KR20090132739A - 이동통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 제어에 관한 것으로 이동통신 시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서 수신한 신호에 포함된 정보, 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 과정과 상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 과정을 포함하는 것으로 고차 변조 방식 및 공간 다중화 다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 통신 시스템에서 저차 변조 방식을 사용하는 제어 채널과 공간 다이버시티가 이용되는 물리채널에 대해 같이 통합적인 전력 제어를 수행하고, 전력비에 대한 시그널링 오버헤드를 감소시키고, 수신 단에서의 전력비 추정 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Figure P1020080058871
전력 제어, MCS, 파일롯 신호, 제어 신호, 트래픽.

Description

이동통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER CONTROL IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템의 송신 단에서 물리계층 간 전송 전력을 제어하여 수신 단에서 효과적으로 물리계층 간 전송 전력을 추정하기 위한 송신 단에서의 시그널링과 수신 단에서의 추정을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 이동 통신 시스템(Mobile Communication System)은 음성 위주의 서비스에서 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 등과 같은 고속 대용량 위주의 서비스로 발전하고 있다.
최근의 이동 통신 시스템 표준들은 한정된 주파수 대역(Frequency Band) 이내에서, 고속 데이터 전송을 위해 무선 채널 상태에 따라 변조차수(Modulation Order) 및 부호 율(Coding Rate)을 조절하는 기법인 적응적 변조 및 코딩 (AMC: Adaptive modulation and coding) 방식을 이용하고 있다.
상기 AMC 방식은 복수 개의 변조 차수와 코딩율 조합을 가진다. 통상적으로 상기 변조 차수와 코딩율 조합을 변조 및 코딩 스킴(MCS: Modulation and Coding Scheme)이라고 한다.
상기 AMC 방식은 단말기(UE: User Equipment)와 현재 접속되어 있는 기지국 사이의 채널 상태에 따라 상기 MCS 레벨을 적응적으로 결정하여 전송함으로써 주파수 효율을 향상시키는 방식이다.
상기 AMC 방식을 적용할 경우, 단말기와 기지국 사이의 채널 상태가 우수하다면, 고차 변조방식(8PSK, 16QAM, 64QAM등)의 MCS가 선택되며, 이와 반대로 단말기와 기지국 사이의 채널 상태가 나쁠 경우, 저차 변조 방식(BPSK 또는 QPSK)의 MCS가 선택된다.
상기 저차 변조방식 중 하나인 BPSK는 채널의 위상(phase) 정보만 있어도 성상도(constellation) 상에서 각 심볼(symbol)의 채널 복호기에 전달할 로그 우도 율(Log Likelihood Ratio: LLR) 생성이 가능하다. 그리고, QPSK도 일반적으로 이용되는 Max-Log-MAP방식이 적용될 경우는 채널의 위상 정보만 있어도 가능하다.
반면, 8PSK, 16QAM, 64QAM 방식들은 Max-Log-MAP방식을 사용하더라도 LLR을 생성하기 위해서는 채널의 위상 및 크기 정보가 필요하다.
이러한 채널 정보를 필요로 하는 이동 통신 시스템에서는, 채널 정보를 추정하기 위해서, 미리 정해진 형태의 신호를 수신하여 채널을 추정한다. 이때, 채널 추정을 위해 전송하는 신호를 파일럿 신호(pilot signal)이라 한다.
채널 추정에 이용되는 파일럿 신호는 무선 주파수 자원의 효율을 위해 모든 사용자 단말기가 수신할 수 있도록 하는 공통 파일럿(common pilot) 신호가 일반적 이다. 그리고, 특정 사용자 단말기를 위한 전용(dedicated) 파일럿 신호를 전송하기도 한다.
채널 추정 결과를 복조(demodulation) 및 LLR 생성에 이용하기 위해서는, 파일럿 신호와, 복조 및 LLR 생성이 필요한 물리 채널들 사이의 전력비(또는 심볼 에너지 비)를 알아야 한다. 이는 일반적으로 물리 채널들과 파일럿 신호의 성능을 보장하기 위한 전력이 상이한 것에 기인한다.
고속 대용량 이동 통신 시스템을 구현하기 위해서는 고차 변조방식이 이용되며, 일반적으로 채널 추정에 이용되는 파일럿 신호와 트래픽 신호 사이의 상이한 전력비로 인해, 복조 및 LLR 생성을 위해서는 파일럿 신호와 트래픽 신호의 전력비에 대한 정보가 필요하다.
