KR20120120351A - 업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음비들을 결정하는 방법들 및 그 시스템들 - Google Patents

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Abstract

예시적인 실시예들은 업링크 타겟 신호-대-간섭-및 잡음비(SINR)를 결정하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 상기 방법은 다운링크 신호-대-간섭비(SIR)에 기초하여 사용자 장비(UE)에 대한 업링크 타겟 SINR을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 다운링크 SIR은 상기 사용자 장비로부터 수신된 채널 품질 표시(CQI) 인덱스에 기초하여 결정된다.

Description

업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음비들을 결정하는 방법들 및 그 시스템들{METHODS OF DETERMINING UPLINK TARGET SIGNAL-TO-INTERFERENCE-AND-NOISE RATIOS AND SYSTEMS THEREOF}
본 발명은 업링크 전력 제어의 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
셀룰러 통신 네트워크는 통상적으로 무선 또는 유선 접속들에 의해 결합되고 상이한 유형들의 통신 채널들을 통해 액세스된 다양한 통신 노드들을 포함한다. 상기 통신 노드들의 각각은 상기 통신 채널들을 통해 송신 및 수신된 데이터를 처리하는 프로토콜 스택을 포함한다. 상기 통신 시스템의 유형에 의존하여, 상기 다양한 통신 노드들의 동작 및 구성은 상이할 수 있으며 종종 상이한 이름들로 불리울 수 있다. 이러한 통신 시스템들은 예를 들면, 코드 분할 다중 액세스 2000(CDMA 2000) 시스템 및 범용 이동 전기통신 시스템(UMTS)을 포함한다.
UMTS는 프로토콜 표준들의 세트를 설명하는 무선 데이터 통신 및 전화 표준이다. UMTS는 기지국(BS) 또는 노드 B(셀 사이트) 및 모바일 또는 사용자 장비(UE) 간의 음성 및 데이터의 송신을 위한 프로토콜 표준들을 제시한다. UMTS 시스템들은 통상적으로 다수의 무선 네트워크 제어기들(RNC들)을 포함한다. UMTS 네트워크들에서의 상기 RNC는 GSM/GPRS 네트워크들에서 기지국 제어기(BSC) 기능들에 상응하는 기능들을 제공한다. 그러나, RNC들은 예를 들면, 이동 스위칭 센터들(MSC들) 및 서빙 일반 패킷 무선 서비스(GPRS) 지원 노드들(SGSN들)을 수반하지 않고 핸드오버들을 자율적으로 관리하는 것을 포함하는 추가 능력들을 가질 수 있다. 상기 셀 사이트는 에어 인터페이스 프로세싱 및 몇몇 무선 리소스 관리 기능들을 책임지고 있다. UMTS 네트워크들에서의 상기 셀 사이트는 GSM/GPRS 네트워크들에서의 상기 기지국 트랜시버(BTS)에 상응하는 기능들을 제공한다. 셀 사이트들은 통상적으로 UMTS 구현의 비용을 감소시키고 계획 동의 제약들을 최소화하기 위해 기존의 GSM 기지국 트랜시버(BTS)와 물리적으로 동일한 위치에 배치된다.
종래의 상대적인 경로 이득(RPG)에서, 업링크 송신 전력이 UE 및 상기 서빙 셀 사이트 사이의 경로 손실 및 상기 UE 및 다음 최상의 이웃 셀 사이트 사이의 경로 손실의 차이에 기초하여 제어된다. 그러나, RPG는 상당한 양의 에어 인터페이스 오버헤드를 차지하며 상기 UE에 대한 보다 많은 프로세싱을 요구한다. 또한 RPG를 사용할 때 많은 시행 에러 및 에어 인터페이스 오버헤드가 존재할 수 있다. 게다가, 알려진 전력 제어 기법들은 다른 이웃하는 셀 사이트들 모두에 실제 간섭 효과들의 합을 고려하는데 실패하며 부가적인 오버헤드를 요구한다.
도 1은 UMTS 프로토콜들에 따라 동작하는 종래의 통신 시스템(100)을 도시한다. 도 1을 참조할 때, 상기 통신 시스템(100)은 각각 그것들 각각의 커버리지 영역에서의 UE들(105, 110)과 같은 UE들의 통신 요구들을 서빙하는, 셀 사이트들(120, 122, 124)과 같은 다수의 셀 사이트들을 포함할 수 있다. 셀 사이트는 셀이라 불리우는 커버리지 영역을 서빙할 수 있으며, 상기 셀은 다수의 섹터들로 나뉠 수 있다. 설명을 용이하게 하기 위해, 상기 용어 셀은 셀 사이트에 의해 서비스되는 전체 커버리지 영역 또는 셀 사이트의 단일 섹터를 나타낼 수 있다. 셀 사이트로부터 UE로의 통신은 전방향 링크 또는 다운링크로서 불리운다. UE로부터 셀 사이트로의 통신은 역방향 링크 또는 업링크로서 불리운다.
