KR20200038100A - 송신출력제어장치 및 송신출력제어장치의 동작 방법 - Google Patents

송신출력제어장치 및 송신출력제어장치의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전파 감쇄 특성 차이를 감안하여, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG (Air to Ground) 간섭을 억제하여 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 새로운 방안을 실현하는 기술을 개시한다.

Description

송신출력제어장치 및 송신출력제어장치의 동작 방법{TRANSMISSION POWER CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은, 단말의 상향링크 송신출력을 제어하는 기술과 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG(Air to Ground) 간섭을 억제하여 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
이동통신 서비스의 경우, 기지국이 자신과의 거리가 서로 다른 다수의 단말과 통신하여야 하는 환경 특성 상, 단말의 상향링크 송신출력을 기지국과의 거리에 따라 적절히 증가/감소시키는 상향링크 출력 제어 (Uplink Power Control) 기능을 갖는다.
이러한 상향링크 출력 제어는, 이동통신 서비스에서 서비스 품질에 큰 영향을 미치는 기능 중 하나이다.
상향링크 출력 제어 기능을 설명하면, 기지국은 운용자에 의해 정해진 송신출력 제어설정을 지속적으로 주위에 방송(Broadcasting)하여 전송한다.
이때, 송신출력 제어설정의 정보에는, 기지국이 주기적으로 전송하는 하향링크 참조신호(CRS: Cell-specific Reference Signal)의 세기, 상향링크 채널 별 목표 수신신호레벨, 전파 감쇄 보상 설정이 포함되어 있다.
이에, 기지국으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 수신하는 단말은, 송신출력 제어설정을 기반으로, 자신과 기지국 간의 전파 감쇄량을 측정하고, 기지국으로부터 할당 받은 상향링크 RB(Resource Block) 수에 따라 매 sub-frame (1ms) 별로 송신출력을 결정하는 방식이다.
이와 같은 일반적인 상향링크 출력 제어 기능은, 하나의 기지국이 전파 감쇄 특성이 비슷한 단말 만을 서비스하는 경우에는 효율적으로 동작한다.
한편, 일반적인 상향링크 출력 제어 기능은, 하나의 기지국이 전파 감쇄 특성이 매우 다른 단말(예: 지상 단말, 비행체 단말)을 동시에 서비스 하여야 하는 경우에는 효율적으로 동작하지 못하는 한계점이 있다.
구체적으로, 건물, 자동차 등의 장애물로 인해 기지국과의 LOS(Line of Sight) 경로 확보가 어려운 지상에 위치하는 일반 단말(이하, 지상 단말)과, 장애물이 없어 기지국과의 LOS 경로 확보가 상대적으로 쉬운 공중에 위치한 비행체 단말(예: 드론, 비행기 등)은, 상호 전파 감쇄 특성이 매우 다를 것이다.
이러한 전파 감쇄 특성의 차이로 인해, 비행체 단말의 경우 거리에 따른 전파 감쇄(량) 증가 속도가 지상 단말에 비해 느리게 증가하게 되며, 이 때문에 지상 단말 및 비행체 단말이 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 따라 결정한 송신출력을 사용할 경우, 동일 거리 떨어진 지상/비행체 단말을 가정하여 인접 기지국에 미치는 간섭 관점에서 보면, 지상 단말로 인한 상향링크 간섭 보다 비행체 단말로 인한 상향링크 간섭이 더 클 수 밖에 없다.
따라서, 비행체 단말의 경우 거리에 따른 전파 감쇄(량) 증가 속도가 지상 단말에 비해 느리게 증가하는 점을 감안하면, 지상/비행체 단말에 일반적인 상향링크 출력 제어 기능을 공통으로 적용한다면, 동일 거리에서 인접 기지국에 미치는 간섭 즉 ATG(Air to Ground) 간섭이 더 큰 비행체 단말로 인해 지상 이동통신 서비스의 성능이 상대적으로 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG (Air to Ground) 간섭을 억제하여 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 새로운 방안을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG (Air to Ground) 간섭을 억제하여 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 송신출력제어장치는, 서비스 기지국에 접속하는 단말에 대하여, 전파 감쇄 특성이 상이한 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는지를 확인하는 단말확인부; 및 상기 단말이 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는 경우, 상기 단말에 대하여 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 하는 상향링크 송신출력 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 단말이 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는 경우, 상기 단말 및 상기 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 추정하는 추정부와, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여, 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 상기 단말의 상향링크 송신출력을 제어하는 송신출력제어부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 단말확인부는, 상기 단말의 서비스 종류에 따라 부여되는 QCI(QoS Class Identifier)를 근거로, 상기 단말의 QCI가 제1 단말 카테고리에서 이용되는 서비스에 부여하도록 정의된 특정 QCI이면 제1 단말 카테고리로 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 송신출력제어부는, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여 결정되는 보정치를 상기 단말로 제공하여, 상기 단말이 서비스 기지국으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에 상기 보정치를 반영하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 송신출력제어부는, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 기반으로 추정되는 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 거리를 이용하여, 기 정의된 전파감쇄모델을 근거로 상기 서비스 기지국과 상기 거리를 갖는 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 추정하고, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 추정한 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량 간 차이를 상기 보정치로 결정하며, 상기 특정 단말은 상기 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 큰 제2 단말 카테고리에 해당하는 단말일 수 있다.
구체적으로, 상기 추정부는, 상기 단말이 서비스 기지국으로 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information)를 기반으로, 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 계산하여 추정할 수 있다.