이를 위해, 송신 단에서 시그널링을 통해 수신 단에 전력비를 전달하는 방식을 사용할 경우, 시그널링 오버헤드가 증가하는 문제점이 있고, 수신 단에서 전력비 추정을 할 경우는 전력비 추정 오류로 인한 트래픽 오율이 증가하는 문제점이 있다.
특히, 최근 주파수 효율 증대를 위해 이용되는 공간 멀티플렉싱 다중 입력 다중 출력 시스템(SM MIMO System:Spatial Multiplexing Multi Input Multi Output System)의 경우는 전력비 추정이 용이하지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템의 송신 단에서 파일럿 채널과 트래픽 채널뿐만 아니라 제어 채널(control channel)의 전력도 통합적으로 제어함으로써 수신 단에서 트래픽 채널의 복조 및 LLR 생성을 위해 필요한 파일럿 채널과 트래픽 채널간의 전력비 시그널링 오버헤드 감소와 상기 전력비의 효과적인 추정을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면 이동통신 시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서 수신한 신호에 포함된 정보, 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 과정과 상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면. 이동통신 시스템에서 수신기의 장치에 있어서 수신한 신호에 포함된 정보 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 제어 대 파일롯 전력 비율부와 상기 정보 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 트래픽 대 파일롯 전력 비율부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서 상위 계층으로부터 제어 정보를 제공받는 과정과 트래픽 및 제어 전력 제어기로부터 미세 전력 조절 제어 정보를 제공받는 과정과 상기 제어 정보 및 상기 미세 전력 조절 제어 정보를 통합하여 제어 시퀀스를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 송신기의 장치에 있어서 상위 계층으로부터 제어 정보를 제공받고 트래픽 및 제어 전력 제어기로부터 미세 전력 조절 제어 정보를 제공받고 상기 제어 정보 및 상기 미세 전력 조절 제어 정보를 통합하여 제어 시퀀스를 생성하는 제어 시퀀스 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고차 변조 방식 및 공간 다중화 다중 입력 다중 출력 방식을 사용하는 통신 시스템에서 저차 변조 방식을 사용하는 제어 채널과 공간 다이버시티가 이용되는 물리채널에 대해 같이 통합적인 전력 제어를 수행하고, 전력비에 대한 시그널링 오버헤드를 감소시키고, 수신 단에서의 전력비 추정 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구 체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 이동통신 시스템에서 전력 제어를 위한 장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.
본 발명은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)시스템을 예를 들어 설명하나, 파일롯 채널과 트래픽 채널 사이의 전력비를 사용하는 통신 시스템에는 모두 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA기반의 다중 송신 안테나가 사용된 MIMO 시스템에서 트래픽 채널과 제어 채널의 전력을 통합적으로 제어하는 경우의 송신기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하여 트래픽 채널(사용자 k에 대한)에 대해 설명하면, 먼저, 트래픽 비트가 S/P(Serial-to-Parallel)변환기(100)를 통해 전송계층(layer)으로 분류된다. 이후, CRC부(Cyclic redundancy check)(110, 112)가 전송 과정에서 발생되는 오류를 검출하기 위해 분류된 트래픽 비트에 CRC를 추가한다. 그리고, FEC인코더(forward error correction)(120, 122)가 잡음에 의해 발생되는 오류를 정정하기 위한 오류정정부호를 사용하여 상기 CRC가 삽입된 트래픽 비트를 인코딩한다. 일반적으로 무선통신 시스템에서는 FEC을 위해 "convolutional codes" 혹은 "turbo codes", "LDPC codes" 등이 사용된다.
이후, 레이트 매칭부(Rate Matching)(130, 132)는 인코딩된 트래픽 비트를 각각의 사용자(k)에게 할당된 변조 심볼의 수와 일치시킨다. 즉, 채널 부호화된 트래픽 비트 수와 사용자에게 할당된 변조 심볼의 수를 일치시킨다.
이후, 변조부(140, 142)에서 상기 레이트 매칭부(Rate Matching)(130, 132)가 일치시킨 트래픽 비트들을 신호 성좌점(Constellation)으로 매핑하여 전송 심볼을 생성한다.
이후, 전처리부(150)에서 매핑한 트래픽 전송 심볼들을 피드백 정보를 이용하여 전처리(Precoding)하여 리소트 얼라케이터(160)로 전달한다.
