KR20000021097A - 씨디엠에이 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력제어방법 - Google Patents

씨디엠에이 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CDMA 방식을 적용한 이동통신 시스템내 이동국에서 측정한 파일롯 채널의 신호 세기에 따라 페이징 채널의 송신전력을 조절하여 이동국으로 페이징 채널을 전송할 수 있도록 한 CDMA 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법에 관한 것으로, 이동국이 기지국의 파일롯 채널 세기를 측정하고, 이 측정된 세기의 값을 비트 데이터로 변환하며, 이 변환된 데이터를 메모리에 저장한 후, 엑세스 시도시 엑세스 채널의 메시지 포맷에 상기 저장된 데이터를 삽입한 후 엑세스 채널을 기지국으로 전송하면, 기지국이 이동국의 엑세스 채널의 데이터 포맷에서 파일롯 채널 세기에 관련된 데이터를 추출하고, 이 추출된 파일롯 채널 세기에 따라 페이징 채널의 송신전력을 계산하며, 페이징 채널에 할당된 디지털 이득을 조정하여 페이징 채널의 송신전력을 상기 계산된 송신전력에 맞게 조절한 후 이동국으로 페이징 채널을 전송하고, 이때 이동국으로부터 응답이 없으면 기설정된 증가분만큼 송신전력을 증가시킨 후 페이징 채널을 재전송하며, 이동국으로부터 응답이 있으면 이동국과 기지국간의 호 시도 성공으로 트래픽 데이터의 송수신을 수행하도록 함을 특징으로 하며, 이와 같이 기지국에서 이동국이 필요로 하는 만큼의 페이징 채널 전력을 전송하므로 불필요하게 과다한 전력을 전송할 필요가 없어 기지국의 자원인 전력을 경제적으로 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

씨디엠에이 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법
본 발명은 디지털 셀룰러 시스템(Digital Cellular System ; 이하, 'DCS'라 칭함) 또는 개인 휴대통신 시스템(Personal Communication System ; 이하, 'PCS'라 칭함) 등의 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access ; 이하, 'CDMA'라 칭함) 방식을 적용한 이동통신 시스템에 있어서, 이동국에서 측정한 기지국 파일롯 채널(Pilot Channel)의 신호 세기에 따라 기지국 페이징 채널(Paging Channel)의 송신전력을 조절하여 이동국으로 페이징 채널을 전송할 수 있도록 한 CDMA 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 CDMA 방식을 적용한 DCS 또는 PCS 등의 이동통신 시스템은 공간의 전파를 이용하여 언제, 어디서, 누구와도 통신할 수 있는 이동체 상호간 또는 이동체와 고정체간의 통신으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 불특정 지역을 이동하는 이동국(1)과, 이 이동국(1)과 메시지를 송수신하고 무선자원을 관리하는 기지국(2)과, 이 기지국(2)을 제어하고 기지국(2)과 메시지를 송수신하는 제어국(3)과, 이 제어국(3), 타국 및 타망과 연동하여 스위칭 역할을 수행하는 교환국(4)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서는 이동국(1)에서 기지국(2)으로의 전송 채널인 순방향 CDMA 채널과 기지국(2)에서 이동국(1)으로의 전송 채널인 역방향 CDMA 채널이 존재하게 되는데, 이때 순방향 CDMA 채널은 1개의 파일롯 채널, 1개의 동기 채널, 최대 7개의 페이징 채널, 다수의 트래픽(Traffic) 채널로 구성되며, 역방향 CDMA 채널은 다수의 엑세스 채널(Access Channel)과 트래픽 채널로 구성된다.
상기 순방향 CDMA 채널내 파일롯 채널은 기지국(2)에 의해 기지국(2)내의 모든 이동국(1)에게 전달되는 무변조 신호로서 이동국(1)이 순방향 CDMA 채널의 타이밍을 포착하도록 하며 코히런트(Coherent) 변조를 위한 기준 위상을 제공하고, 동기 채널은 기지국(2)내의 모든 이동국(1)이 기지국(2)과의 초기 시간 동기를 맞추는데 사용하는 신호이며, 페이징 채널은 기지국(2)에서 이동국(1)으로 오버헤드(Overhead), 페이징, 명령, 채널 할당 등의 메시지를 전달하는 신호이다.