상기 셀 사이트들(120, 122, 124)은 RNC들(130, 132)과 같은 RNC에 연결되며, 상기 RNC들은 MSC/SGSN(140)에 연결된다. 상기 RNC는 상술된 바와 같이, MSC들 및 SGSN들을 수반하지 않고 핸드오버들을 자율적으로 관리하는, 데이터 핸들링 기능들 및 특정 호출을 처리한다. 상기 MSC/SGSN(140)은 호출들 및/또는 데이터를 네트워크에서의 다른 요소들(예로서, RNC들(130/132) 및 셀 사이트들(120/122/124)로 또는 외부 네트워크로의 라우팅을 처리한다. 이들 요소들 간의 종래의 인터페이스들(Uu, Iub, Iur 및 Iu)이 도 1에 추가로 설명된다.
부분 전력 제어(fractional power control; FPC) 기법은 3GPP LTE 표준의 업링크 상에서 상기 모바일 또는 UE 송신 전력을 제어하기 위해 제안되어 왔다. 이러한 개방 루프 부분 전력 제어 기술은 (섀도우잉을 포함한) 경로 손실의 부분이 보상될 수 있도록 UE 송신 전력 스펙트럼 밀도를 설정하는 것을 제안한다. 최대 UE 송시 전력 스펙트럼 밀도(톤 당 전력)를 무시할 때, 상기 UE 송신 전력 스펙트럼 밀도(PSD)(P)는 다음과 같이 확립될 수 있다:
Figure pct00001
(1)
여기서 P는 UE PSD이고, α는 FPC 알파이고, G는 장기 평균 경로 이득(dB)이며 업링크 및 다운링크에서 공통이고 P0는 다운링크 시그널링을 통해 상기 UE로 전송되는 PSD 기준량이다.
FPC를 사용하여,
Figure pct00002
(2)
여기서 I는 물리적 리소스 블록(PRB) 대역폭 당 장기 평균 수신된 잡음 플러스 간섭 밀도(dBm)이며, Γ1은 α가 1과 동일할 때 타겟 SINR(dB)이며 G0는 dB에서의 교정 이득이다.
식 (1) 및 식 (2)를 사용하여, 내포된 타겟 SINR은:
Figure pct00003
(3)이다.
그러나, 특정 상황들에서, 경로 손실에 대한 보상은 없으며 모든 UE들은 동일한 송신 전력 스펙트럼 밀도(가능한 최대 전력)를 갖고 송신하며, 이것은 높은 간섭 레벨들 및 낮은 셀 에지 레이트 성능을 초래한다. 다른 상황들에서, FPC는 상기 경로 손실이 완전히 보상되고 모든 UE들이 동일한 SINR을 갖고 수신되는 종래의 느린 전력 제어를 야기한다. 이것은 낮은 스펙트럼 효율성을 초래하지만, 양호한 에지 레이트를 가진다.
FPC를 개선하기 위해, 상대적인 경로 이득(relative path gain; RPG)이 개발되었다. RPG에서, 업링크 송신 전력이 UE 및 상기 서빙 셀 사이트 사이의 경로 손실 및 상기 UE 및 다음 최상의 이웃 셀 사이트 사이의 경로 손실의 차이에 기초하여 제어된다. 그러나, RPG는 상당한 양의 에어 인터페이스 오버헤드를 차지하며 상기 UE에 대한 보다 많은 프로세싱을 요구한다. 결과적으로, RPG는 항상 달성가능한 것이 아니다. 보다 구체적으로는, 상기 UE는 단지 상기 UE 및 상기 서빙 셀 사이트 사이의 경로 손실 및 상기 UE 및 다음 최상의 이웃 셀 사이트 사이의 경로 손실의 비가 임계값을 초과할 때 한 번 또는 주기적으로 보고할 수 있고 상기 비가 임계값 아래이면 전혀 보고하지 않을 수 있다. 따라서, RPG를 사용할 때 많은 시행 에러 및 에어 인터페이스 오버헤드가 존재할 수 있다. 게다가, 알려진 전력 제어 기법들은 다른 이웃하는 셀 사이트들 모두에 실제 간섭 효과들의 합을 고려하는데 실패하며 부가적인 오버헤드를 요구한다.
적어도 일 실시예는 UE가 상기 UE를 위한 송신 전력 스펙트럼 밀도를 결정할 때 그것의 이웃 셀/섹터에 대해 생성할 간섭의 레벨을 이용한다. 따라서, 이점들은 간섭 분포에서의 보다 작은 분산, 보다 높은 스루풋, 및/또는 기타를 허용하는 것을 포함한다. 게다가, 예시적인 실시예들은 업링크 타겟 SINR을 추정하기 위해 다운링크 SIR을 사용하여 셀 에지 데이터 레이트를 개선한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예는 업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음비(SINR)를 결정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 먼저 다운링크 신호-대-간섭비(SIR)에 기초하여 사용자 장비(UE)에 대한 상기 업링크 타겟 SINR을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 다운링크 SIR은 상기 사용자 장비로부터 수신된 채널 품질 표시(channel quality indication; CQI) 인덱스에 기초하여 결정된다.
