KR20050103352A - 이동 통신 시스템에서 무선 채널 품질 보고 방법 - Google Patents

Abstract

이동 통신 시스템은 기지국과, 상기 기지국의 서비스 영역에 존재하여 상기 기지국으로부터 통신 서비스를 제공 받는 다수의 단말기들과, 상기 기지국의 동작을 제어하는 기지국 제어기를 구비한다. 그리고 상기 기지국은 상기 기지국 제어기로 무선 채널 품질 보고를 한다. 이때 기지국은 기지국과 단말기들 각각간의 무선 채널의 품질을 나타내는 무선 채널 품질 정보를 결정한다. 그래서 상기 기지국은 각각의 단말기와 상기 기지국간의 무선 채널 품질 정보들을 프레임 프로토콜을 통해 상기 기지국 제어기로 전송하여 품질 보고를 한다. 그러면, 상기 무선 채널 품질 정보를 수신한 상기 기지국 제어기는 무선 채널 품질 상태를 파악하게 된다.

Description

이동 통신 시스템에서 무선 채널 품질 보고 방법{METHOD FOR RADIO CHANNEL QUALITY REPORTING IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 무선 채널 품질 보고 방법에 관한 것으로써, 특히 프레임 프로토콜을 이용한 무선 채널 품질 보고 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동 통신 시스템에서는 이동국과 이동국, 기지국과 기지국, 이동전화 교환국 상호 간에 채널 혹은 채널에 대한 품질 정보를 교환하며 통신을 한다. 이하 상기 이동 통신 시스템 중에서 비동기식 광 대역-코드분할다중접속(Wideband-Code Division Multiple Access: 이하 W-CDMA라 한다) 방식을 예를 들어 설명 한다.

도 1은 통상적인 W-CDMA 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

먼저, W-CDMA 통신시스템은 코어 네트워크(Core Network, 이하 "CN"이라 칭하기로 한다)(100)와 복수개의 무선 네트워크 서브시스템(Radio Network Subsystem: 이하 "RNS"라 칭하기로 한다)(110), (120)들과 단말기(UE: User Element, 이하 "UE"라 칭하기로 한다)(130)로 구성된다. 상기 RNS(110) 및 RNS(120)는 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller:이하 "RNC"라 칭하기로 한다) 및 복수개의 기지국(Node B, 이하 "Node B"라 칭하기로 한다)들로 구성된다.

예를 들면, 상기 RNS(110)은 RNC(111)과 복수개의 Node B(113), (115)들로 구성된다. 상기 RNC는 그 역할에 따라 Serving RNC(이하 "SRNC"라 칭한다), Drift RNC(이하 "DRNC"라 칭한다) 또는 Controlling RNC(이하 "CRNC"라 칭한다)로 분류된다. 상기 SRNC와 DRNC는 각각의 UE에 따라 그 기능이 정의되며 UE의 정보를 관리하고 상기 CN과의 데이터 전송을 담당하는 RNC를 그 UE의 SRNC라 칭하며 상기 UE의 데이터가 상기 UE의 해당 SRNC가 아닌 다른 RNC를 거쳐 상기 해당 SRNC로 송수신되는 경우 상기 해당 SRNC가 아닌 RNC를 그 UE의 DRNC라 칭한다. 그리고, 상기 Node B들 각각을 제어하는 RNC를 각 Node B의 CRNC라 칭한다. 상기 도1에서는 UE(130)의 정보를 RNC(111)가 관리하고 있으면 상기 RNC(111)가 상기 UE(130)의 SRNC가 되고, 상기 UE(130)가 이동하여 UE(130)의 데이터가 RNC(121)를 통해 송수신되면 상기 RNC(121)가 DRNC가 된다. 그리고 Node B(113)을 제어하는 RNC(111)가 상기 Node B(113)의 CRNC가된다.

