(120,130)은 인구가 밀집되고 빌딩이 많아 위성 신호가 차단되는 도심지역을 커버하기 위하여 ATC 시스템을 이용하여 통신서비스를 제공하고 있다.
주파수 F1으로 동작하는 스팟빔(110)을 ATC 시스템이 재사용하기 위하여, 두 시스템 사이의 거리는 서로 간섭으로 작용되지 않을 만큼 충분한 거리를 가져야 한다.
즉, MSV의 ATC 개념은 동일한 주파수를 사용하는 지상 전송기와 MSS 위성 빔 사이에 구분 가능하다면 위성이 사용하지 않는 주파수 F1 지역에서 ATC가 주파수를 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
Globalstar와 같은 비정지궤도(NGSO : non-geostationary orbit) MSS 시스템에 대한 ATC 구현은 빠른 속도로 움직이고 어느 순간에 MSS 위성이 여러 개 보이기 때문에 매우 복잡하지만, GSO 시스템과 같이 NGSO도 다중 빔 안테나를 사용하고 할당된 MSS 주파수를 선택된 위성안테나 커버리지 빔으로 재사용할 수 있다.
최근 ATC를 포함한 위성/이동통신 시스템에 대한 핸드오버 및 전력제어 기술이 대두되고 있다.
일예로, "SYSTEMS AND METHODS FOR HANDOVER BETWEEN SPACE BASED AND TERRESTRIAL RADIOTERMINAL COMMUNICATIONS, AND FOR MONITORING TERRESTRIALLY REUSED SATELLITE FREQUENCIES AT A RADIOTERMINAL TO REDUCE POTENTIAL INTERFERENCE(US 6,879,829)(이하, '제1 선행기술'이라 함)"가 존재하는데, 상기 제1 선행기술은 ATC, 셀룰러 그리고 위성 간의 핸드오버를 보여주고 있다.
즉, 상기 제1 선행기술에서는 GPS(Global Positioning System) 또는 그외의 기술을 이용하여 단말기가 위치정보를 수신하고, 위치정보와 수신신호의 임계치를 판단하여 핸드오버를 수행하는 알고리즘을 보여주고 있다.
그러나, 상기 제1 선행기술에서는 단지 ATC/셀룰러/위성 간의 핸드오버 수행과정만을 보여주고 있다. 즉, 핸드오버 수행 이전에 위치정보를 실시간으로 모니터링하여 해당 시스템에서 효율적인 전력제어를 하지 않고, 단지 일반적인 전력제어 기법을 채택하여 수행할 뿐, 위성 스팟빔 내에서나, 셀 가장자리 부근에서 전력제어 및 핸드오버 수행 과정을 명시적으로 보여주지 못하고 있다. 이와 같이 핸드오버를 고려하지 않은 전력제어를 수행하게 되면, 시스템 용량 측면에서 매우 비효율적인 시스템이 된다. 또한, 상기 제1 선행기술에서는 핸드오버 이전 단계에서 폐루프 및 개방루프 전력제어시 왕복지연문제를 가지고 있다.
여기서, 일반적인 전력제어 기법으로는 '개방루프 전력제어 기법'과 '폐루프 전력제어 기법' 두 가지가 있다.
'개방루프 전력제어 기법'은 기본적으로 순방향 및 역방향 경로 손실이 같다는 가정하에서 이루어지는 근사적인 전력 제어이다. 실질적으로는, 순방향, 역방향 의 페이딩 상황이 시간적으로 매우 다르기 때문에 단말기가 수신한 신호의 세기만으로 기지국에 도달하는 수신전력을 추정하여 자신의 출력을 결정하는 방법으로는 정확성이 매우 부족하게 된다. 이러한 부정확성을 개선하기 위해, 기지국은 단말기에게 자신이 수신한 수신 신호세기가 너무 높은지 또는 너무 낮은지를 임의의 시간마다 알려줌으로써, 단말기는 빠른 속도로 기지국에 도달하는 신호세기가 일정하도록 단말기 출력을 제어하게 된다. 이러한 기능을 '폐루프 전력제어 기법'이라 한다.
좀더 정확한 표현으로, 기지국은 운용자가 지정한 역방향 통화 채널의 목표 FER(frame error rate) 값에 따라 외부 루프 전력 제어(Outer loop power control) 에 의해 결정되는 신호대간섭비 기준값에 대하여, 기지국 수신 복조부가 임의의 시간마다 수신 측정한 신호대간섭비 값과 비교한다. 이때, 측정값이 기준값보다 크면 단말기에 출력을 어떤 값만큼 내리라고 지시하게 되며, 측정값이 기준값보다 작으면 단말기에 어떤 값만큼 올리라고 명령하게 된다. 여기서, 측정값이 설정된 기준값보다 크다는 것은 단말기 신호가 기지국에서 필요로 하는 최소 전력보다 크게 기지국에 도달한다는 의미로서, 이는 단말기가 불필요하게 큰 출력을 송신하고 있어 기지국 내 다른 단말기의 품질 및 통화 용량에 많은 영향을 주고 있다는 것을 나타낸다.
또한, 상기 제1 선행기술에서는 임의의 시스템으로 핸드오버를 수행한 이후, 위성/ATC/셀룰러 간의 전력제어를 효율적으로 할 수 있는 기법에 대해 제시하지 못하고 있다.
한편, 핸드오버를 수행한 후 전력제어를 수행하는 선행기술의 일예로, "APPARATUS AND METHODS FOR POWER CONTROL IN SATELLITE COMMUNICATIONS SYSTEMS WITH SATELLITE-LINKED TERRESTRIAL STATIONS(US 2006/0094352)(이하, '제2 선행기술'이라 함)"가 존재하는데, 상기 제2 선행기술은 위성과 지상 기지국, 그리고 단말기 간의 효율적인 전력 제어 시스템을 제공한다.
