KR20120025060A - 광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 상향링크 전력 제어에 관한 것으로, 기지국은, 슬롯 주기의 제1전력 제어 및 프레임 주기의 제2전력 제어 중 하나를 적용할 것을 판단하는 제어부와, 상기 제1전력 제어에 따라 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 슬롯 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 제1생성부와, 상기 제2전력 제어에 따라 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하고, 상기 채널 품질을 이용할 수 없는 슬롯에서 미리 정의된 패턴에 따라 전력 제어 명령을 생성하는 제2생성부와, 상기 전력 제어 명령을 송신하는 모뎀을 포함한다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER CONTROL IN BROADBAND WIRELESS ACCESS SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어를 위한 명령(command)를 생성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
HSPA(High Speed Packet Access) 규격이 규정한 상향링크(uplink) 전력 제어에 따르면, 기지국은 매 슬롯마다 단말기로 TPC(Transmit Power control) 커맨드(command)를 전송하고, 상기 단말기는 상기 TPC 커맨드에 따라 상향링크의 송신 전력을 한 단계 높이거나 낮춘다. 즉, 상기 기지국은 수신 신호에 대한 신호 대 잡음비를 기준 값과 비교하고, 상기 기준 값보다 작은 경우 송신 전력을 높이는 내용의 TPC 커맨드를 전송하고, 상기 기준 값보다 큰 경우 송신 전력을 낮추는 내용의 TPC 커맨드를 전송하여 변화하는 채널 상황에 관계없이 수신성능을 보장하고 단말기의 전력 소비를 효율적으로 관리한다.
상기 기준 값은 채널 상황이 변함에 따라 달라지는 수신 성능을 일정 품질 이상으로 보장하기 위한 값으로서, 현재의 수신성능을 토대로 시스템의 상위 계층에서 결정된다. 예를 들어, 수신 신호를 성공적으로 복조하면 상기 기준 값을 낮추고, 복조에 실패하면 상기 기준 값을 높이는 방식으로 수신 성능이 유지된다. 상기 기준 값을 낮추거나 높이는 양에 따라 보장하는 수신 성능이 달라진다.
일반적으로, 기존 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 시스템은 레이크 수신기(rake receiver)를 채용하므로, 기존의 전력 제어 방식은 상기 레이크 수신기에 최적화되어 있다. 따라서, 기지국은 수신한 신호가 레이크 수신기에 의해 처리가 된다는 가정 하에 신호 대 잡음비를 산출하고, 레이크 수신기의 수신성능을 보장하기 위한 기준 값과 비교하여 단말기의 송신 전력을 조절한다. 기존의 전력 제어는 규격에 제정되어 있는 바와 같이 전력 제어의 기본단위인 1 슬롯(slot, 0.667ms) 단위로 수행된다. WCDMA 서비스, 즉, 음성 서비스를 위한 패킷은 기본적으로 10ms 길이의 프레임으로 구성되어 있으며, 하나의 프레임은 15개의 슬롯으로 구성되어 있다. 즉 상기 기존 전력 제어 방식에 따르면, 한 프레임 구간 동안 15번 송신 전력의 조절이 이루어진다.
HSUPA(High Speed Uplink Packet Access) 서비스, 즉, 데이터 서비스의 경우, 높은 데이터 전송율 등으로 인해 레이크 수신기 보다는 등화기(equalizer)에 의해 처리되는 것이 보다 최적화된 수신 방법으로 알려져 있다. 레이크 수신기는 의한 다중경로(multi-path) 성분에 각각의 핑거(finger)를 할당하여 다중경로 성분 각각을 복조하며, 등화기는 다중경로 성분을 제거하여 단일경로 성분만을 남겨 둔 후에 복조한다. 따라서, 다중경로를 통과한 동일한 수신신호를 레이크 수신기로 수신했을 때의 출력 신호 대 잡음비와 등화기로 수신했을 때의 출력 신호 대 잡음비가 서로 달라진다.
상술한 바와 같이, 기존의 전력 제어는 레이크 수신기를 전제로 하여 수행되었다. 하지만, 전력 제어의 기준이 되는 신호 대 잡음비는 수신기의 종류에 따라 달라지므로, 수신기의 종류에 따라 적응적으로 전력 제어 방식을 변경함으로써, 효과적인 전력 제어를 수행하기 위한 대안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 수신기의 종류에 따라 적응적으로 전력 제어 방식을 적용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 등화기에 최적화된 전력 제어를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 시스템 파라미터를 고려하여 최적의 전력 제어 방식을 선택하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 계산된 신호 대 잡음비를 보상하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 슬롯 주기의 제1전력 제어 또는 프레임 주기의 제2전력 제어 중 하나를 적용할 것을 판단하는 제어부와, 상기 제1전력 제어에 따라 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 슬롯 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 제1생성부와, 상기 제2전력 제어에 따라 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하고, 상기 채널 품질을 이용할 수 없는 슬롯에서 미리 정의된 패턴에 따라 전력 제어 명령을 생성하는 제2생성부와, 상기 전력 제어 명령을 송신하는 모뎀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국의 전력 제어 방법은, 레이크 수신기를 전제한 슬롯 주기의 제1전력 제어 또는 등화기를 전제한 프레임 주기의 제2전력 제어 중 하나를 적용할 것을 판단하는 과정과, 상기 제1전력 제어가 선택된 경우, 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 슬롯 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 과정과, 상기 제2전력 제어가 선택된 경우, 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하고, 상기 채널 품질을 이용할 수 없는 슬롯에서 미리 정의된 패턴에 따라 전력 제어 명령을 생성하는 과정과, 상기 전력 제어 명령을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선 접속 시스템에서 데이터 서비스 유무, 데이터 전송률 등에 따라 전력 제어 방식을 선택적으로 적용함으로써, 수신기에 최적화된 전력 제어가 수행될 수 있다.
도 1은 광대역 무선 접속 시스템에서 레이크 수신기 및 등화기의 신호 대 잡음비를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어의 진행 예를 도시하는 도면,
도 3은 광대역 무선 접속 시스템에서 채널의 신호 대 잡음비 및 계산된 신호 대 잡음비의 관계를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 전력 제어 절차를 도시하는 도면.
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 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 전력 제어에 대하여 설명하며, 채널 품질을 나타내는 지표로서 신호 대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 예로 들어 사용한다. 하지만, 상기 신호 대 잡음비는 상기 채널 품질을 나타내는 지표, 예를 들어, CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio), SINR(Singal to Interference and Noise Ratio) 등으로 대체될 수 있다.
먼저, 레이크(rake) 수신기 및 등화기(equalizer)의 수신 특성을 비교하면 다음과 같다.
상기 레이크 수신기의 신호 대 잡음비는 하기 <수학식 1>과 같다.