그리고 역방향 CDMA 채널내 엑세스 채널은 이동국(1)이 기지국(2)과의 통신에서 등록 및 통화 개시에 따른 초기화 및 상기 순방향 CDMA 채널내 페이징 채널에 응답하는데 사용하는 신호이다.
상기 순방향/역방향 CDMA 채널내 트래픽 채널은 이동국(1)과 기지국(2)간의 실제적인 통화 서비스를 위해 사용하는 신호이다.
이러한 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서는 상기와 같은 순방향 CDMA 채널과 역방향 CDMA 채널을 통해 엑세스 및 호를 시도하여 트래픽 데이터를 송수신하게 된다.
즉, 호 준비 상태시 이동국(1)은 기지국(2)에서 전송되는 파일롯 채널의 신호 세기를 계속해서 측정하며, 이후 이동국(1)이 엑세스 채널을 사용하여 기지국(2)으로 호 시도를 하고자 할 경우에는 이 엑세스 채널과 함께 상기 측정된 파일롯 채널의 신호 세기를 기지국(2)으로 전송한다.
이어, 기지국(2)은 이동국(1)으로부터 기지국(2)의 파일롯 채널 세기를 전송받아 이동국(1)의 호 시도를 인식하고, 이에 따라 호 시도를 한 이동국(1)으로 페이징 채널을 전송한다.
이후, 기지국(2)은 이동국(1)으로부터 페이징 채널을 전송받았음을 알리는 응답을 전송받는 대로 이동국(1)으로 동기를 맞추기 위한 널(Null) 트래픽을 전송하고, 이어 호 전송 준비가 완료된 이동국(1)이 기지국(2)으로 트래픽 데이터를 전송하면 호 시도는 성공하게 되고, 이에 따라 이동국(1)과 기지국(2)간에는 트래픽 데이터를 송수신할 수 있게 된다.
그러나, 상기와 같은 과정에 있어서, 종래에는 원활한 통신을 위해 기지국(2)에서 전송되는 페이징 채널의 송신전력이 셀 경계지역에 맞추어져 고정되어 있어, 이동국(1)의 호 시도를 인식한 기지국(2)이 기지국(2)에서 가까운 곳에 위치한 이동국(1)이나 셀 경계지역에 위치한 이동국(1) 모두 동일한 전력을 갖는 페이징 채널을 전송하였다.
이에 따라, 이동국(1)이 기지국(2) 근처에 가깝게 위치해 있는 경우에도 기지국(2)에서는 페이징 채널을 위해 불필요하게 과다한 전력을 전송하므로, 기지국의 자원인 전력을 비효율적으로 사용하게 됨은 물론 기지국(2)의 트래픽 채널 용량이 줄어들게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 CDMA 방식의 이동통신 시스템내 이동국에서 측정한 기지국 파일롯 채널의 신호 세기에 따라 기지국 페이징 채널의 송신전력을 조절하여 기지국과 가까운 곳에서 호를 시도한 이동국에는 적은 전력으로 페이징 채널을 전송하고, 기지국과 먼 곳에서 호를 시도한 이동국에서는 높은 전력으로 페이징 채널을 전송할 수 있도록 한 CDMA 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법을 제공하는 데에 있다.
도 1은 일반적인 씨디엠에이 이동통신 시스템의 블록 구성도,
도 2는 파일롯 채널을 수신하고 엑세스 채널을 송신하기 위한 이동국의 블록 구성도,
도 3은 엑세스 채널을 수신하고 페이징 채널을 송신하기 위한 기지국의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 의한 파일롯 채널 수신시 신호 세기 측정 및 엑세스 채널을 송신하기 위한 이동국의 동작 흐름도,
도 5는 본 발명에 의한 엑세스 채널 수신시 페이징 채널 전력 제어 및 페이징 채널을 송신하기 위한 기지국의 동작 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,20 : 수신부 11,21 : 복조기
12 : 파일롯 채널 세기 측정부 13 : 데이터 변환부
14 : 메모리 15 : 인코더
16 : 인터리버 17 : 데이터 삽입부
18,26 : 변조기 19,27 : 송신부
22 : 데이터 추출부 23 : 디인터리버
24 : 디코더 25 : 제어 프로세서
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CDMA 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법은, 이동국이 기지국의 파일롯 채널 세기를 측정하고, 이 측정된 세기의 값을 비트 데이터로 변환하며, 이 변환된 데이터를 메모리에 저장한 후, 엑세스 시도시 엑세스 채널의 메시지 포맷에 상기 저장된 데이터를 삽입한 후 엑세스 채널을 기지국으로 전송하면, 기지국이 이동국의 엑세스 채널의 데이터 포맷에서 파일롯 채널 세기에 관련된 데이터를 추출하고, 이 추출된 파일롯 채널의 신호 세기에 따라 페이징 채널의 송신전력을 계산하며, 페이징 채널에 할당된 디지털 이득을 조정하여 페이징 채널의 송신전력을 상기 계산된 송신전력에 맞게 조절한 후 이동국으로 페이징 채널을 전송하고, 이때 이동국으로부터 응답이 없으면 기설정된 증가분만큼 송신전력을 증가시킨 후 페이징 채널을 재전송하며, 이동국으로부터 응답이 있으면 이동국과 기지국간의 호 시도 성공으로 트래픽 데이터의 송수신을 수행하도록 함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 CDMA 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법을 상세히 설명한다.