하지만, 상기 제2 선행기술은 LOS(Line of sight)가 존재하는 지역에서 단말기와 직접 전력제어를 수행하는데, 이러한 방식은 현재 수신신호를 측정하고 다음 슬롯 또는 프레임에 전력제어를 보상할 때, 왕복지연 시간으로 인하여 의미없는 전력제어가 된다. 그리고, LOS가 존재하지 않는 경우, 지상 기지국을 이용하여 단말기에게 전력제어 명령어를 제공하는데(즉, LOS가 없는 지역에서는 ATC를 통하여 간접적으로 전력제어 명령어를 제공함), 이러한 방식은 총 소요되는 프로세싱 타임을 전혀 고려치 않고 피드백(feedback) 해주면서 동시에 왕복지연 시간도 고려치 않은 전력제어 기법이다.
즉, 상기 제2 선행기술에서는 왕복지연시간을 고려하지 않은 전력제어 기법을 다루고 있다.
이상에서와 같이, 종래에는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 수신전력 및 QoS를 검사하여 핸드오버하는 기법만을 개시하고 있다. 핸드오버 측면에서 역시, 본 발명과는 다르게, 만약 단말기의 전송전력이 임계치를 초과하고 총 사용자 간섭이 제한값을 초과하고 수신된 위성신호 품질이 임계치를 초과한다면, 비록 사용자가 ATC와 계속적으로 통신이 가능하다 하더라도, ATC에서 위성으로 핸드오버 된다.
참고적으로, 본 발명에서는 단말기의 위치정보로 인한 해당 시스템 범위(위성 또는 ATC)에 대해 적절한 최대전력과 최소전력을 적용함으로써 단말기의 전력과 시스템 용량을 증가시킬 수 있다. 더구나, 만약 단말기가 서비스되는 ATC 또는 위성 스팟빔으로부터 떨어진 가장 자리에 존재한다면, 본 발명은 양쪽의 위성 스팟빔과 ATC 신호를 수신한 이후 수신 다이버시티를 이용하여 효율적인 핸드오버를 수행한다. 즉, 본 발명에서는 ATC, 위성 또는 이동통신 시스템 중 어느 시스템 내에 단말기가 존재하고 있는지 위치정보를 단말기가 수신하여, 해당되는 시스템에 적절한 최소전력과 최대전력을 설정한 이후 고도의 향상된 전력제어 기법을 이용하여 시스템 용량 및 전력효율을 높이고 단말기 소모전력을 낮출 수 있다. 이와 같은 수행을 거듭하면서 실시간으로 위치정보를 모니터링하여 해당 시스템의 커버리지를 벗어나려 하는 경우(즉, 셀/빔 가장자리에 있을 경우) 양쪽 시스템에서 수신되는 신호를 조합하여(수신 다이버시티) 보다 효율적인 전력제어를 수행하면서 동시에 사용자에게는 끊김 없는 통신서비스를 제공하는 핸드오버를 수행한다.
또한, 종래기술에 따르면, 지상 이동통신 시스템과 달리, 정지궤도 기반 위성/이동통신 시스템은 단말기와 위성/기지국 사이의 상당히 긴 왕복지연시간 때문에 단지 약간의 이익만 존재한다. 즉, 기존의 ATC를 포함한 위성/이동통신 시스템의 전력제어 부분에서, ATC로 서비스되는 단말기의 전력제어 기법은 지상시스템의 개방루프와 폐루프 전력제어의 결합에 기반을 두고, 위성으로 서비스되는 단말기의 전력제어 기법은 개시되어 있지 않다. 하지만, 지상 이동통신 시스템과는 달리, 위 성 이동통신 시스템은 단말기와 위성/ATC 사이의 상당히 긴 왕복지연시간 때문에 개방/폐루프 전력제어는 단지 약간의 이익만 존재한다.
그러나, 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여, 모니터링을 통해 위성/지상 채널을 수신기에서 아직 겪지 않은 전송 전력/위상 정보를 사용한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, ATC를 포함하는 다중사용자 위성/이동통신 시스템에서 위치정보를 이용한 효율적인 전력제어 및 핸드오버 기법을 적용하여, 원하는 서비스품질(QoS)을 만족하면서 각 사용자의 수신신호대간섭비를 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위한, 핸드오버를 고려한 전력제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, ATC(Ancillary Terrestrial Components)를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서의 전력제어 방법에 있어서, 단말기의 현재 위치정보를 획득하는 단계; 상기 단말기의 현재 전송전력 정보를 획득 하는 단계; 및 상기 위치정보를 바탕으로 상기 단말기의 위치를 인지하고, 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 단말기의 속도정보를 측정하여 수신 다이버시티를 이용해 상기 현재 전송전력 정보 및 상기 속도정보에 따라 핸드오버를 고려한 전력제어를 수행하는 제1 전력제어 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 위치정보를 바탕으로, 상기 ATC 셀 혹은 위성 스팟빔 내에서 상기 현재 전송전력 정보에 따라 전력제어를 수행하는 제2 전력제어 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 전력제어 알고리즘 뿐만 아니라, 셀/빔 가장 자리에서 속도정보에 의한 핸드오버 알고리즘을 추가로 제시한다.
위치정보를 기반으로 하는 본 발명은 핸드오버 과정에서 끊김없이 통신서비스를 제공하면서 동시에 LOS가 있는 지역에서는 개방루프로 주로 전력제어를 수행하고, LOS가 없는 지역에서는 폐루프 전력제어를 수행한다.
