KR20110092604A - 하향링크 전력제어 방법 - Google Patents

하향링크 전력제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110092604A
KR20110092604A KR1020100012117A KR20100012117A KR20110092604A KR 20110092604 A KR20110092604 A KR 20110092604A KR 1020100012117 A KR1020100012117 A KR 1020100012117A KR 20100012117 A KR20100012117 A KR 20100012117A KR 20110092604 A KR20110092604 A KR 20110092604A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
sir
downlink
channel information
transmission power
Prior art date
Application number
KR1020100012117A
Other languages
English (en)
Inventor
장성철
오남걸
김용호
김훈
Original Assignee
한국전자통신연구원
삼성전자주식회사
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, 삼성전자주식회사 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020100012117A priority Critical patent/KR20110092604A/ko
Publication of KR20110092604A publication Critical patent/KR20110092604A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/243—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
    • 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
    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H04W52/14—Separate analysis of uplink or downlink
    • H04W52/143—Downlink power control
    • 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

Abstract

기지국에서 하향링크 전력을 제어하는 방법은 기지국 자신의 셀 내에 위치하는 복수개의 이동국 각각에 해당하는 채널정보를 수집하고, 수집한 채널정보들을 비교하여, 복수개의 이동국 중에서 채널상태가 가장 열악한 이동국을 전력제어 대상으로 선정한다. 다음, 선정한 이동국의 최소 채널정보를 생성하여, 생성한 최소 채널정보를 토대로 목적 고정 신호대 간섭비를 설정하고, 목적 고정 신호대 간섭비를 이용하여 전송전력을 구하여 전송전력을 토대로 상기 하향링크 전력을 제어한다.

Description

하향링크 전력제어 방법{Method for controlling DL Power}
본 발명은 하향링크 전력제어 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서는 하향링크의 전력을 제어하여, 셀 내 서비스 품질을 보장하고 시스템의 성능을 향상시킨다. 여기서, 하향링크의 전력을 제어하는 방법은 최대전력을 송신하는 방법과 고정 신호대 간섭비(Signal-to-Interference/Noise Ratio, SIR)를 이용하는 방법 등을 포함한다.
최대전력을 송신하는 방법은 모든 기지국이 항상 최대 전력을 송신하며, 간섭상황에서 각 셀 별로 최대의 성능을 얻을 수 있다. 하지만, 이러한 방법은 매 순간 최대전력이 사용되기 때문에 불필요한 전력이 소모되고 인접 기지국에 미치는 간섭량도 최대가 되어 전체적인 시스템의 성능을 저하시키는 문제가 발생한다. 또한, 최대전력을 송신하는 방법은 각 셀의 채널 상태에 따라 셀간 성능차이가 크게 날수 있으므로 셀간 균형있는 서비스 제공이 어렵다.
고정 신호대 간섭비를 이용하는 방법은 동일한 신호대 간섭비를 유지되도록 전송 전력을 결정하는 방법이다. 채널 상태가 상이한 셀에 대해 동일한 신호대 간섭비를 유지하도록 제어하는 방법은 채널 상태가 좋은 셀에 대해서 과도한 전력 사용 제한에 따른 시스템 수율 손실을 일으킬 수 있다. 또한, 채널 상태가 열악한 셀에 대해서는 신호대 간섭비를 무리하게 높게 설정하게 하여 불필요한 전력 상승이 일어나고, 이에 따라 상호 간섭량이 증가될 수 있다.
이러한 최대전력을 송신하는 방법과 고정 신호대 간섭비를 이용하는 방법의 문제점을 해결하는 방법은 기지국간 협력을 토대로 전력을 제어하는 방법이 있다.
