KR100662368B1

KR100662368B1 - 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법

Info

Publication number: KR100662368B1
Application number: KR1020040098618A
Authority: KR
Inventors: 류석규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2007-01-02
Also published as: KR20060059509A

Abstract

통신 채널을 통해 데이터를 블록으로 전송하고 상기 데이터 블록의 수신 블록 에러율 정보를 이용하여 채널 전송 제어를 수행하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법에 있어서, 전용 물리적 제어 채널(DPCCH)의 에너지 측정 결과에 따라 외부 루프 전력 제어의 동작 실시 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법.

OLPC. dpcch, 잠정 델타값

Description

무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법{An outer loop power control method for a wireless communication system}

도 1은 종래 기술에 의한 이동통신 시스템의 외부루프 전력제어 장치의 구성을 나타낸 예시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 외부 루프 전력 제어방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 채널 환경의 변화에 따라 외부 루프 전력제어의 동작여부를 결정하므로써, 갑작스러운 채널 열화에 대하여 적절히 대응할 수 있는 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 동일한 주파수 채널을 코드로 분할된 다수의 가입된 단말기가 동시에 점유하여 통신하는 것으로, 인접한 단말기와의 사이에 서로의 출력전력 레벨이 동일하게 유지되어야 하며, 특정 단말기의 출력전력이 높을 경우, 인접 단말기에서 간섭(INTERFERENCE)을 일으켜 잡음(NOISE)으로 인식되고, 신호대잡음비 (SNR 또는 SIR)를 높이기 위하여 출력을 높이며, 이러한 과정이 경쟁적으로 발생하는 경우 채널용량이 감소하는 문제가 있다.

상기와 같이 이동통신 시스템의 출력전력이 집적 제어되도록 하는 것을 인너루프 전력제어(INNER LOOP POWER CONTROL)라고 하고, 상기 인터루프 전력제어의 범위(RANGE)를 설정하는 것을 아우터 루프 또는 외부루프(OUTERLOOP) 전력제어(POWER CONTROL)라고 하며, 기지국에서 단말기의 출력전력을 제어하는 경우와 단말기에서 기지국의 출력전력을 제어하는 경우 모두에 적용된다.

일반적인 이동통신 시스템에 의한 기지국(10)의 외부루프 전력제어 장치는, 단말기(20)의 원활한 통신을 위하여 목표품질값이 설정되어 입력되는 동시에 단말기(20)가 보고하는 수신상태 정보에 의하여 상기 단말기(20)의 신호대잡음비(SIR_target) 예비 목표값(SIR_target(k))을 출력하는 목표부(30)와, 상기 목표부(30)로부터 인가되는 예비 목표값(SIR_target(k))을 입력하고, 인접 단말기(20)와의 간섭 방지 및 시스템 안정화 등을 위하여 설정된 상한목표값(SIR maxtarget )과 하한목표값(SIR_mintarget)을 넘지 않도록 제한된 범위의 목표값을 출력하는 제한부(40)와, 상기 제한부(40)로부터 제한되어 인가되는 목표값(SIR_target(k))과, 단말기(20)의 측정된 신호대잡음비(SIR) 값을 이용하여 상기 단말기(20)의 출력전력을 제어하는 신호(TRANSMIT POWER CONTROL: TPC)를 출력하는 전력제어부(50)와, 상기 전력제어부(50)로부터 인가되는 출력전력제어신호(TPC)를 안테나를 통하여 단말기(20)에 무선전송되도록 출력하는 송신부(60)와, 상기 단말기(20)로부터 수신되는 신호의 CRC(Cyclic Redundancy Check)값을 검출하여 수신상태 정보로써 상기 목표부(30)에 출력하는 동시에 단말기의 신호대잡음비(SIR(i))를 측정하여 상기 전력제어부에 출력하는 수신부(70)로 이루어져 구성된다. 상기와 같은 일 예에 의한 것으로, 기지국(10)의 외부루프 전력제어를 받는 단말기(20)는, 안테나가 수신한 신호를 분석하여 출력전력제어신호(TPC)를 검출 출력하는 수신부(26)와, 상기 수신부(26)로부터 인가되는 출력전력제어신호(TPC)를 분석처리하여 단말기(20)의 출력전력을 제어하는 신호를 출력하는 전력조정부(24)와, 상기 단말기(20)가 전송하고자 하는 신호를 해당 처리하여 출력하는 송신부(22)와, 상기 송신부(22)로부터 입력되는 신호를 상기 전력조정부(24)로부터 입력되는 해당 제어신호에 의하여 증폭율이 제어되는 증폭부(28)로 구성된다.

상기 기지국(10)의 전력제어부(50)와 송신부(60) 및 수신부(70), 단말기(20) 사이에서 발생하는 전력제어 과정을 인너루프 전력제어(INNER LOOP POWER CONTROL)라고 하고, 목표부(30)와 제한부(40) 사이에서 발생하여 전력제어 목표범위를 설정하는 것을 외부루프 전력제어(OUTER LOOP POWER CONTROL)라고 한다.

상기와 같은 링크의 품질을 유지하기 위하여 인가되는 목표품질값은 기지국(10)의 해당 제어부로부터 상기 목표부(30)에 인가되며, 상기 목표부(30)는 단말기(20)로부터 수신되는 신호의 비트 오류(bit error)를 확인하는 CRC신호를 인가받아 수신상태정보로 분석처리하므로써, 상기 단말기(20)가 출력하여야 하는 신호대잡음비의 예비 목표값(SIR target (k))을 블럭에러율(BLER: Block Error Rate)에 만족하도록 제한부(40)에 출력한다.

상기 제한부(40)는 상기 목표부(30)로부터 인가되는 예비 목표값(SIR target (k))을 설정된 상한목표값과 하한목표값 범위를 초과하지 않도록 제한하여 최종 목표값으로 상기 전력제어부(50)에 출력한다.

상기 제한부(40)는, 동일 주파수를 사용하는 코드분할다중접속(CDMA) 방식 다수 단말기(20) 사이의 간섭량과 무선전파환경 등의 변화와 무관하게 각각의 통화품질을 필요한 만큼 일정하게 유지하도록 출력전력 범위를 제한 설정하는 것으로써 아우터 루프 전력제어 또는 외부루프 전력제어(OUTER LOOP POWER CONTROL)라고 한다.

다수의 무선 통신 시스템에서는 적응형 송신 전력 제어 알고리즘을 사용한다. 그러한 시스템에서, 다수의 통신에 동일한 고주파 스펙트럼이 공유될 수 있다. 특정 통신을 수신할 때, 동일한 스펙트럼을 사용하는 다른 모든 통신은 특정통신에 대해 간섭의 원인이 된다. 그 결과, 어느 한 통신의 송신 전력 레벨을 상승시키면 그 스펙트럼 내에서 다른 모든 통신의 신호 품질이 저하된다. 그러나, 송신 전력을 너무 많이 낮추게 되면, 수신기에서 SIR(신호대 간섭비)이 측정될 때 수신 신호 품질이 바람직하지 못하게 된다.

종래는 데이터의 에러 발생시, 목표값(SIR_target)을 델타(Δ)값 만큼 상승시켰다. 하지만, 실제 무선 환경에서 열악한 채널 환경으로 인해 약 0.5초간 데이터의 에러가 발생한다 하더라도 외부루프전력제어(Outer Loop Power Control: OLPC)의 목표값(SIR_target)은 최대치로 동작하게 된다. 하지만 열악한 환경에서는 상대방이 올바르게 OLPC를 동작하기 어려운 상황으로 나타나게 되며, 설령 채널환경이 회복된다 하더라도 최대 목표값(SIR_target)을 만족하기 위해서 All UP Power Control 정보를 송신하게 되나, 기지국은 Downlink Power Control 스펙 에 의해 갑작스런 전력 제어(Power Control)가 불가하게 되므로, 이는 적절하게 채널에 대응치 못하는 결과로 나타나게 되며 성능 악화로 보이게 된다.

본 발명은 무선 통신 시스템의 채널 열화에 대응할 수 있는 외부 루프 전력 제어(OLPC)방법을 제공하는 것을 목적으로 한다

본 발명의 다른 목적은 통화 품질의 향상에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 품질 좋은 서비스를 제공하기 위해 외부 루프 전력제어의 목표 신호값을 적절히 운용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 외부 루프 전력 제어방법은 통신 채널을 통해 데이터를 블록으로 전송하고 상기 데이터 블록의 수신 블록 에러율 정보를 이용하여 채널 전송 제어를 수행하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법에 있어서, 통신 채널 환경에 따라 외부 루프 전력 제어의 동작 실시 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 외부 루프 전력 제어방법의 세부적 특징은 전용 물리적 제어 채널(DPCCH)의 에너지 측정에 의해 채널 환경의 정상 또는 비정상을 판단하는 점이 다.

본 발명에 따른 외부 루프 전력 제어방법의 다른 세부적 특징은 상기 전용 물리적 제어 채널(DPCCH)의 에너지가 현재 설정된 SIR(신호대 잡음비) 목표값에 대응하는 지의 판단에 따라 채널환경의 정상 또는 비정상 여부가 결정되는 점이다.

본 발명에 따른 외부 루프 전력 제어방법의 다른 특징은 에러 발생 여부를 판단하는 단계와; 에러가 발생한 경우, 전용물리채널의 에너지가 현재 설정된 목표값(SIR_target)에 적용될 수 있을 정도인지 판단하는 단계와; 적용될 수 있을 정도인 경우 다음 목표값을 수정하고, 적용될 수 없는 경우에는 잠정 델타값을 증가시키는 단계와; 에러가 발생하지 않은 경우, 다음 목표값을 수정한 후, 잠정 델타값의 존재 여부를 판단하는 단계와; 잠정 델타값이 존재하는 경우, 다음 목표값을 수정하는 단계를 포함하여 이루어지는 점이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명은 UMTS 단말에 적용 가능한 기술로, QoS를 만족하기 위해서는 외부루프전력제어(OLPC)의 신호대잡음비 목표값(SIR_target)을 적절히 운영하여야 한다.

그러므로, 신호대잡음비 목표값(SIR_target)을 어떻게 운영하느냐가 관건이며, 본 발명은 개선된 신호대잡음비 목표값(SIR_target) 운영 알고리즘에 관한 것이다.

실제 무선 환경에서 열악한 채널 환경으로 인해 상대방이 OLPC(Outer Loop Power Control) 기능을 올바르게 수행하지 못할시에는 전용물리적제어채널(dpcch)의 에너지가 현재 신호대잡음비 목표값(SIR_target)에 적절하게 대응하지 못하게 된다. 이때는 OLPC의 동작을 중지하며(Stop Algorithm), 상대방이 올바르게 OLPC 기능을 수행할수 있을 때 OLPC의 동작을 재개(GO Algorithm)한다. 여기에서 상대방이란, 기지국의 관점에서는 단말이 되고, 단말의 관점에서는 기지국이 된다. 따라서, 본 발명은 기지국 뿐만 아니라 단말기에도 적용가능한 것이다.

에러 발생 여부를 판단하고(S21), 에러가 발생한 경우, 전용물리채널의 에너지가 현재 설정된 목표값(SIR_target)에 적용될 수 있을 정도인지 판단한다(S22).

만일, 적용될 수 있을 정도인 경우 다음 목표값은 현재 목표값에 잠정 스텝업값을 더하여 수정한다. 이를 수식으로 나타내면

과 같다(S24).

만일, 적용될 수 없는 경우에는 잠정 델타값(Δ)을 증가시킨다(S23).

에러가 발생하지 않은 경우, 다음 목표값을 수정한다. 이때의 목표값 수정은 수식

과 같이 나타낼 수 있다(S25).

이후, 잠정 델타값의 존재 여부를 판단하여(S26), 잠정 델타값이 존재하는 경우, 다음 목표값을

과 같이 수정한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용을 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 채널 상태에 따라 OLPC의 적용여부를 결정함으로써 통화 품질의 질을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 무선 통신 시스템의 채널 열화에 대응할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

전용 물리적 제어 채널(DPCCH)의 에너지를 측정하는 과정과;

측정된 값이 현재 설정된 SIR(신호대 잡음비) 목표 값에 대응하는지 판단하는 과정과;

통신 채널 환경에 따라 외부 루프 전력 제어의 동작 실시 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법.
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제 1 항에 있어서, 상기 무선 통신 시스템은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법.
통신 채널을 통해 수신된 신호의 신호대잡음비를 확인하여 에러 발생 여부를 판단하는 제 1 단계와;

에러가 발생한 경우, 전용물리채널의 에너지가 현재 설정된 목표값(SIR_target)에 적용될 수 있을 정도인지 판단하는 제 2 단계와;

적용될 수 있을 정도인 경우 다음 목표값을 수정하고, 적용될 수 없는 경우에는 잠정 델타 값을 증가시키는 제 3 단계와;

에러가 발생하지 않은 경우, 다음 목표값을 수정한 후, 잠정 델타 값의 존재 여부를 판단하는 제 4 단계와;

잠정 델타 값이 존재하는 경우, 다음 목표값을 수정하는 제 5 단계를 포함하여 이루어지는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제 3 단계에서의 다음 목표값은,

현재 목표값에 잠정 스텝업 값을 더하여 수정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법.
제 5 항에 있어서, 상기 제 4 단계에서의 다음 목표값은,

현재 목표값에 다운 스텝 값을 더하여 수정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템의 외부 루프 전력 제어방법.