구체적으로, 상기 추정부는, 상기 하향링크 채널품질정보(CQI) 및 상기 단말에 대하여 사용하는 하향링크 변조기법을 기반으로 추정되는 하향링크 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)와, 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 이용하여, 상기 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 계산할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 송신출력제어장치의 동작 방법은, 서비스 기지국에 접속하는 단말에 대하여, 전파 감쇄 특성이 상이한 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는지를 확인하는 단말확인단계; 및 상기 단말이 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는 경우, 상기 단말 및 상기 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 추정하는 전파감쇄량추정단계; 및 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여, 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 상기 단말의 상향링크 송신출력을 제어하는 송신출력제어단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 송신출력제어단계는, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여 결정되는 보정치를 상기 단말로 제공하여, 상기 단말이 서비스 기지국으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에 상기 보정치를 반영하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 송신출력제어단계는, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 기반으로 추정되는 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 거리를 이용하여, 기 정의된 전파감쇄모델을 근거로 상기 서비스 기지국과 상기 거리를 갖는 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 추정하고, 상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 추정한 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량 간 차이를 상기 보정치로 결정하고, 상기 특정 단말은 상기 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 큰 제2 단말 카테고리에 해당하는 단말일 수 있다.
구체적으로, 상기 전파감쇄량추정단계는, 상기 단말이 서비스 기지국으로 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information)를 기반으로, 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 계산하여 추정할 수 있다.
구체적으로, 상기 전파감쇄량추정단계는, 상기 하향링크 채널품질정보(CQI) 및 상기 단말에 대하여 사용하는 하향링크 변조기법을 기반으로 추정되는 하향링크 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)와, 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 이용하여, 상기 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 계산할 수 있다.
이에, 본 발명의 송신출력제어장치 및 송신출력제어장치의 동작 방법에 따르면, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG(Air to Ground) 간섭을 억제하는 새로운 방안을 실현함으로써, 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 효과를 도출한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 지상/공중 이동통신 환경을 보여주는 예시도이다.
도 2는 지상/공중 이동통신 시 전파 감쇄 특성을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송신출력제어장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 비행체 단말에 대한 보정치를 결정하는 예를 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신출력제어장치의 동작 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 지상/공중 이동통신 환경을 보여주고 있다.
본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 기지국(100)이 전파 감쇄 특성이 매우 다른 단말(예: 지상 단말, 비행체 단말)을 동시에 서비스 하여야 하는 환경, 즉 지상 이동통신 및 공중 이동통신이 공존하는 환경을 대상으로 한다.
이동통신 서비스의 경우, 기지국이 자신과의 거리가 서로 다른 다수의 단말과 통신하여야 하는 환경 특성 상, 단말의 상향링크 송신출력을 기지국과의 거리에 따라 적절히 증가/감소시키는 상향링크 출력 제어 (Uplink Power Control) 기능을 갖는다.
이러한 상향링크 출력 제어 기능을 도 1을 참조하여 설명하면, 기지국(100)은, 기지국의 시스템 정보를 방송하는 채널 중 하나인 SIB2(System Information Blocktype2)를 이용하여, 운용자에 의해 정해진 송신출력 제어설정을 방송(Broadcasting)하여 전송한다.
이때, 송신출력 제어설정의 정보에는, 기지국(100)이 주기적으로 전송하는 하향링크 참조신호(CRS: Cell-specific Reference Signal)의 세기, 상향링크 채널(예: PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PUCCH(Physical Uplink Control Channel)) 별 목표 수신신호레벨, 전파 감쇄 보상 설정이 포함되어 있다.
이에, 기지국(100)으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 수신하는 단말(예: 10,20)은, 송신출력 제어설정 내 하향링크 CRS의 세기와 자신이 실제 수신한 하향링크 CRS의 세기를 비교하여 자신과 기지국(100) 간 거리에 따른 전파 감쇄량(Path Loss)를 추정할 수 있다.
그리고, 단말(예: 10,20)은, 송신출력 제어설정 내 상향링크 채널 별 목표 수신신호레벨, 전파 감쇄 보상 설정과 앞서 추정한 전파 감쇄량(PL)을 이용하여, 기지국(100)으로부터 할당 받은 상향링크 RB(Resource Block) 수에 따라 매 sub-frame (1ms) 별로 송신출력을 결정하여 조정할 수 있다.
이처럼, 일반적인 상향링크 출력 제어 기능의 경우, 기지국은 운용자에 의해 정해진 송신출력 제어설정을 지속적으로 주위에 방송(Broadcasting)하고, 이를 수신하는 단말은 송신출력 제어설정을 기반으로 자신과 기지국 간의 전파 감쇄량을 측정하고, 기지국으로부터 할당 받은 상향링크 RB(Resource Block) 수에 따라 매 sub-frame (1ms) 별로 송신출력을 결정하는 방식이다.
일 예로서, 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 따라, 데이터 전송에 사용되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)에 대해서는 아래의 수학식 1을 통해 송신출력을 결정할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, PCMAX는 단말이 사용 가능한 최대 송신출력을 의미하며, 대부분의 대역 및 단말에 대해 23dBm을 값을 가질 수 있다.
P PUCCH는 상향링크 제어 채널 전송에 사용한 송신출력으로서 상향링크 데이터 채널 출력(P PUSCH)은 PCMAX - P PUCCH를 초과 할 수 없다.