Figure pat00001
상기 <수학식 1>에서, 상기
Figure pat00002
는 레이크 수신기의 신호 대 잡음비, 상기
Figure pat00003
은 다중 경로의 개수, 상기
Figure pat00004
은 n번째 다중 경로의 채널 계수, 상기
Figure pat00005
는 열잡음 및 간섭성분을 의미한다.
상기 등화기의 신호 대 잡음비는 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure pat00006
상기 <수학식 2>에서, 상기
Figure pat00007
는 등화기의 신호 대 잡음 비, 상기
Figure pat00008
는 채널의 임펄스 특성, 상기
Figure pat00009
은 하기 <수학식 3>과 같이 정의되는 변수를 의미한다.
Figure pat00010
Figure pat00011
상기 <수학식 3>에서, 상기
Figure pat00012
는 열잡음 및 간섭성분, 상기
Figure pat00013
는 다중 경로 채널 행렬을 의미한다.
다중 경로 채널 상황에서 상기 레이크 수신기 및 상기 등화기의 신호 대 잡음비 변화를 비교하면 하기 도 1과 같다. 도 1은 광대역 무선 접속 시스템에서 레이크 수신기 및 등화기의 신호 대 잡음비를 도시하고 있다. 상기 도 1에서, 가로축은 실제 채널의 신호 대 잡음비를, 세로축은 해당 수신기를 이용한 경우의 산출된 신호 대 잡음비를 의미한다. 상기 도1에 도시된 바와 같이, 채널의 신호 대 잡음비가 높은 영역에서, 레이크 수신기의 산출된 신호 대 잡음비가 특정값 이상 커지지 않는 경향이 있다. 따라서, 높은 전송율을 가진 패킷이 전송되는 상황, 즉, 채널의 신호 대 잡음비가 높은 영역에서, 레이크 수신기의 산출된 신호 대 잡음비를 기준으로 전력 제어를 수행하기보다는 등화기의 산출된 신호 대 잡음비를 기준으로 전력 제어가 수행됨이 바람직하다.
HSUPA 규격에 따르면, 하나의 패킷 프레임 길이는 10ms 또는 2ms일 수 있다. 10ms 프레임은 15개의 슬롯들을 포함하고, 2ms 프레임은 3개의 슬롯들을 포함한다. WCDMA 서비스, 즉, 음성 서비스의 경우, 제어 신호(control signal)와 고정된 전송률의 데이터 신호(data signal)가 항상 전송된다. 예를 들어, 상기 제어 신호는 DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel)를 통해, 상기 데이터 신호는 DPDCH(Dedicated Physical Data CHannel)를 통해 전송될 수 있다. 반면, HSUPA 서비스, 즉, 데이터 서비스의 경우, 송신될 데이터가 있을 경우에만 데이터 신호와 보조 제어 신호가 전송되고, 그 이외의 경우에는 제어 신호만이 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터는 EDCH(Enhanced Data Channel), E-DPDCH(Enhanced-DPDCH), EDCH DPDCH 등을 통해, 상기 보조 제어신호는 E-DPCCH(Enhanced-DPCCH), EDCH DPCCH, DPCCH 등을 통해 전송될 수 있다.
상술한 바와 같은 특징을 가진 상기 HSUPA 서비스를 위한 전력 제어 방식에서, 해당 패킷 구간 동안의 신호 대 잡음비를 최적으로 산출하기 위해서는, 데이터 신호의 유무, 데이터 전송률, E-DPCCH의 정보 등이 필요하다. HSUPA 시스템에서, 상기 데이터 신호의 유무는 일반적으로 해당 패킷 구간에 대한 신호를 모두 수신한 후 E-DPCCH에 포함된 E-TFCI(EDCH-Transport Format Combination Indication) 복조함으로써 판단될 수 있다. 상기 E-TFCI를 복조하면, 해당 HSUPA 패킷의 전송 유무, 패킷의 데이터 전송률 등을 포함하는 정보가 획득된다. 또한, 상기 데이터 신호의 유무를 판단하기 위한 방법으로서, 상기 E-TFCI를 복조하는 방법 외에 다양한 방법, 예를 들어, 제어 신호만을 이용하는 방법이 가능하다. 단, 전력 제어를 위한 신호 대 잡음비를 산출하는데 있어서, 데이터 전송률이 반드시 필요한 것은 아니며, 상기 데이터 전송률을 모르는 상황에서도 산출이 가능할 수 있다. 일반적으로, 레이크 수신기를 가정한 전력 제어의 경우, 데이터 전송률을 모르는 상황에서 제어 신호에 대한 신호 대 잡음비가 산출된다.
HSUPA 서비스의 경우, 고속의 데이터 전송을 위해 제어 신호 외에 보조 제어 신호가 함께 송신된다. 이때, 제어 신호 대비 데이터 신호의 전력을 높임으로써, 제어 신호에 의한 시스템의 부하(load)가 감소될 수 있다. 따라서, HSUPA 서비스를 위한 전력 제어를 효율적으로 수행하기 위해서, 상술한 바와 같이 등화기에 의한 수신, 보조 제어 신호의 활용 등을 고려하여 기존의 레이크 수신기를 전제한 전력 제어와 다른 새로운 전력 제어 방식이 요구된다.
규격상의 상향링크 전력 제어 방식에 따르면, 패킷이 수신되는 동안이라도 매 슬롯에서 전력 제어를 위한 전력 제어 명령이 단말기로 송신되어야 한다. 상기 전력 제어 명령은 TPC(Transmit Power control) 커맨드라 지칭될 수 있다. 따라서, 종래의 레이크 수신기를 전제한 전력 제어에 따르면, 기지국은 매 슬롯마다 신호 대 잡음비를 산출하고, TPC 커맨드를 생성한다. 그러나, HSUPA 서비스의 경우, 해당 패킷 구간, 즉, 10ms 또는 2ms 구간에서 신호를 모두 수신하여 HSUPA 데이터의 유무, 데이터 전송률, E-TFCI 복조 결과 등을 확인하기 전에는, 등화기에 의한 수신 신호 처리 및 최적의 신호 대 잡음비를 산출하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 신호 대 잡음비 산출의 문제점을 극복하고 등화기에 최적화된 전력 제어를 위한 방안을 제안한다.
HSUPA 패킷이 수신되고 E-TFCI가 복조되면, 데이터의 유무와 데이터 전송률을 알 수 있으며, 이후 E-DPCCH를 이용한 등화기를 위한 채널 추정 등이 가능해진다. 즉, 상기 HSUPA 패킷의 수신이 완료된 후에야 비로소 상기 등화기를 전제한 신호 대 잡음비를 산출할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 '등화기를 전제한 신호 대 잡음비'를 '등화기 SNR'이라 칭한다. 그리고, 상기 신호 대 잡음비의 산출 결과를 이용하여 다음 패킷 구간에 대한 전력 제어가 수행될 수 있다.
