KR20120005502A - 적응적 신호 전력 측정 방법 및 장치 - Google Patents

적응적 신호 전력 측정 방법 및 장치 Download PDF

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조세 플로델리스
요아킴 악스몬
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텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
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Abstract

모바일 수신기에서 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 추정하는 방법들 중에서 선택하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 이 방법은 셀 타이밍과 측정 구간에 기초하여 수신 전력을 측정하는 제1 방법 또는 제2 방법을 선택하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 제2 기지국에 의해 전송된 신호에 관해 제1 방법 및 제2 방법을 수행하는 측정 구간에 대한 정보가 제1 기지국으로부터 수신된다. 적어도 하나의 제2 기지국의 타이밍이 결정되고, 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 제1 방법과 제2 방법 중 하나가 선택된다.

Description

적응적 신호 전력 측정 방법 및 장치{ADAPTIVE SIGNAL POWER MEASUREMENT METHODS AND APPARATUS}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 이와 같은 시스템에서의 수신 신호 전력의 측정에 관한 것이다.
GSM 및 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA; Wideband Code Division Multiple Access)와 같은 모바일 셀룰러 무선 표준의 계속된 진보 속에서, 직교 주파수 분할 멀티플렉스(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplex)와 같은 새로운 전송 기술이 새로운 셀룰러 통신 시스템에 사용될 것이다. 나아가, 기존의 셀룰러 시스템으로부터, 기존 무선 스펙트럼의 새로운 고용량의, 고 데이터 레이트 시스템으로 순조롭게 이동하기 위해, 새로운 시스템은 유연한 통신 채널 대역폭에서 동작할 수 있어야 한다.
이와 같은 하나의 새로운 유연한 셀룰러 통신 시스템은 제3세대 롱 텀 에볼루션(3G LTE; Third Generation Long Term Evolution)이라 불리며, 이것은 현재 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)에 의해 표준화되고 있는 중이다. 3G LTE 명세는 3GPP에 의해 또한 공표된 현재의 WCDMA 명세의 진보로서 볼 수 있다. 3G LTE 시스템은, 시스템 노드로부터 사용자 장비(UE)로의 다운링크(DL)에서 (OFDMA라 불리는) 다중 액세스 기술로서 OFDM을 사용하며, 약 1.4 메가헤르쯔(MHz) 내지 약 20 MHz 범위의 채널 대역폭에서 동작하고, 가장 큰 대역폭 채널 상에서 초당 100 메가비트(Mb/s)에 이르는 데이터 레이트를 지원할 것이다. 높은 데이터 레이트 서비스외에도, 3G LTE 시스템은 음성과 같은 낮은 데이터 레이트 서비스를 제공할 것으로 예상된다. 3G LTE는, 친숙한 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP)에 따른 패킷 데이터를 위해 설계되기 때문에, 음성을 운반하는 서비스는 VoIP(Voice-Over-IP)를 이용할 것으로 예상된다.
OFDMA 통신 시스템에서, 전송될 데이터 스트림은, 병렬로 전송되는 다수의 협대역 서브캐리어들 사이에서 분할된다. 일반적으로, 특정한 UE에 충당되는 자원 블록은, 특정한 기간 동안 사용되는 특정한 갯수의 서브캐리어이다. 상이한 사용자에 대해 상이한 그룹의 서브캐리어가 상이한 시간에 사용될 수 있다. 각각의 서브캐리어는 협대역이기 때문에, 각각의 캐리어는 주로 평탄 페이딩(flat fading)을 겪으며, 이것은 UE가 각각의 서브캐리어를 복조하는 것을 더 용이하게 한다. OFDMA 통신 시스템은, 문헌, 예를 들어, B. Lindoff 등에 의한 미국 특허 출원 공개번호 US 2008/0031368호에 기술되어 있다.
도 1은 전형적인 셀룰러 통신 시스템(10)을 도시하고 있다. 무선 네트워크 제어기들(RNC)(12, 14)은, 예를 들어, 무선 액세스 베어러 셋업(radio access bearer setup), 다이버시티 핸드오버(diversity handover) 등을 포함한 다양한 무선 네트워크 기능을 제어한다. 일반적으로, 각각의 RNC는, 이동국(MS), 이동 전화, 또는 기타의 원격 단말기와 같은 UE로의 및 UE로부터의 콜을, DL(또는 순방향) 및 업링크(UL 또는 역방향) 채널을 통해 서로 통신하는 적절한 기지국(들)(BS)을 통해 보낸다. 도 1에서, RNC(12)는 BS(16, 18, 20)에 결합되고 RNC(14)는 BS(22, 24, 26)에 결합된 것으로 도시되어 있다.
각각의 BS, 또는 3G 용어로 노드 B는, 하나 이상의 셀(들)로 분할되는 지리적 영역을 서빙한다. 도 1에서, BS(26)는, 비록 BS로부터의 신호에 의해 서빙되는 섹터 또는 기타의 영역을 셀이라고도 부를 수 있지만, BS(26)의 셀을 구성한다고 말할 수 있는 5개의 안테나 섹터(S1-S5)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 또한, BS는 UE에 신호를 전송하기 위해 하나 보다 많은 안테나를 사용할 수 있다. BS는 전형적으로, 그 대응하는 RNC에, 전용 전화선, 광 섬유 링크, 마이크로파 링크 등에 의해 결합된다. RNC(12, 14)는, 모바일 스위칭 센터(미도시) 및/또는 패킷 무선 서비스 노드(미도시)와 같은 하나 이상의 코어 네트워크 노드를 통해, 공중 전화 교환망(PSTN), 인터넷 등과 같은 외부 네트워크에 접속된다.
