KR20080036506A - 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 데이터 채널 전송전력 설정 방법 및 이를 위한 단말 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 패킷 데이터 이동 통신 시스템에서, 데이터를 전송할 때 전송 전력을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 기지국이 할당한 전송률보다 낮은 전송률로 전송하고자 할 때 전력을 이에 맞추어 낮게 전송할 수 있도록 전력을 설정하며, 단말은 스케줄링 받은 전송률과 실제 전송하려는 전송률 정보를 이용하여 전송 전력을 조절한다. 따라서 본 발명은 단말이 할당된 전송률보다 낮은 전송률을 이용하여 전송하는 경우에 전송 품질은 그대로 유지하되 낮은 전송 전력을 이용하여 전송하므로 주변 셀에 미치는 간섭을 줄일 수 있게 된다.

전송 전력 설정 (transmit power setting), 전력 제어(power control)

Description

주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 데이터 채널 전송 전력 설정 방법 및 이를 위한 단말 장치{A method for power setting of shared data channel in frequency division multiple access system}

도 1은 IFDMA 송신기의 구조를 도시한 도면

도 2는 LFDMA 송신기의 구조를 도시한 도면

도 3은 시간 축 상에서의 스케줄링의 일례를 보여주는 도면

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 동작 절차도

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 구성도

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 동작 절차도

본 발명은 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에 관한 것으로, 특히 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 데이터 채널 전송 전력을 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 이동 통신 시스템에서 사용되고 있는 역방향 다중 접속 방식은 크게 비직교(Non-orthogonal) 다중 접속 방식과 직교(orthogonal) 다중 접속 방식의 두 가지 방식으로 구분된다. 비직교 다중 접속 방식이란 다수의 단말로부터의 전송되는 역방향 신호들이 서로 직교하지 않는 다중 접속 방식을 말하며, 상기 비직교 다중 접속 방식의 일례로 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 CDMA라고 한다) 방식이 있다. 직교 다중 접속 방식이란 다수의 단말로부터의 역방향 전송들이 서로 직교하는 다중 접속 방식을 말하며, 상기 직교 다중 접속 방식의 예로 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, 이하 FDMA라고 한다) 방식, 시 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, 이하 TDMA라고 한다) 방식 등이 있다.

통상적인 패킷 데이터 이동 통신 시스템에서 직교 다중 접속 방식으로 상기 주파수 분할 다중 접속 방식과 시 분할 다중 접속 방식이 혼합된 형태가 사용되고 있다. 즉, 여러 사용자들의 전송 신호가 주파수 및 시간 상에서 구분되도록 하는 것이다. 이하 본 발명에서는 주파수 분할 다중 접속 방식이라 하면, 상기 주파수 분할 다중 접속 방식 및 시 분할 다중 접속 방식의 혼합된 형태를 통칭하는 것으로 한다.

통상의 주파수 분할 다중 접속 방식의 대표적인 예로, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식과 SC-FDMA(Single carrier Frequency Division Multiple Access)방식이 있다. 상기 FDMA 방식들은 다수의 단말들이 서로 다른 부반송파(sub-carrier)를 통해 신호를 전송함으로써 단말들의 신호 구분이 가능토록 하는 다중 접속 방식을 말한다.

이하에서는 상기 SC-FDMA 방식중의 하나인 IFDMA(Interleaved Frequency Division Multiple Access)(혹은 DFDMA(Distributed FDMA)라고도 칭함) 방식의 송신기에 대해 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 IFDMA 송신기 구조의 일 예를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 것과 같은 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform， 이하 FFT라 한다)과 역 고속 퓨리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 IFFT라 한다)을 이용한 방법 외에도 다른 송신기 구현 방법이 가능하다. 도 1에 보인 바와 같은 FFT와 IFFT를 이용한 구현은 높지 않은 하드웨어 복잡도로 IFDMA 시스템 파라미터의 변경을 용이하게 하는 장점이 있다.

OFDM과 IFDMA의 차이점을 송신기 구조 측면에서 보면, IFDMA 송신기에서는 OFDM 송신기에서 다중 반송파 전송에 이용되는 IFFT(106)에 더하여, FFT(104)가 상기 IFFT(106) 전단에 추가적으로 존재한다. 그리하여, 도 1에서 송신 심벌(100)은 블록단위로 상기 FFT(104)로 입력된다. 상기 FFT(104)에서 출력된 신호는 등간격으로 IFFT(106)로 입력되어 IFDMA 송신 신호 성분이 주파수 영역에서 등간격의 부반송파를 통하여 전송된다. 상기 과정에서 일반적으로 상기 IFFT(106)의 입출력 신호의 크기 N은 상기 FFT(108)의 입출력 신호의 크기 M에 비하여 큰 값을 가진다.

