KR101194135B1 - 매크로-다이버시티로 전송되는 기지국의 전송 전력을 조정하는 방법 - Google Patents

Abstract

이동 무선 통신 시스템에서 매크로-다이버시티로 전송되는 기지국의 전송 전력을 조정하는 방법에 있어서, 상기 조정을 위한 기준 전송 전력이 조정 기간과 함께 상기 기지국 각각으로 시그널링되고, 상기 각 기지국은 주기적으로 상기 조정 기간에 기지국의 전송 전력을 상기 기준 전송 전력으로 조정한다.

이동 무선 통신 시스템, 기지국, 무선 액세스 서브 시스템, UMTS 지역 무선 액세스 네트워크, 이동국

Description

매크로-다이버시티로 전송되는 기지국의 전송 전력을 조정하는 방법{A METHOD OF ADJUSTING THE TRANSMISSION POWER OF BASE STATIONS TRANSMITTING IN MACRO-DIVERSITY}

본 발명은 일반적으로는 이동 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템으로 알려진 시스템에 관한 것이다.

CDMA 기술은 소위, "제3세대" 시스템에서, 특히 유니버설 이동 무선 통신 시스템(UMTS; universal mobile telecommunication system)에서 사용된다.

일반적으로, 이러한 시스템의 목적 중 하나는 성능을 증가시키는 즉, 구체적으로는 용량을 증가 및/또는 서비스 품질을 향상시키는 것이다.

공통으로 사용된 기술은 폐쇄 루프 전력 제어로 알려진 기술이다.

폐쇄 루프 전력 제어의 목적은, 기지국과 이동국 간의 각 링크에 대한 타겟 값에 가능한 근접하도록, 링크를 통한 전송 품질을 대표하는 어떠한 파라미터를 유지하는 것이다(상기 파라미터는 신호 대 간섭 비(SIR)일 수 있음). 예를 들어, 다운 링크(즉, 기지국에서 이동국으로)에서, 이동국은 이동국에 의해 측정된 SIR과 타겟 SIR 값 간의 차이를 줄이기 위한 목적으로, 기지국에 전력 제어 커맨드를 전 송한다. 상기 내부 전력 제어 루프에서 보다 효과적이기 위해서, 이러한 전력 제어 커맨드가 매우 자주 전송된다. 예를 들자면, 전송된 정보가 프레임-프레임 그 자체는 시간 슬롯으로 이루어짐-으로 구성되어 있는 UMTS와 같은 시스템에서는, 전력 제어 커맨드는 각 시간 슬롯에서 전송된다. 타겟 값 그 자체는 서비스 품질을 일정하게 유지하기 위해 다른 제어 루프에 의해 결정될 수 있고, 상기 제2 루프는 이전 루프가 "내부" 루프라 불리는 것과 비교하여, 일반적으로 "외부" 루프로 불린다.

CDMA 시스템에서 널리 사용되는 다른 기술은 매크로-다이버시티 전송 혹은 "소프트" 핸드오버로 알려진 기술로서, "소프트" 핸드오버에서는 이동국은 복수의 기지국에 동시에 접속된다. 이동국에 의해 (특히, "레이크(rake)"형 수신기를 사용해서) 여러 기지국으로부터 수신된 다양한 신호들을 처리하고 결합하기 위해 적절한 기술을 사용함으로써, 이동국이 단일 기지국에만 어느 한 순간에 접속되는 "하드" 핸드 오버 기술과는 달리, 수신시에서의 성능을 향상하고, 셀들 간의 전달 동안 호출을 놓칠(lost) 위험을 최소화하는 것을 가능하게 한다.

일반적으로, 매크로-다이버시티 전송을 사용할 때, 다운 링크 방향에서의 내부 전력 제어 루프는, 이동국이 접속되어 있는 각 기지국으로 어느 한 순간에 동일한 전력 제어 커맨드를 전송하는 것이다.

매크로-다이버시티 전송을 사용할 때, 시스템의 성능을 최적화하기 위해, 특히 시스템의 용량을 최적화하기 위해, 이동국이 서로에 대해 접속되는 다양한 기지국의 전송 전력 레벨을 조정하는 것 또한, 공지되어 있다. 따라서, 일반적으로는 제어 기지국에 서비스하는 UMTS 시스템의 무선 네트워크 제어기(RNC)는, 상기 기지국 각각에 의해 보고된 바와 같이 t_n 순간의 전송 전력에 기초하여, 각 기지국에 대해 t_n+1 순간의 전송용으로 사용될 전력을 결정한다. 유리하게는, 동일한 전송 전력이 다양한 기지국에 대하여 결정된다.

