KR100459430B1

KR100459430B1 - 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전송 전력 제어방법

Info

Publication number: KR100459430B1
Application number: KR10-2002-0047369A
Authority: KR
Inventors: 김봉회; 황승훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-08-10
Filing date: 2002-08-10
Publication date: 2004-12-03
Also published as: KR20040016452A

Abstract

본 발명은 무선 이동통신 시스템에서 하향 공유채널(DSCH)을 제공하는 기지국의 하향 공유채널(DSCH) 전송전력 제어를 위한 프라이머리 셀 여부에 대한 판단 기준을 정하여 이에 따라 하향 공유채널(DSCH)의 전송 전력을 제어하도록 함에 있다. 본 발명 실시 예로서, 하향 공유채널의 전송 전력 제어시 SSDT 상향링크 시그널링을 사용하여 프라이머리 셀을 판단함에 있어서, 이동국으로부터 수신된 신호의 크기가 일정한 값 이상을 갖는 제 1조건과, 기지국 자신의 셀 식별자 코드가 이동국에서 전송된 프라이머리 셀 식별자 코드와 동일한 제 2조건과, 상향 링크 압축 모드의 경우 펑처링이 셀 식별자의 길이를 3으로 나누는 값 이하로 일어나는 제 3조건을 확인하여, 제 1 내지 제 3조건을 모두 만족할 때 기지국이 자신을 프라이머리 셀로 판단하는 것을 특징으로 하는 3GPP 시스템에서 고도 하향 제어채널 전력 제어를 위한 프라이머리 셀의 판단 기준 최적화방법을 제공함에 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전송 전력 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING DSCH TRANSMITTING POWER IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 하향 공유 채널의 전송 전력을 제어하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 하나의 이동 단말기가 통신을 하는 기지국들 가운데 주 기지국( Primary Cell)을 선택하는 데에 따라 해당 이동 단말기가 점유하는 하향공유 채널의 송신 전력을 제어 하도록 하는 방법에 관한 것이다. 특히, 제3세대 이동통신 표준화 그룹(3GPP)의 비동기 방식 IMT-2000 표준(UMTS) 시스템의 하향 공유채널(Downlink Shared CHannel : DSCH)의 전송 전력 제어를 위해 DSCH를 전송하는 기지국의 DSCH 전송 전력 제어를 위한 프라이머리 셀 여부에 대한 판단 기준을 최적화하여 DSCH의 전송 성능을 향상시켜 줄 수 있도록 한 무선 이동 통신 시스템에서 하향 공유채널 전송 전력 제어 방법에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)는 유럽식 2세대 이동통신 표준인 GSM(Global System for Mobile Communications)시스템으로부터 진화한 제3세대 이동통신시스템으로, GSM 핵심망(Core Network)과 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속 기술을 기반으로 하여 보다 향상된 이동통신서비스의 제공을 목표로 한다.

여기서, 1세대 이동통신 이라 함은 아날로그 방식을 말하며, 2세대 이동통신은 디지털 방식으로의 진화를 의미하고, 3세대 방식은 통상 IMT-2000이라고 불리며 통신 능력의 획기적인 발전을 의미한다.

그리고, UMTS의 국제적인 표준화 작업을 위해, 1998년 12월에 유럽의 ETSI, 일본의 ARIB/TTC, 미국의 T1 및 한국의 TTA 등의 국가연합 또는 국가 표준 제정 기구들이 제3세대 이동통신 표준화 그룹(Third Generation Partnership Project ; 이하, 3GPP라 약칭함)이라는 조합을 구성하였고, 이 3GPP를 통하여 유럽방식 IMT-2000 시스템인 UMTS의 세부적인 표준명세서(Specification)를 규정해 나가고 있다.

이러한 3GPP에서는 UMTS의 신속하고 효율적인 기술개발을 위해, 망 구성 요소들과 이들의 동작에 대한 독립성을 고려하여 UMTS의 표준화 작업을 5개의 기술규격그룹(Technical Specification Groups; 이하, TSG라 약칭함)으로 나누어 진행하고 있다. 각 TSG는 관련된 영역 내에서 표준규격의 개발, 승인, 그리고 그 관리를 담당하는데, 이들 중에서 무선접속망(Radio Access Network; 이하 RAN이라 약칭함)그룹(TSG-RAN)은 UMTS에서 WCDMA 접속기술(비동기 CDMA라고 불리기도 함)을 지원하기 위한 새로운 무선접속망인 UMTS 지상 무선접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network; 이하, UTRAN이라 약칭함)의 기능, 요구사항 및 인터페이스에 대한 규격을 개발한다.

TSG-RAN그룹은 다시 전체회의(Plenary)그룹과 4개의 운영그룹(Working Group)으로 구성되어 있다. 제 1운영그룹(WG1 : Working Group 1)에서는 물리계층(제1계층)에 대한 규격을 개발하고, 제 2운영그룹(WG2 : Working Group 2)은 데이터링크계층(제2계층) 및 네트워크계층(제3계층)의 역할을 규정한다. 또한, 제 3운영그룹에서는 UTRAN내의 기지국, 무선망제어기(Radio Network Controller; 이하, RNC라 약칭함) 및 핵심망(Core Network)간 인터페이스에 대한 규격을 정하며, 제 4운영그룹에서는 무선링크성능에 관한 요구조건 및 무선자원관리에 대한 요구사항 등을 논의한다.

