KR960000147B1 - 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법 - Google Patents

셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법
제1도는 본 발명이 적용되는 무선전화 송수신기의 개략 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 이동국 위치군 형성 예시도.
제3도는 본 발명에 따른 송신전력 제어기능의 흐름도.
제4도 내지 제11도는 제3도의 일시예의 상세흐름도.
제12도는 본 발명을 수행하기 위한 메모리 맵구성도.
본 발명은 적어도 하나의 이동국(mobile station)을 포함하는 셀룰라 (celluar) 무선전화시스템에 관한 것으로, 특히 아날로그방식뿐만아니라 디지털방식 셀룰라 무선전화시스템에서도 기지국(base station) 및 이동국의 송신전력을 동적으로 제어하는 송신전력 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 상호 통신하는 통신국에서 적어도 하나의 이동국을 가지는 무선전화시스템에 있어서 송신전력을 조정하는 것이 유리하다고 오랫동안 인정되어 왔다. 이에따라 통신국은 가장 낮으면서도 신뢰성있는 전력레벨을 사용하므로써 다른 호에 사용되는 공용 채널 통신국간에서 발생할 수 있는 간섭을 감소시킨다.
셀룰라 무선전화시스템에 있어서 상기한 바와 같은 통신국의 전력 제어 예로서Samuel W. Halpern에 의한 미합중국 특허번호 4,613,990호가 있다. 상기 미합중국 특허번호 4,613,990호는 아날로그방식 셀룰라 무선전화시스템에 있어서 기지국과 이동국의 송신전력레벨을 기지국에서 동적으로 조정하는 방법을 보여준다. 상기 동적인 송신전력 제어방법은 다음과 같은 과정으로 수행한다. 최초 어느 하나의 이동국에서 호가 시도되어 기지국으로 음성채널 할당을 요구하면 기지국에서는 기지국내유휴채널을 검색하여 유휴채널리 있을 경우 이를 이동국에 할당한다. 다음에 주기적으로 이동국의 송신에 따른 기지국의 수신전계강도(Received Signal Strngth Indicator: 이하 ″RSSI″라 함)를 측정한다. 이와 같이 측정한 RSSI를 일정 시간단위로 평균하고 그 값을 미리 설정된 최대한계값 및 최소한계값과 비교하여 원하는범위내에그 값이 존재하는지를 확인한다. 만일 평균 RSSI값이 최소한계값보다 작을때에는 전력을 증가시키는 메시지(message)를 이동국으로 송싱하여 이동국이 송신전력을 증가하도록 한다. 이때 이미 이동국이 전력을 최대값으로 송신하고 있을때에는 이동국을 인접 기지국으로 통화중 채널전환(hand-off)시킨다. 그리고 평균RSSI값이 최대한계값보다 클때에는 이동국이 필요 이상으로 전력을 강하게 송신하는 것이므로 전력을 감소시키는 메시지를 이동국으로 하여금 송신전력을 감소시키도록 한다. 이때 이미 이동국이 전력을 최소값으로 송신하고 있을때에는 현상태를 유지하며 호를 진행하게 된다. 또한 기지국에서도 기지국의 송신에 따른 이동국에서의 RSSI측정에 따라 기지국의 송신전력을 조정한다.
한편 상기한 아날로그방식 셀룰라 무선전화시스템에서는 하나의 RF채널로서 하나의 이동국을 서비스하지만, 시분할다중접속(Time Divsion Mutiple Access; 이하 ″TDMA″라 함)방식을 채용하고 있는 디지털방식 셀룰라 무선전화시스템에서는 하나의 물리적인 RF(Radio Frequency)채널을 다수의 이동국에 대응하는 타임슬롯(time slot)별로 분할하여 동시에 공동 서비스를 하게 된다. 즉, 하나의 RF채널은 아날로그방식인 경우에는 하나의 이동국만이 사용할 수 있었으나, TDMA방식인 경우에는 동시에 다수의 이동국이 공유하여 사용할 수 있게 된다. 이에따라 RF채널을 공유하는 다수의 이동국이 기지국과 각각 서로 다른 거리에 있을 경우 종래의 송신전력 제어방법에 의하면 이들에 대한 기지국에서의 송신전력은 타임 슬롯별로 조정이 되어야 할 것이다. 그러나 통상적으로 수 ms(밀리초)정도가 되는 타임 슬롯별로 송신전력을 조정한다는 것은 하드웨어(hardware) 구현상 응답속도가 뒤따르기 어렵기 때문에 기술적으로 많은 무리가 따른다. 여기서 상기 RF채널은 하나의 주파수가 할당된 물리적인 채널을 말하고, 상기 타임 슬롯은 하나의 RF채널을 시간적으로 분할한 것으로 각각의 타임 슬롯은 하나의 통화채널로 사용된다.