M PUSCH는 이번 sub-frame에 할당 받은 상향링크 RB 개수로서 RB가 2배 할당되면 송신출력도 2배(3dB) 증가해야 함을 나타내고 있으며, PO_PUSCH 및 α는 앞에서 설명한 기지국에서 방송한 송신출력 제어설정 내 목표 수신신호레벨 및 전파 감쇄 보상 설정을 의미한다. 예를 들어 전파 감쇄 보상 설정(α)가 1 인 경우(α=1), 단말에서 측정된 기지국과의 전파 감쇄량이 5dB 증가 할 경우 단말의 상향링크 송신출력도 5dB 증가시키는 것을 의미한다.
이러한 일반적인 상향링크 출력 제어 기능은, 하나의 기지국이 전파 감쇄 특성이 비슷한 단말 만을 서비스하는 경우에는 효율적으로 동작한다.
하지만 일반적인 상향링크 출력 제어 기능은, 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 기지국(100)이 전파 감쇄 특성이 매우 다른 단말 예컨대 지상 단말(10), 비행체 단말(20)을 동시에 서비스 하여야 하는 경우에는 효율적으로 동작하지 못하는 한계점이 있다.
구체적으로, 건물, 자동차 등의 장애물로 인해 기지국(100)과의 LOS(Line of Sight) 경로 확보가 어려운 지상에 위치하는 일반 단말 즉 지상 단말(10))과, 장애물이 없어 기지국(100)과의 LOS 경로 확보가 상대적으로 쉬운 공중에 위치한 비행체 단말(20, 예: 드론, 비행기 등)은, 상호 전파 감쇄 특성이 매우 다를 것이다.
예를 들어, 지상 이동통신 환경에서의 전파 감쇄 모델 중 대표적인 COST231 Hata 모델(이하 수학식 2로 표현)과, 공중 이동통신 환경을 대표할 수 있는 자유공간 전파 감쇄 모델(이하 수학식 3으로 표현)은 각각 다음과 같다.
Figure pat00002
Figure pat00003
두 전파 감쇄 모델을 활용해 850MHz 대역에서 지상/공중 이동통신 시, 전파 감쇄 특성을 거리에 따라 비교해보면 도 2에 도시된 바와 같다.
단, 대부분의 기지국 안테나는 지상 이동통신을 주목적으로 설치되어 지면을 향해 기울어져 있기 때문에, 공중 이동통신의 경우 안테나의 이득이 가장 높은 주빔(main beam) 방향이 아닌 점을 감안해 지상 이동통신에 대비 30dB의 추가 전파 감쇄를 삽입한 결과이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 대부분의 기지국-단말 간 거리에서 공중 이동통신의 전파 감쇄량(ATG PL)이 지상 이동통신의 전파 감쇄량(Ground PL) 대비 작고, 지상 이동통신 및 공중 이동통신 간의 전파 감쇄(량) 차이는 기지국-단말 간 거리가 멀어질수록 증가하는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 도 2에서 알 수 있듯이, 지상/공중 이동통신 간 전파 감쇄 특성 차이로 인해, 공중 이동통신의 전파 감쇄량(ATG PL) 증가 속도가 지상 이동통신의 전파 감쇄량(Ground PL) 대비 느리게 증가하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 하나의 기지국(100)에 접속한 지상 단말(10) 및 비행체 단말(20)이 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 따라 결정한 송신출력을 사용할 경우, 동일 거리 떨어진 지상/비행체 단말(10,20)을 가정하여 인접 기지국에 미치는 간섭 관점에서 보면, 공중 이동통신의 전파 감쇄량(ATG PL) 증가 속도가 지상 이동통신의 전파 감쇄량(Ground PL) 대비 느리게 증가하기 때문에, 지상 단말(10)로 인한 상향링크 간섭 보다 비행체 단말(20)로 인한 상향링크 간섭이 더 클 수 밖에 없다.
이처럼, 비행체 단말의 경우 거리에 따른 전파 감쇄(량) 증가 속도가 지상 단말(10)에 비해 느리게 증가하는 점을 감안하면, 지상/비행체 단말에 일반적인 상향링크 출력 제어 기능을 공통으로 적용한다면, 동일 거리에서 인접 기지국에 미치는 ATG(Air to Ground) 간섭이 더 큰 비행체 단말로 인해 지상 이동통신 서비스의 성능이 상대적으로 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG 간섭을 억제하여 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 새로운 방안을 제안하고자 한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG 간섭을 억제할 수 있는 새로운 방안을 실현하는, 송신출력제어장치를 제안하고자 한다.
먼저, 이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신출력제어장치를 구체적으로 설명하겠다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신출력제어장치(200)는, 단말확인부(210), 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신출력제어장치(200)는, 전술한 구성 이외에, 단말(지상 단말, 비행체 단말) 및/또는 기지국과의 실질적인 통신 기능을 담당하는 RF 모듈인 통신부(250)의 구성을 더 포함할 수 있다.
이러한 송신출력제어장치(200)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 송신출력제어장치(200) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 송신출력제어장치(200) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신출력제어장치(200)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 새로운 방안 즉 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG 간섭을 억제할 수 있는 새로운 방안을 실현하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 송신출력제어장치(200) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 송신출력제어장치(200)는, 기지국과 동일하거나 기지국에 포함되도록 구현될 수 있고 이 경우 통신부(250)는 단말(지상 단말, 비행체 단말)과 통신할 것이며, 단말과 동일하거나 단말에 포함되도록 구현될 수 있고 이 경우 통신부(250)는 기지국(서비스 기지국)과 통신할 것이며, 기지국 및 단말과는 별도의 장치로 구현될 수 있고 이 경우 통신부(250)는 단말(지상 단말, 비행체 단말) 및 그 단말의 기지국(서비스 기지국)과 통신할 것이다.