특히, 본 발명은 개방루프 전력제어에도 왕복지연시간을 보상하여 단말기의 전송전력을 줄일 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실 시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 은 본 발명이 적용되는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템의 구성 예시도이다.
ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템의 구성을 살펴보면, 충분한 전력을 가지고 있는 위성(10)은 각각 주파수 F1, F2 그리고 F3를 가지고 동작하는 세 개의 스팟빔(110~130)을 통해 통신서비스를 제공한다.
인구가 밀집되어 있고 고층건물로 위성신호가 차단되는 지역(F2와 F3 주파수를 가지고 동작하는 스팟빔(120,130))은 ATC 시스템(140,150)을 설치하여 MSS(Mobile Satellite Service) 대역을 재사용한다.
즉, 도 2처럼 두 개의 ATC(140,150)에 해당되는 위성 스팟빔 F3와 다른 각각 F1과 F2를 두고 ATC 안테나(161)과 ATC 안테나(162)를 두고 통신서비스를 제공한다.
도 2에서 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 단말기와 위성 이동통신또는 ATC 시스템과 통신하는 시나리오는 다음과 같다.
먼저, F1 주파수를 가지고 동작하는 스팟빔(110) 내에 위치하여 위치정보를 수신하는 단말기(172)라면, 단말기(172)는 MSS대역 상향링크(184)를 이용하여 위성(10)으로 데이터를 전송한다.
이후, 위성(10)은 피더 링크의 하향링크(181)를 이용하여 고정 기지국(20)으로 데이터를 전달하고, 데이터 처리 이후 다시 피더 링크의 상향링크(181)를 이용하여 고정 기지국(20)으로부터 데이터를 전송받는다.
다음으로, 위성(10)은 해당 단말기(172)로 MSS 대역 하향링크(184)를 이용하여 데이터를 전달한다.
만약, 단말기(171)가 단말기(173)와 통신을 원한다면, 위치정보를 단말기(171)가 수신하여 ATC 셀(140) 내에 있는 ATC 기지국(161)으로 MSS 대역 상향링크중 F1(192)을 재사용하여 전송한다. 이후, ATC 기지국(161)은 ATC 제어기(50)로 데이터를 전달하고, ATC 제어기(50)는 유선망을 이용해 PSDN(Public Switched Data Network)/PDN(Public Data Network)(40)을 통하여 게이트웨이(30)로 전달한다. 그리고, 고정 지상국(20)은 위성(10)으로 피터 링크 상향링크(181)를 이용하여 전달하고, 위성(10)은 스팟빔(120)에 존재하는 단말기(173)로 데이터를 전달한다.
이후, 단말기(173)는 상기의 역 과정을 통하여 스팟빔(130)의 ATC 셀(140) 내에 있는 단말기(171)로 데이터를 전송한다.
도 3 는 본 발명이 적용되는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 단말기 진행방향 및 시간에 따른 수신신호의 크기를 보여주는 예시도이다.
위성 스팟빔(130)은 MSS 대역 주파수 F3을 가지고 두 개의 ATC 셀(140,150)은 각각 MSS 대역 주파수 F1과 F2를 재사용한다.
만약, 단말기 진행방향이 "301"과 같을 경우, 시간에 따른 수신신호의 크기는 "300"과 같다.
핸드오버 및 전력제어를 행하는 부분은 크게 여섯 가지로 나눠진다.
첫 번째로 위성 스팟빔(130)에서 전력제어를 하는 경우, 둘째로 위성 스팟빔(130)에서 ATC 셀(140 or 150)로 전력제어 및 핸드오버를 하는 경우, 셋째로 ATC 셀(140 or 150) 내에서 전력제어를 하는 경우, 넷째로 ATC 셀(140 or 150)에서 다른 ATC 셀(150 or 140)로 전력제어 및 핸드오버를 수행하는 경우, 다섯째로 ATC 셀(140 or 150)에서 위성 스팟빔(130)으로 전력제어 및 핸드오버를 수행하는 경우, 마지막으로 위성 스팟빔(130)에서 다른 위성 스팟빔(120)으로 전력제어 및 핸드오버를 수행하는 경우이다.
여기서, 수신신호 "340"은 ATC 셀(140)에서 ATC 기지국(161)이 전송한 전력으로 단말기가 진행되는 방향(301)에 따라 수신되는 신호를 의미하고, 수신신호 "350"은 ATC 셀(150)에서 ATC 기지국(162)이 전송한 전력으로 단말기가 진행되는 방향(301)에 따라 수신되는 신호를 의미하며, 수신신호 "360"은 위성 스팟빔(130,120)에서 전송한 전력으로 단말기가 진행되는 방향(301)에 따라 수신되는 신호를 의미한다. 특히, "310, 320, 330"과 같은 셀 또는 빔 경계 지점에서 고도의 핸드오버 및 전력제어가 요구된다.
그럼, 도 4를 참조하여 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 위치정보를 판단하여 해당되는 시스템에서 효율적인 전력제어를 수행하는 과정에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도이다.
먼저, 단말기가 통신을 위한 데이터 전송 시작지점에서, 단말기는 GPS 또는 다른 기술을 이용하여 단말기의 해당 위치 및 속도정보를 획득한다(401).
이후, 단말기는 위치정보가 저장된 탐색표에서 최소전력(Pmin)과 최대전 력(Pmax)과 같은 전송 전력 정보를 획득한다(402).
다음으로, 위치정보를 파악하여, 만약 단말기 위치가 ATC 셀 내에 존재하면(403), 하기의 도 5에서 설명하게 될 전력제어를 수행한다(404).