기지국간 협력을 토대로 전력을 제어하는 방법은 백본망을 이용하여 기지국간에 간섭정보를 교환한다. 예를 들어, 특정 기지국에서는 간섭이 심하다고 확인되는 경우에 인접 기지국에 간섭정보를 전송하여, 전송전력을 일정수준 이하로 제한할 것을 인접 기지국으로 요청한다. 이러한 방법은 기지국간 협력을 지원하는 백본망 또는 별도 통신채널이 필요하다. 하지만, 기지국간 협력을 지원하지 않는 시스템에서는 적용할 수 없다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기지국간 협력이 배제된 상황에서 각 셀의 채널 상태에 대응하게 하향링크의 전력을 제어하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
기지국에서 하향링크 전력을 제어하는 방법은
상기 기지국은 자신의 셀 내에 위치하는 복수개의 이동국 각각에 해당하는 채널정보를 수집하는 단계, 수집한 채널정보들을 비교하여, 상기 복수개의 이동국 중에서 채널상태가 가장 열악한 이동국을 전력제어 대상으로 선정하는 단계, 선정한 이동국의 최소 채널정보를 생성하는 단계, 상기 최소 채널정보를 토대로 목적 고정 신호대 간섭비를 설정하는 단계, 상기 목적 고정 신호대 간섭비를 이용하여 전송전력을 구하는 단계, 그리고 상기 전송전력을 토대로 상기 하향링크 전력을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기지국간 협력 없이도 이동통신시스템에서 각 셀의 채널 상태를 고려하여 전송 전력을 제어하여, 적정한 수준의 서비스 품질 유지 할 수 있다. 이때, 기지국은 주변의 이동국들로부터 수집한 채널상태 정보 중에 가장 열악한 환경의 채널정보를 이용하여 각 셀에 적합한 목적 SIR을 설정하고 이에 따라 적정한 전송전력을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 기지국의 불필요한 전력소모와 추가적인 간섭량을 줄일 수 있고 전송전력의 변화 제어 및 최소링크품질성능 유지를 도모하여 전체적인 시스템 성능 개선을 기대할 수 있다. 즉, 채널상태에 따라 형평성 있는 전력을 자가적으로 설정할 수 있게 하여 필요한 만큼의 전력을 사용하게 하고 불필요한 전송전력 변화와 전력 상승을 억제함으로써 기지국의 전력효율을 높이고 균형적인 셀 운용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 환경을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 채널상태 측정부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 전송 전력 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널정보와 목적 SIR 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전송전력을 설정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래 방법의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래 방법의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래 방법의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node-B), eNB(Evolved Node-B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 환경을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참고하면, 각 기지국들은 동일한 주파수를 공유한다. 이동국은 자신이 위치하는 홈 기지국이 아닌 다른 기지국으로부터 간섭 신호를 전달받는다. 이때, 각 기지국에서는 인접 셀간 간섭량 조절을 위한 정보 교환이 제한된다.
본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 장치는 복수개의 기지국(100)과 복수개의 이동국(200)에 적용할 수 있다.
도 2를 참고하면, 기지국(100)은 제1 수신부(110), 채널 정보 수집부(120), 전송 전력 제어부(130) 및 제1 송신부(140)를 포함한다.
제1 수신부(110)는 복수개의 이동국(200)으로부터 상향링크 신호들을 수신한다.
채널 정보 수집부(120)는 수신한 상향링크 신호들에서 복수개의 이동국(200) 각각에 해당하는 하향링크 채널정보를 검출한다.
전송 전력 제어부(130)는 채널 정보 수집부(120)에서 검출한 하향링크 채널정보를 토대로 전송 전력을 결정한다.
제1 송신부(140)는 결정된 전송 전력을 이용하여 신호를 이동국(200)으로 전송한다.
도 2를 참고하면, 복수개의 이동국(200) 각각은 제2 수신부(210), 채널상태 측정부(220), 채널정보 생성부(230) 및 제2 송신부(240)를 포함한다.
제2 수신부(210)는 하향링크 신호를 기지국(100)으로부터 수신한다.
채널상태 측정부(220)는 수신한 하향링크 신호를 이용하여 하향링크 채널 상태를 측정한다. 여기서, 하향링크 채널상태는 간섭량, 하향링크 신호의 크기, 채널 이득 등을 포함한다.