도1은 종래 및 본 발명이 적용되는 3GPP 표준에 따른 IMT-2000 시스템의 무선 접속 망(UTRAN)의 개략적인 구조를 나타낸 그림이다.

도1을 참조하면, UTRAN(110)은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems; 이하, RNS로 약칭함)(120,130)으로 구성되며, 각 RNS(120,130)는 하나의 RNC(121,131)와 그 RNC(121,131)에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(Node B)(122,123)(132,133)으로 구성된다. 그리고 상기 RNC(121,131)는 GSM망과의 회선교환 통신을 위해 이동교환기(MSC, Mobile Switching Center)(141)와 연결되어 있으며, GPRS(General Packet Radio Service)망과의 패킷교환 통신을 위해 SGSN(Serving GPRS Support Node)(142)과 연결된다.

그리고, 기지국(Node B)(122,123)(132,133)은 RNC(121,131)에 의해서 관리되며 상향링크로는 이동국(150)의 물리계층에서 보내는 정보를 수신하고, 하향 링크로는 데이터를 이동국(150, 이동단말기)으로 송신하는 이동국에 대한 UTRAN의 접속점(Access Point) 역할을 담당한다. RNC(121,131)는 무선자원의 할당 및 관리를 담당하는데, 기지국(Node B)의 직접적인 관리를 담당하는 RNC를 제어 RNC(CRNC: Control RNC)라고 하며, 공용무선자원의 관리를 담당한다. 각 이동국에 할당된 전용무선자원(Dedicated Radio Resources)을 관리하는 곳은 담당 RNC(SRNC: Serving RNC)라 불린다. 제어 RNC와 담당 RNC는 동일할 수 있으나, 이동국이 담당 RNC의 영역을 벗어나 다른 RNC의 영역으로 이동하는 경우에는 제어 RNC와 담당 RNC는 다를수 있다. UMTS망내의 다양한 구성요소들은 그 위치가 다를 수 있기 때문에 이들을 연결시켜주는 인터페이스가 필요하다. 기지국(Node B)과 RNC사이는 Iub인터페이스로 연결되고, RNC사이에서는 Iur인터페이스를 통해 연결된다. 그리고, RNC와 핵심망과의 인터페이스를 Iu라고 칭한다.

도2는 이동국과 네트워크가 공중을 통하여 무선으로 접속 하기 위한 3GPP 무선접속망 표준의 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다.

도2를 참조하면, 무선접속 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(PHY : Physical Layer), 데이터링크계층 및 네트워크계층으로 이루어지며, 수직적으로는 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)과 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)으로 구분된다. 여기서, 사용자 평면은 음성이나 IP 패킷의 전송등과 같이 사용자의 트래픽 정보가 전달되는 영역이고, 제어평면은 망의 인터페이스나 호의 유지 및 관리 등의 제어정보가 전달되는 영역을 나타낸다.

도2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 7계층의 개방형시스템간 상호접속(Open System Interface ; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있다.

제1 계층(L1)은 무선 인터페이스에 대한 물리계층(PHY : Physical Layer)의 역할을 수행하고, 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 MAC이라 약칭함)계층과는 전송채널(Transport Channel)들을 통해 연결되어 있으며, 전송채널(Transport Channel)을 통해 물리계층으로 전달된 데이터를 무선환경에 맞는 다양한 코딩과 변조방식 등을 이용하여 수신측에 전달하는 역할을 담당한다.

물리계층(PHY)과 MAC계층사이에 존재하는 전송채널(Transport Channel)은 이동국이 독점적으로 이용할 수 있는지, 또는 여러 개의 이동국이 공유해서 사용하는지에 따라 각각 전용전송채널(Dedicated Transport Channel)과 공용전송채널(Common Transport Channel)로 구분된다.

그리고, 제2 계층(L2)은 데이터링크계층(Data Link Layer)의 역할을 수행하고, 여러 이동국들이 CDMA 무선망의 무선자원을 공유할 수 있도록 한다. 제2 계층(L2)은 MAC 계층, 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC라 약칭함)계층, 패킷데이터수렴프로토콜(Packet Data Convergence Protocol; 이하 PDCP라 약칭함)계층, 그리고 방송/멀티캐스트제어(Broadcast/Multicast Control; 이하 BMC라 약칭함)계층으로 나뉘어진다.

상기 MAC계층은 논리채널과 전송채널간의 적절한 대응(Mapping) 관계를 통해 데이터를 전달한다. 논리채널들은 상위계층과 MAC계층을 연결시켜주는 채널들로 전송되는 정보의 종류에 따라 다양한 논리채널이 제공된다. 일반적으로 제어평면의 정보를 전송할 경우에는 제어채널(Control Channel)을, 사용자 평면의 정보를 전송하는 경우는 트래픽 채널(Traffic Channel)을 사용한다.