도 2는 파일롯 채널을 수신하고 엑세스 채널을 송신하기 위한 이동국(1)의 블록 구성도로서, 기지국(2)으로부터 전송되는 파일롯 채널 등의 순방향 CDMA 채널을 수신하는 수신부(10)와, 상기 수신부(10)에서 수신한 순방향 CDMA 채널을 복조하는 복조기(11)와, 상기 복조기(11)에서 복조된 순방향 CDMA 채널중 파일롯 채널의 신호 세기를 측정하는 파일롯 채널 세기 측정부(12)와, 상기 파일롯 채널 세기 측정부(12)에서 측정된 파일롯 채널 세기의 값을 비트 데이터로 변환하는 데이터 변환부(13)와, 상기 데이터 변환부(13)에서 변환된 데이터를 일정 횟수만큼 저장하는 메모리(14)와, 이동국(1)에서 출력되는 엑세스 채널을 인코딩하는 인코더(Encoder)(15)와, 상기 인코더(15)에서 인코딩된 엑세스 채널과 다른 순방향 CDMA 채널을 인터리빙하는 인터리버(Interleaver)(16)와, 상기 인터리버(16)에서 인터리빙된 엑세스 채널의 메시지 포맷에 상기 메모리(14)에 저장된 데이터를 삽입하는 데이터 삽입부(17)와, 상기 데이터 삽입부(17)를 통해 출력되는 엑세스 채널 데이터를 변조하는 변조기(18)와 상기 변조기(18)에서 변조된 엑세스 채널 데이터를 기지국(2)으로 송신하는 송신부(19)로 구성된다.
도 3은 엑세스 채널을 수신하고 페이징 채널을 송신하기 위한 기지국(2)의 블록 구성도로서, 이동국(1)으로부터 전송되는 엑세스 채널 등의 역방향 CDMA 채널을 수신하는 수신부(20)와, 상기 수신부(20)에서 수신한 역방향 CDMA 채널을 복조하는 복조기(21)와, 상기 복조기(21)에서 복조된 역방향 CDMA 채널중 엑세스 채널의 메시지 포맷에서 이동국(1)이 측정한 파일롯 채널의 신호 세기에 관련된 데이터를 추출하는 데이터 추출부(22)와, 상기 데이터 추출부(22)를 통과한 역방향 CDMA 채널중에서 엑세스 채널을 디인터리빙하는 디인터리버(Deinterleaver)(23)와, 상기 디인터리버(23)에서 디인터리빙된 엑세스 채널을 디코딩하는 디코더(Decoder)(24)와, 상기 데이터 추출부(22)에서 추출된 파일롯 채널의 신호 세기에 관련된 데이터를 이용하여 페이징 채널의 송신전력을 계산하고, 페이징 채널에 할당된 디지털 이득을 조정하여 페이징 채널의 송신전력을 상기 계산된 송신전력에 맞게 조절하는 제어 프로세서(Control Processor)(25)와, 상기 제어 프로세서(25)에서 조절된 페이징 채널의 송신전력에 따른 페이징 채널 데이터를 변조하는 변조기(26)와, 상기 변조기(26)에서 변조된 페이징 채널 데이터를 이동국(1)으로 송신하는 송신부(27)로 구성된다.