채널정보 생성부(230)는 하향링크 채널상태를 토대로 채널정보를 생성한다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 채널정보는 채널환경에 대응한다.
제2 송신부(240)는 생성된 채널정보를 기지국(100)으로 전송한다. 이때, 제2 송신부(240)는 채널정보를 기지국(100)으로 정기적으로 전송하거나, 기지국(100)의 요청 또는 채널 변화에 따라 비정기적으로 전송할 수 있다.
이를 위하여, 기지국(100)은 이동국(200)의 채널정보 전송조건에 대한 정보를 이동국(200)에 알려줄 수 있다. 또한, 이동국(200)은 전송조건을 확인하고, 조건이 성립되는 경우에 채널정보를 선택적으로 전송한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 이동국(200)의 채널상태 측정부(220)에 대해서 도 3를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 채널상태 측정부를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참고하면, 채널상태 측정부(220)는 수신한 하향링크 신호를 이용하여 간섭량, 하향링크 신호의 크기, 채널 이득을 측정한다. 이를 위하여, 채널상태 측정부(220)는 간섭량 측정부(221), 신호크기 측정부(222) 및 채널 이득 측정부(223)을 포함한다.
간섭량 측정부(221)는 홈 기지국의 송신신호의 크기를 제외한 간섭량(Ii)을 측정한다.
신호크기 측정부(222)는 하향링크 신호의 크기를 측정한다.
채널 이득 측정부(223)는 상기 간섭량(Ii) 대비 채널 이득(Gi)을 측정한다.
다음, 채널상태 측정부(220)는 측정한 간섭량(Ii)과 채널 이득(Gi)을 채널정보 생성부(230)로 전달한다.
채널정보 생성부(230)는 전달받은 간섭량(Ii)과 채널 이득(Gi)을 이용하여 채널정보를 생성한다. 여기서, 채널정보(xi)는 수학식 1과 같이 나타낸다. 채널정보 생성부(230)는 채널정보(xi)를 제2 송신부(240)로 전달한다.
Figure pat00001
다음, 본 발명의 실시예에 따른 기지국(100)의 전송 전력 제어부(130)와 채널정보와 목적 고정 신호대 간섭비를 토대로 전송 전력을 제어하는 방법에 대해서 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 전송 전력 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참고하면, 전송 전력 제어부(130)는 비교부(131), 설정부(132) 및 결정부(133)를 포함한다.
비교부(131)는 각 이동국(200)의 채널정보들을 비교하고, 비교결과를 토대로 채널상태가 가장 열악한 이동국의 최소 채널정보를 생성한다.
구체적으로, 비교부(131)는 각 이동국(200)의 채널정보들을 비교하여, 복수개의 이동국 중에서 채널상태가 가장 열악한 이동국을 전력제어 대상으로 선정한다. 여기서, 채널상태가 가장 열악한 이동국의 최소 채널정보(xmin)는 수학식 2와 같이 나타낸다.
Figure pat00002
다음, 비교부(131)는 채널상태가 가장 열악한 이동국의 최소 채널정보(xmin)를 설정부(132)로 전달한다.
설정부(132)는 최소 채널정보(xmin)를 토대로 목적 고정 신호대 간섭비(Signal-to-Interference/Noise Ratio, 이하 "목적 SIR(SIRtar)"라고 함)를 설정한다. 여기서, 목적 SIR(SIRtar)와 채널정보(x)간의 관계를 도 5와 같이 나타낸다.
도 5를 참고하면, PN은 Pmax와 0 사이의 임의의 상수이다. 또한, SIRL은 최소품질을 유지하기 위한 최소 목적 SIR이고, SIRH는 기지국이 얻을 수 있는 최대 목적 SIR이다.
