KR100585792B1

KR100585792B1 - 이동통신시스템의 ｗｉｎｄ-ｕｐ 전력 제어 방법

Info

Publication number: KR100585792B1
Application number: KR20050005156A
Authority: KR
Inventors: 장석일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: CN1808937B; US20060160557A1; CN1808937A; JP2006203891A; JP4429275B2; EP1684444B1; EP1684444A2; US7620414B2; EP1684444A3

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 이동 단말의 wind-up 전력 제어 방법에 관한 것으로, 이와 같은 본 발명은 wind-up 상태가 발생되면 SIR 다운 스텝 사이즈를 큰 값으로 변경하고 다운 링크 채널의 목표 SIR을 고정시키며, wind-up 해제되면 wind-up 해제 시점부터 다시 다운 링크 채널에 에러가 발생되기 전까지 상기 변경된 다운 스텝 사이즈만큼씩 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키고, 이후 다운 링크 채널에 에러가 발생되면 상기 다운 스텝 사이즈를 원래의 값으로 복원하고 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 업 스텝 사이즈만큼씩 증가시킨다. 따라서 본 발명은 wind-up 해제 시점의 높은 레벨의 서비스 품질을 wind-up 발생 이전의 일반적인 서비스 품질로 빠르게 복원함으로써, 기지국 파워의 효율성을 높이고 이동 단말 간 간섭을 줄일 수 있다.

wind-up전력제어, 목표SIR, 외부루프전력제어, 내부루프전력제어, SIR다운스텝사이즈, SIR업스텝사이즈

Description

이동통신시스템의 ｗｉｎｄ-ｕｐ 전력 제어 방법{WIND-UP POWER CONTROL METHOD IN MOBILE COMMUNICATION SYTEM}

도 1은 일반적인 이동통신시스템의 폐쇄 루프 전력 제어 방법을 보이는 도면.

도 2는 본 발명에 의한 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법을 보이는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 wind-up 전력 제어 방법에 따른 다운 링크 채널의 목표 SIR의 변화 상태를 보이는 도면.

본 발명은 이동통신 시스템의 폐쇠 루프 전력 제어에 관한 것으로, 특히 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 이동통신 시스템에서 이동 단말이 터널 등을 경유하는 경우, 갑작스런 파워 감소로 인해 채널에 에러가 발생하면서 이동 단말이 기지국에 파워를 급하게 올리라는 명령을 송신한다. 이 경우, 터널 등의 상황이 해소되는 시점이 발생되면, 그 시점에는 이미, 요 구 기지국 파워(목표 파워값)가 상당히 높게 설정되어 있기 때문에 기지국의 파워가 불필요하게 갑자기 증가하게 되어 기지국의 파워를 낭비하게 되고 다른 이동 단말에게 간섭을 주게 되며 기지국의 이동 단말 수용 용량이 감소하게 된다. 따라서 일반적인 이동통신 시스템은, 실제적으로 기지국의 파워 세기는 충분하지만 이동 단말이 터널 등을 경유함으로 인해 갑작스런 기지국 파워 감소로 이동 단말이 상당히 큰 기지국 파워 세기를 요구하는 상황이 발생할 때, wind-up 전력 제어 알고리즘을 적용한다.

즉, 갑작스럽게 수신 신호가 열화되면, 이동 단말은 파워 세기를 증가시키라는 명령을 기지국에 송신하는데, 갑작스럽게 상기 파워 세기 증가 명령이 정해진 개수 이상이 되면, 이동 단말은 wind-up 전력 제어 알고리즘을 적용한다.