또한편, 상기한 바와 같은 종래의 송신전력 제어방법에 의거하여 기지국의 셀 플랜(cell plan) 작업시 기지국이 보유한 RF채널의 통신 범위 반경(coverage radious)를 최대로 계산해야 한다. 그러므로 기지국 주파수 할당 효율은 다음과 같이 된다. 일반적으로 C/I(Carries/Interference)가 18dB정도인 아날로그방식 셀룰라 무선전화시스템에서 기지국당 26개의 RF채널을 가지는 12패턴 클러스트(pattern clust)의 경우를 예를 들면 주파수 재사용거리는 하기식과 같이 된다.
상기 (1)식에서K는 주파수 재사용패턴으로서 RF채널을 재사용치 않는 셀의 수이고, R은 RF통신범위반경이며, D는 주파수 재사용거리로서 주파수를 재사용할 수 있는 셀간의 거리이다. 여기서 주파수 재사용값 K를 다르게 하면 하기 (2)~(4)식과 같이 된다.
상기 (1)~(4)식에서 보는 바와 같이 주파수 재사용패턴에 따라 주파수 재활용에 한계가 따른다.
상기한 바와 같이 송신전력레벨을 동적으로 조정하는 종래의 송신전력 제어방법을 TDMA방식의 셀룰라 무선저화시스템에 적용할 경우 타임 슬롯별로 송신전력레벨이 조정되어야 한다. 그러나 실제 하드웨어 구현상 타임 슬롯별로 송신전력을 조정하는 것은 곤란한 문제점이 있었다. 또한 주파수 재활용에 제한을 받음으로써 주파수 할당 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 TDMA방식 셀룰라 무선전화시스템에서 RF채널단위로 송신전력을 조정할 수 있는 송신전력 제어방법응 제공함에 있다.
본 발명은 다른 목적은 주파수 재사용거리를 줄여 주파수 할당 효율을 향상시킬 수 있는 송신전력 제어방법을 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명이 적용되는 일반적인 아날로그/디지탈 이중 모드(dual mode) 무선전화송신기의 개략 구성도로서, 셀룰라 시스템에서 기지국의 송수신기의 예를 들어 도시한 것이다. 이동국에서도 기본적으로 동일한 구성을 가지는데이동국에서는단지전송로를통하여MTSO(Mobile Teceommunication Switching Office)와 데이터를 송수신하기 위한 데이터 통신회로(44) 대신에 가입자 통화를 위한 통화회로를 구비한다. 상기 제1도의 아날로그/디지탈 이중모드 무선전화 송수신기는 미합중국 전자 산업 협의회(EIA:Electronic Industries Associon)에서 1991년 3월에 발행되어 배포되고 있는 ″Cellular System Dual-Mode Mobile Station-Bastion Compatibility Standard″에 상세히 설명되어 있다.
상기 제1도를 참조하여 본 발명을 이해하는데 유용한 개략적인 시스템 동작을 설명하면 다음과 같다. 우선 제1도의 송수신기는 아날로그 모드와 디지털모드의 두가지 동작 모드를 가진다. 아날로그 모드로 동작시에는 아날로그 통신 방식인 FM(Frequency Modulation)통신 방식으로 동작한다. 디지털 모드로 동작시에는 디지털 통신방식인 DQPSK(π/4-Shifted Differentiai Quadrature Phase Shift Keying)통신방식으로 동작하며, 동시에 TDMA방식에 의해 하나의 RF채널에 대하여 3개의 타임 슬롯을 가진다.
지금 제1도의 송수신기가 자신의 셀내에 있는 어느 하나의 이동국에 통화채널을 할당함으로써 해당 이동국의 송수신기와 상호 통신을 하고 있는 상태라고 가정한다.
첫 번째로 이동국으로 송신하는 동작을 살펴보면, MTSO로부터 전송로를 통하여 데이터 통신회로(44)에 수신되어지는 음성데이타는 송수신기를 전반적으로 제어하는 제어유니트(28)에 인가된다. 상기 음성데이타는 통상적으로 PCM코딩(coding)데이타가 된다. 상기 제어유니트(28)에 인가된 음성데이타는 아날로그 모드일 경우에는 PCM디코딩된후 스위치(32)를 통하여 DQPSK/FM변조기(34)에 인가되며, 디지털 모드일 경우에는 VSELP(Vector-Sum Excited Linear Predictive)코팅된후 채널인코우더(30)에서 할당 채널에 따라 채널 인코딩 및 타임 슬롯이 지정되어 스위치(32)를 통하여 DQPSK/FM변조기(34)에 인가된다. 상기 DQPSK/FM변조기(34)에 인가된 데이터는 아날로그 모드일 경우에는 FM변조되고 디지털 모드일 경우에는 DQPSK변조된후, 업 컨버터(up converter)(36)에서 송신하기 위한 보다 높은 주파수로 업 컨버젼된다. 다음에 송신 BPF(Band pass Filter)(38)에서 송신 주파수 대역 이외의 주파수성분이 제거되고 전력증폭기(40)에서 전력 증폭된후 듀플렉서(duplexer)(4)와 안테나(2)를 거쳐 송신된다.