UE와 Node B가 통신을 할 때 상기 UE에서는 물리 채널의 무선 인터페이스를 통해서 사용자 정보와 제어 정보를 전송한다. 이때, 전송되는 사용자 정보와 제어 정보는 고유한 반송주파수, 스크램블링 코드(Scrambling Code), 채널화 코드, 위상(Phase)등의 특성에 의해서 정의 된다. 그리고, UE가 상기 Node B로 상기 무선 인터페이스를 통해 전송하는 사용자 정보와 제어 정보는 데이터의 전송 방향에 따라 구분하면 상기 Node B로 전송하는 상향채널구간이다. 상향 채널은 채널의 전용여부에 따라서 전용채널과 공용채널로 구성된다. 그 중 상향전용물리채널을 고려하면, 상향전용물리채널은 DPDCH(Dedicated Physical Data Channel: 이하 DPDCH라 한다)의 Data 전송 채널과 DPCCH(Dedicated Physical Control Channel: 이하 DPCCH라 한다)의 물리계층에서 생성된 제어 정보 전송 채널로 구성된다. 전송 채널에 대한 데이터 정보를 상기 RNC가 상기 Node B로부터 필요로 할 때 상기 Node B는 UE로부터 데이터를 DPDCH를 통해 전달 받는다. 그리고 시그널링 메시지(Signaling Message)들을 DPCCH를 통해 전달 받는데 상기 DPCCH는 파일럿 비트 패턴(Pilot Bit Pattern) 정보, 하향 전력제어 정보, Feedback 정보(FBI), Transport Format Combination Indicator(TFCI)정보가 포함되어 있다. 상기 UE는 상기Node B로 DPDCH와 DPCCH를 사용하여 사용자 데이터와 제어 관련 시그널링 메시지(Signaling Message)를 전달하면 상기 Node B는 이를 상기 RNC로 전송한다.

상기 RNC와 상기 Node B 사이의 무선 자원 관리는 Node B Application Part(이하 NBAP라 한다) 메세지(Message)를 사용한다. 상기 NBAP 메세지는 공용채널 설정 절차, 셀 자원 관리 절차, 측정 절차 등의 기능을 수행한다. 상기 절차들을 수행하는 NBAP 메시지가 하는 역할은 주로 무선 채널(Radio Link)의 설정, 재설정, 해제하는 등의 절차를 수행하는 기능들을 한다.

상기 기능들 중 상기 NBAP 메세지의 Node B에서의 측정 절차는 Common Measurement절차와 Dedicated Measurement절차로 구분된다. 그 중에서 Dedicated Measurement절차는 상향 전송에 대한 측정을 수행한다. 이 경우, 무선 품질 측정에 있어서 지정된 UE과 지정된 Node B사이의 통신에 대한 특정 시간에서의 측정 정보를 얻는 데에는 문제가 발생하지 않는다. 하지만, 셀의 전반적인 상황을 파악하고자 하는 RNC가 있다면 구간에서 셀 정보를 필요로 하는 RNC와 셀 정보를 송신하는 Node B사이에 시그널링 메시지들이 전송이 증가된다. 상기 시그널링 메시지들은 NBAP 메시지로 전송되며, 상기 RNC와 상기 Node B사이에는 시그널링 메시지들의 전송을 위한 과부하가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이동 통신 시스템에서 프레임 프로토콜을 사용하여 무선 채널 품질 보고 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 이동 통신 시스템에서 기지국과, 상기 기지국의 서비스 영역에 존재하여 상기 기지국으로부터 통신 서비스를 제공 받는 다수의 단말기들과, 상기 기지국의 동작을 제어하는 기지국 제어기를 구비하고 상기 기지국이 상기 기지국 제어기로 무선 채널 품질 보고 방법에 있어서, 상기 기지국과 단말기들 각각간의 무선 채널의 품질을 나타내는 무선 채널 품질 정보를 결정하는 과정과, 상기 결정한 상기 단말기들 각각의 무선 채널 품질 정보들을 프레임 프로토콜을 통해 상기 무선 네트워크 제어기로 송신하는 과정과, 상기 무선 채널 품질 정보를 수신한 기지국 제어기는 무선 채널 품질 상태를 파악하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 프로토콜 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면 본 발명에서는 상기 프레임 프로토콜(Frame Protocol: 이하 "FP"라 한다)을 사용하여 기지국(Node B, 이하 "Node B"라 한다)에서 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller, 이하 "RNC"라 한다)로의 데이터 와 제어정보의 전송을 한다. 또한 상기 도 2에 도시된 한 블록의 크기는 8 비트(Bit), 즉 1 바이트(Byte)로 구성된다.

상기 FP은 헤더(Header) 부분과 페이로드(Payload) 부분으로 구성된다.