이하에서는, 설명의 편의 상, 본 발명의 송신출력제어장치(200)가 기지국(도 1의 100)과 동일하거나 기지국(도 1의 100)에 포함되도록 구현된 실시예로 언급하여 설명하겠다.
단말확인부(210)는, 서비스 기지국에 접속하는 단말에 대하여, 전파 감쇄 특성이 상이한 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는지를 확인하는 역할을 담당한다.
여기서, 전파 감쇄 특성이 상이한 복수의 단말 카테고리는, 동일 거리를 기준으로 단말의 전파 감쇄량 크기에 따라 단말을 구분하기 위한 카테고리를 의미한다.
대표적인 예로서 복수의 단말 카테고리는, 건물, 자동차 등의 장애물로 인해 기지국과의 LOS(Line of Sight) 경로 확보가 어려운 지상에 위치하는 일반 단말의 카테고리(이하, 지상 단말 카테고리)과, 장애물이 없어 기지국과의 LOS 경로 확보가 지상 단말 대비 상대적으로 쉬운 공중에 위치한 단말의 카테고리(이하, 비행체 단말 카테고리)로 구분될 수 있다.
본 발명에서는, 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 작은 제1 단말 카테고리로서, 비행체 단말 카테고리로 가정하여 설명하겠다.
그리고, 이때의 특정 임계 감쇄량은, 지상 단말 및 비행체 단말을 전파 감쇄량 기준으로 구분할 수 있도록 하는 기 정해진 전파 감쇄량 크기를 의미한다.
즉, 단말확인부(210)는, 서비스 기지국 예컨대 기지국(100)에 접속하는 단말에 대하여, 제1 단말 카테고리 즉 비행체 단말 카테고리에 해당하는 비행체 단말인지 여부를 확인하는 것이다.
여기서, 비행체 단말인지 여부를 확인하는 방식은, 다양하게 구현될 수 있다.
일 예에 따르면, 단말확인부(210)는, 단말의 서비스 종류에 따라 부여되는 QCI(QoS Class Identifier)를 근거로, 금번 접속하는 단말의 QCI가 제1 단말 카테고리 즉 비행체 단말 카테고리에서 이용되는 서비스에 부여하도록 정의된 특정 QCI이면, 금번 접속하는 단말을 비행체 단말로 확인할 수 있다.
이를 위해, 망 접속 시 단말의 서비스 종류에 따라 EPC(Evolved Packet Core)로부터 부여 받게 되는 QCI를, 비행체 단말 카테고리에서 이용되는 서비스에 대하여 일반 호와 다르게 정의/설정(예: QCI 7 등)하는 과정이 선행될 것이다.
제어부(240)는, 단말확인부(210)의 확인 결과 금번 접속하는 단말이 비행체 단말 카테고리에 해당하는 비행체 단말인 경우, 단말에 대하여 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 하는 상향링크 송신출력 제어를 수행한다.
즉, 제어부(240)는, 비행체 단말에 대해서는, 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 하는 상향링크 송신출력 제어를 별도로 수행함으로써, ATG 간섭을 억제하고자 하는 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, 제어부(240)는, 비행체 단말에 대해서는, 단말 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량을 추정하고, 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 단말의 상향링크 송신출력을 제어하는 방식으로, 상향링크 송신출력 제어를 수행할 수 있다.
이를 위해, 제어부(240)는, 추정부(220)와, 송신출력제어부(230)를 포함할 수 있다.
추정부(220)는, 단말확인부(210)의 확인 결과 금번 접속하는 단말이 비행체 단말(이하, 단말(20)으로 설명)인 경우, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량(Path Loss)을 추정한다.
여기서, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 추정하는 방식은, 다양하게 구현될 수 있다.
일 예를 설명하면, 망에 접속된 단말이 설정된 주기마다 서비스 기지국에 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information)를 활용하여, 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 추정할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 추정부(220)는, 단말(20)이 서비스 기지국(100)으로 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information)를 기반으로, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 계산하여 추정할 수 있다.
앞서 브로드캐스팅 전송하는 송신출력 제어설정에 포함시킨 정보 설명에서 언급한 바와 같이, 서비스 기지국(100)은, 단말(20)이 전파 감쇄량 추정 시 기준으로 사용하는 하향링크 CRS의 세기(RSLevel)를 알고 있다.
그리고, 하향링크 참조신호(CRS)가 전송되는 15kHz 대역폭에서의 실온 (T = 300K) 열 잡음 수치(Thermal_Noise)는, Johnson-Nyquist noise 식에 의해 -132dBm으로 간주할 수 있다.
따라서, 단말의 하향링크 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)를 알 수 있다면, 해당 시점에 단말의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 아래의 수학식 4를 이용해서 추정할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00004
이에, 추정부(220)는, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 계산하기 위해, 먼저 단말(20)의 하향링크 신호 대 잡음비(SNR)을 알아내야 한다.
이를 위해, 추정부(220)는, 단말(20)이 서비스 기지국(100)으로 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI) 및 단말(20)에 대하여 사용하는 하향링크 변조기법을 기반으로, 하향링크 신호대 잡음비(SNR)를 추정한다.
구체적으로 설명하면, CQI는 하향링크 변조기법이 256QAM을 사용하는지 여부에 따라, 서로 다른 2가지 Table이 규격적으로 정의되어 있다.
그리고, CQI는, 그 정의 상, 기지국에서 전송 시 전송 단위(Transport Block)가 단말 수신단에서 10% 이내의 확률로 오류(Error)가 발생할 것으로 보이는 최대 변조(modulation) 및 부호화율(code rate)를 의미하고 있다.
