KR20080089441A - 무선 제어 장치 및 송신 전력 제어 방법 - Google Patents

무선 제어 장치 및 송신 전력 제어 방법 Download PDF

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다쿠야 사토
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고우지 마키노
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가부시키가이샤 엔.티.티.도코모
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Abstract

무선 제어 장치(30)는, 기지국(20)으로부터 데이터 블록을 수신해서 블록 에러를 검출하는 블록 에러 검출부(31)와, 검출된 블록 에러율에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 목표 SIR 계산부(32)를 포함한다. 목표 SIR 계산부(32)는, 블록 에러를 검출한 경우에 에러를 검출한 후부터 기지국(20)에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 블록 에러를 검출하지 않는 경우에 에러를 검출한 후부터 기지국(20)에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정한다.

Description

무선 제어 장치 및 송신 전력 제어 방법{RADIO CONTROL DEVICE AND TRANSMISSION POWER CONTROL METHOD}
본 발명은 무선 제어 장치 및 송신 전력 제어 방법에 관한 것이다.
CDMA 이동 통신 시스템에서는, 송신 전력을 높은 정밀도로 제어함으로써, 통신 품질을 요구되는 레벨로 유지하면서 다른 사용자에게 부여되는 간섭을 가능한 억제하게 되는데, 이에 의해 무선 시스템의 용량을 높일 수 있다. CDMA 이동 통신 시스템에서는, 수신 신호대 간섭 전력비(SIR: Signal to Interference power Ratio)를 목표 SIR에 가깝도록 하기 위해, 무선 기지국이 수신 SIR을 측정해서 목표 SIR과 비교하고 송신 전력의 높고 낮음을 송신 전력 제어 비트로서 이동국에 송신하도록 지시하는 내부 루프(inner-loop) 송신 전력 제어와, 무선 기지국의 상위에 위치하는 무선 제어 장치가 수신 품질(예를 들면, 블록 에러 또는 블록 에러율)을 측정하고, 목표 품질을 만족하도록 무선 기지국에서의 목표 SIR을 무선 기지국에 지시하는 외부 루프 송신 전력 제어의 2 단계의 구성을 가진다.
외부 루프 송신 전력 제어는, 이상적으로는 1 [TTI]마다 행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 블록 에러를 CRC로 검출하고, 다음과 같이 목표 SIR을 1 [TTI]마다 갱신한다.
IF CRC check OK
Step_down=BLER_target*Step_size
Sir_target(n)=SIR_target(n-1)-Step_down
ELSE
Step_up=Step_size-BLER_target*Step_size
SIR_target(n)=SIR_target(n-1)+Step_up
그러나, TTI(Transport Time Interval)마다 목표 SIR을 변경하게 되면, 무선 제어 장치의 제어 부하가 커진다. 또한, 무선 제어 장치와 무선 기지국 사이의 인터페이스의 대역을 많이 사용하게 된다.
이 경우, TTI마다 목표 SIR을 변경하는 대신에, 임의의 시간 구간을 설정하고, 그 시간 구간마다, 앞서 설명한 것과 같은 알고리즘에 의해 목표 SIR을 계산해서 무선 기지국에 통지하는 방법도 알려져 있다.
그러나, 이 방법을 사용한 경우, 목표 품질과 설정되어 있는 목표 SIR의 차이에 의해, 앞서 설명한 시간 구간 사이의 품질이 열화된다. 현저한 것은, 소프트 핸드오버(SHO: Soft HandOver)를 행하기 전과 후 등과 같이 회선의 환경이 변화되는 경우에는, 블록 에러율(BLER: Block Error Rate)로 구해지는 통신 품질과, 설정해야 할 목표 SIR이 크게 변하는 경우가 있다. 이 때, 시간 구간은, 목표 SIR이 변하지 않기 때문에, 통신 품질이 크게 열화된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 앞서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회선 환경이 변화하는 경우에도 무선 품질의 열화를 방지하면서, 무선 제어 장치의 제어 부하나 무선 제어 장치와 무선 기지국 사이의 대역의 부하를 경감하는 무선 제어 장치 및 송신 전력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 특징은, 이동국과 무선 기지국 사이에서는 내부 루프 송신 전력 제어가 사용되고, 무선 기지국과 무선 제어 장치 사이에서는 외부 루프 송신 전력 제어가 사용되며, 무선 제어 장치로부터 통지된 목표 SIR과 이동국으로부터 수신되는 신호의 수신 SIR을 비교함으로써, 송신 전력의 상승 또는 저하를 이동국에 지시하는 무선 기지국을 제어하는 무선 제어 장치로서, (a) 무선 기지국으로부터 데이터 블록을 수신해서 수신 품질을 측정하는 측정부, 및 (b) 측정부에 의해 측정된 수신 품질에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 목표 SIR 계산부를 포함하고, (c) 목표 SIR 계산부는, 수신 품질이 저하된 경우에 수신 품질을 측정한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 수신 품질이 저하하지 않는 경우에 수신 품질을 측정한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정하는, 무선 제어 장치인 것을 요지로 한다.
