KR20050031548A - 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파일럿 채널의 전력 할당시 고정된 전력이 아닌 통화 부하에 따라 동적으로 변화하는 전력을 파일럿 채널에 할당하여 CDMA 순방향 링크의 용량을 증대시킬 수 있도록 한 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 고려하여 파일럿 전력을 할당하는 것으로 즉, 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 작다면 이는 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이며, 또한 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 크다면 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀로 넘기도록 함으로써, 순방향 통화채널의 부하에 따라 파일럿 전력을 동적으로 변하게 하여 핸드오프 및 용량 측면에서의 성능 향상을 도모할 수 있도록 한 것이다.

다시 말해, 현 CDMA 시스템에서는 고정된 파일럿 채널의 전력을 사용하고 있으나 이는 무선망의 최적화 측면에서 비효율적이므로, 본 발명에서는 이를 개선하고자 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 고려하여 파일럿 전력을 할당하도록 하는 것으로서, 이는 CDMA 시스템의 무선망 설계 과정의 최적화(optimization)의 기술 분야에 적용될 수 있다.

Description

순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법{Dynamic power allocation of pilot channel by the loading of forward-traffic channel}

본 발명은 CDMA 시스템 순방향 링크에서 무선 링크의 좋고 나쁨의 기준이 되는 파일럿 채널(Pilot Channel)의 전력 할당에 관한 것으로, 이는 파일럿 채널의 전력 할당시 고정된 전력이 아닌 통화 부하에 따라 동적으로 변화하는 전력을 파일럿 채널에 할당하여 CDMA 순방향 링크의 용량을 증대시킬 수 있도록 하는 것이다. 다시 말해, 본 발명은 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 고려하여 파일럿 전력을 할당하는 것으로 즉, 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 작다면 이는 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이며, 또한 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 크다면 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀로 넘기도록 함으로써, 순방향 통화채널의 부하에 따라 파일럿 전력을 동적으로 변하게 하여 핸드오프 및 용량 측면에서의 성능 향상을 도모할 수 있도록 한 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법에 관한 것이다.

일반적으로, CDMA 시스템에서의 순방향은 오버헤드 채널(Overhead Channel)(pilot, paging, sync)과 트래픽 채널(Traffic Channel)로 구분할 수 있고, 전체 순방향 전력중 상기 오버헤드 채널의 전력은 고정되어 있으며, 상기 트래픽 채널의 전력은 통화 부하와 전력 제어(Power Control)의 영향으로 가변적이다.

여기서, 오버헤드 채널 중 파일럿 채널의 전력 할당은 보통 순방향 최대 전력의 15% ∼ 20%를 사용하고 있다. 예를 들면, 총 20W(Watt)의 순방향 전력 할당이 가능할 경우 20%를 파일럿 채널에 할당하면 4W는 항상 파일럿 채널의 전력으로 쓰여지게 되어 있다.

이와 같이, 현 CDMA 시스템에서는 파일럿 채널의 전력을 고정된 값으로 사용하고 있다. 따라서, 파일럿 채널에 많은 전력을 할당하게되면 통화채널로 할당할 수 있는 전력은 줄게되어 순방향 용량이 감소하게 되고, 또한 너무 적은 전력을 할당하게되면 파일럿 세기에 의해 결정되는 순방향 커버리지(Coverage)가 줄어들게 되며, 이로 인해 핸드오프 영역도 줄어들게 되는 문제점이 있었다.

또한, 이동통신 시스템에서는 다중 셀 구조를 가지고 있기 때문에 한쪽 셀에는 많은 부하가 걸리고, 다른 쪽에는 적은 부하가 걸리는 경우에 고정된 파일럿 채널의 파워는 적절한 보상을 못해주게 되는 문제가 있으며, 따라서, 고정된 파일럿 채널의 전력비는 CDMA 시스템의 최적화 측면에서 비효율적인 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 고려하여 파일럿 전력을 할당하는 것으로 즉, 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 작다면 이는 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이며, 또한 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 크다면 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀로 넘기도록 함으로써, 순방향 통화채널의 부하에 따라 파일럿 전력을 동적으로 변하게 하여 핸드오프 및 용량 측면에서의 성능 향상을 도모할 수 있도록 한 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 할당 방법은,

각 기지국에서 제어국으로 각 섹터 별로 현재 파일럿 전력과 총 트래픽 전력의 양을 보고하는 단계와,

상기 보고를 수신한 제어국에서 상기 기지국의 각 섹터에 이웃 셋 리스트(Neighbor Set List)를 참조하는 단계와,

상기 리스트를 참조하여 상기 보고된 트래픽 부하의 양을 판별하여 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 비교하는 단계와,

상기 비교결과 자기셀 부하가 타셀 부하보다 작은 경우, 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이는 단계와,

상기 비교결과 자기셀 부하가 타셀 부하보다 큰 경우, 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀 부하 쪽으로 넘기는 단계와,

