KR20090105666A - 이동통신 시스템에서 옥내 기지국의 상향링크 간섭을최소화하는 전력제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 옥내 기지국의 상향링크 간섭을 최소화하는 전력제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 복수의 옥외 기지국들로부터 각각의 간섭 및 잡음(Noise & Interference: NI) 레벨 정보를 획득하는 과정과, 상기 간섭 및 잡음 레벨에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하는 과정과, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 고려하여, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 계산하는 과정을 포함하여, 옥내 사용자는 옥외 사용자에 대한 간섭을 최소화하면서, 우수한 품질의 상향링크 데이터 전송을 할 수 있는 이점이 있다.

옥외 기지국, 옥내 소형 기지국, 상향링크 전력제어, 펨토셀(femtocell).

Description

이동통신 시스템에서 옥내 기지국의 상향링크 간섭을 최소화하는 전력제어 장치 및 방법{POWER CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR MINIMIZING UPLINK INTERFERENCE OF INDOOR BASE STATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템의 전력제어에 관한 것으로, 특히 옥외 기지국의 서비스 영역 내에 위치한 옥내 초소형 기지국이 상기 옥외 기지국의 상향링크에 주는 간섭을 최소화하도록 하는 상향링크 전력제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

통신시장의 경쟁심화와 수익성 저하, 소비자 요구의 다양화와 통신비 부담 증가, 그리고 유무선 통신 기술 발달은 유무선 융합서비스 출현 및 발전을 촉진하고 있으며, 이러한 배경에서 유무선 융합 서비스 제공 기술인 펨토셀 (femtocells)이 새롭게 떠오르고 있다. 상기 펨토셀은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동 통신용 기지국(이하 옥내 소형 기지국으로 칭함)의 서비스 영역으로, 이동전화와 인터넷을 연결하여 저렴한 비용으로 유무선 융합 서비스를 제공하며, 실내 커버리지를 확대하고 통화 품질을 향상시키며 다양한 유무선 융합 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 장점을 지닌다.

상기 펨토셀과 같은 옥내 소형 기지국의 성공적인 개발 및 운용을 위해서 해결해야 할 기술적인 선결 과제로는, 옥외 기지국과 옥내 소형 기지국 간에 발생하는 동일 채널 간섭을 억제하는 것이다. 사업자에 의해 설치되는 고출력의 옥외 기지국과 달리, 사용자가 직접 설치하는 옥내 소형 기지국의 경우 건물 내 여러 층에 다수가 설치된다. 이 경우 상기 옥내 소형 기지국의 신호는 상기 옥외 기지국으로 추가적인 간섭을 주게 된다. 상기 추가적인 간섭의 영향은 옥내 소형 기지국 인근의 옥외 기지국 사용자 단말들에게 서비스 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 호 절단(call drop) 현상까지 일으킨다. 따라서, 건물 외부에 미치는 간섭 영향을 최소화시키면서 건물 내 사용자(옥내 사용자라 칭함)에게 우수한 품질의 서비스를 제공해야 한다. 여기서, 상기 옥내 사용자는 옥내 소형 기지국의 펨토셀 영역에 위치하여 서비스받는 단말이다.

특히, 동일 주파수 채널을 사용하는 옥외 기지국과 옥내 소형 기지국이 근접하게 위치한 경우에는, 상기 옥내 사용자가 상기 옥내 소형 기지국에 전송하는 상향링크 송신신호가, 옥외 사용자가 옥외 기지국에 전송하는 상향링크 신호에 상당한 간섭으로 작용하게 된다. 이와 같은 환경에서 건물 외부에 미치는 간섭 영향을 최소화하기 위해서는, 상기 옥내 사용자의 최대 송신전력을 상기 옥외 사용자보다 엄격히 제한할 필요가 있다.

기존 상향링크 전력제어를 살펴보면, 각 사용자 단말들은, 인접 기지국에 속한 간섭 사용자 단말들의 간섭량, 상기 각 사용자 단말과 연결된 기지국과의 경로 손실과 섀도잉(shadowing) 손실 및 열 잡음, 그리고 상향링크에서 전송하는 데이터의 MCS(modulation and coding scheme) 레벨에 따라 송신전력(P_t)이 결정된다. 해당 사용자 단말은 데이터 전송 시마다, 상기 결정된 송신전력(P_t)이 최대 송신전력(P_max)을 초과하지 않도록 한다. 여기서, 최대 송신전력(P_max)은 스펙트럼 마스크(spectral masks)와 에러벡터크기(Error Vector Magnitude: 이하 " EVM"라 칭함) 요구를 만족하기 위한 사용자 단말의 최대 송신전력이다.