OFDM에서는 상기 송신 심벌(100)이 상기 FFT(104)를 거치지 않고 바로 IFFT 로 입력되어 여러 부반송파를 통하여 전송됨으로써 큰 값의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 발생한다. 반면에 IFDM는 송신 심벌(100)이 상기 IFFT(106)에서 최종 처리되어 다중 반송파로 전송됨에도 불구하고 그 이전에 상기 송신 심벌(100)을 상기 FFT(104)로 전처리(pre-processing) 함으로써, FFT와 IFFT의 상호 상쇄 작용에 의하여 상기 IFFT(106)의 출력 신호가 단일 반송파로 전송된 것과 유사한 효과를 얻을 수 있으므로 낮은 PAPR을 달성할 수 있다.

그리고 최종적으로 상기 IFFT(106)의 출력을 PSC(Parallel-to-Serial Converter)(102)에서 직렬 스트림으로 변환하고, CP 추가기(102)를 통해 OFDM 시스템에서와 마찬가지로 CP(cyclic prefix)를 붙인 후 전송함으로써 다중 경로 채널 신호 성분들 간의 간섭을 방지할 수 있다.

도 2는 IFDMA와 유사한 기술로서, 다중 접속 사용자들간의 직교성을 보장해 주고 단일 반송파 전송에 기반하여 OFDM에 비하여 낮은 PAPR을 달성할 수 있는 LFDMA(Localized Frequency Division Multiple Access) 기술의 송신기 구조의 일례를 도시한 것이다.

도 1과 도 2에서 볼 수 있듯이, 송신기 구조 측면에서 LFDMA 기술이 IFDMA 기술과 다른 점은 FFT(204)의 출력이 연속된 인덱스의 IFFT(206)의 입력으로 인가된다는 것이다. 따라서, LFDMA 송신 신호를 주파수 영역에서 살펴 보면, 상기 FFT(204)의 출력이 상기 IFFT(206)의 입력으로 매핑될 때 사용된 인접한 부반송파들로 이루어진 대역을 차지한다. 다시 말하면, 주파수 영역에서 IFDMA 송신 신호는 등간격으로 산재된 부반송파 대역(subband)들을 차지하고 LFDMA 신호는 인접한 부 반송파들로 이루어진 부반송파 대역을 차지한다.

한편, 통상의 역방향 이동 통신 시스템에서는 기지국에서 채널 선택적(channel selective) 스케줄링을 통해 한정된 무선 자원으로 보다 높은 시스템 용량을 지원할 수 있다. 상기에서 역방향이란 단말에서 기지국으로의 전송을 가리키며, 채널 선택적 스케줄링이란 시간축 혹은 주파수축에서 변화하는 채널에 대해 보다 우수한 채널 환경을 가지는 시간 구간 혹은 주파수 구간을 할당하여 데이터를 전송하도록 함으로써 시스템 용량 개선 효과를 얻는 기술을 가리킨다.

도 3은 시간 축 상에서의 스케줄링의 일례를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 303 단계에서 단말(302)은 데이터 전송을 위한 스케줄링을 받기 위해서 파일럿 신호(pilot)를 전송한다. 단말(302)로부터 전송된 파일럿 신호를 통해서 기지국(301)은 이 단말(302)의 채널 상태를 파악할 수 있으므로, 스케줄링 여부와 스케줄링 할 경우 적절한 복조 방식과 코딩률을 판단할 수 있다. 304 단계에서 단말(302)은 상태보고를 한다. 이 때 상태란 단말이 전송하고자 하는 버퍼의 상태 또는 전력의 상태를 말한다. 버퍼의 상태를 나타내는 정보로는 패킷 데이터의 양이나 패킷 데이터의 서비스 우선 순위 등을 보고하고, 전력의 상태를 나타내는 정보로는 최대 전송 전력량 등을 보고할 수 있다. 기지국(301)은 이들 정보와 파일럿 신호를 통해 얻은 정보를 바탕으로 305 단계에서 스케줄링 절차를 수행한다. 스케줄링 이후 해당 단말이 스케줄링 된 경우에 기지국(301)은 306 단계와 같이 그랜트(grant) 정보를 전송한다. 단말(302)은 grant 정보를 수신하면 307 단계와 같이 그에 따라서 데이터를 전송한다.