본 발명의 제1 특징에서, 측정부는 수신한 데이터 블록으로부터 블록 에러를 검출하고, 목표 SIR 계산부는 검출된 블록 에러율에 기초하여 목표 SIR을 계산하며, 블록 에러를 검출한 경우에 에러 검출을 행한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 블록 에러를 검출하지 않는 경우에 에러 검출을 행한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧도록 설정해도 된다.
또한, 본 발명의 제1 특징에서, 목표 SIR 계산부는, 에러를 검출한 경우에 는, 미리 정해진 ΔUP 만큼 상승하는 목표 SIR을 계산하고, 소정의 시간 NCNT[TTI] 에러를 검출하지 않는 경우에는, BLER_target를 목표 블록 에러율로 하여, 이하의 식 1에 의해, ΔDOWN 만큼 저하하는 목표 SIR을 계산해도 된다.
[식 1]
Figure 112008053303297-PCT00001
본 발명의 제2 특징은, 이동국과 무선 기지국 사이에서는 내부 루프 송신 전력 제어가 사용되고, 무선 기지국과 무선 제어 장치 사이에서는 외부 루프 송신 전력 제어가 사용되며, 무선 기지국으로부터 수신한 업링크 회선의 채널 품질에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 무선 제어 장치와, 무선 제어 장치로부터 통지된 목표 SIR과 이동국으로부터 수신되는 신호의 수신 SIR을 비교함으로써 송신 전력의 상승 또는 저하를 이동국에 지시하는 무선 기지국을 포함하는 통신 시스템에서의 송신 전력 제어 방법으로서, (a) 무선 기지국으로부터 데이터 블록을 수신해서 수신 품질을 측정하는 단계와, (b) 측정된 수신 품질에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 단계와, (c) 수신 품질이 저하된 경우에, 수신 품질을 측정한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 수신 품질이 저하하지 않는 경우에, 수신 품질을 측정한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정하는 단계를 포함하는 송신 전력 제어 방법인 것을 요지로 한다.
도 1은 본 실시예에 관한 통신 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 실시예에 관한 무선 제어 장치 및 기지국의 구성 블록도이다.
도 3은 본 실시예에 관한 송신 전력 제어 방법을 나타내는 플로차트이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 도면의 기재에서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 부여하고 있다. 다만, 도면은 모식적으로 나타내고 있다는 것에 유의하여야 한다.
(통신 시스템의 구성)
본 실시예에 관한 통신 시스템은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 이동국(10a, 10b, 10c)에 무선으로 접속되어 있는 기지국(20)과, 기지국(20)을 관리하는 무선 제어 장치(30)를 포함하여 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 기지국과 무선 통신을 행하는 이동국의 개수를 "3개"로 하고 있지만, "3개" 이상 또는 그 이하도 가능하다.
또한, 본 실시예에 관한 통신 시스템에서, 이동국(10a, 10b, 10c)과 기지국(20) 사이에서는 내부 루프(inner-loop) 송신 전력 제어가 사용되고, 기지국(20)과 무선 제어 장치(30) 사이에서는 외부 루프(outer-loop) 송신 전력 제어가 사용된다.
도 2는 본 실시예에 관한 기지국(20) 및 무선 제어 장치(30)의 업링크 회선 의 송신 전력 제어에 관련되는 기능을 간단히 나타낸 것이다.
기지국(20)은, 신호 수신부(21), 레이크(RAKE) 수신부(22), 에러 정정 복호부(23), 수신 SIR 계산부(24), 목표 SIR 저장부(25), 수신 SIR 비교부(26), 및 TPC 커맨드 송신부(27)를 포함한다.
신호 수신부(21)는, 안테나로부터 수신한 신호를 무선 신호로부터 기저대역 신호로 변환해서 레이크(RAKE) 수신부(22)에 송신한다.
레이크(RAKE) 수신부(22)는, 역확산, 파일럿 신호를 사용한 최대비 합성을 행하여, 원하는 사용자 신호를 얻는다.
수신 SIR 계산부(24)는, 원하는 사용자 신호의 파일럿 부분의 신호를 사용하여, 수신 SIR을 계산한다.
통지된 목표 SIR과 수신 SIR을 비교한다. 비교한 결과, 수신 SIR이 목표 SIR보다 크면, "Down" 커맨드를, 수신 SIR이 목표 SIR보다 작으면 "UP" 커맨드를 생성해서 TPC 커맨드 송신부(27)에 전송한다.
TPC 커맨드 송신부(27)는, "Down" 커맨드 또는 "UP" 커맨드를 이동국에 송신한다.
한편, 레이크(RAKE) 수신을 행한 신호는 에러 정정 복호부(23)에 입력된다. 에러 정정 복호부(23)는 에러 정정 복호를 행한다. 에러 정정 복호 후의 신호는 무선 제어 장치(30)에 송신된다.
무선 제어 장치(30)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 블록 에러 검출부(31)와 목표 SIR 계산부(32)를 포함한다.
블록 에러 검출부(31)(측정부)는, 기지국(20)으로부터 데이터 블록을 수신해서 수신 품질을 측정한다. 예를 들면, 블록 에러 검출부(31)는, CRC(Cyclic Redundancy Check: 순환 중복 검사)를 사용하여 블록 에러 검출을 행한다.
목표 SIR 계산부(32)는, 블록 에러 검출부(31)(측정부)가 측정한 수신 품질에 기초하여, 목표 SIR을 계산한다. 예를 들면, 목표 SIR 계산부(32)는 블록 에러 검출부(31)가 검출한 블록 에러에 기초하여 목표 SIR을 계산한다.
또한, 목표 SIR 계산부(32)는, 수신 품질이 저하된 경우에 수신 품질을 측정한 후부터 기지국(20)에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 수신 품질이 저하하지 않는 경우에 수신 품질을 측정한 후부터 기지국(20)에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정한다. 예를 들면, 목표 SIR 계산부(32)는, 블록 에러를 검출한 경우에 에러 검출을 행한 후부터 기지국(20)에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 블록 에러를 검출하지 않는 경우에 에러를 검출한 후부터 기지국(20)에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정한다.
또한, 목표 SIR 계산부(32)는, 에러를 검출한 경우에는, 목표 SIR을 미리 정해진 스텝: ΔUP 만큼 상승시킨 다음, 이 상승시킨 목표 SIR을 즉시 기지국(20)에 통지한다.
한편, 에러가 검출되지 않은 경우에는, 미리 정해진 소정의 시간 NCNT[TTI] 만큼 대기하고, NCNT[TTI] 사이에서 에러를 검출하지 않는 경우에는, 식 1에 의해, ΔDOWN 만큼 저하되는 목표 SIR을 계산한다.
[식 1]
Figure 112008053303297-PCT00002
그리고, 목표 SIR 계산부(32)는, 저하시킨 목표 SIR을 기지국(20)에 통지한다.
(송신 전력 제어 방법)
이하, 본 실시예에 관한 송신 전력 제어 방법에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 실시예에 따른 무선 제어 장치(30)의 외부 루프에 관한 동작을 플로차트로 나타낸 것이다. 이하, 수신 품질로서 블록 에러율을 사용하고, 에러 검출에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 경우에 대하여 설명한다.
이하의 설명에서, t1과 t2는 각각, CRC 에러의 유무를 판정하는 타이머와, CRC 에러가 검출되지 않은 경우에 ΔDOWN 만큼 저하시킨 목표 SIR을 기지국에 통지하는 타이밍을 결정하기 위한 타이머이며, 처음에는 t1=0, t2=0으로 한다.
또한, 시간 구간 T1과 T2는 각각, CRC 에러를 판정하는 주기와,"Down" 커맨드를 보내는 주기로서, 시스템에 의해 정해져 있는 것이다. T1은, TTI로서 프레임 마다 CRC 에러 유무를 판정해도 되고, 몇 개의 [TTI]로서 부하를 경감해도 된다. T2에 대해서도, 몇 개의 [TTI]로서, "Down"을 빈번하게 행하게 함으로써, 송신 전력 제어의 정밀도를 더 높여도 되며, 수 백의 [TTI]로서, "Down"을 드물게 행함으 로써 RNC의 부하를 가능한 억제하는 것도 가능하다.
도 3에서, 우선, 무선 제어 장치(30)는 t1이 T1으로 되기까지, 타이머(t1)를 카운트업(count up)하고(S11), t1이 T1가 된 시점에서(S10), CRC의 에러 검출을 행한다(S12).
무선 제어 장치(30)는, 에러가 검출된 경우(S13)에는, 미리 정해진 단계 ΔUP 만큼 목표 SIR을 상승시킨다(S14). 그리고, 상승시킨 목표 SIR을 기지국(20)에 통지하고(S20), 최초의 처리로 복귀한다.
한편, 무선 제어 장치(30)는, CRC 에러가 검출되지 않은 경우(S13)에는, 타이머(t1)를 리셋한다(S15). 그리고, 무선 제어 장치(30)는, t2가 T2에 도달하지 않은 경우(S16)에는, 타이머(t2)를 카운트업(S17)하고, 최초의 처리로 복귀한다.
한편, 무선 제어 장치(30)는, t2가 T2에 도달한 시점에서(S16), ΔDOWN 만큼 목표 SIR을 저하시키고(S18), 타이머(t2)를 리셋한다(S19). 그리고, 저하시킨 목표 SIR을 기지국(20)에 통지하고(S20), 최초의 처리로 복귀한다.
(작용 및 효과)
본 실시예에 관한 무선 제어 장치(30) 및 송신 전력 제어 방법에 의하면, 수신 품질이 저하된 경우에 수신 품질을 측정한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 수신 품질이 저하하지 않는 경우에 수신 품질을 측정한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정할 수 있다. 즉, 수신 품질이 저하되고, 목표 SIR을 상승시킬 필요가 있는 경우에는, 가능한 신속하게 목표 SIR을 통지하고, 목표 SIR을 저하시킬 필요가 있는 경우에는, 어느 정도 시간을 두고 목표 SIR을 통지함으로써, 회선 환경이 변화된 경우에도 무선 품질의 열화를 방지하면서, 무선 제어 장치(30)의 제어 부하나 무선 제어 장치(30)와 기지국(20) 사이의 대역의 부하를 경감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 통신 품질로서 블록 에러율을 사용하고, 블록 에러를 검출한 경우에 에러 검출을 행한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 블록 에러를 검출하지 않는 경우에 에러 검출을 행한 후부터 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정할 수 있다. 이와 같이 블록 에러율을 사용하여 목표 SIR을 계산함으로써, 더 양호한 정밀도로 무선 품질의 열화를 검출할 수 있다.
또한, 에러를 검출한 경우에는, 미리 정해진 ΔUP 만큼 상승하는 목표 SIR을 계산하고, 소정의 시간 NCNT[TTI] 에러를 검출하지 않은 경우에는, 앞서 설명한 식 1에 의해, ΔDOWN 만큼 저하되는 목표 SIR을 계산하는 것이 바람직하다.
(그 외의 실시예)
본 발명은 앞서 설명한 실시예에 따라 기재했지만, 이 개시된 일부를 이루는 내용 및 도면은 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 안 된다. 본 개시로부터, 당업자에게 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명백해 질 것이다.
예를 들면, 블록 에러 검출부(31)는, 수신 품질을 측정하기 위하여 블록 에러를 검출하는 것으로 설명하였으나, 블록 에러 외에, 비트 에러 등을 검출해도 된다. 이 경우, 목표 SIR 계산부(32)는, 검출된 비트 에러율 등에 기초하여, 목표 SIR을 계산한다.
이상, 앞서 설명한 실시예를 사용하여 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 당업자에게, 본 발명이 본 명세서 중에 설명한 실시예에 한정되지 않는다는 것은 분명하다. 본 발명은, 특허 청구의 범위의 기재에 의해 정해지는 본 발명의 취지 및 범위를 일탈하지 않고 수정 및 변경 태양으로서 실시할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 기재는, 예시 설명을 위한 것이며, 본 발명에 대하여 어떠한 제한적인 의미를 갖는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 회선 환경이 변경된 경우의 무선 품질의 열화를 방지하면서, 무선 제어 장치의 제어 부하나 무선 제어 장치와 무선 기지국 사이의 대역의 부하를 경감하는, 무선 제어 장치 및 송신 전력 제어 방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 이동국과 무선 기지국 사이에서는 내부 루프 송신 전력 제어가 사용되고, 상기 무선 기지국과 무선 제어 장치 사이에서는 외부 루프 송신 전력 제어가 사용되며, 상기 무선 제어 장치로부터 통지된 목표 SIR(신호대 간섭 전력비)과 상기 이동국으로부터 수신되는 신호의 수신 SIR을 비교함으로써, 송신 전력의 상승 또는 저하를 상기 이동국에 지시하는 무선 기지국을 제어하는 무선 제어 장치로서,
    상기 무선 기지국으로부터 데이터 블록을 수신해서 수신 품질을 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부에 의해 측정된 상기 수신 품질에 기초하여, 목표 SIR을 계산하는 목표 SIR 계산부
    를 포함하며,
    상기 목표 SIR 계산부는, 상기 수신 품질이 저하된 경우에 상기 수신 품질을 측정한 후부터 상기 무선 기지국에 상기 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 상기 수신 품질이 저하하지 않는 경우에 상기 수신 품질을 측정한 후부터 상기 무선 기지국에 상기 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정하는, 무선 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는, 상기 수신 품질로서, 상기 수신한 데이터 블록으로부터 블록 에러를 검출하고,
    상기 목표 SIR 계산부는, 상기 검출된 블록 에러율에 기초하여 상기 목표 SIR을 계산하고, 상기 블록 에러를 검출한 경우에 상기 블록 에러의 검출을 행한 후부터 상기 무선 기지국에 상기 목표 SIR을 통지할 때까지의 상기 제1 시간 구간을, 상기 블록 에러를 검출하지 않는 경우에 상기 블록 에러의 에러 검출을 행한 후부터 상기 무선 기지국에 상기 목표 SIR을 통지할 때까지의 상기 제2 시간 구간보다 짧게 설정하는, 무선 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 목표 SIR 계산부는, 에러를 검출한 경우에는 미리 정해진 ΔUP 만큼 상승하는 목표 SIR을 계산하고, 소정의 시간 NCNT[TTI] 에러를 검출하지 않는 경우에는 BLER_target을 목표 블록 에러율로서, 아래의 식에 의해,
    Figure 112008053303297-PCT00003
    ΔDOWN 만큼 저하하는 목표 SIR을 계산하는, 무선 제어 장치.
  4. 이동국과 무선 기지국 사이에서는 내부 루프 송신 전력 제어가 사용되고, 상기 무선 기지국과 무선 제어 장치 사이에서는 외부 루프 송신 전력 제어가 사용되며, 상기 무선 기지국으로부터 수신한 업링크 회선의 채널 품질에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 무선 제어 장치와, 상기 무선 제어 장치로부터 통지된 목표 SIR과 상기 이동국으로부터 수신되는 신호의 수신 SIR을 비교함으로써 송신 전력의 상승 또는 저하를 상기 이동국에 지시하는 무선 기지국을 포함하는 통신 시스템에서의 송신 전력 제어 방법으로서,
    상기 무선 기지국으로부터 데이터 블록을 수신해서 수신 품질을 측정하는 단계;
    상기 측정된 수신 품질에 기초하여 목표 SIR을 계산하는 단계; 및
    상기 수신 품질이 저하된 경우에 상기 수신 품질을 측정한 후부터 상기 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제1 시간 구간을, 상기 수신 품질이 저하하지 않는 경우에 상기 수신 품질을 측정한 후부터 상기 무선 기지국에 목표 SIR을 통지할 때까지의 제2 시간 구간보다 짧게 설정하는 단계
    를 포함하는 송신 전력 제어 방법.
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