다음 패킷 구간 동안, 종래의 레이크 수신기를 전제한 슬롯 주기의 전력 제어 방식을 적용하는 것으로 선택되면, 기지국은 매 슬롯마다 레이크 수신기를 전제한 신호 대 잡음비를 기준으로 TPC 커맨드를 송신한다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 '레이크 수신기를 전제한 신호 대 잡음비'를 '레이크 SNR'이라 칭한다. 반면, 다음 패킷 구간 동안 등화기를 전제한 프레임 주기의 전력 제어 방식을 적용하는 것으로 선택되면, 기지국은 등화기 SNR을 기준으로 TPC 커맨드를 생성한다.
이때, 상기 프레임 주기의 전력 제어가 수행되는 경우, 매 슬롯마다 TPC 커맨드가 생성되는 것이 아니기 때문에, 규격에서 정한 전력 제어 시점(timing)에 어긋난다. 이 경우, 본 발명은 패턴화된(patterned) 전력 제어를 병행하는 것을 제안한다. 다시 말해, 신호 대 잡음비가 산출되지 못하는 구간에서, 기지국은 미리 정의된 패턴에 따른 TPC 커맨드를 송신하고, 상기 신호 대 잡음비에 의한 TPC 커맨드가 생성되면 상기 TPC 커맨드를 송신한다. 여기서, 상기 패턴화된 전력 제어는 미리 정해진 패턴에 따라 전력을 높이는 '+' 커맨드 및 전력을 낮추는 '-' 커맨드를 송신하는 것을 의미한다. 상기 패턴화된 전력 제어는 신호 대 잡음비에 기초한 것이 아니므로, 평균적으로 0의 변화량을 가지도록 정의되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 패턴은 '+' 커맨드 및 '-' 커맨드가 반복되는 형태로 정의될 수 있다.
여기서, 프레임 주기의 전력 제어, 즉, 2ms 또는 10ms 주기로 TPC 커맨드가 생성되는 방식을 적용하는지 여부는 HSUPA 전송 여부, 즉, 데이터 서비스의 유무, HSUPA 데이터 전송율, 프레임의 길이, 음성 및 시그널링(signaling) 동시 전송 여부(N_max_dpdch), 사용되는 수신기의 종류, 기지국의 연산량 중 적어도 하나에 의해 판단될 수 있다. 예를 들어, 해당 단말기가 음성 서비스만을 제공받는 경우, 채널의 신호 대 잡음비가 기준 이하인 경우, HSUPA 서비스를 제공받더라도 데이터 전송률이 기준 이하인 경우, 데이터 서비스 및 음성 서비스를 모두 제공받는 경우, 프레임의 길이가 기준 이상인 경우, 수신기가 레이크 수신기인 경우, 또는, 수신기가 등화기임에도 불구하고 기지국의 연산량이 기준 이상임으로 인해 등화기 SNR을 산출하기에 자원이 부족한 경우, 레이크 수신기를 전제한 슬롯 주기의 전력 제어가 적용됨이 바람직하다. 반면, 해당 단말기가 HSUPA 패킷 서비스를 제공받는 경우, 채널의 신호 대 잡음비가 기준 이상인 경우, 또는, 수신기가 등화기인 경우, 등화기를 전제한 프레임 주기의 전력 제어가 적용됨이 바람직하다. 하지만, 상술한 판단 요건들은 예들일 뿐이며, 전력 제어 방식을 결정하는 구체적인 기준은 시스템의 특성 및 실시자의 의도에 따라 달라질 수 있다.
또한, 추가적으로, 본 발명에 따른 기지국은 레이크 수신기를 전제한 프레임 주기의 전력 제어를 제공할 수 있다. 레이크 SNR은 매 슬롯 단위로 산출될 수 있으므로, 레이크 수신기를 전제하는 경우 슬롯 주기의 전력 제어가 가능하다. 하지만, 등화기를 사용함에 따라 프레임 주기의 전력 제어를 수행 중, 채널 환경, 기지국의 연산량 등의 변화에 따라 수신기를 레이크 수신기로 변경해야하는 경우, 전력 제어 주기를 함께 변경하는 것은 스케줄링 연산의 큰 부담이 될 수 있다. 그리고, 다시 등화기로의 수신기 변경 가능성을 고려할 때, 현재 레이크 수신기를 사용함에도 불구하고 프레임 주기의 전력 제어를 유지함이 효과적일 수 있다. 따라서, 일시적으로 레이크 수신기를 사용하는 단말기를 위해, 기지국은 레이크 수신기를 전제한 프레임 주기의 전력 제어를 제공할 수 있다. 이때, 상기 레이크 수신기를 전제한 프레임 주기의 전력 제어가 수행되는 경우, 레이크 수신기를 사용함에도 불구하고 매 슬롯마다 TPC가 생성되지 아니하므로, 상기 패턴화된 전력 제어가 병행되어야 한다. 또한, 등화기 SNR의 연산 부담을 감소시키기 위해, 해당 단말기에 대해 등화기를 사용함에도 불구하고 레이크 SNR을 이용한 전력 제어가 적용될 수 있다. 비록, 레이크 SNR을 이용하면 등화기에 최적화된 전력 제어가 수행되지는 아니하여 효율은 떨어지나, 동작 가능한 범위의 전력 제어가 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 전력 제어의 진행 예를 도시하고 있다. 상기 도 2는 프레임 주기의 전력 제어가 수행되는 경우의 전력 제어 명령, 예를 들어, TPC 커맨드의 전송 예를 도시하고 있다.
상기 도 2에서, 진행 축의 한 칸은 1개 슬롯을, 3개 슬롯들은 프레임을 의미하며, 3개의 슬롯들을 통해 2ms 프레임 패킷이 전송된다. 프레임0에서 수신된 패킷A(201)에 대한 레이크 SNR(211) 및 등화기 SNR(212)은 각기 다른 시점에서 산출될 수 있다. 상기 도 2의 경우, 프레임0에서 수신된 패킷A(201)에 대한 레이크 SNR(211)는 슬롯3에서, 등화기 SNR(212)는 슬롯8에서 산출된다. 즉, 상기 도 2는 등화기 SNR의 산출을 위한 연산 지연을 5 슬롯으로 가정하였다. 여기서, 상기 신호 대 잡음비가 산출되는 구체적인 시점 및 연산 지연은 시스템의 구조 및 운용 방법 등에 따라 달라질 수 있다.