도 1에 도시된 기능들의 배열은 3G LTE 및 기타의 통신 시스템에서 수정될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, RNC(12, 14)의 기능은 노드 B(22, 24, 26)로 이동될 수 있고, 다른 기능들은 네트워크 내의 다른 노드들로 이동될 수 있다. 또한, 기지국은, 셀/섹터/영역 내에 정보를 전송하기 위해 복수의 전송 안테나를 사용할 수 있고, 이들 상이한 전송 안테나는 각각의 상이한 파일럿 신호를 전송할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2는, 3G LTE 시스템과 같은 OFDM 통신 시스템에서 DL 서브캐리어들의 배열을 도시하는 주파수-대-시간 플롯이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자원 블록은, 15 킬로헤르쯔(kHz) 만큼 이격된 12개의 서브캐리어를 포함하며, 12개의 서브캐리어들은, 함께, 주파수에서 180kHz와 시간에서 0.5 밀리초(ms), 즉 하나의 시간 슬롯을 점유한다. 도 2는, 7개의 OFDM 심볼 또는 자원 요소(RE; Resource Element)를 포함하는 각각의 시간 슬롯을 도시하고 있으며, 7개의 OFDM 심볼 각각은 짧은(정상) 주기적 전치부호(cyclic prefix)를 갖고 있지만, 긴(연장된) 주기적 전치부호를 갖는 6개의 OFDM 심볼들도 역시 시간 슬롯에서 사용될 수 있다. 자원 블록은 다양한 기간에 대해 다양한 갯수의 서브캐리어를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
3G LTE 시스템의 중요한 양태는 UE의 이동성이며, 따라서, UE가 "서빙 셀"이라고 불릴 수 있는 적절한 셀을 얻어 접속을 유지하고 하나의 서빙 셀로부터 다른 셀로 핸드오버되기 위해서는, 빠르고 효율적인 셀 검색과 수신 신호 전력 측정이 중요하다. 또한, 오퍼레이터들은 시간 및 장소에 있어서 점차 LTE를 배치할 것이고, 따라서, 무선 액세스 기술간(IRAT; Inter-Radio Access Technology) 이동성이 중요한 기능이 될 것이다. GSM/WCDMA 시스템으로부터 LTE 시스템으로의 이동성은 IRAT 이동성의 많은 예들 중 하나일 뿐이다.
현재의 3G LTE 명세에서, 핸드오버 결정은 기준 신호 수신 전력(RSRP; Reference Signal Received Power)의 측정에 기초하며, RSRP는 노드 B에 의해 전송된 기준 신호 또는 심볼(RS)의 평균 수신 신호 전력으로서 정의될 수 있다. UE는, 명시된 셀 검색 프로시져의 결과로서 검출한 이웃 셀들 뿐만 아니라 서빙 셀상에서도 RSRP를 측정한다.
RS 또는 파일럿이, 알려진 주파수와 시간 인스턴스에서 각각의 노드 B로부터 전송되며, 핸드오버 외에도 동기화와 기타의 목적을 위해 UE에 의해 사용된다. 이와 같은 기준 신호와 심볼은, 예를 들어, 3GPP 기술 명세(TS) 36.211 V8.4.0의 섹션 6.10 및 6.11, 물리 채널 및 변조(릴리스 8, 2008년 9월)에 기술되어 있다.
RS는, 노드 B의 아마도 1개, 2개 또는 4개 전송 안테나들 각각으로부터, 도 3에서 도시된 주파수-대-시간 평면 상에서 편리하게 표현될 수 있는 특정한 RE상에서 전송된다. 도 3의 배열은 단지 예일 뿐이며 다른 배열이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 3은, 서브프레임이라 불릴 수 있는, 수직의 굵은 점선에 의해 표시된, 2개의 연속된 시간 슬롯을 도시한다. 도 3은 또한, 점선으로 표시된 2개의 자원 블록을 도시하고 있다. 도 3에 도시된 주파수 범위는 약 26개의 서브캐리어를 포함하며, 이들 중 9개만이 명시적으로 표시되어 있다. 노드 B의 제1 전송(TX) 안테나에 의해 전송된 RS는 R로 표시되고, 그 노드의 가능한 제2 TX 안테나에 의해 전송된 RS는 S로 표시되어 있다. 도 3에서, RS는, 매 슬롯에서 OFDM 심볼 0 및 (심볼이 긴 주기적 전치부호를 갖는지 또는 짧은 주기적 전치부호를 갖는지에 따라) OFDM 심볼 3 또는 4 내의 매 6번째 서브캐리어 상에서 전송되는 것으로 도시되어 있다. 또한 도 3에서, 심볼 3 또는 4의 RS들은, 슬롯 내의 첫번째 OFDM 심볼인 OFDM 심볼 0의 RS에 관해 3 서브캐리어만큼 오프셋된다.
당업자라면, UE가 그 최적 방식의 RSRP 측정을 서빙 셀 또는 기타의 셀에서 전송된 RS에 기초하는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 셀 검색 프로시져에서 검출되었으나 UE에 현재 접속되지 않은 셀은 "검출된 이웃 셀"이라 불릴 수 있다. 낮은 신호-대-간섭비(SIR; Signal-to-Interference Ratio)는 검출된 이웃 셀에 대한 공통된 상황인데, 이것은, 이와 같은 셀의 UE에서의 신호 전력 레벨은 대개 서빙 셀의 수신 전력 레벨보다 낮기 때문이다. 상이한 SIR은 상이한 RSRP 측정 방법을 필요로 할 수 있다.
