KR101253167B1 - 이동통신 시스템에서 이동국의 상향링크 출력 전력 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 네트워크에 의해 전력 제어가 수행되지 않는 상황에서 PDCH에서 사용되는 주파수가 변경된 경우 또는 PS 핸드오버가 발생한 경우, 하향링크의 전력 정보를 이용하여 상향링크의 출력 전력을 결정하는 방법 및 이를 지원하는 이동국에 관한 것이다. 전자를 위한 첫 번째 상향링크 출력 전력 제어 방법은 주파수 변경 전에 산출된 전력 정보를 계속 이용하여 상향링크 출력 전력 결정을 위한 필터링을 속행하는 것이고, 두 번째 방법은 주파수 변경 후에 측정된 전력 정보를 이용하되 n=1 로부터 상기 필터링을 재시작하는 것이다. 또한, 후자를 위한 첫 번째 상향링크 출력 전력 제어 방법은 BCCH에서 측정한 전력 정보를 이용하되 n=1 로부터 상향링크 출력 전력 결정을 위한 필터링을 재시작하는 것이고, 두 번째 방법은 PDCH에서 측정한 전력 정보를 이용하되 n=1 로부터 상향링크 출력 전력 결정을 위한 필터링을 재시작하는 것이다. 본 발명에 의하면 데이터 전송 주파수의 변경 및 PS 핸드오버에 따른 필터링 기준이 명확하게 제시되므로 상향링크의 전력 제어가 효율적으로 수행될 수 있다.

GERAN, GPRS, 주파수 변경, 필터링, 상향링크 출력 전력, PS 핸드오버

Description

이동통신 시스템에서 이동국의 상향링크 출력 전력 제어 방법{Method of controlling Mobile Station uplink output power in mobile communication system}

도 1은 GPRS/GERAN 시스템에서 데이터 전송에 이용되는 프레임 구조.

도 2는 도 1의 프레임 구조에서 무선 블록이 형성되는 개념을 도시한 것.

도 3은 GPRS/GERAN 시스템에서 주파수 할당 방법을 도시한 개념도.

도 4는 주파수 변경에 따른 본 발명의 상향링크 출력 전력 제어 방법의 일 실시예를 도시한 개념도.

도 5a 내지 도 5d는 주파수 변경에 따른 본 발명의 상향링크 출력 전력 제어 방법의 다른 실시예를 경우에 따라 분류한 것.

도 6a 및 도 6b는 PS 핸드오버에 따른 본 발명의 상향링크 출력 전력 제어 방법을 개략적으로 도시한 것.

본 발명은 이동통신 시스템에서 네트워크에 의해 전력 제어가 수행되지 않는 상황에서 PDCH에서 사용되는 주파수가 변경된 경우 또는 PS 핸드오버가 발생한 경 우, 하향링크의 전력 정보를 이용하여 상향링크의 출력 전력을 결정하는 방법 및 이를 지원하는 이동국에 관한 것이다.

GSM(Global System for Mobile Communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 무선 통신 방식에서 이동국은 자신이 속한 셀(serving cell)의 신호세기(Rx signal level)와 신호 품질(signal quality)을 주기적으로 측정한다. 상기 측정된 신호 세기 및 신호 품질에 관한 정보는 다양한 용도로 이용되며 특히 상향링크 출력 전력(uplink output power)의 결정에 사용된다. GSM/GPRS/EDGE 통신 방식에서 상향링크 출력 전력은 다양한 방식에 의해 결정될 수 있는데, 그 중 하나는 이동국이 수신 신호 레벨을 측정하여 정규화(normalize)한 제어정보를 이용하는 것이다. 상기 제어정보는 3GPP 45.008 10.2.3.1에서 변수 C로 정의되며, 이하 'C 값(C value)'이라 칭한다. 이하, 종래 기술에 따라 패킷 휴무 모드(packet idle mode)에서 상기 C 값을 결정하고 갱신하는 방법을 설명한다.

패킷 휴무 모드(packet idle mode)에 있는 이동국은 PCCCH(Packet Common Control CHannel) 또는 PBCCH(Packet Broadcast Control CHannel)의 수신 신호 레벨(received signal level)을 주기적으로 측정한다. 만약, PCCCH가 이동국이 속한 서빙 셀(serving cell)에 존재하지 않으면 이동국은 CCCH(Common Control Channel) 또는 BCCH(Broadcast Control CHannel)의 수신 신호 레벨을 측정한다.

상기 C 값은 통신 환경에 따라 변화하므로 주기적으로 갱신되고, 이러한 의 미에서 n번째 갱신된 C 값을 C_n으로 표현할 수 있다. C_n은 무선 블록(radio block)의 정규화된 C 값인 C_{block ,n} 및 바로 이전의 C 값(C_{n -1})에 의해 갱신될 수 있는데, 여기서 C_{block ,n}은 하기 수학식 1에 의해 결정된다.