한편, 단말기 위치가 위성 스팟빔 내에 존재하면(403), 하기의 도 6에서 설명하게 될 전력제어를 수행한다(405).
다른 한편, 단말기 위치가 셀 가장자리에 존재하면(403), 하기의 도 7에서 설명하게 될 전력제어를 수행한다(406).
도 5 는 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 ATC 내에 있는 경우의 전력제어 과정(404)에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
만약, 위치정보에 의한 단말기가 ATC 셀 내에 존재하면(403), 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한다(501).
타겟 SIR, 현재 SIR 그리고 다음 전송전력 결정은 하기와 같다.
먼저, Friis의 하기 [수학식 1]을 이용하여 평균 수신신호의 전력을 측정한다.
Figure 112006070551503-PAT00001
상기 [수학식 1]에서, P t , G t , G r , λ, d, 그리고 은 각각 ATC 전송전력, ATC 안테나 이득, 단말기 안테나 이득, 파장, 단말기와 ATC 사이의 거리, 그리고 거리에 따른 손실(여기서, 지수 n은 ATC 셀 내에 단말기가 존재할 때 3~4를 가지고, 위성 내에 존재할 때 2~3을 가짐)을 나타낸다.
이후, FER(Frame Error Rate)/BER(Bit Error Rate)을 측정하여 타겟 SIR(Signal-to-Interference Ratio)을 예측하고, 현재 단말기가 수신한 신호[수학식 1]의 SIR은 하기의 [수학식 2]에 의해 결정된다.
Figure 112006070551503-PAT00003
상기 [수학식 2]에서, d(t), g(t), p(t), 그리고 s(t)는 각각 데이터 심벌, 채널이득, 전송전력, 그리고 알고 있는 파일럿 심벌을 의미한다.
개방루프 전력제어 및 왕복지연 보상 알고리즘을 이용한 다음 전송전력 결정은 하기의 [수학식 3]과 같다.
Figure 112006070551503-PAT00004
상기 [수학시 3]에서, τ는 기지국에 보고하는 일정 시간을 의미(보통 20ms)하고, ΔP(t)는 하기의 [수학식 4]와 같다.
Figure 112006070551503-PAT00005
상기 [수학식 4]에서, 왕복지연 보상 알고리즘
Figure 112006070551503-PAT00006
는 다음의 [수학식 5]와 같다.
Figure 112006070551503-PAT00007
이후, 타겟 SIR 변수를 가지고 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 동시에 수행하고(502), 여기서 다음 전송전력 결정은 하기의 [수학식 6]과 같다.
Figure 112006070551503-PAT00008
상기 [수학식 6]에서, 전력제어 명령어 PCC는 하기의 [수학식 7]과 같은 알고리즘을 수행하여 얻어진다.
Figure 112006070551503-PAT00009
상기와 같이 폐루프 전력제어 알고리즘을 수행하다가(502), 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 임의의 임계치와 비교하여(503), 만약 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사한다(504).
상기 검사 결과(504), 단말기의 현재 전송전력이 ATC 셀의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, ATC 셀의 전송전력의 동작범위 내에 있으면) 상기 "501" 단계로 이동하여 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득하고, 단말기의 현재 전송전력이 ATC 셀의 전송전력의 동작범위(최소 전력(Pmin) ~ 최대 전력(Pmax))를 벗어나면 상기 "403" 단계로 이동하여 위치정보를 파악한 후 해당되는 시스템으로 이동하여 다른 전력제어 과정을 수행한다.
상기 비교 결과(503), 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임의의 임계치 이 상이면, 계속적으로 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 수행한다(502).
도 6 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 위성 스팟빔 내에 있는 경우의 전력제어 과정(405)에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
ATC 및 지상 시스템과 달리 정지궤도 기반 시스템을 예로 들면, 왕복지연시간이 최소한 0.5초 이상 소요되므로 시스템 운영상 큰 오버헤드로 작용한다. 따라서, 시스템 복잡도를 최소화하기 위하여 초기 정보(타겟 SIR, 단말기 초기 전송전력)는 폐루프 전력제어 기법을 이용하고 이후 전력제어는 개방루프 전력제어 기법을 채택한다.
먼저, 만약 위치정보에 의한 단말기가 위성 스팟빔 내에 존재하면(403), 폐루프 전력제어 기법과 하기 [수학식 8]의 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 SIR을 획득한다(601).
Figure 112006070551503-PAT00010
상기 [수학식 8]에서, ACK는 위성이 응답 신호를 보내줄 때, ACK 변수는 상기 [수학식 4]로 대처되고, 응답이 없을 때는 ACK 응답 신호를 단말기가 받을 때까지 기존의 전송전력을 단조 증가시킨다.
즉, 상기 도 2를 참조하면, 단말기(172)가 초기 전송전력 및 타겟 SIR 변수를 가지기 위해 위성(10)으로 프리앰플 신호를 전송하면, 위성(10)은 고정 지상국(20)으로 피더링크의 하향링크(181)를 이용하여 단말기 프리앰플 신호를 전달한다. 이후에, 고정 지상국(20)은 단말기(172)의 초기 전송전력 및 타겟 SIR 변수를 계산하고 획득된 정보를 단말기(172)에게 전달하기 위하여 위성(10)으로 피더링크의 상향링크(181)를 통하여 전달한다. 이후, 위성(10)은 단말기(172)에게 초기전송전력 및 타겟 SIR 정보를 MSS 대역 하향링크(184)를 통하여 전달한다.
다시 도 6을 살펴보면, 이후 상기 [수학식 3]을 이용하여 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 수행한다(602).