또한, UE는 전형적으로, DL 채널의 특성이 다수의 서브캐리어들에 걸쳐 일정하고(즉, 채널은 주파수에 관해 일정함) 다수의 OFDM 심볼들에 걸쳐 일정하다(즉, 채널은 시간에 관해 일정함)고 간주한다. 이러한 가정에 기초하여, UE는 이와 같은 "일정한" 그룹에 걸쳐 수신 신호를 코히어런트 평균을 구해 서브캐리어 i에 대한 채널 추정치 Hi를 얻고, 채널 추정치의 절대값의 제곱 |Hi|2을 계산하여 심볼들의 "일정한" 그룹에 걸쳐 수신 신호 전력 추정치를 얻은 다음, 몇 개의 그룹에 걸쳐, 즉 전체 채널 대역폭에 걸쳐 이와 같은 신호 전력 추정치의 비-코히어런트 평균을 계산하여 RSRP 측정치(추정치)를 결정한다. 2개의 이와 같은 가정된 "일정한" 그룹이 도 3에 점선으로 표시되어 있다.
도 3에 도시된 배열에서, RSRP를 추정하기 위해 코히어런트 평균에 후속한 비-코히어런트 평균이라는 이와 같은 "간단한" 셀 측정 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다. TX 안테나 1로부터의 RS Ri에 대응하는 UE의 기저대역 신호 Yi는 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00001
그리고, 가능한 TX 안테나 2로부터의 RS Si에 대응하는 UE의 기저대역 신호는 유사하게 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00002
이로부터 채널의 임펄스 응답 Hi는 알려진 RS 심볼들 Ri, Si를 이용하여 추정될 수 있다. 주목할 점은, 수학식 2에서의 윗 첨자 2는 제곱을 의미하는 것이 아니라 제2 TX 안테나를 의미한다는 점이다.
M개의 수신 기준 심볼들의 코히어런트 평균을 구한 다음, N개 코히어런트 평균의 비-코히어런트 평균(즉, N개 자원 블록들에 걸친 비-코히런트 평균)을 구하는 것은 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00003
여기서, Sest는 RSRP 측정치(추정치)이고, RSest는 RS 심볼들 Ri 또는 Si에 기초한 채널 응답 추정치이다. 비-코히어런트 평균은, 총 RSRP 추정치를 결정하기 위해 전형적으로 전체 UE 측정 대역폭(예를 들어, 1.4 MHz, 또는 6쌍의 자원 블록)에 걸쳐 이루어진다.
가변 SIR를 가지는 것 외에도, DL 채널은 흔히 지연 스프레드(delay spread) 및 도플러 편이(Doppler shift)를 겪기 때문에, 채널은 통상적으로 가정되는 것과 같이 일정하지 않고, 따라서, 잘못된 RSRP 측정값의 확률이 증가되게 된다. 이러한 변동하는 DL 채널의 문제점에 대한 공지된 해결책은, 채널 및 신호 전력을 추정하는 더 진보된 방법(예를 들어, Wiener 필터링에 기초한 방법)을 사용하는 것이다. 이와 같은 더 진보된 방법들은, 계산 집약적이고, 시간, 전력, 및/또는 많은 UE에서 제약되는 하드웨어 자원을 소모하며, UE에서의 신호-전력-추정 프로세싱의 복잡성을 증가시키고, 각각의 검출된 이웃 셀 상에서 수행될 필요가 있으며, 이러한 것들 모두는 이 해결책을 바람직하지 못하게 만든다.
주파수간(inter-frequency) 셀 측정은 전형적으로 주파수간 측정 갭들에서 행해지는데, 이것은, UE가, 그 수신 캐리어 주파수를 전환하고 주파수간 또는 IRAT 셀에 관한 측정을 행하기 위하여 그 서빙 셀로부터의 정보의 수신을 중지하도록 구성된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 주파수간 갭들 및 셀들의 상대적 타이밍에 따라, UE는 수신 신호 측정을 행하기 위해 전술된 "간단한" 방법을 사용하거나 사용할 수 없다.
도 4는, 시분할 듀플렉스(TDD)를 이용하는 LTE 셀 및 ((A) 및 (B)로 표시된) GSM 셀들의 경우에 대한 주파수간 셀 측정의 예를 도시한다. 시간은 도 4에서 수평 방향을 따라 배열되어 있고, LTE TDD 셀의 자원 블록들의 연속은 도 4에서 중간에 표시되어 있다. GSM 프레임들의 연속은 2개의 오프셋 타이밍에 대해 표시되고, 프레임의 시작 및 끝에서의 무선 셋업 기간은 빗금친 영역으로 표시되어 있다. GSM 셀의 경우, IRAT 셀 측정을 위해 이용가능한 주파수간 측정 갭은 단지 약 5.2 ms정도로서, 이것은 매 26 프레임마다 발생하는 유휴 프레임의 지속기간이다. LTE TDD 셀의 경우, 서브프레임들의 서브셋만이 RSRP 측정을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 전술된 "간단한" 방법은 주파수간 셀들의 일부 상대적 타이밍에 대해서만 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 GSM 셀(A)의 상대적 타이밍은, 전술된 "간단한" 측정 방법이 사용될 수 있도록 하는 것인데, 이것은 LTE 자원 블록들 모두가 유휴 프레임에서 발생하고, 유휴 프레임 동안에 UE는 LTE 셀에 관한 셀 측정을 행하기 위해 그 수신기를 재동조시킬 수 있기 때문이다. 대조적으로, UE는 셀(B)와 같은 상대적 타이밍이 존재할 때 전술된 "간단한" 측정 방법을 사용할 수 없다.