상기 일반적인 스케줄링 방식에서 전력 정보는 전송 전력을 설정하는 알고리즘에 따라서 단말이 기지국에게 전송할 수도 있고 생략할 수 있다. 다시 말해서 폐루프 전력 제어(closed loop power control) 방식을 사용하는 시스템의 경우에는 전력 헤드룸 정보를 단말이 기지국에게 전송해야만 기지국이 단말에게 허용 가능한 최대 전송률을 알 수 있지만, 개루프 전력 제어(open loop power control) 방식의 경우에는 단말이 전력 정보를 주지 않아도 기지국은 단말로부터 수신한 파일럿의 SIR(Signal Interference Ratio)만으로 단말에게 허용 가능한 최대 전송률을 알 수 있다.

다음으로 공용 데이터 채널(Shared data channel, 이하 SDCH라고 한다)에서 단말이 데이터 전송시 전력을 설정하는 방법을 설명한다. 기존의 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템에서 데이터 전송 전력은 보내고자 하는 전송 포맷(transport format)에 따라서 다른 베타(beta) 값을 사용한다. 전송 포맷이란 전송하고자 하는 데이터의 크기 또는 데이터의 서비스 타입에 의해서 달라지는 값이 된다. 상기에서 베타 값은 폐루프 전력 제어에 의해서 제어되는 파일럿 채널의 전송 전력에 비례적으로 얼마만큼의 비율을 사용하여 전송할지를 알려준다. 상기 베타 값은 시그널링 되거나 계산에 의해서 설정될 수 있다.

WCDMA에서는 단말이 보내고자 하는 데이터의 양과 종류에 따라서 전송 포맷을 자유롭게 결정하는 시스템에서 상향 링크 전송 전력을 효율적으로 설정하도록 한다. 그러나 현재 FDMA 시스템에서는 상기와 같은 방법과는 다른 전송 전력 설정 방법이 논의 중이다. 그 이유는 WCDMA 시스템과 FDMA 시스템에서는 달리 직교 주파 수 자원을 사용하기 때문에 셀 내에서 단말간의 간섭이 존재하지 않고, 현재 논의되는 스케줄링 방법은 단말이 자유롭게 전송하고자 전송 포맷에 해당하는 주파수 자원의 양 및 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 선택하지 못하고 기지국이 설정하는 대로 전송하기 때문이다. 다만 직교 주파수 시스템이라 하더라도 주변 셀에 미치는 간섭은 그대로 존재하기 때문에 이 간섭 레벨만 고려하여 전송 전력을 설정하면 된다.

상기 데이터의 채널 전송 전력 설정 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 단말은 폐루프 전력 제어를 위한 기준채널을 전송하고 기지국으로부터 전력 제어 명령어를 받아서 이 채널의 전송 전력을 조절한다. 이때 기준 채널의 전송 전력을 P_ref라고 하고, 데이터 채널의 전송 전력을 P_data라고 한다. P_data는 다음 <수학식 1>을 통해서 설정할 수 있다.

상기 수학식에서 Nc_ref와 Nc_data는 각각 기준 채널과 데이터 채널에 사용되는 주파수 부반송파(frequency sub-carrier)의 개수이고, Offset_data는 기준 채널과 데이터 채널의 주파수 톤(frequency tone)당 전력 비율로서 전력 오프셋 값이라 칭한다. 상기에서 기술한 바와 같이 Offset_data는 전송하고자 하는 데이터의 전송률에 관계없이 기지국이 설정해주거나 단말이 주변 셀 간섭과 같은 요소들을 고려하여 제어하는 값이다.