따라서, CQI는, 해당 시점의 하향링크 신호 대 잡음비(SNR)와 밀접한 관련이 있으며, 이론적인 시뮬레이션 또는 실제 필드 측정을 통해 CQI 및 하향링크 신호 대 잡음비(SNR) 간의 맵핑 데이터(테이블)을 쉽게 확보할 수 있다.
이에, 추정부(220)는, CQI 및 하향링크 신호 대 잡음비(SNR) 간의 맵핑 데이터(테이블)을 근거로 하향링크 신호대 잡음비(SNR)를 추정한다면, 추정한 하향링크 신호대 잡음비(DLSNR)와 하향링크 CRS의 세기(RSLevel), 열 잡음 수치(Thermal_Noise)를 이용하여, 위 수학식 4를 통해 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 계산할 수 있다.
아래의 표1은, 하향링크 변조기법이 256QAM을 사용하는 경우, 확보한 CQI 별로 요구되는 하향링크 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio) 데이터를 활용하여, 위 수학식 4를 통해 단말이 보고한 CQI 별로 해당 시점의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 추정한 예를 보여주고 있다.
CQI index modulation code rate x 1024 DL SINR
(dB) 		RS Level
(dBm) 		Pathloss (dB)
0 out of range
1 QPSK 78 -8.18 10.00 150.42
2 QPSK 193 -4.37 10.00 146.61
3 QPSK 449 -1.84 10.00 144.08
4 16QAM 378 0.24 10.00 142.00
5 16QAM 490 4.32 10.00 137.92
6 16QAM 616 4.35 10.00 137.89
7 64QAM 466 6.53 10.00 135.71
8 64QAM 567 9.79 10.00 132.45
9 64QAM 666 11.78 10.00 130.46
10 64QAM 772 17.09 10.00 125.15
11 64QAM 873 19.06 10.00 123.18
12 256QAM 711 19.24 10.00 123.00
13 256QAM 797 21.18 10.00 121.06
14 256QAM 885 26.51 10.00 115.73
15 256QAM 948 28.64 10.00 113.60
물론, 이러한 방식 외에도, 추정부(220)는, 단말(20)이 서비스 기지국(100)으로부터의 송신출력 제어설정(특히, 하향링크 CRS의 세기)를 기반으로 직접 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 획득하는 방식으로 확인하는 것도 가능할 것이다.
송신출력제어부(230)는, 추정부(220)에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 이용하여, 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어한다.
여기서, 비행체 단말에 대해 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL)에 따라, 단말(20)의 상향링크 송신출력을 얼만큼 증가/감소 제어할 것인지는, 통신 사업자 만의 최적화 파라미터에 따라 설계할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 간섭 문제가 가장 두드러지는 기지국 경계에 지상 단말이 위치할 때 인접 기지국 간과의 거리가 가장 가깝다는 점, 따라서 이 경우 인접 기지국에 미치는 지상 단말의 상향링크 간섭 세기가 가장 클 것이라는 점에서 착안하여, 비행체 단말이 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭이 서비스 기지국 기준 동일 거리의 지상 단말이 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 수준으로 낮아지도록 상향링크 송신출력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 송신출력제어부(230)는, 추정부(220)에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 이용하여 보정치 즉 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어하기 위한 보정치를 결정한다.
도 4는, 비행체 단말(예: 단말(20))에 대한 보정치를 결정하는 예를 보여주고 있다.
비행체 단말 즉 단말(20)은 서비스 기지국(100)과 단말(20) 간 장애물이 없어 LOS 경로가 항상 확보되는 점을 고려하면, 송신출력제어부(230)는, 추정부(220)에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL) 및 서비스 기지국(100)이 송신하는 하향링크 신호 세기 즉 하향링크 CRS의 세기를 기반으로, 위 수학식 3과 같은 자유공간 전파 감쇄 모델을 통해, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 거리를 역산할 수 있다.
그리고, 송신출력제어부(230)는, 기 정의된 전파감쇄모델 즉 수학식 2와 같은 일반적인 지상 이동통신 환경의 이동통신 전파 감쇄 모델을 근거로, 서비스 기지국(100)과 전술의 역산하여 얻은 거리(단말(20)-서비스 기지국(100) 간 거리)를 갖는 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 추정할 수 있다.
여기서 특정 단말은, 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 큰 제2 단말 카테고리, 전술한 예시에 따르면 지상 단말 카테고리에 해당하는 단말(이하, 지상 단말)을 의미한다.
즉, 송신출력제어부(230)는, 서비스 기지국(100)을 기준으로, 비행체 단말인 단말(20)과 동일한 거리에 있는 지상 단말을 가정하고, 그 지상 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량(Ground PL)을 추정하는 것이다.
송신출력제어부(230)는, 추정부(220)에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL) 및 동일 거리의 지상 단말을 가정하여 추정한 하향링크 전파 감쇄량(Ground PL) 간 차이를, 보정치 즉 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어하기 위한 보정치로 결정할 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 추정부(220)에서 추정한 단말(20, 비행체 단말)의 하향링크 전파 감쇄량(PL_air)가 115dB, 동일 거리의 지상 단말을 가정하여 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL_Ground)가 119dB라고 가정하면, 이들 2개의 하향링크 전파 감쇄량(PL_air) 및 하향링크 전파 감쇄량(PL_Ground) 간 차이인 -4dB를 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어하기 위한 보정치로 결정할 수 있다.
그리고 송신출력제어부(230)는, 단말(20)에 대하여 결정한 보정치(예: -4dB)를 단말(20)로 제공하여, 단말(20)이 서비스 기지국(100)으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에 보정치를 반영하도록 제어한다.