이 문제에 대한 이전의 해결책은, 전술된 "간단한" 측정 방법이 사용될 수 없는 "최악의" 시나리오에 대처하기 위해 항상 더 복잡한 채널 및 신호 전력 추정 방법(예를 들어, Wiener 필터링에 기초한 방법들)을 요구한다. 앞서 언급된 바와 같이, 이와 같은 더 복잡한 방법들은 바람직하지 않다.
따라서, 측정의 복잡성을 크게 증가시키지 않으면서도 주파수간 및 IRAT 셀 측정을 위한 개선된 방법 및 장치가 필요하다.
<발명의 개요>
본 발명의 한 양태에서, 통신 시스템 내의 모바일 수신기에는, 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 측정하는 복수의 방법 중 하나를 선택하는 방법이 제공된다. 이 선택하는 방법은, 적어도 하나의 제2 기지국의 신호에 관해 제1 측정 방법 또는 제2 측정 방법을 수행할 측정 구간(measurement interval)에 대한 정보를 제1 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍을 결정하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 상기 제1 측정 방법 및 상기 제2 측정 방법 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 통신 시스템 내의 모바일 수신기에는, 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 측정하는 복수의 방법 중 하나를 선택하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는, 적어도 하나의 제2 기지국의 신호에 관해 제1 측정 방법 또는 제2 측정 방법을 수행할 측정 구간에 대한 제1 기지국으로부터의 신호에 의해 운반되는 정보에 대해 구성된 수신기; 및 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 신호의 타이밍을 결정하고, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 상기 제1 측정 방법 및 상기 제2 측정 방법 중 하나를 선택하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금, 통신 시스템 내의 모바일 수신기에서, 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 측정하는 복수의 방법 중 하나를 선택하는 방법을 실행하도록 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체가 제공된다. 이 방법은, 적어도 하나의 제2 기지국의 신호에 관해 제1 측정 방법 또는 제2 측정 방법을 수행할 측정 구간에 대한 정보를 제1 기지국으로부터 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍을 결정하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 신호의 상기 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 상기 제1 측정 방법 및 상기 제2 측정 방법 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 수개의 특징, 목적, 및 이점들은 도면과 연계하여 본원 설명을 읽음으로써 이해될 것이다:
도 1은 셀룰러 통신 시스템을 도시하며;
도 2는 직교 주파수 분할 다중 액세스를 이용하는 통신 시스템 내의 서브캐리어들과 시 구간들을 도시하며;
도 3은 직교 주파수 분할 다중 액세스를 이용하는 통신 시스템 내의 기준 신호를 도시하며;
도 4는 주파수간 셀 측정을 도시하며;
도 5는 개선된 측정 방법의 플로차트이며;
도 6은 수신기의 일부의 블록도이다.
3G LTE 및 유사한 통신 시스템에서 핸드오버 측정(예를 들어, RSRP 및 유사한 측정)을 위한 수신 신호 전력을 측정하기 위한 방법 및 장치는, 계산 집약적 채널 및 신호 전력 추정 방법들이 필요할 때만 사용되도록, 측정 구간과 셀 타이밍간의 상대적 타이밍과 추정된(측정된) 신호 전력 레벨의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 기초하여 적합화된다. 추정된 신호 전력 레벨에 기초한 적합화는 앞서 인용되고 본원에 포함된 미국 특허 출원 제12/143,975호에 상세히 기술되어 있다.
이하에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, UE는, 또한 또는 그 대신에, 셀 타이밍과 측정 구간에 기초하여 그 전력 측정 방법을 적합화할 수 있다. UE는, 이와 같은 측정을 행하기 이전에, 또한 셀 아이덴터티(identity)를 부여하는 셀 검색 프로시져의 결과로서 셀 타이밍을 검출했다. 따라서, UE의 측정 방법의 변경은, 통신 시스템에 의해 결정되고 UE에 전송될 수 있는 파라미터인 측정의 발생 시간에 기초할 수 있다. 이런 식으로, 신호 전력 측정 복잡성과 신호 전력 측정 성능간의 양호한 트레이드-오프(trade-off)가 달성될 수 있다.
예를 들어, 셀 타이밍이, 예를 들어, 도 4의 (A)로 표시된 바와 같이 "양호"일 때, 예를 들어, 상기 수학식 3에 따른 단순 평균에 기초한 채널 추정 또는 RSRP 측정의 방법과 같은, 간단한 측정 방법이 사용될 수 있다. 셀 타이밍이, 예를 들어, 도 4의 (B)로 표시된 바와 같이 "불량"일 때, 더 복잡한 측정 방법이 사용될 수 있다.
이와 같은 더 복잡한 측정 방법은, 아래와 같이 표현될 수 있는 도플러 편이 및 지연 스프레드와 같은 하나 이상의 추정된 채널 특성에 기초한 채널 추정을 포함할 수 있다:
Figure pct00004
여기서, am ,n은 도플러 편이, 지연 스프레드, 또는 기타의 서브캐리어 채널 특성에 의존하는 적절한 계수이고; l 및 k는 각각 시간 및 주파수 인덱스이며; m 및 n은, 도 3에 도시된 바와 같은 총 M 및 N개의 시간 및 주파수 위치들에서의 수신 기준 심볼 RS에 기초한 채널 응답 추정치 RSest의 시간 및 주파수 위치의 인덱스이다.
