KR20090002779A - 이동통신 시스템에서 프리앰블 전송 전력 제어 방법 및장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 프리앰블 전송 전력 제어 방법 및장치 Download PDF

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KR20090002779A
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 프리앰블 전송 전력 제어에 관한 것으로, 상세하게는 채널 획득을 위해 전송하는 프리엠블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 이동통신 시스템에서 단말(User Equipment: UE)이 역방향 공통 채널 획득을 위해 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 방법은 순방향 공통채널을 통해 방송되는 정보를 이용하여 계산된 초기 전력값 및 차이값을 이용하여 초기 전송 전력값을 계산하는 과정과, 상기 초기 전송 전력값으로 상기 역방향 공통 채널을 통해 상기 프리앰블을 전송하는 과정과, 상기 프리앰블에 대한 응답이 수신되지 않으면, 정해진 전력값만큼 증가된 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과, 상기 재전송된 횟수가 정해진 최대 재전송 횟수를 초과하면, 상기 최대 재전송 횟수일 때의 전력값을 이용하여 초기 재전송 전력값을 계산하고 상기 계산된 초기 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과, 상기 초기 재전송 전력값으로 재전송된 프리앰블에 대한 응답이 수신되면, 상기 초기 재전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산한 상기 차이값을 저장하는 과정을 포함한다.
Figure P1020070067014
전력 제어, 프리앰블(Preamble), 임의 접근 채널(Random Access CHannel: RACH), 시스템 정보 블록(System Information Block), 초기 전송 전력값, 초기 재전송 전력값, 최대 재전송 전력값

Description

이동통신 시스템에서 프리앰블 전송 전력 제어 방법 및 장치{Method and Apparatus for controlling preamble transmission power in a mobile communication system}
도 1은 프리앰블을 전송하는 전력값들을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 망 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단말의 주요 구성들을 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전송 전력을 위한 구성들의 블록도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 프리앰블을 전송하는 과정을 도시하는 흐름도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프리앰블을 전송하는 전력값들을 나타내는 도면.
본 발명은 이동통신 시스템에서 프리앰블 전송 전력 제어에 관한 것으로, 상세하게는 채널 획득을 위해 전송하는 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로 이동통신 시스템의 단말에서 임의로 발생되는 데이터를 기지국으로 전송하고자 하는 경우 역방향 채널로 접근 채널(Random Access CHannel, 이하 'RACH'라 칭함)을 이용하여 전송할 수 있다. 상기 RACH는 특정 단말만을 위한 전용 채널이 아니라 복수의 단말들 중 어느 단말이라도 접근하여 이용할 수 있는 채널로써 전송할 데이터가 발생된 단말이 채널 획득을 위해 임의로 접근하여 데이터를 전송하는 공통 채널이다. 상기 RACH가 복수의 단말들을 위한 공통 채널이므로, 전송할 데이터를 가진 단말이 RACH를 이용하여 데이터를 전송하고자 하는 경우, 상기 단말은 상기 RACH에 대한 접근가능여부를 기지국에게 확인한다. 다시 말해서, RACH에 접근하고자 하는 단말이 기지국으로 일정 길이의 프리앰블(Preamble)을 전송한 후 상기 기지국으로부터 상기 프리앰블에 대한 응답(Acknowledge, 이하 'ACK'라 칭함)을 기다린다. 상기 RACH 프리앰블에 대한 ACK는 보통 순방향 채널인 획득 지시 채널(Acquisition Indication CHannel: AICH)을 통해 수신한다. 통상적으로 단말은 RACH 프리앰블로 다수의 RACH를 위한 시그너쳐(Signature)들 중에서 임의의 하나를 사용하여 전송하고, 이에 대한 응답을 수신하면 메시지를 전송한다.
단말이 기지국으로부터 ACK를 수신하면, 상기 단말은 RACH에 대한 접근을 허여받은 것이므로 상기 RACH를 통하여 데이터를 전송한다. 그러나 기지국으로부터 일정 시간동안 ACK를 수신하지 못하면, 단말은 기지국이 프리앰블을 수신하지 못한 것으로 인식하고 프리앰블을 전송하는 전력을 증가하여 상기 프리앰블을 재전송한다. 이러한 프리앰블의 재전송은 상기 프리앰블이 기지국에 성공적으로 도달했음을 알리는 ACK를 수신할 때까지 계속된다. 이를 위해, 단말은 시스템 정보 블록(System Information Block, 이하 'SIB'이라 칭함)들에 포함된 정보를 이용하여 프리앰블을 전송한다. 다시 말해서, SIB에 포함된 정보를 이용하여 처음에 프리앰블을 전송하는 초기 전력을 계산하고, 계산된 전력으로 상기 프리앰블을 전송한다. 그리고 나서 단말이 일정 시간동안 프리앰블에 대한 ACK를 기지국으로부터 수신하지 못하면, 단말은 상기 프리앰블을 전송했던 전력을 일정량만큼 증가시켜서 증가된 전력으로 상기 프리앰블을 재전송한다. 상기 증가시키는 일정량의 전력값에 대한 정보 또한 SIB에 포함되어 수신된다. 이런 식으로 단말은 ACK를 기지국으로부터 수신할 때까지 프리앰블을 재전송한다. 그러나 이때 재전송하는 횟수는 SIB에 포함된 최대 재전송 횟수를 초과하지 않는다. 여기에서, 상기 SIB은 기지국으로부터 방송 채널(Broadcasting Channel: BCH)을 통해 일정 셀(Cell)내에 있는 모든 단말들에게 전송되는 정보이다. 단말은 수신된 SIB을 저장하고 있다가 필요한 경우에 상기 SIB에 포함된 정보들을 이용하는데, 프리앰블 전송시 상기 SIB에 포함된 다음의 파라미터들을 이용하여 프리앰블을 전송한다.