두 번째로 이동국으로부터 수신하는 동작을 살펴보면, 안테나(2)를 통하여 수신되는 신호는 듀플렉서(4)를 거쳐 LNA(Low Noise Amplifier)(6)에서 저 잡음 증폭된후 두 개의 믹서(mixer)(8,10)에 동시에 인가된다. 상기 믹서(8,10)는 상기 수신되는 신호와 주파수합성기(12)에서 발생되는 국부발진 주파수신호를 믹싱한다. 상기 주파수합성기(12)는 제어유니트(28)의 주파수제어에 의해 현재 사용 채널에 대응하는 주파수의 국부발진 주파수신호를 발생한다. 이에따라 믹서(8,10)에서는 해당 채널의 주파수를 가지는 I채널신호와 Q채널신호가 분리출력되어 DQPSK수신기(14)와 FM검출기(20)와 RSSI검출기(24)에 동시에 인가된다. 여기서 디지털 모드일 경우에는 믹서(8,10)의 I,Q채널신호는 DQPSK수신기(14)에서 DQPSK복조되고 채널 디코우더(16)에서 타임 슬롯에 따른 채널 디코딩된후 제어유니트(28)에 인가된다. 아날로그 모드일 경우에는 믹서(8,10)의 I,Q채널신호는 FM검출기(20)에서 FM복조된후 제어유니트(28)에 인가된다. 그러면 제어유니트(28)는 아날로그 모드일 경우에는 상기 FM복조된 음성 데이터를 PCM코딩하여 데이터 통신회로(44)로 출력하며, 디지털 모드일 경우에는 상기 채널 디코딩된 음성 데이터를 VSELP디코딩하여 데이터통신회로(44)로 출력함으로써 음성데이타가 전송로를 통하여 MTSO로 송신된다. 또한 상기 FM복조된 데이터와 채널 디코딩된 데이터는 각각 대응하는 데이터검출기(18,22)에도 인가됨으로써 각종 통화 제어를 위한 데이터가 검출되어 제어유니트(28)에 인가된다. 이에따라 제어유니트(28)는 상기 검출된 데이터에 의해 각종 통화 제어를 수행한다.
한편 상기 RSSI검출기(24)는 믹서(8,10)로부터 입력되는 I,Q채널신호로부터 RSSI를 검출한다. 검출된 RSSI는 A/D변환기(26)에서 디지털 변환된후 제어유니트(28)에 인가된다. 이에따라 제어유니트(28)는 RSSI의 크기를 측정하여 전력증폭기(40)의 전력증폭을 제어하는 전력제어기(42)를 제어함으로써 송신전력을 제어할수 있게된다.
제2도는 본 발명에 따른 이동국 위치군 형성 예시도로서, 하나의 셀내에서 기지국을 중심으로 셀내에 할당된 RF채널들을 설정된 전력 레벨에 따라 다수개의 군으로 구분하여 위치군들을 형성하는 것을 나타낸다. 상기 제2도는 기지국을 중심으로 서로 다른 8개의 위치군(Z1~Z8)으로 형성하는 예를 나타낸 것이다.
제3도는 본 발명에 따른 송신전력 제어 기능의 흐름도로서, 이동국으로부터 수신되어지는 신호의 레벨을 기지국에서 측정하는 신호레벨측정과정과, 상기 측정한 신호 레벨에 대응하는 위치군에 상기 이동국을 배정하는 위치군배정과정과, 상기 이동국에 배정된 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널을 상기 이동국에 할당하는 채널할당과정과, 상기 기지국으로부터 상기 이동국에 수신되어 측정되어지는 신호의 레벨을 상기 기지국에서 수신하고 설정된 레벨범위와 비교하여 신호레벨이 상기 설정된 레벨범위 이내일 경우 정상운용상태로 판정하고 상기 설정된 레벨범위의 최대값보다 클 경우 전력감소 요구상태로 판정하며 상기 설정된 레벨범위의 최소값보다 작을 경우 전력증가 요구상태로 판정하는 운용상태 검사 및 판정과정과, 상기 전력감소 요구상태로 판정되는 것에 의해 상기 이동국의 송신전력을 감소 조정하여 하위 위치군에 배정하고 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널이 없을시 상기 기지국의 송신전력을 감소 조정하여 전력감소 조정과정과, 상기 전력증가 요구상태로 판정되는 것에 의해 상기 이동국의 송신전력을 증가 조정하며 상기 위치군에 배정하고 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널이 없을시 상기 기지국의 송신전력을 증가 조정하는 전력증가 조정과정과, 상기 운용상태검사 및 판정과정에서 정상운용상태로 판정되거나 상기 전력의 감소나 증가 조정후 상기 이동국으로부터 호해제 메시지의 수신여부를 검사하여 수신될시 호해제를 하며 수신되지 않을시 상기 운용상태 검사과정으로 되돌아가는 진행호 감시과정으로 이루어진다.