수학식 4에 따르면, 수신 신호 추정치 Sm , n est가 각각의 수신 기준 심볼 RSm ,n에 대해 발생되고, 각각의 이와 같은 수신 신호 추정치는, 도플러 편이, 지연 스프레드 등의 함수인 필터 계수 al -m, k-n를 갖는 이웃 RS들의 선형 필터링에 의해 발생된다. 예로서, 도플러 편이가 클수록, |l-m| 이 증가함에 따라 더 빨리 |a|가 감쇠하고, 지연 스프레드가 클수록, |k-n| 이 증가함에 따라 더 빨리 |a|가 감쇠한다.
도 5는 셀 측정의 발생 시간에 기초한 개선된 측정 방법의 일례의 플로차트이다. 이 예에서, UE는 접속 모드(connected mode)에서 동작하고 있고, 서빙 GSM 셀에서 서비스(예를 들어, 데이터의 수신/송신)를 이용하고 있으며, 현재의 서비스에 대해 더 적절한 RAT(이 예에서는, LTE 셀)이 이용가능하다고 판정한 것으로 가정된다. 그러나, 본 발명은 다른 통신 시스템에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 때때로, UE는, 예를 들어, 잠재적 핸드오버 후보로서 사용될 이웃 셀을 결정하거나 기타의 목적을 위해, 명시된 셀 검색 프로시져를 실행할 수 있다.
아마도 더욱 적절한 RAT의 존재에 대한 정보는, UE의 서빙 셀에 의해, 예를 들어, 3GPP TS 36.331 V8.4.0의 섹션 6.3.1, E-UTRA 무선 자원 제어(RRC), 프로토콜 명세(릴리스 8)(2008년 12월)에 기술된 것과 같은, 적절한 무선 자원 제어(RRC) 또는 레이어 3 메시지에서 제공될 수 있다. IRAT 이동성을 위한 LTE, WCDMA, 및 GSM 이웃 셀의 목록은, 각각 SystemInformationBlock(SIB) 타입 5, 6, 및 7의 정보 요소들 내에 포함될 수 있으며, 다른 SIB 타입들의 정보 요소들은 다른 셀, 예를 들어, CDMA2000 등의 목록을 포함할 수 있다.
이와 같은 정보를 이용하여, UE는 IRAT 측정을 행하기로 결정할 수 있으나, 전형적으로는 네트워크가 UE에게 주파수간 및 IRAT 측정을 행하도록 명령한다. 어느 경우든, UE는 수개의 인자들 중 임의의 인자에 기초하여 현재 서비스에 대한 더 적절한 RAT가 이용가능한지를 판정하는데 있어서 이웃 셀들에 대한 정보를 이용한다. 예를 들어, UE는 수신 신호 품질(예를 들어, SIR)을 임계치와 비교하거나 현재의 서비스에 대해 더 많은 대역폭이 필요하다고 판정할 수 있다.
네트워크, 예를 들어, 서빙 셀은, UE에게, 예를 들어, 3GPP TS36.331의 섹션 5.4.3에 기술된 MobilityFromEUTRACommand 메시지를 전송함으로써, RAT을 변경할 것을 요청할 수 있다. 이와 같은 재선택 또는 핸드오버에 대비하여, 네트워크는 또한 UE에게, UE가 RAT을 변경하도록 할지의 여부를 네트워크가 결정하기 이전에, 목적지 셀의 수신 신호 품질을 측정할 것을 요청할 수 있다. 이와 같은 동작을 위한 측정 및 메시징은, 예를 들어, 3GPP TS 36.331의 섹션 5.5에 기술되어 있다.
만일 더 적절한 RAT을 이용하는 셀이 아마도 이용가능하다면, UE는 주파수간 셀 타이밍을 결정한다(단계 502). 그 결정은, 주파수간 셀 측정을 수행하기 위해 이용가능한 측정 갭들에 대한 정보를 시스템(예를 들어, UE가 접속되어 있는 셀)으로부터 UE가 수신하는 것을 포함할 수 있다. 이와 같은 정보는 서빙 셀로부터 UE로 하나 이상의 적절한 RRC 메시지에서 전송될 수 있다. 몇몇 경우에, 시스템은 이와 같은 메시지를 전송할 필요가 없는데, 이것은 UE가 갭들을 스스로 결정할 수 있기 때문이다; GSM 셀에 접속된 UE의 예에서, UE는 매 26번째 프레임마다 유휴 프레임이 발생한다는 것을 이미 "알고 있는데", 이것은, 이와 같은 갭들은 시스템 명세에 의해 요구되기 때문이다. WCDMA 및 LTE 셀과 같은 기타의 경우에, UE는 RRC 메시지를 수신할 필요가 있다.
UE는 표준 셀 검색 프로시져에 따라 주파수간 셀(이 예에서는, LTE 셀)을 탐색하고, 주파수간-셀의 검출시(단계 504), UE는 그 셀의 타이밍을 판정한다. 타이밍에 따라(단계 504), UE는 상이한 방법의 셀 측정을 이용한다. 예를 들어, 도 4에서 (A)로 표시된 바와 같은 "양호한" 타이밍의 경우(단계 506에서 예), UE는 이어지는 측정 갭들에서 셀 측정에 대해 "간단한" RSRP 측정 방법을 사용할 수 있다(단계 508). 예를 들어, 도 4에서 (B)로 표시된 바와 같은 "불량한" 타이밍의 경우(단계 506에서 아니오), UE는 곧 있을 측정 갭들에서 더 복잡한 RSRP 측정 방법을 사용할 수 있다(단계 510).