앞서 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 대하여 설명한 바와 같이, 서비스 기지국(100)이 지속적으로 방송(Broadcasting)하는 송신출력 제어설정을 수신하게 되면 단말(20)은, 수신한 송신출력 제어설정을 기반으로 자신과 서비스 기지국(100) 간의 전파 감쇄량을 측정하고, 서비스 기지국(100)으로부터 할당 받은 상향링크 RB 수에 따라 매 sub-frame (1ms) 별로 송신출력을 결정할 것이다.
이때, 단말(20)은 서비스 기지국(100)으로부터 전송된 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에, 본 발명의 송신전력제어장치(200)로부터 수신되는 보정치(예: -4dB)를 반영할 수 있다.
이렇게 되면, 비행체 단말인 단말(20)은, 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 따라 송신출력 제어설정을 기반으로 결정한 송신출력에 보정치(예: -4dB)를 반영함에 따라, 단말(20)의 상향링크 송신출력이 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭이 서비스 기지국(100) 기준 동일 거리의 지상 단말이 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 수준으로 낮아지도록 단말(20)의 상향링크 송신출력이 제어될 수 있다.
이때, 일 예에 따르면, 송신출력제어부(230)는, 기지국에서 필요 시 개별 단말로 송신출력 제어하는데 사용하는 메시지인 DCI(Downlink Control Information) 내 TPC (Transmit Power Control) Command Field를 이용하여, 보정치(예: -4dB)를 단말(20)로 제공/적용할 수 있다.
송신출력제어부(230)는, 1번의 TPC Command 이용 보정치 제공(전송)으로 단말(20)의 송신출력이 원하는 수준으로 제어되지 못하는 경우라면, 원하는 수준으로 제어될 때까지 여러 번 전송하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 송신출력제어장치에 따르면, 비행체 단말의 경우 거리에 따른 전파 감쇄(량) 증가 속도가 지상 단말에 비해 느리게 증가하는 전파 감쇄 특성을 감안하여, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG(Air to Ground) 간섭을 억제하는 새로운 방안을 실현하고 있다.
이로 인해, 본 발명에 따르면, 지상/비행체 단말에 일반적인 상향링크 출력 제어 기능을 공통으로 적용하는 경우, 동일 거리에서 인접 기지국에 미치는 ATG(Air to Ground) 간섭이 더 큰 비행체 단말로 인해 지상 이동통신 서비스의 성능이 상대적으로 저하되는 문제를 해결할 수 있기 때문에, 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 효과를 도출한다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명에서 제안하는 ATG 간섭 억제 방안이 실현되는 과정에 대하여 구체적으로 설명하겠다.
설명의 편의를 위해, 발명의 송신출력장치의 동작 방법으로 언급하여 설명하고, 송신출력장치의 참조번호를 도 3에 도시된 바와 동일하게 언급하고, 송신출력제어장치(200)가 기지국(도 1의 100)과 동일하거나 기지국(도 1의 100)에 포함되도록 구현된 실시예로 언급하여 설명하겠다.
먼저, 본 발명의 송신출력장치의 동작 방법에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 기지국의 시스템 정보를 방송하는 채널 중 하나인 SIB2를 이용하여, 기 정해진 송신출력 제어설정을 방송(Broadcasting)하여 전송한다(S100).
이때, 송신출력 제어설정의 정보에는, 기지국(100)이 주기적으로 전송하는 하향링크 참조신호(CRS)의 세기, 상향링크 채널(예: PUSCH, PUCCH) 별 목표 수신신호레벨, 전파 감쇄 보상 설정이 포함되어 있다.
한편, 본 발명의 송신출력장치의 동작 방법에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 기지국(100)에 접속하는 단말(예: 단말(20))이 인지되면(S110), 단말(20)에 대하여, 비행체 단말 카테고리에 해당하는 비행체 단말인지 여부를 확인한다(S120).
일 예에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 단말의 서비스 종류에 따라 부여되는 QCI(QoS Class Identifier)를 근거로, 금번 접속하는 단말(20)의 QCI가 비행체 단말이 이용하는 서비스에 부여하도록 정의된 특정 QCI이면 금번 접속하는 단말(20)을 비행체 단말로 확인할 수 있다.
본 발명의 송신출력장치의 동작 방법에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, S120단계의 확인 결과 금번 접속하는 단말(20)이 비행체 단말인 경우(S120 Yes), 단말(20)에 대하여 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 하는 상향링크 송신출력 제어를 수행한다(S130~S150).
보다 구체적으로 설명하면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 비행체 단말로 확인된 단말(20)에 대해서, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량을 추정한다(S130).
예를 들면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 앞서 브로드캐스팅 전송하는 송신출력 제어설정에 포함시킨 정보 설명에서 언급한 바와 같이, 단말(20)이 전파 감쇄량 추정 시 기준으로 사용하는 하향링크 CRS의 세기(RSLevel)를 알고 있다.
그리고, 하향링크 참조신호(CRS)가 전송되는 15kHz 대역폭에서의 실온 (T = 300K) 열 잡음 수치(Thermal_Noise)는, Johnson-Nyquist noise 식에 의해 -132dBm으로 간주할 수 있다.
따라서, 단말(20)의 하향링크 신호 대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)를 알 수 있다면, 단말(20)의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 위 수학식 4를 이용해서 추정할 수 있다.
한편, CQI는 하향링크 변조기법이 256QAM을 사용하는지 여부에 따라, 서로 다른 2가지 Table이 규격적으로 정의되어 있다.