적어도 또 다른 예시적인 실시예는 다운링크 신호-대-간섭비(SIR)에 기초하여 사용자 장비(UE)를 위한 업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음비(SINR)를 결정하도록 구성된 셀 사이트를 포함한 시스템을 제공하며, 상기 다운링크 SIR은 상기 사용자 장비로부터 수신된 채널 품질 표시(CQI) 인덱스에 기초하여 결정된다.
예시적인 실시예들이 첨부한 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확히 이해될 것이다. 도 1 내지 도 4는 여기에 설명된 바와 같이 비-제한적이며, 예시적인 실시예들을 나타낸다.
본 발명에 업링크 타겟 SINR을 추정하기 위해 다운링크 SIR을 사용함으로써 셀 에지 데이터 레이트를 개선하고, 섹터화된 셀들에서 FPC를 통해 업링크 상에서의 약 30% 더 많은 용량의 이득을 초래하며, 업링크 타겟 SINR을 위한 메트릭으로서 상기 다운링크 SIR을 사용하는 것은 상기 다운링크 SIR이 상기 CQI 인덱스로부터 결정되기 때문에 UE로부터의 추가 처리를 요구하지 않으며 셀-간 통신 또는 상기 온-셀 통신의 에어 인터페이스에 임의의 오버헤드를 부가하지 않는다.
도 1은 UMTS 프로토콜들에 따라 동작하는 종래의 통신 시스템을 도시한 도면.
도 2는 UE가 이웃하는 셀에서의 간섭을 야기할 수 있는 일 예를 도시한 도면.
도 3a는 채널 품질 표시(CQI) 인덱스를 생성하는 알려진 방법을 도시한 도면.
도 3b는 예시적인 실시예에 따라 업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음-비(SINR)를 결정하는 방법을 도시한 도면.
도 4는 부분 다운링크 SIR 제어 기법의 성능을 도시한 도면.
다양한 예시적인 실시예들이 이제 몇몇 예시적인 실시예들이 도시되는 첨부한 도면들을 참조하여 보다 완전히 설명될 것이다. 상기 도면들에서, 층들 및 영역들의 두께는 명료함을 위해 과장될 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예들이 다양한 변경들 및 대안적인 형태들이 가능한 반면, 그 실시예들은 도면들에서 예로서 도시되며 여기에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예들을 개시된 특정 형태들에 한정하려고 의도하지 않지만, 반대로, 예시적인 실시예들은 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 변경들, 등가물들, 및 대안들을 커버하는 것이다. 유사한 번호들은 도면들의 설명 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 나타낸다.
비록 용어 '제 1', '제 2' 등은 여기에서 다양한 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소들은 이들 용어들에 의해 한정되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 이들 용어들은 단지 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용된다. 예를 들면, 제 1 요소는 제 2 요소로 칭해질 수 있으며, 유사하게 제 2 요소는 예시적인 실시예들의 범위로부터 벗어남이 없이 제 1 요소로 칭하여질 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 상기 용어 "및/또는"은 연관된 연결된 아이템들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합들을 포함한다. 요소가 다른 요소에 "연결되는" 또는 "결합되는" 것으로서 나타내어질 때, 그것은 다른 요소에 직접 연결 또는 결합될 수 있거나 또는 중간 요소들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 반대로, 하나의 요소가 또 다른 요소에 "직접 연결" 또는 "직접 결합"되는 것으로서 나타내어질 때, 중간 요소들은 존재하지 않는다. 요소들 간의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예로서, "사이에" 대 "사이에 직접", "인접한" 대 "직접 인접한" 등).
여기에 사용된 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 것이며 예시적인 실시예들의 제한으로 의도되지 않는다. 여기에 사용된 바와 같이, 단일 형태들("a", "an" 및 "the")은 문맥이 달리 명확하게 표시하지 않는다면, 또한 복수의 형태들을 포함하도록 의도된다. 상기 용어들 "포함하다", "포함하는", "포함시키다" 및/또는 "포함시키는"은 여기에 사용될 때, 서술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.
몇몇 대안적인 구현들에서, 논의된 상기 기능들/동작들은 상기 도면들에 논의된 순서 외로 발생할 수 있다는 것이 또한 주의되어야 한다. 예를 들면, 연속하여 도시된 두 개의 도면들은 사실상 수반된 기능/동작들에 의존하여 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나 또는 때때로 역순으로 실행될 수 있다.
달리 정의되지 않는다면, 여기에 사용된 모든 용어들(기술적이고 과학적인 용어들을 포함하여)은 예시적인 실시예들이 속하는 이 기술분야의 숙련자에 의해 흔히 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 용어들, 예로서 흔히 사용된 사전들에 정의된 것들은 관련 기술의 문맥에서 그것들의 의미와 일관되는 의미를 가지는 것으로서 해석되어야 하며 여기에서 명확히 그렇게 정의되지 않는다면 이상적이거나 또는 매우 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임이 이해될 것이다.