만일 UE가 주파수간 셀(들)의 타이밍을 계속 추적한다면 유익할 것이다(단계 512). 만일 셀 타이밍 또는 측정 갭 타이밍이 변한다면(단계 512에서 예), UE는 측정 갭과 셀 타이밍 간의 새로운 상대적 타이밍 차이에 기초하여 그 측정 방법의 선택을 업데이트한다. 즉, 프로세스 흐름은 단계(506)로 되돌아간다. 만일 셀 타이밍 또는 측정 갭 타이밍이 변하지 않는다면(단계 512에서 아니오), UE는 그 측정 방법의 이전 선택을 계속한다. 셀 타이밍은, 주로 UE 위치의 변경 결과로서 변할 수 있으며, 측정 갭 타이밍은 시스템에 의해 전송된 RRC 시그널링 정보의 결과로서 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추적 단계는 선택사항으로서 간주될 수 있으며, 따라서 이들은 도 5에서 점선으로 표시되어 있다.
당업자라면, 도 5의 플로차트는 단 하나의 검출된 새로운 셀을 가정하고 있지만, 일반적으로 UE는, RSRP 측정을 동시에 또는 순차적으로 행할 다수의 동시 검출된 이웃 셀들을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 제1 또는 제2 측정 방법의 사용은, 각각의 이와 같은 셀에 대해 독립적으로 선택될 수 있거나, 또는, 제1 또는 제2 측정 방법의 사용은, 선택가능한 갯수의 다른 검출된 이웃 셀들에 대해 제1 또는 제2 방법이 이미 선택되었는지의 여부에 기초하여 선택될 수 있다. 선택가능한 갯수는 UE가 부담하는 처리 부하에 대응할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 방법은 서빙 셀에 관한 측정에 적용될 수 있다.
도 6은 전술된 방법들을 구현할 수 있는 UE의 배열(600)의 블록도이다. 도 6에 도시된 기능 블록들은 다양한 등가의 방식으로 결합 및 재배열될 수 있으며, 많은 기능들이 하나 이상의 적절히 프로그램된 디지털 신호 프로세서에 의해 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 도 6에 도시된 기능 블록들에 의해 제공되거나 교환되는 정보와 상호접속은, UE의 동작에 연루된 다른 방법들을 UE가 구현할 수 있도록 다양한 방식으로 변경될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, UE는 안테나(602)를 통해 DL 무선 신호를 수신하고, 전형적으로는 수신된 무선 신호를 전단 수신기(Fe RX)(604)에서 아날로그 기저대역 신호로 하향변환(down convert)한다. 기저대역 신호는, 대역폭 BW0를 갖는 아날로그 필터(606)에 의해 스펙트럼적으로 성형되고, 필터(606)에 의해 생성된 성형된 기저대역 신호는 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)(608)에 의해 아날로그로부터 디지털 형태로 변환된다.
디지털화된 기저대역 신호는 또한, DL 신호에 포함된 동기화 신호 또는 심볼들의 대역폭에 대응하는 대역폭 BWsync를 갖는 디지털 필터(610)에 의해 스펙트럼적으로 성형된다. 필터(610)에 의해 생성된 성형된 신호는, 특정한 통신 시스템, 예를 들어, 3G LTE용으로 명시된 셀들의 검색 방법들 중 하나 이상을 실행하는 셀 검색 유닛(612)에 제공된다. 전형적으로, 이와 같은 방법들은, 수신 신호에서 미리결정된 1차 및/또는 2차 동기화 채널(P/S-SCH) 신호를 검출하는 단계를 포함한다.
디지털화된 기저대역 신호는 또한, ADC(608)에 의해, 대역폭 BW0를 갖는 디지털 필터(614)에 제공되고, 필터링된 디지털 기저대역 신호는, 기저대역 신호의 주파수-영역(스펙트럼) 표현을 생성하는 빠른 푸리에 변환(FFT) 또는 기타의 적절한 알고리즘을 구현하는 프로세서(616)에 제공된다. 채널 추정 유닛(618)은 프로세서(616)로부터 신호를 수신하고 수개의 서브캐리어들 i와 셀들 j 각각에 대해 채널 추정치 Hi ,j를 생성한다. 예를 들어, 유닛(618)은, 제어 유닛(620)에 의해 제공된 제어 및 타이밍 신호 ―제어 유닛(620)은 이와 같은 제어 및 타이밍 신호를 프로세서(616)에도 역시 제공함 ―에 기초하여 전술된 제1 또는 제2 추정 방법 중 어느 하나에 따라 채널 추정치를 생성할 수 있다.
전술된 바와 같이, 추정기(618)는 채널 추정치 Hi를 디코더(622) 및 신호 전력 추정 유닛(624)에 제공한다. 또한 프로세서(616)로부터 신호를 수신하는 디코더(622)는, 전술된 바와 같이 RRC 메시지로부터 측정 갭 및 기타의 정보를 추출하도록 적절하게 구성되고, 전형적으로는 UE(미도시)에서의 추가 처리를 위한 신호를 생성한다. 추정기(624)는 수신 신호 전력 측정치(예를 들어, RSRP의 추정치, 수신 서브캐리어 전력 Si, SIR 등)를 생성한다. 추정기(624)는, 제어 유닛(620)에 의해 제공되는 제어 신호에 응답하여, 예를 들어 상기 수학식 3 또는 수학식 4와 셀 타이밍에 기초하여, 다양한 방식으로 RSRP의 추정치, 기준 신호 수신 품질(RSRQ), 수신 신호 강도(RSSI), 수신 서브캐리어 전력 Si, SIR 등을 생성할 수 있다. 추정기(624)에 의해 생성된 전력 추정치는 전형적으로 UE에서의 추가 신호 처리에 사용된다.