설정부(132)는 채널정보(x)가 PNSIRH와 PNSIRL 사이에 값을 가지는 경우, 채널상태에 따라 목적 SIR을 설정한다. 반면에, 설정부(132)는 채널정보(x)가 PNSIRH 보다 작은 경우에는 목적 SIR을 SIRH로 설정하고, 채널정보(x)가 PNSIRL 보다 큰 경우에는 목적 SIR을 SIRL로 설정한다.
결정부(133)는 설정한 목적 SIR에 대응하는 최소 전송전력을 설정한다.
구체적으로, 결정부(133)는 전송전력(PTX)을 수학식 3과 같이 구한다.
Figure pat00003
여기서, xmin은 채널상태가 가장 열악한 이동국의 최소 채널정보이며, SIRtar은 목적 SIR 이다. 또한, Pmax는 최대 전송전력이다.
결정부(133)는 전송전력(PTX)을 최대 전송전력과 비교하여, 전력값이 작은 값을 최소 전송전력으로 결정한다. 즉, 결정부(133)는 수학식 3을 토대로 전송전력을 계산하여 수학식 4와 같은 결과를 획득하고, 획득한 결과에서 최소 전송전력을 결정한다.
Figure pat00004
여기서, xmin은 x로 표시하였다.
본 발명의 실시예에 따른, 채널 환경이 좋은 경우(x<PN/SIRH)에는 목적 SIR을 SIRH로 설정하도록 전송전력이 결정되어, 필요이상의 전력 소모를 방지하고 기지국간 간섭량 역시 감소될 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른, 채널 환경이 열악한 경우에는 목적 SIR을 SIRL이 되도록 전송전력을 결정한다. 이때, PN 이상의 전력 사용이 가능하며, 이로 인하여 최소의 링크 품질을 유지할 수 있다.
또한, 채널 환경 즉, 최소 채널정보(xmin)가 SIRH와 SIRL 구간 사이에 있는 경우(
Figure pat00005
)에는 전송전력을 PN 으로 유지하고, 채널 상황에 따라 목적 SIR을 SIRH에서 SIRL의 범위 내에서 결정한다.
본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 장치는 적정 범위의 링크 품질을 유지하면서 전송전력의 상승 및 간섭량의 추가 상승을 방지할 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 장치가 전력을 제어하는 방법을 도 6을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 하향링크 전력을 제어하는 환경은 기지국(100)과 복수개의 이동국(200)을 포함한다.
이때, 복수개의 이동국(200) 각각은 기지국(100)으로부터 수신한 하향링크 신호를 이용하여 채널정보를 생성한다. 구체적으로, 이동국(200)은 하향링크 신호를 이용하여, 간섭량, 하향링크 신호의 크기, 채널 이득 등을 포함하는 하향링크 채널상태를 측정한다. 다음, 이동국(200)은 간섭량(Ii)과 채널 이득(Gi)을 이용하여 채널정보(xi)를 수학식 1과 같이 생성하여, 생성한 채널정보(xi)를 기지국(100)으로 전송한다.
도 6을 참고하면, 기지국(100)은 복수개의 이동국(200) 각각에 해당하는 채널정보(xi)를 수집한다(S601).
기지국(100)은 수집한 채널정보들을 비교하여, 복수개의 이동국(200) 중에서 채널상태가 가장 열악한 이동국을 전력제어 대상으로 선정한다(S602). 다음, 기지국(100)은 전력제어 대상으로 선정한 이동국의 최소 채널정보(xmin)를 생성한다(S603).
즉, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 방법은 기지국이 위치하는 셀 내에서 가장 열악한 환경의 이용자 즉, 이동국의 링크 품질을 적절한 수준으로 유지시킬 수 있다.
기지국(100)은 최소 채널정보(xmin)를 토대로 목적 SIR(SIRtar)을 설정한다(S604). 즉, 본 발명의 실시예에 따른 기지국(100)은 이동국의 채널환경에 따라 목적 SIR을 설정함으로써 전송전력을 일정하게 유지하고, 전송전력의 변화 및 간섭량의 추가 상승을 방지할 수 있다. 또한, 기지국(100)은 목적 SIR의 최대 SIR와 최소SIR를 설정함으로써 전력소모를 감소시킬 수 있으며, 최소링크품질을 유지할 수 있다.