다음으로 단말이 스케줄링 된 전송률보다 낮은 전송률을 전송하고자 하는 경 우의 동작을 설명한다. FDMA 시스템에서는 버퍼 상태/전력 상태 보고를 통해서 단말이 보내고자 하는 데이터의 양을 기지국이 정확히 알고 있기 때문에 기본적으로는 기지국이 스케줄링하는 대로 단말이 데이터를 전송을 하지만, 상태 보고가 지연되는 경우나 정보량의 제한으로 상태 보고가 정확하게 이루어지지 않는 경우, 그리고 VoIP(Voice over Internet Protocol) 스케줄링시 자원을 일정기간 동안 점유하도록 할당하는 경우에는 기지국이 단말의 버퍼 상태를 정확히 알고 있다고 보기 힘들다. 단말이 기지국이 할당해준 전송률보다 높은 전송률을 필요로 하는 경우에는 스케줄링 요구를 통해서 증가시키면 되지만, 할당해준 높은 전송률을 필요로 하는 경우에는 단말이 전송률을 선택할 권한이 없다면 상위 단에서 제로패딩(zero-padding)을 통해서 전체 데이터 양을 할당해준 전송률 포맷에 맞추는 수밖에 없다. 이 방법은 간단하기는 하지만 쓸데없이 간섭을 야기시킬 수 있다. 다시 말해서 낮은 전송률에 맞추어 낮은 전송 전력을 사용해도 되는데 zero-padding된 데이터가 전송되고 이로 인해 높은 전송 전력을 사용하게 됨으로써 간섭을 야기시키는 것이다. 그래서 이를 보완하기 위한 방법으로서, 기지국이 특정 주파수 자원과 MCS 레벨을 스케줄링 하면 이를 기준으로 제한된 몇 가지 전송률 중에서 단말이 전송률을 선택하여 데이터를 전송하는 방법에 대해서 논의되고 있다.

또는 기지국이 데이터 전송을 위해서 주파수 자원을 할당하였는데, 단말이 상향 링크로 전송해야 하는 제어 정보가 발생하여 데이터와 제어 정보를 동시에 전송하는 경우 데이터를 위해서 할당된 주파수 자원을 일부 사용하는 일이 발생한다. 이 경우 데이터의 일부 비트를 펑쳐링(puncturing)하게 되는데 펑쳐링으로 인해서 작은 양의 물리 계층 비트를 사용하여 데이터가 전송되므로 예상 코딩율보다 높은 코딩율을 갖게 되어 데이터의 전송 품질을 떨어뜨리게 된다. 단순하게 제어 정보를 데이터와 제어 정보가 동시에 전송되는 경우 정해진 양만큼 파워를 증가시켜서 전송할 수도 있지만, 제어 정보의 양이 가변적인 경우 예를 들어서 ACK/NACK을 전송하는 경우, CQI전송하는 경우 또는 모두 전송하는 경우 펑쳐링해야 하는 자원의 양이 틀려지므로 단순히 추가하는 것은 바람직하지 못하다.

상기와 같이 낮은 전송률로 데이터를 전송하는데 있어서 전송 전력을 설정하는 방법에 대해서는 논의된 바가 없다. 그런데 수학식 1에 의해 구해진 Offset_data는 전송률에 따른 값으로 정의되지 않았기 때문에, 단말이 수학식 1에 의해 구해진 Offset_data를 그대로 사용하면 낮은 전송률로 데이터를 보내는 장점이 없어진다.

따라서, 본 발명은 종래 기술에 기술한 문제점을 해결하기 위해서, 주파수 분할 다중접속 기반 무선 통신 시스템에서 기지국이 스케줄링한 전송률보다 낮은 전송률로 데이터를 전송하고자 할 때 필요한 전송 전력 설정방법을 제안한다.

또한 본 발명은 주파수 분할 다중 접속 기반 무선 통신 시스템에서 스케줄링된 전송률과 단말이 선택한 전송률의 비율로써 단말의 전송 전력을 설정하는 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 단말이 역방향 데이터 전송시 전송 전력을 설정하는 방법과 송신 장치를 제안한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 단말이 데이터 채널의 전송 전력을 설정하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 스케줄링 받는 과정과, 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하는 과정과, 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 작은 경우에, 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 따라 조절하는 과정과, 상기 조절된 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 전송할 데이터의 전력을 설정하고 상기 설정된 전력값을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 단말이 데이터 채널의 전송 전력을 설정하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 스케줄링 받는 과정과, 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하는 과정과, 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 작은 경우에, 상기 단말이 상기 기지국으로 상태 보고시 사용된 전력 오프셋 값을 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 따라 조절하는 과정과, 상기 조절된 전력 오프셋 값을 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값과 비교하는 과정과, 상기 조절된 전력 오프셋 값이 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값보다 작거나 같으면, 상기 조절된 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 과정을 포함하 는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 데이터 채널의 전송 전력을 설정하는 단말 장치에 있어서, 기지국으로부터 수신한 스케줄링 정보를 이용하여 데이터를 전송하고자 데이터 전송률을 결정하는 전송 데이터 결정기와, 상기 전송하고자 하는 데이터 전송률과, 상기 기지국으로부터 스케줄링 된 데이터 전송률과, 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 이용하여 데이터 전송에 필요한 전력 오프셋 값을 조절하는 전송 전력 제어기와, 상기 조절된 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 데이터 채널 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 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.