제4도 내지 제11도는 상기 제3도의 일실시예의 상세흐름도로서, 제4도는 상기한 신호레벨 측정과정의 상세흐름도이고, 제5도는 상기한 위치군배정과정의 상세흐름도이며, 제6도는 상기한 채널할당과정의 상세흐름도이며, 제7도는 상기한 운용상태 검사과정의 상세흐름도이며, 제8도는 상기한 운용상태판정과정의 상세흐름도이며, 제9도는 상기한 진행호 감시과정의 상세흐름도이며, 제10도는 상기한 전력증가 증가과정의 상세흐름도이며, 제11도는 상기한 전력감소 조정과정의 상세흐름도이다. 그리고 제12도는 상기한 본 발명을 수행하기 위한 메모리 맵구성도이다.
이하 본 발명의 일실시예의 동작을 첨부한 제1도 내지 제12도를 참조하여 상세히 설명한다.
우선 본 발명에 의한 송신전력 제어를 하기 위해서는 시스템 운용에 앞서 RF채널을 송신출력 세기에 몇 개의 군으로 형성하는 채널의 위치군 형성작업이 선행되어야한다. 위치군의 형성은 셀내 할당된 RF채널을 정상운용시 이동국 분포시 기준을 추정하여 적절한 수준에서 몇 개의 기지국 송신 출력단계를 설정하여 제2도와 같이 기지국을 중심으로 수개의 위치군을 형성한다. 제2도의 위치군들(Z1~Z8)각각의 송신 출력단계는 하기 표 1과 같이 설정하는 것으로 가정한다.
[표 1]
상기와 같이 형성된 RF채널들은 이동국에 통화채널 할당시 이동국의 채널할당 요구신호의 RSSI에 따라 이동국의 위치를 추정하여 그위치에 적절한 RF채널을 할당하게 될 것이다. 그렇게 되면 전반적인 셀간 주파수 분할 형태가 저출력 채널부터 고출력 채널까지 여러단계로 분포되어 셀 플랜이 이루어지게 된다. 또한 위치군에 따른 채널번호 및 채널상태 데이터베이스를 제1도의 제어유니트(28)의 메모리에 제12도(b)와 같이 구성한다. 이는 향후 셀 플랜시 저출력 채널에 해당하는 주파수에 대해서는 통신범위반경이 짧기 때문에 주파수 제사용거리가 줄어들게되어 주파수 자원 재활용면에서 상당한 효율을 가져오게된다. 상기 제12도(b)에서 LREG는 위치군 레지스터로서 그 값들은 제2도와같이 8개의 위치군들(Z1~Z8)을 형성할 경우 각각의 위치군에 대응된다. 그리고 CH0~CH40은 하나의 기지국을 중심으로 하는 하나의 셀내에 할당된 RF채널들 각각에 번호를 부여한 것으로, 40개의 RF채널이 할당된 경우 위치군마다 5개씩의 RF채널을 배정하여 위치군을 형성하는 예를 보인 것이다. 상기한 RF채널들 CH0~CH40각각은 전술한 바와같이 TDMA방식에 따라 다중화되는 타임슬롯들을 가진다. 이러한 타임 슬롯들이 각각의 통화채널로서 사용되는데, 예를들어 하나의 RF채널이 3개의 타임 슬롯을 가질 경우 모두 3×40=120개의 타임슬롯, 즉 120개의 통화채널이 가용하게된다. 그리고 제12도(b)에서 각 채널번호에 따른 채널상태 데이터베이스는 해당 채널의 각 타임 슬롯의 상태, 예를 들어 해당 타임 슬롯이 유휴상태인지 여부를 나타내는 데이터로 이루어진다.
또한 본 발명의 수행을 위한 각 설정값 및 측정값과 플래그들을 저장하기 위한 레지스터들을 제어유니트(28)내의 메모리에 제12도(A)와 같이 구성한다.
상기한 바와같이 채널 위치군 형성이 완료되면, 제3도에 도시한(301)~(308)단계에 대응하는 제4도내지 제11도의 흐름도에 의해 이동국의 호 처리시 이동국의 위치 및 주위 환경에 따른 적절한 송신전력 제어가 이루어지게된다.
하나의 이동국으로부터 호를 생성시키기 위해 호 생성 메시지가 안테나(2)를 통해 수신되면 먼저 돗팅(dotting)과 워드동기(word sync)가 걸린다. 그러면 제어유니트(28)는 제4도와 같은 제3도의 (301)단계에서 제어채널을 통한 RSSI를 측정한다. 즉, 제4도의(A1)~(A2)단계에서 동기고정시(A3)~(A5)단계에서 상기 호 생성 메시지가 수신되는 동안 이동국으로부터 수신되는 신호의 레벨인 RSSI를 RSSI검출기(24) 및 A/D변환기(26)를 통하여 일정주기로 측정하고 평균값을 산출하여 제12도(A)의 AVE RSS에 저장한다. 여기서 상기 측정주기는 예를들어 10msec주기로 한다. 상기 메시지의 수신이 완료되면(302)단계, 즉 제5도로 점프한다.