프리앰블을 전송하기 위해서 이용되는 파라미터들은 기준채널 송신 전력값(primaryCPICH-TX-Power(Primary Common Pilot channel- Transmission- Power)), 상수값(constantValue), 역방향 채널 간섭값(ul-Interference(uplink- interference)), 전력 증가값(powerRampStep), 최대 재전송 횟 수(preambleRetransMax), 최대 사이클 횟수값(Mmax)이다. 상기 기준채널 송신 전력값은 무선채널의 위상정보를 전달해주는 역할을 하는 채널인 공통 파일럿 채널(Common PIlot CHannel: CPICH)을 기준 채널로 해서 기준 채널의 송신 전력값을 알려주기 위한 값이고, 역방향 채널 간섭값은 역방향 채널에서 인접셀과의 간섭값을 나타내는 값이며, 상수값은 정해진 상수를 나타내는 값이다.
프리앰블이 기지국에 성공적으로 도달하기 위해서는 프리앰블을 전송하는 전력이 적절하게 제어되어야 하는데, RACH 획득을 위한 프리앰블을 전송하는 전력은 단말에 의해 제어된다. 단말은 상기 SIB에 포함된 정보들을 이용하여 프리앰블을 전송하는 전력값을 제어한다. 자세히 설명하면, 단말은 초기 전력값을 상기 SIB에 포함된 파라미터들을 이용하여 계산한 후, 계산된 초기 전력값으로 상기 프리앰블을 전송한다. 단말은 이렇게 전송된 프리앰블에 대한 ACK를 수신하지 못하면 일정량만큼 전력값을 증가시켜서 증가된 전력값으로 재전송한다. 상기 초기 전력값(Initial-Preamble-Power)은 하기의 <수학식 1>에 의해 계산된다. <수학식 1>에서 primaryCPICH-TX-Power는 기준 채널의 송신 전력값이고, ul-Interference는 역방향 채널에서의 간섭값이며, constantValue는 정해진 상수이다. 또한, CPICH-RSCP(CPICH-Received Signal Code Power)는 공통 파일럿 채널에서 수신된 하나의 신호 전력값을 나타내는 파라미터이고, 단말에서 측정되는 값이다.
Initial-Preamble-Power = primaryCPICH-TX-Power - CPICH-RSCP +
ul-Interference +constantValue
상기 <수학식 1>에 의해 계산된 초기 전력값으로 단말은 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 상기 프리앰블에 대한 ACK가 수신되지 않으면, 일정량만큼의 전력값을 증가시켜서 증가된 전력값으로 상기 프리앰블이 재전송된다. 상기 프리앰블을 재전송하는 전력값은 하기의 <수학식 2>에 의해 계산된다. 하기 <수학식 2>에서 powerRampStep은 증가되는 일정량의 전력값을, preambleRetransMax는 재전송하는 최대 횟수를 나타내는 값들이다.
Figure 112007048823613-PAT00001
P(n) = Initial-Preamble-Power + powerRampStep * (n-1) ( 0 < n preambleRetransMax )
기지국으로부터 ACK가 수신되지 않으면 상기 <수학식 2>에 의해 계산된 전력값으로 최대 재전송 횟수가 될 때까지 프리앰블이 반복적으로 재전송된다. 상술한 프리앰블이 전송되는 전력값들을 도 1을 통해 자세히 살펴본다.
도 1은 프리앰블을 전송하는 전력값들을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 단말은 전송하고자 하는 데이터가 발생되면 RACH를 획득하기 위하여 상기 <수학식 1>에 의해 계산된 초기 전력값(110)으로 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 만약 단말이 전송된 프리앰블에 대한 ACK를 기지국으로부터 수신하지 못하면, 단말은 <수학식 2>에 의해 일정량(powerRampStep)(120)만큼 증가된 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송한다. 이에 대해서 단말이 기지국으로부터 ACK 를 수신하지 못하면, 단말은 다시 <수학식 2>에 의해 상기 일정량(120)만큼 증가된 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송한다. 이런 식으로 단말은 프리앰블을 증가된 전력값으로 최대 재전송 횟수(preambleRetransMax)(130)까지 반복적으로 기지국으로 재전송한다.