예시적인 실시예들 및 대응하는 상세한 설명의 부분들이 소프트웨어, 또는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들 상에서의 동작의 알고리즘들 및 심볼 표현들에 관하여 제공된다. 이들 설명들 및 표현들은 이 기술분야의 숙련자들이 이 기술분야의 다른 숙련자들에게 그들의 작업의 본질을 효과적으로 전달하는 것들이다. 상기 용어가 여기에 사용된 바와 같이, 그리고 그것이 일반적으로 사용되는 바와 같이, 알고리즘은 원하는 결과를 이끄는 단계들의 일관성 있는 시퀀스인 것으로 인지된다. 상기 단계들은 물리적 양들의 물리적 조작들을 요구하는 것들이다. 보통, 필수적이지는 않지만, 이들 양들은 저장되고, 전달되고, 결합되고, 비교되며, 그외 조작될 수 있는 광, 전기, 또는 자기 신호들의 형태를 취한다. 원칙적으로 공통적인 사용의 이유들로, 이들 신호들은 비트들, 값들, 요소들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로 불리운다는 것이 때때로 편리하다는 것이 증명되었다.
다음 설명에서, 예시적인 실시예들이 특정 태스크들을 수행하거나 또는 특정 추상 데이터 유형들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 오브젝트들, 구성요소들, 데이터 구조들 등을 포함하는 프로그램 모듈들 또는 기능 프로세스들로서 구현될 수 있고 기존의 네트워크 요소들 또는 제어 노드들에서의 기존의 하드웨어(예로서, 셀 사이트, 기지국 또는 노드 B에 위치된 스케줄러)를 사용하여 구현될 수 있는 동작들 및 동작들의 심볼 표현들(예로서, 흐름도들의 형태로)을 참조하여 설명될 것이다. 이러한 기존의 하드웨어는 하나 이상의 중앙 처리 유닛들(CPU들), 디지털 신호 프로세서들(DSP들), 애플리케이션-특정-집적-회로들, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이들(FPGA들) 컴퓨터들 등을 포함할 수 있다.
그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리적 양들과 연관되며 단지 이들 양들에 적용된 편리한 라벨들임을 명심해야 한다. 달리 구체적으로 서술되지 않는다면, 또는 상기 논의로부터 명백한 바와 같이, "처리하는" 또는 "계산하는" 또는 "산출하는" 또는 "결정하는" 또는 "디스플레이하는" 등과 같은 용어들은 상기 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적, 전자적 양들로서 표현된 데이터를 조작하고 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장소, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리적 양들로서 유사하게 표현된 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및 프로세스들을 나타낸다.
예시적인 실시예들의 소프트웨어 구현된 양태들은 또한 통상적으로 몇몇 형태의 유형의(또는 기록) 저장 매체 상에 인코딩되거나 또는 몇몇 유형의 송신 매체를 통해 구현된다는 것을 주의하라. 상기 유형의 저장 매체는 자기(예로서, 플로피 디스크 또는 하드 드라이브) 또는 광(예로서, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리 또는 "CD ROM")일 수 있으며, 판독 전용 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 유사하게는, 상기 송신 매체는 꼬임 쌍선들, 동축 케이블, 광 섬유 또는 이 기술 분야에 알려진 몇몇 다른 적절한 송신 매체일 수 있다. 예시적인 실시예들은 이들 양태들의 임의의 주어진 구현에 의해 한정되지 않는다.
여기에 사용된 바와 같이, 상기 용어 "사용자 장비"(UE)는 모바일 사용자, 이동국, 이동 단말기, 사용자, 가입자, 무선 단말기 및/또는 원격지국과 동의어일 수 있으며 무선 통신 네트워크에서의 무선 리소스들의 원격지 사용자를 설명할 수 있다. 상기 용어 "셀 사이트"는 하나 이상의 셀 사이트들, 기지국들, 액세스 포인트들, 및/또는 무선 주파수 통신의 임의의 종점들로서 이해될 수 있다. 비록 현재 네트워크 아키텍처들이 모바일/사용자 디바이스들 및 액세스 포인트들/셀 사이트들 간의 구별을 고려할 수 있지만, 이후 설명된 예시적인 실시예들은 일반적으로 상기 구별이 예를 들면 애드 혹 및/또는 메쉬 네트워크 아키텍처들과 같이 매우 명확하지 않은 아키텍처들에 적용가능할 수 있다. 서빙 셀 사이트는 현재 상기 UE의 요구들을 처리하는 셀 사이트를 나타낼 수 있다.