기지국(100)은 설정한 목적 SIR(SIRtar)을 이용하여 전송전력(PTX)을 구한다(S605). 기지국(100)은 전송전력(PTX)과 최대 전송전력 중에서 작은 값을 최소 전송전력으로 결정한다(S606).
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 방법은 채널 환경 즉, 채널정보에 따라 전송전력을 결정한다. 구체적으로, 채널 환경이 좋은 경우(x<PN/SIRH), 기지국(100)은 목적 SIR을 SIRH로 설정되도록 전송전력을 결정한다. 반면에 채널 환경이 열악한 경우, 기지국(100)은 목적 SIR을 SIRL로 설정되도록 전송전력을 결정한다.
또한, 채널 환경 즉, 최소 채널정보(xmin)가 SIRH와 SIRL 구간 사이에 있는 경우에는 전송전력을 PN 으로 유지하고, 채널 상황에 따라 목적 SIR을 SIRH에서 SIRL의 범위 내에서 결정한다. 이때, 전송전력(PN)은 SIRH와 SIRL 링크 품질 내에서 각 셀에서 전력 변화를 주지 않고 유지되는 값이다. 여기서, SIRL은 최소품질을 유지하기 위한 최소 목적 SIR이고, SIRH는 기지국이 얻을 수 있는 최대 목적 SIR이다. 또한, PN은 중간 범위 채널 환경(
Figure pat00006
)을 가지는 셀에 대해 적정 범위의 전송전력과 인접셀에 미치는 간섭량을 조절할 수 있다.
SIRH와 SIRL 사이에서 전송전력(PN)이 최대허용 전력에 가깝게 설정되는 경우에는 채널 환경이 좋지 않은 셀의 정전(outage) 확률이 크게 상승할 수 있고, 필요이상으로 낮게 설정되는 경우 채널 환경이 좋은 셀의 처리량(throughput) 손실이 발생할 수 있다. 또한, 변동 범위가 큰 경우에는 셀 간 전송전력 및 상호 간섭량 측면에서 형평성이 훼손될 우려가 있으므로, 적정 수준의 전송전력(PN)을 유지해야한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른, 복수개의 셀과 장기적 주기로 통신하는 제어장치를 이용하여, 각 셀에서 적정 수준의 동일한 전송전력(PN)를 설정하는 방법을 도 7을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전송전력을 설정하는 방법을 나타내는 도면이다.
먼저, 임의의 상수를 설정하는 환경은 복수개의 셀 각각에 위치하는 기지국 1~ i(100)과 제어부(300)를 포함한다.
기지국 1~ i(100) 각각은 설정 주기로 셀 성능관련 정보를 제어부(300)로 보고한다. 여기서, 셀 성능관련 정보는 정전 확률, 평균 SIR 등을 포함한다.
도 7을 참고하면, 제어부(300)는 성능관련정보 수집부(310), 시스템성능 측정부(320), 시스템성능 비교부(330) 및 전송전력(PN) 설정부(340)를 포함한다.
성능관련정보 수집부(310)는 복수개의 셀 내에 각각 위치하는 기지국 1~ i(100)로부터 수신한 셀 성능관련 정보(예를 들어, 정전 확률, 평균 SIR 등)를 수집한다.
시스템성능 측정부(320)는 셀 성능관련 정보를 토대로 시스템의 성능을 측정한다.
시스템성능 비교부(330)는 이전에 저장된 목적시스템의 성능과 측정된 시스템의 성능을 비교한다.
전송전력 설정부(340)는 시스템성능 비교부(330)의 비교 결과를 토대로 전송전력(PN)을 설정하고, 설정한 전송전력(PN)을 기지국으로 전달한다. 이때, 기지국은 수신한 전송전력(PN)으로 전송전력을 갱신한다.