상기와 같이 개방루프 전력제어 알고리즘을 수행하다가(602), 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 임의의 임계치와 비교하여(603), 만약 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사한다(604).
상기 검사 결과(504), 단말기의 현재 전송전력이 위성 스팟빔의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, 위성 스팟빔의 전송전력의 동작범위 내에 있으면) 상기 "601" 단계로 이동하여 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득하고, 단말기의 현재 전송전력이 위성 스팟빔의 전송전력의 동작범위(최소 전력(Pmin) ~ 최대 전력(Pmax))를 벗어나면 상기 "403" 단계로 이동하여 위치정보를 파악한 후 해당되는 시스템으로 이동하여 다른 전력제어 과정을 수행한다.
상기 비교 결과(603), 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임의의 임계치 이상이면, 계속적으로 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 수행한다(602).
도 7 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에 있는 경우의 전력제어 과정(406)을 보여주는 일실시예 설명도이다.
먼저, 수신신호의 SIR을 높이기 위하여 수신 다이버시티(Receive diversity)를 이용한다(701).
이후, 단말기가 정지 상태일 때(702), ATC 셀에서 스팟빔으로 이동중일 때(703), 스팟빔에서 ATC 셀로 이동중일 때(704), ATC 셀에서 ATC 셀로 이동중일 때(705), 스팟빔에서 스팟빔으로 이동중일 때(706)로 나눠서 그에 맞는 적절한 전력제어 및 핸드오버를 수행한다.
도 8 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지상태로 있는 경우의 전력제어 과정(702)에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
위치정보 및 속도정보를 인지하여, 단말기가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지 상태일 때(801), 먼저 위치정보를 이용하여 가장 크게 수신된 두 시스템을 단말기가 BCH(Broadcast CHannel)을 수신하여 인지한다(802). 이때, 수신신호대 간섭비를 높이기 위하여, 수신 다이버시티를 이용한다.
만약, 수신신호의 평균전력을 측정하여, ATC 셀과 또 다른 ATC 셀에서 전송 한 전력을 단말기가 수신한다면(803), 상기 도 5에서 설명한 단말기의 위치가 ATC 셀 내에 존재할 때와 동일한 전력제어 과정(404)을 수행한다.
한편, 스팟빔과 또 다른 스팟빔에서 전송한 전력을 단말기가 수신한다면(805), 상기 도 6에서 설명한 단말기의 위치가 스팟빔 내에 존재할 때와 동일한 전력제어 과정(405)을 수행한다.
다른 한편, ATC 셀과 스팟빔에서 전송한 전력을 단말기가 수신하고 있다면(804), 임의의 타이머를 설정하여 적절한 위치정보 및 일정시간 동안(808) 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 SIR을 획득한 후(806) 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행한다(807). 그리고, 타이머가 임의의 시간(수행시간)을 넘기지 않았다면(808), 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 SIR을 획득한 후(809) 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행한다(810). 이때, 임의의 시간(수행시간)을 넘기지 않고 위치정보 및 속도정보가 맞다면(811), 상기 "806" 단계로 이동하여 상기의 절차를 다시 수행한다.
이와 같이 일정 시간 동안 폐루프 전력제어 기법과 개방루프 전력제어 기법을 교환하여 구현하는 이유는, ATC 셀과 위성 스팟빔으로 전송한 전력 모두를 균등하게 전력제어를 하기 위함이다.
상기에서, 임의의 시간(수행시간)을 벗어나게 되면(808,811), 상기 "403" 단계로 이동하여 위치정보를 파악한 후 해당되는 시스템으로 이동하여 다른 전력제어 과정을 수행한다.
도 9 는 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에서 ATC 셀에서 위성빔 방향으로 단말기가 진행중인 경우의 전력제어 과정(703)에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
위치정보 및 속도정보를 인지하여, 단말기가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지 상태(702)가 아닌 경우, 만약 ATC 셀 범위에서 위성 스팟빔으로 이동중이면(901), 이미 수신 다이버시티를 이용(도 7의 701)하여 타겟 SIR 정보를 획득한 상태에서 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘만 수행하여(902) 원할한 핸드오버 수행 과정을 거친다. 즉, 수신 다이버시티를 이용하여 ATC 셀과 스팟빔의 양쪽 모두의 수신전력을 결합하여 평균전력을 측정하여 타겟 SIR을 획득한다.
이때, 전력제어 과정(902)에서, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 임의의 임계치와 비교하여(903), 만약 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사한다(904).
상기 검사 결과(904), 단말기의 현재 전송전력이 ATC 셀 또는 위성 스팟빔 중 큰 값의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, ATC 셀 또는 위성 스팟빔의 전송전력의 동작범위 내에 있으면) 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한 후(905) 상기 "902" 단계로 이동하여 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하고, 단말기의 현재 전송전력이 ATC 셀 또는 위성 스팟빔 중 큰 값의 전송전력의 동작범위(최소 전력(Pmin) ~ 최대 전력(Pmax))를 벗어나면 상기 "403" 단계로 이동하여 위치정보를 파악한 후 해당되는 시스템으로 이동하여 다 른 전력제어 과정을 수행한다.
상기 비교 결과(903), 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임의의 임계치 이상이면, 계속적으로 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 수행한다(902).
만약, 단말기가 ATC 셀에서 스팟빔으로 이동하는 경우가 아니라면(901), 도 10의 절차를 수행한다.