Wind-up 전력 제어 알고리즘이 적용되면, 적용 그 순간부터 다운 링크 채널의 목표 파워값(목표 SIR(signal to interference ratio; 신호 대 간섭 비) 값)은 고정된다. 따라서 이동국이 수신하는 다운 링크 채널에 에러가 발생해도, 기지국은 고정된 목표 SIR(target SIR) 이상으로 파워 세기를 높이지 않게 된다. 그러나, 상기 고정된 목표 파워값(target SIR)은, wind-up 상황이 아닌 일반적인 상황에서의 서비스 품질(QoS)보다 높은 레벨이 요구되는 값이다. 이후 이동 단말이 터널 등의 경유가 끝나 wind-up 해제 상황이 발생되면, 이동 단말은 목표 파워값(target SIR)의 고정을 해지하고 wind-up 발생시 과도하게 높아진 target SIR을 적당한 레벨로 복구한다. 이렇게 과도하게 높아진 target SIR을 복구할 때 이동 단말은 SIR 다운 스텝 사이즈(SIR down step size)만큼씩 target SIR을 낮추게 되는데, 일반적인 wind-up 전력 제어 방법은, 상기 SIR 다운 스텝 사이즈의 크기가 너무 작아서 다운링크 채널의 서비스 품질을 wind-up 발생 이전의 서비스 품질(QoS)로 복원하는 데 많은 시간이 소요되고 기지국의 파워를 불필요하게 낭비하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 wind-up 상태가 발생되면 SIR 다운 스텝 사이즈를 큰 값으로 변경하고 wind-up 해제되면 변경된 SIR 다운 스텝 사이즈만큼씩 다운 링크 채널의 목표 SIR을 낮춤으로써 다운 링크 채널을 wind-up 이전의 서비스 품질로 빠르게 복구하고 기지국의 파워 효율성을 높이며 이동 단말 간 간섭을 최소화할 수 있는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법은, 다운 링크 채널을 통해 데이터를 수신하는 과정과; wind-up이 발생된 상태인 지를 확인하는 과정과; wind-up이 발생된 상태이면, 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키기 위한 다운 스텝 사이즈를 변경하고 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 고정시키는 과정과; wind-up이 발생되었다가 해제된 상태이면, 상기 수신된 데이터에 에러가 발생되었는 지를 체크하는 과정과; 상기 수신된 데이터에 에러가 발생되지 않았으면, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈만큼 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키는 과정과; 상기 수신된 데이터에 에러가 발생되었으면, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈를 복원하고 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR 을 증가시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이동 단말의 외부 전력 제어 방법은, 이동 통신 시스템의 Wind-up 전력 제어에 있어서, wind-up 발생 구간 동안, 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키기 위한 다운 스텝 사이즈를 업 스텝 사이즈로 변경하고 상기 목표 SIR을 고정시키는 과정과; 상기 wind-up 해제 시점부터 상기 다운 링크 채널에 에러가 발생되는 제1 시점 전까지, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈만큼씩 상기 목표 SIR을 감소시키는 과정과; 상기 제1 시점에 상기 다운 스텝 사이즈를 원래의 값으로 복원하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 이동통신시스템의 폐쇄 루프 전력 제어 방법을 보인다.

일반적으로 이동 단말과 기지국 간 폐쇄 루프 전력 제어는, 고속 전력 제어 방식으로서, 외부 루프 전력 제어(outer loop power control)와 내부 루프 전력 제어(inner loop power control)의 상호 작용으로써 이루어진다. 상기 외부 루프 전력 제어는, 다운 링크 채널의 CRC 에러를 체크하여 상기 내부 루프 전력 제어에서 사용되는 상기 목표 SIR을 설정하기 위한 방법이고, 상기 내부 루프 전력 제어는 이동 단말이 다운 링크 채널의 목표 SIR을 추적하면서 기지국 전송 전력을 제어하는 방법이다.

즉, 이동 단말은 기지국으로부터 다운 링크 채널을 통해 신호(데이터 블록; data block)를 수신하고 수신된 신호의 CRC 에러를 체크한다. 수신된 데이터 블록에 CRC 에러가 발생되었다고 판단되면(crc_err > 0), 이동 단말은 다운 링크 채널 의 목표 SIR을 SIR 업 스텝(SIR_Up_Step) 사이즈만큼 높이고, 상기 수신된 데이터 블록에 CRC 에러가 발생되지 않았다고 판단되면(crc_err == 0), 목표 SIR을 SIR 다운 스텝(SIR_Down_Step) 사이즈만큼 낮춘다. 이렇게 이동 단말은 외부 루프 전력 제어 방법을 통해 다운 링크 채널의 목표 SIR을 설정한다.

또한 이동 단말은 다운 링크 채널의 SIR을 측정하고 상기 측정된 SIR을 상기 내부 루프 전력 제어시 설정된 목표 SIR과 비교한다. 상기 측정된 SIR이 상기 목표 SIR보다 작으면, 이동 단말은 기지국 파워의 증가를 요구하기 위한 명령 즉, 송신 전력 제어 정보(transmit power control; TPC)를 액티브값(일례로 “1”로 설정하여 상기 송신 전력 제어 정보를 기지국으로 송신하고, 상기 측정된 SIR이 상기 목표 SIR보다 작지 않으면, 이동 단말은 상기 송신 전력 제어 정보(TPC)를 “0”으로 설정한 후 기지국으로 송신한다. 그러면 기지국은 상기 송신 전력 제어 정보(TPC)의 값을 기초로 다운 링크 채널의 파워를 조정한다. 상기 TPC의 값이 “1”이면 기지국은 파워 세기를 높이고, 상기 TPC의 값이 “0”이면 기지국은 파워 세기를 낮춘다. 이렇게 이동 단말과 기지국은 외부 전력 제어 방법을 통해 다운 링크 채널의 파워 세기를 조정한다.

이러한 내부 루프 전력 제어와 외부 루프 전력 제어를 통해, 이동 단말에 수신되는 다운 링크 채널 수신 신호는 목표 블록에러율(block error rate; BLER)(송신된 데이터블록의 총 개수에 대한 수신된 오류 데이터블록의 개수의 비)에 수렴하게 된다.

일반적으로 외부 루프 전력 제어의 경우, 목표 SIR을 조정하기 위한 SIR 업/ 다운 스텝 사이즈는 고정되어 있으며, [수학식1]과 같이 설정되어 있다.

If crc_err > 0, SIR_target 을 높임(SIR_UP_Step) (dB)

If crc_err == 0, SIR_target을 낮춤(SIR_Down_Step = SIR_Up_Step * BLER_target) (dB)

즉, SIR 다운 스텝(SIR_Down_Step) 사이즈는 목표 BLER(BLER_target)에 따라 SIR 업 스텝(SIR_Up_Step) 사이즈에 비해 최소 100배에서 1000배까지 작게 설정되어 있다.

본 발명은 wind-up 상황이 발생되어 일반적인 상황에서의 목표 SIR보다 높은 레벨로 고정된 목표 SIR을 wind-up 상황이 해제되면 큰 값을 가지는 SIR 다운 스텝 사이즈만큼씩 낮춤으로써 다운 링크 채널의 서비스 품질을 wind-up 발생 이전의 서비스 품질로 빠르게 복원할 수 있다.

이동 단말은 다운 링크 채널의 SIR을 측정하고 측정된 SIR(SIR_est)을 목표 SIR(SIR_target)과 비교하여 상기 측정된 SIR이 상기 목표 SIR보다 작으면 송신 전력 제어 정보(TPC)를 “1”로 설정하고 상기 송신 전력 제어 정보(TPC)를 업링크 채널을 통해 기지국으로 송신한다. 이동 단말은 “1”로 설정된 송신 전력 제어 정보(TPC)의 개수를 카운팅하고 카운팅된 TPC의 개수가 갑작스럽게 설정된 개수 이상이 되면 즉, “1”로 설정된 TPC의 개수가 소정 시간 동안 설정된 개수 이상이 되면, 이동 단말은 wind-up 상황이 발생되었다고 판단한다.

또한, wind-up 상황이 발생된 이 후, “1”로 설정된 TPC의 개수가 상기 소정 시간 동안 상기 설정된 개수보다 작으면, 이동 단말은 wind-up이 해제되었다고 판단한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법을 보이고, 도3은 본 발명에 의한 wind-up 전력 제어 방법에 따른 목표 SIR의 변화 상태를 보인다.

다운 링크 채널을 통해 데이터 블록을 수신하면(S11), 이동 단말은 wind-up이 발생되었는 지를 확인하고(S12), wind-up이 발생된 상태이면, SIR 다운 스텝 사이즈를 SIR 업 스텝 사이즈로 변경하고(S13), 목표 SIR을 고정시킨다(S14). 그래서 다운 링크 채널을 통해 수신된 데이터 블록에 CRC 에러가 발생되어도 이동 단말은 wind-up이 발생된 상태에서는 다운 링크 채널의 목표 SIR을 도3의 A 구간과 같이 높은 레벨로 고정시킨다.

wind-up이 발생된 이후, wind-up이 해제되었다고 판단되면, 이동 단말은 다운링크 채널을 통해 수신된 데이터 블록에 CRC 에러가 발생되었는 지를 체크하고(S15), CRC 에러가 발생되지 않았다고 판단되면, 이동 단말은 상기 단계 S13에서 변경된 SIR 다운 스텝 사이즈만큼 목표 SIR을 감소시킨다(S16). 상기 변경된 SIR 다운 스텝 사이즈는, 일반적인 SIR 다운 스텝 사이즈보다 큰 값이기 때문에 도3의 B 구간과 같이 다운 링크 채널의 목표 SIR이 wind-up 발생 이전의 목표 SIR로 신속 하게 복원된다.

이렇게 wind-up이 해제된 이후, 다운 링크 채널의 목표 SIR을 상기 변경된 SIR 다운 스텝 사이즈만큼씩 계속 감소시키다가, 수신된 다운 링크 채널의 데이터 블록에 CRC 에러가 발생되었다고 판단되면(S11,S12,S15), 이동 단말은 상기 변경된 SIR 다운 스텝 사이즈를 기존의 값으로 복원시키고(S17) 다운 링크 채널의 목표 SIR을 SIR 업 스텝 사이즈만큼 증가시킨다(S18).

목표 SIR을 계속 증가시키다가 다운 링크 채널의 데이터 블록에 CRC 에러가 발생되지 않는 상태가 되면(S11,S12,S15), 이동 단말은 상기 단계 S17에서 기존의 값으로 복원된 SIR 다운 스텝 사이즈만큼 상기 목표 SIR을 도3의 C 구간과 같이 감소시킨다(S16).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법은, wind-up 상태가 발생되면 SIR 다운 스텝 사이즈를 큰 값으로 변경하고 wind-up 해제되면 변경된 SIR 다운 스텝 사이즈만큼씩 다운 링크 채널의 목표 SIR을 낮춤으로써 다운 링크 채널을 wind-up 이전의 서비스 품질로 빠르게 복구하고 기지국의 파워 효율성을 높이며 이동 단말 간 간섭을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 wind-up 상태 발생 여부에 따라 다운 링크 채널의 목표 SIR의 다운스텝사이즈의 변경을 결정하고 목표 SIR의 감소폭을 무선 링크 채널의 파워 열화 환경에 따라 다르게 조절함으로써, 다운 링크 채널의 서비스 품질을 무선 링크 환 경에 따라 다양하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

다운 링크 채널을 통해 데이터를 수신하는 과정과;

wind-up이 발생된 상태인 지를 확인하는 과정과;

wind-up이 발생된 상태이면, 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키기 위한 다운 스텝 사이즈를 변경하고 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 고정시키는 과정과;

wind-up이 발생되었다가 해제된 상태이면, 상기 수신된 데이터에 에러가 발생되었는 지를 체크하는 과정과;

상기 수신된 데이터에 에러가 발생되지 않았으면, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈만큼 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키는 과정과;

상기 수신된 데이터에 에러가 발생되었으면, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈를 복원하고 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 증가시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 wind-up이 발생되지 않은 상태에서 상기 수신된 데이터에 에러가 발생되지 않으면, 상기 복원된 다운 스텝 사이즈만큼 상기 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키는 과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 wind-up이 발생된 상태인 지를 확인하는 과정은,

액티브 상태의 송신 전력 제어 정보(TPC)의 개수가 소정 시간 동안 설정 개수 이상이 되는 지를 확인하는 과정과;

상기 액티브 상태의 송신 전력 제어 정보의 개수가 상기 소정 시간 동안 상기 설정 개수 이상이 되면, wind-up이 발생된 상태라고 판단하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 액티브 상태의 송신 전력 제어 정보는,

상기 다운 링크 채널의 송신 파워를 증가시키기 위한 정보로서, 이동 단말로부터 기지국으로 송신되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 송신 전력 제어 정보를 액티브 상태로 설정하는 방법은,

상기 다운 링크 채널의 측정된 SIR과 상기 목표 SIR을 비교하는 과정과;

상기 측정된 SIR이 상기 목표 SIR보다 작으면, 상기 송신 전력 제어 정보를 액티브 상태로 설정하는 과정과;

상기 측정된 SIR이 상기 목표 SIR보다 작지 않으면, 상기 송신 전력 제어 정보를 인액티브 상태로 설정하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈는,

상기 복원된 다운 스텝 사이즈보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈는,

업 스텝 사이즈와 동일한 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 wind-up 전력 제어 방법.
이동 통신 시스템의 Wind-up 전력 제어에 있어서,

wind-up 발생 구간 동안, 다운 링크 채널의 목표 SIR을 감소시키기 위한 다운 스텝 사이즈를 업 스텝 사이즈로 변경하고 상기 목표 SIR을 고정시키는 과정과;

상기 wind-up 해제 시점부터 상기 다운 링크 채널에 에러가 발생되는 제1 시점 전까지, 상기 변경된 다운 스텝 사이즈만큼씩 상기 목표 SIR을 감소시키는 과정과;

상기 제1 시점에 상기 다운 스텝 사이즈를 원래의 값으로 복원하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 외부 루프 전력 제어 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제1 시점 이후 상기 다운 링크 채널에 에러가 발생되지 않으면, 상기 복원된 다운 스텝 사이즈만큼씩 상기 목표 SIR을 감소시키는 과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 외부 루프 전력 제어 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 다운 스텝 사이즈는, 상기 업 스텝 사이즈에 비해 목표 블록에러율에 따라 100 배에서 1000배까지 작게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 외부 루프 전력 제어 방법.