상기 상향링크 전력제어 방식에서 최대 송신전력(P_max)은, 옥외 기지국과 옥내 소형 기지국의 서비스 영역이 중첩되면서 발생하는 추가적인 간섭을 고려하고 있지 않기 때문에, 옥내 사용자가 상기 옥외 기지국의 상향링크에 주는 간섭으로 인해 성능이 열화된다. 이는 상기 옥외 기지국의 서비스 영역 내에 위치한 상기 옥내 소형 기지국의 사용자 단말은, 상기 옥외 기지국에 대한 간섭을 최소화하기 위해, 최대 송신전력을 옥외 사용자 단말보다 엄격히 제한해야 하기 때문이다. 따라서, 옥외 기지국의 상향링크 간섭 상황을 고려하여, 옥내 사용자의 최대 송신 전력 값을 적응적으로 결정해야 한다. 또한, 옥내 사용자와 옥외 기지국 간의 채널 환경에 따라 옥내 사용자가 옥외 기지국에 미치는 간섭의 양이 매우 상이하기 때문에, 옥내 사용자별 채널 환경을 고려하여, 옥내 사용자 단말별로 최대 송신 전력을 최적화해야 한다.

이동통신 시스템에서 옥외 기지국의 서비스 영역에 위치한 옥내 소형 기지국의 상향링크 간섭을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제안하여 상기 문제점을 해결하고자 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 방법에 있어서, 복수의 옥외 기지국들로부터 각각의 간섭 및 잡음(Noise & Interference: NI) 레벨 정보를 획득하는 과정과, 상기 간섭 및 잡음 레벨에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하는 과정과, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 고려하여, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 방법에 있어서, 상기 옥외 기지국들과의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 계산하는 과정과, 상기 각각의 경로손실 중 최소 경로손실을 갖는 경로를 선택하는 과정과, 상기 최소 경로손실 값을 이용하여 상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량을 넘지않도록 최대 송신전력을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으 로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 장치에 있어서, 복수의 옥외 기지국들로부터 각각의 간섭 및 잡음(Noise & Interference: NI) 레벨 정보를 획득하는 간섭 및 잡음 레벨 설정부와, 상기 간섭 및 잡음 레벨에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하고, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 고려하여, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 계산하는 전력제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 장치에 있어서, 상기 옥외 기지국들과의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 계산하는 경로 손실 계산기와, 상기 각각의 경로손실 중 최소 경로손실을 갖는 경로를 선택하는 제어부와, 상기 최소 경로손실 값을 이용하여 상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량을 넘지않도록 최대 송신전력을 계산하는 전력제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 이동통신 시스템에서 옥내 사용자의 옥외 사용자에 대한 상향링크 간섭이 허용되는 범위 내에서, 옥내 사용자는 최대 송신전력으로 데이터를 전송함으로써, 옥내 사용자는 옥외 사용자에 대한 간섭을 최소화하면서, 우수한 품질의 상향링크 데이터 전송을 할 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 이동통신 시스템에서 옥외 기지국의 서비스 영역 내에 위치한 옥내 소형 기지국이, 상기 옥외 기지국의 상향링크에 미치는 간섭을 최소화하는 옥내 사용자의 상향링크 전력 제어를 위한 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.

특히, 본 발명에서 제안하는 옥내 사용자 단말 전력제어 기법은, 통신 시스템별로 기존에 사용되던 상향링크 전력제어 방식을 그대로 사용하면서, 기존 상향링크 전력제어 방식에서 결정된 송신전력이, 본 발명에서 제안하는 방식에 의해 사용자별로 결정된 최대 송신전력 값을 초과하지 않도록 하는 기법이다. 후술함에 있어서, 광대역 무선통신 시스템(IEEE 802.16)을 예를 들어 설명하지만 다른 이동통신 시스템에도 응용가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력 결정을 위한 예를 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 옥외 기지국(100)은 매크로 셀(102) 영역 내에 있는 단말들(옥외 사용자 단말이라 칭함)과 통신하여 서비스를 제공한다. 옥내 소형 기지국(120)은 빌딩 내부에 위치하여 펨토셀 영역(112) 내에 상기 빌딩 내부에 있는 단말(110)(이하 옥내 사용자 단말이라 칭함)과 통신하여 서비스를 제공한다. 상기 옥내 소형 기지국(120)은 상기 옥외 기지국(100)의 서비스 셀(102) 영역 내에 위치하여, 가정이나 사무실 등 실내에서 이동전화와 인터넷을 연결하여 저렴한 비용으로 유무선 융합 서비스를 옥내 사용자 단말(110)에 제공한다.

동일 주파수 채널을 사용하는 옥외 기지국(100)과 옥내 소형 기지국(120)이 근접하게 위치한 경우에는, 상기 옥내 사용자 단말(110)이 상기 옥내 소형 기지국(120)에 전송하는 상향링크 송신신호가, 옥외 사용자(도시 하지 않음)가 옥외 기지국(100)에 전송하는 상향링크 신호에 상당한 간섭으로 작용하게 된다. 이와 같은 환경에서 건물 외부에 미치는 간섭 영향을 최소화하기 위해서는, 상기 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력을 상기 옥외 사용자 단말(도시 하지 않음)보다 엄격히 제한할 필요가 있다.

이를 위해, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 옥외 기지국(100)의 상향링크 간섭 상황 및 옥외 기지국(100)과 옥내 사용자(110) 간의 채널환경을 고려하여, 옥내 사용자별로 최대 송신전력 값을 적응적으로 결정해야한다. 상기 최대 송신전력 값 은 개방루프 결정 방법과 폐루프 결정방법으로 결정될 수 있다.