도 6에 도시된 배열에서, 제어 유닛(620)은, 프로세서(616)와 추정 유닛(618)을 구성하는데 필요한 실질적으로 모든 것을 추적한다. 후자의 경우, 이것은 (RS 추출 및 RS의 셀-특유 스크램블링에 대한) 방법과 셀 아이덴터티 양자 모두를 포함한다. 검색기(612)와 제어 유닛(620) 사이의 통신은, 셀 아이덴터티와, 예를 들어 주기적 전치부호 구성을 포함한다.
셀 타이밍 및/또는 수신 신호 전력 추정치에 기초하여, 제어 유닛(620)은, 검출된 셀(들)에 관한 측정을 위해 추정기(618) 및/또는 추정기(624)에 의해 전술된 간단한 방법과 더 복잡한 추정 방법 중 어느 것이 사용되는지를 판정한다. 특히, 제어 유닛(620)에 의한 판정은, 전술된 바와 같이, 갭 정보와 타이밍에 기초할 수 있다.
또한, 제어 유닛(620)은 많은 적절한 추적 알고리즘들 중 임의의 알고리즘을 구현함으로써 주파수간 셀(들)의 타이밍을 추적할 수 있다. 예를 들어, 추적 알고리즘은 셀의 마지막으로 알려진 타이밍 부근의 정합된 필터링에 기초할 수 있으며, 이 때 필터는 각각의 특정한 셀의 S-SCH의 고유 시간-영역 표시에 대응한다. 간단한 시스템에서, 알고리즘은 필터 출력에서의 가장 큰 피크를 판정하는 단계를 포함할 수 있지만, 당업자라면, 필터 출력은 추가로 분석될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 타이밍 추정에서 노이즈를 감소시키기 위해 추가적인 필터링이 또한 제공될 수 있다.
전술된 프로시져들은, 예를 들어, 전송기와 수신기 간의 통신 채널의 시변적 특성(time-varying nature)에 응답하기 위해 필요한 만큼 반복적으로 실행된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 다운링크와 UE의 관점에서, 여기서 기술된 방법 및 장치는 BS 또는 기타의 업링크 수신 노드에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이해가 쉽도록, 본 발명의 많은 양태들이, 예를 들어 프로그래머블 컴퓨터 시스템의 요소들에 의해 수행될 수 있는 일련의 동작의 관점에서 기술된다. 다양한 동작들이 전문화된 회로(예를 들어, 전문화된 기능을 수행하도록 상호접속된 개별 로직 게이트, 또는 주문형 집적 회로)에 의해, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어에 의해, 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 실시예들을 구현하는 무선 수신기는, 예를 들어, 이동 전화, 페이저, 핸드셋, 랩탑 컴퓨터, 및 기타의 이동 단말기, 기지국 등에 포함될 수 있다.
게다가, 본 발명은 추가적으로, 컴퓨터-기반의 시스템, 프로세서-포함형 시스템, 또는 매체로부터 명령어를 가져와 그 명령어를 실행할 수 있는 기타의 시스템과 같은, 명령어-실행 시스템, 기구, 또는 장치에 의해 사용되거나 이와 연계하여 사용하기 위한 적절한 세트의 명령어를 저장하고 있는 임의 형태의 컴퓨터-판독가능한 저장 매체 내에서 전적으로 구현되는 것으로 간주될 수 있다. 본 명세서에 사용되는, "컴퓨터-판독가능한 매체"는, 명령어 실행 시스템, 기구, 또는 장치에 의해 사용되거나 이와 연계하여 사용하기 위한 프로그램을 포함, 저장, 전달, 전파 또는 수송할 수 있는 임의의 수단일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는, 예를 들어, 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선, 또는 반도체 시스템, 기구, 장치, 또는 전파 매체일 수 있지만, 이것으로만 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 더 구체적인 예(제한적인 목록은 아님)는, 하나 이상의 와이어를 갖는 전기 접속, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독전용 메모리(ROM), 소거가능한 프로그래머블 판독-전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 및 광 섬유를 포함한다.
따라서, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구성될 수 있지만, 이들 형태를 전부 다 전술한 것은 아니며, 이와 같은 모든 형태는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 본 발명의 다양한 양태들 각각에 대하여, 임의의 이와 같은 형태는 설명된 동작을 수행"하도록 구성된 로직"이라 언급되거나, 또는 대안으로서, 설명된 동작을 수행"하는 로직"이라 언급될 수 있다.
용어 "포함한다/포함하는"은, 본 출원에서 사용될 때, 진술된 특징, 완전체(integers), 단계, 또는 컴포넌트의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 완전체, 단계, 컴포넌트, 또는 이들 그룹의 존재나 추가를 배제하는 것은 아님을 강조한다.
전술된 특정한 실시예들은 단순히 예시적인 것일 뿐이며, 어떤 식으로든 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정되며, 청구항들의 범위 내에 드는 모든 변형 및 등가물은 이에 포함시키도록 의도되었다.

