KR20090081486A - 이동통신 시스템에서 전력 보정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패킷 이동통신 시스템에서의 제어 채널의 전력 보정 방법 및 장치에 관한 것으로 특히, 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널 전력 보정 값을 이용하여 신뢰성 있는 수신 성능을 보장하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 기지국이 제어 채널의 정상 수신 여부를 판단하여 제어 채널 전력 보정 값을 조정하는 과정과, 상기 조정된 제어 채널 전력 보정 값을 바탕으로 제어 채널 전력을 결정한다. 이는 목표 에러율(target BLER)을 유지하여 제어 채널 및 시스템의 안정성을 높이고, 이를 통해 여분의 자원을 공유채널에 사용하여 시스템의 처리율을 높이고, 옆 셀간의 간섭을 줄여 전체 시스템의 처리율을 높이는 데에도 기여한다.

제어 채널, 전력 보정, 패킷, 이동통신

Description

이동통신 시스템에서 전력 보정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POWER ADJUSTMENT IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 패킷 이동통신 시스템에서의 제어 채널의 전력 보정 방법 및 장치에 관한 것으로 특히, 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널 전력 보정 값을 이용하여 신뢰성 있는 수신 성능을 보장하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일반적인 패킷 이동통신 시스템에서의 전력 보정방법은 기본적으로 채널 상태에 따라 고정된 성능을 가정하여 고안되었기 때문에 채널환경의 차이로 인한 수신성능 저하, 처리율 저하 등의 문제를 해결할 수 없었다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 이동통신 시스템에서 자원의 효율적인 사용과 전송률의 극대화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

오늘날 이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하는데서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위한 고속, 고품질의 무선 데이터 패킷 통신시스템으로 발전하고 있다. 특히, 패킷을 기반으로 한 이동통신 시스템 은, 공용 자원의 효율적인 사용 및 전송률의 극대화를 위하여 사용자들이 공용 자원을 나누어 쓰게 된다. 또한 사용자의 채널 상황에 따라 가변적인 변조/코딩을 사용하는 적응 변조/코딩(AMC : Adaptive Modulation and Coding)방식을 사용한다.

이러한 공용 채널을 다수의 사용자가 효율적으로 사용하기 위해서, 기지국은 제어 채널을 통하여 현재의 공용 자원이 어느 사용자에게 어떠한 포맷으로 할당되어 있는지에 대한 정보를 단말기에 알려 주어야 한다. 이러한 정보는 일반적으로 제어 채널을 통하여 전송된다.

상기 패킷 이동통신 시스템은 제어 채널의 신뢰성 있는 수신 성능의 보장을 위해서 일반적으로 제어 채널에 대한 전력 제어를 수행하게 된다. 상기 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널의 전력 제어의 일반적인 방법은, 전용 채널이 있는 경우에 이에 대한 오프셋 값을 유지함으로써 자동적으로 전력 제어가 이루어지도록 하는 방법과, 단말기가 전송하는 채널 품질 정보 채널(CQI : Channel Quality Indicator)을 기반으로 전력을 조절하는 방법이 있다.

이러한 방법은 기본적으로 채널 상태에 따라 고정된 성능을 가정하고 고안된 것이기 때문에, 채널 환경의 차이에 따른 세부적인 조정을 통한 제어 채널의 블럭에러율(BLER : BLock Error Rate)을 유지하는 방안은 되지 못한다. 즉, 같은 채널 품질 정보 채널 하에서도 채널 모델에 따라 서로 다른 성능을 보일 수 있다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널의 성능을 안정적으로 높이기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 패킷 이동통신 시스템에서의 제어 채널 및 시스템의 안정성을 높이기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널 수신에 대한 단말기의 긍정/부정 응답의 전송 유무에 따라 조정된 제어 채널 보정 값으로 제어 채널 전력을 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 기지국에서 제어 채널의 전력 보정을 하는 방법은, 제어 채널의 수신 여부를 나타내는 단말기의 응답을 판단하여, 상기 응답을 확인한 경우, 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정하는 과정과, 상기 응답을 확인하지 못한 경우, 상기 제어 채널 전력 보정 값을 상향 조정하는 과정과, 상기 과정에서 얻은 제어 채널 전력 보정 값을 이용하여 제어 채널 전력을 구하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 제어 채널의 전력 보정을 위한 기지국에 있어서, 제어 채널의 수신 여부를 나타내는 응답의 수신 여부를 판단하여, 응답을 확인한 경우, 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정하고, 상기 응답을 확인하지 못한 경우, 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 상향 조정 하며, 상기 생성된 제어 채널 전력 보정 값을 이용하여 제어 채널 전력을 결정하는 제어부를 특징으로 하는 기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 패킷 이동통신 시스템에서 일반적인 방법에 추가로 제어 채널 전력 보정 값(margin)을 조절하여 목표 에러율(target BLER)을 유지하여 제어 채널 및 시스템의 안정성을 높이는 방법이다. 이를 통해 여분의 자원을 공유채널에 사용하여 시스템의 처리율을 높이고, 옆 셀간의 간섭을 줄여 전체 시스템의 처리율을 높이는 데에도 기여한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 발명에서는 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널의 전력 보정 방법 및 장치에 관하여 설명할 것이다.