그리고, 망에 접속된 단말이 설정된 주기마다 서비스 기지국에 보고하는 하향링크 채널품질정보 즉 CQI는, 그 정의 상, 기지국에서 전송 시 전송 단위(Transport Block)가 단말 수신단에서 10% 이내의 확률로 오류(Error)가 발생할 것으로 보이는 최대 변조(modulation) 및 부호화율(code rate)를 의미하고 있다.
따라서, CQI는, 해당 시점의 하향링크 신호 대 잡음비(SNR)와 밀접한 관련이 있으며, 이론적인 시뮬레이션 또는 실제 필드 측정을 통해 CQI 및 하향링크 신호 대 잡음비(SNR) 간의 맵핑 데이터(테이블)을 쉽게 확보할 수 있다.
이에, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, CQI 및 하향링크 신호 대 잡음비(SNR) 간의 맵핑 데이터(테이블)을 근거로 하향링크 신호대 잡음비(SNR)를 추정한다면, 추정한 하향링크 신호대 잡음비(DLSNR)와 하향링크 CRS의 세기(RSLevel), 열 잡음 수치(Thermal_Noise)를 이용하여, 위 수학식 4를 통해 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 계산할 수 있다(S130).
본 발명의 송신출력장치의 동작 방법에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, S130단계에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL)을 이용하여, 보정치 즉 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어하기 위한 보정치를 결정한다(S140).
구체적으로, 비행체 단말 즉 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간 장애물이 없어 LOS 경로가 항상 확보되는 점을 고려하면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, S130단계에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL) 및 서비스 기지국(100)이 송신하는 하향링크 CRS의 세기를 기반으로, 위 수학식 3과 같은 자유공간 전파 감쇄 모델을 통해, 단말(20) 및 서비스 기지국(100) 간의 거리를 역산/추정할 수 있다.
그리고, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 기 정의된 전파감쇄모델 즉 수학식 2와 같은 일반적인 지상 이동통신 환경의 이동통신 전파 감쇄 모델을 근거로, 서비스 기지국(100)과 전술의 역산하여 얻은 거리(단말(20)-서비스 기지국(100) 간 거리)를 갖는 지상 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량(Ground PL)을 추정할 수 있다.
이에, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, S130단계에서 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL) 및 동일 거리의 지상 단말을 가정하여 추정한 하향링크 전파 감쇄량(Ground PL) 간 차이를, 보정치 즉 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어하기 위한 보정치로 결정할 수 있다(S140).
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, S130단계에서 추정한 단말(20, 비행체 단말)의 하향링크 전파 감쇄량(PL_air)가 115dB, 동일 거리의 지상 단말을 가정하여 추정한 하향링크 전파 감쇄량(PL_Ground)가 119dB라고 가정하면, 이들 2개의 하향링크 전파 감쇄량(PL_air) 및 하향링크 전파 감쇄량(PL_Ground) 간 차이인 -4dB를 단말(20)의 상향링크 송신출력을 제어하기 위한 보정치로 결정할 수 있다.
그리고 본 발명의 송신출력장치의 동작 방법에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 단말(20)에 대하여 결정한 보정치(예: -4dB)를 단말(20)로 제공하여(S150), 단말(20)이 서비스 기지국(100)으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에 보정치를 반영하도록 제어한다(S160).
이때, 일 예에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, 기지국에서 필요 시 개별 단말로 송신출력 제어하는데 사용하는 메시지인 DCI(Downlink Control Information) 내 TPC (Transmit Power Control) Command Field를 이용하여, 보정치(예: -4dB)를 단말(20)로 제공/적용할 수 있다(S150).
앞서 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 대하여 설명한 바와 같이, 서비스 기지국(100)이 지속적으로 방송하는 송신출력 제어설정을 수신하게 되면 단말(20)은, 수신한 송신출력 제어설정을 기반으로 자신과 서비스 기지국(100) 간의 전파 감쇄량을 측정하고, 서비스 기지국(100)으로부터 할당 받은 상향링크 RB 수에 따라 매 sub-frame (1ms) 별로 송신출력을 결정할 것이다.
이때, 단말(20)은 서비스 기지국(100)으로부터 전송된 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에, 본 발명의 송신전력제어장치(200)로부터 수신되는 보정치(예: -4dB)를 반영할 수 있다(S160).
이렇게 되면, 비행체 단말인 단말(20)은, 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 따라 송신출력 제어설정을 기반으로 결정한 송신출력에 보정치(예: -4dB)를 반영함에 따라(S160), 단말(20)의 상향링크 송신출력이 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭이 서비스 기지국(100) 기준 동일 거리의 지상 단말이 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 수준으로 낮아지도록 단말(20)의 상향링크 송신출력이 제어될 수 있다.
반면, 본 발명의 송신출력장치의 동작 방법에 따르면, 송신출력장치(200, 기지국(100))는, S120단계의 확인 결과 금번 접속하는 단말이 비행체 단말이 아닌 경우 즉 지상 단말인 경우(S120 No), 본 발명에서 제안하는 ATG 간섭 억제 방안을 적용하지 않을 것이다.
이렇게 되면, 지상 단말(예: 단말(10))은, 기존과 같이 일반적인 상향링크 출력 제어 기능에 따라, 송신출력 제어설정을 기반으로 결정한 송신출력을 사용할 것이다(S165).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 송신출력제어장치의 동작 방법에 의하면, 비행체 단말의 경우 거리에 따른 전파 감쇄(량) 증가 속도가 지상 단말에 비해 느리게 증가하는 전파 감쇄 특성을 감안하여, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG(Air to Ground) 간섭을 억제하는 새로운 방안을 실현함으로써, 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있는 효과를 도출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송신출력제어장치의 동작 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명의 송신출력제어장치 및 송신출력제어장치의 동작 방법에 따르면, 비행체 단말로부터 발생하는 강한 ATG (Air to Ground) 간섭을 억제하여 지상/공중 이동통신 서비스 성능을 균형 있게 유지할 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
200 : 송신출력제어장치
210 : 단말확인부 220 : 추정부
230 : 송신출력제어부 240 : 제어부

Claims (12)

  1. 서비스 기지국에 접속하는 단말에 대하여, 전파 감쇄 특성이 상이한 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는지를 확인하는 단말확인부; 및
    상기 단말이 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는 경우, 상기 단말에 대하여 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 하는 상향링크 송신출력 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 단말이 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는 경우, 상기 단말 및 상기 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 추정하는 추정부와,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여, 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 상기 단말의 상향링크 송신출력을 제어하는 송신출력제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말확인부는,
    상기 단말의 서비스 종류에 따라 부여되는 QCI(QoS Class Identifier)를 근거로, 상기 단말의 QCI가 제1 단말 카테고리에서 이용되는 서비스에 부여하도록 정의된 특정 QCI이면 제1 단말 카테고리로 확인하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 송신출력제어부는,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여 결정되는 보정치를 상기 단말로 제공하여,
    상기 단말이 서비스 기지국으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에 상기 보정치를 반영하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 송신출력제어부는,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 기반으로 추정되는 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 거리를 이용하여, 기 정의된 전파감쇄모델을 근거로 상기 서비스 기지국과 상기 거리를 갖는 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 추정하고,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 추정한 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량 간 차이를 상기 보정치로 결정하며,
    상기 특정 단말은,
    상기 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 큰 제2 단말 카테고리에 해당하는 단말인 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정부는,
    상기 단말이 서비스 기지국으로 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information)를 기반으로, 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 추정부는,
    상기 하향링크 채널품질정보(CQI) 및 상기 단말에 대하여 사용하는 하향링크 변조기법을 기반으로 추정되는 하향링크 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)와, 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 이용하여,
    상기 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 계산하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치.
  8. 서비스 기지국에 접속하는 단말에 대하여, 전파 감쇄 특성이 상이한 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는지를 확인하는 단말확인단계; 및
    상기 단말이 작은 제1 단말 카테고리에 해당하는 경우, 상기 단말 및 상기 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 추정하는 전파감쇄량추정단계; 및
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여, 인접 기지국에 미치는 상향링크 간섭 세기가 작아지도록 상기 단말의 상향링크 송신출력을 제어하는 송신출력제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치의 동작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 송신출력제어단계는,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량을 이용하여 결정되는 보정치를 상기 단말로 제공하여,
    상기 단말이 서비스 기지국으로부터 브로드캐스팅(Broadcasting) 전송되는 송신출력 제어설정을 기반으로 기 결정한 상향링크 송신출력에 상기 보정치를 반영하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치의 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 송신출력제어단계는,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 기반으로 추정되는 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 거리를 이용하여, 기 정의된 전파감쇄모델을 근거로 상기 서비스 기지국과 상기 거리를 갖는 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 추정하고,
    상기 추정한 하향링크 전파 감쇄량 및 상기 추정한 특정 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량 간 차이를 상기 보정치로 결정하며,
    상기 특정 단말은,
    상기 복수의 단말 카테고리 중 전파 감쇄량이 특정 임계 감쇄량 보다 큰 제2 단말 카테고리에 해당하는 단말인 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치의 동작 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전파감쇄량추정단계는,
    상기 단말이 서비스 기지국으로 보고하는 하향링크 채널품질정보(CQI: Channel Quality Information)를 기반으로, 상기 단말 및 서비스 기지국 간의 하향링크 전파 감쇄량을 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전파감쇄량추정단계는,
    상기 하향링크 채널품질정보(CQI) 및 상기 단말에 대하여 사용하는 하향링크 변조기법을 기반으로 추정되는 하향링크 신호대 잡음비(SNR: Signal-to-Noise Ratio)와, 상기 서비스 기지국이 송신하는 하향링크 신호 세기를 이용하여,
    상기 단말에 대한 하향링크 전파 감쇄량을 계산하는 것을 특징으로 하는 송신출력제어장치의 동작 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113972922A (zh) * 2020-07-24 2022-01-25 ***通信有限公司研究院 空地通信的干扰抑制方法及装置
CN113972922B (zh) * 2020-07-24 2024-07-26 ***通信有限公司研究院 空地通信的干扰抑制方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101571563B1 (ko) * 2008-09-24 2015-11-25 엘지전자 주식회사 다중셀 협력 무선통신시스템에서의 상향링크 전력의 제어 방법 및 이를 지원하는 단말
JP2018148542A (ja) * 2017-06-30 2018-09-20 株式会社Ｎｔｔドコモ 無線基地局及び無線通信方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101571563B1 (ko) * 2008-09-24 2015-11-25 엘지전자 주식회사 다중셀 협력 무선통신시스템에서의 상향링크 전력의 제어 방법 및 이를 지원하는 단말
JP2018148542A (ja) * 2017-06-30 2018-09-20 株式会社Ｎｔｔドコモ 無線基地局及び無線通信方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113972922A (zh) * 2020-07-24 2022-01-25 ***通信有限公司研究院 空地通信的干扰抑制方法及装置
CN113972922B (zh) * 2020-07-24 2024-07-26 ***通信有限公司研究院 空地通信的干扰抑制方法及装置

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