예시적인 실시예들은 도 1에 도시된 UMTS 시스템에 관하여 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 실시예들은 이러한 시스템 또는 UMTS 시스템들에 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 예시적인 실시예들은 CDMA, WiMax 및 다른 네트워크 구조들에 구현될 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 개방 루프 FPC가 가진 하나의 문제는 그것이 이웃 셀/섹터에 대한 UE가 생성할 간섭의 양을 직접 고려하지 않는다는 것이다. 예를 들면, 도 2는 UE가 이웃하는 셀/섹터(이후, 전체적으로 셀로서 불리운다)에서의 간섭을 야기할 수 있는 일 예를 도시한다. 도 2에서, UE(T1)는 셀 사이트(1)에 의해 서빙되며 셀 사이트(2)에 대한 간섭을 생성한다. 그러나, UE(T1)가 셀 사이트(2)에 대해 강한 섀도우 페이드를 가진다면, 상기 UE(1)는 UE(T1)가 셀 사이트(2)에 대한 작은 섀도우 페이드를 가질 때의 경우와 비교하여 보다 높은 송신 전력 스펙트럼 밀도로 송신하도록 허용되어야 한다. 또 다른 예는 셀 사이트(2)가 훨씬 더 큰 셀 반경을 갖는 비-동질 배치의 경우이며, 이 경우에서 UE(T1)는 보다 높은 전력 레벨들로 송신하도록 허용되어야 한다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 업링크 타겟 SINR은 다운링크 신호-대-잡음비(SIR)에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 업링크 타겟 SINR을 결정하기 위해 상기 다운링크 SIR을 사용하는 것은 상기 간섭 분포에서의 보다 작은 분산 및/또는 보다 높은 스루풋을 허용한다. 게다가, 셀 에지 데이터 레이트는 업링크 타겟 SINR을 결정하기 위해 상기 다운링크 SIR을 사용하여 개선된다.
적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 상기 다운링크 SIR은 업링크 타겟 SINR을 결정하기 위해 사용된다. 상기 다운링크 SIR은 모든 이웃하는 셀 사이트들에 대한 간섭 효과들의 합을 포괄한다. 결과적으로, 서빙 셀 사이트는 UE가 이웃하는 셀 사이트들에 관한 전력 정보를 송신하도록 요청하기 위해 요구되지 않으며, UE는 상기 서빙 셀 사이트에 보고하기 위해 이웃하는 셀 사이트 전력 정보를 처리하도록 요구되지 않는다.
보다 구체적으로는, 이웃하는 셀 사이트상에서의 UE(m)의 업링크 상승 기여(간섭 효과)는 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure pct00004
(4)
여기서, gi ,m은 상기 UE(m)로부터 이웃하는 셀 사이트(i)로의 경로 이득이고, gs,m은 상기 UE로부터 서빙 셀 사이트(s)로의 경로 이득이며, γm은 상기 UE(m)의 업링크 타겟 SINR이다. 상기 UE(m)는 상기 셀 사이트로부터 수신된 상기 업링크 타겟 SINR 및 상기 다운링크 경로 손실에 기초하여 송신하도록 상기 전력을 결정한다.
그러므로, 모든 이웃하는 셀들 상에서의 상기 UE의 업링크 상승 기여는 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure pct00005
(5)
상기 상승 기여는 상수(R)에 의해 한정될 수 있다. 상기 상수(R)는 에지 레이트, 셀 또는 섹터 스루풋, 타겟 간섭 레벨, 간섭-대-잡음(IoT) 비 및 임의의 다른 업링크 통신 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 선택될 수 있다. 상기 상수(R)는 경험적 테스팅, 배치 상태들을 통해 및/또는 SON(Self Optimizing Network; 자기 최적화 네트워크) 능력을 통해, 상기 시스템의 운영자에 의해 결정될 수 있다. 결과적으로, 상기 업링크 타겟 SINR(γm)은 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure pct00006
(6)
여기서
Figure pct00007
은 시분할 듀플렉스(TDD) 동작을 가정할 때, 상기 UE(m)에 대한 다운링크 SIR이다. 그러므로, 상기 업링크 타겟 SINR은 상기 다운링크 SIR에 기초하여 결정될 수 있다. 예시적인 실시예들은 TDD에 제한되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 예시적인 실시예들 및 보다 구체적으로, 식 (6)은 고속 페이딩의 평균을 냄으로써 주파수-분할 듀플렉스(FDD)에서 구현될 수 있다.
게다가, 지상파 셀룰러 동작들에서, 상기 다운링크 SINR은 일반적으로 상기 다운링크 SINR에 대한 양호한 근사이다. 보다 구체적으로, 상기 다운링크 SIR에 기초하여 (상기 UE에 의해 결정된) 실제 다운링크 SIR 및 (상기 서빙 셀 사이트에 의해 결정된) 근사된 다운링크 SINR 간의 차이는 작다(약 1dB 이하). 그러므로, 상기 다운링크 SIR 또는 상기 근사된 다운링크 SIR은 업링크 타겟 SINR을 추정하기 위해 사용될 수 있다. 결과적으로, 상기 근사된 다운링크 SINR은 상기 다운링크 SINR 또는 다운링크 SIR로서 불리울 수 있으며 이러한 설명 전체에 걸쳐 다운링크 SINR로 불리운다.
로그 항들에서, 식(6)은 다음으로 변환될 수 있다:
Figure pct00008
(7)
여기서 Γ은 업링크 타겟 SINR(dB)이며, ΓD는 다운링크 SIR(dB)이고, R은 dB를 제외하고 상기와 동일하다. R은 상기 업링크에서의 UE에 의해 도입된 총 간섭에 비례한다.