본 발명의 주요한 요지는, FDAM 기반 역방향 데이터 전송시 단말이 데이터를 전송할 때 데이터의 전송 전력 레벨이 전송률에 따라서 특정값으로 정의되어 있지 않은 시스템에서 단말이 기지국이 지정한 전송률보다 낮은 전송률을 이용하여 데이터를 전송하고자 하는 경우에 전송 전력을 설정하는 것이다. 상기 전송률은 어떤 주파수 자원의 양과 MCS 레벨을 사용하는지에 따라서 결정되는 값으로서 단말이 전송 가능한 정보 데이터의 양 및 전송 포맷 또는 물리 계층의 비트 수를 의미한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 단말이 전송 전력을 결정함에 있어서 전송하고자 하는 전송률 정보와 스케줄링 된 전송률 정보, 그리고 단말이 제어하고 있는 전력 레벨 정보를 이용하여 주변 셀에 대한 간섭을 최소화하는 전력을 설정을 하도록 전력 레벨을 설정함에 있다. 상기 스케줄링 된 전송률 정보는 단말이 데이터를 전송할 수 있는 최대 전송률을 의미한다. 또한 종래에는 단말이 전송하고자 하는 전송률 정보와 이에 해당하는 전송 전력 정보를 이용하거나 단말이 제어하고 있는 전력 오프셋 정보만을 이용하였으나, 본 발명에서는 단말이 전송하고자 하는 전송률 정보와 스케줄링 된 전송률 정보를 모두 사용하는 데에 특징이 있다.

먼저 단말이 전송 전력을 설정함에 있어서 스케줄링 된 전송률 정보를 이용하는 이유를 설명한다. 상향링크에서 기지국 기반의 스케줄링을 할 때 기지국은 단말에게 필요한 전송률을 단말의 버퍼 상태 정보와 전력 상태 정보를 바탕으로 결정한다. 전력 상태 정보로는 단말이 전력 제어를 하는 경우 허용 전력량을 보고하거나 기준 제어 채널 대비 데이터 채널의 주파수 톤당 전력비율을 의미하는 전력 오프셋 정보를 보고한다. 특히 전송률에 상관없이 단말이 주변 셀의 간섭 정도나 스케줄링 셀의 경로 손실과 같은 값을 이용하여 데이터 전송 전력을 결정하는 경우, 기지국이 이 전력 오프셋 정보를 알아야 효율적인 스케줄링 가능하다.

전력 오프셋 정보를 알면 기지국은 전력 오프셋 정보를 바탕으로 수신 가능한 전송률을 결정할 수 있다. 이때 동일한 전력 오프셋인 경우에도 단말이 전송할 데이터의 서비스 품질에 따라서 다른 전송률이 결정될 수 있다. 기지국 스케줄링이 정상적으로 동작하는 경우, 단말의 전력 오프셋 정보와 스케줄링된 전송률 사이의 관계는 전송 품질을 만족하는 전력 레벨이라고 볼 수 있다. 그러므로 단말이 스케줄링된 전송률보다 낮은 전송률을 사용하여 전송하는 경우, 상기 스케줄링된 전송률과 실제 전송하고자 하는 전송률의 비율을 이용하여 전력 오프셋 값을 조절한다면 적절한 전송 전력 레벨을 설정할 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 전송 전력 설정 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

<<제1 실시예>>

본 발명의 제1 실시예에 따르면 단말에 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 스케줄링된 전송률과 전송하고자 하는 전송률의 비율만큼 조절한다. 이를 위해서 전력 오프셋 값을 설정하기 위한 다음의 <수학식 2>를 제안한다.