단말이 최대 재전송 횟수까지 프리앰블을 재전송했음에도 불구하고 기지국으로부터 상기 프리앰블에 대한 ACK를 수신하지 못하면, 단말은 더 이상 전력값을 증가시키지 않고 상기 <수학식 1>에 의해 초기 전력값을 다시 계산한다. 이렇게 다시 계산된 초기 전력값이 사이클2(Cycle 2)의 초기 재전송 전력값이 되고, 단말은 상기 초기 재전송 전력값으로 프리앰블을 재전송한다. 단말이 ACK를 수신하지 못하면, 사이클 2에서도 또한 상기 <수학식 2>에 의해 증가된 전력값으로 프리앰블을 최대 재전송 횟수까지 재전송한다. 이런 식으로 상기 사이클 횟수가 최대 사이클 횟수값(Mmax)인 N번까지(사이클 N) 단말은 프리앰블을 재전송한다. 여기에서, 프리앰블을 초기 전력값 또는 초기 재전송 전력값으로 전송하는 때부터 최대 재전송 전력값으로 전송하는 때까지를 하나의 사이클로 본다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단말이 사이클 1의 최대 재전송 전력값으로 프리앰블을 재전송했음에도 불구하고 ACK를 수신하지 못한 경우에 다음 사이클들에서 단말이 보내는 최대 재전송 전력값은 사이클 1의 최대 재전송 전력값과 큰 차이가 없다. 이런 경우 기지국으로부터 ACK를 수신할 가능성은 크지 않다. 특히 기지국이 잘못된 시스템 정보를 전송하는 등 셀 플래닝(Cell Planning)이 잘못된 경우나 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭함) 전송 환경에 변화가 많은 경우에는 도 1과 같은 식으로 증가되는 전력값으로 전송된 프리앰블이 성공적으로 기지국에 도달하지 못할 가능성이 크다. 특히 RF 전송 환경에 변화가 많은 경우, 기지국과의 상호작용 없이 단말 자체에서 전송 전력을 조절하는 오픈 루프 전력 제어(Open Loop Power Control)를 수행하는 단말이 프리앰블을 기지국에 도달할 수 있도록 전력을 제어하기에는 한계가 있다. 그리고 프리앰블을 재전송하는 횟수가 많아지면 많아질수록 전력 소모가 커지고 RACH를 통해 데이터를 전송하기까지의 시간(설정 시간)이 많이 소요되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점은 초기 전력이 너무 낮은 값으로 결정된 경우에 많은 전력을 소모하면서 프리앰블을 재전송하고 그에 따라 설정 시간이 길어지면서 더욱 심하게 발생된다. 따라서, 전력 낭비나 설정 시간의 절약 등을 위해 초기 전력을 적절하게 결정하는 것은 매우 중요하다.
따라서 본 발명은 프리앰블을 전송하는 전력을 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 일 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말(User Equipment: UE)이 역방향 공통 채널 획득을 위해 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 방법은 순방향 공통채널을 통해 방송되는 정보를 이용하여 계산된 초기 전력값 및 차이값을 이용하여 초기 전송 전력값을 계산하는 과정과, 상기 초기 전송 전력값으로 상기 역방향 공통 채널을 통해 상기 프리앰블을 전송하는 과정과, 상기 프리앰블에 대한 응답이 수신되지 않으면, 정해진 전력값만큼 증 가된 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과, 상기 재전송된 횟수가 정해진 최대 재전송 횟수를 초과하면, 상기 최대 재전송 횟수일 때의 전력값을 이용하여 초기 재전송 전력값을 계산하고 상기 계산된 초기 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과, 상기 초기 재전송 전력값으로 재전송된 프리앰블에 대한 응답이 수신되면, 상기 초기재전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산한 상기 차이값을 저장하는 과정을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 다른 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말(User Equipment: UE)이 역방향 공통 채널 획득을 위해 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 장치는 순방향 공통채널을 통해 방송되는 정보 및 상기 프리앰블에 대한 응답을 수신하는 채널 수신기와, 상기 프리앰블을 상기 역방향 공통 채널을 통해 송신하는 채널 송신기와, 상기 프리앰블을 초기 전송 전력값으로 전송하고, 상기 응답이 수신되지 않은 경우 재전송 전력값으로 재전송하고, 상기 재전송된 횟수가 정해진 최대 재전송 횟수를 초과하는 경우 초기 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 RF 송신기와, 상기 정보에 의해 초기 전력값과 차이값을 계산하는 차이값 계산부와 상기 초기 전송 전력값, 재전송 전력값 및 초기 재전송 전력값을 계산하는 전송 전력 계산부를 포함하는 제어부를 포함한다.
전술한 바와 같은 내용들은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다. 이러한 특징들 및 장점들 이외에도 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 잘 이해될 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 후술되는 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 변경 또는 변형되어 사용될 수도 있다는 사실을 잘 인식할 것이다. 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 개시하는 개념 및 구조와 균등한 개념들 및 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 잘 인식할 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 망 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 이동통신 시스템은 역방향 공통 채널로 RACH를 사용하는 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)를 예를 들어 설명한다.