식 (6) 및 식 (7)은 부분 다운링크 SIR로부터 전체 다운링크 SIR을 구별하기 위해 전체 다운링크 SIR 경우로서 불리울 수 있다. 전체 다운링크 SIR은 단지 에지 레이트의 비용으로 보다 큰 섹터 스루풋을 가질 수 있다.
적어도 또 다른 예시적인 실시예에서, 업링크 타겟 SINR은 부분 다운링크 SIR을 사용하여 다운링크 SIR에 기초하여 결정될 수 있다.
상술된 바와 같이, UE는 최대 UE 송신 전력 스펙트럼 밀도를 무시할 때, UE 송신 스펙트럼 밀도(P)는 식(1)에 의해 주어진다. 부분 다운링크 SIR 기반 경우에 대해, 상기 FPC 알파(α)는 상기 UE에서 1로 설정될 수 있다. 그러므로, 상기 UE PSD(P)는 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure pct00009
(8)
및
(9)
여기서, 상기 타겟 업링크 SINR은
Figure pct00011
(10)
이 되고, 여기서, ΓD는 다운링크 SINR이고, Γ0은 교정을 위한 상수이며 Γ1은 β=1에 대한 타겟 SINR이다. β는 0으로 설정할 때 전체 다운링크 SIR 경우로 되돌아가고 1로 설정할 때 일정한 SINR 경우로 되돌아가는 상수이다.
Γ0으로 시프트함으로써, 상기 시스템은 상기 다운링크 SIR의 분포에 관하여 피봇 포인트를 변경할 수 있다. Γ0, Γ1 및 β는 상기 시스템의 성능을 증가시키기 위해 최적화될 수 있다. Γ0, Γ1 및 β는 업링크 에지 레이트, 섹터 스루풋 및 이 둘의 결합 중 적어도 하나에 기초하여 선택될 수 있다.
상기 부분 다운링크 SIR 경우는 β를 제로로 설정하고 R = Γ0 + Γ에 의해상기 전체 다운링크 SIR로 변환될 수 있으며, 여기서 R은 모든 셀 사이트들에 걸쳐 상기 UE에 의해 도입된 총 간섭에 비례한다.
전체 다운링크 SIR은 UE 에지 레이트 송신과 대조적으로 섹터 스루풋(STP)을 지지할 수 있다. 상기 부분 다운링크 SIR은 β의 값을 변경함으로써 상기 UE 에지 레이트 송신을 개선한다.
서빙 셀 사이트는 다운링크 채널 품질 표시(CQI) 인덱스로부터 상기 다운링크 SIR을 결정할 수 있다. 이하의 설명으로부터 이해될 바와 같이, 업링크 타겟 SINR을 결정하기 위한 메트릭으로서 상기 다운링크 SIR을 사용하는 것은 상기 다운링크 SIR이 상기 간섭 효과들의 합을 나타내고 상기 다운링크 CQI 인덱스로부터 결정될 수 있기 때문에 이웃하는 셀 사이트들로부터 간섭 효과들을 보고하기 위해 부가적인 처리를 수행하는 것을 요구하지 않는다. 적어도 상기 다운링크 SINR을 사용하여 CQI 인덱스를 결정하는 것이 LTE 호환가능한 UE 또는 기지국 장비와 친밀한 자들에 의해 알려져 있다. UE 시행자는 비용 대 성능의 트레이드오프들에 대해 변할 수 있는 작은 변화들(약 1 dB 이하)이 존재할 수 있다. 그 전체 내용들이 여기에 참조로서 포함되는, 2008년 12월 3GPP TS 36.212, V8.5.0, 제 3 세대 파트너쉽 프로그램, "진화된 범용 지상파 무선 액세스(E-UTRA); 물리 계층 절차들(Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures)"는 상기 CQI 인덱스를 결정하는 것을 개괄한다.
도 3은 다운링크 CQI 인덱스를 생성하는 알려진 방법(S300)을 도시한다. S310에서, 상기 UE는 서빙 셀 사이트로부터 다운링크 신호를 수신한다. 예를 들면, 상기 UE는 현재 서빙 셀 사이트로부터 다운링크 파일럿 전력을 수신할 수 있다. 이러하 결정은 약 100ms 내지 200ms 마다 이루어질 수 있으며, 상기 수신된 파일럿 전력은 고속 페이딩의 효과들의 평균을 내도록 이러한 간격에 걸쳐 평균화될 것이다.
2008년 12월 3GPP TS 36.212, V8.5.0, 제 3 세대 파트너쉽 프로그램, "진화된 범용 지상파 무선 액세스(E-UTRA); 물리 계층 절차들"에 따르면, 상기 UE는 S320에서 상기 수신된 다운링크 신호에 기초하여 CQI 인덱스를 결정한다. 상기 UE는 상기 UE가 2008년 12월 3GPP TS 36.212, V8.5.0, 제 3 세대 파트너쉽 프로그램, "진화된 범용 지상파 무선 액세스(E-UTRA); 물리 계층 절차들"에 특정된 에러 레이트 내에서 상기 서빙 셀 사이트와 통신할 수 있도록 CQI 인덱스를 선택한다. 보다 구체적으로, CQI 인덱스는 상기 UE에 의해 결정된 다운링크 SINR, 채널 상태들, 및 상기 CQI 인덱스와 연관된 변조 및 코딩 기법 중 적어도 하나에 기초하여 상기 UE에 의해 결정될 수 있다. 상기 UE는 상기 UE로 하여금 상기 변조 및 상기 CQI 인덱스와 연관된 코딩 기법을 사용하여 상기 서빙 셀 사이트와 통신하도록 허용하는 상기 CQI 인덱스를 선택한다.
CQI는 0 내지 15의 숫자 인덱스이다. 상기 UE는 상기 수신된 다운링크 신호의 다운링크 SINR을 결정함으로써 상기 CQI 인덱스를 결정한다. 상기 다운링크 SINR 및 상기 CQI 인덱스가 결정되는 방법은 임의의 알려진 방법일 수 있다. 일단 상기 다운링크 SINR이 결정된다면, 상기 UE는 디코딩 에러 레이트 성능에 영향을 미치는 상기 다운링크 SINR 및 다른 인자들을 CQI 인덱스에 매핑한다. 1의 CQI 인덱스는 최저 SINR을 나타내고 15의 CQI 인덱스는 최고 다운링크 SINR을 나타내나. 각각의 CQI 인덱스는 상기 다운링크를 위한 변조 및 코딩 레이트 기법을 식별한다.
S330에서, 상기 UE는 상기 다운링크 CQI 인덱스를 상기 서빙 셀 사이트에 송신한다. 상기 UE는 상기 에어를 통해 1ms 마다 상기 CQI 인덱스를 송신할 수 있다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따라 업링크 타겟 SINR을 결정하는 방법(S400)을 도시한다.
S410에서, 상기 서빙 셀 사이트는 상기 UE로부터 송신된 다운링크 CQI 인덱스를 수신한다. S420에서, 상기 서빙 셀 사이트는 상기 다운링크 SINR을 결정하기 위해 상기 CQI 인덱스를 사용한다. 보다 구체적으로, LTE 표준은 상기 서빙 셀 사이트에서 프로그램되기 때문에, 상기 서빙 셀 사이트는 상기 다운링크 SINR을 결정하기 위해 상기 CQI 인덱스를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 서빙 셀 사이트는 각각 다운링크 SINR 값들과 연관된 CQI 인덱스들을 포함하는 룩-업 테이블을 사용할 수 있다. 상기 룩-업 테이블은 각각의 CQI 인덱스와 연관된 각각의 변조 및 코딩 기법의 다운링크 SINR의 상세한 시뮬레이션 및/또는 연구 분석에 의해 결정될 수 있다. 상기 서빙 셀 사이트가 상기 다운링크 SINR을 결정한 후, 상기 서빙 셀 사이트는 상기 다운링크 SIR 및 상기 다운링크 SINR을 상호교환가능하게 사용할 수 있다. 상기 서빙 셀 사이트에서의 다운링크 전력의 비용 민감도는 일반적으로 상기 업링크를 위한 상기 UE에 대해서보다 작기 때문에, 상기 다운링크는 일반적으로 상기 업링크가 커버리지 밖에 있는 포인트에서 간섭 제한된다. 그러므로, 상기 다운링크 SIR 및 상기 다운링크 SINR은 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
S430에서, 상기 서빙 셀 사이트는 전체 다운링크 SIR이 사용되는지 또는 부분 다운링크 SIR이 사용되는지에 의존하여 식(6), 식(7) 또는 식(10)을 사용하여 상기 업링크 타겟 SINR을 결정한다. 예를 들면, 식(6) 또는 식(7)은 전체 다운링크 SIR을 위해 사용되며 식(10)은 부분 다운링크 SIR을 위해 사용된다.
일단 상기 서빙 셀 사이트가 상기 업링크 타겟 SINR을 결정하면, 상기 서빙 셀 사이트는 상기 업링크 타겟 SINR 및 송신된 PSD 오프셋에 기초하여 상기 업링크에 대한 MCS 레벨을 결정할 수 있다. 상기 서빙 셀 사이트는 상기 서빙 셀 사이트에서 수신된 SINR에서의 단기 변화들을 관찰할 수 있으며 상기 수신된 SINR이 어떻게 변화하는지를 추적하기 위해 상기 MCS 레벨을 조정할 수 있다.
상기 서빙 셀 사이트는 PSD 오프셋을 결정하기 위해 평균 장기 총 간섭 플러스 잡음을 갖고 상기 업링크 타겟 SINR을 종합한다. 상기 서빙 셀 사이트는 그 후 시그널링 메시지로서 S440에서 상기 PSD 오프셋을 상기 UE에 송신한다. 상기 UE는 상기 다운링크로부터 평균 경로 손실을 측정하고 상기 PSD 오프셋으로부터 송신 PSD를 결정할 수 있다. 통신 오버로드를 감소시키기 위해, 상기 서빙 셀 사이트는 주기적으로 또는 상기 PSD 오프셋에서 큰 변화가 존재할 때 상기 PSD 오프셋을 송신할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들을 사용하여 FPC 기반 업링크 타겟 SINR 및 상기 업링크 타겟 SINR의 부분 다운링크 SIR 기반 근사에 대한 IoT 제어 하에서 5 MHz LTE 업링크 STP 대 에지 레이트를 도시한다. 도 4에서, 상기 부분 다운링크 SIR은 β=0.5를 가지는 반면, 상기 FPC 동작은 α=0.8을 가진다. 각각의 포인트는 0.1dB의 IoT 타겟을 갖고 라벨링된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 업링크 타겟 SINR을 결정하기 위해 부분 다운링크 SIR을 사용하는 것은 FPC보다 양호한 STP 대 에지 레이트 특성들을 생성한다.
메트릭으로서 상기 다운링크 SIR의 사용은 섹터화된 셀들에서 FPC를 통해 업링크 상에서의 약 30% 더 많은 용량의 이득을 초래한다. 게다가, 상기 다운링크 SIR은 섹터 경계들 상에 있는 UE들을 고려한다.
상술된 바와 같이, 상기 업링크 타겟 SINR을 위한 메트릭으로서 상기 다운링크 SIR을 사용하는 것은 상기 다운링크 SIR이 상기 CQI 인덱스로부터 결정되기 때문에 UE로부터의 추가 처리를 요구하지 않으며 셀-간 통신 또는 상기 온-셀 통신의 에어 인터페이스에 임의의 오버헤드를 부가하지 않는다.
예시적인 실시예들이 이와 같이 설명되었으므로, 동일한 것이 많은 방식들로 변경될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이러한 변형들은 예시적인 실시예들의 사상 및 범위로부터 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 이 기술분야의 숙련자에게 명백할 바와 같이 모든 이러한 변경들은 청구항들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
100 : 통신 시스템 105, 110 : UE
120, 122, 124 : 셀 사이트 130, 132 : RNC
140 : MSC/SGSN

Claims (10)

  1. 업링크 전력 제어의 방법에 있어서,
    다운링크 신호-대-간섭비(SIR)에 기초하여 사용자 장비(UE)에 대한 업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음비(SINR)를 결정하는 단계(S430)로서, 상기 다운링크 SIR은 상기 사용자 장비로부터 수신된 채널 품질 표시(channel quality indication; CQI) 인덱스에 기초하여 결정되는, 상기 결정 단계(S430)를 포함하는, 업링크 전력 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 업링크 타겟 SINR에 기초하여 전력 스펙트럼 밀도 오프셋을 결정하는 단계(S430)를 추가로 포함하는, 업링크 전력 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 스펙트럼 밀도 오프셋을 상기 UE에 송신하는 단계(S440)를 추가로 포함하는, 업링크 전력 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 타겟 SINR을 결정하는 단계(S430)는 다음과 같이 상기 업링크 타겟 SINR을 결정하며:
    Uplink_Target_SINR =
    Figure pct00012

    상기
    Figure pct00013
    은 상기 다운링크 SIR이며 R은 상수인, 업링크 전력 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결정 단계(S430)는 다음과 같이 상기 다운링크 SIR을 결정하는 단계를 포함하며,
    Figure pct00014

    상기 gi ,m은 상기 UE로부터 이웃하는 셀 사이트(i)로의 경로 이득이며 gs ,m은 상기 UE로부터 서빙 셀 사이트(s)로의 경로 이득인, 업링크 전력 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정 단계(S430)는 상기 다운링크 SIR에 기초하여 변조 및 코딩 기법을 결정하는 단계를 포함하는, 업링크 전력 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 타겟 SINR을 결정하는 단계(S430)는 상기 CQI 인덱스에 기초하여 다운링크 SINR을 결정하는 단계를 포함하는, 업링크 전력 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 업링크 타겟 SINR을 결정하는 단계(S430)는 상기 다운링크 SINR에 기초하여 상기 다운링크 SIR을 결정하는 단계를 포함하는, 업링크 전력 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 타겟 SINR을 결정하는 단계(S430)는 다음과 같이 dB로 상기 업링크 타겟 SINR을 결정하며:
    Figure pct00015

    상기 ΓD는 상기 다운링크 SIR이고, 상기 Γ0은 교정을 위한 상수이며 상기 Γ1은 β=1에 대한 상기 타겟 SINR이고 상기 β는 상수인, 업링크 전력 제어 방법.
  10. 시스템에 있어서,
    다운링크 신호-대-간섭비(SIR)에 기초하여 사용자 장비(UE)에 대한 업링크 타겟 신호-대-간섭-및-잡음비(SINR)를 결정하도록 구성된 셀 사이트로서, 상기 다운링크 SIR은 상기 사용자 장비로부터 수신된 채널 품질 표시(CQI) 인덱스에 기초하여 결정되는, 상기 셀 사이트를 포함하는, 시스템.
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