도 4는 본 발명에 의한 파일롯 채널 수신시 신호 세기 측정 및 엑세스 채널을 송신하기 위한 이동국(1)의 동작 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 의한 엑세스 채널 수신시 페이징 채널 전력 제어 및 페이징 채널을 송신하기 위한 기지국(2)의 동작 흐름도이다.
상기와 같은 구성에서 동작되는 본 발명에 의한 CDMA 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
유휴상태시, 이동국(1)은 수신부(10) 및 복조기(11)를 통해 기지국(2)에서 전송되는 파일롯 채널을 수신하고, 파일롯 채널 세기 측정부(12)를 통해 수신된 파일롯 채널의 신호 세기를 계속해서 측정한다(S1).
이때, 이동국(1)은 상기 파일롯 채널 세기 측정부(12)가 측정한 파일롯 채널 중에서 그 신호 세기가 가장 센 파일롯 채널을 전송하는 기지국(2)을 활성 기지국으로 인식하게 된다.
이어, 이동국(1)내 데이터 변환부(13)를 통해 상기 단계(S1)에서 파일롯 채널 세기 측정부(12)가 측정한 신호 세기가 가장 센 파일롯 채널의 세기 값을 비트 데이터로 변환하고(S2), 이 변환된 데이터를 메모리(14)에 일정 횟수만큼 저장한다(S3).
이후, 이동국(1)이 기지국(2)으로 엑세스 시도를 할 경우라면(S4), 이동국(1)내 인코더(15) 및 인터리버(16)를 통과한 엑세스 채널의 메시지 포맷에 상기 메모리(14)에 저장된 데이터를 삽입한 후(S5), 변조기(18) 및 송신부(19)를 통해 변조한 다음 엑세스 채널을 기지국(2)으로 전송한다(S6).
상기와 같이 이동국(1)이 엑세스 채널에 파일롯 채널의 신호 세기에 관련된 데이터를 삽입하여 기지국(2)으로 전송하면, 기지국(2)은 수신부(20) 및 복조기(21)를 통해 이동국(2)에서 전송되는 엑세스 채널을 수신하고, 데이터 추출부(22)를 통해 상기 수신된 엑세스 채널의 데이터 포맷에서 파일롯 채널의 신호 세기에 관련된 데이터를 추출한다(S11).
이어, 기지국(2)내 제어 프로세서(25)는 상기 단계(S11)에서 데이터 추출부(22)가 추출한 파일롯 채널의 신호 세기에 관련된 데이터, 즉 파일롯 채널 세기에 따라서 이동국(1)으로 전송할 페이징 채널의 송신전력을 추정한다(S12).
즉, DCS인 경우에는(S13) 수학식 1을 통해 페이징 채널의 평균 송신전력을 계산하고(S14), PCS인 경우에는 수학식 2를 통해 페이징 채널의 평균 송신전력을 계산한다(S15).
평균 송신전력=-73-평균 수신전력
평균 송신전력=-76-평균 수신전력
여기서, 상기 수학식 1,2는 IS-95의 개루프 전력제어에 사용되는 식(평균 송신전력=-73(76)-평균 수신전력+공칭전력+초기전력)에서 공칭전력과 초기전력을 제외한 나머지 식을 이용한 것이다.
이때, 상기 평균 송신전력은 기지국(2)이 이동국(1)으로 전송할 페이징 채널의 평균 전력을 나타내고, 평균 수신전력은 이동국(1)이 기지국(2)으로 보고한 파일롯 채널 세기에 따른 평균 전력을 나타낸다.
상기 단계(S14,15)에서와 같이 이동국(1)으로 전송할 페이징 채널의 송신전력이 계산되면, 제어 프로세서(25)는 페이징 채널에 할당된 디지털 이득을 조정하여 이동국(1)으로 전송할 페이징 채널의 송신전력을 상기 계산된 송신전력에 맞게 조절하도록 한다(S16).
이어, 기지국(2)내 변조기(26) 및 송신부(27)를 통해 이득 조정이 완료된 페이징 채널, 즉 이동국(1)의 엑세스 채널에 대한 응답 메시지를 이동국(1)으로 전송한다(S17).
이후, 기지국(2)은 일정 시간동안 이동국(1)으로부터 응답이 있는지를 판단하여(S18), 일정 시간을 기다린 후에도 응답이 없을 경우에는 이동국(1)이 페이징 채널을 수신하지 못하였다고 판단하여 미리 설정된 전력 증가분만큼 페이징 채널의 송신전력을 증가시킨 후(S19) 디지털 이득을 조정하여 페이징 채널을 재전송한다.
상기와 같은 동작을 이동국(1)으로부터 응답이 있을 때까지 반복하여, 마침내 이동국(1)으로부터 페이징 채널을 수신하였다라는 응답이 있으면 기지국(2)은 이동국(1)으로 동기를 맞추기 위한 널 트래픽을 전송한 다음 호 전송 준비가 완료된 이동국(1)으로부터 트래픽 데이터를 수신함으로써 호 시도를 성공적으로 완수하여 이동국(1)과 기지국(2)간의 트래픽 데이터의 송수신을 수행하도록 한다(S20).
이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 이동국에서 측정한 기지국 파일롯 채널의 신호 세기에 따라 기지국 페이징 채널의 송신전력을 조절하여 기지국과 가까운 곳에서 호를 시도한 이동국에는 적은 전력으로 페이징 채널을 전송하고 기지국과 먼 곳에서 호를 시도한 이동국에서는 높은 전력으로 페이징 채널을 전송함으로써, 이동국이 기지국 근처에 가깝게 위치해 있는 경우에도 기지국에서 페이징 채널을 위해 불필요하게 과다한 전력을 전송할 필요가 없어 기지국의 자원인 전력을 경제적으로 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
즉, 이동국이 필요로 하는 만큼의 페이징 채널 전력을 전송하므로 전체 기지국의 페이징 채널 전력이 줄어들어 상대적으로 트래픽 채널의 전력이 증가하게 되어 기지국의 트래픽 채널 용량을 증대시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. DCS 또는 PCS 등의 CDMA 방식을 적용한 이동통신 시스템내 기지국(2)에서 이동국(1)으로 전송되는 페이징 채널의 송신전력을 제어함에 있어서,
    이동국(1)이 기지국(2)에서 전송되는 파일롯 채널을 수신하여 파일롯 채널 세기 측정부(12)를 통해 파일롯 채널의 신호 세기를 측정하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 측정된 파일롯 채널의 세기 값을 데이터 변환부(13)를 통해 비트 데이터로 변환하여 메모리(14)에 저장하는 제2단계와, 이동국(1)의 엑세스 시도시 데이터 삽입부(17)를 통해 엑세스 채널의 메시지 포맷에 상기 제2단계에서 저장된 데이터를 삽입하여 기지국(2)으로 전송하는 제3단계와, 기지국(2)이 상기 제3단계에서 전송된 이동국(1)의 엑세스 채널을 수신하여 데이터 추출부(22)를 통해 엑세스 채널의 데이터 포맷에서 파일롯 채널의 신호 세기에 관련된 데이터를 추출하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 추출된 파일롯 채널 세기에 따라 이동국(1)으로 전송할 페이징 채널의 송신전력을 계산하는 제5단계와, 상기 제5단계 수행 후, 페이징 채널에 할당된 디지털 이득 조정을 통해 이동국(1)으로 전송할 페이징 채널의 송신전력을 상기 제5단계에서 계산된 송신전력에 맞게 조절한 후 이동국(1)으로 페이징 채널을 전송하는 제6단계와, 상기 제6단계 수행 후, 이동국(1)으로부터 응답이 없으면 기설정된 증가분만큼 페이징 채널의 송신전력을 증가시킨 후 디지털 이득 재조정을 통해 페이징 채널을 이동국(1)으로 재전송하고, 응답이 있으면 이동국(1)과 기지국(2)간의 호 시도 성공으로 트래픽 데이터의 송수신을 수행하도록 하는 제7단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, DCS인 경우에는 상기 제5단계가 아래 수학식 1을 통해 페이징 채널의 송신전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법.
    [수학식 1]
    평균 송신전력=-73-평균 수신전력
  3. 제1항에 있어서, PCS인 경우에는 상기 제5단계가 아래 수학식 2를 통해 페이징 채널의 송신전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 이동통신 시스템에서의 페이징 채널의 전력 제어방법.
    [수학식 2]
    평균 송신전력=-76-평균 수신전력
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