C_{block ,n} = SS_{block ,n} + Pb

상기 SS_{block ,n}은 무선 블록(radio block)을 구성하는 4개의 노멀 버스트(normal burst)들에 대한 수신 신호 레벨의 평균값이다. 여기서, 도 1 및 도 2를 참고로 무선 블록의 개념을 알아보면 다음과 같다.

도 1에서 보듯, GSM/GPRS/EDGE 시스템에서 사용되는 프레임은 8개의 타임 슬롯(time slot)으로 이루어지는데, 적어도 하나 이상의 타임 슬롯은 서로 다른 이동국에 할당될 수 있다. 도 2에서 보듯, 이동국이 4개의 프레임(프레임 1~4)을 수신하였을 때, 각 프레임에 있어서 특정 이동국에 할당된 타임 슬롯들의 결합을 무선 블록이라 한다. 이때, 하나의 프레임을 구성하는 각 타임 슬롯은 5개 종류의 버스트(burst)에 매핑(mapping)될 수 있으며, 상기 노멀 버스트는 상기 5개 종류의 버스트 중의 하나이다. 따라서, 상기 수학식 1에서 SS_{block ,n}은 하나의 무선 블록을 구성하는 4개의 타임 슬롯을 수신하여 얻어질 수 있다.

상기 Pb는 BTS output power reduction 값으로서 네트워크로부터 결정되어 전달되며 BCCH(Broadcast Control CHannel)의 전력 조정을 위해 사용된다.

한편, C_n의 신뢰도를 높이기 위해 C_{block ,n}은 하기 수학식 2와 같은 running average filter를 통해 필터링(filtering) 될 수 있다.

C_n = (1-a) * C_{n -1} + a * C_{block ,n}

여기서, a는 망각 계수(forgetting factor)이고 n은 반복 인덱스(iteration index)이다.

패킷 휴무 모드에서 필터링이 수행되는 실시예는 다음과 같다. 첫째, 패킷 휴무 모드에서 새로운 셀이 선택되는 경우(cell reselection), 필터링은 측정된 첫 샘플에 대하여 n = 1 로부터 재시작한다. 즉, 새로운 셀이 선택되면 C_n은 초기화되고 C₁부터 다시 결정된다. 둘째, 패킷 전송 모드에서 패킷 휴무 모드로 전환된 경우, 이전의 패킷 전송 모드에서 사용되었던 n 과 C_n 을 사용하여 필터링을 계속한다.

다음으로, 패킷 전송 모드(packet transfer mode)에서 C 값을 결정하고 갱신하는 방법을 설명한다. 패킷 전송 모드에서 C 값을 결정하고 갱신하는 방법은 BCCH를 통해 수신 신호 레벨을 측정하는 경우와, BCCH 대신 PDCH(Packet Data CHannel) 통해 수신 신호 레벨을 측정하는 경우로 구분된다. 우선 BCCH를 통해 측정하는 경우를 설명한다.

이동국은 패킷 전송 모드에서 서빙 셀의 BCCH 반송파(carrier)의 수신 신호 레벨을 이용하여 C_n을 결정할 수 있으며, BCCH 반송파의 수신 신호 레벨은 하기 수학식 3에 의해 필터링될 수 있다.

C_n = (1-b) * C_{n -1} + b * SS_n,

여기서, SS_n 은 측정 샘플의 수신 신호 레벨, 즉 서빙 셀의 BCCH 반송파의 수신 신호 레벨이고, b는 망각 계수(forgetting factor)이며, n은 반복(iteration) 인덱스이다. 따라서, 이동국이 패킷 휴무 모드에서 패킷 전송 모드로 전환하는 경우, 패킷 휴무 모드에서 얻은 n 과 C_n 을 사용하여 필터링을 계속한다.

또한, 이동국은 PDCH(Packet Data CHannel)의 수신 신호 레벨을 측정하여 C_n을 결정할 수 있다. 이 경우, C_n의 결정을 위해 하향링크의 무선 블록에 대한 C_{block ,n}이 요구되는데, 여기서 C_{block ,n}은 상기 수학식 1로부터 구할 수 있다. 또한, C_block,n은 하기 수학식 4의 running average filter를 통해 필터링될 수 있다.

C_n = (1-c) * C_{n -1} + c * C_{block ,n}

여기서, 상기 c는 망각 계수(forgetting factor)이고, n은 반복 인덱스(iteration index)이다. 따라서, 이동국이 패킷 휴무 모드에서 패킷 전송 모드로 전환하는 경우, 패킷 휴무 모드에서 얻은 n 과 C_n 을 이용하여 필터링을 계속한다.

한편, 패킷 전송 모드에 있는 이동국이 현재 속한 셀에 지속적으로 머물러 있고 네트워크가 하향링크의 전력 제어(downlink power control)를 수행하지 않는 경우에 있어서, 하향링크의 데이터 전송에 사용되는 주파수가 네트워크의 결정에 따라 변경되는 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 종래 규격에는 상기와 같은 경우에 있어서 상향링크 출력 전력의 결정에 필요한 C_n을 어떠한 방식으로 결정할 것인지에 대한 언급이 없다.

또한, 패킷 전송 모드에 있는 이동국이 현재 속한 셀에서 다른 이웃 셀로 핸드오버를 수행하는 경우가 발생할 수 있는바, 3GPP TS 45.008 Rel-6 이전까지는 이와 같은 PS 핸드오버(Packet-Switched Handover)가 정의되지 않아 이동국이 속한 셀이 변경되는 경우의 상향링크 출력 전력 결정 방법 또한 고려되지 않고 있었던 것이 사실이다.

따라서, 종래의 규격에 의하면 통신 환경의 변화에 능동적으로 대처할 수 없으므로 최적의 출력 전력을 이용할 수 없고, 이동국의 빠른 배터리 소모를 초래하며, 이웃 셀들에 불필요한 간섭을 일으키는 문제점이 발생한다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 패킷 전송 모드에 있는 이동국이 현재 속한 셀에 지속적으로 머물러 있는 상태에서 네트워크로부터 하향링크 전력 제어가 이루어지지 않는 경우, 데이터 전송 주파수의 변경에 따른 C 값의 필터링 기준 내지는 이를 이용한 상향링크 출력 전력의 결정 기준을 명확히 제시하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 패킷 전송 모드에 있는 이동국이 서빙 셀에서 이웃 셀로 핸드오버를 수행하는 경우에 있어서 C 값의 필터링 기준 내지는 이를 이용한 상향링크 출력 전력의 결정 기준을 명확히 제시하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 이동통신 시스템에서 하향링크의 전력 정보를 이용하여 상향링크의 출력 전력을 결정하는 방법에 관한 것으로서, 이동국의 데이터 전송 주파수가 변경되는 단계와, 이동국이 하향링크의 전력 정보를 측정하는 단계와, 주파수 변경 이전에 측정된 전력 정보 및 상기 측정된 전력 정보를 이용하여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 계속하는 단계를 포함하며, 상기 필터링 단계는 주파수 변경 이전에 산출된 전력 정보(C_{n -1}) 및 상기 측정된 전력 정보(C_{block ,n})를 소정의 수학식에 대입하여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 계속하는 것일 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 양태는 이동통신 시스템에서 하향링크의 전력 정보를 이용하여 상향링크의 출력 전력을 결정하는 방법에 관한 것으로서, 이동국의 데이터 전송 주파수가 변경되는 단계와, 이동국이 하향링크의 전력 정보를 측정하는 단계와, 상기 측정된 전력 정보를 이용하여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 다시 시작하는 단계를 포함하며, 상기 필터링 단계는 상기 측정된 전력 정보(C_{n -1})를 소정의 수학식에 대입하되, n = 1 로 대입하 여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 다시 시작하는 것일 수 있다.

이때, 상기 상향링크 출력 전력 결정 방법은 주파수 변경을 통지하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 필터링 단계는 상기 메시지를 수신한 마지막 프레임의 다음 무선 블록에서 수행되거나, 상기 메시지를 수신한 마지막 프레임으로부터 2번째의 무선 블록에서 수행될 수 있다.

상기 두 가지 양태에 있어서, 상기 데이터 전송 주파수는 GPRS(General Packet Radio Service) 관련 시스템의 PDCH(Packet Data CHannel)에서 사용되는 주파수일 수 있고, 상기 전력 정보는 정규화된 수신 신호 레벨(normalized received signal level)일 수 있다. 또한, 상기 소정의 수학식은 C_n = (1-c) * C_{n -1} + c * C_block,n 가 될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 이동국이 소스 기지국(source BSS)에서 타겟 기지국(target BSS)으로 패킷 교환 핸드오버를 수행하는 단계와, 이동국이 타겟 기지국으로부터 하향링크의 전력 정보를 측정하는 단계와, 상기 측정된 전력 정보를 이용하여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 다시 시작하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 데이터 전송 주파수는 GPRS(General Packet Radio Service) 관련 시스템의 BCCH(Broadcast Control CHannel)에서 사용되는 주파수일 수 있다. 이 경우 상기 필터링 단계는 상기 측정된 전력 정보(SS_n)를 소정의 수학식에 대입하되, n = 1 로 대입하여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 다시 시작하는 것 일 수 있고, 상기 소정의 수학식은 C_n = (1-b) * C_{n -1} + b * SS_n 가 될 수 있다.

또한, 상기 데이터 전송 주파수는 GPRS(General Packet Radio Service) 관련 시스템의 PDCH(Packet Data CHannel)에서 사용되는 주파수일 수 있으며, 이 경우 상기 측정된 전력 정보는 정규화된 수신 신호 레벨(normalized received signal level)이고, 상기 필터링 단계는 상기 측정된 전력 정보(C_{block ,n})를 소정의 수학식에 대입하되, n = 1 로 대입하여 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 필터링을 다시 시작하는 것일 수 있다. 이때, 상기 소정의 수학식은 C_n = (1-c) * C_{n -1} + c * C_{block ,n} 가 될 수 있다.

상기 본 발명의 각 양태에 있어서 상기 GPRS 관련 시스템은 GPRS/EDGE(또는 EGPRS; Enhanced GPRS)을 포함한다.

이하, 본 발명의 명세서에 첨부된 도면을 참고로 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 데이터 전송 모드에서 이동국이 동일한 셀 내에 위치할 때 이동국에 할당된 데이터 전송 주파수가 변경되는 경우(주파수 변경 관련 실시예) 및 데이터 전송 모드에서 이동국에 핸드오버가 발생하는 경우(핸드오버 관련 실시예)에 있어서, 상향링크 출력 전력(uplink output power)의 결정에 이용되는 C 값의 필터링을 어떻게 수행할 것인지에 대한 기준을 제시한다. 이를 위해, 먼저 주파수 변경 관련 실시예 및 핸드오버 관련 실시예에 공통적으로 적용되는 전제를 알아보고, 이어서 각 실시예의 구체적인 내용을 설명한다.

공통 전제

본 발명에서 이동국은 GSM/GPRS/EDGE RAN 등의 이동통신 시스템에서 동작하며, 상향링크의 출력 전력을 결정하기 위해 하기 수학식 5가 사용될 수 있다.

여기서, P_CH는 상향링크 출력 전력이고, 상기 Γ₀, Γ_CH, α, PMAX는 상향링크 출력 전력을 결정하는데 필요한 제어정보이며, C 값은 전술한 바와 같이 이동국이 측정한 수신 신호 레벨을 정규화한 제어정보이다. 상기 Γ₀, Γ_CH, α, PMAX의 제어정보는 3GPP TS 44.060, 3GPP TS 44.018, 3GPP TS 45.008의 10.2.3.1절 등에 의해 제안된 변수들로서, 구체적으로 Γ_CH는 RLC 제어 메시지에 의해 전달되는 이동국 채널 특정 파워 제어 변수(MS channel specific power control parameter)이고, Γ₀는 통신 시스템의 주파수 대역에 따라 결정되는 전력 값이며, α는 RLC 제어 메시지 또는 PBCCH를 통해 이동국으로 전달되는 시스템 변수(system parameter)이고, PMAX는 특정 셀에서 각 시스템의 대역에 따라 결정되는 최대 허용 출력 전압(maximum allowed output power) 값이다.

상기 수학식 5에서 Γ₀ 및 PMAX는 상수이고 Γ_CH 및 α는 RLC 제어 메시지에 의해 주어지는 값이므로, 이동국은 C 값을 결정함으로써 상향링크 출력 전력(P_CH)을 계산해 낼 수 있다.

주파수 변경 관련 실시예

본 실시예에서는 이동국이 1) 패킷 전송 모드에서 동작하고, 2) 현재 속한 셀에서 이동하지 않으며, 3) 네트워크에 의해 하향링크 전력 제어가 수행되지 않는다고 가정한다. 여기서, 2)의 가정은 패킷 휴무 모드에서 이동국이 이동하는 경우 셀의 재선택에 의한 상향링크 출력 전력의 결정 방법이 종래의 규격에 언급되고 있으며, 패킷 전송 모드에서 이동하는 경우는 후술할 핸드오버 관련 실시예에서 다루어지기 때문이다. 상기 3)의 가정에 대해 상술하면 다음과 같다.

패킷 전송 모드에서 상기 C 값을 결정하기 위하여 BCCH 반송파를 이용하거나 PDCH 반송파를 이용하는 등의 2가지 방식을 사용할 수 있음은 전술한 바 있다. 여기서, BCCH 또는 PDCH 중 어떤 채널을 측정할지 여부는 네트워크에 의해 결정되며, 구체적으로는 이동국으로 전달되는 PC_MEAS_CHAN 파라미터에 의해 지정된다. 네트워크에 의해 PC_MEAS_CHAN==0 으로 세팅되어 이동국에 전달된 경우, 이동국은 C 값을 결정하기 위해 BCCH를 측정하도록 약속되어 있다. 반면, 네트워크에 의해 PC_MEAS_CHAN==1 로 세팅되어 전달된 경우, 이동국은 C 값을 결정하기 위해 PDCH를 측정한다. 따라서, 본 실시예에서는 패킷 전송 모드에서 데이터 전송 주파수가 변경되는 경우, PDCH의 수신 신호 레벨을 측정하여 C 값을 결정한다.

한편, 패킷 전송 모드에 있는 이동국은 네트워크로부터 할당받은 특정 주파수를 통해 지속적으로 데이터 송수신을 수행할 수도 있으나, 통신환경의 변화나 네트워크의 정책에 의해 기존에 할당된 주파수가 변경될 수도 있다. 이때, 네트워크는 PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT, PACKET UPLINK ASSIGNMENT, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE, PACKET CS RELEASE INDICATION 등과 같은 패킷 할당 메시지를 통해 변경할 주파수를 지정할 수 있는데, 여기서는 PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지가 이용되는 경우에 대해 상술한다. 다만, 상술하기에 앞서 GSM/GPRS/EDGE 이동통신 시스템의 주파수 할당 방식을 설명한다.

도 3에서 보듯, GSM/GPRS/EDGE 이동통신 시스템은 상향링크 및 하향링크를 위해 각각 25 MHz 의 대역폭을 할당하고, 두 대역은 45 MHz 만큼의 간격이 떨어져 있다. 또한, 상기 이동통신 시스템은 공히 TDMA(Time Division Multiplexing Access) 방식을 채택하며, 하나의 이동국에 대하여 200 kHz의 대역폭을 갖는 채널들이 할당된다. 따라서, 네트워크는 상향링크 및 하향링크 각각에 동시에 최대 1024 개의 이동국에 대한 주파수를 할당할 수 있다.

네트워크는 패킷 전송 모드에 있는 이동국이 사용할 패킷 채널을 할당할 때, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지를 통해 네트워크와 이동국이 사용할 주파수 값과 상향링크 출력 전력의 결정에 필요한 소정의 변수 값들을 전달한다. PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지에는 주파수 파라미터(Frequency Parmeters) 항목과 동적 할당(Dynamic Allocation) 항목이 포함될 수 있으며, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지의 일 예는 다음과 같다.

< Packet Timeslot Reconfigure message content > ::= < PAGE MODE : bit(2) > { 0 <GLOBAL_TFI : < Global TFI IE > > { 0 { < CHANNEL_CODING_COMMAND : bit(2) > < Global Packet Timing Advance : <Global Packet Timing Advance IE > > < DOWNLINK_RLC_MODE : bit(1) > < CONTROL_ACK : bit(1) > { 0|1 <DOWNLINK_TFI_ASSIGNMENT : bit(5) > } { 0|1 <UPLINK_TFI_ASSIGNMENT : bit(5) > } < DOWNLINK_TIMESLOT_ALLOCATION : bit(8) > { 0|1 <Frequency Parameters : < Frequency Parameters IE > > } 0 < Dynamic Allocation : < Dinamic Allocation struct > > . . .

주파수 파라미터는 네트워크와 이동국이 사용해야 할 무선 주파수 채널 또는 무선 주파수 채널들의 세트를 정의한다.

주파수 파라미터는 주파수 파라미터 IE(Frequency Parmeters Information Elements)로 명명된 서브 항목을 포함한다. 주파수 파라미터 IE는 non-hopping 무선 주파수 채널을 정의하는 ARFCN과, hopping 무선 주파수 채널을 정의하는 간접 인코딩(Indirect encoding), 직접 인코딩 1(Direct encoding 1) 및 직접 인코딩 2(Direct encoding 2)로 구성되는데, 이 중 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number)은 3GPP TS 45.005에서 정의되는 10 비트(bit)의 이진수 필드로서, 0 ~ 1023 의 절대 무선 주파수 채널 번호(이동국에 할당할 절대 주파수 아이디)를 지정한다. 이와 같은 주파수 파라미터 IE의 일 예를 살펴보면 다음과 같다.

< Frequency Parmeters IE > ::= < TSC : bit(3) > { 00 < ARFCN : bit(10) > | 01 < Indirect encoding : <Indirect encoding struct > > | 10 < Direct encoding 1 : <Direct encoding struct 1 > > | 11 < Direct encoding 2 : <Direct encoding struct 2 > > };

한편, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지에 포함된 항목들 중 동적 할 당(Dynamic Allocation) 항목은 서브 항목인 동적 할당 구조체(Dynamic Allocation struct)를 통해 도 1의 프레임 구조에서 이동국이 사용할 타임슬롯을 할당한다. 이와 같은 동적 할당 구조체의 일 예는 다음과 같다.

< Dynamic Allocation struct > ::= < EXTENDED_DYNAMIC_ALLOCATION : bit(1) > { 0|1 < P0 : bit(4) > } < PR_MODE : bit(1) > < USF_GRANUALARITY : bit(1) > 0 { 0|1 < TBF Starting Time : < Starting Frame Number Description IE > > } { 0 { 0|1 < USF _ TN0 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN1 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN2 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN3 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN4 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN5 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN6 : bit(3) > } { 0|1 < USF _ TN7 : bit(3) > } | 1 < ALPHA : bit(4) > { 0|1 < USF _ TN0 : bit(3) > } < GAMMA _ TN0 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN1 : bit(3) > } < GAMMA _ TN1 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN2 : bit(3) > } < GAMMA _ TN2 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN3 : bit(3) > } < GAMMA _ TN3 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN4 : bit(3) > } < GAMMA _ TN4 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN5 : bit(3) > } < GAMMA _ TN5 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN6 : bit(3) > } < GAMMA _ TN6 : bit(5) > } { 0|1 < USF _ TN7 : bit(3) > } < GAMMA _ TN7 : bit(5) > } } ;

PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지를 통해 주파수 변경을 통지받은 이동국은 하향링크의 전력 정보를 측정하고, 측정된 전력 정보를 이용하여 상향링크의 출력 전력을 결정한다. 이때, 하향링크의 전력 정보로는 정규화된 수신 신호 레벨(normalized received signal level)이 이용될 수 있으며, 구체적으로는 무선 블 록의 정규화된 C 값이 이용될 수 있다.

여기서, 주파수가 새롭게 변경된 상황에서 이동국이 상향링크의 출력 전력을 결정하는 방법으로는 주파수 변경 전의 하향링크 전력 정보를 계속 이용하여 상향링크 출력 전력의 결정을 속행하는 제1방법과, 주파수 변경 후에 상향링크 출력 전력의 결정을 새롭게 재시작하는 제2방법을 생각해볼 수 있다.

제1방법에 의하면, 먼저 이동국은 PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지를 통해 데이터 전송 주파수의 변경을 통지받고, 그에 따라 새로 할당된 주파수로 변경한다. 이후, 주파수가 변경된 상황에서 PDCH의 전력을 측정하고 해당 측정값(SS_n)을 상기 수학식 1에 대입하여 하향링크의 전력 정보 즉, 무선 블록의 정규화된 C 값(C_{block ,n})을 산출한다. 그리고, 상기 산출된 C 값(C_{block ,n}) 및 주파수 변경 이전에 산출되었던 C 값(C_{n -1})을 상기 수학식 4에 대입하여 변경된 주파수 상에서의 C 값(C_n)을 결정한다. 다시 말하면, 주파수 변경 이전에 산출되었던 C 값(C_{n -1})을 계속 이용하여 주파수 변경 이후에 산출된 C 값(C_{block ,n})을 필터링 함으로써 변경된 주파수에서의 C 값(C_n)을 결정한다. 이와 같이 결정된 C 값(C_n)을 상기 수학식 5에 대입하여 변경된 주파수 상의 상향링크 출력 전력(P_CH)를 결정할 수 있다. 제1방법은 도 4에서 확인할 수 있다.

제2방법에 의하면, 이동국이 PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지를 통해 데이터 전송 주파수의 변경을 통지받고, 그에 따라 새로 할당된 주파수로 변경하는 단계 및 주파수가 변경된 상황에서 PDCH의 전력을 측정하고 해당 측정값(SS_n)을 상기 수학식 1에 대입하여 하향링크의 전력 정보 즉, 무선 블록의 정규화된 C 값(C_{block ,n})을 산출하는 단계는 제1방법과 동일하다. 그러나, 상기 산출된 C 값(C_{block ,n})을 상기 수학식 4에 대입하되 n =1부터 대입함으로써 변경된 주파수에서의 C 값(C_n)은 C₁로부터 새롭게 결정된다는 점에서 제1방법과 차이가 있다. 다시 말해서, 주파수 변경 이전에 산출되었던 C 값(C_{n -1})은 이를 고려하지 않고 주파수 변경 이후에 산출된 C 값(C_{block ,n})에 대해 n=1부터 필터링을 재시작함으로써 변경된 주파수에서의 C 값(C_n)을 결정한다.

이때, 제2방법은 PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지의 수신 시점, 주파수의 변경 시점 및 필터링 시점에 따라 상향링크 출력 전력이 다양하게 결정될 수 있다. 이하, 제2방법에 의해 다양하게 제안되는 상향링크 출력 전력의 결정 방법 내지 필터링 방법을 도 5a~5d를 참고로 설명한다.

도 5a에서 보듯, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지가 수신되고 곧바로 주파수가 변경되었으나 C 값의 필터링은 메시지를 수신한 마지막 프레임으로부터 2번째 무선 블록에서 수행될 수 있으며, 도 5b에서 보듯, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지가 수신되었으나 주파수 변경 및 C 값의 필터링은 메시지를 수신한 마지막 프레임으로부터 2번째 무선 블록에서 수행될 수 있다.

또한, 도 5c에서 보듯, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지가 수신되고, 해 당 메시지의 수신과 함께 곧바로 주파수가 변경되며, 주파수 변경과 동시에 C 값의 필터링이 수행될 수도 있다. 그리고, 도 5d에서 보듯, PACKET TIMESLOT RECONFIGURE 메시지가 수신되었으나 주파수는 메시지를 수신한 마지막 프레임으로부터 2번째 무선 블록에서 변경되고, C 값의 필터링은 상기 메시지를 수신한 시점에서 수행될 수도 있다.

핸드오버 관련 실시예

우선, 이동국에 있어서 PS 핸드오버(Packet-switched Handover)가 수행되는 과정에 대하여는 3GPP TS 44.060 Rel-6에 기술되어 있으므로, 여기서는 핸드오버 과정에 대한 상세한 설명을 생략한다.

도 6a와 같이 이동국이 서빙 셀의 소스 기지국(source BSS)로부터 PS 핸드오버를 명령받아 특정 이웃 셀의 타겟 기지국(target BSS)로 PS 핸드오버를 수행하는 경우, 핸드오버를 마친 이웃 셀에서 상향링크의 전력 정보를 결정하는 방법으로 두 가지를 생각해볼 수 있다. 여기서, 이동국은 패킷 전송 모드에서 PS 핸드오버를 수행한다고 가정한다.

전술한 바와 같이, 패킷 전송 모드에서 상향링크의 출력 전력을 결정하기 위해서는 BCCH carrier의 전력을 측정하는 방법과 PDCH의 전력을 측정하는 방법을 이용할 수 있다. 도 6b는 이와 같은 방법들에 공통적으로 적용되는 상향링크 전력 정보 결정 과정을 개략적으로 도시하고 있다. 이하에서는, 먼저 전자의 방법에 의해 상향링크 출력 전력을 결정하는 과정을 살펴보기로 한다.

이동국은 소스 기지국(source BSS)에서 타겟 기지국(target BSS)으로 패킷 교환 핸드오버를 수행한 후, 타겟 기지국으로부터 BCCH의 전력 정보 즉, SS_n을 측정하여 이를 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 소정의 수학식에 대입함으로써 필터링을 수행한다. 이때, 상기 수학식으로 수학식 3과 같은 running average filter가 이용될 수 있으며, n=1로부터 시작된다. 다시 말해서, 본 방법은 타겟 기지국에서 측정된 전력 정보를 이용하여 상향링크 출력 전력을 결정하되, 이를 위한 필터링을 n=1부터 새롭게 다시 시작하는 점에 특징이 있다.

후자의 방법에 의하면, 이동국이 패킷 교환 핸드오버를 수행한 후, 타겟 기지국으로부터 하향링크의 전력 정보를 측정하여 이를 상향링크 출력 전력의 결정을 위한 소정의 수학식에 대입함으로써 필터링을 수행한다는 점에서 전자의 방법과 동일하다. 다만, BCCH 대신 PDCH의 전력 정보를 측정한다는 점이 상이하며, 따라서 상기 수학식으로 수학식 4와 같은 running average filter가 이용될 수 있고, 상기 하향링크의 전력 정보는 무선 블럭의 정량화된 C 값(C_{block ,n})이 된다. 본 방법은 타겟 기지국에서 측정된 전력 정보를 이용하여 상향링크 출력 전력을 결정하되, 이를 위한 필터링을 n=1부터 새롭게 다시 시작하는 점에서는 상기 전자의 방법과 동일하다.

이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

본 발명에 의하면 패킷 전송 모드에 있는 이동국이 현재 속한 셀에 지속적으로 머물러 있고 또한 네트워크에 의해 하향링크 전력 제어가 수행되지 않는 상황에서 데이터 전송 주파수가 변경되는 경우에 대한 C 값의 결정 기준이 명확하게 제시되므로 이동국과 네트워크 간의 전력 제어가 효율적으로 수행될 수 있고, 주파수 변경의 요인이 되는 통신 환경의 변화에 능동적으로 대처할 수 있으므로 최적의 출력 전력을 통해 상향링크로의 패킷 전송을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 패킷 전송 모드에 있는 이동국에 핸드오버가 발생한 경우에 대한 C 값의 결정 기준이 명확하게 제시되므로 새로운 셀에서 이동국에 대한 상향링크의 전력 제어가 효율적으로 수행될 수 있다.

Claims (20)

1. 무선 통신 시스템에서 상향링크 출력 전력을 결정하는 방법에 있어서,

   단말(MS: Mobile Station)이 현재 서빙 셀인 제 1 셀로부터 인근 셀 중 하나인 타겟 셀로의 핸드오버 수행을 지시하는 메시지를 수신하는 단계;

   상기 MS가 패킷 전송 모드에서 상기 메시지에 따라 상기 타겟 셀로 핸드오버를 수행하는 단계;

   상기 MS가 상기 타겟 셀에서 방송 제어 채널(BCCH)의 전력을 측정하는 단계; 및

   상기 측정된 전력이 상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 후에 상기 상향링크 출력 전력을 획득하기 위한 첫 번째 계산에 사용되는 경우, 상기 제 1 셀에서 미리 측정된 전력들을 제외한 상기 측정된 전력만을 고려하여 러닝 에버리지 필터(running average filter)를 재시작하여 상기 상향링크 출력 전력을 계산하는 단계를 포함하되,

   상기 러닝 에버리지 필터는 C_n = (1-b) * C_n-1 + b * SS_n 으로 표현되고, 상기 SS_n은 상기 방송 제어 채널에 대한 상기 측정된 전력을 나타내고, 상기 b는 망각 계수(forgetting factor)이며, 상기 n은 반복 인덱스(iteration index)인 것을 특징으로 하는, 상향링크 출력전력 결정방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 이후에 상기 반복 인덱스는 1로 재설정되고, 상기 b는 1로 설정되는, 상향링크 출력전력 결정방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 MS에 상기 BCCH의 전력을 측정하도록 지시하는 전력 제어 측정 채널(PC_MEAS_CHAN) 파라미터를 포함하는 시스템 정보 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 상향링크 출력전력 결정방법.
4. 무선 통신 시스템에서 셀 재선택을 위해 상향링크 출력 전력을 결정하는 방법에 있어서,

   단말(MS: Mobile Station)이 서빙 셀을 현재 서빙 셀인 제 1 셀에서 인근 셀 중 하나인 타겟 셀로 변경하는 단계;

   상기 MS가 상기 타겟 셀에서 패킷 데이터 채널(PDCH)의 전력을 측정하는 단계; 및

   상기 측정된 전력이 상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 후에 상기 상향링크 출력전력을 획득하기 위한 첫 번째 계산에 사용되면, 상기 제 1 셀에서 미리 측정된 전력들을 제외한 상기 측정 전력만을 고려하여 러닝 에버리지 필터를 재시작함으로써 상기 상향링크 출력 전력을 계산하는 단계를 포함하되,

   상기 러닝 에버리지 필터는 C_n = (1-c) * C_n-1 + c * C_block,n으로 표현되고, 상기 C_block,n는 상기 PDCH에서 측정된 전력 및 기지국 부시스템 출력전력감소 (BTS output power reduction) 값의 합을 나타내고, 상기 c는 망각 계수(forgetting factor)이며, 상기 n은 반복 인덱스(iteration index)인 것을 특징으로 하는, 상향링크 출력전력 결정방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 이후에 상기 반복 인덱스는 1로 재설정되고, 상기 c는 1로 설정되는, 상향링크 출력전력 결정방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 MS에 상기 PDCH의 전력을 측정하도록 지시하는 전력 제어 측정 채널(PC_MEAS_CHAN) 파라미터를 포함하는 시스템 정보 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 상향링크 출력전력 결정방법.
7. 무선 통신 시스템에서 상향링크 출력 전력을 결정하는 이동단말(MS)에 있어서,

   상기 MS는 수신 모듈 및 상기 상향링크 출력 전력을 계산하기 위한 프로세서를 포함하되,

   상기 MS는 현재 서빙 셀인 제 1 셀에서 인근 셀 중 하나인 타겟 셀로 핸드오버의 수행을 지시하는 메시지를 상기 수신 모듈을 이용하여 수신하고, 패킷 전송 모드에서 상기 메시지에 따라 상기 타겟 셀로 핸드오버를 수행하고, 상기 타겟 셀에서 방송 제어 채널(BCCH)의 전력을 측정하고, 상기 측정된 전력이 상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 후에 상기 상향링크 출력 전력을 획득하기 위한 첫 번째 계산에 사용되는 경우, 상기 MS는 상기 프로세서를 이용하여 상기 제 1 셀에서 미리 측정된 전력들을 제외한 상기 측정된 전력만을 고려하여 러닝 에버리지 필터(running average filter)를 재시작함으로써 상기 상향링크 출력 전력을 계산하도록 구성되되,

   상기 러닝 에버리지 필터는 C_n = (1-b) * C_n-1 + b * SS_n 으로 표현되고, 상기 SS_n은 상기 방송 제어 채널에 대한 상기 측정된 전력을 나타내고, 상기 b는 망각 계수(forgetting factor)이며, 상기 n은 반복 인덱스(iteration index)인 것을 특징으로 하는, 이동단말.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 이후에 상기 반복 인덱스는 1로 재설정되고, 상기 b는 1로 설정되는, 이동단말.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 MS는 상기 수신모듈을 통해 상기 BCCH의 전력을 측정하도록 지시하는 전력 제어 측정 채널(PC_MEAS_CHAN) 파라미터를 포함하는 시스템 정보 메시지를 더 수신하도록 구성되는, 이동단말.
10. 무선 통신 시스템에서 셀 재선택을 위해 상향링크 출력 전력을 결정하는 이동단말(MS)에 있어서, 상기 MS는,

    수신 모듈;

    상기 상향링크 출력 전력을 계산하기 위한 프로세서; 및

    러닝 에버리지 필터를 포함하되,

    상기 MS는 서빙 셀을 현재 서빙 셀인 제 1 셀에서 인근 셀 중 하나인 타겟 셀로 변경하고, 상기 프로세서를 이용하여 상기 타겟 셀에서 패킷 데이터 채널(PDCH)의 전력을 측정하고,

    상기 측정된 전력이 상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 후에 상기 상향링크 출력전력을 획득하기 위한 첫 번째 계산에 사용되면, 상기 MS는 상기 프로세서를 이용하여 상기 현재 서빙 셀에서 미리 측정된 전력들을 제외한 상기 측정 전력만을 고려하여 상기 러닝 에버리지 필터를 재시작함으로써 상기 상향링크 출력 전력을 계산하도록 구성되되,

    상기 러닝 에버리지 필터는 C_n = (1-c) * C_n-1 + c * C_block,n 으로 표현되고, 상기 C_block,n 는 상기 PDCH에서 측정된 전력 및 기지국 부시스템 출력전력감소 (BTS output power reduction) 값의 합을 나타내고, 상기 c는 망각 계수(forgetting factor)이며, 상기 n은 반복 인덱스(iteration index)인 것을 특징으로 하는 이동단말.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 MS가 상기 타겟 셀로 이동한 이후에 상기 반복 인덱스는 1로 재설정되고, 상기 c는 1로 설정되는, 이동단말.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 MS는 상기 수신모듈을 이용하여 상기 PDCH의 전력을 측정하도록 지시하는 전력 제어 측정 채널(PC_MEAS_CHAN) 파라미터를 포함하는 시스템 정보 메시지를 수신하도록 더 구성되는, 이동단말.
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