상기 제5도의(B1)~(B2)단계에서는 AVE RSS에서 상기 측정된 평균 RSSI를 리드하고 이를 근거로 하여 하기 표 2와 같이 미리 설정한 위치군 결정 테이블에서 위치군레벨을 설정한다.
[표 2]
상기 설정한 위치군 레벨을 (B3)~(B4)단계에서 L REG 및 VMAC에 저장한후 (B5)단계에서 VMAC에 대응하는 전력제어 메시지를 송신함으로써 이동국의 위치군 배정을 완료한후 (303)단계 즉, 제6도로 점프하여 통화채널을 할당하게 된다. 이에따라 이동국은 상기 VMAC에 대응하는 상기 표(1)과 같은 송신출력으로 송신전력이 설정되는 것이다.
상기 제6도의 (C1)~(C3)단계에서는 L REG에 의해 제12도(b)의 채널번호 및 채널상태 데이타 베이스에서 해당 이동국이 속한 위치군의 통화채널의 상태를 리드하여 유휴채널의 유무를 검색한다. 이때 유휴채널이 없을 경우에는 (C4)~(C5)단계로 진행하여 인접한 위치군에서 유휴채널을 검색하게 된다. 유휴채널이 있을 경우에는 (C7)단계에서 통화채널 할당 메시지를 이동국으로 전송함으로써 할당한후 (304)단계 즉, 제7도로 점프하여 운용상태를 검사한다. 이때 만일 셀내에서 유휴채널이 없을 경우에는 (C6)단계에서 이동국을 인접 셀로 호전환을 시킨후 종료한다.
제7도의 (D1)단계에서는 호진행상태에서 이동국으로 하여금 현재 호처리가 진행중인 채널에 대해 RSSI 및 비트에러율 (Bit Error Rate : 이하 ″BER″이라함)을 측정하여 주기적으로 계속 채널의 상태를 감시 보고하도록 요구한다. 이에 따른 보고를 받으면 기지국의 제어유니트(28)는 (D2)단계에서 RSSI 및 BER측정 평균값을 각각 AVE RSS와 AVE BER에 저장한후(D3)~(D9)단계를 수행한다. 이때 AVE RSS가 MAXRSS보다 크고 AVE BER이 MAX BER보다 크면(D7)단계에서 FLAG에 ″1″을 빼고, AVE RSS가 MINRSS와 MAX RSS사이에 해당되고 AVE BER이 MIN BER과 MAX BER사이에 해당되면(D9)단계에서 FLAG에 ″0″으로 초기화시키며, AVE RSS가 MIN RSS보다 작고 AVE BER이 MIN BER보다 작으면 (D8)단계에서 FLAG에 ″1″을 더한다. 다음에 (305)단계 즉, 제8도로 점프하여 FLAG에 의해 운용상태 판정을 한다.
제8도의 (E1)단계에서는 상기 제7도에서 처리된 FLAG를 검사한다. 이때 FLAG가 ″0″인 초기상태이면(E2)단계에서 INCR과 DECR을 ″0″으로 리세트시켜 정상운용토록 하고 (306)단계즉, 제9도로 점프한다. FLAG가 ″1″이면 (E3)단계에서 INCR이 VAL을 초과하였는가 즉, 미리 설정된 횟수이상 ″1″이 반복되었는가를 검사하여 설정횟수가 되지 않았으면 (E4)단계에서 INCR을 1증가시킨후 제9도로 점프하고 설정 횟수를 초과하였으면 (307)단계 즉, 제10도로 점프한다. FLAG가 ″-1″이면 (E3)단계에서 DECR이 VAL을 초과하였는가 즉, 미리 설정된 횟수이상 ″-1″이 반복되었는가를 검사하며 설정 횟수가 되지 않았으면(E6)단계에서 DECR을 1증가시킨후 제9도로 점프하고 설정 횟수를 초과하였으면 (308)단계 즉, 제11도로 점프한다.
따라서 상기 제7도 및 제8도에서는 기지국으로부터 상기 이동국에 수신되어 측정되어지는 신호의 레벨을 상기 기지국에서 수신하고 설정된 레벨범위와 비교하여, 레벨범위 이내일 경우 정상운용상태로 판정하고 레벨범위의 최대값보다 클 경우 전력감소 요구상태로 판정하여 레벨범위의 최소값보다 작을 경우 전력증가 요구상태로 판정하는 것이다.