UMTS 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 크게 단말(User Equipment: UE)들(UE1 내지 UE4), UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network), 핵심망(Core Network: CN)으로 구성된다. 상기 UTRAN은 하나 이상의 무선망 제어기(Radio Network Controller: RNC)(RNC1 및 RNC2)와 노드 B(Node B)들로 구성될 수 있는데, 각각의 무선망 제어기는 하나 이상의 Node B들(Node B1 및 Node B2)을 제어한다. 본 발명에서 기지국이라 함은 무선망 제어기들과 노드 B들로 구성된 UTRAN과 동일한 개념으로 사용된다. 본 발명의 프리앰블 전송 전력을 제어하는 단말(UE1 내지 UE4)의 세부적인 내부 구성을 도 3 및 도 4를 참조하여 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 주요 구성들을 도시하는 블록도이다. 단말은 도 3에 도시된 구성 이외에 다른 구성들도 포함할 수 있으나, 단말에서 전송할 데이터의 발생을 포함하여 본 발명의 프리앰블 전송에 필요한 구성들 이외의 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 이하 본 발명에서 사용되는 용어를 다음과 같이 정의한다. 초기 전력값은 기지국으로부터 수신되는 정보로부터 종래의 방법에 의해 계산되는 프리앰블을 전송하는 초기의 전력값을 의미하고, 초기 전송 전력값은 상기 초기 전력값에 본 발명에서 제안되는 전송 전력 차이값을 더하여 계산되는 값으로 본 발명의 프리앰블을 전송하는 초기의 전력값을 의미한다. 재전송 전력값은 각 사이클에서 프리앰블의 초기 전송 이후에 프리앰블을 재전송하는 전력값들 각각을 의미하고, 초기 재전송 전력값은 초기 사이클(Cycle 1)의 다음 사이클들에서 프리앰블을 초기에 전송하는 전력값들 각각을 의미하며, 최대 재전송 전력값은 각 사이클에서 마지막으로 프리앰블을 전송하는 전력값들 각각을 의미한다.
도 3을 참조하면, RF부(310)는 단말의 무선 통신 기능을 수행한다. 상기 RF부(310)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환하고 증폭하는 RF 송신기(312)와 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강변환하는 RF 수신기(314) 등을 포함한다. 본 발명에서 상기 RF 송신기(312)는 채널 송신기(320)로부터 전달된 송신할 프리앰블 신호의 전송 전력을 제어부(330)의 제어 하에 증폭하여 전송한다. 만약 ACK를 수신하지 못하면 제어부(330)의 제어 하에 일정량의 전력을 증폭하여 송신한다. 본 발명에서 프리앰블을 전송하는 전력값은 이전에 성공한 전송 전력값, 전송 전력 차이값, 이전 사이클에서의 최대 재전송 전력값을 이용하여 계산된 값이다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
채널 송신기(320)는 제어부(330)의 제어 하에 물리 임의 접근 채널(Physical RACH)을 통해 전송되는 프리앰블을 RF 송신기(312)로 전달한다. 상기 채널 송신기(320)는 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 데이터 처리부를 구비할 수 있다. 채널 수신기(325)는 제어부(330)의 제어 하에 RF 수신기(314)로부터 전달되는 수신 신호를 수신한다. 상기 채널 수신기(325)는 수신된 신호를 복조 및 복호화하는 데이터 처리부를 구비할 수 있다. 여기에서, 상기 데이터 처리부는 모뎀(MOdulator/DEModulator: MODEM) 및 코덱(COder/ DECoder: CODEC)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 채널 수신기(325)는 기지국으로부터 방송되는 SIB을 제 1 공통 제어 물리 채널(Primary Common Control Physical CHannel, 이하 'PCCPCH'라 칭함)을 통해 수신하고, 프리앰블에 대한 ACK를 획득 지시 채널(Acquisition Indication CHannel: AICH)을 통해 수신한다.
제어부(330)는 단말의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 본 발명에서는 상기 채널 송신기(320)와 채널 수신기(325), 제어부(330)가 따로 구비되 는 것으로 도시하고 있으나, 상기 채널 송신기(320), 채널 수신기(325), 제어부(330)가 모두 하나의 구성으로 구비될 수 있다. 제어부(330)는 본 발명의 일실시예에 따라 처음에 프리앰블을 전송하는 초기 전송 전력값을 전송 전력 차이값을 이용하여 계산하고, 상기 초기 전송 전력값에 의해 프리앰블을 전송하도록 RF 송신기(312)를 제어한다. 또한, 상기 프리앰블에 대한 ACK를 수신하지 못하면, 일정량의 전력값을 증가하여 프리앰블을 반복적으로 재전송하도록 RF 송신기(312)를 제어한다. 이런 식으로 최대 재전송 횟수까지 전송했음에도 불구하고 기지국으로부터 ACK를 수신하지 못하면, 제어부(330)는 초기 전송 전력값 및 이전 사이클에서의 최대 재전송 전력값을 이용하여 초기 재전송 전력값을 계산하고, 상기 초기 재전송 전력값으로 프리앰블을 재전송하도록 RF 송신기(312)를 제어한다.
메모리(340)는 프로그램 메모리 및 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 프로그램 메모리는 단말의 동작 프로그램을 저장하고, 데이터 메모리는 프로그램을 수행하는 중에 발생되는 데이터를 저장한다. 또한 기지국으로부터 수신된 SIB 정보를 저장하며, 프리앰블을 전송하는 전력값들을 계산하는데 요구되는 전력값들을 저장한다. 이에 대한 자세한 설명은 하기의 도 4를 참조하여 설명한다.