예를 들어, 제어부(300)는 수집한 셀 성능관련 정보 중에서 정전확률을 그대로 유지하고, 전송전력을 조정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 시스템의 정전 확률이 목적 정전 확률보다 큰 경우에 전송전력을 낮추면, 채널 상태가 좋지 않은 셀의 경우, 목적 SIR을 SIRH로 설정되도록 전송전력을 최대 전력으로 유지한다. 반면에, 전송전력을 최대 전력에서 기존 전송전력으로 낮추는 경우, 해당 셀로부터의 간섭량이 감소하여 성능이 개선된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(300)는 시스템의 정전 확률이 목적 정전 확률보다 큰 경우 전송전력을 상승시키고, 이로 인하여 전체적인 전력 상승과 함께 처리량(throughput) 이득을 증가시킬 수 있다.
이러한, 제어부(300)를 적용하여 하향링크 전력을 제어하는 환경에서, 이동국(200)은 기지국(100)에서 송신한 신호를 수신하고, 수신된 신호로부터 채널상태를 측정한 후 채널상태 정보를 생성한다. 생성된 채널상태 정보는 이동국(200)의 제2 송신부(240)를 통하여 정기 전송 또는 비정기 전송 방식으로 기지국(100)에 전달된다. 기지국(100)은 주변의 이동국들이 송신한 채널상태 정보들을 수집하여 그 중 가장 열악한 값을 기준으로 목적 SIR을 결정한다. 다음, 기지국(100)은 결정된 목적 SIR을 기반으로 최종적으로 전송 전력이 결정하며, 이와 같은 동작이 반복적으로 수행한다.
예를 들어, 표 1과 같은 환경에서 하향링크 전력을 제어하는 방법을 설명한다.
파라미터 값
기지국 수 16
셀 반경 1 km
목적 SIR (최대치/최소치) (-6dB/18dB)
고정 목적 SIR 방법의 목적 SIR -6dB, 12dB, 18dB
경로감쇄모델 10dB(d<d0), d0=0.1km
30*(d/do)+10dB
Shadowing std 0.01/itertion
최재전력(Pmax) 10 W
목적 SIR함수 계수(PN) 5 (도 13~15), 2~6 (표2)
대역폭 10MHz
Noise density - 170 dBm/Hz
표 1을 참고하면, 총 기지국 수는 16이며, 각 셀의 반경은 1km로 설정한다. 또한, 목적 SIRH와 목적 SIRL은 각각 -6dB와 18dB로 하며, PN 은 2~6W로 변화한다. 기존 고정목적 SIR를 이용하여 하향링크 전력을 제어하는 경우, 목적 SIR은 -6dB, 12dB, 18dB 등으로 설정한다.
다음, 표 1과 같은 환경에서 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력을 제어하는 방법과 종래의 하향링크 전력을 제어하는 방법을 비교하여 도 8 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서, 종래의 하향링크 전력을 제어하는 방법은 최대전력을 송신하는 방법과 고정 SIR을 이용하는 방법을 포함한다.
이때, 기존 방법을 이용하여 하향링크 전력을 제어하는 방법은 고정 목적 SIR을 만족하도록 전력을 설정하고, 최대전송방법은 항상 최대전력으로 설정한다.
다음, 도 8 내지 도 10에서 목적 SIR은 각각 18dB, 12dB, -6dB로 설정하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래 방법의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래의 하향링크 전력을 제어하는 방법을 적용한 경우, 각 기지국에서 가장 열악한 사용자가 획득하는 SIR분포와 소모되는 전력양을 나타낸다.
도 8a를 참고하면, 최대전력을 송신하는 방법에 적용하는 SIR 범위는 최저 -50dB 에서 최고 50dB에 이르기까지 넓게 형성됨을 알 수 있다. 이는, 최대전력을 송신하는 방법이 채널상태에 대한 고려 없이 최대 전송전력을 사용함으로써 채널상태가 좋은 기지국은 지극히 높은 SIR을 얻는 반면, 채널상태가 열악한 기지국은 상당히 낮은 SIR을 갖는 결과이다. 고정 SIR를 이용하는 방법과 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법은 SIR 분포에서 유사한 결과를 보인다.