제9도의 (F1)단계에서는 이동국으로부터 호해제 메시지의 수신여부를 검사한다. 호해제 메시지를 수신시에는 (F2)단계에서 호 해제를 한후 종료한다. 호해제 메시지를 수신하지 않을 시에는 현 이동국의 위치군 데이터를 그대로 유지하며 계속 주기적으로 이동국 보고에 의한 RSSI 및 BER을 검사하기 위해 전술한 (304)단계 즉, 제7도로 진행한다.
그리고 제10도의 (G1)단계에서는 VMAC가 MAX MAC가 되었는가를 검사한다. 이때 VMAC가 MAX MAC가 되었으면, (G2)단계에서 이동국을 인접 기지국으로 호전환한후 종료한다. 즉 통화품질이 불량인 이동국의 위치군이 최상위군일 경우 그 다음 상위의 위치군이 없기 때문에 인접 기지국으로 호 전환하는 것이다. VMAC가 MAX MAC 까지증가되지 않았을 경우에는 (G3)~(G5)단계에서 VMAC를 1증가시켜 이동국으로 전력제어 메시지를 송신함으로써 송신전력을 1단계 증가하도록하고 L REG를 1증가시켜 이동국 위치데이타를 수정하여 해당 이동국을 상위위치군에 배정한다. 그리고(G6)~(G10)단계에서 배정된 위치군 내에 유휴채널이 있는지 검색하여 있으면 (G12)단계에서 그 통화채널로 해당 이동국을 통화중 채널전환시킨다. 이때 만일 유휴채널이 없을 경우 일정시간을 대기한후 다시 채널 검색을 하여 있으면 상기(G12)단계에서 통화중 채널전환시키고, 없으면(G11)단계에서 기지국의 해당 RF채널의 송신전력을 1단계 증가시킨다음에 상기(304)단계 즉, 제9도로 점프하여 진행호 감시를 계속 반복한다. 여기서 상기 증가시킨 해당RF채널의 송신전력은 해당 이동국이 통화가 끝나거나 해당 RF채널을 떠나면 원래의 송신전력으로 돌아온다.
또한 제11도의 (H1)단계에서는 VMAC가 MIN MAC가 되었는가를 검사한다. 이때 VMAC가 MIN MAC가 되었으면, 통화품질이 불량인 이동국의 위치군이 최하위군일 경우 그 다음 하위의 위치군이 없기 때문에 위치데이타를 수정할수 없으므로 그대로 제9도로 점프한다. VMAC가 MIN MAC까지 감소되지않았을 경우에는 (H2)~(H4)단계에서 VMAC를 1감소시켜 이동국으로 전력제어 메시지를 송신함으로써 송신전력을 1단계 감소하도록 하고 L REG를 1감소시켜 이동국 위치 데이터를 수정하여 해당 이동국을 하위 위치군에 배정한다. 그리고(H5)~(H9)단계에서 배정된 위치군내에 유휴채널이 있는지검색하여 있으면(H11)단계에서 그 통화채널로 해당 이동국을 채널전환시킨다. 이때 만일 유휴채널이 없을 경우 일정시간을 대기한후 다시 채널검색을 하여 유휴채널이 있으면 상기(H11)단계에서 통화중 채널전환시키고, 없으면(H10)단계에서 기지국의 해당 RF채널의 송신전력을 1단계 감소시킨다음에 상기 (304)단계 즉, 제9도로 점프하여 진행호 감시를 계속 반복한다. 여기서 상기 감소시킨 해당 RF채널의 송신전력은 해당 이동국이 통화가 끝나거나 해당 RF채널을 떠나면 원래의 송신전력으로 돌아온다.
상술한 내용을 요약하면, 본 발명은 기지국을 중심으로 셀내에 할당된 통화채널들을 설정된 전력레벨에 따라 다수개의 군으로 구분하여 위치군들을 미리 형성해 놓은 다음에, 이동국으로부터 기지국에 수신되는 신호의 레벨에 대응하는 위치군에 이동국을 배정하고 배정한 위치군의 RF채널을 할당하며 동일 위치군에 배정된 이동국들에 대하여는 모두 동일한 송신전력으로 설정하게 된다. 또한 이후에도 운용상태를 계속적으로 감시하여 이동국으로부터 기지국에 수신되는 신호의 레벨이 해당 이동국에 배정된 위치군을 변경할 정도로 변할 경우에는 해당 이동국을 하위 또는 상위 위치군에 배정하거나 인접 기지국으로 호 전환시킨다.
따라서 기지국에서는 동일 위치군의 모든 RF채널들에 대하여는 모두 동일한 송신전력으로 신호를 송신하게 된다. 결과적으로 종래에는 통화채널, 즉 타임 슬롯별로 송신전력을 조정하여야 하는데 반하여, 본 발명은 하나의 RF채널이 가지는 통화채널들, 즉 타임 슬롯들을 모두 동일한 송신전력으로 신호를 송신하게 된다. 이에따라 송신전력을 위치군에 따라 RF채널단위로 조정하게 됨으로써 종래와 달리 타임 슬롯별로 송신전력을 조정할 필요가 없게된다.