키입력부(350)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키들을 구비한다. 기지국으로 전송될 데이터가 키입력부(350)의 키들을 통해서 사용자 등에 의해 입력될 수 있다. 표시부(360)는 단말의 동작과 관련된 각종 메뉴, 어플리케이션(application), 컨텐츠 등을 표시하고 제어부(330)로부터 출력되는 각종 데이터를 표시한다. 상기 표시부(360)는 LCD 창을 사 용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부(360)는 LCD 제어부, 표시 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD 표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기에서 상기 LCD 창을 터치 스크린(Touch screen) 방식으로 구현하는 경우 입력부로 동작할 수도 있다. 오디오 처리부(370)는 오디오 코덱을 구성할 수 있으며, 채널 수신기(325)에서 수신되는 디지털 오디오신호를 제어부(330)의 제어 하에 오디오 코덱을 통해 아날로그신호로 변환하여 스피커(SPK)를 통해 재생한다. 또한, 상기 오디오 처리부(370)는 마이크(MIC)로부터 입력된 아날로그 오디오신호를 제어부(330)의 제어 하에 오디오 코덱을 통해 디지털 오디오신호로 변환하여 채널 송신기(320)로 전송하는 기능을 수행한다. 상기 오디오 코덱은 오디오 처리부(370)에 별도로 구비되거나 또는 데이터 코덱과 함께 구비될 수 있다. 기지국으로 전송될 데이터가 마이크를 통해 입력될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송 전력을 위한 구성들의 블록도이다. 메모리(340)는 SIB정보 저장부(342)와 전송 전력 저장부(344)를 포함하고, 제어부(330)는 전송 전력 차이값 계산부(332)와 프리앰블 전송 전력 계산부(334)를 포함한다. 상기 각 구성들의 자세한 동작들을 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 프리앰블을 전송하는 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제어부(330)는 505 단계에서 RACH를 통해 기지국으로의 전송을 위한 데이터가 발생되면 즉, RACH 획득에 대한 요구가 있으면, 510 단계에서 SIB으로부터 프리앰블 전송 전력값 계산에 필요한 파라미터들을 추출 한다. 상기 SIB은 SIB 정보 저장부(342)에 저장되어 있는데, 제어부(330)는 510 단계에서 SIB 정보 저장부(342)로부터 상기 프리앰블 전송 전력값 계산에 필요한 파라미터들을 제공받는다. 515 단계에서 제어부(330), 특히 전송 전력 계산부(334)는 초기 전송 전력값(Initial-Preamble-Tx-Power)을 계산한다. 초기 전송 전력값은 상기 SIB 정보 저장부(342)로부터 제공받은 파라미터들(primaryCPICH-TX-Power, ul-Interference, constantValue)을 이용하여 계산된 초기 전력값과 전송 전력값 저장부(344)에 저장된 전송 전력 차이값에 의해 하기의 <수학식 3>과 같이 계산된다.
Initial-Preamble-Tx-Power = Initial-Preamble-Power +
PreamblePowerDiff/n
(n은 상수)
<수학식 3>에서 초기 전력값(Initial-Preamble-Power)은 상술한 <수학식 1>에 의해 계산되고, 전송 전력 차이값(PreamblePowerDiff)은 전송 전력 저장부(344)로부터 제공받는다. 앞서 설명하였듯이, 상기 초기 전력값이 기지국으로부터 전송된 정보를 이용하여 매 사이클에서 다시 계산되므로, 상기 초기 전송 전력값도 또한 매 사이클에서 다시 계산된다. 따라서, 매 사이클마다 상기 초기 전송 전력값은 다를 수 있다. 본 발명에서 상기 전송 전력 차이값은 메모리의 효율을 위해 도 5에 도시된 바와 같이 RACH 획득 또는 획득 실패 후 580 단계 또는 585 단계에서 계산되어 전송 전력값 저장부(344)에 저장되는 것으로 예를 든다. 자세한 설 명은 해당 단계에서 설명한다. 상기 전송 전력 차이값은 520 단계 이전에 계산될 수도 있다. 상기 전송 전력 차이값은 처음에 초기값으로 초기화 되어 있고, 단말과 연결되어 있던 기지국이 변경되면 초기값으로 다시 초기화된다고 가정한다. 본 발명에서는 상기 초기값을 0으로 가정한다.
<수학식 3>에서와 같이 초기 전송 전력값은 초기 전력값에서 전력 차이값을 n으로 나눈 값을 합한 값이다. 여기에서 n은 설정에 따라서 어떠한 상수값도 가능하며, 바람직하게는 2일 수 있다. 상기 초기 전송 전력값은 전송 전력값 저장부(344)에 저장될 수 있다.
제어부(330)는 520 단계에서 도 3의 RF 송신기(310)를 제어하여 상기 계산된 초기 전송 전력값으로 프리앰블을 전송한다. 제어부(330)는 525 단계에서 프리앰블에 대한 ACK가 수신되는지 확인한다. 만약 ACK가 수신되면 제어부(330)는 570 단계로 진행하여 RACH가 획득된 것으로 인식한다. 만약 ACK가 수신되지 않는다면, 제어부(330)는 530 단계로 진행한다.
530 단계에서 제어부(330), 특히 전송 전력 계산부(334)는 SIB 정보 저장부(342)로부터 제공된 파라미터들을 이용하여 하기의 <수학식 4>에 의해 재전송하는 전력값을 계산한다. 제어부(330)는 RF 송신기(310)를 제어하여 상기 계산된 재전송 전력값으로 프리앰블을 재전송한다.
P(n) = Initial-Preamble-Tx-Power + powerRampStep * (n-1)
( 0 < n
Figure 112007048823613-PAT00002
preambleRetransMax )
제어부는 535 단계에서 프리앰블에 대한 ACK가 수신되는지 확인한다. 만약 ACK가 수신되면 제어부(330)는 570 단계로 진행하여 RACH가 획득된 것으로 인식한다. 만약 ACK가 수신되지 않는다면, 제어부(330)는 540 단계로 진행한다. 제어부(330)는 540 단계에서 재전송되는 횟수(n)에 1을 추가함으로써 재전송 횟수를 카운트(Count)하고, 545 단계에서 상기 재전송 횟수(n)가 최대 재전송 횟수(preambleRetransMax)보다 크거나 같은지 확인한다. 상기 최대 재전송 횟수는 SIB에 포함된 값으로써 순방향 공통채널을 통해 기지국으로부터 수신된다. 만약 상기 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 작으면 제어부(330)는 530단계로 되돌아가서 상기 <수학식 4>에 의해 계산된 전력값으로 프리앰블을 재전송하도록 제어한다. 상기 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 크거나 같으면 550 단계로 진행한다. 이때 제어부(330)는 상기 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수와 같은 경우의 전송 전력값을 최대 재전송 전력값으로 전송 전력 저장부(344)에 저장한다.
550 단계에서 제어부(330)는 사이클 횟수(N)에 1을 추가함으로써 사이클 횟수를 카운트한다. 여기에서, 프리앰블을 초기 전송 전력값 또는 초기 재전송 전력값으로 전송하는 때부터 최대 재전송 전력값으로 전송하는 때까지를 하나의 사이클로 본다. 555 단계에서 제어부(330)는 사이클 횟수가 최대 사이클 횟수(Mmax)보다 크거나 같은지 확인한다. 상기 최대 사이클 횟수는 SIB에 포함되어 있는 값으로써 기지국으로부터 수신된다. 만약 상기 사이클 횟수가 최대 사이클 횟수보다 작으면 560 단계로 진행하고, 최대 사이클 횟수보다 크거나 같으면 575 단계로 진행한 다. 575 단계에서 제어부(330)는 최대 사이클 횟수만큼 프리앰블을 전송했는데도 ACK를 수신하지 못한 경우이므로 RACH 획득에 실패한 것으로 인식한다.
최대 재전송 횟수만큼 재전송했음에도 불구하고 기지국으로부터 ACK를 수신하지 못한 경우, 560 단계에서 제어부(330), 특히 전송 전력 계산부(334)는 다음 사이클에서의 재전송을 위한 초기 재전송 전력값을 계산한다. 전송 전력 계산부(334)는 상기 <수학식 3>에 의해 계산된 초기 전송 전력값과 전송 전력값 저장부(344)로부터 제공된 이전 사이클에서의 최대 재전송 전력값을 이용하여 하기의 <수학식 5>에 의해 초기 재전송 전력값(Initial-Preamble-ReTx-Power)을 계산한다. 하기 <수학식 5>에서 파라미터 RetransMax-Power(Cycle N-1)는 초기 재전송을 시작하는 현재 사이클의 이전 사이클에서의 최대 재전송 전력값이고, Initial-Preamble-Tx-Power(CycleN-1)은 이전 사이클에서의 초기 전송 전력값이다. N은 최대 사이클 횟수(Mmax)보다 작거나 같다.
Initial-Preamble-ReTx-Power = Initial-Preamble-Tx-Power +
{RetransMax-Power(CycleN-1) - Initial-Preamble-Tx-Power(CycleN-1)}/n
(n은 상수)
565 단계에서 제어부(330)는 RF 송신부(312)를 제어하여 초기 재전송 전력값으로 프리앰블을 재전송한다. 제어부(330)는 525 단계로 되돌아가서 ACK가 수신되는지 확인한다.
제어부(330) 특히, 전송 전력 차이값 계산부(332)는 570 단계에서 RACH를 획득한 것으로 인식하고, 580 단계에서 RACH 획득한 때의 프리앰블 전송 전력값을 이용하여 전송 전력 차이값(PreamblePowerDiff)을 계산하고 전송 전력값 저장부(344)에 저장한다. 상기 전송 전력 차이값은 전송에서의 성공값에서 초기 전력값을 감산함으로써 계산된다.
575 단계에서 제어부(330) 특히, 전송 전력 차이값 계산부(332)는 RACH 획득에 실패한 것으로 인식하고, 마지막으로 프리앰블을 전송한 전송 전력값(이하, 실패한 최대 전송 전력값이라 칭함) 즉, 최대 사이클(N사이클)에서의 최대 전송 전력값을 이용하여 전송 전력 차이값(PreamblePowerDiff)을 계산하고 전송 전력값 저장부(344)에 저장한다. 상기 전송 전력 차이값은 실패한 최대 전송 전력값에서 초기 전력값을 감산함으로써 계산된다.
이와 같이 계산되어 저장된 전송 전력 차이값은 새로운 프리앰블 전송시 초기 전송 전력값 계산에 이용된다. 580 단계에서 계산되어 저장된 전송 전력 차이값과 585 단계에서 계산되어 저장된 전송 전력 차이값 중에서 새로운 프리앰블 전송 전에 최후로 저장된 전송 전력 차이값이 전송 전력 차이값으로써 전송 전력값 저장부(344)로부터 제공되어 초기 전송 전력값이 계산된다.
상술한 과정에 의해 프리앰블이 전송되는 전력값들의 변화를 도 6을 참조하여 살펴본다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프리앰블을 전송하는 전력값들을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 초기 전송 전력값(610)은 상기 <수학식 3>에 의해 계산 된 초기 전송 전력값을 나타낸다. 도 3 또는 도 4의 제어부(330)는 프리앰블을 초기 전송 전력값(610)으로 전송한 후, ACK가 수신되는지 확인한다. 만약 수신되지 못하면, 제어부(330)는 상술한 <수학식 4>에 의해 일정량(powerRampStep)(620) 만큼의 전력을 증가시켜 프리앰블을 재전송한다. 그래도 ACK를 수신하지 못하면, 제어부(330)는 상기 <수학식 4>에 의해 일정량만큼 증가시켜서 ACK를 수신할 때까지 프리앰블을 반복적으로 재전송한다. 상기 프리앰블을 재전송하는 횟수는 최대 재전송 횟수를 초과하지 않는다. 최대 재전송 횟수까지 재전송하는 과정을 하나의 사이클(Cycle 1)로 본다. 여기에서 최대 재전송한 때의 전력값을 사이클 1에서의 최대 재전송 전력값(640)으로 본다.
최대 재전송 횟수만큼 프리앰블을 재전송했음에도 ACK를 수신하지 못하면, 제어부(330)는 <수학식 1>과 <수학식 5>에 의해 초기 재전송 전력값을 계산한다. 초기 재전송 전력값(650)은 이전 사이클인 사이클1에서의 초기 전송 전력값(610)에 이전 사이클인 사이클 1에서의 최대 재전송 전력값(640)과 초기 전송 전력값(610)의 차를 상수값(n)으로 특히, 2로 나눈 값을 합한 값이다. 제어부(330)는 초기 재전송 전력값(650)으로 프리앰블을 전송한 후, ACK가 수신되는지 확인한다. 만약 ACK가 수신되지 않으면, 상기 <수학식 4>에 의해 일정량만큼 증가시켜서 프리앰블은 반복적으로 재전송한다. 이런 식으로 제어부(330)는 SIB에 포함된 최대 사이클 횟수(Mmax)까지 반복한다. 이렇게 이전에 성공한 전송 전력값에 근거하여 계산된 이전 사이클의 초기 전송 전력값 및 이전 사이클의 최대 재전송 전력값에 근거하여 계산된 초기 재전송 전력값을 이용하여 일정량 만큼의 전력값을 증가시켜서 프리앰 블을 전송하기 때문에 프리앰블이 기지국에 성공적으로 도달할 수 있는 확률이 높아진다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 단말이 동일한 셀(Cell)에 머물며 RACH 프리앰블을 전송하는 경우 초기 전력값을 보정해 주는 변수가 기존값(CPICH-RSCP)에 전송 전력 차이값이 추가됨에 따라 오픈 루프 전력 제어가 더 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한, 실제 프리앰블이 성공적으로 기지국에 도달할 수 있는 전력값에 근접한 값을 초기 전송 전력값으로 사용함에 따라 ACK를 수신하기까지 프리앰블을 재전송하는데 필요한 전력 소비 및 설정 시간을 줄일 수 있다.
또한, 이전 사이클의 최대 재전송 전력값이 반영된 초기 재전송 전력값이 재계산되기 때문에 일정량만큼 증가된 전력값들이 사이클에 따라 달라진다. 따라서, 단말이 전송 시도하는 전송 전력값의 범위가 넓어질 수 있다.