프레임 주기의 전력 제어가 수행되는 경우, 레이크 SNR(211) 및 등화기 SNR(212) 각각은 전력 제어 기준이 되는 기준 값, 즉, 타겟 신호 대 잡음비(213)와 비교된 후, 각 비교 결과에 따라 TPC 커맨드들이 생성된다. 상기 TPC 커맨드들 중 사용되는 수신기에 대응되는 TPC 커맨드가 슬롯9에서 전송된다.
그리고, 상기 프레임1에서 수신된 패킷B(202)에 대한 신호 대 잡음비들(221, 222) 각각은 슬롯6 및 슬롯11에서 산출되고, 상기 패킷B(202)를 이용하여 결정된 TPC 커맨드는 슬롯12에서 전송된다. 이에 따라, 슬롯10 및 슬롯11에서 송신될 TPC 커맨드들이 생성되지 아니하므로, 상기 슬롯10 및 상기 슬롯11 구간 동안 패턴화된 전력 제어에 따른 TPC 커맨드가 송신된다. 상기 도 2의 경우, '+' 커맨드 및 '-' 커맨드가 번갈아 송신된다. 여기서, 상기 패턴화된 전력 제어의 TPC 커맨드 패턴은 구체적인 실시 예에 따라 달라질 수 있다.
상기 도 2에 도시된 실시 예에서, TPC 커맨드는 하나 만이 송신됨에도 불구하고, 레이크 SNR 및 등화기 SNR 모두가 산출된다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 기지국은 적용할 신호 대 잡음비를 미리 판단하고, 레이크 SNR 및 등화기 SNR 중 결정에 대응되는 하나만을 산출할 수 있다.
상기 HSUPA 서비스는 높은 전송율을 특징으로 하기 때문에 서비스되는 채널의 신호 대 잡음비가 상기 WCDMA 서비스보다 높은 상태에서 상기 전력 제어가 이루어진다. 채널의 신호 대 잡음비가 낮은 상태에서는 단말기의 송신 전력의 세기와 계산되는 신호 대 잡음비가 정비례 관계이다. 그러나, 상기 채널의 신호 대 잡음비가 높은 상황에서 계산되는 신호 대 잡음비는 포화(saturation)되는 경향을 보인다. 상기 신호 대 잡음비의 포화 경향은 하기 도 3을 통해 확인된다.
도 3은 광대역 무선 접속 시스템에서 채널의 신호 대 잡음비 및 계산된 신호 대 잡음비의 관계를 도시하고 있다. 상기 도 3의 x축은 상기 채널의 신호 대 잡음비를, y축은 상기 계산된 신호 대 잡음비를 나타낸다. 도 3의 그래프 내의 점들은 실제 채널의 신호 대 잡음비 환경에서 계산된 신호 대 잡음비를 의미하며, 그래프 내의 직선들(301, 302)은 평균적인 비율을 나타낸다. 채널의 신호 대 잡음비가 낮은 영역의 직선(301) 및 높은 영역의 직선(302)의 기울기가 다름이 확인된다. 즉, 상기 도 3에 의하면, 채널의 신호 대 잡음비가 낮은 영역에서, 단말기의 송신전력이 1dB 증가하면 채널의 신호 대 잡음비가 1dB 높아진다. 그러나, 채널의 신호 대 잡음비가 높은 영역의 경우, 정비례 관계가 충족되지 못하고, 단말기의 송신 전력이 1dB 증가하더라도 계산되는 신호 대 잡음비의 증가량은 1dB 미만이다.
종래 기술에 따르면, 일정 수신 성능을 보장하기 위한 신호 대 잡음비의 기준 값은 수신 성능에 따라 정해진 단위의 크기로 높아지거나 낮아진다. 채널의 신호 대 잡음비와 관계 없이 기준 값이 정해진 단위의 크기로 변화하는 경우, 정비례 관계가 만족하지 아니하는 채널 상황에서는 정비례 관계가 만족하는 신호 대 잡음비의 채널 상황보다 단말기의 송신 전력 변화량이 커지게 된다. 따라서, HSUPA 서비스를 위한 전력 제어의 경우, 채널의 신호 대 잡음비에 따라 계산되는 신호 대 잡음비의 관계를 보상하거나, 또는, 채널의 신호 대 잡음비에 따라 기준 값의 변화량을 적응적으로 조절해야 한다.
종래 기술에 따르면, 수신 신호 복조에 실패하면 기준 값은 ΔdB 만큼 높아지고, 복조에 성공하면 상기 기준 값은 (1/N)×ΔdB 만큼 낮아진다. 이로 인해, 복조 오류 확률은 1/(N+1)로 유지될 수 있다. 하지만, 상술한 바와 같이, 상기 기준 값 변화의 단위 크기 Δ를 채널의 신호 대 잡음비에 따라 가변적으로 적용하는 것이 단말기의 송신 전력의 변화량을 효율적으로 관리할 수 있는 방법이 된다. 또한, 상기 단위 크기를 채널의 신호 대 잡음비에 따라 가변적으로 적용하는 방법 외에, 계산된 신호 대 잡음비를 역으로 보상함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 상기 계산된 신호 대 잡음비를 역으로 보상하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 모의 실험(simulation), 필드 테스트(field test) 등을 통해 상기 도 3과 같은 채널의 신호 대 잡음비와 계산된 신호 대 잡음비의 평균적인 비율의 방정식을 얻어낸다. 상기 평균적인 비율의 방정식은 채널의 신호 대 잡음비 값, 또는 계산된 신호 대 잡음비 값에 따라 적어도 하나의 독립적인 방정식들을 포함한다. 이후, 전력 제어를 수행할 시, 전력 제어 과정에서 계산된 신호 대 잡음비에 대응되는 직선을 선택한 후, 선택된 직선의 방정식 및 상기 계산된 신호 대 잡음비를 이용하여 채널의 신호 대 잡음비를 산출한다. 이때, 계산된 채널의 신호 대 잡음비가 보상된 신호 대 잡음비이다. 따라서, 기지국은 상기 보상한 신호 대 잡음비 및 기준 값을 비교하여 TPC 커맨드를 생성한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 SNR추정부(410), 제1TPC생성부(420), 제2TPC생성부(430), 스위치(440), 모뎀(450), RF(Radio Frequency)처리부(460), 제어부(470)를 포함하여 구성된다.
상기 SNR추정부(410)는 단말기들의 상향링크 신호를 이용하여 상기 단말기들 각각의 신호 대 잡음비를 산출한다. 예를 들어, 상기 SNR추정부(410)는 매 슬롯마다 레이크 SNR를 산출하고, 매 프레임 마다 프레임 평균 레이크 SNR, 등화기 SNR 중 적어도 하나를 산출한다. 예를 들어, 상기 신호 대 잡음비는 상기 <수학식 1> 및 상기 <수학식 2>와 같이 산출될 수 있다. 그리고, 상기 SNR추정부(410)는 슬롯 단위 레이크 SNR을 상기 제1TPC생성부(420)로, 프레임 단위 레이크 SNR 및 등화기 SNR을 상기 제2TPC생성부(430)로 제공한다.