이하 상기 헤더 부분의 구성을 설명한다. 상기 헤더 부분은 헤더 부분에 해당하는 프레임 검사 시퀀스(FCS: Frame Check Sequence)또는 에러 검출 코드를 추가하여 송수신단에서 오류 검출을 수행하는 헤더 순환 잉여 검사(Header Cyclic Redundancy Check: 이하 "Header CRC"라 한다)를 포함한다. 그리고 프레임 타입(Frame Type: 이하 "FT"라 한다)이 Header CRC 다음에 위치하며 상기 FP 프레임이 데이터 프레임(Data Frame)인지 제어 프레임(Control Frame)인지를 구별해 준다. 상기 FP 프레임이 데이터 프레임일 경우에는 비트 값 0이, 상기 FP 프레임이 상기 Node B와 상기 RNC사이의 상-하향링크(Up-Down Link)의 동기를 맞추는 Control 프레임일 경우에는 비트 값 1이 전송된다. 다음으로 컨트롤 프레임 넘버(Control Frame Number: 이하 "CFN"이라 한다)는 무선 채널 상에서 수신한 프레임들 간의 선후관계를 나타내며 0-255사이의 십진수를 이진수로 전환하여 프레임 넘버를 할당한다. 그리고 전용 채널(Dedicated Channel: 이하 "DCH"라 한다)의 전송 포맷 지시자(Transport Format Indicator: 이하 "TFI"라 한다)는 전송 포맷(Transport Format)에 대한 로컬 넘버(Local Number)를 0-31사이의 십진수를 이진수로 할당하여 나타낸다. 또한 상기 TFI의 앞에는 예약된(reserved) 비트(Bit) 영역이 존재한다. 그래서 상기 비트 영역을 Spare 영역이라고 하며, 상기 Spare 영역은 추후 다른 용도로 사용이 가능한 영역이다. 그리고 상기 Header CRC, FT, CFN, TFI와 Spare영역이 상기 헤더 부분을 구성한다.

이하 상기 페이로드 부분을 설명한다. 상기 페이로드 부분은 DCH에 해당하는 전송 블록(Transport Block: 이하 "TB"라 한다)이 전송된다. 상기 TB는 무선 인터페이스(Air Ineterface)를 통해 전송된 데이터 블록(Data Block)이고 상기 TB의 바이트 단위 정렬(Align)하는 비트들로 구성되는 Pad구간과 함께 구성된다. 상기 TB들과 Pad들로 구성된 데이터 전송 영역은 데이터의 크기에 따라서 가변적인 크기를 가지고 존재한다. 그리고, 물리 채널(Physical Channel)이나 전송 채널(Transport Channel)의 비트 에러율(Bit Error Rate: 이하 "BER"이라 한다) 값을 가지는 QE(Quality Estimate)영역이 존재한다. 다음으로 상기 DCH에 대한 TB들의 CRC 지시자(CRCI: CRC Indicator: 이하 "CRCI"라 한다)영역에서는 인터페이스(Interface)를 통해 수신된 TB에 대한 CRC체크 결과를 표시한다. 상기 CRCI에서 비트 값이 0으로 표시되면 Correct이고 비트 값이 1로 표시되면 Not Correct이며 또한 CRCI영역에서도 상기 TB영역과 같은 역할을 하는 Pad영역이 존재한다. 또한, 예비 확장(Spare Extension: 이하 "Spare Extension"이라 한다)영역에서는 새로운 정보 엘리먼트(Information Element: 이하 "IE"라 한다)가 들어갈 수 있는 잉여 영역이 있다. 종래에서는 사용되지 않던 Spare Extension영역을 사용하여 본 발명에서는 무선 채널에 대한 정보를 전송한다. 무선 채널에 대한 정보가 실리는 Spare Extension영역에 대한 설명은 하기에 설명하기로 한다. 상기 Spare Extension영역 다음으로 Payload Checksum영역이 있는데 상기 Payload Checksum은 Payload CRC를 의미한다. 이는 Payload부분의 오류검출을 수행하는 CRC코드가 할당된 영역이다.

이하 상기 FP 프레임의 Spare Extension영역을 사용하여 Node B에서 RNC로의 Node B와 UE사이의 무선 품질 상태를 전송하는 방법을 설명한다.