도 8b를 참고하면, 고정 SIR를 이용하는 방법을 적용하는 전체 기지국의 85% 정도가 최대 전송전력을 사용한다. 이는, 고정 SIR를 이용하는 방법을 적용하는 경우에는 많은 기지국에서 무리하게 18dB로 설정된 목적 SIR을 만족하려고 전송전력을 높임에 따라, 상호 간섭량이 지속적으로 증가하고 결과적으로 최대전송전력을 사용하게 된다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법에서는 5W(7dBW)미만 10%, 5W 80%, 5W이상이 10%의 전력 분포를 보여 전력 사용 면에서 큰 이득을 가짐을 알 수 있다.
이와 같은, 이득은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법에서 채널 상태가 상대적으로 열악한 일부 기지국에서 18dB보다 낮은 목적 SIR을 유지하도록 전력 제어를 수행함에 따라 전송전력의 소모적인 상승과 상호간섭량의 증가가 방지되는 현상에서 기인된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래 방법의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.
도 9a를 참고하면, 고정 SIR를 이용하는 방법에서 목적SIR은 본 발명의 실시예에 따른 목적 SIR 범위 내에서 중간값을 가진다. 이때, 중간값은 12dB보다 낮은 값이다.
또한, 전체적으로 도 8a과 다르게 18dB 근처의 SIR 분포가 나타나지 않는다. 이에 따라, 전체적으로 SIR 분포는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법에 해당하는 SIR 분포에 비해 낮은 값에 형성된다.
도 9b를 참고하면, 고정 SIR를 이용하는 방법은 낮은 목적 SIR을 성정함에 따라, 도 8b에 비하여 전력소모면에서 이득이 있음을 보이나, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법에 비해서는 많은 전력이 소모되고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래 방법의 성능을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.
도 10a를 참고하면, 고정 SIR를 이용하는 방법은 목적 SIR을 -6dB로 설정한다. 이때, 고정 SIR를 이용하는 방법은 이전 두 경우(도 8a와 도9a)에 비하여 가장 낮은 SIR분포를 나타낸다. 특히, 목적 SIR이 -6dB 이하인 경우가 20%에 이름을 알 수 있다.
도 10b를 참고하면, 고정 SIR를 이용하는 방법은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법에 비하여 전력소모가 매우 작게 나타나지만, 이는 전력 소모 면에서 이득이 크다고 하기 보다는 필요이상으로 전력을 사용하지 않아 시스템 성능이 열악해 지는 것으로 볼 수 있다.
이상, 도 8 내지 도 10에서 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법과 종래의 하향링크 전력을 제어하는 방법(고정 SIR를 이용하는 방법 및 최대전력을 송신하는 방법)의 성능 비교를 그래프를 이용하여 나타내었다.
다음, 표 2는 전체 기지국에서의 가장 열악한 채널 환경에 위치하는 이동국의 평균 처리량(throughput), 평균 전송전력 및 정전(outage) 확률을 나타낸다.
Figure pat00007
하향링크 전력을 제어하는 각 방법에서, 평균 처리량은 유사한 값을 보이고 있으나, 전송전력 면에서는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법이 PN에 따라 종래 방법에 비해 최대 4.5 배에서 1.5배의 전력 효율을 보임을 알 수 있다.
또한, 정전(outage) 확률에서는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법이 12%, 고정 SIR를 이용하는 방법이 16%, 최대전력을 송신하는 방법이 17%이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법이 가장 좋은 성능을 보인다.