상기 제1TPC생성부(420)는 상기 SNR추정부(410)로부터 슬롯 단위 레이크 SNR를 제공받고, 상기 슬롯 단위 레이크 SNR를 이용하여 매 슬롯마다 TPC 커맨드를 생성한다. 구체적으로, 상기 제1TPC생성부(420)는 상기 슬롯 단위 레이크 신호 대 잡음 비를 기준 값과 비교하고, 비교 결과에 따라 '+' 커맨드 또는 '-' 커맨드를 생성한다. 예를 들어, 상기 기준 값 보다 높으면 '-' 커맨드, 낮으면 '+' 커맨드가 생성될 수 있다. 여기서, 상기 기준 값은 채널 환경, 즉, 신호 대 잡음비에 따라 변경되는 변수일 수 있다.
상기 제2TPC생성부(430)는 상기 SNR추정부(410)로부터 프레임 단위 레이크 SNR 및 등화기 SNR을 제공받고, 프레임 단위 레이크 SNR 및 등화기 SNR을 이용하여 프레임 주기로 신호 대 잡음비에 기초한 TPC 커맨드를 생성한다. 또한, 상기 신호 대 잡음비가 제공되지 아니하는 동안, 상기 제2TPC생성부(430)는 미리 정의된 패턴에 따른 TPC 커맨드를 생성한다. 여기서, 상기 프레임의 길이는 2ms, 10ms 또는 다른 길이일 수 있다.
구체적으로, 상기 제2TPC생성부(430)는 레이크TPC생성기(432), 등화기TPC생성기(434), 패턴TPC생성기(436)를 포함한다. 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434)는 프레임 주기로 TPC 커맨드를 생성한다. 예를 들어, 상기 프레임의 길이는 2ms, 10ms 또는 다른 길이일 수 있다. 상세히 설명하면, 상기 레이크TPC생성기(432)는 상기 레이크 SNR를, 상기 등화기TPC생성기(434)는 상기 등화기 SNR을 각각의 기준 값과 비교하고, 각자 독립적으로 TPC 커맨드를 생성한다. 이때, 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434) 각각의 기준 값들은 동일한 값이거나 또는 서로 독립적으로 결정되는 값일 수 있다. 또한, 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434) 각각의 기준 값들은 상기 제1TPC생성부(420)의 기준 값과 동일한 값이거나 또는 독립적인 값일 수 있다.
추가적으로, 상기 TPC 커맨드를 생성하기에 앞서, 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434)는 상기 SNR추정부(410)로부터 제공된 프레임 단위의 레이크 SNR 또는 등화기 SNR을 보상할 수 있다. 다시 말해, 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434)는 상기 SNR추정부(410)로부터 제공되는 계산된 신호 대 잡음비의 값을 포함하는 범위의 신호 대 잡음비 방정식을 선택하고, 선택된 방정식을 이용하여 채널의 신호 대 잡음비를 산출한다. 그리고, 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434)는 상기 채널의 신호 대 잡음비를 이용하여 TPC 커맨드를 생성한다. 즉, 상기 채널의 신호 대 잡음비가 상기 계산된 신호 대 잡음비의 보상된 값이다. 여기서, 상기 방정식은 사전에 모의 실험(simulation), 필드 테스트(field test) 등을 통해 결정된 통계적인 것으로서, 신호 대 잡음비의 범위의 구분에 따라 다수 개 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 방정식은 직선의 방정식으로서, 상기 도 3에 도시된 바와 같다.
상기 패턴TPC생성기(436)는 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434)에 의해 TPC 커맨드가 생성되지 아니하는 슬롯들에서 송신할 TPC 커맨드를 생성한다. 즉, 상기 계산된 신호 대 잡음비에 기초한 TPC 커맨드가 생성되지 아니하는 슬롯들에서, 상기 패턴TPC생성기(436)는 미리 정의된 패턴에 따라 TPC 커맨드를 생성한다. HSUPA 규격에서 제시하는 전력 제어 방식은 1 슬롯 주기, 다시 말해, 0.667ms로 TPC 커맨드를 송신함으로써 매 슬롯마다 단말기의 송신전력을 제어하는 것이므로, 상기 레이크TPC생성기(432) 또는 상기 등화기TPC생성기(434)에만 의하는 경우, 전력 제어 시점이 규격에 어긋난다. 따라서, 상기 HSUPA 규격을 준수하기 위해 상기 패턴TPC생성기(436)는 신호 대 잡음비를 이용하지 아니하고 미리 정의된 패턴에 따라 TPC 커맨드를 생성한다. 상기 미리 정의된 패턴은 시스템 특성 및 본 발명의 실시자의 의도에 따라 달라질 수 있다. 단, 상기 패턴TPC생성기(436)에 의해 생성되는 TPC 커맨드는 신호 대 잡음비에 기초한 것이 아니므로, 평균적으로 0의 변화량을 가지도록 정의되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 패턴은 '+' 커맨드 및 '-' 커맨드가 반복되는 형태로 정의될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제2TPC생성부(430)는 상기 레이크TPC생성기(432) 또는 상기 등화기TPC생성기(434)를 통해 프레임 주기로 TPC 커맨드를 생성하고, 상기 레이크TPC생성기(432) 및 상기 등화기TPC생성기(434)에 의한 TPC 커맨드가 생성되지 아니하는 동안 상기 패턴TPC생성기(436)를 통해 TPC 커맨드를 생성한다. 결과적으로 매 슬롯마다 TPC 커맨드가 출력된다. 여기서, 상기 제2TPC생성부(430)의 출력은 상기 제어부(470)의 제어에 따른다.
상기 스위치(440)는 상기 제어부(470)의 제어에 따라 상기 제1TPC생성부(420)로부터 TPC 커맨드 및 상기 제2TPC생성부(430)로부터 제공되는 TPC 커맨드 중 하나를 출력한다. 상기 모뎀(450)은 상기 스위치(440)를 통해 제공되는 시스템 규격에 따라 TPC 커맨드를 기저대역 처리, 예를 들어, 부호화, 변조, 코드 확산 등을 수행한다. 상기 RF처리부(460)는 상기 모뎀(450)으로부터 제공되는 신호를 RF 대역으로 상향 변환 및 증폭한 후, 안테나를 통해 송신한다.
상기 제어부(470)는 상기 제2TPC생성부(430)의 출력 및 상기 스위치(440)의 출력을 제어한다. 즉, 상기 제어부(470)는 시스템 파라미터(system parameter)를 이용하여 최적의 전력 제어 방식을 판단하고, 상기 최적의 전력 제어 방식에 따른 TPC 커맨드를 송신하도록 상기 제2TPC생성부(430)의 출력 및 상기 스위치(440)의 출력을 제어한다.