이하 본문에서 정의하는 UNKNOWN 상태는 기지국이 단말기에서 전송한 제어 채널에 대한 응답을 받지 못했을 때를 말하며, 이는 상기 제어 채널의 오류로 인한 경우와 단말기의 긍정/부정 응답의 수신 실패로 인한 경우가 있다. 이는, 제어 채 널의 관점에서는 제어 채널에 대한 NACK 라고 할 수 있다.

이하 본문에서 정의하는 ACK/NACK 상태는 기지국이 상기 단말기에서 전송한 상기 제어 채널에 대한 응답을 받았을 때를 말한다. 이는, 제어 채널의 관점에서는 제어 채널에 대한 ACK 라고 말할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널의 전력 보정을 위한 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 이하 설명에서 상기 패킷 이동통신 시스템은, 고속 하향 패킷 접속(HSDPA : High Speed Downlink Packet Access), 무선 광역 인터넷(Wibro : WIreless BROadband internet), LTE(Long Term Evlution)와 같은 패킷을 기반으로 한 이동통신 기술들이 적용된 기기들을 포함하는 의미이다. 이하 설명은 상기 예들의 일반적인 구성을 가지고 설명할 것이다.

상기 도 1에 따르면, 기지국(100)의 제어부(101)는 상기 기지국(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 본 발명과 연관해서는 단말기(110)가 전송한 긍정/부정 응답(ACK/NACK)을 확인한 경우 혹은, 응답이 없는 경우를 판단하고, 상기의 경우들을 고려하여, 단말기가 제어 채널을 수신하여 단말기의 상기 긍정/부정 응답이 존재하는 경우에는 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정하고, 제어 채널을 수신하지 못하거나 상기 응답을 유실하여 단말기의 상기 응답이 존재하지 않는 경우에는 상기 제어 채널 전력 보정 값을 상향 조정한다. 따라서, 이하의 설명에 있어서 통상적인 상기 제어부(101)의 처리 및 제어에 관한 설명은 생략한다.

제어 채널 생성부(103)는 공용 채널의 할당 정보를 알려주기 위한 제어 채널 을 생성한다. 이때 상기 제어 채널에는 목표 사용자와 목표 사용자에게 해당하는 할당의 포맷에 대한 정보를 포함한다. 이때, 상기 제어 채널은 공용 채널을 여러 사용자가 사용하기 위해서, 현재 공용 자원을 어느 사용자에게 어떤 포맷으로 할당하였는지에 대한 정보를 전송하는 채널을 말한다.

스케줄링부(105)는 각 단말기(110)에 순위를 부여하고 시스템의 공용 자원을 할당하는 역할을 한다.

송/수신부(107)는 각 단말기에 할당된 상기 공용 채널을 전송하고, 단말기(110)에서 상기 긍정/부정 응답을 수신한다. 또한 상기 제어부(101)에서 정한 제어 채널을 전송하는 역할도 한다.

상기 단말기(110)의 제어부(111)는, 상기 단말기(110)의 전반적인 동작을 제어한다. 본 발명과 연관해서는 기지국에서 전송한 제어 채널을 바탕으로 단말기의 자원을 구성하는 역할을 한다. 따라서, 이하의 설명에 있어서 통상적인 상기 제어부(111)의 처리 및 제어에 관한 설명은 생략한다.

송/수신부(113)는 상기 기지국(100)으로부터 제어 채널 및 공용 채널을 수신하고, 단말기(110)가 제어 채널을 정상적으로 수신하였다면, 고용채널에 대한 긍정/부정응답을 전송한다.

신호 응답부(115)는 상기 기지국(100)으로부터 수신된 공용 채널을 바탕으로 긍정/부정 응답의 전송 여부를 결정한다.

신호 응답부(115)의 역할은 상기 패킷 이동통신 시스템의 상기 제어부(111)에 의해 수행할 수 있으나, 본 발명에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 설명의 편의를 위한 예시적인 구성이지 결코 본 발명의 범위를 제한하자는 것이 아니며, 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형구성이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 이들 모두를 상기 제어부(111)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 기지국에서 제어 채널의 전력 보정을 위한 방법을 도시한 흐름도이다. 상기 도 2에 따르면, 상기 기지국의 제어부(101)는 201단계로 진행하여 현재 전송할 제어 채널의 전력을 결정하고 203단계로 진행하여 제어/공용 채널 정보를 전송한다. 이후 205단계로 진행하여 상기 공용 채널 정보에 따른 단말기(110)의 긍정/부정 응답의 수신 여부를 확인하여 제어 채널의 정상 수신 여부를 판단한다.

만일, 상기 긍정/부정 응답이 수신되지 않은 경우라면(UNKNOWN 상태), 상기 제어부(101)는 211단계로 진행하여 상기 제어 채널이 정상적으로 수신되지 않았다고 판단하고(제어 채널에 대한 ACK) 제어 채널 전력 보정 값을 상향 조정한다. 상기 제어부(101)는 하기 <수학식 1>을 이용하여 상기 제어 채널 전력 보정 값을 상향 조정할 수 있다.

Margin_cc = Margin_cc + (1 - target_BLER) * Step_Size

상기 Margin_cc는 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 말하고, 상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말한다. 또한, 상 기 Step_Size는 전력이 변화하는 기본단위를 말한다.

한편, 상기 긍정/부정 응답이 수신된 경우라면(ACK/NACK 상태), 상기 제어부(101)는 207단계로 진행하여 상기 제어 채널이 정상적으로 수신되었다고 판단하고(제어 채널에 대한 NACK) 상기 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정한다. 상기 제어부(101)는 하기 <수학식 2>를 이용하여 상기 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정할 수 있다.

Margin_cc = Margin_cc - target_BLER * Step_Size

상기 Margin_cc는 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 말하고, 상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말한다. 또한, Step_Size는 전력이 변화하는 기본단위를 말한다.

이후 상기 제어부(101)는 209로 진행하여 상기 207단계 및 211 단계에서 조정한 제어 채널 전력 보정 값을 저장하여 다음 전송 시에 제어 채널의 전력 보정을 위해 사용한다.

그리고, 상기 <수학식 1>과 <수학식 2>에서 target_BLER의 실제적인 값은, 상기 언급된 UNKNOWN이 발생하는 두 가지의 경우를 고려해야 한다. 그 두 가지의 경우는 하기 <수학식 3>에 표현하였다.

target_BLER = target_BLER_cc + P_miss

상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말하 고, 상기 target_BLER_cc은 단말기(110)가 상기 제어 채널 수신에 실패할 확률을 말한다. 또한, 상기 P_miss는 단말기(110)가 상기 긍정/부정응답을 전송하였으나 상기 기지국(100)이 상기 응답의 수신에 실패할 확률을 말한다.

이후, 209단계로 진행한 상기 제어부(101)는 상기 과정에서 얻어진 상기 제어 채널 전력 보정 값을 바탕으로 201단계로 진행하여 새로운 전송 시에 필요한 제어 채널의 전력을 결정한다. 그 방법은 하기 <수학식 4>에 나타나있다.

Control Channel Power(dB) = P(CQI)_dB + Margin_cc

상기 Control Channel Power는 상기 제어 채널의 송신전력을 말하고, 상기 P(CQI)_dB는 일반적인 전력 결정 알고리즘에 의해 결정된 상기 제어 채널의 전송 전력을 말한다. 이는 기지국(100)의 송신기 구성에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 상기 Margin_cc는 상기 제어 채널 전력 보정 값을 말한다.

도 3은 본 발명에 따른 단말기에서 제어 채널의 전력 보정을 위한 방법을 도시한 흐름도이다. 상기 도 3에 따르면, 제어부(111)는 301단계로 진행하여 공용 채널의 수신 여부를 확인한다.

만일, 상기 공용 채널을 수신하지 못한 경우라면, 상기 제어부(111)는 현재의 전송 구간에 자신에 대한 정보가 없는 경우로 판단하므로 다음 단계의 수신을 준비한다. 이때의 경우는 UNKNOWN의 상태(제어 채널에 대한 NACK)이므로 기지국의 제어 채널에 대한 전력 보정 값은 상향 조정된다. 한편, 상기 공유 채널을 수신한 경우라면, 상기 제어부(111)는 303단계로 이동하여 긍정/부정 응답을 전송한다. 이때의 경우는 ACK/NACK 상태(제어 채널에 의한 ACK)이므로 기지국(100)이 상기 응답의 수신에 실패하지 않는 경우 제어 채널에 대한 전력 보정 값은 하향 조정된다.

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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은, 패킷 이동통신 시스템에서 제어 채널의 전력 보정을 위한 장치의 구조를 도시한 장치도.

도 2는, 기지국에서 제어 채널의 전력 보정을 위한 방법을 도시한 흐름도.

도 3은, 단말기에서 제어 채널의 전력 보정을 위한 방법을 도시한 흐름도.