상기 개방루프 결정 방법의 경우, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 상기 옥외 기지국(100)으로부터 수신전력을 측정하고(105), 상기 옥외 기지국(100)으로부터 상기 옥내 소형 기지국(120)을 통해 상기 옥외 기지국(100)의 실효등방향 방사전력(Effective Isotropically Radiated Power:EIRP)인 EIRP_out 정보를 전달받는다(125). 여기서, 상기 옥외 기지국(100)은 자신의 EIRP_out 정보를 백본망(130)을 통해 상기 옥내 소형 기지국(120)으로 전송한다(125). 상기 옥내 사용자 단말(110)은 상기 수신전력(105)과 상기 EIRP_out 정보(125)를 이용하여, 상기 옥내 사용자 단말(110)과 상기 옥외 기지국(100) 사이의 평균 경로손실을 계산하고, 상기 옥외 기지국(100)을 위한 옥내 사용자 단말(110)의 최대 허용 간섭량을 초과하지 않도록 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력을 결정한다. 상기 최대 허용 간섭량은 옥내 사용자 단말(110)이 상기 옥내 소형 기지국(120)으로 상향링크 데이터를 전송할 시, 상기 옥외 기지국(100)으로 미치는 간섭을 최대로 허용할 수 있는 값을 의미한다. 상기 개방루프 결정 절차는 하기 도 2에서 상세히 설명하기로 한다.

상기 폐루프 결정 방법의 경우, 개방루프 결정 방법에 추가로 상기 옥외 기지국(100)의 간섭 및 잡음 레벨 정보인 NI_out를 전달받아, 상기 옥외 기지국(100)의 현재 간섭 및 잡음 레벨에 따라 상기 옥내 사용자(110)의 최대 송신 전력을 결정하는 방법이다. 상기 폐루프 결정 절차는 하기 도 3에서 상세히 설명하기로 한다.

상술한 바와 같이, 제안하는 개방루프 결정 방법을 수행하기 위해서는 상기 옥내 사용자 단말(110)이 옥외 기지국(100)의 EIRP_out를 상기 옥내 소형 기지국(120)을 통해 전달받을 수 있어야 한다. 또한 제안하는 폐루프 결정 방법을 수행하기 위해서는, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 EIRP_out 정보 뿐만 아니라 추가로 상기 옥외 기지국(100)의 NI_out를 옥내 소형 기지국(120)을 통해 전달받을 수 있어야한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 개방루프 전력제어 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면, 옥내 사용자 단말(110)은 200 단계에서 적어도 하나 이상의 옥외 기지국(100)들로부터 수신되는 신호의 수신전력(R_{out ,k})을 측정한다. 여기서, k는 옥외 기지국의 인덱스이다.

다시 말해, 옥내 사용자 단말(110)은 N_out개의 주변 옥외 기지국들로부터 수신되는 신호의 수신 전력을 지속적으로 관찰하고, 소규모 페이딩 효과에 의한 수신 전력의 순시적인 변화를 없애기 위해, 적당한 시간 구간 동안 시간 평균을 취하여, k 번째 옥외 기지국으로부터의 평균 수신 전력 {R_{out ,k}}k=1,...,N_out(dBm)를 구한다. 여기서, 옥내 사용자가 수신 전력을 관찰할 수 있는 옥외 기지국의 수 N_out은 옥내 기지국의 위치와 채널 환경에 따라 달라진다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 202 단계에서 다수의 옥외 기지국들의 송신전력 정보(예: EIRP)(T_{out ,k})를 옥내 소형 기지국(120)으로부터 수신한다. 즉, 주변의 옥외 기지국들의 송신전력 정보 {T_{out ,k}}k=1,...,N_out(dBm)는 백본망을 통해 상기 옥내 사용자 단말이 속한 상기 옥내 소형 기지국에 전달되고, 상기 옥내 소형 기지국은 {T_{out ,k}}k=1,...,N_out 정보를 하향링크 시그널링 채널을 통해 옥내 사용자 단말들에게 전달한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 204 단계에서 {R_{out ,k}}k=1,...,N_out 과 {T_out,k}k=1,...,N_out 정보를 이용하여, 옥내 사용자 단말(110)과 옥외 기지국(100) 사이의 평균 경로손실을 계산한다. 옥내 사용자 단말별로, 주변 k 번째 옥외 기지국으로부터 해당 옥내 사용자 단말까지의 평균 경로손실 L_k(dB)을 하기 <수학식 1>과 같이 계산한다.

여기서, L_k는 옥내 사용자 단말과 옥외 기지국 사이의 경로손실, R_{out ,k}은 옥내 사용자 단말이 측정한 k 번째 옥외 기지국으로부터의 수신전력이고, T_{out ,k}은 k 번째 옥외 기지국의 송신전력이고, F_in은 옥내 사용자 단말의 수신안테나 이득[dB], F_out은 옥외 기지국 안테나의 송신 안테나 이득으로 단위는 dB이다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 206 단계에서 N_out개의 옥외 기지국들에 대한 평균 경로손실 값들 중, 가장 작은 평균 경로손실 값을 선택한다. 상기 평균 경로손실이 적을수록 해당 옥내 사용자 단말이 옥외 기지국에 대해 큰 간섭을 주기 때문에, N_out개의 옥외 기지국들에 대한 경로 손실 중에 최소 경로 손실 L_min = min(L₁, L₂,..., N_out)을 사용하여, 옥내 사용자의 최대 송신전력을 선택한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 208 단계에서 옥외 기지국에 대한 최대 간섭전력(I_max), 시스템에서 미리 정하는 허용 최대 간섭량 I_th(dBm)을 초과하지 않도록, 옥내 사용자의 송신전력 P_in (dBm)을 하기 <수학식 2>와 같이 제한한다.