이러한 방법으로 결정될 때, 전송 전력 값(들)(또한 기준 전송 전력(값)이라 불림)은 그 후, 무선 네트워크 제어기에 의해 상기 기준 전송 전력에 대하여 기지국의 전송 전력을 조정함으로써 응답하는, 다양한 기지국으로 시그널링된다.

또한, 공보 WO 99/31819는, 무선 네트워크 제어기가 동기 순간(모든 기지국에 대해 동일함)에 각 기지국에 기준 전송 전력을 동시에 통지하여, 다양한 기지국들 간에 전송 전력을 조정하게 되는 구성을 개시하고 있다.

초기 기준 전송 전력값은, 이동국이 이동함에 따라, 그 이동국이 접속되어 있는 기지국 세트(또한, "활성" 세트로도 불림)에서 하나 이상의 기지국이 추가 또는 제거될 때마다 결정될 수 있다. 그러면, 초기 구조(scheme)로부터의 이동(drift)이 발생한 경우, 특히 내부 전력 제어 루프 내에서 전력 제어 커맨드 전송 에러가 발생하여 주어진 전력 제어 커맨드가 액티브 세트 내의 모든 기지국으로 더 이상 전송되지 않게 됨으로써, 다양한 전송 전력이 서로에 대해 적합하게 조정되지 않게 되는 경우에는, 상기 기준 전송 전력값을 갱신할 필요가 있다.

공보 WO 99/31819는, 갱신된 기준 전송 전력값과 동시에, 기준 전송 전력값이 갱신될 때마다 각 기지국에 동기 순간을 통지하는 구성을 개시하고 있다.

이러한 해결 방안은 특히, 기지국과 무선 네트워크 제어기 간의 인터페이스(또한, UMTS에서 "Iub"로서 공지되고 있음)에서 상호 교환된 시그널링의 양을 상당히 증가시켜서, 상기 인터페이스에서 이용 가능한 전송 자원을 효과적으로 이용하기 못하게 한다는 단점을 갖는다.

본 발명은 특히, 상기 단점들을 극복하기 위한 상이한 접근 방법에 기초하는 것이다.

제1 양상에서는, 본 발명은 이동 무선 통신 시스템에서 매크로-다이버시티로 전송되는 기지국의 전송 전력을 조정하는 방법을 제공하며, 상기 조정을 위한 기준 전송 전력은 조정 기간과 함께 상기 기지국 각각에 시그널링되고, 상기 기지국들 각각은 상기 조정 기간에 기지국의 전송 전력을 상기 기준 전송 전력으로 주기적으로 조정한다.

즉, 본 발명에 따르면, 기준 전송 전력에 대해 갱신된 값을 비교적 빈번하게 시그널링할 필요가 없고, 최근에 시그널링된 기준 전송 전력값에 대한 조정이 수행되므로 그 값이 최근값과 반드시 일치하지 않더라도, 규칙적인 조정만 행해지면 된다. 이러한 조정으로부터 시작하여, 내부 전력 제어 루프는 그러한 최근값들로부터 어떠한 차분이 발생하더라도 비교적 신속하게 보상을 할 수 있다. 그 결과, 성능을 크게 저하시키지 않고서도, 필요한 시그널링의 양을 상당히 절약할 수 있다.

상기 주기적으로 수행되는 조정은 미리 정해진 순간에서 수행되는 것이 바람 직하다.

따라서, 동기 순간을 전송할 필요없이, 다양한 기지국들에 의한 조정에 대한 동기화가 성취되며, 요구되는 시그널링의 양의 절약도 그에 따라 증가한다.

특히, 전송된 정보는 연속적으로 증가하는 번호가 부여된 프레임의 형태로 구성되고, 상기 조정 기간은 프레임의 개수 N으로서 표현되며, 상기 미리 정해진 순간은 번호 n (modulo N)이 부여된 프레임에 대응하고, 여기서 0 ≤ n < N이다.

유리하게는, 갱신된 조정 기간의 값이 시그널링될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 방법은 검증 주기가 적절한 정도로 감소되거나 증가될 수 있으므로, 즉 더욱 또는 덜 빈번하게 조정을 수행할 필요가 있는지에 따라, 필요한 융통성을 달성할 수 있다.

유리하게는, 갱신된 기준 전송 전력값이 시그널링될 수 있다.

본 발명은 이동 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티로 전송되는 기지국의 전송 전력을 조정하기 위해, 조정 기간과 함께 상기 기지국 각각에 대한 조정을 위한 기준 전송 전력값을 시그널링하는 수단을 포함하는 무선 네트워크 제어기도 제공한다.

다른 특징에 따르면, 상기 무선 네트워크 제어기는 갱신된 조정 기간값을 시그널링하기 위한 수단을 포함한다.

다른 특징에 따르면, 상기 무선 네트워크 제어기는 갱신된 기준 전송 전력값을 시그널링하는 수단을 포함한다.

본 발명은 이동 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티로 전송될 때의 기 지국의 전송 전력을 조정하기 위해, 조정 기간와 함께 무선 네트워크 제어기에 의해 전송되는, 상기 조정을 위한 기준 전송 전력값을 수신하는 수단과, 상기 조정 기간에 기지국의 전송 전력을 상기 기준 전송 전력값으로 주기적으로 조정하는 수단을 포함하는 기지국을 제공한다.

본 발명에 의해, 기준 전송 전력에 대해 갱신된 값을 비교적 빈번하게 시그널링할 필요가 없고, 최근에 시그널링된 기준 전송 전력값에 대해 조정이 수행되어 그 값이 최근값과 반드시 일치하지 않더라도, 규칙적인 조정만 행해지면 된다. 이러한 조정으로부터 시작하여, 내부 전력 제어 루프는 그러한 최근값들로부터 어떠한 차분이 발생하더라도 비교적 신속하게 보상을 할 수 있고, 그 결과 성능을 크게 저하시키지 않고서도, 필요한 시그널링의 양을 상당히 절약할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 이동 무선 통신 시스템은 그 자체가 기지국(UMTS에서 "B 노드"로 공지됨)을 포함하는 무선 액세스 서브 시스템 및 기지국을 제어하기 위한 장비(UMTS에서 무선 네트워크 제어기 즉 RNC로 공지됨)를 포함한다. B 노드 및 RNC를 포함하는 이 시스템은 UMTS 지역 무선 액세스 네트워크(UTRAN)로도 지칭된다. UTRAN은 먼저 이동국[UMTS에서 사용자 장비(UE)로서 지칭됨]과 통신한 후 네트워크 및 스위칭 서브 시스템(도시되지 않음)과 통신한다.

예를 들면, 도 1은 매크로 다이버시티 전송 기술을 이용하여 두 개의 B 노드에 연결된 UE 기기(appliance)를 도시한다. 상기 설명한 바와 같이, 다양한 B 노 드에서 전송된 전력은 시스템 성능이 최적화되도록 서로 조정되고, 이러한 조정은 "Iub"로 불리는 RNC와 B 노드간의 인터페이스에서 시그널링이 이루어져서 교환된다.

본 발명의 방법 중 하나의 예가 도 2에 도시되어 있다.

RNC는 다운 링크 방향 전력 제어 메시지 M을 각 B노드에 전송한다. 이 메시지는 구체적으로 기준 전력값 Pref 및 조정 기간 Period를 포함한다. 이러한 메시지를 수신하는 B 노드 각각은 기준 전송 전력으로서 주어진 값으로 기지국의 전송 전력을 주기적으로 조정하고, 지정된 조정 주기에서 이를 수행한다.

상술한 바와 같이, 특히 UMTS에서는, B 노드와 UE 기기 사이의 무선 인터페이스를 통해 전송된 정보가 타임 슬롯들로 이루어진 프레임들로 구성되어 있다. 프레임은 10ms 동안 지속되고 15개의 타임 슬롯 기준 IT₀ 내지 IT₁₄를 갖는다. 각각의 프레임은 프레임 번호를 갖고, 프레임은 연속하여 증가되는 번호순에 의해 넘버링된다.

예를 들어, 조정 기간은 프레임 번호 N으로서 표현된다. 예를 들어, N이 4이면, 매 4 프레임마다 조정이 행해진다.

예를 들어, 소정의 순간에서 조정이 행해지고, 이 소정의 순간들은 상기 기간만큼 서로 떨어져있고, 예를 들어, n (modulo N)으로 넘버링된 각 프레임에 대하여 조정이 이루어지는데, 여기서 0 ≤ n < N이다. 예를 들어, n (modulo N)이 0이면, 0으로 넘버링된 모든 프레임에 대하여 조정이 이루어진다.

예를 들어, n (modulo N)으로 넘버링된 각 프레임에 대하여, 소정의 타임 슬롯, 예컨대 타임 슬롯 IT₀ 동안 조정이 행해질 수 있다. 다음의 타임 슬롯 IT₁ 내지 IT₁₄동안, 각각의 B 노드는 내부 전력 제어 루프의 적용시에, UE에 의해 전송이 이루어질 때 다운 링크-방향의 전력 제어 명령을 제공한다.

수신된 메시지 M 내에 포함되어 있는 값 Pref 및 Period는, 이 값들 중 하나 및/또는 다른 값이 새로이 갱신될 때까지 사용하기 위해 각각의 B 노드에 저장된다.

이러한 갱신을 행하기 위해, RNC는 각종 B 노드에 의해 보고된 파라미터, 예를 들어,

- 현재의 조정 기간의 조정 이전의 순간 전송 전력; 및/또는

- 선행 조정 기간 동안 사용된 평균 전송 전력

에 의존한다.

RNC는 조정 기간을 갱신하기 위해, 각각의 B 노드에 의해 보고되는 그 순간의 전송 전력을 이용할 수 있다. 예를 들어, 이들 순간 전력들 간의 차이가 높으면, RNC는 기간을 감소시킬 수 있고, 그렇지 않은 경우, 기간을 증가시킬 수 있다.

n (modulo N)으로 넘버링된 프레임에서 조정을 행하는 상기 예에서는, 조정 이전의 순간 전송 전력이, 예를 들어, 프레임 번호 n-1 (modulo N)에서, 타임 슬롯 IT₁₄의 순간 전송 전력일 수 있다.

RNC는 기준 전송 전력 값을 갱신하기 위해, 각각의 B 노드에 의해 보고된 평 균 전송 전력을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력의 평균(또는 최대 또는 최소)을 계산할 수 있고, 계산된 값과 가장 최근의 시그널링된 값 간의 차이가 너무 크면, 갱신된 기준 전력값을 제공하도록 결정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 방법을 구현하기 위해, 기지국(또는 UMTS 등의 시스템에서의 B 노드) 및 무선 네트워크 제어기(RNC)의 발명에 따라 제공되어야만 할 수단의 예를 도시하는 도면이다.

따라서, RNC는,

- 매크로 다이버시티로 전송되는 각종 B 노드에 의해 보고된 전송 전력을 수신하기 위한 수단 1;

먼저, 보고된 전송 전력에 응답하여, 각종 B 노드에 대한 기준 전송 전력값 Pref을 결정하고, 다음으로 조정 기간 값 Period를 결정하기 위한 수단 2; 및

각종 B 노드에 다운 링크-방향 전력 제어 메시지 M을 전송하기 위한 수단 3 -상기 메시지는 이런 방식으로 결정된 값 Pref 및 Period를 포함함-

을 포함한다.

따라서, 각각의 B 노드는

- 전송기 수단(5)에 의해 전송된 전송 전력값을 RNC에 보고하는 수단(4)과,

- RNC로부터 다운 링크-방향의 전력 제어 메시지를 수신하고, 상술된 원리를 적용하여 전송기 수단(5)의 전송 전력을 메시지에 포함된 파라미터의 함수로서 조정하는 수단(6)

을 포함한다.

이러한 다양한 수단들은 상술한 방법을 이용하여 함께 동작하는데, 이들이 구현되는 특정 방법은 당해 분야에서의 숙련자에겐 어려운 것이 아니며, 그러한 수단들은 그 자체의 기능 외에는 본 명세서에 더 상세하게 설명할 필요는 없다.

또한, 도 3은 무선 네트워크 제어기와 B 노드로 이루어진 극도의 도식적인 표현으로, 본 발명을 이해하는데 필요한 것만을 도시하였으며, 전송 및 시그널링을 위해 이용되는 방법 또는 프로토콜에 관한 상세한 사항을 설명하는 것은 아니고, 이는 이러한 시스템에서의 전형적인 원칙에 따라 좌우될 수 있다.

또한, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 상술한 도면에 도시된 것 이외의 실시예가 가능하다. 특히, UMTS와 같은 시스템에서는, B 노드는 서빙 RNC(SRNC)와 직접 통신할 필요가 없이 "드리프트(drift)" RNC(DRNC)라고 알려진 다른 RNC를 통해 통신할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 시그널링은 RNC와 B 노드 간의 인터페이스뿐만 아니라 RNC들 간의 인터페이스에도 적용되며, 상기 인터페이스들 각각은 UMTS에서 Iub 및 Iur로서 칭해진다.

도 1은 이동 무선 통신 시스템의 일반 구조를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 방법을 도시하는 도면.

도 3은 기지국(또는 UMTS와 같은 시스템의 B 노드) 및 무선 네트워크 제어기(RNC)에서 본 발명에 따라 제공되어야 하는 수단의 유형을 도시하는 블록도.

Claims (13)

1. 이동 무선 통신 시스템에서 매크로 다이버시티(macro-diversity)로 전송하는 기지국들의 전송 전력을 조정하는 방법으로서,

   조정 기간과 함께 상기 조정을 위한 기준 전송 전력이 상기 기지국들 각각으로 시그널링되고, 상기 기지국들 각각은 상기 조정 기간에서 기지국의 전송 전력을 상기 기준 전송 전력으로 주기적으로 조정하고,

   주기적으로 수행되는 상기 조정은 소정의 순간들에 수행되고,

   상기 기지국들은 이동국들로 정보를 전송하고, 상기 정보는 연속적인 오름차순으로 넘버링(numbering)된 프레임들의 형태로 구성되며, 상기 조정 기간은 프레임들의 수(N)로 표현되며, 상기 소정의 순간들은 n (modulo N) - 여기서, 0 ≤ n < N - 으로 넘버링된 프레임들에 대응되는, 전송 전력 조정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조정 기간에 대한 갱신된 값이 시그널링될 수 있는 전송 전력 조정 방법.
3. 제1항에 있어서, 갱신된 기준 전송 전력값이 시그널링될 수 있는 전송 전력 조정 방법.
4. 이동 무선 통신 시스템에서 매크로-다이버시티로 전송하는 기지국들의 전송 전력을 조정하기 위한 무선 네트워크 제어기로서,

   조정 기간과 함께 상기 조정을 위한 기준 전송 전력값을 시그널링하기 위한 수단을 포함하고,

   상기 기지국들 각각은 상기 조정 기간에 자신의 전송 전력을 상기 기준 전송 전력값으로 주기적으로 조정하고,

   주기적으로 수행되는 상기 조정은 소정의 순간들에 수행되고,

   상기 기지국들은 이동국들로 정보를 전송하도록 구성되고, 상기 정보는 연속적인 오름차순으로 넘버링된 프레임들의 형태로 구성되며, 상기 조정 기간은 프레임들의 수(N)로 표현되며, 상기 소정의 순간들은 n (modulo N) - 여기서, 0 ≤ n < N - 으로 넘버링된 프레임들에 대응되는, 무선 네트워크 제어기.
5. 제4항에 있어서, 갱신된 조정 기간값을 시그널링하기 위한 수단을 포함하는 무선 네트워크 제어기.
6. 제4항에 있어서,

   갱신된 기준 전송 전력값을 시그널링하기 위한 수단을 포함하는 무선 네트워크 제어기.
7. 이동 무선 통신 시스템에서 매크로-다이버시티로 전송할 때의 전송 전력을 조정하기 위한 기지국으로서,

   무선 네트워크 제어기에 의해 조정 기간과 함께 전송되는, 상기 조정을 위한 기준 전송 전력값을 수신하기 위한 수단과,

   상기 조정 기간에서 전송 전력을 상기 기준 전송 전력값으로 주기적으로 조정하기 위한 수단과,

   주기적으로 수행되는 상기 조정을 소정의 순간들에 수행하기 위한 수단

   을 포함하고,

   상기 기지국은 이동국으로 정보를 전송하도록 구성되고, 상기 정보는 연속적인 오름차순으로 넘버링된 프레임들의 형태로 구성되며, 상기 조정 기간은 프레임들의 수(N)로 표현되며, 상기 소정의 순간들은 n (modulo N) - 여기서, 0 ≤ n < N - 으로 넘버링된 프레임들에 대응하는 기지국.
8. 제7항에 있어서, "n" 번호의 프레임 각각에서, 소정의 타임 슬롯 동안 상기 조정을 수행하기 위한 수단을 포함하는 기지국.
9. 제3항에 있어서, 상기 조정은, "n" 번호의 프레임 각각에서 소정의 타임 슬롯 동안 수행되는 전송 전력 조정 방법.
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