Claims (22)

  1. 통신 시스템 내의 모바일 수신기에서, 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 측정하는 복수의 방법 중 하나를 선택하는 방법으로서,
    적어도 하나의 제2 기지국의 신호에 관해 제1 측정 방법 또는 제2 측정 방법을 수행할 측정 구간(measurement interval)에 대한 정보를 제1 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 상기 제1 측정 방법 및 상기 제2 측정 방법 중 하나를 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정보는 주파수간 측정 갭 정보(inter-frequency measurement gap information)인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍은, 상기 적어도 하나의 제2 기지국에 의해 전송된 동기화 신호에 기초하여 결정되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 기지국은 GSM 기지국이고, 상기 적어도 하나의 제2 기지국은 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution) 기지국인, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 측정 방법들은, 기준 신호 수신 전력, 기준 신호 수신 품질, 및 수신 신호 강도 중 적어도 하나를 측정하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 측정 방법은,
    Figure pct00005

    로 표현되는 적어도 하나의 채널 특성을 추정하는 단계를 포함하고,
    여기서, Sest는 수신 신호 전력 추정치이고, RSest는 수신 기준 심볼에 기초한 채널 응답 추정치이고, a는 상기 적어도 하나의 채널 특성에 의존하는 계수이고, l 및 k는 시간 및 주파수 인덱스이고, m 및 n은 총 M 및 N개의 시간 및 주파수 위치들에서의 수신 기준 심볼 RS의 시간 및 주파수 위치의 인덱스인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 측정 방법은, M개의 수신 기준 심볼들의 코히어런트 평균(coherent average)을 구한 다음, N개 코히어런트 평균의 비-코히어런트 평균(non-coherent average)을 구하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 타이밍과 상기 측정 구간 중 적어도 하나에서의 변화를 추적하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 통신 시스템 내의 모바일 수신기에서, 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 측정하는 복수의 방법 중 하나를 선택하기 위한 장치로서,
    적어도 하나의 제2 기지국의 신호에 관해 제1 측정 방법 또는 제2 측정 방법을 수행할 측정 구간에 대한 제1 기지국으로부터의 신호에 의해 운반되는 정보에 대해 구성된 수신기; 및
    상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍을 결정하고, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 상기 제1 측정 방법 및 상기 제2 측정 방법 중 하나를 선택하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 기지국으로부터의 정보는 주파수간 측정 갭 정보인, 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제2 기지국에 의해 전송된 동기화 신호에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍을 결정하는, 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 기지국은 GSM 기지국이고, 상기 적어도 하나의 제2 기지국은 롱 텀 에볼루션 기지국인, 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측정 방법들은, 기준 신호 수신 전력, 기준 신호 수신 품질, 및 수신 신호 강도 중 적어도 하나를 측정하는, 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제2 측정 방법은,
    Figure pct00006

    로 표현되는 적어도 하나의 채널 특성을 추정하는 단계를 포함하고,
    여기서, Sest는 수신 신호 전력 추정치이고, RSest는 수신 기준 심볼에 기초한 채널 응답 추정치이고, a는 상기 적어도 하나의 채널 특성에 의존하는 계수이고, l 및 k는 시간 및 주파수 인덱스이고, m 및 n은 총 M 및 N개의 시간 및 주파수 위치들에서의 수신 기준 심볼 RS의 시간 및 주파수 위치의 인덱스인, 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 제1 측정 방법은, M개의 수신 기준 심볼들의 코히어런트 평균을 구한 다음, N개 코히어런트 평균의 비-코히어런트 평균을 구하는 단계를 포함하는, 장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 타이밍과 상기 측정 구간 중 적어도 하나에서의 변화를 추적하는, 장치.
  17. 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금, 통신 시스템 내의 모바일 수신기에서, 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 신호의 수신 전력을 측정하는 복수의 방법 중 하나를 선택하는 방법을 실행하도록 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체로서, 상기 선택하는 방법은,
    적어도 하나의 제2 기지국의 신호에 관해 제1 측정 방법 또는 제2 측정 방법을 수행할 측정 구간에 대한 정보를 제1 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 제2 기지국의 신호의 상기 타이밍과 상기 측정 구간에 기초하여, 상기 제1 측정 방법 및 상기 제2 측정 방법 중 하나를 선택하는 단계
    를 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 정보는 주파수간 측정 갭 정보인, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  19. 제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 신호의 타이밍은, 상기 적어도 하나의 제2 기지국에 의해 전송된 동기화 신호에 기초하여 결정되는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  20. 제17항에 있어서, 상기 제2 측정 방법은,
    Figure pct00007

    로 표현되는 적어도 하나의 채널 특성을 추정하는 단계를 포함하고,
    여기서, Sest는 수신 신호 전력 추정치이고, RSest는 수신 기준 심볼에 기초한 채널 응답 추정치이고, a는 상기 적어도 하나의 채널 특성에 의존하는 계수이고, l 및 k는 시간 및 주파수 인덱스이고, m 및 n은 총 M 및 N개의 시간 및 주파수 위치들에서의 수신 기준 심볼 RS의 시간 및 주파수 위치의 인덱스인, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제1 측정 방법은, M개의 수신 기준 심볼들의 코히어런트 평균을 구한 다음, N개 코히어런트 평균의 비-코히어런트 평균을 구하는 단계를 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
  22. 제17항에 있어서, 상기 선택하는 방법은, 상기 적어도 하나의 제2 기지국의 상기 타이밍과 상기 측정 구간 중 적어도 하나에서의 변화를 추적하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터-판독가능한 매체.
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