상기 트래픽 부하의 양에 따라 새로운 파일럿 전력을 산출하는 단계와,

상기 파일럿 전력 산출 후, 상기 산출된 파일럿 전력을 기지국으로 알려주는 단계와,

상기 새로운 파일럿 전력을 수신한 기지국에서 상기 수신된 새로운 전력으로 파일럿 전력을 송출하는 단계와,

상기 파일럿 전력 송출 후, 일정시간이 경과하면 초기단계로 리턴하는 단계로 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파일럿 전력 할당 산출식은,

타셀 부하(L_other)와 자기셀 부하(L_self)를 사용하여, 파일럿 채널 전력의 중간값(P_{p_mid})에 파일럿 채널 전력의 최대값(P_{p_max})과 파일럿 채널 전력의 최소값(P_{p_min} )의 차이값에 타셀 부하(L_other)와 자기셀 부하(L_self)의 차이값을 승산하여 2로 제산한 값(0.5로 승산한 값)을 가산하여 아래의 <수학식>과 같이 산출하는 것을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

<수학식>

최종 전력 할당(P_pilot) = P_{p_mid} + 0.5(P_{p_max} - P_{p_min})(L _other - L_self)

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 「순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법」의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 파일럿 채널의 동적 전력 할당 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파일럿 채널의 동적 전력 할당 과정은 먼저, 각 기지국(BTS, Base station Transceiver Subsystem)(100)에서는 제어국(BSC, Base Station Controller)(200)에 각 섹터(sector) 별로 현재 파일럿(pilot) 전력과 총 트래픽(traffic) 전력의 양을 보고(S1)한다.

한편, 상기 전력의 양 보고를 수신한 상기 제어국(200)에서는 기지국(100)의 각 섹터에 이웃 셋 리스트(Neighbor Set List)를 참조하여 상기 보고된 트래픽 부하의 양에 따라 새로운 파일럿 전력을 계산해 내고, 이를 상기 각 기지국(100)에 알려준다(S2).

다음으로, 상기 기지국(100)은 상기 제어국(200)으로부터 전달받은 새로운 전력으로 파일럿 전력을 송출하고, 이후 일정시간이 지나면 다시 상기 초기 단계로 리턴한다.

도 2는 본 발명에 의한 부하에 따른 파일럿 전력 할당 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a는 부하에 따른 파일럿 전력 할당 방법에 있어서 파일럿 전력을 증가시켜 셀을 확장하는 방식을 나타낸 도면이고, 도 2b는 부하에 따른 파일럿 전력 할당 방법에 있어서 파일럿 전력을 감소시켜 셀을 축소하는 방식을 나타낸 도면이다.

첨부한 도면 도 2는 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 고려해 파일럿 전력을 할당한다는 것이다.

보다 상세하게는 도2a에 도시된 바와 같이, 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 비교하여 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 작다면 파일럿 전력을 증가시켜 자기셀을 확대하여 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들인다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 비교하여 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 크다면 파일럿 전력을 감소시켜 자기셀을 축소하여 자기셀 부하를 타셀 부하로 넘기도록 한다.

이에 대한 구체적인 각 섹터의 전력 할당 수식을 살펴보면 아래와 같다.

먼저, 타셀 부하는 다음과 같이 계산되는데, 여기서, 이웃 셋 리스트(Neighbor Set List)에 M만큼 있고, i번째 이웃 셋의 총 트래픽 전력을 라 하면 타셀 부하는 다음과 같다.

타셀 부하 :

(여기서, 상기 는 총 트래픽 전력의 최대치이고, 는 i번째 이웃 셋의 웨이팅 팩터(Weighting Factor)이다. 이때, 상기 이다.)

한편, 를 자기 섹터의 총 트래픽 전력이라 하면 자기셀 부하는 다음과 같다.

자기셀 부하 :

다음으로, 상기에서 계산된 타셀 부하와 자기셀 부하를 사용하여 파일럿 전력의 최종 전력 할당은 다음과 같은 식에 의해 결정된다.

최종 전력 할당 : P_pilot = P_{p_mid} + 0.5(P_{p_max} - P_{p_min})(L _other - L_self)

(여기서, 상기 P_{p_mid}는 파일럿 채널 전력의 중간값이고, 상기 P_{p_max}는 최대값이고, 그리고 P_{p_min}는 최소값을 나타낸다.)

도 3은 본 발명에 의한 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법을 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 각 기지국에서 제어국으로 각 섹터 별로 현재 파일럿 전력과 총 트래픽 전력의 양을 보고하는 단계(ST11)와, 상기 보고를 수신한 제어국에서 상기 기지국의 각 섹터에 이웃 셋 리스트(Neighbor Set List)를 참조하는 단계(ST12)와, 상기 리스트를 참조하여 상기 보고된 트래픽 부하의 양을 판별하여 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 비교하는 단계(ST13)(ST14)(ST16)와, 상기 비교결과 자기셀 부하가 타셀 부하보다 작은 경우, 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이는 단계(ST15)와, 상기 비교결과 자기셀 부하가 타셀 부하보다 큰 경우, 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀 부하 쪽으로 넘기는 단계(ST17)와, 상기 트래픽 부하의 양에 따라 새로운 파일럿 전력을 산출하는 단계(ST18)와, 상기 파일럿 전력 산출 후, 상기 산출된 파일럿 전력을 기지국으로 알려주는 단계(ST19)와, 상기 새로운 파일럿 전력을 수신한 기지국에서 상기 수신된 새로운 전력으로 파일럿 전력을 송출하는 단계(ST20)와, 상기 파일럿 전력 송출 후, 일정시간이 경과하면 초기단계로 리턴하는 단계(ST21)로 이루어진다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법에 대한 구체적인 실시 예에 대하여 설명하도록 하지만, 본 발명은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술되는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상술한 본 발명 "순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법"에 따르면,