상기 Node B에서는 상기 UE으로의 현재의 송신 코드 전력(Transmit Code Power: 이하 Tx Code Power라 한다)정보와 Node B로 수신되는 신호 대 간섭 비(signal to interference ratio: 이하 SIR이라 한다)를 상기 Spare Extension 영역을 통해 상기 RNC로 전송한다. 상기 Tx Code Power과 SIR을 가지고 RNC는 무선 채널 품질을 측정한다. 이때, 상기 Tx Code Power는 Node B가 특정 UE로 송신하는 출력전력을 측정한 정보이고 SIR은 Node B가 특정 UE로부터 수신하는 SIR이다. 상기 SIR은 간섭신호 및 잡음의 총 전력에 대한 필요 신호 전력의 비를 데시벨(dB)값으로 표시한 것이며 송신 채널의 특정 지점에서의 특정 조건에 의해 평가된 값이다. 상기 Spare Extension영역은 종래에 새로운 IE들이 들어갈 수 있는 FP 프레임 내에서의 영역으로 존재하였다. 따라서, 상기 Spare Extension영역을 사용함으로써 추가적인 메시지의 부하가 전혀 발생하지 않는다. 이때, RNC와 Node B사이의 호가 설정되면 Node B에서는 상기 Node B에서 UE로의 Tx Code Power 정보와 상기 Node B로 수신되는 SIR값을 RNC로 전송한다. 상기 FP 프레임을 사용하여 상기 Tx Code Power 정보와 상기 Node B로 수신되는 SIR값을 전송하면 RNC에서는 상기 값들을 가지고 무선 채널에 대한 품질 측정을 실시간으로 할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 무선 품질을 보고하는 이동통신 시스템에 있어서 FP 프레임의 Spare Extension 영역에 Tx Code Power와 SIR값을 전송하므로 무선 채널 품질 보고를 위한 별도의 메시지가 필요하지 않다. 그리고 FP 프레임을 사용하여 무선 채널 품질 보고를 하기 때문에 주기적인 메시지의 전송을 필요로 하지 않으므로 추가적인 메시지의 부하가 발생하지 않는다. 급변하는 무선 채널 환경에서 셀의 전반적인 무선 품질을 파악하고자 하는 RNC는 필요한 무선 채널 품질 정보를 FP 프레임을 통해서 프레임 단위로 실시간으로 정보를 수신한다. 따라서 별도의 RNC와 Node B구간에서의 메시지 부하를 발생하지 않고도 무선 채널 품질 상태를 파악할 수 있게 된다.

그 결과 상기의 무선 품질 보고 방법을 사용하여 실시간으로 무선 채널 품질에 대한 상황을 파악하고 있다면, RRM(Radio Resource Management)에 상기 무선 채널 품질 측정 결과를 사용할 수 있다. 또한 셀 전체에 대한 각 Link혹은 서비스별로 무선 품질 상태를 파악할 수 있다. 또한, 상기 무선 품질 측정 보고 방법을 사용하여 효율적인 무선자원관리 알고리즘을 사용할 수 있으며 이에 시스템의 용량 증대와 서비스 품질을 향상 시킬 수 있다.

도 1은 통상적인 W-CDMA 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 프로토콜 프레임의 구조를 도시한 도면

Claims (6)

1. 기지국과, 상기 기지국의 서비스 영역에 존재하여 상기 기지국으로부터 통신 서비스를 제공 받는 다수의 단말기들과, 상기 기지국의 동작을 제어하는 무선 네트워크 제어기를 구비하는 이동 통신 시스템에서, 상기 기지국의 무선 채널 품질보고 방법에 있어서,

   상기 기지국과 단말기들 각각간의 무선 채널의 품질을 나타내는 무선 채널 품질 정보를 결정하는 과정과,

   상기 결정한 상기 단말기들 각각의 무선 채널 품질 정보들을 프레임 프로토콜을 통해 상기 무선 네트워크 제어기로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 무선 채널 품질 보고 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 무선 채널 품질 정보는 상기 기지국과 상기 단말기들 각각간의 신호 대 간섭비와, 상기 단말기들 각각에 적용하는 송신 코드 전력임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 무선 채널 품질 보고 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 단말기들 각각의 무선 채널 품질 정보들을 프레임 프로토콜을 통해 상기 무선 네트워크 제어기로 송신하는 과정은, 상기 프레임 프로토콜 프레임의 데이터가 송신되지 않는 예비 확장 영역에 상기 단말기들 각각의 상기 무선 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 무선 네트워크 제어기로 전송하는 것임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 무선 채널 품질 보고 방법.
4. 기지국과, 상기 기지국의 서비스 영역에 존재하여 상기 기지국으로부터 통신 서비스를 제공 받는 다수의 단말기들과, 상기 기지국의 동작을 제어하는 무선 네트워크 제어기를 구비하는 이동 통신 시스템에서, 무선 채널 품질 보고 방법에 있어서,

   상기 기지국은 상기 무선 네트워크 제어기로 상기 기지국과 단말기들 각각간의 무선 채널의 품질을 나타내는 무선 채널 품질 정보를 송신하는 과정과,

   상기 무선 채널 품질 정보를 수신한 무선 네트워크 제어기는 상기 기지국과 단말기들 각각간의 무선 채널 품질 상태를 파악하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 무선 채널 품질 보고 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 무선 채널 품질 정보는 상기 기지국과 상기 단말기들 각각간의 신호 대 간섭비와, 상기 기지국이 상기 단말기들 각각에 적용하는 송신 코드 전력임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 무선 채널 품질 보고 방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 기지국은 프레임 프로토콜 프레임의 데이터가 송신되고 있지 않는 예비 확장 영역에 상기 단말기들 각각의 무선 채널 품질 정보들을 포함시켜 상기 무선 네트워크 제어기로 전송함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 무선 채널 품질 보고 방법.