예를 들어, 상기 제어부(470)는 HSUPA 전송 여부, HSUPA 데이터 전송율, 프레임의 길이, 음성 및 시그널링 동시 전송 여부(N_max_dpdch), 사용되는 수신기의 종류, 기지국의 연산량 등에 따라 상기 스위치(440)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 해당 단말기가 음성 서비스만을 제공받는 경우, 채널의 신호 대 잡음비가 기준 이하인 경우, HSUPA 서비스를 제공받더라도 데이터 전송률이 기준 이하인 경우, 데이터 서비스 및 음성 서비스를 모두 제공받는 경우, 프레임의 길이가 기준 이상인 경우, 수신기가 레이크 수신기인 경우, 또는, 수신기가 등화기임에도 불구하고 기지국의 연산량이 기준 이상이어서 등화기 SNR을 산출하기에 자원이 부족한 경우, 상기 제어부(470)는 상기 제1TPC생성부(420)에 의해 생성된 TPC 커맨드가 출력되도록 제어할 수 있다. 반면, 해당 단말기가 HSUPA 패킷 서비스를 제공받는 경우, 채널의 신호 대 잡음비가 기준 이상인 경우, 또는, 수신기가 등화기인 경우, 상기 제어부(470)는 상기 제2TPC생성부(430)에 의해 생성된 TPC 커맨드가 출력되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 프레임의 길이가 2ms인 경우(TTI=2ms), 수신 E-TFCI 값이 시스템 파라미터로 미리 설정된 기준 값(E-TFCI_ILPC) 이상이 되는 경우(E-TFCI > E_TFCI_ILPC), 동시에 전송되는 음성 및 시그널링 신호가 없는 경우(N_max_dpdch = 0) 등의 상황에서, 상기 제어부(470)는 상기 제2TPC생성부(430)에 의해 생성되는 TPC 커맨드를 송신할 것을 결정할 수 있다. 여기서, 상기 HSUPA 전송 여부 및 HSUPA 데이터 전송율은 수신 E-TFCI 값과 프레임의 길이에 근거하여 판단될 수 있다. 상기 E-TFCI는 HSUPA 규격에 의해 규정되어 있는 값으로서, HSUPA 채널에 의해 전송되는 데이터량을 나타낸다. 또한, 상기 음성 및 시그널링 동시 전송 여부는 규격에서 규정하고 있으며, 기지국과 단말기 사이에 HSUPA 서비스가 설정되는 과정에서 결정되는 N_max_dpdch 값에 의해 판단될 수 있다.
또한, 상기 제어부(470)는 등화기 정보(equalizer information), 즉, 등화기 사용 여부, 전력 제어 시점(power control timing), 프레임 단위의 신호 대 잡음비 계산 완료 여부(SNR ready information) 등에 따라 상기 제2TPC생성부(430)를 제어할 수 있다. 즉, 프레임 단위 신호 대 잡음비가 산출되지 아니함으로써 신호 대 잡음비에 기초한 TPC 커맨드가 생성될 수 없는 경우, 상기 제어부(470)는 상기 패턴TPC생성기(436)에 의해 생성된 TPC 커맨드를 출력하도록 제어한다. 그리고, 프레임 단위 신호 대 잡음비가 산출됨으로써 신호 대 잡음비에 기초한 TPC 커맨드가 생성될 수 있는 경우, 상기 제어부(470)는 상기 레이크TPC생성기(432) 또는 상기 등화기TPC생성기(434)에 의해 생성된 TPC 커맨드를 출력하도록 제어한다. 여기서, 상기 레이크TPC생성기(432)에 의해 생성된 TPC 커맨드를 출력하는 경우는 등화기 SNR을 이용하여 TPC 커맨드를 생성하는 중 일시적으로 레이크 SNR를 이용하고자 하는 경우이다. 예를 들어, 기지국의 수신 연산량 부담으로 인해 연산량을 감소시키기 위해 일시적으로 레이크 수신기를 사용하는 경우, 또는, 등화기를 사용하고 있으나 신호대 잡음비 계산의 연산량 부담으로 인해 일시적으로 연산량을 감소시켜야 하는 경우, 일시적으로 레이크 SNR가 이용될 수 있다.
상기 도 4를 참고하여 설명한 기지국의 구성에서, 상기 제1TPC생성부(420) 및 상기 제2TPC생성부(430)는 상기 제어부(470)의 제어에 무관하게 각 전력 제어 방식에 따른 TPC 커맨드를 생성한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기지국은 각 전력 제어 방식에 따른 TPC 커맨드들을 모두 미리 생성한 후, 선택된 전력 제어 방식에 대응되는 TPC 커맨드를 송신한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 선택된 전력 제어 방식에 대응되는 TPC 커맨드만 생성될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(470)는 상기 제1TPC생성부(420) 및 상기 제2TPC생성부(430)의 출력이 아닌 TPC 커맨드 생성 여부를 제어하며, 상기 제1TPC생성부(420) 및 상기 제2TPC생성부(430)는 상기 제어부(470)의 제어에 따라 TPC 커맨드를 생성한다.
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 전력 제어 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 상기 기지국은 501단계에서 TPC 커맨드 송신 시점이 도래하였는지 판단한다. HSUPA 규격상, 상기 TPC 커맨드는 매 슬롯마다 송신되어야 한다.
상기 TPC 커맨드의 송신 시점이 도래하였으면, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 슬롯 주기의 전력 제어의 요건이 충족되었는지 판단한다. 다시 말해, 상기 기지국은 슬롯 주기의 전력 제어 방식을 적용할지 또는 프레임 주기의 전력 제어 방식을 적용할지 판단한다. 구체적으로 설명하면, 상기 기지국은 HSUPA 전송 여부, HSUPA 데이터 전송율, 프레임의 길이, 음성 및 시그널링 동시 전송 여부(N_max_dpdch), 사용되는 수신기의 종류, 기지국의 연산량 등에 따라 슬롯 주기의 전력 제어 방식을 적용할지 또는 프레임 주기의 전력 제어 방식을 적용할지 판단할 수 있다. 예를 들어, 해당 단말기가 음성 서비스만을 제공받는 경우, 채널의 신호 대 잡음비가 기준 이하인 경우, HSUPA 서비스를 제공받더라도 데이터 전송률이 기준 이하인 경우, 데이터 서비스 및 음성 서비스를 모두 제공받는 경우, 프레임의 길이가 기준 이상인 경우, 수신기가 레이크 수신기인 경우, 수신기가 등화기임에도 불구하고 기지국의 연산량이 기준 이상이어서 등화기 SNR을 산출하기에 자원이 부족한 경우, 상기 기지국은 상기 슬롯 주기의 전력 제어 방식을 선택한다. 반면, 해당 단말기가 HSUPA 패킷 서비스를 제공받는 경우, 채널의 신호 대 잡음비가 기준 이상인 경우, 수신기가 등화기인 경우, 상기 기지국은 상기 프레임 주기의 전력 제어 방식을 선택한다. 구체적으로, 프레임의 길이가 2ms인 경우(TTI=2ms), 수신 E-TFCI 값이 시스템 파라미터로 설정된 기준 값(E-TFCI_ILPC) 이상이 되는 경우(E-TFCI > E_TFCI_ILPC), 동시에 전송되는 음성 및 시그널링 신호가 없는 경우(N_max_dpdch = 0) 등의 상황에서, 상기 기지국은 상기 프레임 주기의 전력 제어 방식을 선택할 수 있다.
만일, 상기 슬롯 주기의 전력 제어 요건이 충족되면, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 슬롯 단위 레이크 SNR를 이용하여 결정된 TPC 커맨드를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 상기 505단계의 판단 전에 미리 생성된 상기 TPC 커맨드를 송신하거나, 또는, 상기 505단계의 판단 이후 상기 TPC 커맨드를 생성할 수 있다.
반면, 상기 슬롯 주기의 전력 제어 요건이 충족되지 아니하면, 상기 기지국은 507단계로 진행하여 프레임 주기의 전력 제어의 실행 시점인지 판단한다. 즉, 상기 프레임 주기의 전력 제어는 프레임 단위로 수행되므로, 프레임 당 1개 슬롯에서만 TPC 커맨드가 송신된다. 따라서, 상기 기지국은 상기 프레임 주기의 전력 제어에 따른 TPC 커맨드를 송신할 슬롯인지 판단한다. 예를 들어, 상기 기지국은 등화기 정보(equalizer information), 즉, 등화기 사용 여부, 전력 제어 시점(power control timing), 프레임 단위의 신호 대 잡음비 계산 완료 여부(SNR ready information) 등에 따라 어느 신호 대 잡음비를 이용하는지 판단한다. 즉, 프레임 단위 신호 대 잡음비가 산출됨으로써 신호 대 잡음비에 기초한 TPC 커맨드가 생성될 수 없는 경우, 상기 기지국은 프레임 주기의 전력 제어의 실행 시점이 아니라 판단한다.
만일, 상기 프레임 주기의 전력 제어의 실행 시점이 아니면, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 패턴화된 전력 제어에 따른 TPC 커맨드를 송신한다. 다시 말해, 상기 기지국은 미리 정의된 패턴에 따라 TPC 커맨드를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 상기 507단계의 판단 전에 미리 생성된 상기 TPC 커맨드를 송신하거나, 또는, 상기 507단계의 판단 이후 상기 TPC 커맨드를 생성할 수 있다.
반면, 상기 프레임 주기의 전력 제어의 실행 시점이면, 상기 기지국은 511단계로 진행하여 레이크 SNR를 이용하는지 또는 등화기 SNR을 이용하는지 판단한다. 여기서, 상기 레이크 SNR를 이용하는 경우는 등화기 SNR을 이용하여 TPC 커맨드를 생성하는 중 일시적으로 레이크 SNR를 이용하고자 하는 경우이다. 예를 들어, 기지국의 수신 연산량 부담으로 인해 연산량을 감소시키기 위해 일시적으로 레이크 수신기를 사용하는 경우, 또는, 등화기를 사용하고 있으나 신호대 잡음비 계산의 연산량 부담으로 인해 일시적으로 연산량을 감소시켜야 하는 경우, 일시적으로 레이크 SNR가 이용될 수 있다.
만일, 상기 레이크 SNR가 이용되는 경우, 상기 기지국은 513단계로 진행하여 상기 레이크 SNR에 따른 TPC 커맨드를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 상기 511단계의 판단 전에 미리 생성된 상기 TPC 커맨드를 송신하거나, 또는, 상기 511단계의 판단 이후 상기 TPC 커맨드를 생성할 수 있다.
반면, 상기 등화기 SNR이 이용되는 경우, 상기 기지국은 515단계로 진행하여 상기 등화기 SNR에 따른 TPC 커맨드를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 상기 511단계의 판단 전에 미리 생성된 상기 TPC 커맨드를 송신하거나, 또는, 상기 511단계의 판단 이후 상기 TPC 커맨드를 생성할 수 있다.
상기 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 전력 제어에 따른 TPC 커맨드의 송신 절차를 도시하고 있으나, 상기 TPC 커맨드의 생성 단계는 도시되어 있지 아니하다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 503단계, 상기 507단계, 상기 511단계의 판단 전에 각 전력 제어 방식에 따른 TPC 커맨드들이 모두 미리 생성된 후, 판단에 따라 선택적으로 송신될 수 있다. 반면, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 503단계, 상기 507단계, 상기 511단계의 판단 이후, 판단 결과에 대응되는 TPC 커맨드만이 생성될 수 있다.
또한, 상기 도 5에 미도시되었으나, 상기 기지국이 실제 채널의 신호 대 잡음비 및 계산된 신호 대 잡음비의 관계를 이용하여 계산된 신호 대 잡음비를 보상하는 단계가 추가될 수 있다. 즉, 상기 기지국은 신호 대 잡음비 값에 대응되는 방정식을 선택하고, 선택된 방정식을 이용하여 채널의 신호 대 잡음비를 산출하고, 상기 채널의 신호 대 잡음비를 보상된 채널 품질로서 사용할 수 있다.
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.