또한 저출력 채널들로 형성된 하위 위치군에 대하여는 주파수 재사용거리를 줄일 수 있게 됨으로써 주파수 할당 효율을 향상시킬수 있게 된다.
여기서 TDMA방식의 셀룰라 무선전화시스템에 있어서 전술한 바와같은 종래의 송신전력 제어방법과 본 발명에 따른 송신방법 제어방법의 차이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 TDMA방식의 셀룰라 무선전화시스템에 있어서 하나의 RF채널은 통상 수십ms, 예를들어 20ms의 길이를 갖는 1프레임(frame)이 3개 또는 6개의 타임 슬롯으로 분할되어 다중화된다. 그러므로 각각의 타임 슬롯의 길이는 수 ms, 즉 20/3ms또는 20/6ms정도가 된다.
이러한 TDMA방식에 있어서 예를 들어 하나의 RF 채널이 가지는 타임 슬롯들이 적어도 2개의 이동국에 의해 동시에 통화채널로 사용되고 있는 상태에서 이동국들이 기지국으로부터 각각 서로 다른 거리만큼 이격되어 있다고 가정한다. 그러면 기지국에 가까이 있는 이동국이 사용중인 타임 슬롯의 신호는 강하게 기지국에 수신될 것이고 기지국에 멀리 있는 이동국이 사용중인 타임 슬롯의 신호는 약하게 기지국에 수신될 것이다.이러한 경우 종래의 송신전력 제어방법에 의하면, 기지국은 기지국에 가까이 있는 이동국이 사용중인 타임 슬롯에 대한 송신전력을 감소시키고 기지국에 멀리 있는 이동국이 사용중인 타임 슬롯에 대한 송신전력은 증가시킬 것이다.
이때 기지국에서 송신신호를 증폭하기 위해 사용되는 전력증폭기는 하나의 RF채널마다 하나씩 사용되므로 동일한 전력증폭기의 전력 증폭을 타임 슬롯마다 다르게 조정하여야만 한다. 그러나 하나의 타임 슬롯의 길이는 상기한 바와같이 수 ms정도이므로 송신전력도 수 ms마다 다르게 조정하여야만 하는데, 하나의 전력증폭기의 전력 증폭을 이와같이 짧은 시간단위로 조정하는 것은 전술한 바와같이 실제 하드웨어구현상 응답속도가 뒤따르기 어렵기 때문에 기술적으로 곤란하다.
이에 반하여 본 발명은 기지국에 있어서 동일 위치군의 모든 RF 채널들이 가지는 타임슬롯에 대하여는 모두 동일한 송신전력으로 신호를 송신하게 되므로 전력증폭기는 위치군에 따른 RF채널단위로만 전력 증폭을 조정하면 된다. 즉 기지국에서 각각의전력증폭기는 하나의 RF채널의 신호를 증폭하는 것이므로, 본 발명에 있어서는전력증폭기에 인가되는 RF채널이 바뀔 경우에만 해당하는 전력증폭기의 전력증폭을 해당 RF채널이 속하는 위치군에 설정된 송신출력단계에 따라 조정을 하면 되는 것이다.
상술한 바와같이 본 발명은 하나의 셀내에서 기지국을 중심으로 통화채널들을 설정된 전력 레벨에 따라 다수개의 위치군을 형성하여 송신전력을 제어하는 방법으로서 디지털방식 셀룰라 무선전화시스템에서도 RF채널단위로 송신전력을 조정할수 있으며 주파수 재사용거리를 줄여 주파수 할당 효율을 향상시킬수 있는 잇점이 있다.