여기서, P_in은 옥내 사용자 단말의 송신전력, L_min은 최소 경로손실이고, G_in 과 G_out은 각각 옥내 사용자의 송신 안테나 이득과 옥외 기지국 안테나의 수신 안테나 이득으로 단위는 dB이다.

결론적으로, 옥내 사용자 단말이 사용할 수 있는 최대 송신전력(P_{in , max} ) (dBm)은 하기 <수학식 3>과 같이 결정된다.

여기서, 시스템에서 미리 정하는 허용 최대간섭량 I_th은 시스템별로 상이할 수 있으며, 대표적인 예로서, I_th=α×NF_out×N₀×W와 같이 옥외 기지국의 잡음 전력의 α배로 결정할 수 있다. 여기서, 옥외 기지국의 잡음전력을 결정하는 NF_out, N₀, 그리고 W는 각각 외부 기지국의 잡음지수(noise figure), 잡음전력 스펙트럴 밀도(noise spectral density), 그리고 사용 대역폭이다. 상술된 최대 송신 전력 결정 과정은 옥내 사용자 단말별로 수행되어, 옥내 사용자 단말별로 최대 송신전력을 결정한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말(110)은 210 단계에서 계산된 최대 송신전력에 따라 데이터를 전송한다.

이후, 이후, 상기 옥내 사용자 단말은 전력제어 절차를 종료한다.

상술한 바와 같이, 상기 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 개방루프 결정 방법은, 옥내 사용자 단말이 옥외 기지국에 미칠 수 있는 간섭량을 단독으로 계산하고, 미리 정해진 최대 허용 간섭량을 초과하지 않도록, 옥내 사용자의 송신 전력을 제한하는기법이다. 미리 시스템에서 정하는 최대 허용 간섭량은, 옥외 기지국의 순시적인 간섭 및 잡음레벨을 고려하지 못하기 때문에, 상황에 따라 옥내 기지국의 송신 전력을 필요 이상으로 제한할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 옥외 기지국이 현재 겪는 간섭 및 잡음 레벨이 낮다면, 옥내 사용자에 대한 최대 허용 간섭량을 늘려줌으로써, 옥내 사용자가 좀 더 높은 송신 전력을 사용하 여 더 우수한 품질의 서비스를 제공하도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 외부 기지국이 현재 겪는 간섭 및 잡음레벨에 대한 정보를 추가로 이용하여, 옥내 사용자에 대한 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하여, 옥내 사용자가 송신 전력을 적극적으로 사용하도록 하는 폐루프 방법을 하기 <도 3>에서 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 폐루프 전력제어 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 옥내 사용자 단말은 300 단계에서 폐루프 방법에서 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력이 순시적으로 조절하기 위해서, n을 "0"으로 초기화한다. 상기 n은 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신하기 위한 인덱스로, 최대 송신전력 갱신을 카운트한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 302 단계에서 해당 옥외 기지국들로부터 백본망을 통해 EIRP_out, NI_out 정보를 획득한다. 다시 말해, 상기 옥내 사용자 단말이 간섭을 미칠 수 있는 N_out개의 옥내 기지국들이, 현재의 간섭 및 잡음 레벨 NI_out,k(0)을 추정하여 백본망을 통해 상기 옥내 사용자 단말로 전송한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 304 단계에서 옥외 기지국의 EIRP_out 정보를 이용하여 평균 경로손실(L_k)(dB)을 계산한다. 상기 도 2에서 상술된 개방루프와 동일한 방식으로, 측정된 k 번째 옥외 기지국으로부터의 평균 수신전력 {R_{out ,k}}k=1,...,N_out과 전달된 옥외 기지국들의 송신전력 정보 {T_{out ,k}}k=1,...,N_out 을 이용하여, 상기 <수학식 1>과 같이 옥내 사용자 단말별로 주변 k 번째 옥외 기지국으로부터 해당 옥내 사용자까지의 평균 경로 손실 L_k(dB)을 계산한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 306 단계에서 n=0일 때, 308 단계로 진행하여 각 옥외 기지국에서 추정된 간섭 및 잡음 레벨 NI_{out ,k}(0)을 NI_{target ,k}으로 설정한다. 상기 NI_{out ,k}(0)는 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨이고, 상기 NI_{target ,k}는 k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨이다. n=0이라는 것은 옥외 기지국의 최대 송신전력 갱신이 초기 상태라는 것을 의미한다.

다시 말해, 상기 NI_{target ,k} 값을 상기 NI_{out ,k}(0)으로 설정하게 되면, k번째 옥외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨을, 옥내 사용자 단말에 의한 간섭이 없는 현재의 옥외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨 NI_{out ,k}(0)로 유지시킨다.

만약, 상기 306 단계에서 n≠0일 때, 즉 옥외 기지국의 최대 송신전력이 적어도 한번 이상 갱신됐을 때, 310 단계로 진행하여 현재 NI_{out ,k}(n)과 NI_{out ,k}(0)값과 비교한다. 만약, NI_{out ,k}(n)≥NI_{out ,k}(0)이면, 상기 308 단계로 진행하여 NI_target,k값을 NI_{out ,k}(0)로 다시 설정한다. 이는 해당 옥외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨이, 새로 추가된 옥내 사용자 단말의 간섭 때문에, 옥내 사용자 단말에 의한 간섭이 없는 옥 외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨 NI_{out ,k}(0)보다 커지게 된다는 것을 의미한다.

만약 상기 310 단계에서, NI_{out ,k}(n) < NI_{out ,k}(0)면, NI_{target ,k}값을 NI_{out ,k}(n)로 설정한다. 이는 새로운 옥내 사용자 단말의 간섭이 추가되더라도, 해당 옥외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨이, 옥내 사용자에 의한 간섭이 없는 옥외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨 NI_{out ,k}(0)보다 낮게 유지된다는 것을 의미한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 314 단계에서 k 번째 옥외 기지국에 대한 최대 허용 간섭량 I_{th ,k}(n)을 해당 옥외 기지국의 NI_{target ,k}의 β배로 설정한다.

즉, n=0 일 경우, k 번째 옥외 기지국에 대한 최대 허용 간섭량 I_{th ,k}(n)는, 옥내 사용자에 의한 간섭이 없는 현재 옥외 기지국의 간섭 및 잡음 레벨 NI_out,k(0)의 β배가 된다. 여기서, β 는 시스템별로 결정할 수 있다.

한편, NI_{out ,k}(n)≥NI_{out ,k}(0)에 의해 설정된 최대 허용 간섭량 NI_{target ,k}값이 실질적으로 β×NI_{out ,k}(0)로 감소되어, k 번째 옥외 기지국에 대한 옥내 사용자의 최대 허용 송신전력 또한 감소된다.

NI_{out ,k}(n)≥NI_{out ,k}(0) 경우는 해당 옥외 기지국의 기존 간섭량(새로운 옥내 사용자에 의한 간섭 이외의 간섭량)이 감소할 경우에 발생하게 된다, 따라서, 이러한 경우에는, NI_{target ,k}(n) 값을 NI_{out ,k}(n)으로 설정하여, 최대 허용 간섭량 NI_target,k(n) 값에 옥내 사용자에 대한 새로운 간섭량이 포함되도록 함으로써, 실질적으로 k 번째 옥외 기지국에 대한 옥내 사용자의 최대 허용 송신전력을 증가시킨다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 316 단계에서 k 번째 옥외 기지국에게 허용되는 옥내 사용자의 허용 최대 송신전력 P_{in , max ,k}을 하기 <수학식 4>와 같이 결정한다.

여기서, P_{in , max ,k}는 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력, Ith,k는 k번째 옥외 기지국에 대한 최대 허용 간섭량이고, G_in 과 G_out은 각각 옥내 사용자의 송신 안테나 이득과 옥외 기지국 안테나의 수신 안테나 이득으로 단위는 dB이다. L_k는 해당 옥내 사용자 단말과 k 번째 옥외 기지국 사이의 경로손실이다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 318 단계에서 상기 <수학식 4>에서처럼 k 번째 옥외 기지국에 대한 최대 간섭 전력이, 현재 최대 허용 간섭량 I_{th ,k}(n)을 초과하지 않도록, k 번째 옥외 기지국에 대한 옥내 사용자의 최대 허용 송신 전력 P_{in , max ,k} 을 선택한다. 하기 <수학식 5>와 같이, 옥내 사용자는 계산된 N_out개의 옥외 기지국들에 대한 최대 허용 송신전력{P_{in , max ,k}}k=1,...,N_out 중에서 최솟값을, 옥내 사용자의 최대 송신 전력 값으로 선택한다.

이는 옥내 사용자 단말이 가장 간섭을 많이 주는 옥외 기지국에 대해, 옥내 사용자의 최대 송신전력 값으로 결정한다는 의미이다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 320 단계에서 n +1로 증가시키고, 상기 302 내지 318 단계를 반복수행한다.

이후, 상기 옥내 사용자 단말은 전력제어 절차를 종료한다.

상술한 바와 같이, 폐루프 방식은, 옥외 기지국이 수신하는 간섭 및 잡음의 총량을 일정한 수준으로 유지시키면서, 해당 옥외 기지국의 기존 간섭량(옥내 사용자에 의한 새로운 간섭 이외의 간섭)이 감소할 경우, 옥내 사용자의 최대 송신 전력을 증가시켜, 옥내 사용자가 좀 더 높은 송신 전력을 사용하여 더 우수한 품질의 서비스를 제공받도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 전력제어 장치를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 옥내 사용자 단말장치는 기지국 RF 처리기(401), ADC(403), OFDM 복조기(405), 복호화기(407), 제어부(409), 경로손실 계산기(411), 전력제어기(411), 간섭 및 잡음 레벨 설정부(415), 부호화기(319), OFDM 변조기(419), DAC(421), RF 처리기(423)를 포함하여 구성된다.

먼저 시간제어기(427)는 시간 동기에 근거해서 스위치(425)의 스위칭 동작을 제어한다. 예를 들어, 신호를 수신하는 구간이면, 상기 시간제어기(427)는 안테나와 수신단의 RF처리기(401)가 연결되도록 상기 스위치(425)를 제어하고, 신호를 송신하는 구간이면 상기 안테나와 송신단의 RF처리기(325)가 연결되도록 상기 스위치(427)를 제어한다.

수신 구간동안, 상기 RF처리기(401)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(403)은 상기 RF처리기(401)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(405)는 상기 ADC(403)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하여 출력한다. 복호화기(407)는 상기 OFDM복조기(405)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

상기 제어부(407)는 단말의 전반적인 동작을 제어하고, 또한 상기 제어부(407)는 펨토셀 환경에서 옥외 기지국의 상향링크에 간섭을 주지 않도록 제어정 보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 또한 전송할 정보를 생성한다. 또한, 상기 제어부(409)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(417)로 출력한다.

상기 간섭 및 잡음 레벨 설정부(415)는 복수의 옥외 기지국들로부터 각각의 간섭 및 잡음(Noise & Interference: NI) 레벨 정보를 획득하여, 상기 전력제어기(413)로 제공한다. 상기 경로손실 계산기(411)는 옥외 기지국들과의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 계산하여, 상기 전력제어기(413)로 제공한다.

상기 전력제어기(413)는 상기 간섭 및 잡음 레벨에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하고, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 고려하여, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 계산한다. 또한, 상기 최소 경로손실 값을 이용하여 상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량을 넘지않도록 최대 송신전력을 계산한다.

상기 전력제어기(413)는 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신하는 초기에(n=0), k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨(NI_{target ,k})을 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨(NI_{out ,k}(0))로 설정한다. 그리고, 상기 전력제어기(413)는 n 번째 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신시, NI_{out ,k}(n)≥NI_{out ,k}(0)일 경우에 NI_{target ,k}값을 NI_{out ,k}(0)로 다시 설정하고, NI_{out ,k}(n) < NI_{out ,k}(0)일 경우에 NI_{target ,k}값을 NI_out,k(n)로 설정한 다. 여기서, 상기 NI_{out ,k}(0)는 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨이고, 상기 NI_{target ,k}는 k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨이다.

상기 부호화기(417)는 상기 제어부(409)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. OFDM변조기(419)는 상기 부호화기(417)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(421)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신로 변환하여 출력한다. RF처리기(423)는 상기 DAC(421)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

상술한 구성에서, 상기 제어부(411)는 프로토콜 제어부로서, 경로손실 계산기(409), 전력제어기(413), 간섭 및 잡음 레벨 설정부(415)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(409)는 경로손실 계산기(409), 전력제어기(413), 간섭 및 잡음 레벨 설정부(415)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서, 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 제어부(411)에서 처리하도록 구성할 수 있으며, 이들 중 일부만 상기 제어부(409)에서 처리하도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 제어부(311)는 프로토콜 처리 수행 중 필요한 정보를 물리계층의 해당 구성부로 제공받거나, 물리계층의 해당 구성부로 제어신호를 발생한다.

본 발명에서는 옥외 기지국의 상향링크 간섭 상황 및 옥외 기지국과 옥내 사용자 단말 간의 채널환경을 고려하여, 옥내 사용자별로 최대 송신 전력 값을 적응적으로 결정하는 개방루프와 폐루프 방법을 제안하였다. 제안하는 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력 결정을 위한 개방루프와 폐루프 방법의 성능을 분석하기 위해, 옥내 사용자의 최대 송신 전력이 23dBm으로 고정된 방식과의 성능을 시스템 레벨 시뮬레이션을 통해 비교 분석한다. 시스템 레벨 시뮬레이션을 위해 3 섹터로 형성된 19개의 옥외 기지국들로 구성된 2 tier 무선 통신 네트워크를 고려한다. 총 57개 섹터의 옥외 기지국들은 주파수 재사용 인자(frequency reuse factor) 3을 사용한다. 각 섹터에서 옥내 기지국은 옥외 기지국의 측면 방향으로 100 m 떨어진 곳에 위치하며, 옥외 기지국과 동일한 주파수 대역을 사용한다. 사용 주파수 대역은 10MHz이고 건물 투과손실은 10dB로 가정한다. 각 섹터 당 10명의 옥외 사용자와 4명의 옥내 사용자가 균일하게 분포한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 성능 그래프를 도시하고 있다.

성능 분석 척도로 옥내 사용자의 상향링크 간섭에 의해 감소하는 옥외 기지국의 상향링크 용량을 나타내는, 옥외 상향링크 용량 손실율(TL)을 하기 <수학식 6>과 같이 정의한다.

여기서, T _{w /o indoor BS}는 옥내 기지국이 없을 경우 옥외 기지국의 상향링크 용량을 나타내며, T _{w indoor BS}는 옥내 사용자 단말의 상향링크 간섭을 고려한 옥외 기지국의 상향링크 용량을 나타낸다.

상기 도 5를 참조하면, 옥내 사용자의 최대 송신 전력을 결정하는 개방루프(open-loop) 방법, 폐루프 (closed-loop) 방법, 그리고 최대 송신 전력이 23dBm으로 고정된 방식의 옥외 상향링크 용량 손실율 TL을 비교하였다. 개방루프 방법에서 I=_th αㆍNF_outㆍNㆍW와 같이 결정되며, α는 1/4로 가정한다. 폐루프 방법에서 최대 허용 간섭량 NI_{target ,k}(n) 값을 결정하기 위한 β도 1/4로 가정한다. 결과를 보면, 제안하는 개방루프 방법과 폐루프 방법에 의한 최대 송신 전력 결정 방법이 옥외 기지국의 상향링크 용량 손실을 10MHz 시스템에서도 4% 이하로 억제함을 알 수 있다. 옥내 사용자가 항상 23dBm의 최대 송신 전력을 사용하는 방식에 비해 상향링크 용량 손실율이 상당히 낮음을 확인할 수 있다. 개방루프 방법에 비해 폐루프 방법에 의한 TL이 약간 높음을 알 수 있다. 이는 폐루프 방법이 개방루프 방법에 비해 옥내 사용자의 최대 송신 전력값이 높아지기 때문이다. 이에 따른 영향은 하기 <도 6>의 옥내 기지국의 상향링크 용량 달성률 TA 를 통해 알 수 있는데, 폐루프 방법에 비해 개방루프 방법에 의한 TA가 약간 높음을 알 수 있다. 옥내 기지국의 상향링크 용량 달성률 TA는 하기 <수학식 7>과 같이 정의된다.

여기서, C_{closed / open - loop}는 제안하는 폐루프나 개방루프 방법에 의한 옥내 기지국의 상향링크 용량을 나타내며, C_fixed는 옥내 사용자가 항상 23dBm의 최대 송신 전력을 사용할 때의 옥내 기지국의 상향링크 용량이다.

상기 도 6을 참조하면, 폐루프 방법에 비해 개방루프 방법에 의한 TA가 약간 높다는 것은 폐루프 방법이 높은 옥내 기지국의 상향링크 용량을 제공한다는 의미이다. 그리고 두 방식 모두 10MHz 경우에, 약 85% 이상의 TA를 이룸을 알 수 있다. 따라서, 제안하는 옥내 사용자의 최대 송신 전력을 결정하는 개방루프 방법과 폐루프 방법들은, 옥내 사용자에 의한 옥외 기지국 상향링크 간섭을 최소화하면서, 옥내 기지국 상향링크의 용량을 증가시킴을 알 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력 결정을 위한 예시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 개방루프 전력제어 흐름도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 폐루프 전력제어 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 옥내 사용자 단말(110)의 최대 송신전력 결정을 위한 장치도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 성능 그래프 및,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 성능 그래프

Claims (22)

1. 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 방법에 있어서,

   복수의 옥외 기지국들로부터 각각의 간섭 및 잡음(Noise & Interference: NI) 레벨 정보를 획득하는 과정과,

   상기 간섭 및 잡음 레벨에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하는 과정과,

   상기 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 고려하여, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 간섭 및 잡음 레에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하는 과정은,

   옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신하는 초기에(n=0), k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨(NI_{target ,k})을 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨(NI_{out ,k}(0))로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 간섭 및 잡음 레에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하는 과정은,

   n 번째 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신시, NI_{out ,k}(n)≥NI_{out ,k}(0)일 경우에 NI_{target ,k}값을 NI_{out ,k}(0)로 다시 설정하고, NI_{out ,k}(n) < NI_{out ,k}(0)일 경우에 NI_{target ,k}값을 NI_{out ,k}(n)로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.

   여기서, 상기 NI_{out ,k}(0)는 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨이고, 상기 NI_{target ,k}는 k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨임.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 최대 송신전력은 하기 <수학식 8>으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.

   

   여기서, P_{in , max ,k}는 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력, I_{th ,k}는 k번째 옥외 기지국에 대한 최대 허용 간섭량이고, G_in 과 G_out은 각각 옥내 사용자의 송신 안테나 이득과 옥외 기지국 안테나의 수신 안테나 이득으로 단위는 dB이다. L_k는 해당 옥내 사용자 단말과 k 번째 옥외 기지국 사이의 경로손실임.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력 값들 중 최솟값을 갖는 최대 송신전력을, 상기 옥내 사용자의 최대 송신전력으로 선택하는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 옥외 기지국들과 상기 옥내 사용자 단말 사이의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 산출하기 위해,

   상기 복수의 옥외 기지국들로부터 송신전력 정보를 획득하는 과정과,

   상기 복수의 옥외 기지국들로부터 수신전력을 측정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.
7. 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 방법에 있어서,

   상기 옥외 기지국들과의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 계산하는 과정과,

   상기 각각의 경로손실 중 최소 경로손실을 갖는 경로를 선택하는 과정과,

   상기 최소 경로손실 값을 이용하여 상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량을 넘지않도록 최대 송신전력을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 최대 송신전력은 하기 <수학식 9>에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.

   

   여기서, P_{in , max}은 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력, L_min은 최소 경로손실이고, G_in 과 G_out은 각각 옥내 사용자 단말의 송신 안테나 이득과 옥외 기지국의 수신 안테나 이득이고, I_th는 시스템에서 미리 정의되는 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량임.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량은 옥외 기지국의 잡음 전력의 α배로 결정되고 하기 <수학식 10>에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.

   

   여기서, α는 가중치이고, NF_out은 옥외 기지국의 잡음지수(noise figure), N₀는 잡음전력 스펙트럴 밀도(noise spectral density), W는 사용 대역폭임.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 최대 송신전력 결정은 옥내 사용자 단말별로 수행되어 옥내 사용자별로 최대 송신전력이 결정되는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.
11. 제 7항에 있어서,

    상기 옥외 기지국들과의 각각의 무선링크에 대해 경로손실은

    상기 옥외 기지국들로부터 수신되는 신호의 전력을 측정하고, 상기 옥외 기지국들로부터 송신전력 정보를 획득하여, 산출되는 것을 특징으로 하는 전력제어 방법.
12. 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 장치에 있어서,

    복수의 옥외 기지국들로부터 각각의 간섭 및 잡음(Noise & Interference: NI) 레벨 정보를 획득하는 간섭 및 잡음 레벨 설정부와,

    상기 간섭 및 잡음 레벨에 따라, 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 적응적으로 조절하고, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 허용 간섭량을 고려하여, 상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 계산하는 전력제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 전력제어기는

    옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신하는 초기에(n=0), k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨(NI_{target ,k})을 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨(NI_{out ,k}(0))로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 전력제어기는

    n 번째 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력을 갱신시, NI_{out ,k}(n)≥NI_{out ,k}(0)일 경우에 NI_{target ,k}값을 NI_{out ,k}(0)로 다시 설정하고, NI_{out ,k}(n) < NI_{out ,k}(0)일 경우에 NI_{target ,k}값을 NI_{out ,k}(n)로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.

    여기서, 상기 NI_{out ,k}(0)는 옥내 사용자가 데이터를 송신하기 전의 k 번째 옥외 기지국이 겪는 간섭 및 잡음 레벨이고, 상기 NI_{target ,k}는 k 번째 옥외 기지국의 목표로 하는 간섭 및 잡음 레벨임.
15. 제 12항에 있어서,

    상기 최대 송신전력은 하기 <수학식 11>으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.

    

    여기서, P_{in , max ,k}는 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력, I_{th ,k}는 k번째 옥외 기지국에 대한 최대 허용 간섭량이고, G_in 과 G_out은 각각 옥내 사용자의 송신 안테나 이득과 옥외 기지국 안테나의 수신 안테나 이득으로 단위는 dB이다. L_k는 해당 옥내 사용자 단말과 k 번째 옥외 기지국 사이의 경로손실임.
16. 제 12항에 있어서,

    상기 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력 값들 중 최솟값을 갖는 최대 송신전력을, 상기 옥내 사용자의 최대 송신전력으로 선택하는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.
17. 제 12항에 있어서,

    상기 복수의 옥외 기지국들과 상기 옥내 사용자 단말 사이의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 산출하기 위해,

    상기 복수의 옥외 기지국들로부터 송신전력 정보를 획득하는 하고, 상기 복수의 옥외 기지국들로부터 수신전력을 측정하는 경로 손실 계산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.
18. 이동통신 시스템에서 옥외 기지국들의 상향링크 간섭을 최소화하도록 하는 옥내 사용자 단말의 전력제어 장치에 있어서,

    상기 옥외 기지국들과의 각각의 무선링크에 대해 경로손실을 계산하는 경로 손실 계산기와,

    상기 각각의 경로손실 중 최소 경로손실을 갖는 경로를 선택하는 제어부와,

    상기 최소 경로손실 값을 이용하여 상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량을 넘지않도록 최대 송신전력을 계산하는 전력제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 최대 송신전력은 하기 <수학식 12>에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.

    

    여기서, P_{in , max}은 옥내 사용자 단말의 최대 송신전력, L_min은 최소 경로손실이고, G_in 과 G_out은 각각 옥내 사용자 단말의 송신 안테나 이득과 옥외 기지국의 수신 안테나 이득이고, I_th는 시스템에서 미리 정의되는 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량임.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 옥내 사용자 단말의 허용 최대 간섭량은 옥외 기지국의 잡음 전력의 α배로 결정되고 하기 <수학식 13>에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.

    

    여기서, α는 가중치이고, NF_out은 옥외 기지국의 잡음지수(noise figure), N₀는 잡음전력 스펙트럴 밀도(noise spectral density), W는 사용 대역폭임.
21. 제 18항에 있어서,

    상기 최대 송신전력 결정은 옥내 사용자 단말별로 수행되어 옥내 사용자별로 최대 송신전력이 결정되는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.
22. 제 18항에 있어서,

    상기 경로손실 계산기는

    상기 옥외 기지국들로부터 수신되는 신호의 전력을 측정하고, 상기 옥외 기지국들로부터 송신전력 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 전력제어 장치.

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