도 10 은 본 발명에 따른 핸드오버를 고려한 전력제어 방법 중 단말기 위치가 셀 또는 빔 가장자리에서 위성빔에서 ATC 셀 방향으로, ATC 셀에서 다른 ATC 셀 방향으로, 그리고 위성 스팟빔에서 다른 위성 스팟빔 방향으로 단말기가 진행중인 경우의 전력제어 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
위치정보 및 속도정보를 인지하여, 단말기가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지 상태(702)가 아닌 경우, 만약 위성 스팟빔에서 ATC 셀로 이동중이면(101), 이미 수신 다이버시티를 이용(도 7의 701)하여 타겟 SIR 정보를 획득한 상태에서 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘만 수행하여(102) 원할한 핸드오버 수행 과정을 거친다.
이때, 전력제어 과정(102)에서, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 임의의 임계치와 비교하여(103), 만약 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사한다(104).
상기 검사 결과(104), 단말기의 현재 전송전력이 ATC 셀 또는 위성 스팟빔 중 큰 값의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, ATC 셀 또는 위 성 스팟빔의 전송전력의 동작범위 내에 있으면) 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한 후(105) 상기 "102" 단계로 이동하여 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하고, 단말기의 현재 전송전력이 ATC 셀 또는 위성 스팟빔 중 큰 값의 전송전력의 동작범위(최소 전력(Pmin) ~ 최대 전력(Pmax))를 벗어나면 상기 "403" 단계로 이동하여 위치정보를 파악한 후 해당되는 시스템으로 이동하여 다른 전력제어 과정을 수행한다.
상기 비교 결과(103), 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 임의의 임계치 이상이면, 계속적으로 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 수행한다(102).
한편, 위치정보 및 속도정보를 인지하여, 단말기가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지 상태(702)가 아닌 경우, 만약 단말기가 ATC 셀에서 또 다른 ATC 셀로 이동중이면(106), 상기 도 5에서 설명한 단말기의 위치가 ATC 셀 내에 존재할 때와 동일한 전력제어 과정(404)을 수행한다.
다른 한편, 위치정보 및 속도정보를 인지하여, 단말기가 셀 또는 빔 가장자리에서 정지 상태(702)가 아닌 경우, 만약 단말기가 위성 스팟빔에서 다른 위성 스팟빔으로 이동중이면(106), 상기 도 6에서 설명한 단말기의 위치가 스팟빔 내에 존재할 때와 동일한 전력제어 과정(405)을 수행한다.
물론, 상기와 같은 과정을 거칠 때, 속도정보 및 위치정보를 실시간으로 모니터링하여, 속도정보 및 위치정보를 반영하여 그에 적절한 전력제어를 수행하면서 핸드오버 절차를 밟는다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명에 따른 효과를 살펴보면 다음과 같다.
기존의 ATC를 포함하는 위성 또는 이동통신 시스템은 수신 전력 및 QoS(Quality of Service)를 검사하여 핸드오버하는 기법을 다루고 있다. 하지만, 본 발명은 ATC, 위성 또는 이동통신 시스템 중 어느 시스템 내에 단말기가 존재하고 있는지 위치정보를 단말기가 수신하여 해당되는 시스템에 적절한 최소전력과 최대전력을 설정한 이후 고도의 향상된 전력제어 기법을 이용하여 시스템 용량 및 전력효율을 높이고 단말기 소모전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.
이와 같은 수행을 거듭하면서 실시간으로 위치 및 속도정보를 모니터링하여 해당 시스템의 커버리지를 벗어나려 하는 경우, 즉 셀/빔 가장자리에 있을 경우, 본 발명은 양쪽 시스템에서 수신되는 신호를 조합하여(수신 다이버시티) 보다 효율적인 전력제어를 수행하면서 동시에 사용자에게는 끊김없는 통신서비스를 제공되는 핸드오버를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존 방식에 따르면, 지상 이동통신 시스템과는 달리, 정기궤도 기반 위성/이동통신 시스템은 단말기와 위성/기지국 사이의 상당히 긴 왕복지연시간 때문에 단지 약간의 이익만 존재한다. 위와 같은 문제를 본 발명에서는 위성/지상 채널을 수신기에서 아직 겪지 않은 전송 전력/위상 정보를 사용하기 위한 모니터링을 통해 해결할 수 있는 효과가 있다. .