또한, 평균 전송전력 측면에서도 가장 높은 정전 확률을 가지는 -6dB의 고정 SIR를 이용하는 방법을 제외하고, 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전력제어 방법이 종래 방법에 비해 우수한 성능을 가짐을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 기지국에서 하향링크 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 기지국은 자신의 셀 내에 위치하는 복수개의 이동국 각각에 해당하는 채널정보를 수집하는 단계,
    수집한 채널정보들을 비교하여, 상기 복수개의 이동국 중에서 채널상태가 가장 열악한 이동국을 전력제어 대상으로 선정하는 단계,
    선정한 이동국의 최소 채널정보를 생성하는 단계,
    상기 최소 채널정보를 토대로 목적 신호대 간섭비를 설정하는 단계,
    상기 목적 고정 신호대 간섭비를 이용하여 전송전력을 구하는 단계, 그리고
    상기 전송전력을 토대로 상기 하향링크 전력을 제어하는 단계
    를 포함하는 하향링크 전력제어 방법.
KR1020100012117A 2010-02-09 2010-02-09 하향링크 전력제어 방법 KR20110092604A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100012117A KR20110092604A (ko) 2010-02-09 2010-02-09 하향링크 전력제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100012117A KR20110092604A (ko) 2010-02-09 2010-02-09 하향링크 전력제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110092604A true KR20110092604A (ko) 2011-08-18

Family

ID=44929415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100012117A KR20110092604A (ko) 2010-02-09 2010-02-09 하향링크 전력제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110092604A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013103219A1 (ko) * 2012-01-03 2013-07-11 엘지전자 주식회사 무선 접속 시스템에서 하향링크 전송 전력 설정 방법 및 이를 위한 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013103219A1 (ko) * 2012-01-03 2013-07-11 엘지전자 주식회사 무선 접속 시스템에서 하향링크 전송 전력 설정 방법 및 이를 위한 장치
US9635618B2 (en) 2012-01-03 2017-04-25 Lg Electronics Inc. Method for setting downlink transmission power in wireless access system, and apparatus therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Simonsson et al. Uplink power control in LTE-overview and performance, subtitle: principles and benefits of utilizing rather than compensating for SINR variations
US8849340B2 (en) Methods and devices for reducing interference in an uplink
CN101485115B (zh) 通信系统中的控制系统和方法
JP5656849B2 (ja) 干渉管理および伝送品質制御に基づく機能強化されたアップリンク電力制御
US8880088B2 (en) Signalling for interference management in HETNETs
EP2182751A1 (en) Method and apparatus of spectrum utilization in a wireless cellular environment
MX2014009381A (es) Control de potencia de enlace ascendente en sistemas de comunicaciones inalambricas de multiples puntos coordinados.
WO2009060303A2 (en) UPLINK POWER CONTROL WITH INTERFERENCE-OVER-THERMAL (LoT) LOAD CONTROL
KR20110091502A (ko) 상향 전송 파워 제어 방법, 시스템 및 기지국
Muhammad et al. Performance evaluation of uplink closed loop power control for LTE system
KR101593238B1 (ko) 무선 통신 시스템에서 송신 전력 제어 장치 및 방법
Muhammad et al. Uplink closed loop power control for LTE system
CN103313337B (zh) 一种消除小区间下行干扰的方法
CN102958144A (zh) 功率控制的方法和相应装置
KR101594509B1 (ko) 이동 통신 시스템에서 서빙 기지국을 변경하는 방법 및 장치
CN102550093A (zh) 无线通信系统、大小区基站、以及通信控制方法
KR20100112329A (ko) 무선통신 스케줄링 제어 시스템 및 그 방법
Chou et al. Load-based cell association for load balancing in heterogeneous cellular networks
WO2010101529A1 (en) A method of communication
JP5890307B2 (ja) アップリンク送信電力制御方法及び装置
WO2000079803A2 (en) Method for determining the needed transmission power in a cdma network
JP6054098B2 (ja) 協調フィードバックセットの選択方法およびその基地局
CN102045822B (zh) 无线中继系统中的下行功率控制方法
KR20110092604A (ko) 하향링크 전력제어 방법
KR20150025871A (ko) 자원 할당 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination