KR101088934B1 - 전력 제어를 위한 다수의 섹터로부터의 간섭 정보 - Google Patents

전력 제어를 위한 다수의 섹터로부터의 간섭 정보 Download PDF

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Abstract

서빙 기지국에 대한 섹터 내 간섭 및 이웃 기지국에 대한 섹터 간 간섭을 모두 완화하도록 송신 전력을 제어하는 기술이 설명된다. 이는 다수의 기지국으로부터의 간섭 정보를 결합함으로써 이루어질 수 있다.

Description

전력 제어를 위한 다수의 섹터로부터의 간섭 정보{INTERFERENCE INFORMATION FROM MULTIPLE SECTORS FOR POWER CONTROL}
35 U.S.C §119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은 "직교 다중화를 이용한 무선 통신 시스템에 대한 전력 제어에서의 다수의 다른 섹터 정보 결합"이라는 명칭으로 2005년 3월 15일자 제출된 예비 출원 60/662,301호, 둘 다 2005년 10월 27일자 제출된 "이동 광대역 무선 하부 Mac을 제공하는 방법 및 장치"라는 명칭의 예비 출원 60/731,037호, 및 "이동 광대역 무선 상부 Mac을 제공하는 방법 및 장치"라는 명칭의 예비 출원 60/731,126호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 각각은 본원에 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 단말에서의 전력 제어를 위한 다수의 섹터로부터의 정보 사용에 관한 것이다.
무선 다중 액세스 통신 시스템은 동시에 다수의 무선 단말에 대한 통신을 지원할 수 있다. 각 단말은 순방향 및 역방향 링크 상에서의 송신에 의해 하나 이상의 섹터와 통신한다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 섹터에서 단말로의 통신 링크를 말하고, 역방향 링크(또는 업링크)는 단말에서 섹터로의 통신 링크를 말한다.
다수의 단말은 각자의 송신을 서로 직교하도록 다중화함으로써 역방향 링크 상에서 동시에 전송할 수 있다. 다중화는 시간, 주파수 및/또는 코드 영역에서 다수의 역방향 링크 송신 간의 직교성을 달성하고자 한다. 만약 완벽한 직교성이 달성된다면, 수신 섹터에서 각 단말로부터의 송신은 다른 단말로부터의 송신에 간섭하지 않게 된다. 그러나 서로 다른 단말로부터의 송신 간의 완벽한 직교성은 흔히 채널 상태, 수신기 불완전성 등으로 인해 실현되지 않는다. 직교성의 손실은 각 단말이 동일 섹터와 통신하는 다른 단말들에 어느 정도의 간섭을 일으키게 한다. 더욱이, 서로 다른 섹터들과 통신하는 단말로부터의 송신은 보통 서로 직교하지 않는다. 따라서 각 단말은 가까운 섹터들과 통신하는 단말들에 간섭을 일으킬 수도 있다. 각 단말의 성능은 시스템의 다른 모든 단말로부터의 간섭에 의해 열화된다.
따라서 개선된 성능이 달성되도록 간섭의 영향을 완화하는 기술이 필요하다.
"섹터 내(intra-sector)" 간섭 및 "섹터 간(inter-sector)" 간섭을 모두 완화하는 방식으로 무선 단말로부터의 데이터 송신을 위한 송신 전력을 제어하는 기술이 설명된다. 송신 전력은 단말이 "서빙" 섹터에 일으킬 수 있는 섹터 내 간섭량 및 단말이 "이웃" 섹터에 일으킬 수 있는 섹터 내 간섭량 모두 허용 가능한 레벨 내로 유지되도록 조정된다. (따옴표 안의 용어는 뒤에 설명한다.) 단말이 일으킬 수 있는 섹터 간 간섭량은 (1) 각 이웃 섹터에 의해 관찰되는 전체 간섭, (2) 서빙 및 이웃 섹터들에 대한 채널 이득, (3) 단말에 의해 사용되는 송신 전력 레벨, (4) 가능하면 다른 파라미터들을 기초로 개략적으로 산정될 수 있다. 각 섹터는 해당 섹터에 의해 관찰되는 전체 간섭량을 나타내는 보고(예를 들어, 값)를 방송할 수 있다. 각 섹터에 대한 채널 이득은 섹터로부터 수신된 파일럿을 기초로 추정될 수 있다. 송신 전력은 단일 송신 전력 조정을 위한 다수의 섹터로부터의 간섭 보고 결합을 기초로 확률론적 방식, 결정론적 방식, 또는 다른 어떤 방식으로 조정될 수 있다.
일반적으로, 이웃 섹터들에 의해 높은 간섭이 관찰되면 송신 전력이 감소할 수 있고 낮은 간섭이 관찰되면 증가할 수 있다. 송신 전력은 (1) 단말이 높은 간섭을 관찰하는 이웃 섹터에 가깝게 위치하는 경우 그리고/또는 (2) 현재 송신 전력 레벨이 더 높은 경우에 더 많은 양만큼 그리고/또는 더 자주 조정될 수 있다. 송신 전력은 (1) 단말이 서빙 섹터에 가깝게 위치하고 그리고/또는 (2) 현재 송신 전력 레벨이 더 낮은 경우에 더 작은 양만큼 그리고/또는 덜 자주 조정될 수 있다. 단말에 의해 발생하는 섹터 내 간섭은 데이터 송신을 위한 수신 신호 품질(SNR)을 허용 가능한 SNR의 범위 내로 한정함으로써 허용 가능한 레벨 내로 유지된다.
발명의 다양한 형태 및 실시예가 뒤에 더 상세히 설명된다.
본 발명의 특징 및 성질은 동일 참조부호가 전체적으로 대응하게 식별하는 도면과 관련하여 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해진다.
도 1은 무선 다중 액세스 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 시간-주파수 평면 상에서의 주파수 호핑을 나타낸다.
도 3은 다수의 섹터로부터의 간섭 표시들을 결합함으로써 송신 전력을 조장하는 방법을 나타낸다.
도 4a는 확률론적인 방식으로 송신 전력을 조정하는 프로세스를 나타낸다.
도 4b는 결정론적인 방식으로 송신 전력을 조정하는 프로세스를 나타낸다.
도 5는 데이터 채널에 대한 전력 제어 메커니즘을 나타낸다.
도 6은 제어 채널에 대한 전력 제어 메커니즘을 나타낸다.
도 7은 단말, 서비스 섹터 및 이웃 섹터를 나타낸다.
여기서 "예시적인"이란 단어는 "예시, 실례 또는 예증이 되는 것"의 의미로 사용된다. 여기서 "예시적인" 것으로 설명하는 어떤 실시예나 설계도 다른 실시예나 설계보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다.
도 1은 무선 다중 액세스 통신 시스템(100)을 나타낸다. 시스템(100)은 다수의 무선 단말(120)에 대한 통신을 지원하는 다수의 기지국(110)을 포함한다. 단말(120)은 통상적으로 시스템 전반에 분산되어 있고, 각 단말은 고정될 수도 있고 이동할 수도 있다. 단말은 이동국, 사용자 설비(UE), 무선 통신 장치 또는 다른 어떤 용어로도 지칭될 수 있다. 기지국은 단말들과의 통신에 사용되는 고정국이며, 액세스 포인트, 노드 B 또는 다른 어떤 용어로도 지칭될 수 있다. 시스템 제어기(130)가 기지국(110)에 연결되어 이들 기지국에 대한 조정 및 제어를 제공하고, 이들 기지국에 의해 서비스되는 단말에 대한 데이터의 라우팅을 제어한다.
각 기지국(110)은 각각의 지리적인 영역(102)에 대한 통신 커버리지를 제공한다. 기지국 및/또는 그 커버리지 영역은 용어가 사용되는 상황에 따라 "셀"로 지칭될 수도 있다. 용량을 증가시키기 위해, 각 기지국의 커버리지 영역은 다수(예를 들어, 3)의 섹터(104)로 분할될 수 있다. 각 섹터는 기지국 트랜시버 서브시스템(BTS)에 의해 서비스된다. "섹터"라는 용어는 그 용어가 사용되는 상황에 따라 BTS 및/또는 그 커버리지 영역을 지칭할 수 있다. 섹터화된 셀에 대해, 해당 셀에 대한 기지국은 보통 해당 셀의 모든 섹터들에 대한 BTS를 포함한다. 간소화를 위해 다음 설명에서 "기지국"이라는 용어는 셀에 서비스하는 고정국과 섹터에 서비스하는 고정국에 모두 포괄적으로 사용된다. "서빙(serving)" 기지국 또는 "서빙" 섹터는 단말과 통신하는 것이다. "이웃" 기지국 또는 "이웃" 섹터는 단말과 통신하지 않는 것이다. 간소화를 위해, 다음 설명은 여기서 설명하는 기술들에 필수적인 한정은 아니지만 각 단말이 하나의 서빙 기지국과 통신하는 것으로 가정한다.
여기서 설명하는 전력 제어 기술은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들 기술은 시분할 다중 액세스(TDMA) 시스템, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 시스템, 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템 등에 사용될 수 있다. TDMA 시스템은 시분할 다중화(TDM)를 이용하며, 서로 다른 단말에 대한 송신은 서로 다른 시간 간격으로 전송함으로써 직교화된다. FDMA 시스템은 주파수 분할 다중화(FDM)를 이용하며, 서로 다른 단말에 대한 송신은 서로 다른 주파수 부반송파에서 전송함으로써 직교화된다. TDMA 및 FDMA 시스템은 또한 코드 분할 다중화(CDM)를 이용할 수도 있다. 이 경우, 다수의 단말에 대한 송신은 동일한 시간 간격 또는 주파수 부대역으로 전송되더라도 서로 다른 직교(예를 들어, 왈시) 코드를 이용하여 직교화될 수 있다. OFDMA 시스템은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)를 이용하며, OFDM은 전체 시스템 대역폭을 다수(N)의 직교 주파수 부반송파로 효율적으로 분할한다. 이들 부반송파는 톤, 빈, 주파수 채널 등으로도 지칭된다. 각 부반송파는 데이터로 변조될 수 있다. OFDMA 시스템은 시간, 주파수 및/또는 코드 분할 다중화의 임의의 조합을 이용할 수 있다. 간결성을 위해, 하기에서 전력 제어 기술은 OFDMA 시스템에 관해 설명한다.
도 2는 OFDMA 시스템에 대한 시간-주파수 평면(200) 상의 주파수 호핑(FH)을 나타낸다. 주파수 호핑에 의해, 각 트래픽 채널은 각 시간 간격으로 해당 트래픽 채널에 사용할 특정 부반송파(들)를 지시하는 특정 FH 시퀀스와 관련된다. 각 섹터에서 서로 다른 트래픽 채널에 대한 FH 시퀀스는 임의의 시간 간격에 어떠한 2개의 트래픽 채널도 동일한 부반송파를 사용하도록 서로 직교한다. 각 섹터에 대한 FH 시퀀스는 또한 가까운 섹터들에 대한 FH 시퀀스에 관해 의사 랜덤하다. 두 섹터에서 2개의 트래픽 채널 사이의 간섭은 이들 두 트래픽 채널이 동일한 시간 간격에 동일한 부반송파를 사용할 때마다 발생한다. 그러나 서로 다른 섹터에 사용되는 FH 시퀀스의 의사 랜덤 특성으로 인해 섹터 간 간섭이 랜덤화된다.
데이터 채널들은 각 데이터 채널이 임의의 소정 시간에 단 하나의 단말에 의해 사용되도록 액티브 단말들에 할당될 수 있다. 시스템 자원을 보존하기 위해, 제어 채널들은 예를 들어 코드 분할 다중화를 이용하여 다수의 단말 사이에 공유될 수 있다. 데이터 채널들이 (코드가 아닌) 주파수 및 시간으로만 직교 다중화된다면, 데이터 채널들은 제어 채널보다 채널 상태 및 수신기 불완전성으로 인한 직교성 손실에 덜 영향받기 쉽다.
이와 같이 데이터 채널에는 전력 제어에 적절한 여러 가지 중요한 특징이 있다. 첫째, 주파수 및 시간에 대한 직교 다중화 때문에 데이터 채널에 대한 셀 내 간섭이 최소이다. 둘째, 가까운 섹터들이 서로 다른 FH 시퀀스를 사용하기 때문에 셀 간 간섭이 랜덤화된다. 소정 단말에 의해 발생하는 셀 간 간섭은 (1) 해당 단말에 의해 사용된 송신 전력 및 (2) 이웃하는 섹터들에 대한 단말 위치에 의해 결정된다.
데이터 채널에 대해, 각 단말이 허용 가능한 레벨 내에 셀 내 및 셀 간 간섭을 유지하면서 가능한 한 높은 전력 레벨로 전송할 수 있도록 전력 제어가 수행될 수 있다. 서빙 섹터에 가깝게 위치하는 단말은 이웃 섹터들에 덜 간섭을 일으키기 쉽기 때문에 높은 전력 레벨로 전송하는 것이 허용될 수 있다. 반대로, 서빙 섹터에서 멀리 떨어져 섹터 에지(edge) 쪽으로 위치하는 단말은 이웃 섹터들에 더 많은 간섭을 일으킬 수 있기 때문에 낮은 전력 레벨로 전송하는 것이 허용될 수 있다. 이러한 방식의 송신 전력 제어는 "자격 있는(qualified)" 단말들이 더 높은 SNR을 달성하여 더 높은 데이터 레이트를 달성하게 하는 동시에 각 섹터에 의해 관찰되는 전체 간섭을 잠재적으로 줄일 수 있다.
데이터 채널에 대한 전력 제어는 상기한 목표를 달성하기 위해 여러 가지 방식으로 수행될 수 있다. 간결성을 위해, 전력 제어의 특정 실시예가 아래 설명된다. 이 실시예에서, 소정 단말에 대한 데이터 채널의 송신 전력은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Pdch(n) = Pref(n) + ΔP(n) 식(1)
Pdch(n)은 업데이트 간격(n) 동안의 데이터 채널에 대한 송신 전력;
Pref(n)은 업데이트 간격(n) 동안의 간섭 전력 레벨;
ΔP(n)은 업데이트 간격(n) 동안의 송신 전력 변화량이다.
전력 레벨 Pdch(n) 및 Pref(n)과 송신 전력 변화량 ΔP(n)은 데시벨(㏈) 단위로 주어진다.
간섭 전력 레벨은 (예를 들어, 제어 채널 상에서) 지정된 송신을 위한 목표 신호 품질을 달성하는데 필요한 송신 전력량이다. (SNR로 나타낸) 신호 품질은 신호대 잡음비, 신호대 잡음 및 간섭비 등으로 양이 한정될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 지정된 송신을 위한 원하는 레벨의 성능을 달성하기 위해 전력 제어 메커니즘에 의해 간섭 전력 레벨 및 목표 SNR이 조정될 수 있다. 간섭 전력 레벨이 목표 SNR을 달성할 수 있다면, 데이터 채널에 대한 수신 SNR은 다음과 같이 산정될 수 있다:
SNRdch(n) = SNRtarget + ΔP(n) 식(2)
식(2)은 데이터 채널 및 제어 채널이 비슷한 간섭 통계치를 갖는 것으로 가정한다. 이는 예를 들어 서로 다른 섹터들로부터의 제어 및 데이터 채널이 서로 간섭할 수도 있는 경우이다. 간섭 전력 레벨은 후술하는 바와 같이 결정될 수 있다.
데이터 채널에 대한 송신 전력은 (1) 단말이 이웃 섹터들에 있는 다른 단말들에 일으킬 수 있는 섹터 간 간섭량, (2) 단말이 동일 섹터에 있는 다른 단말들에 일으킬 수 있는 섹터 내 간섭량, (3) 단말에 허용된 최대 전력 레벨, (4) 가능한 다른 요소 등 각종 요소를 기초로 설정될 수 있다. 이들 각각의 인자는 뒤에 설명한다.
각 단말이 일으킬 수 있는 섹터 간 간섭량은 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 각 단말에 의해 일어나는 섹터 간 간섭량은 각각의 이웃 섹터에 의해 직접 산정되어 단말에 전송될 수 있으며, 단말은 이에 따라 전송된 섹터 간 간섭 추정치들의 결합을 기초로 송신 전력을 조정할 수 있다. 이러한 개별화된 간섭 보고는 광대한 오버헤드 시그널링을 필요로 할 수 있다. 간소화를 위해, 각 단말이 일으킬 수 있는 섹터 간 간섭량은 (1) 각 이웃 섹터에 의해 관찰되는 전체 간섭, (2) 서빙 및 이웃 섹터들에 대한 채널 이득, (3) 단말에 의해 사용되는 송신 전력 레벨을 기초로 개략적으로 산정될 수 있다.
각 섹터는 해당 섹터에 의해 관찰되는 전체 또는 평균 간섭량을 산정할 수 있다. 이는 각 부반송파 상에서의 간섭 전력을 추정하고 개별 부반송파에 대한 간섭 전력 추정치를 기초로 평균 간섭 전력을 계산함으로써 달성될 수 있다. 평균 간섭 전력은 예를 들어 산술 평균, 기하 평균, SNR 기반 평균 등과 같은 각종 평균 기술을 이용하여 구할 수 있다.
어떤 형태에서는, 섹터에서의 간섭의 산술 평균이 이용될 수 있다. 다른 형태에서는, 기하 평균이 이용될 수 있다. 다른 형태에서는, SNR 타입 평균이 이용될 수 있다. 평균에 관한 여러 가지 접근 및 기술은 동시 계속 미국 특허 출원 10/897,463호에 묘사 및 개시되어 있으며, 이는 완전히 참조로 통합된다.
어떤 평균 기술이 사용되는지에 상관없이, 각 섹터는 간섭 측정 품질을 개선하기 위해 다수의 시간 간격에 걸쳐 간섭 전력 추정치 및/또는 평균 간섭 전력을 필터링할 수 있다. 필터링은 유한 임펄스 응답(FIR) 필터, 무한 임펄스 응답(IIR) 필터, 또는 공지된 다른 어떤 타입의 필터로 이루어질 수 있다. 이와 같이 여기 설명에서 "간섭"이란 용어는 필터링된 또는 필터링되지 않은 간섭을 말할 수 있다.
각 섹터는 다른 섹터들의 단말들에 의해 사용하기 위해 간섭 측정치를 방송할 수 있다. 간섭 측정치는 다양한 방식으로 방송될 수 있다. 일 실시예에서, 평균 간섭 전력(또는 "측정된" 간섭)은 미리 결정된 비트 수로 양자화되어 방송 채널을 통해 전송된다. 다른 실시예에서, 측정된 간섭은 측정된 간섭이 공칭 간섭 임계치보다 큰지 작은지를 지시하는 단일 비트를 이용하여 방송된다. 또 다른 실시예에서, 측정된 간섭은 두 비트를 이용하여 방송된다. 한 비트는 공칭 간섭 임계치에 대한 측정된 간섭을 지시한다. 다른 한 비트는 측정된 간섭이 높은 간섭 임계치를 초과하는지 여부를 지시하는 디스트레스(distress)/패닉 비트로서 사용될 수 있다. 간섭 측정치는 다른 방식으로 전송될 수도 있다.
간소화를 위해, 다음 설명은 간섭 정보를 제공하기 위한 단일 다른 섹터 간섭(OSI) 비트의 사용을 가정한다. 각 섹터는 다음과 같이 자신의 OSI 값(OSIB)을 설정할 수 있다: Imeans ,m(n) < Itarget라면 '0'; Imeans ,m(n) ≥ Itarget라면 '1'; Imeans ,m(n) ≥ Itarget + N이라면 '2'이고, Itarget은 공칭 간섭 임계치, Imeans ,m은 측정된 간섭, N은 과도한 간섭을 나타내는 상한 임계치를 지시하는 어떤 상한 임계치이다.
대안으로, 각 섹터는 측정된 열에 의한 간섭(IOT)을 얻을 수 있고, IOT는 섹터에 의해 관찰된 총 간섭 전력대 열 잡음 전력의 비이다. 총 간섭 전력을 상술한 것과 같이 계산될 수 있다. 열 잡음 전력은 송신기를 끄고 수신기에서 잡음을 측정함으로써 산정될 수 있다. 특정 동작점이 시스템에 대해 선택되어 IOTtarget으로 표기될 수 있다. 더 높은 동작점은 단말이 데이터 채널들에 (평균적으로) 더 높은 송신 전력을 사용하게 한다. 그러나 시스템은 간섭 제한될 수 있고, 이는 송신 전력의 증가가 수신 SNR의 증가로 이어지지 않는 상황이기 때문에 매우 높은 동작점은 바람직하지 않을 수도 있다. 더욱이, 매우 높은 동작점은 시스템 불안정 가능성을 높인다. 어떤 경우에도, 각 섹터는 OSI 값을 다음과 같이 설정할 수 있다: IOTmeans,m(n) < IOTtarget라면 '0'; IOTmeans ,m(n) ≥ IOTtarget라면 '1'; IOTmeans ,m(n) ≥ IOTtarget + N이라면 '2'이고, IOTmeans ,m(n)은 시간 간격 n에서 섹터 m에 대한 측정 IOT이고, N은 과도한 간섭을 나타내는 어떤 상한 임계치이다.
두 경우 모두, 후술하는 바와 같이 전력 제어에 OSI 값이 사용될 수 있다. OSI 값은 원하는 어떤 값도 가질 수 있고 3보다 많거나 적은 상태를 가질 수도 있다.
각 단말은 단말로부터 역방향 링크 송신을 수신할 수 있는 각 섹터에 대한 채널 이득(또는 전파 경로 이득)을 추정할 수 있다. 각 섹터에 대한 채널 이득은 순방향 링크를 통해 섹터로부터 수신된 파일럿을 처리하고, 수신된 파일럿 세기/전력을 산정하고, (예를 들어, 수백 밀리초의 시정수를 갖는 필터로) 시간에 따른 파일럿 세기 추정치를 필터링하여 고속 페이딩 등의 영향을 줄임으로써 추정될 수 있다. 모든 섹터가 각자의 파일럿을 동일한 전력 레벨로 전송한다면, 각 섹터에 대한 수신 파일럿 세기는 해당 섹터와 단말 간의 채널 이득을 나타낸다. 단말은 다음과 같이 채널 이득비 벡터 G 를 형성할 수 있다:
G = [r 1(n) r 2(n) … r M(n)]
식(3)
여기서
Figure 112010006540044-pat00001

식(4) g s (n)은 단말과 서빙 섹터 간의 채널 이득;
g ni (n)은 단말과 이웃 섹터 i 간의 채널 이득;
p s (n)은 서빙 섹터에서 발생하여 단말에서 종결하는 신호, 예를 들어 파일럿의 상대 전력;
p ni (n)은 이웃 섹터 i에서 발생하여 단말에서 종결하는 신호, 예를 들어 파일럿의 상대 전력;
r i (n)은 이웃 섹터 i에 대한 채널 이득비이다.
거리는 채널 이득에 반비례하기 때문에, 채널 이득비 g s (n)/g ni (n)은 서빙 섹터까지의 거리에 대한 이웃 섹터 i까지의 거리를 나타내는 "상대 거리"로 제시될 수 있다. 일반적으로 이웃 섹터에 대한 채널 이득비 r i (n)은 단말이 섹터 에지 쪽으로 이동함에 따라 감소하고 단말이 서빙 섹터로 가까이 이동함에 따라 증가한다. 채널 이득비 벡터 G 는 후술하는 바와 같이 전력 제어에 사용될 수 있다.
각 섹터에 대한 데이터 채널들은 서로 직교하도록 다중화되지만, 반송파 간 간섭(ICI), 심벌 간 간섭(ISI) 등으로부터 직교성 손실이 발생할 수도 있다. 이러한 직교성 손실은 섹터 내 간섭을 일으킨다. 섹터 내 간섭을 완화하기 위해, 각 단말의 송신 전력은 이 단말이 동일 섹터의 다른 단말들에 일으킬 수 있는 섹터 내 간섭량이 허용 가능한 레벨로 유지되도록 제어될 수 있다. 이는 예를 들어 각 단말에 대한 데이터 채널의 수신 SNR을 다음과 같이 미리 결정된 SNR 범위 내로 규정함으로써 달성될 수 있다:
SNRdch(n) ∈ [SNRmin, SNRmax] 식(5)
여기서 SNRmin은 데이터 채널에 허용될 수 있는 최소 수신 SNR;
SNRmax는 데이터 채널에 허용될 수 있는 최대 수신 SNR이다.
최소 수신 SNR은 모든 단말, 특히 섹터 에지 근처에 위치하는 단말들이 최소 레벨의 성능을 달성할 수 있게 한다. 이러한 압박 없이, 섹터 근처에 위치하는 단말들은 흔히 상당량의 섹터 간 간섭의 원인이 되기 때문에 매우 낮은 전력 레벨로 전송하게 될 수밖에 없다.
모든 단말에 대한 데이터 채널의 수신 SNR이 [SNRmin, SNRmax] 범위 내로 강요된다면, 직교성 손실로 인해 각 단말에 의해 발생한 섹터 간 간섭량은 허용 가능한 레벨 내에 있는 것으로 추정될 수 있다. 수신 SNR을 이 SNR 범위 내로 제한함으로써, 인접한 부반송파들 간에는 수신 전력 스펙트럼 밀도에 있어 여전히 (SNRmax - SNRmin)㏈의 차가 있을 수 있다(부반송파들 상에서 비슷한 양의 섹터 내 간섭이 관찰된다고 가정하며, 이는 예를 들어, 서로 다른 섹터로부터의 제어 및 데이터 채널이 서로 충돌할 수 있도록 채널 및 데이터 채널이 랜덤하게 호핑하는 경우에 참(true)이다). 작은 SNR 범위는 ICI 및 ISI에 직면하여 시스템 간겅성(robustness)을 향상시킨다. 10㏈의 SNR 범위는 대부분의 동작 시나리오에서 양호한 성능을 제공하는 것으로 알려졌다. 다른 SNR 범위가 사용될 수도 있다.
데이터 채널에 대한 송신 전력이 식(1)에 나타낸 것과 같이 결정된다면, 데이터 채널에 대한 수신 SNR은 송신 전력 변화량 ΔP(n)을 다음과 같이 대응하는 범위 내로 구속함으로써 [SNRmin, SNRmax] 범위 내로 유지될 수 있다:
ΔP(n) ∈ [ΔPmin, ΔPmax] 식(6)
여기서 ΔPmin은 데이터 채널에 허용될 수 있는 최소 송신 전력 변화량이고,
ΔPmax는 데이터 채널에 허용될 수 있는 최대 송신 전력 변화량이다.
특히, ΔPmin = SNRmin - SNRtarget, ΔPmax = SNRmax - SNRtarget이다. 다른 실시예에서, 송신 전력 Pdch(n)은 예를 들어 데이터 채널에 대한 수신 신호 전력을 기초로 결정된 범위 내로 구속될 수 있다. 이 실시예는 예를 들어 간섭 전력이 부반송파들 사이에 통계적으로 서로 다른 경우에 사용될 수 있다.
각 단말에 대한 데이터 채널의 송신 전력은 다음 파라미터들을 기초로 조정될 수 있다:
각 섹터에 의해 방송되는 OSI 값;
단말에 의해 계산되는 채널 이득비 벡터 G ;
데이터 채널에 허용된 수신 SNR 범위 [SNRmin, SNRmax], 또는 등가적으로 허용 가능한 송신 전력 변화량 범위 [ΔPmin, ΔPmax];
시스템 또는 단말 내의 전력 증폭기에 의해 설정될 수 있는, 단말에 허용된 최대 전력 레벨 Pmax.
파라미터 1)과 2)는 단말에 의해 발생한 섹터 간 간섭에 관련된다. 파라미터 3은 단말에 의해 발생한 섹터 내 간섭에 관련된다.
일반적으로, 높은 간섭을 보고하는 이웃 섹터에 가깝게 위치하는 단말은 수신 SNR이 SNRmin에 가깝도록 낮은 송신 전력 변화량으로 전송될 수 있다. 반대로, 서빙 섹터에 가깝게 위치하는 단말은 수신 SNR이 SNRmax에 가깝도록 높은 송신 전력 변화량으로 전송될 수 있다. 수신 SNR의 점진적 변화가 서빙 섹터에 대한 시스템 내 단말들의 근접성을 기초로 단말들에 관찰될 수 있다. 각 섹터의 스케줄러는 수신 SNR의 분산을 이용하여 단말들에 대한 공정성을 확보하는 동시에 높은 스루풋을 달성할 수 있다.
데이터 채널에 대한 송신 전력은 상기한 4개의 파라미터를 기초로 다양한 방식으로 조정될 수 있다. 전력 제어 메커니즘은 OFDMA 시스템과 같은 직교 시스템에서 특히 모든 단말에 동일한 SNR을 유지할 필요는 없으며, 섹터에 더 가까운 단말들이 다른 단말들에 많은 문제를 일으키지 않고 높은 전력 레벨로 전송할 수 있다. 간결성을 위해, 송신 전력을 조정하는 특정 실시예가 뒤에 설명된다. 이 실시예에서, 각 단말은 이웃 섹터들에 의해 방송되는 OSI 값들을 모니터하고 다수의 이웃 섹터로부터의 OSI 값들을 결합하여, 역방향 링크 송신 전력을 증가시킬지, 감소시킬지, 유지할지를 결정한다.
M개의 이웃 섹터로부터의 OSI 값들을 기초로 단말의 송신 전력을 조정하는 알고리즘은 더 낮은 채널 이득을 갖는 이웃 섹터의 OSIB가 더 높은 채널 이득을 갖는 이웃 섹터의 OSIB에 비해 전력 조정에 더 많은 영향을 갖도록 제공되어야 한다. 또한, 하나의 이웃 섹터만 있다면, 알고리즘은 그 섹터의 OSIB만 이용하는 것과 동등해야 한다. 추가로, 거의 동일한 채널 이득을 갖는 2개의 이웃 섹터가 있다면, 어떤 섹터가 그 섹터로부터의 임계치 이상의 간섭 레벨, 예를 들어 OSIB = 1 또는 2를 지시할 경우에 전력 감소가 있어야 한다. 즉, "가까운" 이웃 섹터들 중 어떤 것이라도 과도한 간섭을 받는다면, 단말은 전력을 감소시켜 이웃 섹터가 간섭을 줄이는데 도움이 되어야 한다.
이와 같이 결합된 OSI 값은 송신 전력이 조정되어야 하는 방향을 결정한다. 각 단말에 대한 송신 전력 조정량은 (1) 단말의 현재 송신 전력 레벨(또는 현재 송신 전력 변화량) 및 (2) OSI 값이 결합된 섹터들에 대한 채널 이득비에 좌우될 수 있다. 도 3에서 예시적인 방법이 설명된다.
도 3은 다수의 섹터로부터의 간섭 표시들을 결합함으로써 송신 전력을 조정하는 방법을 나타낸다. 처음에, 블록(210)에서 OSI 값들이 검출된 섹터 수에 관한 결정이 이루어진다. 그 수가 0이면, 블록(215)에서 ΔP(n)에 대한 최대 허용값이 이용될 수 있다. 그 값이 1이면, 전력 조정 알고리즘은 블록(220)에서 단일 OSI 값을 이용할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 관하여 다양한 예시적인 접근이 기술 및 논의된다. 그러나 다른 접근 및 기술이 이용될 수도 있다.
상기 수가 1 이상이라면, 블록(225)에서 각 섹터에 대해 전력 조정에 이용될 채널 이득비가 결정된다. 이들은 단말이 신호, 예를 들어 파일럿을 수신할 수 있는 모든 섹터 또는 이들 섹터의 부분집합에 대한 것일 수 있다. 결정은 다음을 기초로 할 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00002
식(7)
여기서 RxPower RL ,SS 는 역방향 링크 서빙 섹터에 대해 단말에 수신된 파일럿들의 전력;
TransmitPower RL ,SS 는 시스템 파라미터인 역방향 링크 서빙 섹터로부터 전송된 파일럿들의 전력;
RxPower i 는 제 i 섹터에 대해 단말에 수신된 파일럿들의 전력;
TransmitPower i 는 시스템 파라미터인 제 i 섹터로부터 전송된 파일럿들의 전력이다.
전송된 파일럿들의 전력은 메시지 헤더에 제공될 수도 있고 시스템 전반에 걸쳐 일정할 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 파일럿들이 포착 파일럿이라면, 전력은 몇 개의 심벌 구간에 대해 섹터에 할당 가능한 최대 전력일 수 있다.
블록(230)에서 단말은 수신된 각 OSI 값에 대한 임계치를 결정한다. 각 섹터 OSI 값에 대한 임계치는 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00003
식(8)
여기서 UpDecisionThresholdMin과 DownDecisionThresholdMin은 임의의 통신 세션 동안 일정할 수도 있고 업데이트될 수도 있는 미리 결정된 시스템 파라미터이다. 변수 a와 bi는 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00004
식(9)
Figure 112010006540044-pat00005
식(10)
여기서 RDCHGainMax는 최대 이득, RDCHGainMin은 최소 이득, ChanDiffMax는 최대 채널 이득, ChanDiffMin는 최소 채널 이득이다. 이들은 임의의 통신 세션 동안 일정할 수도 있고 업데이트될 수도 있는 미리 결정된 시스템 파라미터이다.
블록(235)에서 단말은 각 임계치가 해당 OSI 값에 대해 증가해야 하는 것을 지시하는지, 감소해야 하는 것을 지시하는지, 또는 유지되어야 하는 것을 지시하는지를 결정할 수 있다. 이 결정은 다음과 같이 이루어질 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00006
식(11)
여기서 0 ≤ x i ≤ 1이고, UpDecision Value 및 DownDecisionValue는 임의의 통신 세션 동안 일정할 수도 있고 업데이트될 수도 있는 미리 결정된 시스템 파라미터이다.
블록(240)에서 단말은 어떤 가중치 부여를 기초로 채널 이득 및 전력 조정의 표시를 결합하여 가중 결정을 생성한다. 가중 결정을 아래에 나타낸 것과 같이 결정될 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00007
식(12)
여기서 ChanDiffj는 각 단말에 대한 채널 이득, OSIMonitorSetSize는 OSI 값이 수신된 또는 이용되고 있는 섹터 수, Decisionj는 각 단말에 대해 지시된 전력 조정이다.
이 결합된 결정은 블록(250)에서 전력 조정에 사용될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 관하여 다양한 예시적인 접근이 기술 및 논의된다. 그러나 다른 접근 및 기술이 이용될 수도 있다.
어떤 다른 형태에서는 전력 조정을 결정하기 위해 추가 함수들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 단말은 가장 높은 채널 이득을 갖는 섹터를 찾아 가장 강한 파일럿 전송 및 OSI 값이 해당 섹터로부터 수신되었는지 여부를 기초로 OSI 값을 이용할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 이 결정을 다음과 같이 할 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00008
식(13)
Figure 112010006540044-pat00009
식(14)
여기서 OSI2SequenceNumMax는 미리 결정된 값이고, PilotPNCurrent는 현재 가장 큰 채널 이득을 갖는 현재 섹터, PilotPNStrongest는 가장 채널 이득을 갖는 이전 섹터, OSI2SequenceNum은 현재 섹터가 단말에 대해 가장 큰 OSI 값을 전송한 연속 회수이다.
액세스 단말은 Dw가 임계치보다 크거나 같다면 ΔP(n)을 미리 결정된 이득값만큼 증가시킬 수 있고, Dw가 제 2 임계치보다 작거나 같다면 ΔP(n)을 증가에 사용된 이득과 같을 수도 있고 다를 수도 있는 미리 결정된 값만큼 감소시키거나, ΔP(n)을 현재 섹터가 가장 큰 채널 이득을 가졌었던 회수를 곱한 감소 이득만큼 감소시킬 수 있다. 더욱이, ΔP(n)은 일반적으로 미리 결정된 파라미터인 최소 이득과 최대 이득 사이로 한정된다.
어떤 형태에서, 송신 전력은 결정론적 방식, 확률론적 방식 또는 다른 어떤 방식으로 조정될 수 있다. 결정론적인 조정을 위해, 송신 전력은 적절한 파라미터를 기초로 미리 정의된 방식으로 조정된다. 확률론적인 조정을 위해, 송신 전력은 조정되는 어떤 확률을 가지며, 이 확률은 적절한 파라미터에 의해 결정된다. 예시적인 결정론적 그리고 확률론적 조정 방식은 뒤에 설명한다.
도 4a는 확률론적 방식으로 송신 전력을 조정하는 프로세스(300)의 흐름도를 나타낸다. 프로세스(300)는 적어도 하나의 이웃 섹터로부터 OSI 값이 전송되는 시간 간격으로 각 단말에 의해 수행될 수 있다. 처음에, 단말은 결합된 OSI 값 o를 결정한다(블록(312)). 그 다음, 단말은 OSI 값이 '1'인지 'O'인지 또는 '2'인지를 결정한다(블록(314)). '2'인 경우, 전력은 최대값에 따라 감소하게 된다.
OSI 값이 공칭 간섭 레벨보다 높은 레벨을 지시하는 '1'이라면, 단말은 송신 전력을 감소시킬 확률 Prdn(n)을 결정한다(블록(322)). Prdn(n)은 후술하는 바와 같이 현재 송신 전력 변화량 ΔP(n), 가장 강한 이웃 섹터에 대한 채널 이득비 r osib (n) 또는 결합된 채널 이득값을 기초로 계산될 수 있다. 단말은 0.0과 1.0 사이에서 임의로 값 x를 선택한다(블록(324)). 특히, x는 0.0과 1.0 사이에 고르게 분산된 랜덤 변수이다. 임의로 선택된 값 x가 블록(326)에서 결정된 바와 같이 확률 Prdn(n)보다 작거나 같다면, 단말은 송신 전력 변화량을 다음과 같이 ΔPdn 하향 스텝만큼 감소시킨다(블록(328)):
ΔP(n+1) = ΔP(n) - ΔPdn 식(15)
그렇지 않고 x가 Prdn(n)보다 크다면, 단말은 송신 전력 변화량을 현재 레벨로 유지한다(블록(330)). 프로세스는 블록(328, 330)으로부터 블록(342)으로 진행한다.
블록(314)에서 OSI 값이 공칭 간섭 레벨보다 낮은 레벨을 지시하는 '0'이라면, 단말은 또 후술하는 바와 같이 ΔP(n) 및 r osib (n)을 기초로 송신 전력을 증가시킬 확률 Prup(n)을 결정한다(블록(332)). 단말은 0.0과 1.0 사이에서 임의로 값 x를 선택한다(블록(334)). 임의로 선택된 값 x가 블록(336)에서 결정된 바와 같이 확률 Prup(n)보다 작거나 같다면, 단말은 송신 전력 변화량을 다음과 같이 ΔPup 상승 스텝만큼 증가시킨다(블록(338)):
ΔP(n+1) = ΔP(n) + ΔPup 식(16)
ΔPup 및 ΔPdn에 대한 스텝 크기는 둘 다 동일한 적당한 값(예를 들어, 0.25㏈, 0.5㏈, 1.0㏈ 등)으로 설정될 수 있다. 블록(336)에서 x가 Prup(n)보다 크다면, 단말은 송신 전력 변화량을 동일 레벨로 유지한다(블록(330)). 프로세스는 블록(330, 338)에서 블록(342)으로 진행한다.
블록(342)에서, 단말은 송신 전력 변화량 ΔP(n+1)을 허용 가능 범위 [ΔPmin ΔPm ax] 내로 한정한다. 단말은 식(1)에 나타낸 것과 같이 다음 시간 간격에 대한 송신 전력 변화량 ΔP(n+1) 및 기준 전력 레벨 Pref(n+1)을 기초로 다음 시간 간격에 대한 송신 전력 Pdch(n+1)을 계산한다(블록(344)). 단말은 송신 전력 Pdch(n+1)을 다음과 같이 최대 전력 레벨 내로 한정한다(블록(346)):
Figure 112010006540044-pat00010
식(17)
단말은 다음 시간 간격에 대한 송신 전력 Pdch(n+1)을 사용한다.
확률 Prdn(n) 및 Prup(n)은 송신 전력 변화량 ΔP(n) 및 가장 강한 이웃 섹터에 대한 채널 이득비 r osib (n) 또는 결합된 채널 이득값의 함수일 수 있다. Prdn(n) 및 Prup(n)에 각종 함수가 사용될 수 있다. 각 함수는 (1) 송신 전력 조정의 수렴 레이트 및 (2) 시스템의 단말들에 대한 송신 전력 변화량의 분산과 같은 각종 전력 제어 특성에 서로 다른 영향을 가질 수 있다.
실시예에서, 확률 Prdn(n) 및 Prup(n)은 다음과 같이 정의될 수 있다:
Prup(n) = max(Prup ,min, [1-PrΔP(n)]·[1-Prgain(n)]) 식(18a)
Prdn(n) = max(Prdn ,min, PrΔP(n)·Prgain(n)) 식(18b)
여기서
Figure 112010006540044-pat00011
식(18c)
Figure 112010006540044-pat00012
식(18d)
PrΔP(n)은 송신 전력 레벨에 관련된 확률;
Prgain(n)은 가장 강한 이웃 섹터에 대한 채널 이득비에 관련된 확률;
Figure 112010006540044-pat00013
,
Figure 112010006540044-pat00014
, r max, r min은 원하는 전력 제어 특성을 달성하기 위해 선택된 정규화 상수;
Prup ,min은 송신 전력의 상승 조정에 대한 최소 확률;
Prdn ,min은 송신 전력의 하향 조정에 대한 최소 확률이다.
식 집합(18)으로 나타낸 실시예에서, Prdn(n) 및 Prup(n)은 송신 전력 레벨 및 채널 이득비에 의해 결정된 결합 확률이다. 최소 확률 Prup ,min 및 Prdn ,min은 안정된 상태 특성을 개선하고 어떤 포인트에 대한 이동을 극도로 증진한다(매우 높은 또는 매우 낮은 채널 이득값). 식 집합(18)에 나타낸 것과 같이 유도된 Prdn(n) 및 Prup(n)은 또한 상술한, 예를 들어 <70> 단락에서 논의한 일반 송신 전력 조정에 따른다. 확률 Prdn(n) 및 Prup(n)은 다른 어떤 함수로 유도될 수도 있고, 이는 발명의 범위 내에 있다.
도 4b는 결정론적 방식으로 송신 전력을 조정하는 프로세스(400)의 흐름도를 나타낸다. 프로세스(400)는 OSI 값이 전송되는 시간 간격마다 각 단말에 의해 수행될 수 있다. 단말은 결합된 OSI 값을 처리하여(블록(412)), OSI 값이 '1'인지 'O'인지 또는 '2'인지를 결정한다(블록(414)). OSI 값이 '1'인 경우, 단말은 다음 시간 간격에 대한 송신 전력의 감소량 ΔPdn(n+1)을 결정한다(블록(422)). 현재 송신 전력 변화량 ΔP(n) 및 채널 이득비 r osib (n)를 기초로 가변 하향 스텝 크기가 계산될 수 있다. 단말은 송신 전력 변화량을 ΔPdn(n+1)만큼 감소시킨다(블록(424)). 그렇지 않고 OSI 값이 '0'이라면, 단말은 예를 들어 ΔP(n) 및 r osib (n)을 기초로 다음 시간 간격에 대한 송신 전력 증가량 ΔPup(n+1)을 결정한다(블록(432)). 단말은 송신 전력 변화량을 ΔPup(n+1)만큼 증가시킨다(블록(434)). 블록(424, 434) 뒤에 단말은 다음 시간 간격에 대한 송신 전력 변화량 ΔP(n+1)을 [ΔPmin ΔPmax]의 허용 가능 범위 내로 한정하고(블록(442)), 또 다음 시간 간격에 대한 송신 전력을 계산하고 이를 최대 전력 레벨 내로 한정한다(블록(444, 446)).
가변 스텝 크기 ΔPdn(n+1) 및 ΔPup(n+1)은 예를 들어 식 집합(18)으로 표현된 함수와 비슷한 ΔP(n) 및 r osib (n)의 미리 결정된 함수를 기초로 결정될 수 있다. 가변 스텝 크기는 ΔP(n)에 비례하고 r osib (n)에 반비례하도록 정의될 수 있다. 조정 확률 및 가변 스텝 크기는 또한 서로 다른 ΔP(n) 및 r osib (n) 값에 대한 서로 다른 확률 및 스텝 크기 값으로 이루어진 룩업 테이블을 기초로 또는 다른 어떤 수단에 의해 결정될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 확률론적 및 결정론적인 방식으로 각각 송신 전력을 조정하는 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 4a에 나타낸 확률론적 실시예에서, 조정 확률은 파라미터 ΔP(n) 및 r osib (n)을 기초로 결정되고, 고정 크기 상승 및 하향 스텝이 송신 전력 조정에 사용된다. 도 4b에 나타낸 결정론적 실시예에서, 조정 확률은 1.0으로 고정되고 상승 및 하향 스텝 크기는 파라미터 ΔP(n) 및 r osib (n)을 기초로 결정된다. 이들 실시예에 각종 변형이 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 가변 상승 및 하향 스텝 크기 또한 확률론적 실시예에 사용될 수도 있다. 다른 예로서, 고정 크기 상승 및 하향 스텝이 결정론적 실시예에 사용될 수도 있다.
데이터 채널에 대한 전력 변화량 ΔP(n)은 상술한 바와 같이 OSI 값, 채널 이득, 이전 전력 변화량 ΔP(n-1), 허용 가능한 전력 변화량 범위 및 단말에 대한 최대 전력 레벨을 기초로 조정될 수 있다. 일반적으로, 전력 변화량 ΔP(n)은 파라미터들 중 임의의 하나 또는 임의의 조합을 기초로 조정될 수 있다. ΔP(n) 조정에 사용될 수 있는 다른 파라미터들은 현재 송신 전력 Pdch(n), 피크대 평균 백오프 인자 ΔPbo, 단말로부터의 높은 간섭을 잠재적으로 관찰할 수 있는 "지정된" 섹터 집합 등을 포함한다. 피크대 평균 백오프 인자는 송신을 위해 단말에 의해 사용된 부반송파 수에 의해 결정될 수 있고, 더 많은 부반송파가 송신에 사용된다면 더 높은 값이 ΔPbo에 사용될 수 있다. 데이터 채널에 대한 송신 전력은 Pmax에서 이 백오프 인자를 뺀 것보다 작도록 또는 Pdch(n)≤(Pmax - ΔPbo)로 구속될 수 있다.
단말에 대한 송신 전력은 다른 파라미터, 기준 및 정보를 기초로 조정될 수도 있다. 단말은 또한 송신 전력 조정에 대해 고려할 수 있는 섹터(들)에 대해 이용 가능한 모든 정보를 기초로 서로 다른 양만큼 그리고/또는 서로 다른 방식으로 송신 전력을 조정할 수 있다.
도 5는 시스템(100)에서 단말(120x)에 대한 송신 전력 조정에 사용될 수 있는 전력 제어 메커니즘(500)을 나타낸다. 단말(120x)은 서빙 섹터(110x)와 통신하고 이웃 섹터(110a-110m)에 (서로 다른 양이지만) 간섭을 일으킬 수 있다. 전력 제어 메커니즘(500)은 기준 루프(510) 및 제 2 루프(520)를 포함한다. 기준 루프(510)는 단말(120x)과 서빙 섹터(110x) 사이에서 동작한다. 제 2 루프(520)는 단말(120x)과 이웃 섹터(110a-110m) 그리고 가능하면 서빙 섹터(110x) 간에 동작한다. 간소화를 위해, 도 5는 단말(120x)에 상주하는 루프(510, 520)의 일부만을 나타낸다.
기준 루프(510)는 제어 채널(또는 다른 어떤 트래픽 채널)에 대한 송신 전력을 조정하고, 서빙 섹터(110x)에서 측정된 이 제어 채널에 대한 수신 SNR을 가능한 한 목표 SNR에 가깝게 유지할 것을 시도한다. 기준 루프(510)에서, 서빙 섹터(110x)는 후술하는 바와 같이 제어 채널에 대한 수신 SNR을 추정하고, 목표 SNR에 대해 수신 SNR을 비교하여, 비교 결과를 기초로 송신 전력 제어(TPC) 명령을 생성한다. 각 TPC 명령은 (1) 제어 채널에 대한 송신 전력의 증가를 지시하는 UP 명령 또는 (2) 송신 전력 감소를 지시하는 DOWN 명령일 수 있다. 서빙 섹터(110x)는 순방향 링크(구름(570)) 상의 TPC 명령을 단말(120x)에 전송한다.
단말(120x)은 서빙 섹터(110x)로부터 순방향 링크 송신을 수신하여 처리하고 "수신" TPC 명령을 TPC 명령 프로세서(542)에 제공한다. 각 수신 TPC 명령은 서빙 섹터(110x)에 의해 전송된 TPC 명령의 잡음 버전이다. 프로세서(542)는 각 수신 TPC 명령을 검출하여 "TPC 결정"을 구하고, TPC 결정은 (1) 수신 TPC 명령이 UP 명령인 것으로 간주되면 UP 결정일 수도 있고 (2) 수신 TPC 명령이 DOWN 명령인 것으로 간주되면 DOWN 결정일 수 있다. 제어 채널 송신(TX) 전력 조정 유닛(544)은 TPC 명령 프로세서(542)로부터의 TPC 결정을 기초로 제어 채널에 대한 송신 전력 Pcch(n)을 조정한다. 예를 들어, 유닛(544)은 각 UP 결정에 대해 Pcch(n)을 ΔPcch ,up 상승 스텝만큼 증가시킬 수도 있고 각 DOWN 결정에 대해 Pcch(n)을 ΔPcch ,down 하강 스텝만큼 감소시킬 수도 있다. TX 데이터 프로세서/복조기(560)는 제어 채널에 대한 송신 전력을 유닛(544)에 의해 지시된 Pcch(n) 레벨로 설정한다. 제어 채널 상에서의 송신은 서빙 섹터(110x)에 전송된다.
통상적으로 시간에 따라, 특히 이동 단말에 대해 달라지는 역방향 링크(구름(540)) 상에서의 경로 손실, 페이딩 및 다중 경로 효과로 인해, 제어 채널에 대한 수신 SNR은 끊임없이 변동한다. 기준 루프(510)는 역방향 링크 채널 상태의 변화에 직면하여 수신 SNR을 목표 SNR로 또는 그 근처로 유지하고자 한다.
제 2 루프(520)는 섹터 간 및 섹터 내 간섭을 허용 가능한 레벨 내로 유지하는 동시에 데이터 채널에 가능한 한 높은 전력 레벨이 사용되도록 데이터 채널(또는 다른 어떤 트래픽 채널)에 대한 송신 전력을 조정한다. 제 2 루프(520)에 대해, OSI 값 프로세서(552)는 이웃 섹터(110a-110m) 및 가능하면 서빙 섹터(110x)에 의해 방송되는 OSI 값을 수신하여 처리한다. OSI 값 프로세서(552)는 섹터들로부터 검출된 OSI 값들을 송신 전력 변화량 조정 유닛(556)으로 제공한다. 채널 추정치(554)는 서빙 및 이웃 섹터로부터 파일럿을 수신하고 각 섹터에 대한 채널 이득을 추정하여 모든 섹터에 대한 추정된 채널 이득을 유닛(556)에 제공한다. 유닛(556)은 이웃 섹터들에 대한 채널 이득비를 결정하고 가장 강한 이웃 섹터를 식별한다. 유닛(556)은 상술한 바와 같이, 결합된 OSI 값, 또는 결합된 OSI 값과 가장 강한 이웃에 대한 채널 이득비 또는 결합된 채널 이득비를 기초로 데이터 채널에 대한 송신 전력 변화량 ΔP(n)을 추가로 조정한다. 유닛(556)은 프로세스(300 또는 400)를 구현할 수 있고, 확률론적 또는 결정론적 방식으로 또는 도 4a에 관해 논의한 바와 같이 ΔP(n)을 조정할 수 있다. 일반적으로, 유닛(556)은 임의의 개수의 섹터에 대한 검출된 OSI 값 및 /또는 다른 적절한 정보를 기초로 송신 전력 변화량 ΔP(n)을 조정할 수 있고, 임의의 수의 섹터는 서빙 및/또는 이웃 섹터를 포함할 수 있다.
데이터 채널 송신 전력 계산 유닛(558)은 기준 전력 레벨 Pref(n)으로서 사용되는 제어 채널 송신 전력 Pcch(n) 및 송신 전력 변화량 ΔP(n)을 수신한다. 유닛(558)은 Pcch(n) 및 ΔP(n)을 기초로 데이터 채널에 대한 송신 전력 Pdch(n)을 계산한다. 유닛(560)은 데이터 채널에 대한 송신 전력을 유닛(558)에 의해 지시된 Pdch(n) 레벨로 설정한다. 데이터 채널 상에서의 송신은 서빙 섹터(110x)로 전송된다. 데이터 및 제어 채널 상에서의 송신은 이웃 섹터(110a-110m)에 간섭을 일으킬 수 있다.
각 섹터(110)는 역방향 링크 상에서 단말로부터 송신을 수신하고 해당 섹터에 의해 관찰된 간섭을 추정하고, 측정된 간섭을 공칭 간섭 임계치와 비교하고, 이에 따라 비교 결과를 기초로 OSI 값을 설정하고, 순방향 링크 상에서 OSI 값을 방송한다.
기준 루프(510) 및 제 2 루프(520)는 동시에 동작할 수 있지만 서로 다른 레이트로 업데이트될 수 있으며, 루프(510)가 루프(520)보다 더 빠른 루프이다. 두 루프에 대한 업데이트 레이트는 원하는 전력 제어 성능을 달성하도록 선택될 수 있다. 예로서, 기준 루프(510)는 예를 들어 초당 150회의 속도로 업데이트될 수 있고, 제 2 루프는 예를 들어 초당 10 내지 20회의 속도로 업데이트될 수 있다. 기준 루프(510) 및 제 2 루프(520)는 제어 채널 및 데이터 채널 상에서 각각 전송된 송신에 대해 동작할 수 있다. 제어 및 데이터 채널에는 도 2에 나타낸 것과 같이 각 호프 구간에서 서로 다른 부반송파가 할당될 수 있다. 이 경우, 기준 루프(510) 및 제 2 루프(520)는 서로 다른 부반송파 상에서 전송된 송신에 동시에 동작할 수 있다. 제어 채널은 또한 (예를 들어 TDM 및/또는 CDM을 이용하여) 데이터 채널로 다중화되어 동일한 부반송파 상에서 전송될 수도 있다.
도 6은 제어 채널에 사용될 수 있는 전력 제어 메커니즘(600)을 나타낸다. (도 5의 기준 루프(510)에 사용될 수 있는) 전력 제어 메커니즘(600)은 내부 루프(610), 외부 루프(620) 및 제 3 루프(630)를 포함한다. 내부 루프(610)는 제어 채널에 대한 수신 SNR을 목표 SNR에 가능한 한 가깝게 유지하고자 한다. 내부 루프(610)에서, 서빙 섹터(110x)의 SNR 추정기(642)는 제어 채널에 대한 수신 SNR을 추정하여 수신 SNR을 TCP 명령 생성기(644)에 제공한다. 생성기(644)는 수신 SNR을 목표 SNR에 대해 비교하고 비교 결과를 기초로 TPC 명령을 생성한다. 서빙 섹터(110x)는 순방향 링크(구름(570)) 상의 TPC 명령을 단말(120x)에 전송한다. 단말(120x)은 도 5에 대해 상술한 바와 같이 서빙 섹터(110x)로부터 TPC 명령을 수신하고 처리하여 제어 채널에 대한 송신 전력을 조정한다.
데이터는 제어 채널 상에서 블록으로 전송될 수 있고, 각 데이터 블록은 블록 코드로 코딩되어 대응하는 코드워드(또는 코딩된 데이터 블록)를 얻을 수 있다. 제어 채널에 에러 검출 코드는 사용되지 않을 수도 있다. 이 경우, 서빙 섹터는 각 수신 코드워드에 대한 삭제 검출을 수행하여 코드워드가 삭제되는지 삭제되지 않는지를 결정할 수 있다. 삭제된 코드워드는 신뢰성 없는 것으로 간주되고 이에 따라 처리(예를 들어, 폐기)될 수 있다. 삭제 검출은 각 수신 코드워드에 대한 메트릭을 계산하고, 계산된 메트릭을 삭제 임계치에 대해 비교하여, 비교 결과를 기초로 수신 코드워드를 삭제 또는 미삭제로 선언함으로써 수행될 수 있다.
외부 루프(620)는 제어 채널에 대해 목표 삭제율 Prerasure가 달성되도록 목표 SNR을 조정한다. 목표 에러율은 수신 코드워드를 삭제로서 선언할 바람직한 확률(예를 들어, 10%)을 지시한다. 메트릭 연산 유닛(652)은 각 수신 코드워드에 대한 메트릭을 계산한다. 삭제 검출기(654)는 계산된 메트릭 및 삭제 임계치를 기초로 각 수신 코드워드에 대한 삭제 검출을 수행하고 수신된 코드워드의 상태(삭제 또는 미삭제)를 목표 SNR 조정 유닛(656)에 제공한다. 유닛(656)은 제어 채널에 대한 목표 SNR을 다음과 같이 조정한다:
Figure 112010006540044-pat00015
식(19)
여기서 SNRtarget(k)는 외부 루프 업데이트 간격 k에 대한 목표 SNR;
ΔSNRup은 목표 SNR에 대한 상승 스텝 사이즈;
ΔSNRdn은 목표 SNR에 대한 하향 스텝 사이즈이다.
ΔSNRup 및 ΔSNRdn 스텝 크기는 다음을 기초로 설정될 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00016
식(20)
제 3 루프(630)는 목표 조정 에러율 Prerror가 제어 채널에 달성될 수 있도록 삭제 임계치를 조정한다. 목표 조정 에러율은 수신 코드워드가 미삭제로 간주될 때 잘못 디코딩될 바람직한 확률을 지시한다. 작은 Prerror(예를 들어 1%)는 미삭제 코드워드에 대한 디코딩 결과의 높은 신뢰도에 대응한다. 서빙 섹터(110x)와 통신하는 단말(110x) 및/또는 다른 단말들은 제어 채널 상의 알려진 코드워드들을 주기적으로 또는 트리거될 때 전송한다. 유닛(652, 654)은 수신 코드워드에 대한 것과 동일한 방식으로 각각의 알려진 수신 코드워드에 대한 삭제 검출을 수행한다. 미삭제로 간주되는 각각의 알려진 수신 코드워드에 대해, 디코더(662)는 알려진 수신 코드워드를 디코딩하고 디코딩된 코드 블록이 정확한지 에러인지를 결정한다. 디코더(662)는 각각의 알려진 수신 코드워드의 상태를 제공하며, 이 상태는 삭제, "양호" 또는 "불량"일 수 있다. 양호한 코드워드는 미삭제로 간주되어 정확하게 디코딩되는 알려진 수신 코드워드이다. 불량 코드워드는 미삭제로 간주되지만 잘못 디코딩된 알려진 수신 코드워드이다. 삭제 임계치 조정 유닛(664)은 각각의 알려진 수신 코드워드의 상태를 기초로 다음과 같이 삭제 임계치를 조정한다:
Figure 112010006540044-pat00017
식(21)
여기서 THerasure(l)은 제 3 루프 업데이트 간격 l에 대한 삭제 임계치이다.
ΔTHup은 삭제 임계치에 대한 상승 스텝 사이즈;
ΔTHdn은 삭제 임계치에 대한 하향 스텝 사이즈이다.
식(21)은 더 낮은 삭제 임계치는 수신 코드워드가 삭제로 선언될 확률을 증가시킬 수 있게 한다.
ΔTHup 및 ΔTHdn 스텝 크기는 다음을 기초로 설정될 수 있다:
Figure 112010006540044-pat00018
식(22)
내부 루프(610), 외부 루프(620) 및 제 3 루프(630)는 통상적으로 서로 다른 레이트로 업데이트된다. 내부 루프(610)는 3개의 루프 중 가장 빠른 루프이고, 제어 채널에 대한 송신 전력이 특정 속도(예를 들어, 초당 150회)로 업데이트될 수 있다. 외부 루프(620)는 다음으로 빠른 루프이고, 목표 SNR은 제어 채널 상에서 코드워드가 수신될 때마다 업데이트될 수 있다. 제 3 루프(630)는 가장 느린 루프이고, 삭제 임계치는 제어 채널 상에서 알려진 코드워드가 수신될 때마다 업데이트될 수 있다. 3개의 루프에 대한 업데이트 속도는 삭제 검출에 대한 바람직한 성능 및 제어 채널에 대한 전력 제어를 달성하도록 선택될 수 있다. 전력 제어 메커니즘(600)은 "확고한 삭제 검출 및 삭제 레이트 기반 폐쇄 루프 전력 제어"라는 명칭으로 공동 양도된 미국 특허 출원 10/890,717호에 기술되어 있다.
간결성을 위해, 전력 제어의 다양한 형태에 대해 상기에는 특정 실시예가 설명되었다. 본원에 제공된 설명을 기초로 많은 다른 실시예가 유도될 수도 있다. 아래에 몇 가지 예가 주어진다.
시스템의 모든 단말에 동일한 범위의 허용 가능한 송신 전력 변화량 [ΔPmin, ΔPm ax]가 사용될 수 있다. 서로 다른 단말에, 예를 들어 이들의 위치에 따라 서로 다른 범위 [ΔPmin, ΔPmax]가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 가장 강한 이웃 섹터들에 대해 더 작은 채널 이득비를 갖는 단말들은 서빙 섹터에 더 가깝게 위치하는 단말들보다 더 작은 범위의 송신 전력 변화량(예를 들어 ΔPmin는 동일하지만 ΔPmax는 더 작은)을 사용할 수 있다.
데이터 채널 송신 전력 Pdch(n)을 유도하는데 사용되는 기준 전력 레벨 Pref(n)은 상술한 바와 같이 다른 전력 제어된 채널에 대한 송신 전력으로 설정될 수 있다. 기준 전력 레벨은 다른 방식으로 구해질 수도 있으며, 예를 들어 서빙 섹터에 대한 채널 이득을 기초로 추정될 수도 있다. 데이터 채널 송신 전력은 송신 전력 변화량을 이용하는 대신 직접 조정될 수도 있다. 서빙 섹터는 데이터 채널 송신 전력이 허용 가능한 범위 내에 있는지를 단말에 알리기 위한 피드백을 제공할 수 있다.
각 섹터는 섹터에 의해 관찰된 간섭이 예를 들어 주파수 호핑에 의해 랜덤화된다면 모든 단말에 간섭 채널을 방송할 수 있다. 섹터가 더 많은 특정 간섭 정보를 갖는다면, 단말의 송신 전력은 이 정보를 이용하는 방식으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 각 단말에는 (주파수 호핑 없이) 데이터 송신을 위해 하나 이상의 특정 부반송파가 할당될 수 있다. 섹터는 서로 다른 부반송파 상에서 서로 다른 양의 간섭을 관찰할 수 있다. 상당량의 간섭을 일으키는 단말들은 구체적으로 각자 할당된 부반송파를 기초로 식별될 수 있으며, 이들 단말에 대한 송신 전력은 그에 따라 감소할 수 있다.
각 단말에 지원되는 데이터 레이트는 데이터 채널에 대한 수신 SNR에 의해 결정된다. 상술한 실시예에 대한 이 수신 SNR은 (1) 기준 전력 레벨에 관련된 목표 SNR 및 (2) 단말에 의해 사용되는 송신 전력 변화량 ΔP(n)에 좌우된다. 송신 전력 변화량은 상술한 바와 같이 서빙 섹터로부터의 어떤 입력도 없이 단말에 의해 자율적으로 조정될 수 있다. 단말은 송신 전력 변화량, 데이터 채널에 대한 수신 SNR, 데이터 채널에 지원되는 데이터 레이트 또는 등가 정보를 서빙 섹터로 전송할 수 있다. 단말은 또한 단말이 현재 송신 전력 변화량, 바람직한 서비스 품질(Qos), 버퍼 크기 등으로 지원할 수 있는 최대 부반송파 수 Nsb ,max(n)을 전송할 수도 있다. 시그널링 양을 줄이기 위해, 단말은 데이터 채널에 대한 대역 내 시그널링 등에 의해 작은 업데이트 간격마다 ΔP(n) 및 Nsb ,max(n)을 전송할 수 있다.
서빙 섹터에서의/서빙 섹터에 대한 스케줄러는 단말에 의해 보고되는 모든 정보를 사용하여 단말에 자원을 할당하고 역방향 링크 상에서의 데이터 전송을 위해 단말을 스케줄링할 수 있다. 스케줄러는 Nsb ,max(n)개의 부반송파, Nsb ,max(n) 미만의 부반송파, 또는 Nsb ,max(n)보다 많은 부반송파를 단말에 할당할 수 있다. 스케줄러가 Nsb ,max(n)보다 많은 부반송파를 할당한다면, 단말은 이에 따라 송신 전력 변화량을 줄일 수 있다. 예를 들어, 2Nsb ,max(n)개의 부반송파가 할당된다면, ΔP(n)은 2의 인수만큼 하향 스케일링될 수 있다.
전력 제어는 상술한 바와 같이 단말이 서빙 섹터 및 이웃 섹터들로부터 얻은 각종 정보를 기초로 각 단말에 의해 수행될 수 있다. 전력 제어는 또한 섹터와 통신하는 모든 단말에 대해 각 섹터에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 각 섹터는 각 이웃 섹터에 대한 간섭 보고(예를 들어, OSI 값)를, 예를 들어 섹터들 또는 단말로부터의 송신들 간의 시그널링에 의해 얻을 수 있다. 각 섹터는 또한 서빙 및 이웃 섹터에 대해 각 단말에 의해 결정된 채널 이득을 얻을 수 있다. 각 섹터는 해당 단말에 적용 가능한 간섭 보고 및 채널 이득을 기초로 각 단말에 대한 송신 전력 변화량을 계산할 수 있고 송신 전력 델타를 단말에 전송할 수 있다. 각 단말은 서빙 섹터로부터 수신된 송신 전력 변화량을 이용하여 송신 전력을 조정할 수 있다. 대안으로, 각 섹터는 각 단말에 대한 송신 전력을 계산하여 전송할 수 있다. 각 섹터와 통신하는 모든 단말에 대한 송신 전력 변화량의 이용 가능성은 단말들에 대한 스케줄링을 신속히 처리할 수 있다.
여기서 설명한 기술들은 다양한 타입의 트래픽 채널(예를 들어, 데이터 및 제어 채널)의 전력 제어에 사용될 수 있다. 이들 기술은 하이브리드 자동 재전송(H-ARQ) 방식에도 잘 맞는다. H-ARQ에 의해, 코딩된 각 패킷은 다수(Nbl)의 부블록으로 분할되고, 코딩된 패킷에 대해 한 번에 하나의 부블록이 전송된다. 소정 코딩 패킷에 대한 각 부블록이 역방향 링크를 통해 수신될 때, 서빙 섹터는 패킷에 대해 수신된 모든 부블록을 기초로 패킷의 디코딩 및 복원을 시도한다. 서빙 섹터는 부블록이 수신 SNR이 낮을 때는 디코딩에 유용하지만 수신 SNR이 높을 때는 필요하지 않을 수도 있는 여분의 정보를 포함하기 때문에 부분 송신을 기초로 패킷을 복원할 수 있다. 서빙 섹터는 패킷이 정확하게 디코딩된다면 승인(ACK)을 전송하고 단말은 ACK 수신시 패킷의 송신을 일찍 종료할 수 있다.
H-ARQ에 의해, 각각의 코딩된 패킷은 정확히 디코딩될 때까지 가변 시간으로 전송될 수 있다. 패킷 에러율(PER)을 기초로 데이터 채널에 대한 수신 SNR을 조종하는 종래의 전력 제어 메커니즘은 코딩된 각 패킷에 대해 수신된 Nbl개의 모든 부블록으로 목표 PER이 달성되도록 데이터 채널에 대한 송신 전력을 낮은 레벨로 감소시키게 된다. 이는 시스템 스루풋을 심각하게 감소시킬 수 있다. 여기서 설명하는 기술들은 H-ARQ에 의해 지원되는 가변 듀레이션 송신에도 높은 송신 전력 레벨이 사용될 수 있게 한다.
도 7은 단말(120x), 서빙 섹터(110x) 및 이웃 섹터(110a)의 실시예의 블록도를 나타낸다. 역방향 링크 상의 단말(120x)에서, TX 데이터 프로세서(710)는 역방향 링크(RL) 트래픽 데이터를 처리(예를 들어, 코딩, 인터리빙 및 변조)하여 트래픽 데이터에 대한 변조 심벌을 제공한다. TX 데이터 프로세서(710)는 또한 제어기(720)로부터의 제어 데이터(예를 들어, 채널 품질 표시자)를 처리하여 제어 데이터에 대한 변조 심벌을 제공한다. 변조기(MOD; 712)는 트래픽 및 제어 데이터에 대한 변조 심벌 및 파일럿 심벌을 처리하여 복소값 칩들의 시퀀스를 제공한다. TX 데이터 프로세서(710) 및 변조기(712)에 의한 처리는 시스템에 좌우된다. 변조기(712)는 시스템이 OFDM을 이용한다면 OFDM 변조를 수행할 수 있다. 송신기 유닛(TMTR; 714)은 칩 시퀀스를 조정(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환)하여 역방향 링크 신호를 생성하고, 이 신호는 듀플렉서(D; 716)를 통해 라우팅되어 안테나(718)에 의해 전송된다.
서빙 섹터(110x)에서는, 단말(120x)로부터의 역방향 링크 신호가 안테나(752x)에 의해 수신되고 듀플렉서(754x)를 통해 라우팅되어 수신기 유닛(RCVR; 756x)에 제공된다. 수신기 유닛(756x)은 수신된 신호를 조정(예를 들어, 필터링, 증폭 및 주파수 하향 변환)하고 또 조정된 신호를 디지털화하여 데이터 샘플 스트림을 얻는다. 복조기(DEMOD; 758x)는 데이터 샘플을 처리하여 심벌 추정치를 구한다. 수신(RX) 데이터 프로세서(760x)는 심벌 추정치를 처리(예를 들어, 디인터리빙 및 디코딩)하여 단말(120x)에 대한 디코딩된 데이터를 구한다. RX 데이터 프로세서(760x)는 또한 삭제 검출을 수행하여 제어기(770x)에 전력 제어에 사용되는 각 수신된 코드워드의 상태를 제공한다. 복조기(758x) 및 RX 데이터 프로세서(760x)에 의한 처리는 각각 변조기(712) 및 TX 데이터 프로세서(710)에 의해 수행되는 처리와 상보적이다.
순방향 링크 송신에 대한 처리는 역방향 링크에 대해 상술한 것과 비슷하게 수행될 수 있다. 역방향 링크 및 순방향 링크 송신에 대한 처리는 통상적으로 시스템에 의해 지정된다.
역방향 링크 전력 제어의 경우, 서빙 섹터(110x)에서 SNR 추정기(774x)가 단말(120x)에 대한 수신 SNR을 추정하여 수신 SNR을 TPC 명령(cmd) 생성기(776x)에 제공한다. 생성기(776x)는 또한 목표 SNR을 수신하여 단말(120x)에 대한 TPC 명령을 생성한다. TPC 명령은 TX 데이터 프로세서(782x) 및 변조기(784x)에 의해 처리되며, 송신기 유닛(786x)에 의해 조정되고 듀플렉서(754x)를 통해 라우팅되어 안테나(752x)에 의해 단말(120x)에 전송된다. 이웃 섹터(110a)에서, 간섭 추정기(774a)는 섹터에 의해 관찰되는 간섭을 추정하고 측정된 간섭을 OSI 값 생성기(776a)에 제공한다. 생성기(776a)는 또한 공칭 간섭 임계치를 수신하고 섹터(110a)에 대한 OSI 값을 생성한다. OSI 값은 처리되어 시스템의 단말들에 방송된다. 생성기(776a)는 또한 패닉 비트 또는 다른 어떤 타입의 간섭 보고를 생성할 수도 있다.
단말(120x)에서, 서빙 및 이웃 섹터로부터의 순방향 링크 신호는 안테나(718)에 의해 수신된다. 수신된 신호는 듀플렉서(716)를 통해 라우팅되며 수신기 유닛(740)에 의해 조정 및 디지털화되고, 복조기(742) 및 RX 데이터 프로세서(744)에 의해 처리되어 수신된 TPC 명령 및 수신된 OSI 값을 구한다. 복조기(742) 내의 채널 추정기는 각 섹터에 대한 채널 이득을 추정한다. TPC 프로세서(724)는 수신된 TPC 명령을 검출하여 TPC 결정을 구하고, 이는 제어 채널에 대한 송신 전력의 업데이트에 사용된다. TPC 프로세서(724)는 또한 상술한 바와 같이 이웃 섹터들에 대한 수신 OSI 값, 서빙 및 이웃 섹터들에 대한 채널 이득 및 데이터 및 제어 채널에 대한 송신 전력을 기초로 데이터 채널에 대한 송신 전력을 조정한다. TPC 프로세서(724)(또는 제어기(720)는 도 4의 프로세스(300) 또는 도 4b의 프로세스(400)를 구현할 수 있다. TPC 프로세서(724)는 제어 및 데이터 채널에 대한 송신 전력 조정 제어를 제공한다. 프로세서(710) 및/또는 복조기(712)는 TPC 프로세서(724)로부터 제어를 수신하고 제어 및 데이터 채널에 대한 송신 전력을 조정한다.
제어기(720, 770x, 770a)는 각각 단말(120x)과 섹터(110x, 110a) 내의 각종 처리 유닛의 동작을 지시한다. 이들 제어기는 또한 역방향 링크에 대한 전력 제어를 위한 각종 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어기(720, 770x)는 단말(120x) 및 섹터(110x) 각각에 대해 도 5 및 도 6에 나타낸 처리 유닛, 및 도 3, 도 4a 및 도 4b에 관해 설명한 프로세스를 구현할 수 있다. 메모리 유닛(722, 772x, 772a)은 각각 제어기(720, 770x, 770a)에 대한 데이터 및 프로그램 코드를 저장한다. 스케줄러(780x)는 서빙 섹터(110x)로/서빙 섹터(110x)로부터의 데이터 송신을 위해 단말들을 스케줄링한다.
여기서 설명한 전력 제어 기술은 다양한 수단으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 기술들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현의 경우, 전력 제어의 수행에 사용되는 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 장치(DSPD), 프로그래밍 가능 로직 장치(PLD), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서, 여기서 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현의 경우, 여기서 설명한 기술들은 여기서 설명한 기능들을 수행하는 모듈(예를 들어, 프로시저, 함수 등)로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(예를 들어, 도 7의 메모리 유닛(772))에 저장될 수도 있고 프로세서(예를 들어, 제어기(770))에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부에 또는 프로세서 외부에 구현될 수 있으며, 이 경우 당업계에 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
개시된 실시예들의 상기 설명은 당업자들이 본 발명을 제작하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형이 당업자들에게 명백하며, 본원에 정의된 일반 원리들은 본 발명의 진의 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 여기에 나타낸 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위에 따르는 것이다.

Claims (36)

  1. 서빙(serving) 섹터에 의해 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법으로서,
    적어도 2개의 섹터들에 대해, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 의해 관찰된 간섭의 표시를 얻는 단계 ― 상기 적어도 2개의 섹터들 각각은, 상기 무선 단말에 의해 전송된 데이터 송신을 수신하도록 지정되지 않은 이웃 섹터 또는 상기 무선 단말에 의해 전송된 데이터 송신을 수신하도록 지정된 상기 서빙 섹터임 ―;
    상기 적어도 2개의 섹터들로부터 수신된 각각의 간섭 표시를 결합하는 단계; 및
    상기 결합된 표시들을 기초로 상기 데이터 송신을 위한 송신 전력을 조정하는 단계를 포함하며,
    상기 표시는, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대해, 상기 섹터들에 의해 관찰된 간섭이 제 1 간섭 임계치를 초과하는지, 제 1 간섭 임계치와 동일한지, 또는 제 1 간섭 임계치 미만인지를 표시하는 제 1 비트를 포함하는,
    무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시는, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대해, 상기 섹터들에 의해 관찰된 간섭이 상기 제 1 간섭 임계치보다 높은 제 2 간섭 임계치를 초과하는지 여부를 표시하는 제 2 비트를 더 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계는, 각 표시를 가중(weighting)하는 단계를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가중하는 단계는, 상기 서빙 섹터에 대한 각 섹터의 채널 이득 관계를 기초로 가중하는 단계를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 서빙 섹터는 역방향 링크 서빙 섹터를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    각 표시에 대한 임계치를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 가중하는 단계는 상기 채널 이득 관계에 따라 각 임계치를 가중하는 단계를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대한 채널 이득들은 각각 상기 섹터들로부터 수신된 파일럿들을 기초로 추정되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 송신 전력을 조정하는 단계는, 상기 결합된 표시 및 조정되는 확률을 기초로 조정하는 단계를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 섹터 각각에 대한 상기 채널 이득 관계들을 기초로 상기 송신 전력을 상향 또는 하향 조정하기 위한 확률을 결정하는 단계를 더 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 확률은, 추가적으로 상기 데이터 송신을 위한 송신 전력의 현재 레벨을 기초로 결정되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 송신 전력은, 일정 크기의 스텝으로 상기 결정된 확률에 따라 조정되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 채널 이득 관계들을 기초로 상기 송신 전력을 조정할 스텝 크기를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 조정하는 단계는 상기 결합된 표시들 및 상기 스텝 크기를 기초로 조정하는 단계를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스텝 크기는, 추가적으로 상기 데이터 송신을 위한 상기 송신 전력의 현재 레벨을 기초로 결정되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하는 방법.
  15. 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치로서,
    적어도 2개의 섹터들에 대해, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 의해 관찰된 간섭의 표시를 얻고 ― 상기 적어도 2개의 섹터들 각각은 상기 무선 단말에 의해 전송된 데이터 송신을 수신하도록 지정되지 않은 이웃 섹터 또는 상기 무선 단말에 의해 전송된 데이터 송신을 수신하도록 지정된 서빙 섹터임 ― 상기 적어도 2개의 섹터들로부터 수신되는 간섭 표시 각각을 결합하는 것에 기초하여 데이터 송신에 대한 송신 전력을 조정하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결된 메모리를 포함하며,
    상기 표시는, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대해, 상기 섹터들에 의해 관찰되는 간섭이 제 1 간섭 임계치를 초과하는지, 제 1 간섭 임계치와 동일한지, 또는 제 1 간섭 임계치 미만인지를 표시하는 제 1 비트를 포함하는,
    무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 표시는, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대해, 상기 섹터들에 의해 관찰된 간섭이 상기 제 1 간섭 임계치보다 높은 제 2 간섭 임계치를 초과하는지 여부를 표시하는 제 2 비트를 더 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서는 각 표시를 가중함으로써 결합하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 서빙 섹터에 대한 각 섹터의 채널 이득 관계를 기초로 가중하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 서빙 섹터는 역방향 링크 서빙 섹터를 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세서는 각 표시에 대한 임계치를 결정하고 상기 채널 이득 관계에 따라 각 임계치를 가중하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 결합된 표시 및 조정되는 확률을 기초로 상기 송신 전력을 조정하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대한 상기 채널 이득 관계를 기초로 상기 송신 전력을 상향 또는 하향 조정하기 위한 확률을 결정하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터 송신을 위한 송신 전력의 현재 레벨을 기초로 상기 확률을 결정하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서는 일정 크기의 스텝으로 상기 결정된 확률에 따라 상기 송신 전력을 조정하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 프로세서는 스텝 크기를 결정하고, 상기 결합된 표시들 및 상기 스텝 크기를 기초로 조정하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터 송신을 위한 송신 전력의 현재 레벨을 기초로 상기 스텝 크기를 결정하도록 구성되는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  28. 무선 통신 시스템에서 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치로서,
    적어도 2개의 섹터들에 대해, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 의해 관찰된 간섭 표시를 얻기 위한 수단 ― 상기 적어도 2개의 섹터들 각각은 상기 무선 단말에 의해 전송되는 데이터 송신을 수신하도록 지정되지 않은 이웃 섹터 또는 상기 무선 단말에 의해 전송되는 상기 데이터 송신을 수신하도록 지정된 서빙 섹터임 ―;
    상기 적어도 2개의 섹터들로부터 수신된 각각의 간섭 표시를 결합하기 위한 수단; 및
    상기 결합된 표시들을 기초로 상기 데이터 송신을 위한 송신 전력을 조정하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 표시는, 상기 적어도 2개의 섹터들 각각에 대해, 상기 섹터들에 의해 관찰되는 간섭이 제 1 임계치를 초과하는지, 제 1 임계치와 동일한지, 또는 제 1 임계치 미만인지를 표시하는 제 1 비트를 포함하는,
    무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  29. 삭제
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 표시는, 상기 적어도 두 개의 섹터들 각각에 대해, 상기 섹터들에 의해 관찰되는 간섭이 상기 제 1 간섭 임계치보다 높은 제 2 간섭 임계치를 초과하는지 여부를 표시하는 제 2 비트를 더 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 결합하기 위한 수단은, 각 표시를 가중하기 위한 수단을 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 가중하기 위한 수단은, 상기 서빙 섹터에 대한 각 섹터의 채널 이득 관계를 기초로 가중하기 위한 수단을 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    각 표시에 대한 임계치를 결정하기 위한 수단을 더 포함하며, 상기 가중하기 위한 수단은 상기 채널 이득 관계에 따라 각 임계치를 가중하기 위한 수단을 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  34. 제 32 항에 있어서,
    수신되는 파일럿들을 기초로 채널 이득을 추정하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 송신 전력을 조정하기 위한 수단은, 상기 결합된 표시 및 조정되는 확률을 기초로 조정하기 위한 수단을 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
  36. 제 32 항에 있어서,
    상기 송신 전력을 조정하기 위한 수단은, 상기 채널 이득 관계들을 기초로 상기 송신 전력을 조정하기 위한 스텝 크기를 결정하고, 상기 결합된 표시들 및 상기 스텝 크기를 기초로 조정하기 위한 수단을 포함하는, 무선 단말에 대한 전력 제어를 수행하도록 동작가능한 장치.
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