KR100610035B1 - 무선 시스템에서의 버스트 전송 종료 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 시스템에서 버스트 전송을 효과적으로 종료하기 위해, 무선 이동 유닛으로부터 기지국으로의 버스트 전송이 상기 무선 시스템의 동작과 관련한 적어도 하나의 기준을 평가함으로써 종료되어야 하는지의 여부를 결정하는 방법 및 장치가 개시된다. 일단 버스트 전송이 종료되어야 한다고 결정되면, 상기 전송은 타겟 신호-대-잡음비(SIR)를 미리 결정된 양으로 낮춤으로써 종료된다. 이러한 타겟 SIR을 낮춤으로써, 기지국으로부터 무선 유닛으로 전송된 전력 제어 비트들은 버스트 전송 전력의 극격한 감소를 지시하여 버스트 전송을 신속히 종료시킨다.

버스트 전송, 신호-대-잡음비, 타겟 SIR

Description

무선 시스템에서의 버스트 전송 종료 방법 및 장치{A method and apparatus for terminating a burst transmission in a wireless system}

도 1는 이동 유닛 및 복수의 기지국들을 포함하는, 본 발명에 따른 무선 시스템을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 장치를 도시하는 도면.

도 3는 본 발명에 따른 버스트 신호 전송 및 종료 방법을 도시하는 흐름도.

도 4는 데이터 버스트(burst)의 이른(premature) 종료가 일반적으로 바람직한지를 결정하는 방법을 도시하는 흐름도.

도 5는 데이터 버스트의 이른 종료가 역방향 링크 데이터 버스트 전송에 대해 일반적으로 바람직한지를 결정하는 방법을 도시하는 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

4: 기지국 2: 이동 유닛

22: 수신기 24: 제어기

본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들 및 특히 무선 시스템내의 버스트 전송과 관련한다.

무선 통신 시스템들은 시작 위치와 목적 위치 사이의 정보 신호들의 전송을 허용하도록 발전되어 왔다. 아날로그(제 1 세대) 및 디지털(제 2 세대)의 두가지 시스템들은 소스 및 목적 위치들을 링크하는 통신 채널들을 통해 정보 신호들을 전송하도록 사용되고 있다. 디지털 방법은 예를 들어, 채널 잡음 및 간섭에 대한 개선된 면역성, 증가된 용량, 및 암호화의 사용을 통해 개선된 통신 보안을 포함하는, 아날로그 기술들에 관한 몇몇 장점들을 제공하도록 의도한다.

상기 버스트의 시작 후의 얼마간의 시간을 인지할 때, 상기 버스트에 대한 상기 자원 할당은 적절하지 않을 수도 있다. 따라서, 상기 버스트의 이른(premature) 종료는 심한 혼잡 간섭이 갑자기 일어나는 경우에 필요할 수 있다. 또한, 상기 이동 무선 유닛으로부터 상기 기지국까지, 상기 버스트 전송이 역방향 링크라면, 이것은 상기 기지국과 단말기 사이의 메시지를 수반할 수 있고, 임계 동작(critical action)에서 얼마간의 지연을 유발할 수 있다

제 1 세대 아날로그 및 제 2 세대 디지털 시스템들은 제한된 데이터 통신 용량들을 갖는 음성 통신을 지원하도록 설계되었다. CDMA와 같은 광대역 다중 접속 기술들을 사용하여, 제 3 세대(3G) 무선 시스템들은 음성, 영상, 데이터 및 화상과 같은 많은 다양한 서비스들을 효과적으로 처리한다. 제 3 세대 시스템들에 의해 지원되는 특징들 중 하나는 이동 단말기와 지상 통신선 네트워크(land-line network)사이의 고속 통신 테이터 전송이다. 고속 데이터 통신은 높은 데이터 전송율에서 짧은 전송 "버스트(burst)", 뒤따르는 상기 데이터 소스로부터의 전송 동작이 없거나 거의 없는 조금 더 긴 기간에 의해 특징지워진다. 제 3 세대 시스템들에서 그러한 고속 데이터 서비스들의 버스티(bursty) 특성을 조정하기 위해, 상기 통신 시스템은 때때로 데이터 버스트의 지속동안 광대역 세그먼트(segment)를(높은 데이터비와 대응하는) 할당하는 것이 필요하다.

그러한 버스티 고속 데이터 전송(bursty high-speed data transmission)을 처리하는 제 3 세대 시스템들(3G)의 능력을 사용하여, 사용자들에 대한 작업 처리양 및 지연은 편리하게 향상될 수 있다. 그러나, 고속 데이터의 버스트 전송, 및 특히 전력의 할당을 요구하는 많은 양의 순시(instantaneous) 대역폭 때문에, 시스템 자원들은 동일한 주파수 할당을 사용하는 다른 서비스들과 원하지 않은(unwarranted) 간섭을 피하도록 주의하여 처리되어야 한다. 따라서, 시스템 설계자는 무선 링크를 통하여 다른 타입들의 통신에 대한 충분한 데이터 레이트를 설정하는데 있어서, 고속 데이터 서비스로 제공되는 데이터의 버스트들에 대한 시스템 자원들의 적절한 할당을 포함하는 많은 문제들을 처리할 필요가 있다.

다양한 사용자를 서로 다른 데이터 레이트로 수용함으로써 통신 시스템들의 성능을 증가시킬 필요가 계속 있어왔다. 특히, 전력 과부하 및 과도한 간섭 문제들을 방지함으로써 전송 품질을 유지할 필요가 있다. 특히 고속 데이터를 위해, 무선 통신 시스템에 접속하는 개별 사용자들의 시스템 처리량 및 데이터 레이트들을 향상 또는 증가시키는 장치가 당연히 필요하다.

3G 무선 통신 시스템들의 구성 및 설계에 관하여, 고속 데이터 서비스들은 무선 전송에서 스펙트럼(spectral) 효율을 유지하는 동안, 상기 무선 통신 시스템들로 조정되어야 한다. 그러한 결과들을 얻기위해, 패킷 전송 모드는 상기 데이터 통신들의 버스티 특징(busty nature)에 기인하여 소개된다. 패킷 전송 모드는 데이터 버스트 전송에 대한 요청를 수신하자마자, 각각의 단일 버스트 전송에 대한 버스트 지속 및 버스트 데이터 레이트를 포함하는 상기 무선 자원들을 할당하는 버스트 제어 기능을 수반한다.

버스트 제어 기능의 하나의 주된 목적은 각각의 버스트 전송이 전체 시스템에 방해할 수 있거나 다른점에서 부정적인 영향을 미치는 과도한(지나친(intolerable)) 간섭을 생성하지 못하도록 보증하는 것이다.

3G 시스템에서 상기 연속적인 고속 데이터 서비스들은 버스트 제어 기능에 많이 의존한다. 모든 무선 통신 시스템들은 용량을 증가시키기 위해 주파수 재사용(reuse)을 요구한다. IS-95B 및 3GIS-95와 같은 고속 패킷 데이터 서비스들의 도입함으로써, 간섭 변화는 음성용 서비스들의 경우에서 보다 더 심하게 된다. 음성용 서비스들에 대하여, 코드 채널들은 다양한 사용자들에게 할당되며, 또한 모든 사용자에게 대략 동일한 데이터 레이트로 전송한다. 어떤 사용자들은 심한 페이딩 상태와 마주치며, 또한 상기 이동 무선 유닛과 기지국 사이의 링크의 품질을 유지하도록 더 많은 전력(차례로 더 많은 간섭을 생기게 하는)을 필요로 할 수 있다. 반면에, 다른 사용자들은 양호한 상태에서 존재 할 수 있으며, 또한 매우 적은 잡음을 다른 사용자들에게 유발할 수도 있다. 상기 사용자들은 임의적으로 위치되기 때문에, 개별적인 사용자들에 대한 상기 페이딩 상태들은 또한 불규칙하며, 따라서, CDMA 시스템들은 간섭에 대한 평균 효과를 이용한다.

그러나, 고속 데이터 서비스들의 시나리오들(scenarios)은 다르다. 우선, 단독 사용자는 상기 사용자의 버스티(birsty) 데이터 전송 필요을 공급(serve)하는 짧은 간격 동안 많은 양의 등가 코드 채널들이 할당될 수 있다. 이것은 사용자가 버스트 전송 도중에 심한 페이딩과 마주치도록 할당되었다면, 사용자와 관련된 전력은 호출 품질을 유지하도록 상승될 필요가 있다. 전력에서 이러한 증가는 할당된 높은 데이터 레이트에 기인하여 모든 다른 사용자들에게 과도한 간섭을 더 나타날 수도 있다. 또한, 많은 부분의 무선 자원들이 3G 시스템들에서 단독 사용자에게 할당되기 때문에, 상술된 사용자들 사이의 평균 효과가 빠지며, 이러한 것은 동등하게 더 높은 "피크-대-애버리징(peak-to-averaging)" 인터페이스 패턴을 유발한다.

제 2 시나리오는 상기 무선 유닛의 이동성을 수반한다. 배정된 고속 데이터 사용자는 일정한 속도에서 작용할 수 있다. 일단 핸드오프 지역으로 들어가면, 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동 무선 유닛의 통신을 핸드오프하며, 간섭 패턴이 현저하게 변한다. 새로운 및/또는 구 기지국은 무선 자원들이 충분하지 않거나, 이러한 고속 데이터 사용자가 새 기지국 유효 범위내의 다른 사용자들을 방해할 수 있다.

요약하면, 상술한 시나리오들은 기지국 및 버스트 지정에서 무선 자원들의 할당을 유발할 수 있는 이동 무선 유닛의 페이딩 상태들 및 간섭 문제들을 정확하게 추정하는 것이 필요하다. 또한, 필요가 이러한 높은 비율로 발생하는 간섭이 다른 사용자들에게 참을 수 있는 상기 버스트 전송상의 엄밀한 제어를 실행하도록 발생된다. 실제 동작에서, 상기 무선 이동 유닛들의 페이딩 및 간섭의 추정은 충분히 정확하지 않을 수 있으며, 무선 이동 유닛이 기지국들 사이의 소프트 핸드오프의 변환(첨가 또는 드랍(drop))될 때, 간섭의 제어는 특히 보장되지 않을 수 있다. 따라서, 현저한 순시 간섭 증가가 발생한다면, 필요성은 간섭의 제어를 보장하기 위해, 버스트 전송의 이른 종료를 실행하기 위해 존재한다. 버스트 전송의 이른 종료는 상기 이동 무선 유닛과 상기 기지국사이의 메시지를 보내는 것에 의해 발생한다면, 종료에 대한 이러한 메시지는 동작의 지연이 상기 시스템 상의 다른 사용자들에 대해 현저한 성능저하를 일으킬 수 있기 때문에, 빨리 전송되어야 한다.

무선 시스템내의 버스트 전송을 효과적으로 종료하기 위해, 무선 유닛으로부터 기지국으로의 버스트 전송이, 상기 무선 시스템의 동작과 관련한 적어도 하나의 기준을 평가(evaluating)함으로써 종료되어야 하는지를 결정하는 방법 및 장치가 개발되었다. 버스트 전송이 종료되어야 하는것으로 결정되면, 상기 전송은 미리 결정된 양으로 신호대 간섭 비(SIR)를 낮춤으로써 종료된다. 이러한 타겟(target) SIR을 낮춤으로써, 상기 기지국으로부터 상기 무선 유닛으로 전송된 전력 제어 비트들은 상기 버스트 전송 전력을 극히 감소시키도록 지시하며, 또한 상기 버스트 전송을 효과적으로 종료하도록 빠르게 동작한다.

이동 무선 유닛으로부터 기지국으로 버스트 데이터 전송을 효과적으로 종료하기 위해, 상기 버스트의 종료가 빠르고 효과적으로 되도록 조건들이 설정된다. 좀더 구체적으로, 기지국에 대한 허용할 수 있는(tolerable) 신호대 간섭 비(SIR)의 상한은 무선 이동 유닛으로부터 요청을 수신하여 결정된다(버스트 요청). 상기 무선 이동 유닛과 상기 기지국사이의 타겟 신호 대 간섭 비(SIR)는 전력 제어 외부 루프(연산방식은 타겟 FER을 만나는 무선 이동 유닛으로부터의 상기 신호의 프레임 에러율(FER)에 기초하여 상기 타겟 SIR을 설정하도록 사용된다)에 의해 자동적으로 조절되며, 간섭이 허용되거나 받아들여 질 수 없는 타겟 SIR이 허용할 수 있는 SIR의 상한 넘을 때, 타겟 SIR은 상기 버스트 전송이 효과적으로 종료되도록 의도적으로 저하된다. 사실상, 본 발명의 타겟 SIR의 오프셋팅(offsetting)은 이후에 설명되는 것처럼 전력 제어 외부 루프의 정규 기능을 중단시킨다.

도 1은 무선 이동 유닛(2), 무선 이동 유닛(2)에 대한 현재 주 기지국으로써 동작하는 제 1 기지국(4), 인접한 기지국(6) 및 (8)을 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한다.

도 2는 본 발명의 장치(20)와 통신하는 상기 무선 이동 유닛(2)을 도시한다. 양호하게는, 이 장치는, 본 출원서의 도 1에서 무선 이동 유닛(2)과 통신하는 것으로 도시된 주기지국과 같은, 기지국에 설치된다.

장치(20)는 트랜시버(22)를 포함하며, 제어기(24)에 접속된다. 상기 제어기(24)는 메모리(26)에 접속된다. 트랜시버(22), 제어기(24), 및 메모리(26)는 도 2에서 도시되는 것처럼 장치(20)내에 위치될 수 있고, 또는 예를 들어 기지국(4)과 같이, 표준 기지국의 기존의 하드웨어 내에 위치될 수 있다.

상기 트랜시버(22)는 이동 유닛(2)으로부터 상기 기지국(4)의 장치(20)로 보낸 버스트 전송과, 또한 신호 채널을 경유하여 기지국(4)의 장치(20)로부터 무선 이동 유닛(2)으로, 예를 들어 800㎐와 같거나 더 높은, 매우 높은 비율로 보낸 전력 제어 비트들을 포함하는 무선 이동 유닛(2)으로부터 신호들을 전송 및 수신한다. 이러한 전력 제어 비트들은 상기 무선 이동 유닛(2)을 전력 제어 그룹(pcg) 시간(예를 들어 1.25ms와 같이)마다 상기 트랜시버(22)에서의 측정에 기초하여 전력을 상승 또는 하강(한정된 스텝 크기로, 예를 들어, 1㏈과 같이)시키도록 지시한다. 이것은 내부 루프 기능으로서 공지되며, 데이터 버스트 전송의 수신된 SIR이 타겟 SIR과 만나도록 조절되기 위해 전송 전력이 조절된다.상기 타겟 SIR은 나중에 설명된다.

외부 루프 기능에서(예를 들어, 매 20ms마다 발생하는), 수신된 데이터 버스트 전송의 타겟 SIR은 조절된다. 결과 FER이 타겟 FER과 만나기 위해, 프레임-에러율(FER)로 표현되는, 원하는 또는 타겟 품질 레벨을 확보하도록 조절된다. 이러한 외부 루프 제어 기능 내에서, 전송 전력은 상기 내부 루프 기능으로 조절된다. 또한, 상기 타겟 SIR과 간섭이 견딜수 없고 데이터 버스트 전송이 종료되어야 하는 상한 SIR 경계의 비교가 이루어진다. 이러한 SIR 경계의 결정 및 상기 타겟 SIR/ 상한 경계 SIR 비교의 주입은 도 3의 설명으로부터 더 명확해진다.

도 3는 본 응용의 양호한 실시예의 방법으로 도시된다. 처음에, 단계 s2에서, 데이터 버스트 전송을 처리하기 위한 요청(버스트 요청)은 예를 들어 무선 이동 유닛(2)과 같은, 무선 이동 유닛으로부터 주기지국 또는 서빙 기지국(4)으로 보내진다. 상기 기지국(4)은 상기 데이터 버스트 전송에 대한 무선 자원들(버스트 지속 및 버스트 데이터 레이트를 포함하여)을 배정 또는 할당한다. 그러나, 단계 s4에서, 버스트 배정이 상기 무선 이동 유닛(2)으로 보내지기 전에, 상기 서빙 기지국(4)이(양호하게는 인접한 기지국(6) 및 (8)과 함께) 무선 이동 유닛(2)으로부터 데이터 버스트 전송에 의해 유발될 간섭을 추정한다. 이것은 다음처럼 실행될 수 있다.

무선 이동 유닛(2)으로부터 버스트 전송이 발생하는 전체 간섭의 퍼센티지 (i) (대략 기지국(4)이 견딜 수 있는 전체 간섭) 이하 식으로써 결정된다:

i = ρ·(Eb/I)·r/ω (1)

상술된 식(1)에서, ρ는 채널 활동 계수(channel activity factor)이다. 이것은 0 - 1.0의 범위이고, 전형적으로 음성에 대해 0.5의 값 및 데이터에 대해 1.0의 값을 가진다. Eb는 신호의 비트당 에너지이며, I는 전체 간섭이다. Eb/I는 상기 SIR과 같다. 상기 기호 "r"은 전송비와 대응하며, ω는 확산 대역폭이다(전형적으로, 1.25 메가헤르츠, 미리 결정된 값). r/ω의 비는 상기 신호의 확산 이득의 역수이다.

상술된 식(1)에서, 서빙 기지국(4)(전체 용량)에 의해 허용할 수 있는 전체 간섭의 5%(.05) 또는 10%(.10)는 무선 이동 유닛(2)과 같은 주어진 이동 유닛에 의해 발생된다. 서비스하고 있는 모든 이동 단말기들에 대한 서빙 기지국(4)의 전체 허용할 수 있는 잡음은 예를 들어 성분들과 히스토리(history)에 기초하여 공지된다. 전형적인 목적을 위하여, 100% 용량과 같은 수가 가정된다(예를 들어 전체 용량, 상기 전체 허용할 수 있는 간섭의 값을 대표하는 100%). 기지국(4)에 의해 이미 서비스되고 있는 다른 이동 단말기들은 예를 들어 100% 전체 허용할 수 있는 잡음의 85%(0.85)를 발생시킬 수 있다. 따라서, 무선 이동 유닛(2)으로부터 15%(0.15) 간섭의 최대값은 용량을 초과하지 않고 서비스하는 기지국(4)에 의해 허용될 수 있는 모든 것이다.

삭제

상기 기지국들, 또는 기지국(4)은 홀로 행해져서, 따라서, 무선 이동 유닛(2)은 발생된 간섭이 허용할 수 있도록 할당될 수 있는 최고 데이터 레이트를 결정하고, 간섭이 상기 데이터 레이트과 대략 비례한다는 것을 주목하라. 데이터 채널에 대한 SIR의 평가는 제어 채널 또는 무선 이동 유닛(2)의 주요 채널의 동작 신호-대-간섭비(SIR)의 히스토리에 기초하며, 예를 들어, 상기 장치(20)의 메모리(26)내에 저장될 수 있다.

단계 S4에서, 상기 기지국(4)은 단독으로, 또는 인접한 기지국(6) 및 (8)에 결합하며, 버스트 전송에 대한 허용할 수 없는 간섭 레벨을 결정한다. 이것은 다음과 같이 설명된다.

식(1)에서, 예를 들어, 무선 이동 유닛(2)에 대한 최대 허용할 수 있는 간섭이 15%(0.15)라면, i는 0.15가 된다. 또한, ρ는 1이며(3G 시스템에서 데이터에 대하여); ω가 공지되고(칩 비율(chip rate)에 의해 고정된); 또한 SIR이 공지된다(원하는 품질 레벨 또는 타겟 품질 레벨을 보장할 타겟 SIR, 최대 SIR로 설정되고, 결과 FER는 타겟 FER과 만나는 FER로써 표현된다). 이와같이, 식(1)은 0.15의 최대 허용할 수 있는 간섭(무선 이동 유닛에 대한)에 대응하는 전송율을 결정하는 "r"을 해결할 수 있다.

"r"이 결정되면, 식(1)은 다시 사용된다. 이번에는, 예를 들어, 110%의 허용할 수 있는 최대 간섭 값(1.1)이 사용된다(100%의 전체 허용할 수 있는 레벨 또는 전체 용량보다 더 높은 값). 다른 이동 단말기들은 허용할 수 없는 110%(1.1)의 85%를 발생시키고, 그러므로 무선 이동 유닛(2)에 대한 허용할 수 없는 간섭은 25%(0.25)이다. 따라서, 식(1)에서, i=0.25이다. "r"이 공지되며; ω이 공지되며; 그리고 ρ=1이기 때문에, 상기 식은 SIR(Eb/I)를 위해 풀어질 수 있다. 그러므로, 단계 S6에서, 동작 SIR(operating SIR(Eb/I)의 상한 경계, 또는 상기 SIR 경계가 전달된다.

따라서, SIR(Eb/I) 또는 SIR 경계는 간섭이 허용되지 않는 것을 넘어서는 임계 SIR 레벨이다. 본질적으로, 허용할 수 없는 간섭 레벨은 동작 SIR의 상한 경계를 정의한다. 이러한 SIR 경계상에서, 버스트 전송에 의해 발생된 간섭은 이른 종료가 구현되어야 한다.

상술된 것처럼, 상기 SIR 경계는 예를 들어, 기지국(4) 단독으로 또는 인접한 기지국(6 및 8)과 결합하여 계산될 수 있다. 그러한 경우에, 예를 들어, 두 기지국(4 및 6)의 양쪽 모두의 범위내의 무선 이동 유닛(2)을 구비하여, 각각은 예를 들어, 5㏈ 및 3㏈과 같은 무선 이동 유닛(2)에 대한 SIR을 검출한다. 각각은 예를 들어, 100%와 같은 상대적인 수와 같은 허용할 수 있는 간섭 임계값들을 가진다. 각각 서비스하는 다른 이동 단말기들에 기초하여 각각의 기지국상에 존재하는 간섭 부하(interference load)는 다를 수 있다(하나가 100% 용량의 75%를 처리될 수 있고, 무선 이동 유닛(2)에 대한 25%의 간섭 값을 허용하고, 다른 하나는 90% 용량에서 처리될 수 있고, 무선 이동 유닛(2)의 5%의 간섭 값을 허용한다). 따라서, 각각의 기지국(4 및 6)에서, I가 다르고 SIR이 다르다; ω는 공지되고; ρ=1이므로 기지국(4)에 대한 "r₁"은 식(1)로부터 결정될 수 있고, 기지국(6)에 대한 "r₂"는 식(1)로부터 결정될 수 있다.

결정된 전송 레이트들 r₁ 및 r₂로부터, 레이트가 양쪽의 간섭의 계산 결과가 허용할 수 있는 범위내에 존재하는 것을 보장하도록 선택된다. 이러한 선택된 레이트 및 110% 용량의 허용할 수 있는 간섭 값(1.1)(예를 들어)을 사용하여, SIR의 상한 경계는 상술된 방법으로 계산될 수 있다. 이러한 계산들은 수신되고 있는 신호 및 트랜시버(22)를 통한 출력으로, 그리고 메모리(26)내의 저장된 정보를 사용하여 제어기(24)에서 실행된다. 또한, 유사한 계산들은 상술된 방법으로 3개 또는 그 이상의 기지국들을 사용하여 실행될 수 있다.

그 후에, 단계 S8에서, 서비스하는 기지국(4)는 비율 자원들(ratio resources)을 할당하고, 데이터 버스트 전송에 대한 버스트 지속 및 의 버스트 데이터 레이트를 할당하는 무선 이동 유닛(2)으로 버스트 할당을 보낸다. 그 후 , 단계 S10에서, 상기 무선 이동 유닛(2)은 데이터 버스트 전송을 시작한다. 단계 S12에서, 데이터 버스트 전송의 종료가 되었는지 여부를 결정한다. 단계 S22에서, 만일 그렇다면, 상기 시스템이 단계 S2로 복귀되며, 또다른 데이터 버스트 전송 요청을 기다린다.

데이터 버스트 전송의 종료가 완료 않는다면, 상기 시스템은 단계 S12에서 단계 S14로 이동한다. 단계 S14에서, 데이터 버스트 전송동안, 기지국(4)의 장치(20)는 타겟 프레임 에러 비(FER)를 얻기 위해, 현존하는 전송의 RF 조건들에 기초하여 상기 데이터 버스트 전송의 타겟 SIR을 자동적으로 조절한다. 이것은 외부 루프 기능의 부분으로써 공지된 방법으로 실행된다.

데이터 버스트의 전송 동안, 심한 페이딩이 있고, 또한 상기 관련된 전력은 품질을 유지하도록 전압을 올리거나 제어될 필요가 있다. 따라서, 외부 루프 기능 내에서, 내부 루프 전력 제어 프로세스는 상기 기지국(4)과 무선 이동 유닛(2)사이에서 발생한다. 상기 데이터 버스트가 전송되는 동안, 데이터 버스트 전송의 SIR은 상기 기지국(4)에서 검출된다. 상기 수신된 SIR은 타겟 SIR에 비교되고(예를 들어, 1.25ms 마다), 타겟 FER(예를 들어 1%)을 얻는 전력 제어 동안에 설정된다. 전력 제어 비트들은 상기 기지국(4)으로부터 무선 이동 유닛(2)으로 전송되고, 비교에 기초하여, 수신된 SIR이 타겟 SIR보다 적으면 데이터 전송의 전력을 증가시키고, 수신된 SIR이 타겟 SIR과 같거나 더 크다면, 버스트 전송의 전력을 감소시키킨다.

이러한 내부 루프 공정은 예를 들어, 전송 전력을 수신된 SIR이 1.25ms마다 타겟 SIR과 같도록 계속 조절한다. 그러나, 전력 상승은 또한 과도한 간섭을 생성하기 때문에, 이것은 또한 모니터링되어야 한다. 따라서, 간섭이 과도할 때, 이후에 설명되는 것처럼, 부가적인 단계는 데이터 버스트 전송을 종료시키도록 외부 루프 기능내에 삽입된다.

명확하게, 단계 S16에서, 타겟 SIR은 이전에 결정된 SIR 경계보다 더 큰지의 여부가 결정된다. 바꾸어 말하면, 타겟 SIR(상기 데이터 버스트 전송의 수신된 SIR과 대략 동등한 안정된 값)이 간섭이 허용할 수 있는 레벨을 넘는지, 이른 종료가 필요한지를 지시하는 SIR 경계를 넘는지의 여부를 결정한다. 그렇다면, 상기 방법은 단계 S20으로 진행한다.

단계 S20에서, 타겟 SIR은 버스트 전송의 종료를 트리거(trigger)하기 위해 필요한 미리 결정된 양까지 의도적으로 낮아진다. 이러한 미리 결정된 양(SIR 오프세트)은 예를 들어, 10㏈이다. 전력 제어 비트들은 전력에서 이러한 급격한 감소를 지시하는 기지국으로부터 무선 이동 유닛(2)으로 보내진다. 그러한 많은 양만큼 타겟 SIR을 의도적으로 낮춤으로서, 버스트 전송에 의해 유발되는 상기 간섭은 그 양만큼 즉시 감소되고, 단계 S20에 따라 상기 버스트 전송을 효과적으로 종료시킨다. 그 후에, 상기 시스템은 단계 S22에서 단계 S2로 복귀한다.

상기 타겟 SIR은 단계 S16에서 허용할 수 없는 간섭보다 더 크다고 결정되지 않는다면, 방법은 단계 S18로 진행한다. 이러한 단계에서, 또다른 기지국의 파일럿 신호(pilot signal)가 미리 결정된 임계값보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 바꾸어 말하면, 데이터 버스트 할당의 간섭 평가(evauation)를 초기에 수반하지 않는, 다른 기지국으로부터의 파일럿 신호가 미리 결정된 임계값을 넘는지의 여부를 결정한다. 예를 들어서, 이하의 식은 당업자들에게 공지된 방법으로 만족된다.

Ec/I_o > T_add (2)

식 (2)에서, Ec는 칩(chip)당 에너지이고, Io는 간섭 밀도이다. 그러한 임계값(T_add)을 초과하는 비율에 의해, 이것은 무선 이동 유닛(2)이 새로 발견된 기지국으로 더 가까이 이동하고, 데이터 버스트 전송의 이른 종료는 새로운 기지국의 혼잡을 방지하는 것을 필요로 한다. 만일 그렇지 않다면, 상기 시스템은 단계 S10으로 복귀한다.

도 3에서 도시되는 방법은 당업자들에 의해 이해되는 것처럼, 도 2의 성분들에 의해 실행된다. 성분들은 신호들을 수신 및 출력하는 트랜시버(22); 계산 및 결정을 실행하는 제어기(24); 및 이전 정보, 새로운 및 갱신된 정보를 저장하는 메모리(26)를 포함한다.

따라서, 도 3에서 도시되는 방법에 의해, 시스템의 안정성을 심하게 위협하는 두 가지 주된 문제들이 제기된다. 첫 번째, 예를 들어, 실제 동작 SIR이 주위의 변화에 기인하여 추정된 SIR로부터 벗어나게 된다면, 허용할 수 없는 간섭이 발생될 것이다. 두 번째, 무선 이동 유닛(2)이 최초 위치로부터 상당히 벗어날 수도 있으므로, 데이터 버스트 할당 전의 간섭 평가를 수반하지 않는 다른 기지국들에 과도한 간섭을 발생시킬 수 있다. 이러한 두가지 문제점들은 도 3에서 도시되는 방법으로써 제기되고 해결되며, 타겟 SIR은 SIR 경계보다 더 클 때(또는, 다른 기지국으로부터 파일럿 신호가 미리 결정된 임계값보다 더 큰 것을 결정함으로써), 상술된 문제들이 해결될 수 있고, 데이터 버스트 전송이 효과적으로 종료될 수 있다.

데이터 버스트 전송 자체를 효과적으로 종료시키기 위해, 데이터 버스트 전송의 전송 전력을 낮추도록 타겟 SIR을 낮추는 것은 종료될 필요가 있는 데이터 버스트 전송들에서 언제나 사용될 수 있다. 데이터 버스트가 종료되어야 할 때, 검출되는 다른 방법들은 다음과 같다. 임의의 다음의 방법들에 의해, 데이터 버스트 전송이 종료되어야 한다고 결정되면, 그 후에 데이터 버스트 전송은 상술된 프로세스에 의해 종료된다.

버스트 할당(예를 들어, 대역폭/전력 할당은 사용자에게 예상된 데이터 버스트를 제공한다)은 사용자의 히스토리 및 배정 시간에서 동시에 발생(contemporaneous)한 상황들에 기초한다. 그러한 동시에 발생한 상황들은 버스트 전송의 시간 프레임내에서 매우 빠르게 변할 수 있다. 그러한 변화의 결과로서, 주어진 버스트 배정은 상기 배정 후에 때때로 적절하지 않게 될 수 있다. 이를테면, 원하는 FER를 달성하는데 필요한 전력은 동일한 셀내의 다른 사용자들에 의해 시스템 전송 자원들의 이전에 존재하는(preexisting) 부하때문에 이용할 수 없을 수 있다. 또한, 특히 사용자가 매우 유동적인 경우에, 달성된 FER은 오랜 버스트 지속동안 요구된 레벨보다 더 높을 수 있다. 또한, 특히 도시의 사용자 환경에서 전송 품질에 부정적인 영향을 끼치는 페이딩(fading) 상태들은 버스트 전송의 지속이내에서, 전력 부하 상태뿐만 아니라 달성할 수 있는 FER 변화 시킬수 있다. 결과적으로, 버스트 배정의 연속은 전력 용량 및 시스템 자원들를 불필요하게 낭비한다. 데이터 레이트과 처리량도 또한 마찬가지이다. 순방향 링크에서 전체 데이터 전송은 전력이 과부하 문제들과 마주칠 수 있으며, 역방향 링크에서 데이터 전송은 과도 간섭과 마주칠 수도 있다.

높은 데이터 레이트 버스트 전송을 제공하도록 확립된 무선 시스템에서, 그러한 버스트 전송을 위해 필요한 전송 전력의 양은 버스트를 처리하는 전송국(transmitting station)이 이용가능한 전체 전송 전력의 상당한 부분을 자주 나타낸다. 따라서, 상당한 양의 전송 전력을 소비할 수 있는 단독의 높은 데이터 레이트(high data-rate) 사용자의 전송 요구들은 과부하 문제가 될 수 있다. 특히, 역방향 버스트 전송에 대한, 높은 데이터 레이트(및 높은 전력) 사용자는 동일한 물리적 접근(physical proximity)에서 다른 역방향 링크 사용자들에게 부정적인 영향을 미치는 상당한 간섭을 발생시킬 수 있다.

버스트의 연속은 더 이상 적절하지 않는 곳의 경우에 이러한 문제들을 처리하기 위해, 인텔리전트 기준(intelligent criteria)은, 데이터 버스트가 무선 통신 시스템에서 역방향 링크로 일찍(prematurely) 종료되어야 될 때를 결정하도록 제공된다. 방법은 역방향 링크에서 간섭 부하, 허용할 수 없는 FER(또는 대안적으로, 상기 ARQ-NACK 레이트)의 발생, 및 사용자의 입력 신호의 명백한 손실 또는 종료에 관해 이른(premature) 버스트 종료 기준에 따라 확립 및 동작하도록 작동한다. 그러나, 다른 기준이 선택될 수 있고, 모든 기준이 본 발명의 범위 내에서 존재하도록 의도되는 것은 상기 기술의 당업자들에게 명확하다.

이른 버스트 종료가 바람직할 때, 검출 방법의 높은 레벨의 묘사는 도 4에서 도시된다. 도면으로부터 보여지는 것처럼, 상기 버스트 전송이 진행하는 동안, 상기 시스템은 무선 이동 유닛(2)(MS)에서 단계 s402에서 부하 상태를 모니터하고, 신호 강도를 검출하며, 단계 s404에서 임의의 간섭 부하를 체크한다. 간섭 부하가 검출되면, 타겟 SIR은 낮아지며, 데이터 버스트는 단계 s414에서 이르게 종료된다. 과부하 테스트가 만족되면, 시스템은 단계 s408에서 수용가능 비율에 대한 FER(단계 s406에서 검출된)을 체크한다.

대안은 프레임 재전송 요구(ARQ-NACK) 비를 체크하는 것이다. FER 또는 ARQ-NACK 비율이 수용가능 비율을 넘는다면, 그 후에, 타겟 SIR는 낮아지며, 데이터 버스트는 단계 s414로 이르게 종료된다. 상기 FER(또는 ARQ-NACK 비) 테스트가 만족된다면, 상기 시스템은 단계 s412에서 공지된 시간 기간동안 전송 활동이 있는 지를 보여주도록 미리정의된 시간의 기간(s410)동안 데이터 활동을 모니터한다. 데이터 전송 활동이 공지된 시간동안 검출되지 않는다면, 상기 타겟 SIR은 낮아지며, 버스트 전송은 단계 s414에서 종료된다. 만일 그렇지 않다면, 단계 s416에서 버스트 전송은 배정된 지속 기간의 마지막까지 계속한다. 이러한 기준의 응용의 순서는 본 발명의 방법 및 범위에 중요하지 않다는 것이 주목된다. 본 명세서에서 나타낸 순서는 단지 예이다.

도 4에서 단계 s404, s408 및 s412를 참조하여, 상기 발명의 도시된 실시예에 따라 이른 버스트 종료에 대한 특정한 기준뿐만 아니라 그러한 기준의 검출는 다음의 설명과 연관하여 좀 더 이해될 수 있다. 버스트 할당이 생성되고, 데이터 소스가 전송되면, 관련한 BSC(기지국 제어기 또는 동등한 디바이스)는 할당 상태를 모니터 하고, 하나 이상의 버스트 종료 기준을 포함하는 전송 이벤트들의 검출에 기초하여 이른 버스트 전송을 유발한다. 발명의 예시된 실시예에 대해서, 이러한 기준들은:

1. 과부하는 하나 이상의 높은 데이터 레이트 사용자와 통신하는 임의의 서빙 기지국에서 검출된다. 역방향 링크에서, 검출된 과부하는 전송 경로에서 과부하 걸린 간섭일 수도 있다. 하나 이상의 높은 데이터 사용자가 동시에 셀에서 작동하는 경우, 그러한 간섭 부하가 검출될 때, 사용자 정의된 선택 기준은 종료하기 위해 그러한 다수의 사용자들 중 하나를 선택하도록 적용된다. 명백한 우선 순위는 최고의 데이터 레이트 사용자 또는 최저 데이터 레이트 사용자(최저 데이터 레이트 사용자의 종료에 의해 회복되는 전송 전력이 간섭 과부하 상태를 회복하는데 충분하다고 가정)중 하나의 선택을 포함한다. 다른 선택들은 상기 분야의 당업자에게 명백하다.

2. FER 또는 ARQ-NACK 레이트는 허용할 수 있는 값을 넘는다. 허용할 수 있는 ARQ_NACK 레이트를 정의하는데 있어서, 다음의 관계가 일반적으로 적용된다;

NACK rate = Number of NACKs/Observation_Window>

Acceptable_NACK

여기서, NACK는 부정 어크날리지먼트(nagative acknowledgement)를 나타내고, Observation_Window는 특정 프레임 또는 특정 프레임들의 수이다.

3. 공지된 시간 기간동안, 어떠한 데이터 전송 활동도 할당된 버스트 전송 링크에 대해 검출되지 않는다.

이러한 기준중 어느 하나와 마주치는 한, 데이터 버스트 전송의 이른 종료는 상술된 것처럼 타겟 SIR을 낮춤으로써 실행되는 것을 주목하라.

역방향 데이터 버스트 전송을 미리 종료하는 방법의 상세한 실시예는 도 5에서 블로도 형태로 도시된다. 역방향 데이터 버스트 전송에 대한 발명의 방법의 응용은 도 3 및 4에서 도시되는 것처럼 발명의 일반적인 방법과 유사하다. 도 5에서 도시되는 것처럼, 역방향 버스트 전송에 대한 간섭과 부하 검출의 경우를 보다 명확하게 참조하여, 단계s502에서, 시스템이 사용자와 통신하여(또는 잠재적으로 통신하여) 모니터링된 기지국의 세트에서 임의의 기지국과 관련하여 MS에서 상대적인 신호 강도를 모니터 및 검출한다. 모니터링된 기지국들 세트는 사용자에 대해 기지국의 활동적인 세트일 수도 있다. 그러나, 다른 기지국 세트들은, 예를 들어 기지국들의 역방향 평가 세트(e-set)로 선택될 수 있다. 모니터링된 세트에서 임의의 기지국은 간섭 과부하 상태들을 나타낼 때, 단계 s508에서처럼, 상기 버스트 전송이 종료된다. 유사하게, FER 또는 ARQ-NACK 비가 허용할 수 있는(단계 s504에서 결정된 것처럼) 비율 이상이라면, 또는 데이터 활동이 미리 결정된 시간 기간(단계 s506)내에 결정되지 않는다면, 상기 타겟 SIR은 낮아지고, 순방향 버스트 전송이 종료된다. 만일 그렇지 않다면, 순방향 버스트 전송은 단계 s510에서 계속된다.

당업자들은 여기에 자세히 설명되지 않고 상기 방법이 적용될 수 있는 무선 시스템들의 많은 구성이 있다는 것을 인지할 것이다. 상기 발명은 양호한 실시예에서 묘사되지만, 상기 발명은 여기에서 나타난 정확한 실시예에 제한되지 않는다. 특히, 상기 발명은, 전화 통신, 원격 전자 회의, 음성 메일, 프로그램 사운드, 비디오 전화 통신, 원격 단말기, 사용자 프로파일(profile) 편집, 텔레팩스(telefax), 음성대역 데이터, 데이터 베이스 엑세스, 메시지 방송, 속도 제한이 없는(unrestricted) 디지털 정보, 항법, 위치 및 인터넷 다운로딩(downloading) 서비스와 같은, 작동 시나리오와 다른 다수의 데이터 서비스들을 제공하는 제 3 세대 이동 통신 시스템 또는 개인용 통신 시스템을 이용할 수 있다. 이른 버스트 종료에 대한 필요를 검출하고 상기 발명에서 버스트 전송을 종료하는 방법은 제 2 세대 시스템들, 또는 버스트 전송 용량을 갖는 임의의 시스템에서 또한 이용될 수 있다. 따라서, 이러한 설명은 도시된 것처럼 해석되어야 한다. 본 기술의 당업자들은 상기 발명의 범위 및 정신에서 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정을 할 수 있다. 그러므로, 상기 발명의 범위는 다음의 청구항 및 등가물(equivalent)에 의해 정의되고 보호되어야 한다. 상기 발명은 원리들 및 여기에서 나타난 새로운 특징들과 일치하는 것이다. 상기 청구항의 범위 내의 모든 변경들의 독점적인 사용이 보장된다.

각각의 버스트 전송이 전체 시스템에 방해할 수 있거나 다른점에서 부정적인 영향을 미치는 과도한 간섭을 생성하지 못하도록 확보하는 것이다.

Claims (40)

1. 무선 이동 유닛으로부터 기지국으로의 버스트 전송을 종료하는 방법에 있어서,

   상기 버스트 전송의 SIR이 타겟 신호 대 잡음비(SIR)(signal-to-noise)와 다를때 상기 버스트 전송의 전력을 조절하는 단계와,

   상기 버스트 전송동안 상기 타겟 신호 대 잡음비(SIR)를 조절하는 단계와,

   상기 조절된 타겟 SIR을 동작 SIR과 비교하는 단계로서, 상기 버스트 전송에 대한 상기 동작 SIR을 초과하는 간섭 레벨은 수용될 수 없는, 상기 비교하는 단계와,

   상기 조절된 타겟 SIR이 상기 결정된 수용될 수 없는 동작 SIR보다 더 크게 될 때 상기 타겟 SIR을 낮추는 단계와,

   상기 조절된 타겟 SIR이 낮아질 때 상기 버스트 전송을 종료하는 단계를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 타겟 SIR은 상기 버스트 전송이 원하는 프레임 에러율(FER)를 달성하도록 조절되는, 버스트 전송 종료 방법
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력을 조절하는 단계는 상기 타겟 SIR과는 다른 상기 수신된 SIR에 기초하여, 상기 버스트 전송의 전력의 증가 또는 감소를 지시하는, 상기 기지국으로부터 상기 무선 유닛으로의 전력 제어 비트들을 전송하는 단계를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력 조절 단계는,

   상기 기지국에서 상기 버스트 전송의 SIR을 검출하는 단계와,

   상기 검출된 SIR과 상기 타겟 SIR을 비교하는 단계와,

   상기 비교에 기초하여, 상기 버스트 전송의 전력의 증가 또는 감소를 지시하는, 상기 기지국으로부터 상기 무선 유닛으로의 전력 제어 비트들을 전송하는 단계를 더 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 종료 단계는,

   상기 타겟 SIR이 종료를 트리거하는데 필요한 양만큼 낮아질 때, 상기 버스트 전송의 전력의 감소 및 종료를 지시하는, 상기 기지국부터 상기 무선 유닛으로 전력 제어 비트들을 전송하는 단계를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 버스트 전송에 대해 이전에 결정된 수용될 수 없는 간섭 레벨로부터 상기 수용될 수 없는 동작 SIR을 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 수용될 수 없는 동작 SIR을 결정하는 상기 단계는,

   상기 무선 유닛으로부터 상기 기지국으로 버스트 전송에 대해 추정된 간섭을 결정하는 단계와,

   상기 추정된 간섭에 기초하여 상기 수용될 수 없는 간섭 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
7. 적어도 하나의 기지국을 포함하는 무선 시스템에서 버스트 전송을 종료하는 방법에 있어서,

   상기 버스트 전송이 원하는 프레임 에러율(FER)을 달성하도록 초기에 결정된 무선 유닛으로부터 기지국으로의 버스트 전송의 타겟 신호대 잡음비(SIR)를, 상기 버스트 전송이 종료되어야 하는 것으로 결정될 때 종료를 트리거하는데 필요한 양만큼 낮추는 단계와,

   상기 타겟 SIR이 낮아짐에 따라, 상기 버스트 전송을 종료하는 단계를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 무선 유닛으부터 상기 기지국으로의 상기 버스트 전송의 신호 전력을 검출하는 단계와,

   상기 버스트 전송의 신호 전력 과부하(signal power overload)를 검출하면, 상기 버스트 전송이 종료되어야 한다는 것을 결정하는 단계를 더 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 버스트 전송의 FER을 검출하는 단계와,

   상기 검출된 FER이 수용될 수 있는 FER보다 더 크게 되면, 상기 버스트 전송이 종료되어야 한다는 것을 결정하는 단계를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
10. 적어도 하나의 기지국을 포함하는 무선 시스템에서 버스트 전송을 종료하기 위한 장치로서,

    상기 기지국의 동작 신호 대 잡음비(SIR)를 저장하도록 적응된 메모리로서 무선 이동 유닛으로부터 상기 기지국으로의 버스트 전송에 대한 상기 동작 SIR을 초과하는 간섭 레벨은 수용될 수 없는, 상기 메모리와

    상기 버스트 전송동안 타겟 SIR을 조절하도록 적응되고, 상기 버스트 전송동안 상기 조절된 타겟 SIR과 수용될 수 없는 동작 SIR을 비교하여, 상기 검출된 타겟 SIR이 상기 결정된 수용될 수 없는 동작 SIR보다 크다는 것을 상기 비교가 나타내면, 상기 버스트 전송의 종료를 트리거하는데 필요한 양만큼 상기 타겟 SIR을 낮추도록 적응된 제어기와,

    상기 타겟 SIR이 종료를 트리거하는데 필요한 양만큼 낮아질 때, 상기 버스트 전송을 종료하도록 적응된 출력 디바이스를 포함하는, 버스트 전송 종료 방법.
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