RLC계층은 상위로부터 전송된 RLC SDU의 분할 및 연결(Segmentation and Concatenation)기능에 의해 전송에 맞는 적절한 RLC PDU를 구성하고, 전송 중 소실된 RLC PDU의 재전송을 담당하는 자동반복요구(Automatic Repeat request : ARQ) 기능을 수행할 수 있다. 상위로부터 내려온 RLC SDU를 처리하는 방식에 따라 투명모드(Transparent Mode), 무응답모드(Unacknowledged Mode),응답모드(Acknowledged Mode)의 세 가지 방식으로 동작하고, RLC계층에는 상위계층에서 내려온 RLC SDU 또는 RLC PDU들을 저장하기 위한 RLC버퍼가 존재한다.

일반적으로, 사용자 평면에서 제 2계층(L2)에 의해 상위계층으로 제공되는 사용자데이터의 전송서비스를 무선운반자(Radio Bearer : RB)라고 정의하며, 제어평면에서 제 2계층(L2)에 의해 상위계층으로 제공되는 제어정보의 전송서비스는 시그널링 무선 운반자(Signaling Radio Bearer : SRB)라고 정의한다.

또한, 도2에서 알 수 있듯이 RLC계층과 PDCP계층의 경우에는, 하나의 계층 내에 여러 개의 엔터티(Entity)들이 존재할 수 있다. 이는 하나의 이동국이 여러 개의 무선운반자를 갖고, 하나의 무선운반자에 대하여 일반적으로 오직 하나의 RLC 엔터티 및 PDCP 엔터티가 사용되기 때문이다. RLC계층 및 PDCP계층의 엔터티들은 각 계층 내에서 독립적인 기능을 수행할 수 있다.

제3 계층(L3)의 가장 하부에 위치한 RRC계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선운반자들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, 무선운반자가 설정된다(RB setup)는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RRC메시지를 통해 상위계층에서 전달되는 제어 메시지들의 전송도 가능하다.

한편, 전용전송채널(Dedicated Transport Channel)은 오직 하나 전용채널(DCH) 밖에 없지만, 상기 공용전송채널(Common Transport Channel)은 여러 종류로 구분되는데, 이 가운데 예측할 수 없는 형태의 데이터를 전송하기 위한 채널로서 하향 공유 채널(Downlink Shared Channel; 이하 DSCH라 한다)이 있다.

도3은 3GPP 표준에 따르는 하향 공유채널(DSCH)의 구성을 나타내는 도면으로, 하향 공유채널(DSCH)은 10ms의 무선 프레임(radio frame)으로 구성되어 있는데, 매 프레임 마다 서로 다른 사용자들이 공유하여 사용할 수 있다. 이는 여러 사용자가 하향 공유채널(DSCH)을 위한 채널 코드(channelization code)로부터 프레임마다 하나의 노드(node)를 할당 받음으로써 가능할 것이다.

한편, 하향 공유채널(DSCH)이 여러 사용자에 의해서 공유되고는 있지만, 특정 순간에 있어서 한 명의 사용자에 의해서만 사용되어질 수 있다. 따라서, 특정 이동국(MS)이 점유하는 하향 공유채널(DSCH)은 그 채널을 점유한 이동국에 의해 전력 제어가 이루어진다.

여러 사용자가 DSCH를 위한 루트 채널화 코드(root channelization code)에서 프레임(frame) 마다 하나의 노드(node)를 할당 받음으로써 여러 사용자가 공유할 수 있다. 즉, DSCH는 여러 사용자에 의해 공유되는 코드 멀티플렉싱(code multiplexing), 시간 멀티플렉싱(time multiplexing) 채널이다. 그래서 특정 이동국(MS, User Equipment)이 점유하는 DSCH는 점유한 사용자에 연관하여 전력제어가 이루어진다.

여기서, 부호 분할 다중 무선 접속(CDMA) 방식에서는 루트 채널화 코드로 사용자를 구분하게 되는데, 예컨대 확산율(SF)=4/8/15/32/64일 때 각각 채널화 코드는 4/8/16/32/64개가 존재한다. 높은 확산율의 채널화 코드는 낮은 확산율의 채널화 코드로부터 분기하여 만들어지며, 이때 낮은 확산율의 채널화 코드를 모코드(Mother code)라 하고, 모 코드 중 가장 확산율이 작은 것을 루트 채널화 코드라 한다. 즉, DSCH를 위해 루트 채널화 코드를 설정하면 그로부터 높은 확산율을 가진 채널화 코드를 할당할 수 있다.

일반적으로 하나의 셀(또는 하나의 기지국)에 있어서, 하향 공유채널(DSCH)은 반드시 전용 채널(DCH)과 연계되어 동작한다고 할 수 있다. 즉, 하향 공유채널(DSCH)을 점유한 이동국은 반드시 전용 채널(DCH)을 가지고 있다는 의미이다. 일반적인 전력 제어를 살펴보면, 이동국(MS)은 기지국으로부터 전송된 전용 채널(DCH)의 전력을 측정하고, 이로부터 전송 전력 제어(TPC : Transmit Power Control) 명령을 생성하여 상기 기지국으로 전송한다. 그러면, 상기 기지국은 상기 전송 전력 제어 명령을 바탕으로 전용 채널(DCH)의 전력을 갱신한다. 또한, 상기 기지국은 상기 갱신된 전용 채널(DCH) 전력에 연계하여 하향 공유채널(DSCH)의 전력을 갱신할 수 있다. 이동국은 하향 공유 채널을 위한 전송 전력 제어(TPC : Transmit Power Control) 명령을 별도로 생성하지 않는다.

이와 같이, 전용 채널(DCH)의 전력과 하향 공유채널(DSCH)의 전력은 연계되어 동작한다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이 3GPP 표준 방식에 따른 이동통신 시스템의 하향 채널인 하향 공유채널(DSCH)은 여러 사용자가 시간 및 코드를 분할하여 사용하는 공유채널이지만, 특정 시간에 있어서는 한 사용자가 전유하는 채널이기 때문이다. 한편, 빠른 전력 제어(Fast Power Control)에 필요한 파일럿 필드(Pilot Field)를 주기적으로 전송하고 하향 공유채널(DSCH)에 대한 제어 정보를 보내기 위하여, 하향 공유채널(DSCH)을 사용하는 사용자 하나 당 하나씩 전용채널(DCH)을 조합하여 사용하는데, 이를 연관된 전용 채널(Associated DCH)이라 한다. 따라서, 상기 하향 공유채널(DSCH)은 사용자(또는 이동국)별로 할당된 상기 연관된 전용 채널(Associated DCH)과 연계되어 동작되므로, 하향 공유채널(DSCH)을 통하여 기지국으로부터 각각의 이동국으로의 데이터 전송이 원활하게 이루어질 수 있다.

도4는 3GPP 표준에 따르는 전용 채널(DCH)과 이에 연관된 전용 물리 채널(DPCH)의 구성을 나타내는 도면이다. 앞에서도 설명한 바와 같이 전용 채널(DCH)은 물리계층(PHY)과 MAC계층사이에 존재하는 전송채널(Transport Channel)을 의미하고, 전용 물리 채널(DPCH)은 송신측 물리계층(PHY)과 수신측 물리계층(PHY)사이에 존재하는 물리채널(Physical Channel)을 의미한다. 도4를 참조하면, 전용 물리 채널(DPCH)은 프레임 주기(T_f)가 10ms인 무선 프레임으로 구성되고, 하나의 무선 프레임마다 15개의 슬롯(Slot#0∼Slot#14)이 포함된다. 여기서, 하나의 슬롯 길이(T_slot)는 2560 칩(chips)이다. 또한, 상기 전용 물리 채널(DPCH)은 전용 물리 데이터 채널(DPDCH : Dedicated Physical Data CHannel)과 전용 물리 제어 채널(DPCCH : Dedicated Physical Control CHannel) 들이 교대로 개입되어 있다. 상기 전용 물리 채널(DPCH)은 왼쪽부터 차례로 제1 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)에 N_data1비트의 데이터(Data1)가 실리고, 제1 전용 물리 제어 채널(DPCCH)에는 TPC(N_TPC비트)와 TFCI(N_TFCI비트)가 실릴 수 있다. 또한, 그 다음에 오는 제2 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)에는 N_data2비트의 데이터(Data2)가 실리고, 제2 전용 물리 제어 채널(DPCCH)에는 N_pilot비트의 파일럿(Pilot) 신호가 실릴 수 있다. 여기서, TFCI(Transport Format Combination Indicator) 필드는 현재 전송 중인 채널에 대한 정보가 들어 있다. 예를 들어, TFCI 필드에는 현재 무선 프레임으로 전송되는 데이터의 양과 코딩 방법 등에 대한 정보가 전송될 수 있다.

하향 공유채널(DSCH)을 통하여 하나의 사용자를 대상으로 그 사용자의 데이터가 전송되는 경우, 상기 전용 물리 제어 채널(DPCCH)의 TFCI 필드에 의해 전용 채널(DCH)에 대한 정보와 함께 하향 공유채널(DSCH)에 대한 정보가 동시에 전송되어야 한다. 이를 위해, 상기 TFCI 필드는 한 슬롯 당 전송되는 TFCI 필드에 포함되는 비트를 둘로 나누어, 한쪽 반은 전용 채널(DCH)용으로 나머지 반은 하향 공유채널(DSCH)용으로 사용될 수 있다.

전용 채널(DCH)과 하향 공유채널(DSCH)에 대한 정보를 전송하기 위한 방법으로서는 두 가지 방법이 존재할 수 있다. 즉, 첫번째 방법은 전용 채널(DCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI1)와 하향 공유채널(DSCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI2)가 하나의 코딩(second order Reed Muller coding)을 바탕으로 하나의 코드워드(code word)가 형성되어 전송되는 경우이다. 이를 Logical Split Mode라 한다. 두번째 방법은 전용 채널(DCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI1)와 하향 공유채널(DSCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI2)가 각각의 코딩(first order Reed Muller coding)을 통해 각각 다른 코드워드가 형성되고, 이렇게 형성된 두개의 코드워드의 비트들이 섞여서 전송되는 경우이다. 이를 Hard Split Mode라 한다. 여기서, 상기 두번째 방법은 전용 채널(DCH)이 서로 상이한 무선망 제어기(RNC)에 의해 각각 전송되는 경우에도,TFCI 필드를 전송할 수 있다. 즉, 전체 무선 링크(Radio Link)에서 일부분의 기지국에서만 하향 공유채널(DSCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI2)가 전송되는 것을 지원한다.

전용 물리 제어 채널(DPCCH)의 전송 전력 제어(TPC) 명령은 상향링크(uplink) 채널의 전력 제어를 위한 명령으로서, 이것을 이용해서 상향링크(또는 역방향)의 전력을 변화시킬 수 있다. 그리고 파일럿(Pilot)신호를 이용해서는 그것이 전송되는 채널의 상태가 측정될 수 있다.

한편, 전용채널(DCH)은 소프트 핸드오버(soft handover)를 하는데 반해, 하향 공유 채널(DSCH)은 소프트 핸드오버를 하지 않는다. 즉, DSCH 는 채널이 한 셀 내의 다수 이동국에 의해 시분할로 점유되는 채널이므로 두개의 셀에서 동시에 한 이동국을 위한 데이터 전송이 일어나지 않는다는 것이고, 이동국이 다른 셀로 이동할 때에는 다른 셀에서의 DSCH의 일부를 다시 점유하여야 한다는 것이다. 그래서, DCH는 소프트 핸드오버 상태에 있고, DSCH는 한 기지국에서만 전송되어지는 경우에는 전력 제어를 다른 방식으로 할 필요가 있게 된다. 즉, DCH에 대하여는 하나의 이동국에서 여러 기지국으로부터 오는 전력을 합하여 수신 신호의 전력을 평가하여, 상향 링크의 전용 물리 제어 채널(DPCCH)의 TPC를 생성하기 때문에, 하향 공유 채널은 한 기지국으로부터만 제공되어지기 때문에 위와 같이 DCH에 대하여 판단되고 만들어 져서 전송되어 오는 TPC에 의한 전력 제어를 통하여서는 하향 공유 채널의 전송 전력 제어를 정확하게 행할 수 없다. 이러한 이유로 하향 공유 채널에는 DCH와 다른 전력제어 방법이 적용되어야 한다.

한편, 현재 3GPP 표준에 따르는 시스템에서는 SSDT(Site Selection Diversity Transmit power control) 시그널링을 상향 링크에서 동작시킨다. SSDT는 이동국이 셀 간을 이동할 때 주된 통신 상대방을 이동국이 정하는 방식으로, 이동국과 교신할 수 있는 셀(기지국)은 활성 집단(Active set)이 되고 각각 셀 식별자(cell identifier)를 갖고 있게 된다. 이동국이 수신 신호의 세기 등을 기준으로 주된 통신 상대방(프라이머리 셀, primary cell)을 판단하여 그에 해당하는 셀 식별자 코드(cell id code)를 전송한다. 그러면 활성 집단( Active set)에 속하는 셀의 기지국은 전송되어온 셀 식별자 코드를 복호하여 자신이 주된 통신 상대방(프라이머리 셀)인지, 보조 통신 상대방(넌프라이머리 셀, non-primary cell)인지를 결정한다. 채널 상황이 전반적으로 열악한 경우에도, 주된 통신 상대방(프라이머리 셀)이 정해지지 않아 통신이 두절되는 경우를 피하기 위하여, 넌프라이머리 셀로 판단하는 경우를 엄격히 제한 하고 있다.

이때, 넌프라이머리 셀로 판단되는 경우는 도5에 도시된 바와 같이 수신신호의 크기가 적당히 커야 하고, 셀 식별자 값이 달라야 하는 조건과 압축 모드일 경우 펑처링 비율이 작아야 하는 세가지 조건을 충족할 때 비로소 넌프라이머리 셀로 판단하게 된다.

더 자세하게는 아래와 같은 세가지 조건이다.

1) 기지국이 이동국으로부터 수신한 신호의 크기가 일정한 값(Q_th) 이상이어야 한다.

2)자신의 셀 식별자 코드가 이동국에서 전송된 프라이머리 셀 코드와 달라야한다.

3) 상향링크 압축 모드(Uplink compressed mode)의 경우 적절한 수준의 펑처링(puncturing)이 일어나야 한다. 적절한 펑처링(puncturing) 수준은 (int) N_id/3 이하가 되어야 한다. 이 때 N_id는 셀 식별자 코드의 길이이다. 상기 (int)는 작지 않은 최소 정수 연산자이다.

압축 모드가 아닐 경우 1)과 2)의 두가지 조건을, 압축 모드일 경우 위의 세 가지 조건을 모두 만족하는 경우에 기지국이 자신을 넌프라이머리 셀로 판단하며 그렇지 않은 경우 프라이머리 셀로 판단하게 된다. 이는 SSDT의 기술적인 특성에서 기인한다. 즉, SSDT에서는 프라이머리 셀로 판단된 기지국에서만 전용 물리 데이터 채널(DPDCH: Dedicated Physical Data CHannel)을 전송하게 되는데, 만일 셀 식별자가 일치하는 셀(또는 기지국)만 프라이머리 셀로 판단 된다면, 채널 상황이 열악하여 프라이머리 셀로 판단되어야 할 셀의 기지국에서 복호 에러가 발생하면 활성 집단(active set)내에 있는 모든 셀(또는 기지국)이 넌 프라이머리 셀로 판단되어 데이터 전송이 이루어지지 않는 상황이 발생할 수 있다. 이런 상황을 피하기 위해 넌 프라이머리 셀(non-primary cell)로 판단하게 되는 경우를 엄격히 하여 데이터가 전송되지 않게 되는 상황을 피하게 된다.

하향 공유채널(DSCH)의 전송 전력 제어를 하기 위하여 SSDT 상향 링크 시그널링을 사용할 수 있는 데, 이는 액티브 셋(active set)내에서 DSCH를 전송하는 기지국에서 SSDT 식별자 코드 복호를 해서, 프라이머리/넌 프라이머리 여부를 결정하도록 하게 된다. 이때, 액티브 셋 내의 DSCH를 전송하지 않는 다른 기지국은 하향 공유채널(DSCH)의 전송 전력 제어를 위해서 SSDT를 활성화(activation) 하지는 않는다. SSDT 상향링크 시그널링을 사용하여 프라이머리로 판단된 기지국은 DSCH의 전송 전력을 프라이머리 셀에 해당하는 전력 오프셋 만큼을 뺀 전송 전력으로 신호를 전송하게 된다. 이는 프라이머리 셀로 판단한 것과 채널 상태의 양호함을 동일시한 결과로 얻어진 전송 전력 제어이다.

그러나, 종래에는 DSCH 전송 전력 제어의 경우는 SSDT 상향링크 시그널링을 사용하여 프라이머리/넌 프라이머리 셀 여부를 판단하지만, SSDT의 프라이머리 셀의 판단 기준을 그대로 채용하기 때문에 DSCH 성능을 열화 시킬 수 있다.

즉, 상기에서 언급한 바와 같이 기지국이 자신을 프라이머리 셀로 판단하는 경우는 크게 두 가지로 볼 수 있다. 첫 번째는 실제 채널 상황이 양호하여 셀 식별자를 기준으로 프라이머리 셀로 판단하는 경우이고, 두 번째는 실제 채널 상황이 열악하여 SSDT 식별자 코드 복호의 신뢰도가 떨어져 SSDT 자체적인 문제점을 없애기 위하여 프라이머리 셀로 판단하는 경우이다. 첫 번째의 경우는 DSCH의 성능을 보장하면서 전력을 효율적으로 사용할 수 있지만, 두 번째의 경우는 DSCH의 성능에 열화를 가져올 수 있는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하향 공유채널 전송 전력 제어에서 기지국이 자신의 셀을 프라이머리 셀로 판단하는 경우의 조건 중 상향 채널 상황이 열악하여 프라이머리 셀로 판단하는 경우를 방지할수 있도록 프라이머리 셀 판단 기준을 제시하여, 하향 공유채널의 성능을 보장하면서 전력을 효율적으로 사용할 수 있도록 한 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전송 전력 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 3GPP 표준에 따른 IMT-2000 시스템의 무선 접속 망의 구조.

도 2는 3GPP 표준에 따른 IMT-2000 시스템의 무선 접속 인터페이스의 프로토콜 구조.

도 3은 하향 공유채널(DSCH)의 구성을 나타내는 도면.

도 4는 전용 물리 채널(DPCH)의 구성을 나타내는 도면.

도 5는 종래 SSDT 시그널링시의 상향링크에서의 넌 프라이머리 셀 및 프라이머리 셀로 판단하기 위한 흐름도.

도 6은 본 발명 실시 예에 따른 DSCH 전력 제어에서의 프라이머리 셀의 판단 방법을 나타낸 흐름도.

도 7은 본 발명을 위한 DSCH를 위한 TFCI필드의 전송 전력 제어를 위한 시그널링 프로시저의 흐름도.

상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법은,

기지국에서 하향 공유채널의 전송 전력을 제어 함에 있어서,

상기 기지국이 제공하는 하향 공유 채널을 점유하는 이동국에서 전송된 상향 링크 신호가 압축모드인지 판별하는 단계와,

압축모드가 아닐 경우 상기 상향 링크 신호를 통하여 수신된 프라이머리 셀 식별자 코드와 기지국 자신의 셀 식별자 코드를 비교하는 단계와,

상기 셀 식별자 코드가 동일하지 않은 경우 기지국은 자신이 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동국에서 전송된 상향 링크 신호가 압축모드인 경우, 상기 신호의 펑처링이 일정 정도 이하인지 판단하는 단계와, 펑처링이 일정 정도 이하일 경우 상기 상향 링크 신호를 통하여 수신된 프라이머리 셀 식별자 코드가 기지국 자신의 셀 식별자 코드를 비교하는 단계와, 상기 셀 식별자 코드가 동일하지 않은 경우 기지국은 자신이 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

바람직 하게, 상기 펑처링이 일정 정도 이하인 경우는 펑처링이 셀 식별자 길이에 대비하여 셀 식별자의 길이를 3으로 나누는 값 이하로 된 경우인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전송 전력 기준을 하향 공유 채널에 대한 하드 스플릿 모드의 TFCI필드의 전송 전력 제어에 적용될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 기지국의 셀이 프라이머리 셀로 판단된 경우 그에 해당하는 전송 전력 오프셋 값이 무선망제어기에서 정하여져서 해당 기지국으로 전달 되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서의 하향 공유채널 전력 제어방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도6을 참조하면, 하향 공유채널의 전송 전력 제어에 있어서, SSDT 상향링크 시그널링을 사용하여 프라이머리 셀(Primary cell)을 판단하게 된다.

하향 공유채널의 전송 전력 제어에 적용하기 위하여 프라이머리 셀(Primary cell)을 판단하는 데에는, 이동국으로부터 수신된 수신 신호의 크기를 고려하지 않는다. 이는 통상의 SSDT의 경우 이동국 수신신호 크기가 적정한 수준 이상이 아닐 경우에는 SSDT 식별자 디코딩 과정에서 에러가 발생하게 되고, 이럴 경우 액티브 셋 내의 모든 기지국이 넌 프라이머리로 선언될 가능성이 있기 때문에 수신신호가 적정한 수순 이상이 아닐 경우에는 항상 프라이머리로 간주하게 되지만, 이는 하향 공유채널의 전송 전력 제어에 적용하기 위한 프라이머리 셀(Primary cell)여부를판단하는 데에는 전혀 도움이 되지 않는다.

본 발명의 하향 공유채널의 전송 전력 제어에 적용하기 위하여 프라이머리 셀(Primary cell)을 판단하는 방법에서는 오직 기지국이 자신의 셀 식별자 코드가 이동국에서 전송된 프라이머리 셀 식별자 코드와 같아야 한다는 조건 만을 사용한다.

본 발명에서는 다만 상향 링크 압축모드를 고려하여 한가지 부가 조건이 추가된다.

상향 링크 압축 모드의 경우 셀 식별자를 제대로 복호하기 위해서는 적절한 수준 이하의 펑처링이 일어나야 한다. 3GPP 표준에 따르는 무선 통신 시스템에서는 적절한 펑처링 수준은 셀 식별자 코드 길이(N_id)에 대하여 N_id/3 이하의 값 이여야 한다. 이때 N_id는 셀 식별자 코드 길이이다. 이는 상향링크 압축 모드의 경우에는 상향 링크 전용 물리 채널(DPCH)에서 펑처링이 일어나는데 SSDT 식별자 코드에도 펑처링이 적용 되기 때문이다. 상기 상향 링크 압축 모드의 경우는 DPCH에서 펑처링이 일어나는데 그때 SSDT 식별자 코드에도 펑처링이 일어나게 되며, 그 펑처링이 N_id/3이하가 아닐 경우에는 ID 코드 디코딩이 매우 열악해지기 때문에 그 이하의 값을 가져야 하고, 펑처링은 항상 정수값을 가지므로 비교를 원활히 하기 위하여 정수값을 기준으로 한다.

이러한 2가지 조건을 모두 만족하는 경우에 기지국이 자신을 하향 공유 채널 전송 전력 제어에 있어서 프라이머리 셀로 판단하며, 나머지 즉, 한 조건이라도 만족하지 않으면 넌 프라이머리 셀(non-primary cell)로 판단하게 된다.

이렇게 하여, SSDT 상향 링크 시그널링을 사용하여 DSCH의 전송 전력에 대하여 프라이머리 셀로 판단된 기지국은 DSCH의 전송 전력을 기준 값에 대비하여 프라이머리 셀에 해당하는 전송 전력 오프셋 만큼 빼서 전송하게 된다. 이는 프라이머리 셀을 판단한 것과 채널 상태의 양호함을 동일시한 결과이다. 한편, DSCH의 전송 전력에 대하여 넌프라이머리 셀로 판단된 기지국은 DSCH의 전송 전력을 DCH의 TFCI 필드의 전송전력에 일정한 크기의 전송 전력 오프셋 만큼 더하여서 전송하게 된다. 통상 DCH의 TFCI 필드의 전송전력은 DCH의 data 필드 (DPDCH)의 전송전력에 일정한 크기의 전송 전력 오프셋 만큼 더하여서 전송하게 된다.

다음은 TFCI 필드의 전송 전력 제어에 관하여 설명한다.

전용 채널(DCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI1)와 하향 공유채널(DSCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI2)가 각각의 코딩(first order Reed Muller coding)을 통해 각각 다른 코드워드가 형성되고, 이렇게 형성된 두개의 코드워드의 비트들이 섞여서 전송되는 경우, 이를 Hard Split Mode라 한다. 여기서, 상기 Hard Split Mode에서는 전용 채널(DCH)이 서로 상이한 무선망 제어기(RNC)에 의해 각각 전송되는 경우에도, 하향 공유 채널에 대한 TFCI 필드를 전송할 수 있다. 즉, 전체 무선 링크(Radio Link)에서 일부분의 기지국에서 하향 공유채널(DSCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI2)가 전송되는 것을 지원한다.

여기서, 전용 채널(DCH)과 하향 공유채널(DSCH)에 대한 정보를 전송하기 위한 한 방법으로서, 하드 스플릿 모드는 전용 채널(DCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI1)와하향 공유채널(DSCH)에 대한 TFCI 정보(TFCI2)가 각각의 코딩(first order Reed Muller coding)을 통해 각각 다른 코드워드가 형성되고, 이렇게 형성된 두개의 코드워드의 비트들이 섞여서 전송되는 경우이다. 이러한 DSCH 하드 스플릿 모드의 전송 전력 제어에 대해 상기에서 제안한 프라이머리 셀을 위한 상기의 제 1 내지 제 3조건을 이용하여 판단하는 기준으로 적용할 수 있다.

전송 전력 제어(TPC) 명령은 상향링크(uplink) 채널의 전력 제어를 위한 명령으로서, 이것을 이용해서 상향링크(또는 역방향)의 전력을 변화시킬 수 있다. 그리고 파일럿(Pilot)을 이용해서는 채널의 전력이 측정될 수 있다.

또한 프라이머리 셀로 판단된 경우에는 그에 해당하는 전송 전력 오프셋 값을 무선 망 제어기에서 해당 기지국으로 시그널링 되도록 할 수 있다.

즉, 프라이머리 셀로 판단된 경우 그에 해당하는 전송 전력 오프셋 값은 도 7에 도시된 바와 같이 제어국과 기지국(Node B) 간의 무선 연결(link) 설정시 무선 링크 파라미터의 업 데이트 메지시를 포함하는 제어 프레임에 포함시켜 시그널링된다. 이는 이동국의 이동이나 TFCI2를 전송하는 무선 링크들의 수의 변동에 상관 없이 항상 무선 링크를 처음 설정 할 때 제어 평면의 NBAP과 RNSAP 메시지로 알려준 TFCI power offset(PO)을 사용하도록 되어 있고, 또한 상기에서 프라이머리 셀로 판단된 경우 그에 해당하는 TFCI Power Offset 값이 제어국과 기지국 간 또는 제어국 간에 전달하기 위해 제어 평면의 NBAP(Node B Application Part)과 RNSAP(Radio Network Subsystem Application Part) 시그널링 메시지를 이용하여 무선 링크 설정시 전송된다.

본 발명의 방법에 의하면, 하향 공유채널 전송 전력 제어에서 기지국이 자신의 셀을 프라이머리 셀로 판단하는 경우의 조건 중 채널 상황이 열악하여 프라이머리 셀로 판단하는 경우를 방지할 수 있도록 하향 공유채널 전송 전력 제어에서의 프라이머리 셀 판단을 별도로 하여, 하향 공유채널의 성능을 보장하면서 전력을 효율적으로 사용할 수 있도록 한 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전송 전력 제어방법을 제공할 수 있다.

Claims

기지국에서 하향 공유채널의 전송 전력을 제어 함에 있어서,

상기 기지국이 제공하는 하향 공유 채널을 점유하는 이동국에서 전송된 상향 링크 신호가 압축모드인지 판별하는 단계와,

압축모드가 아닐 경우 상기 상향 링크 신호를 통하여 수신된 프라이머리 셀 식별자 코드와 기지국 자신의 셀 식별자 코드를 비교하는 단계와,

상기 셀 식별자 코드가 동일하지 않은 경우 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준은 연관된 상기 이동국의 전용채널의 TFCI 전송 전력에 일정한 전송 전력 오프셋을 더하는 것임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 이동국에서 전송된 상향 링크 신호가 압축모드인 경우,

상기 신호의 펑처링이 일정 정도 이하인지 판단하는 단계와,

펑처링이 일정 정도 이하가 아닐 경우 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 3항에 있어서, 상기 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준은 연관된 상기 이동국의 전용채널의 TFCI 전송 전력에 일정한 전송 전력 오프셋을 더하는 것임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 3항에 있어서, 상기 펑처링이 일정 정도 이하인 경우는 펑처링이 셀 식별자 길이에 대비하여 셀 식별자의 길이를 3으로 나누는 값 이하로 된 경우인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 셀 식별자 코드가 동일한 경우 프라이머리 셀일 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 6항에 있어서, 상기 이동국에서 전송된 상향 링크 신호가 압축모드인 경우,

상기 신호의 펑처링이 일정 정도 이하인지 판단하는 단계와,

펑처링이 일정 정도 이하일 경우

압축모드가 아닐 경우 상기 상향 링크 신호를 통하여 수신된 프라이머리 셀 식별자 코드와 기지국 자신의 셀 식별자 코드를 비교하는 단계와,

상기 셀 식별자 코드가 동일한 경우 프라이머리 셀일 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 6항 내지 제 7항에 있어서, 상기 프라이머리 셀일 때의 전송 전력 기준은 연관된 상기 이동국의 전용채널의 TFCI 전송 전력에 일정한 전송 전력 오프셋을 감하는 것임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 8항에 있어서, 상기 프라이머리 셀일 때의 전송 전력 기준은 연관된 상기 이동국의 전용채널의 TFCI 전송 전력에 일정한 전송 전력 오프셋을 감하는 것임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
제 9항에 있어서, 상기 일정한 전송 전력 오프셋 값이 무선망제어기에서 정하여져서 해당 기지국으로 전달 되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널 전력 제어방법.
기지국에서 하향 공유채널에 대한 TFCI필드의 전송 전력을 제어 함에 있어서,

상기 기지국이 제공하는 하향 공유 채널을 점유하는 이동국에서 전송된 상향 링크 신호가 압축모드인지 판별하는 단계와,

압축모드가 아닐 경우 상기 상향 링크 신호를 통하여 수신된 프라이머리 셀 식별자 코드와 기지국 자신의 셀 식별자 코드를 비교하는 단계와,

상기 셀 식별자 코드가 동일하지 않은 경우 프라이머리 셀이 아닐 때의 전송 전력 기준으로 상기 이동국이 점유하는 하향공유 채널의 전송전력을 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널에 대한 TFCI 필드의 전력 제어방법.
제 11항에 있어서, 상기 하향 공유 채널에 대한 TFCI 필드는 하향 공유 채널에 대한 하드 스플릿 모드의 TFCI필드인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하향 공유 채널에 대한 TFCI 필드의 전력 제어방법.