Claims (7)

  1. 설정된 RF 채널에 대하여 각각 송수신기를 가지는 제1 및 제2통신국을 적어도 하나의 셀내에 포함하며 송신전력 레벨을 동적으로 조정하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법에 잇어서, 상기 제1통신국을 중심으로 상기 셀내에 할당된 RF채널들을 설정된 전력레벨에 따라 최하위군부터 최상위군까지 다수개의 군으로 구분하여 위치군들을 형성하는 위치군형성과정과, 상기 제2통신국으로부터 수신되어지는 신호의 레벨을 상기 제1통신국에서 측정하는 신호레벨 측정과정과, 상기 측정한 신호레벨에 대응하는 위치군에 상기 제2통신국을 배정하는 위치군배정과정과, 상기 제2통신국에 배정된 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널을 상기 제2통신국에 할당하는 채널할당과정과, 상기 제1통신국으로부터 상기 제2통신국에 수신되어 측정되어지는 신호의 레벨을 상기 제1통신국에서 수신하고 설정된 레벨범위와 비교하여 레벨범위 이내일 경우 정상운용상태로 판정하고 레벨범위의 최대값보다 클 경우 전력감소 요구상태로 판정하며 레벨범위의 최소값보다 작을 경우 전력증가 요구상태로 판정하는 운용상태 검사 및 판정과정과, 상기 전력 감소 요구상태로 판정되는 것에 의해 상기 제2통신국의 송신전력을 감소 조정하며 하위 위치군에 배정하고 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널이 없을시 상기 제1통신국의 송신전력을 감소 조정하는 전력 감소 조정과정과, 상기 전력증가 요구상태로 판정되는 것에 의해 상기 제2통신국의 송신전력을 증가 조정하며 상위 위치군에 배정하고 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널이 없을시 상기 제1통신국의 송신전력을 증가 조정하는 전력증가 조정과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력감소 조정과정과 전력증가 조정과정이 각각 위치군에 따른 통화채널 검색시 유휴채널이 있을 경우 상기 제2통신국을 유휴채널로 통화중 전환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전력증가 조정과정이 상기 제2통신국에 배정된 위치군이 이미 최상위 위치군일 경우 상기 제2통신국을 인접 기지국으로 호 전환시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 운용상태 검사 및 판정과정에서 정상운용상태로 판정되거나 상기 전력의 감소나 증과 조정후 상기 제2통신국으로부터 호해제 메시지의 수신여부를 검사하여 수신될시 호해제를 하며 수신되지 않을시 상기 운용상태 검사 및 판정과정으로 되돌아가는 진행호 감시과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 운용상태 검사 및 판정과정이 상기 제1통신국에서 상기 제2통신국으로 수신 전계강도 및 비트에러율을 측정하여 보고할 것을 요구하는 메시지를 송신하는 과정과, 상기 제2통신국으로부터 수신되는 평균 수신전계강도값이 해당 위치군에서 최대 수신전계강도 임계값보다 크고 평균 비트에러율이 최대 비트에러율레벨보다 클경우가 미리 설정된 횟수이상 반복될 때 상기 전력감소 조정과정으로 진행하는 과정과, 상기 제2통신국으로부터 수신되는 평균 수신전계강도값이 해당 위치군에서 최대 수신전계강도 임계값과 최대 수신전계강도 임계값의 범위 이내이고 평균 비트에러율이 최소 비트에러율 레벨과 최대 비트에러율 레벨의 범위 이내일 경우 상기 진행호 감시과정으로 진행하는 과정과, 상기 제2통신국으로부터 수신되는 평균 수신전계강도값이 해당 위치군에서 최소 수신전계강도 임계값보다 작고 평균비트에러율이 최소 비트에러율레벨보다 클경우가 미리설정된 횟수이상 반복될 때 상기 전력증가 조정과정으로 진행하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법.
  6. 설정된 RF채널에 대하여 각각 송수신기를 가지는 기지국과 적어도 하나의 이동국을 하나의 셀내에 포함하며 송신전력 레벨을 동적으로 조정하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법에 있어서, 상기 기지국을 중심으로 상기 셀내에 할당된 RF채널들을 설정된 전력레벨에 따라 최하위군부터 최상위군까지 다수개의 군으로 구분하여 위치군들을 형성하는 위치군형성과정과, 상기 이동국으로부터 수신되어지는 신호의 레벨을 상기 기지국에서 측정하는 신호레벨 측정과정과, 상기 측정한 신호레벨에 대응하는 위치군에서 상기 이동국을 배정하는 위치군배정과정과, 상기 이동국에 배정된 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널을 상기 이동국에 할당하는 채널할당과정과, 상기 기지국으로부터 상기 이동국에 수신되어 측정되어지는 신호의 레벨을 상기 기지국에서 수신하고 설정된 레벨범위와 비교하여 레벨범위 이내일 경우 정상운용상태로 판정하고 레벨범위의 최대값보다 클 경우 전력감소 요구상태로 판정하며 레벨범위의 최소값보다 작을 경우 전력증가 요구상태로 판정하는 운용상태 검사 및 판정과정과, 상기 전력감소 요구상태로 판정되는 것에 의해 상기 이동국의 송신전력을 감소 조정하며 하위 위치군에 배정하고 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널이 없을시 상기 기지국의 송신전력을 감소 조정하는 전력감소 조정과정과, 상기 전력증가 요구상태로 판정되는 것에 의해 상기 이동국의 송신전력을 증가 조정하며 상위 위치군에 배정하고 위치군에 따른 통화채널을 검색하여 유휴채널이 없을시 상기 기지국의 송신전력을 증가 조정하는 전력증가 조정과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스템의 송신전력 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 운용상태 검사 및 판정과정에서 정상운용상태로 판정되거나 상기 전력에 감소나 증가조정후 상기 이동국으로부터 호해제 메시지의 수신여부를 검사하여 수신될시 호해제를 하며 수신되지 않을시 상기 운용상태 검사과정으로 되돌아가는 진행호 검사과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 무선전화시스테의 송신전력 제어방법.
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