Claims (10)

1. 기지국에서 제어 채널의 전력 보정 방법에 있어서,

   제어 채널의 수신 여부를 나타내는 단말기의 응답을 확인하는 과정과,

   상기 응답을 확인한 경우, 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정하는 과정과,

   상기 응답을 확인하지 못한 경우, 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 상향 조정하는 과정과,

   상기 조정된 제어 채널 전력 보정 값을 이용하여 제어 채널 전력을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어 채널의 전력 보정 값은,

   하기 <수학식 5>를 이용하여 상향 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

   Margin_cc = Margin_cc + (1 - target_BLER) * Step_Size

   상기 Margin_cc는 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 말하고, 상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말한다. 또한, 상기 Step_Size는 전력이 변화하는 기본단위를 말한다.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어 채널의 전력 보정 값은,

   하기 <수학식 6>을 이용하여 하향 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

   Margin_cc = Margin_cc - target_BLER * Step_Size

   상기 Margin_cc는 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 말하고, 상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말한다. 또한, 상기 Step_Size는 전력이 변화하는 기본단위를 말한다.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어 채널의 목표 에러율(target_BLER)은,

   하기 <수학식 7>을 이용하여 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

   target_BLER = target_BLER_cc + P_miss

   상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말하 고, 상기 target_BLER_cc은 단말기(110)가 상기 제어 채널 수신에 실패할 확률을 말한다. 또한, 상기 P_miss는 단말기(110)가 상기 긍정/부정응답을 전송하였으나 상기 기지국(100)이 상기 응답의 수신에 실패할 확률을 말한다.
5. 제 1항에 있어서,

   제어 채널 전력과 제어 채널 전력 보정 값을 바탕으로 보정된 제어 채널 전력을 구하는 과정은,

   하기 <수학식 8>을 이용하여 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

   Control Channel Power(dB) = P(CQI)_dB + Margin_cc

   상기 Control Channel Power는 상기 제어 채널의 송신전력을 말하고, 상기 P(CQI)_dB는 일반적인 전력 결정 알고리즘에 의해 결정된 상기 제어 채널의 전송 전력을 말한다. 이는 기지국(100)의 송신기 구성에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 상기 Margin_cc는 상기 제어 채널 전력 보정 값을 말한다.
6. 제어 채널의 전력 보정을 위한 기지국에 있어서,

   제어 채널의 수신 여부를 나타내는 단말기의 응답을 확인한 경우, 제어 채널 전력 보정 값을 하향 조정하고, 상기 응답을 확인하지 못한 경우, 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 상향 조정하며, 상기 조정된 제어 채널 전력 보정 값을 이용하여 제어 채널 전력을 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제어부는,

   하기 <수학식 9>를 이용하여 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 상향 조정하는 것을 포함하는 기지국.

   Margin_cc = Margin_cc + (1 - target_BLER) * Step_Size

   상기 Margin_cc는 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 말하고, 상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말한다. 또한, 상기 Step_Size는 전력이 변화하는 기본단위를 말한다.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 제어부는,

   하기 <수학식 10>을 이용하여 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 하향 조정하는 것을 포함하는 기지국.

   Margin_cc = Margin_cc - target_BLER * Step_Size

   상기 Margin_cc는 상기 제어 채널의 전력 보정 값을 말하고, 상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말한다. 또한, 상기 Step_Size는 전력이 변화하는 기본단위를 말한다.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 제어부는,

   하기 <수학식 11>을 이용하여 상기 목표 에러율(target_BLER)을 결정하는 것을 포함하는 기지국.

   target_BLER = target_BLER_cc + P_miss

   상기 target_BLER은 유지하려고 하는 상기 제어 채널의 목표 에러율을 말하고, 상기 BLER_cc는 단말기(110)가 상기 제어 채널 수신에 실패할 확률을 말한다. 또한, 상기 P_miss는 단말기(110)가 상기 긍정/부정응답을 전송하였으나 상기 기지국(100)이 상기 응답의 수신에 실패할 확률을 말한다.
10. 제 6항에 있어서,

    상기 제어부는,

    하기 <수학식 8>을 이용하여 제어 채널 전력과 제어 채널 전력 보정 값을 바탕으로 보정된 제어 채널 전력을 구하는 것을 포함하는 기지국.

    Control Channel Power(dB) = P(CQI)_dB + Margin_cc

    상기 Control Channel Power는 상기 제어 채널의 송신전력을 말하고, 상기 P(CQI)_dB는 일반적인 전력 결정 알고리즘에 의해 결정된 상기 제어 채널의 전송 전력을 말한다. 이는 기지국(100)의 송신기 구성에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 상기 Margin_cc는 상기 제어 채널 전력 보정 값을 말한다.

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