Claims (11)

  1. ATC(Ancillary Terrestrial Components)를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서의 전력제어 방법에 있어서,
    단말기의 현재 위치정보를 획득하는 단계;
    상기 단말기의 현재 전송전력 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 위치정보를 바탕으로 상기 단말기의 위치를 인지하고, 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 단말기의 속도정보를 측정하여 수신 다이버시티를 이용해 상기 현재 전송전력 정보 및 상기 속도정보에 따라 핸드오버를 고려한 전력제어를 수행하는 제1 전력제어 단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치정보를 바탕으로, 상기 ATC 셀 혹은 위성 스팟빔 내에서 상기 현재 전송전력 정보에 따라 전력제어를 수행하는 제2 전력제어 단계
    를 더 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 전력제어 단계는,
    상기 위치정보에 의거하여 상기 단말기의 위치를 인지하는 단계;
    상기 인지 결과, 상기 단말기가 상기 ATC 셀 내에 존재하면, 상기 ATC 셀 내에서 상기 현재 전송전력 정보에 따라 전력제어를 수행하는 제1 전력제어 수행단계; 및
    상기 인지 결과, 상기 단말기가 상기 위성 스팟빔 내에 존재하면, 상기 위성 스팟빔 내에서 상기 현재 전송전력 정보에 따라 전력제어를 수행하는 제2 전력제어 수행단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 전력제어 수행단계는,
    평균 수신신호의 전력을 측정하는 단계;
    개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득하는 단계;
    상기 획득한 타겟 SIR 변수를 이용하여 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보 상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계;
    폐루프 전력제어 수행 도중, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 소정의 임계치와 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 상기 소정의 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사하는 단계; 및
    상기 검사 결과, 단말기의 현재 전송전력이 상기 ATC 셀의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, 상기 ATC 셀의 전송전력의 동작범위 내에 있으면), 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한 후, 이를 이용하여 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 전력제어 수행단계는,
    평균 수신신호의 전력을 측정하는 단계;
    폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득하는 단계;
    상기 획득한 타겟 SIR 변수를 이용하여 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계;
    개방루프 전력제어 수행 도중, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 소정의 임계치와 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 상기 소정의 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사하는 단계; 및
    상기 검사 결과, 단말기의 현재 전송전력이 상기 위성 스팟빔의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, 상기 위성 스팟빔의 전송전력의 동작범위 내에 있으면), 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한 후, 이를 이용하여 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전력제어 단계에서는,
    수신 다이버시티를 이용하여, 상기 속도정보에 따라, 상기 단말기가 상기 셀 혹은 빔 가장자리에서 정지 상태일 때, 상기 ATC 셀에서 상기 위성 스팟빔으로 이 동중일 때, 상기 위성 스팟빔에서 상기 ATC 셀로 이동중일 때, 제1 ATC 셀에서 제2 ATC 셀로 이동중일 때, 제1 위성 스팟빔에서 제2 위성 스팟빔으로 이동중일 때로 나누어 전력제어 및 핸드오버를 수행하는 것을 특징으로 하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 셀 혹은 빔 가장자리에서 정지 상태일 때, 전력제어를 수행하는 과정은,
    상기 단말기의 속도정보를 측정하는 단계;
    상기 획득한 속도정보를 이용하여 상기 단말기가 정지상태일 때, 가장 큰 신호로 수신되는 두 시스템을 단말기가 인지하는 단계;
    평균 수신신호의 전력을 측정하는 단계;
    상기 제1 및 제2 ATC 셀에서 전송한 전력을 상기 단말기가 수신하면, 상기 제1 전력제어 수행단계를 수행하는 단계;
    상기 제1 및 제2 위성 스팟빔에서 전송한 전력을 상기 단말기가 수신하면, 상기 제2 전력제어 수행단계를 수행하는 단계;
    상기 위성 스팟빔과 상기 ATC 셀에서 전송한 전력을 상기 단말기가 수신하면, 소정의 타이머를 설정하는 단계; 및
    상기 소정의 타이머 구동 시간 동안, 개방루프 전력제어 기법 및 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 SIR을 획득하고 폐루프 전력제어 기법 및 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하며, 폐루프 전력제어 기법 및 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 타겟 SIR을 획득하고 개방루프 전력제어 기법 및 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 ATC 셀에서 상기 위성 스팟빔으로 이동중일 때, 전력제어를 수행하는 과정은,
    수신 다이버시티를 이용하여 상기 ATC 셀과 상기 위성 스팟빔 양쪽 모두의 수신전력을 결합하여 평균전력을 측정하는 단계;
    타겟 SIR을 획득하는 단계;
    획득된 타겟 SIR을 가지고 개방루프 전력제어 기법 및 왕복지연 보상 알고리즘을 수행하여 전력제어 및 핸드오버를 수행하는 단계;
    개방루프 전력제어 수행 도중, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 소정의 임계치와 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 상기 소정의 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 상기 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사하는 단 계; 및
    상기 검사 결과, 상기 단말기의 현재 전송전력이 상기 ATC 셀 혹은 상기 위성 스팟빔 중 큰 값의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, 상기 ATC 셀 혹은 상기 위성 스팟빔 중 큰 값의 전송전력의 동작범위 내에 있으면), 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한 후, 이를 이용하여 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 위성 스팟빔에서 상기 ATC 셀로 이동중일 때, 전력제어를 수행하는 과정은,
    수신 다이버시티를 이용하여 상기 ATC 셀과 상기 위성 스팟빔 양쪽 모두의 수신전력을 결합하여 평균전력을 측정하는 단계;
    타겟 SIR을 획득하는 단계;
    획득된 타겟 SIR을 가지고 폐루프 전력제어 기법 및 왕복지연 보상 알고리즘을 수행하여 전력제어 및 핸드오버를 수행하는 단계;
    폐루프 전력제어 수행 도중, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)을 소정의 임계 치와 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 비트오율 및 수신신호 품질(QoS)이 상기 소정의 임계치보다 낮다면(미만이면), 현재 상기 단말기의 전송전력의 동작범위와 위치를 검사하는 단계; 및
    상기 검사 결과, 상기 단말기의 현재 전송전력이 상기 ATC 셀 혹은 상기 위성 스팟빔 중 큰 값의 최소 전력(Pmin)과 최대 전력(Pmax) 사이에 있으면(즉, 상기 ATC 셀 혹은 상기 위성 스팟빔 중 큰 값의 전송전력의 동작범위 내에 있으면), 개방루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 새로운 타겟 신호대간섭비(SIR)를 획득한 후, 이를 이용하여 폐루프 전력제어 기법과 왕복지연 보상 알고리즘을 이용하여 전력제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 제1 ATC 셀에서 상기 제2 ATC 셀로 이동중일 때, 전력제어를 수행하는 과정은,
    수신 다이버시티를 이용하여 상기 제1 및 제2 ATC 셀 양쪽 모두의 수신전력을 결합하여 평균전력을 측정하고, 상기 제1 전력제어 수행단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력 제어 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 셀 혹은 빔 가장자리에서 상기 제1 위성 스팟빔에서 상기 제2 위성 스팟빔으로 이동중일 때, 전력제어를 수행하는 과정은,
    수신 다이버시티를 이용하여 상기 제1 및 제2 위성 스팟빔 양쪽 모두의 수신전력을 결합하여 평균전력을 측정하고, 상기 제2 전력제어 수행단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 ATC를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 전력제어 방법.