자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 작다면 이는 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이며, 또한 자기셀 부하가 타셀 부하에 비해 크다면 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀로 넘기도록 함으로써, 순방향 통화채널의 부하에 따라 파일럿 전력을 동적으로 변하게 하여 핸드오프 및 용량 측면에서의 성능 향상을 도모할 수 있는 이점을 가진다.

또한, 파일럿 파워의 동적인 할당은 통화부하에 따라 셀 커버리지의 변화를 이끌어내어 통화부하의 효율적인 분배를 가져올 수 있으며, 이를 통하여 순방향 링크의 용량을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.

또한 상황에 따라 적절히 파일럿 전력비를 조절함으로써, 불필요하게 파일럿 전력비를 높은 값으로 고정시켜 사용할 경우 발생하는 간섭량의 증가를 막을 수 있는 이점을 가진다.

도 1은 본 발명에 의한 파일럿 채널의 동적 전력 할당 과정을 설명하기 위한 도면이고,

도 2는 본 발명에 의한 부하에 따른 파일럿 전력 할당 방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 본 발명에 의한 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 ..... 기지국(BTS, Base station Transceiver Subsystem)

200 ..... 제어국(BSC, Base Station Controller)

Claims (4)

1. 전력 할당 방법에 있어서,

   각 기지국에서 제어국으로 각 섹터 별로 현재 파일럿 전력과 총 트래픽 전력의 양을 보고하는 단계와;

   상기 보고를 수신한 제어국에서 상기 기지국의 각 섹터에 이웃 셋 리스트(Neighbor Set List)를 참조하는 단계와;

   상기 리스트를 참조하여 상기 보고된 트래픽 부하의 양을 판별하여 자기셀 부하와 타셀 부하와의 차이를 비교하는 단계와;

   상기 비교결과 자기셀 부하가 타셀 부하보다 작은 경우, 자기셀을 확대시켜 타셀 부하를 자기셀 쪽으로 끌어들이는 단계와;

   상기 비교결과 자기셀 부하가 타셀 부하보다 큰 경우, 자기셀을 축소시켜 자기셀 부하를 타셀 부하 쪽으로 넘기는 단계와;

   상기 트래픽 부하의 양에 따라 새로운 파일럿 전력을 산출하는 단계와;

   상기 파일럿 전력 산출 후, 상기 산출된 파일럿 전력을 기지국으로 알려주는 단계와;

   상기 새로운 파일럿 전력을 수신한 기지국에서 상기 수신된 새로운 전력으로 파일럿 전력을 송출하는 단계와;

   상기 파일럿 전력 송출 후, 일정시간이 경과하면 초기단계로 리턴하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 전력 산출을 위한 타셀 부하는,

   이웃 셋 리스트에 M만큼 있고, i번째 이웃 셋의 총 트래픽 전력을 라 한 경우 타셀부하()는 웨이팅 팩터(weighting factor)를 이용하여 아래의 <수학식1>과 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법.

   <수학식1>

   타셀 부하 :

   :총 트래픽 전력의 최대치,

   :i번째 이웃 셋의 웨이팅 팩터,
3. 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 전력의 산출을 위한 자기셀 부하는,

   자기셀 부하()는 자기섹터의 총 트래픽 전력()을 총 트래픽 전력의 최대치로 제산하여 아래의 <수학식2>와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법.

   <수학식2>

   자기셀 부하 :

   :자기 섹터의 총 트래픽 전력
4. 제 1 항에 있어서, 상기 파일럿 전력 할당 산출은,

   상기 산출된 타셀 부하(L_other)와 자기셀 부하(L_self)를 사용하여, 파일럿 채널 전력의 중간값(P_{p_mid})에 파일럿 채널 전력의 최대값(P_{p_max})과 파일럿 채널 전력의 최소값(P_{p_min})의 차이값에 타셀 부하(L_other)와 자기셀 부하(L_self)의 차이값을 승산하여 2로 제산한 값(0.5로 승산한 값)을 가산하여 아래의 <수학식>과 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 순방향 통화채널의 부하에 따른 동적 파일럿 전력 할당 방법.

   <수학식3>

   최종 전력 할당(P_pilot) = P_{p_mid} + 0.5(P_{p_max} - P_{p_min})(L _other - L_self)

   P_{p_max}:파일럿 채널 전력의 최대값,

   P_{p_mid}:파일럿 채널 전력의 중간값,

   P_{p_min}:파일럿 채널 전력의 최소값