이제, 상기 도 1을 참조하여 제어 채널에 대해 설명하면, 먼저, 제어 시퀀스 생성기(Control Sequence Generator)(105)는 제어 정보(Control information)(사용자 k에 대한)를 상위 계층으로부터 입력받아 정해진 규칙에 따라 시퀀스 형태로 변환한다.
이때, 트래픽 채널과 제어 채널(control channel)의 전력을 통합적으로 제어할 때, 필요한 미세 전력 조절 제어 정보도 함께 제어 시퀀스에 통합된다. 상기 미세 전력 조절 제어 정보는 트래픽 및 제어 전력 제어기(사용자 k에 대한)(162)에서 생성되어 제공된다.
이후, CRC부(Cyclic redundancy check)(114)가 전송 과정에서 발생되는 오류를 검출하기 위해 CRC를 추가한다. 그리고, FEC인코더(forward error correction)(124)가 잡음에 의해 발생되는 오류를 정정하기 위한 오류정정부호를 사용하여 상기 CRC가 삽입된 트래픽 비트를 인코딩한다. 이후, 변조부(144)에서 상기 CRC가 삽입된 트래픽 비트를 신호 성좌점(Constellation)으로 매핑하고 제어 채 널로 전송할 전송 심볼을 생성하여 상기 리소트 얼라케이터(160)로 전달한다.
상기 리소스 얼라케이터(160)에서는 트래픽 심볼과 제어 심볼 및 파일럿 심볼들을 재정렬하고, 트래픽 채널과 제어 채널의 전력을 통합적으로 조절한다. 제어 전력을 제어하기 위한 정보는 단말의 피드백 정보를 기반으로 한다.
상기 트래픽 및 제어전력 제어기(사용자 k에 대한)(162)는 제어 정보를 상기 리소스 얼라케이터(160)로 제공하고, 파일롯 전력제어기(164)는 전송할 파일롯 심볼의 전력을 결정하여 상기 트래픽 및 제어전력 제어기(사용자 k에 대한)(162) 및 상기 리소스 얼라케이터(160)로 제공한다.
이렇게 전력비가 조절된 주파수 도메인 상의 심볼들은 IFFT(170, 172)를 통해 시간 도메인의 심볼로 전환된 후 안테나틀 통해 전송된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA기반의 다중 수신 안테나가 사용된 MIMO 시스템에서 트래픽 채널과 제어채널의 전력을 통합적으로 제어하는 경우의 수신기 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하여 트래픽 채널에 대해 설명하면, FFT(200, 205)는 각 수신 안테나에서의 수신 신호를 FFT를 통해 시간 도메인 상의 신호를 주파수 도메인의 신호로 변환하고 리소스 디얼라케이터(Resource deallocator)(210)로 전달한다.
상기 리소스 디얼라케이터(210)는 상기 주파수 도메인 상의 신호를 트래픽 심볼과 파일럿 심볼로 구분하고, 상기 파일럿 심볼은 채널 추정기(212)와 CPPR추정기(control-to-pilot power ratio)(214)로 전달하고, 상기 제어 심볼은 상기 CPPR 추정기(214) 전달한다. 그리고, 상기 리소스 디얼라케이터(210)는 상기 트래픽 심볼을 MIMO 복조기(230)로 전달한다.
상기 채널 추정기(212)는 상기 파일롯 심볼, 즉, 파일롯 채널을 이용하여 채널 추정을 수행한다. 그리고, 유효 채널 생성기(Effective Channel Generation)(220)는 채널 추정한 심볼에 전처리의 영향을 채널에 반영한다.
상기 CPPR 추정기(214)는 상기 파일럿 심볼과 상기 제어 심볼을 모두 입력받고, 두 심볼(채널)의 전력 및 전력비를 각각 구하고, 이를 TPPR 연산기(traffic-to-pilot power ratio)(222)로 전달한다. 구현방법에 따라 상기 TPPR 연산기(222)는 상기 두 심볼의 전력 또는 전력비 일부만을 이용할 수도 있다.
상기 TPPR연산기(222)는 하기 <수학식 1>의 경우는 하기 <수학식 3>와 같이, 하기 <수학식 2>의 경우는 하기 <수학식 4>와 같이 TPPR을 연산하여 구한다.
채널 추정에 이용되는 파일럿 심볼이 단말들에게 공통으로 이용되면, 단말마다 서로 다른 전처리가 파일럿 심볼에는 적용되어 있지 않으므로, 상기 도 2와 같이 각 단말의 수신 단에서 채널 추정된 값에 전처리를 적용한다.
상기 MIMO 복조기(230)는 상기 유효 채널 생성기(220)의 출력 값(전처리가 반영된 채널 추정 값)과 트래픽 채널의 수신 심볼 및 파일럿 채널과 트래픽 채널과의 전력비를 입력받아 LLR 값을 생성한다. 한편, 구현방법에 따라서, 파일럿 채널과 트래픽 채널과의 전력비, 즉, TPPR 연산기(222)의 출력이 상기 유효 채널 생성기(220)로 전달되고, 유효 채널에 반영된 값과 트래픽 채널의 수신 심볼만 상기 MIMO복조기(230)로 전달되어 LLR을 생성할 수도 있다.
이때, 생성된 LLR값은 레이트 디매칭부(240, 245)에서 레이트 디매칭되고, FEC 디코더(250, 255)에서 채널 복호되며, 복호된 정보 비트는 CRC부(260, 265)에서 오류 존재여부를 검사받아 재전송 여부가 판별된다, 만약 오류가 없으면 S/P변환기(270)로 전달된다.
송신기에서 파일럿 채널과 트래픽 채널은 독립적으로 전력 제어가 이루어진다. 상기 파일럿 채널은 송신기에서 가장 먼 단말에서도 채널 추정 성능이 보장되는 최소 전력으로 조절된다.
물리 채널과 파일럿 채널과의 전력비를 시그널링 하기 위해서 전력비를 양자화한 값을 시그널링 하도록 선택할 수 있다. 여기서, 구현시, 상기 양자화에 의한 영향은 존재할 수 있고 하기에서 설명할 것이다.
본 발명에서 제어 채널의 전력은 하기와 <수학식 1>과 같이 트래픽 채널의 전력에 의해 결정된다.
Figure 112008044632012-PAT00001
여기서, k는 사용자를 나타낸다. Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk , Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)으 로 제어 신호의 성능이 보장될 수 있도록 하며, 일반적으로 양의 값을 가지지만 음의 값일 수도 있다.
그리고, 상기 Poffset 은 모든 단말에 공통이며 고정되어 있을 수도 있고, 모든 셀에 공통일 수도 있고, 셀에 따라 다른 값일 수도 있다.
또한, 상기 Poffset 은 MCS, 파일럿 신호의 전력 등 다른 조건에 의해 송신 단과 수신 단에서 암묵적으로 미리 결정되어 있을 수도 있다.
또한, 상기 Poffset 은 제어 신호의 전송 주기보다 느리게 설정되고, 각각의 단말에게 다른 값, 또는 모든 단말에게 공통으로 갱신되는 값일 수도 있다.
그리고, 여기서, Pk,refinement 은 미세 조정 전력으로 제어 채널 신호의 전력 추정의 정확도를 높이기 위해서 전력 간격을 높일 경우에 사용되는 나머지 미세 구간에 대한 전력 보정 값이고, 송신 단에서 시그널링되어 수신 단으로 전송된다. 또는, 이전에 저장된 값을 이용할 수 있다.
수신기에서 제어 채널 및 파일롯 채널의 전력은 측정하여 구할 수 있다. 따라서, 상기 트래픽 채널의 전력은 나머지 값들을 알고 있으므로, 상기 <수학식 1>을 이용하여 구할 수 있다. 그리고, 미세 조정 전력은 시그널링되고, 오프셋 전압은 송 수신기 모두가 알고 있다. 따라서, 이러한 점을 이용하면, 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구할 수 있다.
이제, 양자화가 고려된 새로운 전력 제어 과정을 설명하면 하기와 같다. 파 일럿 채널에서 먼저 전력 제어가 이루어지고, 트래픽 채널의 전력 제어를 위한 양자화에 파일럿 채널이 이용되며, 결과 값은 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure 112008044632012-PAT00002
여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Q()는 양자화 함수를 나타낸다.
그러면, 제어 채널의 전력의 양자화 값은 하기 <수학식 3>을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112008044632012-PAT00003
여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고 Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)으로 제어 신호의 성능이 보장될 수 있도록 하며, 일반적으로 양의 값을 가지지만 음의 값일 수도 있다. 그리고, PQ .k.refinement 은 미세 조정 전력으로 제어 채 널 신호의 전력 추정의 정확도를 높이기 위해서 전력 간격을 높일 경우에 사용되는 나머지 미세 구간에 대한 전력 보정 값이고, 송신 단에서 시그널링되어 수신 단으로 전송된다. 또는, 이전에 저장된 값을 이용할 수 있다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, 상기 오프셋 전력은 상기 <수학식 1>의 오프셋 전력과 동일하다. 그리고 미세 조정 전력은 제어 채널의 전력 추정 정확도, 즉 양자화 간격을 넓히는 것이 아니라 제어 채널 전력과 파일럿 신호 전력비의 추정 정확도, 즉 전력비 양자화 간격을 직접적으로 넓힌다. 그리고, Q()는 양자화 함수를 나타낸다.
수신기에서 제어 채널 및 파일롯 채널의 전력은 측정하여 구할 수 있다. 따라서, 상기 트래픽 채널의 전력은 나머지 값들을 알고 있으므로, 상기 <수학식 2>을 이용하여 구할 수 있다. 그리고, 미세 조정 전력은 시그널링되고, 오프셋 전압은 송 수신기 모두가 알고 있다. 따라서, 이러한 점을 이용하면, 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구할 수 있다.
양자화가 고려된 경우라도 미세 조정 전력을 적용할 수도 있다. 상기 미세 조정 전력의 역할을 구체적인 실시 예를 통해 살펴보면 다음과 같다.
트래픽 채널과 파일럿 채널의 전력비의 양자화 종류가 0.05, 0.1, 0.15, ~1 로 20가지가 있다고 가정하자. 미세조정 전력의 시그널링에 2 비트가 할당되어 있다면, 제어 채널과 파일럿 채널의 전력비 양자화 값은 0.05, 0.25, 0.45, 0.65, 0.85로 5가지가 있을 수 있다(이 경우, 오프셋 전력을 0으로 가정한다).
즉, 제어 채널과 파일럿 채널의 전력비 양자화 단계가 넓어져, 수신 단에서 추정 오율을 대폭 줄일 수 있다.
한편, 미세 조정 전력이 없을 경우에도, 즉, 외부 시그널링이 없어도 제어 채널을 통한 추정 방식이 효과적이다. 왜냐하면, 트래픽 채널의 경우는 주파수 효율 증대를 위해 고차 변조방식을 이용하기 때문에 트래픽 채널과 파일럿 채널간의 전력비 추정 오차가 크다. 더욱이, 공간 다중화 다중 입력 다중 출력 방식이 적용될 경우는 더욱 전력비 추정 오차가 커진다.
하지만, 제어 채널의 경우는 트래픽 채널보다 오율이 낮아야하는 특성으로 주로 저차 변조방식과 공간 다중화 방식보다는 공간 다이버시티 방식이 이용되기 때문에 추정 오차가 작다..
수신기에서 제어 채널의 전력은 측정하여 구할 수 있다. 따라서, 상기 트래픽 채널의 전력은 나머지 값들을 알고 있으므로, 상기 <수학식 2>를 이용하여 구할 수 있다. 그리고, 미세 조정 전력은 시그널링되고, 오프셋 전압은 송 수신기 모두가 알고 있다. 따라서, 이러한 점을 이용하면, 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구할 수 있다.
송신 단에서 제어 채널의 전력을 트래픽 채널의 전력과 일정한 관계를 가지도록 함으로써 결과적으로 수신 단에서 트래픽 채널과 파일럿 채널간의 전력비 추정을 용이하게 할 수 있다.
상기 도 2에서 TPPR연산기(222)는 상기 <수학식 1>의 경우는 하기 <수학식 4>과 같이, 상기 <수학식 3>의 경우는 하기 <수학식 5>와 같이 TPPR을 연산하여 구할 수 있다.
Figure 112008044632012-PAT00004
여기서, k는 사용자를 나타낸다. Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk , Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)으로 제어 신호의 성능이 보장될 수 있도록 하며, 일반적으로 양의 값을 가지지만 음의 값일 수도 있다. 그리고, Pk,refinement 은 미세 조정 전력으로 제어 채널 신호의 전력 추정의 정확도를 높이기 위해서 전력 간격을 높일 경우에 사용되는 나머지 미세 구간에 대한 전력 보정 값이고, 송신 단에서 시그널링되어 수신 단으로 전송된다. 또는, 이전에 저장된 값을 이용할 수 있다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다.
수신기에서 제어 채널 및 파일롯 채널의 전력은 측정하여 구할 수 있다. 따라서, 상기 트래픽 채널의 전력은 나머지 값들을 알고 있으므로, 상기 <수학식 3>을 이용하여 구할 수 있다. 그리고, 미세 조정 전력은 시그널링되고, 오프셋 전압은 송 수신기 모두가 알고 있다. 따라서, 이러한 점을 이용하면, 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구할 수 있다.
Figure 112008044632012-PAT00005
여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)으로 제어 신호의 성능이 보장될 수 있도록 하며, 일반적으로 양의 값을 가지지만 음의 값일 수도 있다. 그리고, PQ,k,refinement 은 미세 조정 전력으로 제어 채널 신호의 전력 추정의 정확도를 높이기 위해서 전력 간격을 높일 경우에 사용되는 나머지 미세 구간에 대한 전력 보정 값이고, 송신 단에서 시그널링되어 수신 단으로 전송된다. 또는, 이전에 저장된 값을 이용할 수 있다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고 미세 조정 전력은 제어 채널의 전력 추정 정확도, 즉 양자화 간격을 넓히는 것이 아니라 제어 채널 전력과 파일럿 신호 전력비의 추정 정확도, 즉 전력비 양자화 간격을 직접적으로 넓힌다. 여기서, Q()는 양자화 함수를 나타낸다.
수신기에서 제어 채널 및 파일롯 채널의 전력은 측정하여 구할 수 있다. 따라서, 상기 트래픽 채널의 전력은 나머지 값들을 알고 있으므로, 상기 <수학식 4>을 이용하여 구할 수 있다. 그리고, 미세 조정 전력은 시그널링되고, 오프셋 전압은 송 수신기 모두가 알고 있다. 따라서, 이러한 점을 이용하면, 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기에서의 동작과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 송신기의 제어 시퀀스 생성기는 미세 전력 조절 제어 정보를 수신한다(310 단계). 상기 미세 전력 조절 제어 정보는 트래픽 및 제어 전력 제어기가 생성하여 상기 제어 시퀀스 생성기로 제공한다.
이후, 상기 제어 시퀀스 생성기는 상기 미세 전력 조절 제어 정보에 대한 제어 시퀀스를 생성한다(320 단계).
이후, 상기 제어 시퀀스 생성기는 시퀀스로 생성한 상기 미세 전력 조절 제어 정보를 단말로 전송한다(330 단계).
이후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기에서의 동작과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 수신기의 CPPR 추정기는 파일롯 채널의 전력을 측정하고(410 단계), 제어 채널의 전력을 측정한다(420 단계)
이후, 상기 CPPR 추정기는 파일롯 채널과 제어 채널의 전력비를 계산한다(430 단계). 상기 CPPR 추정기는 측정한 상기 파일롯 채널 및 제어 채널의 전력과 이들의 전력비를 TPPR 연산기로 제공한다.
이후, 상기 TPPR 연산기는 제공받은 상기 파일롯 채널의 전력, 상기 제어 채널의 전력, 오프셋 전압(기 확보하고 있다고 가정), 미세 조정 전력(시그널링으로 제공받음), 상기 파일롯 채널과 제어 채널의 전력비를 기반으로 TPPR을 계산하고, MIMO 복조기로 제공한다(440 단계).
제어 채널 및 파일롯 채널의 전력은 측정하여 구할 수 있다. 그리고, TPPR(traffic-to-pilot power ratio)은 상기 <수학식 4>를 이용하면 구할 수 있다. 양자화를 고려한 경우에, TPPR은 상기 <수학식 5>를 이용하면 구할 수 있다.
이후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
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 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA기반의 다중 송신 안테나가 사용된 MIMO 시스템에서 트래픽 채널과 제어 채널의 전력을 통합적으로 제어하는 경우의 송신기의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDMA기반의 다중 수신 안테나가 사용된 MIMO 시스템에서 트래픽 채널과 제어채널의 전력을 통합적으로 제어하는 경우의 수신기 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기에서의 동작과정을 도시한 흐름도, 및,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기에서의 동작과정을 도시한 흐름도.

Claims (14)

  1. 이동통신 시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서,
    수신한 신호에 포함된 정보, 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 과정과,
    상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비, 상기 트래픽 채널의 수신 심볼 및, 프리코딩이 적용된 채널 추정 값을 이용하여 LLR 값을 구하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수신한 신호에 포함된 정보, 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 과정은,
    상기 수신한 신호에 포함된 또는 기 획득한 미세 조정 전력 값을 구하는 과정과,
    상기 수신한 신호에 포함된 파일롯 채널의 전력을 구하는 과정과,
    상기 수신한 신호에 포함된 제어 채널의 전력을 구하는 과정과,
    상기 파일롯 채널과 상기 제어 채널의 전력비를 구하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 과정은,
    하기 <수학식 6>의 경우는 하기 <수학식 7>을 이용하여 상기 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 것을 특징으로 하는 방법
    Figure 112008044632012-PAT00006
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, Pk,refinement 은 미세 조정 전력을 나타낸다.
    Figure 112008044632012-PAT00007
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk,Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, Pk,refinement 은 미세 조정 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 과정은,
    하기 <수학식 8>의 경우는 하기 <수학식 9>를 이용하여 상기 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 것을 특징으로 하는 방법
    Figure 112008044632012-PAT00008
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk,Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, PQ.k,refinement 은 양자화를 고려한 미세 조정 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Q()는 양자화 함수를 나타낸다.
    Figure 112008044632012-PAT00009
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, PQ.k,refinement 은 양자화를 고려한 미세 조정 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Q()는 양자화 함수를 나 타낸다.
  6. 이동통신 시스템에서 수신기의 장치에 있어서,
    수신한 신호에 포함된 정보, 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 제어 대 파일롯 전력 비율부와,
    상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 트래픽 대 파일롯 전력 비율부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비, 상기 트래픽 채널의 수신 심볼 및, 프리코딩이 적용된 채널 추정 값을 이용하여 LLR 값을 구하는 복조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제어 대 파일롯 전력 비율부는,
    상기 수신한 신호에 포함된 또는 기 획득한 미세 조정 전력 값을 구하고,
    상기 수신한 신호에 포함된 파일롯 채널의 전력을 구하고,
    상기 수신한 신호에 포함된 제어 채널의 전력을 구하고,
    상기 파일롯 채널과 상기 제어 채널의 전력비를 구함으로써 상기 수신한 신호에 포함된 정보, 채널들의 전력 및 상기 채널들 사이의 전력비를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 트래픽 대 파일롯 전력 비율부는,
    하기 <수학식 10>의 경우는 하기 <수학식 11>을 이용하여 상기 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구함으로써, 상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008044632012-PAT00010
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, Pk,refinement 은 미세 조정 전력을 나타낸다.
    Figure 112008044632012-PAT00011
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, Pk,refinement 은 미세 조정 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 트래픽 대 파일롯 전력 비율부는,
    하기 <수학식 12>의 경우는 하기 <수학식 13>을 이용하여 상기 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구함으로써, 상기 정보, 전력 및 전력비를 이용하여 트래픽 채널과 파일롯 채널의 전력비를 구하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008044632012-PAT00012
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, PQ.k,refinement 은 양자화를 고려한 미세 조정 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Q()는 양자화 함수를 나타낸다.
    Figure 112008044632012-PAT00013
    여기서, k는 사용자를 나타낸다. 그리고, Pk , Control 은 제어 채널의 전력을, Pk,Traffic 는 트래픽 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Poffset 은 오프셋 전력(Offset Power)이다. 그리고, PQ.k,refinement 은 양자화를 고려한 미세 조정 전력을 나타낸다. 그리고, PPilot은 파일롯 채널의 전력을 나타낸다. 그리고, Q()는 양자화 함수를 나 타낸다.
  11. 이동통신 시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서,
    상위 계층으로부터 제어 정보를 제공받는 과정과,
    트래픽 및 제어 전력 제어기로부터 미세 전력 조절 제어 정보를 제공받는 과정과,
    상기 제어 정보 및 상기 미세 전력 조절 제어 정보를 통합하여 제어 시퀀스를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 시퀀스에 대해 채널 코딩 및 변조를 적용하여 수신기로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 이동통신 시스템에서 송신기의 장치에 있어서,
    상위 계층으로부터 제어 정보를 제공받고, 트래픽 및 제어 전력 제어기로부터 미세 전력 조절 제어 정보를 제공받고, 상기 제어 정보 및 상기 미세 전력 조절 제어 정보를 통합하여 제어 시퀀스를 생성하는 제어 시퀀스 생성기를 포함하는 것 을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어 시퀀스에 대해 채널 코딩 및 변조를 적용하여 수신기로 전송하는 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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