KR1020060094398A 2006-09-27 2006-09-27 Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법 KR100829860B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060094398A KR100829860B1 (ko) 2006-09-27 2006-09-27 Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법
PCT/KR2007/004677 WO2008038980A1 (en) 2006-09-27 2007-09-21 Power control method considering handover in communication system having ancillary terrestrial components
EP07808440A EP2070220A1 (en) 2006-09-27 2007-09-21 Power control method considering handover in communication system having ancillary terrestrial components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060094398A KR100829860B1 (ko) 2006-09-27 2006-09-27 Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080028717A true KR20080028717A (ko) 2008-04-01
KR100829860B1 KR100829860B1 (ko) 2008-05-19

Family

ID=39230362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060094398A KR100829860B1 (ko) 2006-09-27 2006-09-27 Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2070220A1 (ko)
KR (1) KR100829860B1 (ko)
WO (1) WO2008038980A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8170475B2 (en) 2008-11-18 2012-05-01 Electronics And Telecommunications Research Institute NGSO communication apparatus for extending operation time and reducing number of satellites using ATC
CN111565067A (zh) * 2020-05-09 2020-08-21 重庆邮电大学 一种卫星通信系统中的移动管理的实现方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2955725B1 (fr) * 2010-01-25 2013-04-12 Eutelsat Sa Procede d'elimination d'interferences assiste par geo-localisation des terminaux dans un reseau de telecommunication satellitaire
KR101854899B1 (ko) * 2012-03-23 2018-05-04 한국전자통신연구원 다중 셀을 가지는 이동 통신 시스템에서의 통신 방법 및 빔 형성 장치
US8712321B1 (en) * 2013-01-07 2014-04-29 Viasat, Inc. Satellite fleet deployment
ES2856184T3 (es) * 2016-10-21 2021-09-27 Viasat Inc Comunicaciones de formación de haces terrestre que utilizan enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados
CN112788723B (zh) * 2019-11-08 2022-08-09 华为技术有限公司 功率控制的方法和装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100217224B1 (ko) * 1996-10-15 1999-09-01 유기범 위성통신 시스템에서 호단위 전력 제어방법 및그 장치
JP3589879B2 (ja) 1998-11-26 2004-11-17 松下電器産業株式会社 無線基地局装置及び送信電力制御方法
US8326257B2 (en) * 2002-10-28 2012-12-04 Qualcomm Incorporated Utilizing speed and position information to select an operational mode in a wireless communication system
CA3096205A1 (en) * 2003-05-01 2004-11-18 Atc Technologies, Llc Aggregate radiated power control for multi-band/multi-mode satellite radiotelephone communications systems and methods
US6879829B2 (en) * 2003-05-16 2005-04-12 Mobile Satellite Ventures, Lp Systems and methods for handover between space based and terrestrial radioterminal communications, and for monitoring terrestrially reused satellite frequencies at a radioterminal to reduce potential interference
KR100559596B1 (ko) * 2003-08-12 2006-03-15 엘지전자 주식회사 이동통신 단말기의 전파환경 제어 방법
JP2005303669A (ja) 2004-04-12 2005-10-27 Nec Access Technica Ltd 無線ｌａｎシステム、送信電力制御方法、位置管理方法および送信電力制御プログラム
KR100608819B1 (ko) * 2004-07-22 2006-08-08 엘지전자 주식회사 휴대단말기의 출력전력 제어 장치 및 방법
US7639981B2 (en) * 2004-11-02 2009-12-29 Atc Technologies, Llc Apparatus and methods for power control in satellite communications systems with satellite-linked terrestrial stations

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8170475B2 (en) 2008-11-18 2012-05-01 Electronics And Telecommunications Research Institute NGSO communication apparatus for extending operation time and reducing number of satellites using ATC
CN111565067A (zh) * 2020-05-09 2020-08-21 重庆邮电大学 一种卫星通信系统中的移动管理的实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2070220A1 (en) 2009-06-17
KR100829860B1 (ko) 2008-05-19
WO2008038980A1 (en) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7418263B2 (en) Systems and methods for handover between space based and terrestrial radioterminal communications
US7634234B2 (en) Prediction of uplink interference potential generated by an ancillary terrestrial network and/or radioterminals
KR101799422B1 (ko) 위성 시스템들에 할당된 스펙트럼 상에 에어-지상 통신 시스템을 오버레잉
US7865132B2 (en) Method and apparatus for interacting with a communications system using radiated power adjusted according to an estimation of link-loss
US6628921B1 (en) Return link channel loading of multiple satellites with multiple spread spectrum user terminals
CA2590266C (en) Method for handover between atc and satellite component of an integrated mss/atc system
KR100829860B1 (ko) Ａｔｃ를 포함하는 위성/이동통신 시스템에서 핸드오버를고려한 전력제어 방법
JP2001168782A (ja) 地球低軌道衛星通信システム用の閉ループ出力制御
KR20000048708A (ko) 통신 시스템에서의 인접 서비스 영역 핸드오프용 장치 및 방법
CA2586590C (en) Prediction of uplink interference potential generated by an ancillary terrestrial network and/or radioterminals
US7289460B1 (en) Satellite communications system
KR100653174B1 (ko) 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치 및 그 방법
Meidan To spread or not to spread, this is the question
CN114845404A (zh) 窄带geo卫星通信非对称信道用户上行功率控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130424

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140430

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee