KR101287219B1 - 이동 통신 시스템의 상향 링크 전력 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신시스템에서 전력 제어를 수행하는 장치 및 그 방법을 제공한다.

기지국이 이전 N개의 프레임에 대하여 평균 간섭량을 구하고 이를 가입자 단말들로 방송하며, 가입자 단말들이 상기 평균 간섭량을 토대로 전송 전력을 결정한다. 추정된 간섭량이 가입자 단말에서 실제 신호 전송이 이루어지는 프레임에서 발생될 수 있는 간섭량에 근접하도록, 현재 프레임을 포함하거나 또는 포함하지 않는, 설정 사이즈에 해당하는 구간의 프레임들에 대한 간섭 및 잡음(Noise & Interference : NI) 값을 구한다. 또는 보다 정확한 추정을 위하여, 현재 프레임에 대한 간섭 및 잡음 값을 소정 값에 따라 보정하여 방송한다.

전력제어, 간섭 및 잡음, OFDMA, OCI, NI, 슬라이딩윈도우

Description

이동 통신 시스템의 상향 링크 전력 제어 장치 및 그 방법{POWER CONTROL METHOD FOR UP-LINK IN MOBILE COMMUNICATION AND APPARATUS THEREOF}

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 2는 도 1에 도시된 방법의 적용예를 나타낸 도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 4는 도 3에 도시된 방법의 적용예를 나타낸 도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 장치의 구조도이다.

본 발명은 전력 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말자하면 이동 통신 시스템에서 상향 링크에 대한 전력제어를 수행하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템에서 사용되는 무선 채널은 거리 및 음영(shadowing)에 따라 전파 경로의 감쇠량이 변화하고 셀간 간섭 및 페이딩이 심하여, 채널의 상태에 따른 수신 신호대 간섭비(Carrier to Inference ratio : 이하 C/I 라 칭한다.)의 변화가 크다. 현재 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access :OFDMA) 기반의 패킷 통신 시스템의 경우, 소정 셀이 다른 셀의 부반송파와 동일한 인덱스를 가지는 부반송파를 사용함으로써, 인접 셀 간섭(Other Cell Interference: 이하, OCI 라고 명명함)이 존재한다. 따라서 가입자 단말(Sub-scriber: 이하, SS라고 명하기도 함)이 받게 되는 잡음 및 간섭(Noise & Interference : 이하, NI라고 명명함)의 크기는 OCI의 양에 따라 변화하게 된다.

OFDMA 시스템에서는 다른 셀의 가입자 단말의 전력이 OCI로서 영향을 주고, 계속적으로 변화되는 간섭량은 시스템 전체의 수율(throughput)에 큰 영향을 미치기 때문에, 가입자 단말의 전력을 적절히 제어하여 간섭의 영향을 최소로 하는 것이 중요하다. 이에 따라 인접한 셀에서 수신되는 간섭량을 고려한 상향 링크 전력 제어를 수행하고 있다.

상향 링크 전력 제어는, 각 셀마다 이전 프레임에서 발생되는 NI 값의 평균값과 평균화된 C/N(Carrier to Noise & Interference ratio) 값, 그리고 사용자의 경로 감쇄 등을 고려하여 수행된다. 일반적으로 폐루프 전력제어 또는 개방루프 전력제어 등의 방식을 이용하는데, 이 방식들은 주로 하나의 셀만을 대상으로 수행된다. 하나의 기지국에 속한 가입자 단말들의 간섭 및 수신 신호에 대하여, 경로 감쇄, 채널 특성 변화, 채널 추정 오류, 전력 제어 지연 시간에 의한 영향 등을 보상한다.

개방 루프 전력 제어시, 하나의 하향 링크 프레임내의 모든 슬롯에서 가입자 단말이 받는 NI를 모두 추정한 후, 셀 단위로 추정된 NI의 평균 값을 구하여 셀당 현재의 평균 NI값을 추정한다. 그리고 추정된 현재의 평균 NI값을 해당 셀에 속해 있는 각 가입자 단말로 전달한다. 각 가입자 단말은 전달받은 평균 NI값을 이용하여 C/N값을 계산하고, 자신의 경로 손실 값을 추정한 다음, 각 값들을 개방 루프 전력 제어를 위한 소정의 식에 적용시켜, 다음 프레임에서 사용될 전력을 결정한다. 이후, 가입자 단말은 다음 프레임에서 결정된 전력에 따라 신호 송신을 수행한다. 이러한 과정들은 매 프레임마다 반복됨으로써, 전력 제어가 이루어진다.

그런데 전력 결정시, 신호 전송이 이루어지는 프레임의 바로 이전 프레임에서 발생한 평균 NI 값을 사용하는데, 이전 프레임에 대한 평균 NI값은 다음 프레임의 패킷 발생과 히팅(Hitting) 여부에 따라 변화하기 때문에, 이전 프레임에 대한 평균 NI값을 토대로 하는 전력 제어는 부정확하다.

또 다른 전력 제어 방법으로는 시간에 따른 전력 제어가 있는데, 이 전력 제어는 각 가입자 단말마다 프레임 단위로 이루어진다. 예를 들어 i+3번째의 프레임의 평균 NI값을 추정한 후 추정된 NI값을 이용하여 다음 i+4번째 프레임의 시작점에서 상기의 개방루프 전력제어를 수행한다.

하지만 OFMDA 시스템에서는 각 프레임마다 전송하는 패킷의 트래픽이 커지거나 작아짐에 따라 NI값이 계속 변화를 일으키게 된다. 따라서 현재 프레임에서 추정되는 NI값과 다음 프레임에서 발생하는 실제 NI값 사이에 큰 오차가 발생할 수 있다.

따라서 위에 기술된 바와 같이, 전력 제어를 위해 NI값을 추정할 때, 현재 프레임의 평균 NI값만을 사용하여 다음 프레임에서의 전력을 결정함으로써, 부정확한 NI의 사용으로 인하여 전력제어 오류가 발생할 수 있다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서, 상향링크 전력 제어시, 정확한 NI를 추정하고 이를 토대로 전력 제어를 수행하는 장치 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 전력 제어 방법은, 이동 통신 시스템에서, 상향 링크 전력을 제어하는 방법에서, 기지국이 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 간섭 및 잡음(Noise & Interference : NI) 값을 추정하는 단계; 기지국이 상기 현재 프레임을 포함하며 설정 사이즈에 해당하는 구간의 복수 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여, 평균 간섭 및 잡음 값을 산출하는 단계; 및 상기 기지국이 상기 평균 간섭 및 잡음 값을 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계를 포함하고, 상기 가입자 단말들은 상기 평균 간섭 및 잡음 값을 토대로 상향 링크로의 신호 전송을 위한 전송 전력을 결정한다. 여기서, 상기 설정 사이즈에 해당하는 구간의 복수 프레임들은 현재 프레임과, 적어도 하나의 이전 프레임을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 전력 제어 방법은, 기지국이 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 간섭 및 잡음 값을 추정하고 이를 제1 평균 간섭 및 잡음 값으로 설정하는 단계; 기지국이 상기 현재 프레임을 제외한 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여, 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 산출하는 단계; 상기 기지국이 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값 및 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 비교하는 단계; 상기 기지국이 비교 결과에 따라 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정하는 단계; 및 상기 기지국이 보정된 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계를 포함하고, 상기 가입자 단말들은 상기 방송되는 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 토대로 상향 링크로의 신호 전송을 위한 전송 전력을 결정한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 전력 제어 방법은, 기지국이 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 평균 간섭 및 잡음 값을 추정하고 이를 제1 평균 간섭 및 잡음 값으로 설정하는 단계; 기지국이 상기 현재 프레임을 제외한 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여, 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 산출하는 단계; 상기 기지국이 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값 및 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 비교하는 단계; 상기 비교 결과, 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 작은 경우에는 상기 기지국이 제1 간섭 및 잡음 값을 증가시키는 방향으로 보정하는 단계; 상기 기지국이 보정된 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계; 및 상기 비교 결과, 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는, 상기 기지국이 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정 없이 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계를 포함하고, 상기 가입자 단말들은 상기 방송되는 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 토대로 상향 링크로의 신호 전송을 위한 전송 전력을 결정한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 전력 제어 장치는, 이동 통신 시스템에서 가입자 단말이 상향 링크의 전송 전력을 결정하는데 요구되는 신호를 가입자 단말들로 방송하여, 상기 전송 전력을 제어하는 장치에서, 수신되는 신호를 처리하는 수신부; 이전 프레임에 대하여 측정된 간섭 및 잡음값들이 저장되어 있는 저장부; 상기 수신부를 통하여 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 간섭 및 잡음값을 추정하는 NI 추정부; 및 소정 신호를 송신하는 송신부를 포함한다. 여기서 상기 NI 추정부는 상기 현재 프레임을 포함하며 설정 사이즈에 해당하는 구간의 복수 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여 평균 간섭 및 잡음 값을 산출하고, 상기 송신부를 통하여 상기 평균 간섭 및 잡음 값을 방송한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 전력 제어 장치는, 이동 통신 시스템에서 가입자 단말이 상향 링크의 전송 전력을 결정하는데 요구되는 신호를 가입자 단말들로 방송하여, 상기 전송 전력을 제어하는 장치에서, 수신되는 신호를 처리하는 수신부; 이전 프레임에 대하여 측정된 간섭 및 잡음 값들이 저장되어 있는 저장부; 상기 수신부를 통하여 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 간섭 및 잡음 값인 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 추정하고, 현재 프레임을 제외한 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 추정하는 NI 추정부; 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값과 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 비교하고 그 결과에 따라 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정하는 NI 보정부; 및 상기 NI 보정부에서 출력되는 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 포함하는 소정 신호를 방송하는 송신부를 포함한다.

여기서 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 작은 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 증가시키는 방향으로 보정하여 출력한다. 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 감소시키는 방향으로 보정하는 출력한다.

또는, 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는, 상기 평균 제1 간섭 및 잡음 값을 보정 없이 출력한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

먼저, 이하의 실시 예에서 사용되는 용어에 대하여 설명한다. NI(Noise & Interference)는 가입자 단말에 미치는 잡음 및 간섭 량을 나타낸다. 특히 OFDMA 시스템에서, 동일 셀내에서는 다른 가입자 단말에 의하여 잡음 및 간섭 량이 발생하지 않는다. 하나의 가입자 단말이 속해 있는 셀에 할당된 반송파와 동일한 반송파를 가지는 다른 셀에 위치되는 다른 가입자 단말로부터 발생되는 신호의 전력에 의하여, 잡음 및 간섭 량이 발생하게 된다.

이제, 첨부된 도면을 토대로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 대하여 설명한다. 여기서는 이동 통신 시스템으로 다중 반송파를 사용하는 OFDMA 시스템을 예로 들었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

OFDMA 시스템에서는, 상향 링크 트래픽 버스트 전송을 위한 전송 전력을 제어하기 위하여, 상향 링크 피드백 채널에 대한 전력 조절 값을 기반하고 있으며, 인접 셀 간섭을 고려한 추가적인 전송 전력 제어를 위하여, 각 가입자 단말이 전력 조절 값을 결정하는 분산 방식이 사용된다. 상향 링크에서 채널 품질 보고, 대역폭 요구, 대역 선택, 빔 포밍을 위한 빔 인덱스 등의 보고를 위해 피드백 채널을 사용하며, 기지국은 피드백 채널을 통하여 수신되는 신호를 토대로, 수신 신호대 간섭 및 잡음비 C/N(Carrier to Noise & Interference ratio)을 측정하고, 요구되는 C/N을 만족시키기 위한 전력 조절 값을 하향 링크 제어 채널을 통하여 각 가입자 단말들에 방송한다. 각 가입 단말은 하향 링크 채널을 통해 수신된 전력 조절 값에 따라 피드백 채널에 대한 전송 전력을 조절한다. 상향 링크에서 전송될 트래픽 버스트의 전송 전력은 피드백 채널의 전송 전력에 일정 제어-데이터 전력 오프셋을 추가하여 설정할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 N개의 이전 프레임들에 대한 평균 간섭량을 추정하고, 추정된 평균 간섭량을 토대로 매 한 프레임 주기로 전력 제어를 수행한다. 구체적으로 전력 제어에 사용되는 NI값이 실제로 신호가 전송되는 프레임에서 발생되는 NI값에 근접할 수 있도록, 기지국이 소정 채널(예: 상향링크 피드백 채널)을 통하여 수신되는 신호들을 토대로, 설정 사이즈에 해당하는 구간의 다수 프레임들에 대하여 평균 간섭량을 추정하고, 추정된 평균 간섭량을 전력 조절값으로 사용하여 하향 링크 제어 채널을 통하여 각 가입자 단말로 방송한다. 여기서 설정 사이즈에 해당하는 구간의 프레임들은 현재 프레임과 적어도 하나의 이전 프레임들을 포함하거나 또는 현재 프레임을 제외한 적어도 하나의 이전 프레임들을 포함한다.

한 프레임에 대한 NI값만을 고려하는 경우에는 프레임 변동이 많은 OFDAM 시스템에서 실제 신호가 전송되는 프레임의 NI와의 오차가 크게 발생할 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에서는 위에 기술된 바와 같이 다수의 프레임들에 대한 평균 NI값을 고려하여 전력 제어를 수행함으로써, 전력제어에 사용되는 평균 NI값이 실제의 NI 값에 근접되어 보다 정확한 전력 제어가 이루어질 수 있다.

이하의 실시 예에서는 설정 사이즈로 슬라이딩 윈도우(sliding window)의 사이즈가 사용되었다. 슬라이딩 윈도우 방식은 한 번에 여러 개의 프레임을 보낼 수 있는 방식으로, 수신측에 n개의 프레임에 대한 버퍼를 할당하고, 송신측에서 수신측의 ACK를 기다리지 않고 n개의 프레임을 보낼 수 있도록 하는 방식이다. 슬라이딩 윈도우의 사이즈는 상기와 같이 한번에 보내는 프레임 수를 나타낸다. 이하의 실시 예에서는 설정 사이즈로 슬라이딩 윈도우의 사이즈를 예로 들었지만, 본 발명 에 따른 설정 사이즈는 슬라이딩 윈도우의 사이즈에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이며, 도 2는 도 1에 도시된 방법의 적용예를 나타낸 도이다.

첨부한 도 1에서와 같이, 현재의 프레임을 포함하여 슬라이딩 윈도우의 사이즈에 해당하는 구간의 프레임들에 대한 평균 NI 값을 구한다. 예를 들어, 현재 프레임이 i+3 번째 프레임이고 슬라이딩 윈도우 사이즈가 "3 프레임"인 경우, 도 2와 같이, 현재 프레임 i+3 번째 프레임을 포함하는 3개의 이전 프레임 즉, i+3 번째 프레임, i+2 번째 프레임 그리고 i+1 번째 프레임들에 대한 평균 NI 값을 구한다(.

이를 위하여, 각 프레임에서, 모든 슬롯에서 각 가입자 단말로부터 수신되는 신호들을 토대로 각 가입자 단말이 받는 간섭 및 잡음 전력값 즉, NI값을 추정한다. NI 값을 추정하는 방법으로는 데이터를 이용하여 직접 추정하는 방식이나, 프리앰블을 이용하여 추정하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 가입자 단말로부터 수신된 신호들로부터 인접 부반송파간의 차이들을 구하고, 이들을 평균하여 NI값을 추정한다.

위와 같이 예시된 방법으로 각 프레임의 NI값들을 추정하고 이들을 평균화하여 본 발명의 실시 예에 따른 평균 NI 값--설정 사이즈에 해당하는 이전 프레임들(예를 들어, 도 2에서 i+3, i+2, i+1 프레임들)에 대한 평균 NI 값--을 구할 수 있다(S100∼S110).

이후 기지국은 추정된 평균 NI값을 해당 셀내의 가입자 단말로 방송한다(S120). 이 때 방송되는 평균 NI값은 슬라이딩 윈도우의 사이즈에 해당하는 이전 프레임들에 대한 NI들을 모두 반영한 값이기 때문에, 종래에 비하여 실제 신호 전송이 이루어지는 프레임에서의 NI에 더욱 근접한 값이 된다.

각 가입자 단말들은 방송된 평균 NI 값을 수신하여 전력 제어를 수행한다. 구체적으로 평균 NI 값을 토대로 C/N을 계산하고, 경로 손실 값을 추정하고, 하기와 같은 수학식을 토대로 전송 전력을 결정한다(S130∼S140).

P: 부반송파 당 전송 전력

L: 현재 추정된 상향 링크 전송 손실(순방향 경로 손실값, UL propagation loss, Tx/Rx antenna gain, path loss 포함)

: 현재 요구되는 변조/채널 부호화율을 제공하기 위한 신호대 잡음비

R: 변조/채널 부호화율을 위하여 설정된 반복 횟수

NI: 잡음과 간섭의 평균전력추정치(estimated average power level)

Offset_SS_perSS: 가입자 단말에 의하여 조절되는 가입자 전력 오프셋

Offset_BS_perSS: 기지국에 의하여 조절되는 기지국 전력 오프셋

위의 수학식 1은 개방 루프 전력 제어를 위한 수식으로, 개방 루프 전력 제어에서는 순방향 경로 손실값을 추정하여 이를 보상하고, 이와 더불어 잡음 및 간섭이 존재하면 이 값에 해당하는 만큼의 전력 보상(전력 증가)이 이루어진다. 또한 현재 요구되는 변조/채널 부호화율을 제공하기 위한 신호대 잡음비(C/N)_nar)를 만족 시켜 주기 위한 만큼의 전력 보상(전력 증가)이 이루어진다. 만약 반복(repetition)이 사용된다면 설정된 반복 횟수에 해당하는 정도의 전력을 낮추는 보상이 이루어지도록 전송 전력이 결정된다. 이러한 개방 루프 전력 제어 방식은 공지된 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

위에 기술된 바와 같이 전송 전력이 결정되면, 가입자 단말은 다음 프레임(예를 들어 도 2에서 i+4 번째 프레임)에서 결정된 전송 전력에 따라 신호 송신을 수행한다(S150).

매 프레임마다 위에 기술된 바와 같은 단계가 수행되면서 상향 링크 전력 제어가 이루어진다.

다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법에 대하여 설명한다.

다수의 프레임들에 대하여 추정된 평균 NI값이 클 경우, 각 가입자 단말이 추정된 평균 NI값에 대한 간섭량을 모두 보상하도록 전력을 증가시켜 신호를 송신하면, 상기 신호가 다른 셀의 사용자에게는 해당 전력만큼 큰 간섭량으로 작용될 수 있다. 또는 추정된 평균 NI값이 작은 경우, 각 가입자 단말이 추정된 평균 NI값에 대한 간섭량을 모두 보상하도록 전력을 감소시켜 신호를 송신한다. 그런데 이때 신호 송신이 이루어지는 프레임의 실제 NI가 크면, 전력 제어 오류가 발생하게 된다. 이와 같이 추정된 평균 NI 값에 의하여 각 가입자 단말의 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다.

그러므로 설정 사이즈에 해당하는 다수의 프레임들을 이용하여 추정되면서 실제와 근접한 NI를 사용하고 이를 적절하게 보정하여 방송함으로써, 최적의 전력 제어가 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 제2 실시 예에서는 위의 제1 실시 예와 동일하게, 설정 사이즈에 해당하는 만큼의 프레임들에 대한 평균 NI 값을 추정하고, 이를 토대로 현재 프레임에 대한 NI값을 보정하여 방송한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이며, 도 4는 도 3에 도시된 방법의 적용예를 나타낸 도이다.

첨부한 도 3에서와 같이, 기지국은 현재의 프레임에 대한 NI값과, 설정 사이즈 즉, 슬라이딩 윈도우의 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들에 대한 평균 NI 값을 각각 추정한다. 예를 들어, 현재 프레임이 i+3 번째 프레임이고 슬라이딩 윈도우 사이즈가 "3 프레임"인 경우, 도 4와 같이, 현재 프레임 i+3 번째 프레임에 대한 NI값을 추정하고, 또한 3개의 이전 프레임 즉, i+2 번째 프레임, i+1 번째 프레임 그리고 I 번째 프레임들에 대한 평균 NI 값을 구한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 현재의 프레임에 대한 NI값을 제1 평균 NI값(NI1)으로 명명하고, 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들에 대한 평균 NI 값을 제2 평균 NI값(NI2)로 명명한다(S200∼S210).

제1 및 제2 평균 NI값(NI1, NI2)을 각각 구한 다음, 제1 평균 NI값(NI1)과 제2 평균 NI값(NI2)의 관계에 따른 전송 전력 제어가 이루어지도록 한다.

이를 위하여, 기지국은 제1 평균 NI값(NI1)과 제2 평균 NI값(NI2)을 비교하고(S220), 비교 결과에 따라 보정값을 생성한다.

구체적으로, 현재 프레임에 해당하는 제1 평균 NI값(NI1)이 설정 사이즈의 이전 프레임들에 대한 제2 평균 NI값(NI2) 보다 클 경우, 가입자 단말의 전송 전력을 소정 비율로 감소시키기 위한 보정값을 설정한다(S230∼S240). 반면 제1 평균 NI값(NI1)이 설정 사이즈의 이전 프레임들에 대한 제2 평균 NI값(NI2) 보다 작을 경우, 가입자 단말의 전송 전력을 소정 비율로 증가시키기 위한 보정값을 설정한다(S250).

다음 기지국은 비교 결과에 따라 설정된 보정값에 따라 현재 프레임에 대한 제1 평균 NI값(NI1)을 감소시키거나 증가시키는 보정을 수행한 후, 보정된 제1 평균 NI값(NI1)을 각 가입자 단말로 방송한다(S260).

이후 각 가입자 단말은 수신된 제1 평균 NI값(NI1)을 토대로 위의 제1 실시 예와 같은 방법으로 전송 전력을 결정하고, 결정된 전송 전력에 따라 다음 프레임(예를 들어, 도 4에서 i+4 번째 프레임)에서 신호를 송신한다(S270∼S290).

다음에는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법에 대하여 설명한다.

제3 실시 예는 이에 기술된 제2 실시 예와 동일하게, 현재의 프레임에 대한 NI값인 제1 평균 NI값(NI1)과 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들에 대한 평균 NI 값인 제2 평균 NI값(NI2)의 비교 결과에 따라 제1 평균 NI값(NI1)을 보정함으로써 전력 제어가 이루어지도록 한다. 그러나 제2 실시 예와는 달리 제1 평균 NI값(NI1)을 선택적으로 보정한다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 상향 링크 전력 제어 방법의 흐름도이다.

첨부한 도 5에서와 같이, 위의 제2 실시 예와 동일하게, 기지국은 제1 및 제2 평균 NI값(NI1, NI2)을 각각 구한 다음(S300∼S310), 제1 평균 NI값(NI1)과 제2 평균 NI값(NI2)을 비교하고(S320) 그 결과에 따라 제1 평균 NI값(NI1)에 대한 보정을 수행한다.

구체적으로, 현재 프레임에 해당하는 제1 평균 NI값(NI1)이 설정 사이즈의 이전 프레임들에 대한 제2 평균 NI값(NI2) 보다 작을 경우, 가입자 단말의 전송 전력을 소정 비율로 증가시키기 위한 보정값을 설정하고, 설정된 보정값에 따라 현재 프레임에 대한 제1 평균 NI값(NI1)을 증가시킨다(S330∼S340). 그리고 보정된 제1 평균 NI값(NI1)을 해당 셀내의 가입자 단말들로 방송한다(S350).

반면, 현재 프레임에 해당하는 제1 평균 NI값(NI1)이 설정 사이즈의 이전 프레임들에 대한 제2 평균 NI값(NI2) 보다 클 경우에는, 제1 평균 NI값(NI1)에 대한 보정을 수행하지 않는다. 따라서 단계(S300)에서 산출된 제1 평균 NI값(NI1)을 보정 없이 해당 셀내의 가입자 단말들로 방송한다(S360).

이와 같이, 제3 실시 예에서는, 제1 평균 NI값(NI1)이 제2 평균 NI값(NI2) 보다 작을 경우에는, 전송 전력을 낮추었을 때 간섭량이 증가하여 신호의 수신 성능이 매우 떨어지는 것을 방지하기 위하여, 제1 평균 NI값(NI1)을 증가시키는 보정을 수행한다. 그 결과 가입자 단말의 전송 전력이 증가될 수 있다.

그러나 전송 전력을 키웠을 때 OCI는 증가하겠지만 해당 단말의 신호 수신 성능은 좋아지므로, 제3 실시 예에서는 제1 평균 NI값(NI1)이 제2 평균 NI값(NI2) 보다 작을 경우에는 제1 평균 NI값(NI1)에 대한 보정을 수행하지 않는다.

이후, 각 가입자 단말은 수신된 제1 평균 NI값(NI1)을 토대로 위의 제1 실시 예와 같은 방법으로 전송 전력을 결정하고, 결정된 전송 전력에 따라 다음 프레임(예를 들어, 도 4에서 i+4 번째 프레임)에서 신호를 송신한다(S370∼S390).

위에 기술된 제2 및 제3 실시 예에 따르면, 프레임별 NI 값의 변동이 큰 경우에도 현재 프레임의 NI값과 이전 프레임들의 NI값을 비교한 결과에 따라 현재 프레임의 NI 값을 보정하여 방송함으로써, 실제 신호가 전송될 프레임의 실제 NI에 근접한 NI값에 따른 전력 제어가 수행될 수 있다.

다음에는 이러한 전력 제어 방법이 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 장치에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어를 수행하는 장치의 구조도이다.도 6에 도시된 장치에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서, 설명과 관계없는 다른 부분은 생략하였다.

첨부한 도 6에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 장치는 안테나를 통하여 수신되는 신호를 처리하는 수신부(10), 그리고 수신되는 신호들을 토대로 전력 제어를 위한 NI값을 추정하는 NI 추정부(20), 그리고 추정된 NI 값을 포함하는 신호를 안테나를 통하여 방송하는 송신부(30)를 포함한다. 이외에도 이전 프레임에 대하여 측정된 간섭 및 잡음값들이 저장되어 있는 저장부(40)를 더 포함할 수 있으며, 또한 추정된 NI값을 보정하는 NI 보정부(50)를 추가적으로 포함할 수 있다.

수신부(10)는 수신되는 신호를 저역 주파수 대역으로 변환 처리하는 무선 주 파수 처리부(11), 수신된 신호를 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, 이하, "FFT"라고 명명함)하여 출력하는 FFT부(12), FFT 변환된 신호를 복조하는 복조부(13) 그리고 복조된 신호를 복호화하여 출력하는 복호화부(14)를 포함할 수 있다.

송신부(30)는 전송하고자 하는 데이터를 포함하는 소정 신호를 부호화하는 부호화부(31), 부호화된 신호를 변조하는 변조부(32), 변조된 신호를 역고속 푸리에 변환(inverse fast fourier transform, 이하, "IFFT"라고 명명함)하여 출력하는 IFFT부(33), IFFT 변환된 신호를 무선 주파수 대역으로 변환 처리하는 무선 주파수 처리부(34)를 포함한다. 본 발명에 따른 수신부(10) 및 송신부(30)는 위의 구조에 한정되지는 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 NI 추정부(20)는 위에 기술된 제1 실시 예에 따라, 수신부(10)를 통하여 수신되는 신호들을 토대로 현재의 프레임을 포함하여 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들에 대한 평균 NI 값을 구한다. 즉, 저장부(40)에 저장되어 있던 이전 프레임들의 NI값들과 현재 프레임들의 NI값들을 평균화하여, 설정 사이즈에 해당하는 프레임들에 대한 평균 NI 값을 구한다.

이와 같이 구해진 평균 NI 값은 송신부(30)를 통하여 각 가입자 단말로 방송된다.

또한, NI 추정부(20)는 위에 기술된 제2 및 제3 실시 예에 따라, 수신되는 신호들과 저장부(40)에 저장되어 있던 NI 값들을 토대로 현재의 프레임에 대한 NI값(제1 평균 NI값)과, 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들에 대한 평균 NI 값(제2 평균 NI값)을 각각 구한다.

이 경우, NI 보정부(50)는 제2 및 제3 실시 예의 경우, 제1 평균 NI값(NI1)과 제2 평균 NI값(NI2)을 비교하고, 비교 결과에 따라 제1 평균 NI값을 선택적으로 보정한다. 이와 같이 선택적으로 보정되는 제1 평균 NI값은 송신부(30)를 통하여 각 가입자 단말로 방송된다.

위에 기술된 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

위에 기술된 실시 예에 따르면 다음과 같은 효과가 얻어진다.

이동 통신 시스템에서, 전력 제어에 사용되는 가입자 단말들로부터 수신된 신호들에 대한 간섭 및 잡음 값들을 보다 정확하게 추정할 수 있으므로, 최적의 전력 제어가 이루어질 수 있다. 특히 동일 반송파를 사용하는 다른 셀에 의한 간섭이 발생되는 OFDMA 시스템에서, 현재 프레임을 포함하거나 또는 포함하지 않는, 설정 사이즈에 해당하는 구간의 다수 프레임들에 대한 간섭 및 잡음(Noise & Interference : NI) 값이 추정됨으로써, 가입자 단말은 실제 신호 전송이 이루어지는 프레임에서 발생될 수 있는 간섭량에 근접하는 정확한 NI값을 토대로 전력을 결정할 수 있다.

정확한 NI값을 토대로 전력 결정이 이루어짐으로써, 인접 셀간의 간섭을 감소시켜 이동 통신 시스템 전체의 수율(throughput)이 증가될 수 있다.

Claims (14)

1. 삭제
2. 삭제
3. 이동 통신 시스템에서, 상향 링크 전력을 제어하는 방법에서,

   기지국이 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대 한 간섭 및 잡음 값을 추정하고 이를 제1 평균 간섭 및 잡음 값으로 설정하는 단계;

   기지국이 상기 현재 프레임을 제외한 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여, 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 산출하는 단계;

   상기 기지국이 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값 및 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 비교하는 단계;

   상기 기지국이 비교 결과에 따라 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정하는 단계; 및

   상기 기지국이 보정된 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계

   를 포함하고,

   상기 가입자 단말들은 상기 방송되는 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 토대로 상향 링크로의 신호 전송을 위한 전송 전력을 결정하는 전력 제어 방법.
4. 제3항에 있어서

   상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정하는 단계는,

   상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 작은 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 증가시키는 방향으로 보정하는 단계; 및

   상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 감소시키는 방향으로 보정하는 단계

   를 포함하는 전력 제어 방법.
5. 이동 통신 시스템에서, 상향 링크 전력을 제어하는 방법에서,

   기지국이 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 평균 간섭 및 잡음 값을 추정하고 이를 제1 평균 간섭 및 잡음 값으로 설정하는 단계;

   기지국이 상기 현재 프레임을 제외한 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여, 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 산출하는 단계;

   상기 기지국이 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값 및 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 비교하는 단계;

   상기 비교 결과, 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 작은 경우에는 상기 기지국이 제1 간섭 및 잡음 값을 증가시키는 방향으로 보정하는 단계;

   상기 기지국이 보정된 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계; 및

   상기 비교 결과, 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는, 상기 기지국이 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정 없이 해당 셀 내의 가입자 단말들로 방송하는 단계

   를 포함하고,

   상기 가입자 단말들은 상기 방송되는 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 토대로 상향 링크로의 신호 전송을 위한 전송 전력을 결정하는 전력 제어 방법.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서

   상기 설정 사이즈는 슬라이딩 윈도우(sliding window)의 사이즈인 전력 제어 방법.
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서

   상기 전력 제어 방법은 매 프레임마다 수행되는 전력 제어 방법.
8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서

   상기 가입자 단말은 상기 수신되는 평균 간섭 및 잡음 값을 개방 루프 전력 제어 방식에 적용시켜 전송 전력을 결정하는 전력 제어 방법.
9. 삭제
10. 이동 통신 시스템에서 가입자 단말이 상향 링크의 전송 전력을 결정하는데 요구되는 신호를 가입자 단말들로 방송하여, 상기 전송 전력을 제어하는 장치에서,

    수신되는 신호를 처리하는 수신부;

    이전 프레임에 대하여 측정된 간섭 및 잡음 값들이 저장되어 있는 저장부;

    상기 수신부를 통하여 현재 프레임에서 수신되는 신호들을 토대로 상기 현재 프레임에 대한 간섭 및 잡음 값인 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 추정하고, 현재 프레임을 제외한 설정 사이즈에 해당하는 구간의 이전 프레임들의 간섭 및 잡음 값들을 평균화하여 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 추정하는 NI 추정부;

    상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값과 제2 평균 간섭 및 잡음 값을 비교하고 그 결과에 따라 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 보정하는 NI 보정부; 및

    상기 NI 보정부에서 출력되는 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 포함하는 소정 신 호를 방송하는 송신부

    를 포함하는 전력 제어 장치.
11. 제10항에 있어서

    상기 NI 보정부는

    상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 작은 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 증가시키는 방향으로 보정하여 출력하고,

    상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 감소시키는 방향으로 보정하는 출력하는, 전력 제어 장치.
12. 제10항에 있어서

    상기 NI 보정부는

    상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 작은 경우에는 상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값을 증가시키는 방향으로 보정하여 출력하고,

    상기 제1 평균 간섭 및 잡음 값이 상기 제2 평균 간섭 및 잡음 값보다 큰 경우에는, 상기 평균 제1 간섭 및 잡음 값을 보정 없이 출력하는, 전력 제어 장치.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서

    상기 설정 사이즈는 슬라이딩 윈도우(sliding window)의 사이즈인, 전력 제어 장치.
14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서

    상기 이동 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중 접속 시스템인, 전력 제어 장치.

Images