Claims (21)

  1. 이동통신 시스템에서 단말(User Equipment: UE)이 역방향 공통 채널 획득을 위해 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    순방향 공통채널을 통해 방송되는 정보를 이용하여 계산된 초기 전력값 및 차이값을 이용하여 초기 전송 전력값을 계산하는 과정과,
    상기 초기 전송 전력값으로 상기 역방향 공통 채널을 통해 상기 프리앰블을 전송하는 과정과,
    상기 프리앰블에 대한 응답이 수신되면, 초기 전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산한 상기 차이값을 저장하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 초기 전송 전력값은,
    상기 초기 전력값과 상기 차이값을 n으로 나눈 값을 합한 값으로, 상기 n은 정해진 상수임을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 프리앰블에 대한 응답이 수신되지 않으면, 정해진 전력값만큼 증가된 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과,
    상기 재전송된 프리앰블에 대한 응답이 수신되면, 상기 응답이 수신된 때의 재전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산한 상기 차이값을 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 재전송 전력값은,
    상기 초기 전송 전력값과 이전 재전송 횟수만큼 곱해진 상기 정해진 전력 양을 합한 값임을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 초기 전력값은,
    상기 기지국으로부터 방송되는 정보인 시스템 정보 블록(System Information Block: SIB)에 포함된 파라미터들을 이용하여 계산됨을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  6. 이동통신 시스템에서 단말(User Equipment: UE)이 역방향 공통 채널 획득을 위해 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    순방향 공통채널을 통해 방송되는 정보를 이용하여 계산된 초기 전력값 및 차이값을 이용하여 초기 전송 전력값을 계산하는 과정과,
    상기 초기 전송 전력값으로 상기 역방향 공통 채널을 통해 상기 프리앰블을 전송하는 과정과,
    상기 프리앰블에 대한 응답이 수신되지 않으면, 정해진 전력값만큼 증가된 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과,
    상기 재전송된 횟수가 정해진 최대 재전송 횟수를 초과하면, 상기 최대 재전송 횟수일 때의 전력값을 이용하여 초기 재전송 전력값을 계산하고 상기 계산된 초기 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 과정과,
    상기 초기 재전송 전력값으로 재전송된 프리앰블에 대한 응답이 수신되면, 상기 초기 재전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산한 상기 차이값을 저장하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 초기 재전송 전력값은,
    상기 최대 재전송 횟수일 때의 전력값에서 상기 초기 전송 전력값을 뺀 값을 n으로 나눈 값과 상기 초기 전송 전력값을 합한 값이고, 상기 n은 정해진 상수임을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 차이값은 상기 단말과 연결된 기지국이 변경되면 정해진 초기값으로 초기화됨을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 초기 전송 전력값은,
    상기 초기 전력값과 상기 차이값을 n으로 나눈 값을 합한 값으로, 상기 n은 정해진 상수임을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 재전송 전력값은,
    상기 초기 전송 전력값과 이전 재전송 횟수만큼 곱해진 상기 정해진 전력 양을 합한 값임을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 초기 전력값은,
    상기 기지국으로부터 방송되는 정보인 시스템 정보 블록(System Information Block: SIB)에 포함된 파라미터들을 이용하여 계산됨을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 재전송된 횟수가 정해진 최대 재전송 횟수를 초과하지 않으면, 사이 클 횟수가 정해진 최대 사이클 횟수를 초과하는지 확인하는 과정과,
    상기 사이클 횟수가 상기 최대 사이클 횟수를 초과하면, 상기 최대 사이클에서의 상기 최대 재전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산한 상기 차이값을 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  13. 이동통신 시스템에서 단말(User Equipment: UE)이 역방향 공통 채널 획득을 위해 프리앰블(Preamble)을 전송하는 전력을 제어하는 장치에 있어서,
    순방향 공통채널을 통해 방송되는 정보 및 상기 프리앰블에 대한 응답을 수신하는 채널 수신기와,
    상기 프리앰블을 상기 역방향 공통 채널을 통해 송신하는 채널 송신기와,
    상기 프리앰블을 초기 전송 전력값으로 전송하고, 상기 응답이 수신되지 않은 경우 재전송 전력값으로 재전송하고, 상기 재전송된 횟수가 정해진 최대 재전송 횟수를 초과하는 경우 초기 재전송 전력값으로 상기 프리앰블을 재전송하는 RF 송신기와,
    상기 정보에 의해 초기 전력값을 계산하고, 상기 초기 전송 전력값, 재전송 전력값, 초기 재전송 전력값 및 차이값을 계산하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 방송되는 정보를 이용하여 초기 전력값을 계산하고, 상기 프리앰블에 대한 응답을 수신한 때의 전송 전력값 또는 상기 프리앰블에 대한 응답을 수신하지 못한 때의 전송 전력값에서 상기 초기 전력값을 감산하여 차이값을 계산하는 차이값 계산부를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 초기 전력값과 상기 차이값을 이용하여 상기 초기 전송 전력값을 계산하고, 상기 초기 전송 전력값에 정해진 전력값을 증가함으로써 상기 재전송 전력값을 계산하며, 상기 최대 재전송 전력값을 이용하여 상기 초기 재전송 전력값을 계산함하는 전송 전력 계산부를 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 초기 전송 전력값은,
    상기 초기 전력값과 상기 차이값을 n으로 나눈 값을 합한 값이고, 상기 n은 정해진 상수임을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 재전송 전력값은,
    상기 초기 전송 전력값에 이전 재전송 횟수만큼 곱해진 상기 정해진 전력 양을 합한 값임을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 초기 재전송 전력값은,
    상기 최대 재전송 횟수일 때의 전송 전력값에서 상기 초기 전송 전력값을 뺀 값을 n으로 나눈 값에 상기 초기 전송 전력값을 합한 값이고, 상기 n은 정해진 상수임을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 초기 전력값은,
    상기 기지국으로부터 방송되는 정보인 시스템 정보 블록(System Information Block: SIB)에 포함된 파라미터들을 이용하여 계산됨을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 프리앰블에 대한 응답을 수신하지 못한 때의 전송 전력값은,
    정해진 최대 사이클의 상기 최대 재전송 횟수만큼 상기 프리앰블을 재전송한 후 상기 프리앰블에 대한 응답을 수신하지 못한 경우에서 상기 정해진 최대 사 이클에서의 상기 최대 재전송 전력값임을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 방송되는 정보, 상기 최대 재전송 전력값 및 상기 차이값을 저장하는 저장부를 더 포함함을 특징으로 하는 전력 제어 장치.
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