Claims (28)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    슬롯 주기의 제1전력 제어 및 프레임 주기의 제2전력 제어 중 하나를 적용할 것을 판단하는 제어부와,
    상기 제1전력 제어에 따라 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 슬롯 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 제1생성부와,
    상기 제2전력 제어에 따라 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하고, 상기 채널 품질을 이용할 수 없는 슬롯에서 미리 정의된 패턴에 따라 전력 제어 명령을 생성하는 제2생성부와,
    상기 전력 제어 명령을 송신하는 모뎀을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전력 제어는, 레이크 수신기를 전제하여 산출되는 채널 품질을 이용하는 전력 제어이고,
    상기 제2전력 제어는, 등화기를 전제하여 산출되는 채널 품질을 이용하는 전력 제어인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 데이터 서비스의 유무, 데이터 전송율, 프레임의 길이, 음성 및 시그널링(signaling) 동시 전송 여부, 사용되는 수신기의 종류, 기지국의 연산량 중 적어도 하나에 따라 상기 제1전력 제어 및 제2전력 제어 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 해당 단말기가 음성 서비스만을 제공받는 경우, 채널의 채널 품질이 기준 이하인 경우, HSUPA 서비스를 제공받더라도 데이터 전송률이 기준 이하인 경우, 데이터 서비스 및 음성 서비스를 동시에 제공받는 경우, 프레임의 길이가 기준 이상인 경우, 수신기가 레이크 수신기인 경우, 및, 수신기가 등화기임에도 불구하고 기지국의 연산량이 기준 이상임으로 인해 등화기를 전제한 채널 품질을 산출하기에 자원이 부족한 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 제1전력 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 해당 단말기가 데이터 서비스를 제공받는 경우, 채널의 채널 품질이 기준 이상인 경우, 및, 수신기가 등화기인 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 제2전력 제어를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 서비스는, HSUPA(High Speed Uplink Packet Access) 서비스인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, E-TFCI(Enhanced Data Channel-Transport Format Combination Indication)를 복조함으로써 상기 데이터 서비스의 유무 및 데이터 전송률을 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 시스템 파라미터 'N_max_dpdch'이 0이면, 상기 데이터 서비스 및 상기 음성 서비스를 동시에 제공받지 아니함을 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정의된 패턴은, 전력을 높이는 '+' 커맨드 및 전력을 낮추는 '-' 커맨드이 반복되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제2생성부는, 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 기지국의 수신 연산량 부담으로 인해 연산량을 감소시키기 위해 일시적으로 레이크 수신기를 사용하는 경우, 및, 등화기를 사용하고 있으나 신호대 잡음비 계산의 연산량 부담으로 인해 일시적으로 연산량을 감소시켜야 하는 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 생성된 전력 제어 명령을 대신하여 상기 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 생성된 전력 제어 명령을 프레임 주기로 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2생성부는, 상기 채널 품질을 이용하여 전력 제어 명령을 생성하기에 앞서, 계산된 채널 품질 및 채널의 채널 품질의 관계를 이용하여 상기 채널 품질을 보상하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2생성부는, 상기 채널 품질의 값에 대응되는 방정식을 선택하고, 선택된 방정식을 이용하여 채널의 채널 품질을 산출하고, 상기 채널의 채널 품질을 보상된 채널 품질로서 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 방정식은, 적어도 하나의 채널 품질의 범위 대응되는 적어도 하나의 방정식 중 하나이며, 해당 범위에서 채널의 채널 품질 및 계산된 채널 품질의 관계를 나타내는 직선의 방정식인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 무선통신 시스템에서 기지국의 전력 제어 방법에 있어서,
    슬롯 주기의 제1전력 제어 및 프레임 주기의 제2전력 제어 중 하나를 적용할 것을 판단하는 과정과,
    상기 제1전력 제어가 선택된 경우, 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 슬롯 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 과정과,
    상기 제2전력 제어가 선택된 경우, 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하고, 상기 채널 품질을 이용할 수 없는 슬롯에서 미리 정의된 패턴에 따라 전력 제어 명령을 생성하는 과정과,
    상기 전력 제어 명령을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1전력 제어는, 레이크 수신기를 전제하여 산출되는 채널 품질을 이용하는 전력 제어이고,
    상기 제2전력 제어는, 등화기를 전제하여 산출되는 채널 품질을 이용하는 전력 제어인 것을 특징으로 하는 방법
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1전력 제어 및 상기 제2전력 제어 중 하나를 적용할 것을 판단하는 과정은,
    데이터 서비스의 유무, 데이터 전송율, 프레임의 길이, 음성 및 시그널링(signaling) 동시 전송 여부, 사용되는 수신기의 종류, 기지국의 연산량 중 적어도 하나에 따라 상기 제1전력 제어 및 제2전력 제어 중 하나를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    제1전력 제어 및 제2전력 제어 중 하나를 선택하는 과정은,
    해당 단말기가 음성 서비스만을 제공받는 경우, 채널의 채널 품질이 기준 이하인 경우, HSUPA 서비스를 제공받더라도 데이터 전송률이 기준 이하인 경우, 데이터 서비스 및 음성 서비스를 동시에 제공받는 경우, 프레임의 길이가 기준 이상인 경우, 수신기가 레이크 수신기인 경우, 및, 수신기가 등화기임에도 불구하고 기지국의 연산량이 기준 이상임으로 인해 등화기를 전제한 채널 품질을 산출하기에 자원이 부족한 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 제1전력 제어를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    제1전력 제어 및 제2전력 제어 중 하나를 선택하는 과정은,
    해당 단말기가 데이터 서비스를 제공받는 경우, 채널의 채널 품질이 기준 이상인 경우, 및, 수신기가 등화기인 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 제2전력 제어를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 데이터 서비스는, HSUPA(High Speed Uplink Packet Access) 서비스인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 데이터 서비스의 유무 및 데이터 전송률은, E-TFCI(Enhanced Data Channel-Transport Format Combination Indication)를 복조함으로써 판단되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 데이터 서비스 및 상기 음성 서비스가 동시에 제공되는지 여부는, 시스템 파라미터 'N_max_dpdch'를 이용하며 판단되며,
    상기 'N_max_dpdch' 0이면, 상기 데이터 서비스 및 상기 음성 서비스를 동시에 받지 아니함이 판단되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 미리 정의된 패턴은, 전력을 높이는 '+' 커맨드 및 전력을 낮추는 '-' 커맨드이 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 제2전력 제어가 선택된 경우, 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 프레임 주기로 전력 제어 명령을 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 전력 제어 명령을 송신하는 과정은,
    기지국의 수신 연산량 부담으로 인해 연산량을 감소시키기 위해 일시적으로 레이크 수신기를 사용하는 경우, 및, 등화기를 사용하고 있으나 신호대 잡음비 계산의 연산량 부담으로 인해 일시적으로 연산량을 감소시켜야 하는 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 등화기를 전제한 채널 품질을 이용하여 생성된 전력 제어 명령을 대신하여 상기 레이크 수신기를 전제한 채널 품질을 이용하여 생성된 전력 제어 명령을 프레임 주기로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제15항에 있어서,
    상기 채널 품질을 이용하여 전력 제어 명령을 생성하기에 앞서, 계산된 채널 품질 및 채널의 채널 품질의 관계를 이용하여 상기 채널 품질을 보상하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 채널 품질을 보상하는 과정은,
    상기 채널 품질의 값에 대응되는 방정식을 선택하는 과정과,
    선택된 방정식을 이용하여 채널의 채널 품질을 산출하는 과정과,
    상기 채널의 채널 품질을 보상된 채널 품질로서 사용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 방정식은, 적어도 하나의 채널 품질의 범위 대응되는 적어도 하나의 방정식 중 하나이며, 해당 범위에서 채널의 채널 품질 및 계산된 채널 품질의 관계를 나타내는 직선의 방정식인 것을 특징으로 하는 방법.
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