상기 <수학식 2>에서 Offset_data_k는 k번째 데이터 전송시 필요한 전력 오프셋 값이고, Offset_data_ori는 현재 단말에 설정되어 있는 전력 오프셋 값이다. DataRate_scheduling은 기지국이 스케줄링한 전송률에 해당하는 값이고, DataRate_k는 k번째 시점에서 단말이 전송하고자 하는 전송률이다. 상기 실시예에서는 DataRate_scheudling과 DataRate_k는 전송 블록 크기(Transport block size: TBS)를 의미할 수도 있고 물리 계층 비트의 크기를 의미할 수도 있다.

<수학식 2>에 의하면 현재 단말에 설정되어 있는 전력 오프셋 값이 단말이 전송하고자 하는 전송률과 스케줄링 받은 전송률의 함수에 의해서 결정되는 값만큼 조절된다. <수학식 2>의 함수에 대해서 스케줄링된 전송률과 전송하고자 하는 데이터의 전송률의 비율만큼 조절되도록 다음 <수학식 3>과 같이 정의할 수 있다.

상기 <수학식 3>에 의하면 전송률의 비율만큼 스케줄링 Offset_data_ori가 조절된다. 다시 말해서 스케줄링된 전송률이 1000비트 인데 실제 전송하는 데이터의 전송률이 500비트인 경우 1/2 즉, 3dB만큼 줄어든 전력 오프셋 값을 사용하게 된다.

(Delta_diff)는 추가적으로 조절이 필요한 경우에 사용하기 위한 파라미터이다. 즉, 이 값은 두 전송률에 의해서 전송하고자 할 때 부호화율(code rate)이 크게 달라지거나 복조 방식이 바뀔 경우에 필요한 전력 레벨이 조금 달라질 수 있기 때문에 이를 보정하기 위한 파라미터이다.

다음은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 설정방법을 구현하기 위한 단말의 동작 절차에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 설정을 위한 단말의 동작 절차를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 먼저 단말은 전송할 데이터가 존재하면 401 단계에서 기지국으로부터 스케줄링을 받아서 데이터 전송을 시작한다. 그리고 단말은 402 단계로 진행하여 보내고자 하는 데이터의 전송률(Data_rate_k)과 스케줄링 된 데이터의 전송률(Data_rate_sch)을 비교한다. 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 스케줄링된 전송률보다 작지 않으면 단말은 403 단계로 진행하여 현재 단말에서 제어되고 있는 offset_data_ori를 data_offset_k로 설정하고, 404 단계로 진행하여 상기 403 단계에서 설정된 전송률에 따라 데이터를 전송한다. 반면에 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 스케줄링된 전송률보다 작은 경우에 단말은 405 단계로 진행하여 수학식 2을 이용하여 offset_data_k를 새로 계산한다. 그런 다음 404 단계로 진행하여 상기 새로 계산된 전송률에 따라 데이터를 전송한다.

다음은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 장치에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 구성을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 스케줄링 정보 제어기(501)는 기지국으로부터 스케줄링 정보를 입력 받아서 전송 데이터 결정기(502)에 전달한다. 전송 데이터 결정기(502)는 스케줄링 정보 제어기(501)로부터 전달받은 정보를 이용하여 Data_rate_k를 결정한다. 데이터 채널 송신부(504)는 데이터 생성기(503)에서 생성된 데이터를, 전 송 데이터 결정기(502)에서 결정된 Data_rate_k에 따라서 전송한다. 이때 데이터 채널 송신부(504)가 데이터를 전송하기 위해서는 전송 전력이 설정되어야 하는데, 이를 위해 역방향 전송 전력 제어기(505)에서 전력 제어가 이루어지는 기준 채널에 대한 전력 오프셋을 결정한다. 즉, 역방향 전송 전력 제어기(505)에서는 스케줄링 정보 제어기(501)로부터 Data_rate_sch를 입력 받고 전송 데이터 결정기(502)로부터 Data_rate_k를 입력받으며, 수학식 2를 이용하여 Offset_data_k를 계산하여 데이터 채널 송신부(504)로 전달한다.

<<제2 실시예>>

본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 설정 방법은 본 발명의 제1 실시예와 거의 유사하다. 다만 본 발명의 제1 실시예는 현재 단말에 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 조절하는 반면에, 본 발명의 제2 실시예는 단말이 이전에 보고한 전력 오프셋 값을 조절한다는 점에서 차이가 있다.

상기와 같이 전력 오프셋을 조절하는 이유는, 기지국이 스케줄링 하는 시점에서 예상하는 수신품질을 만족하는 전력 오프셋 값은 단말로부터 보고된 값이므로, 단말이 기지국으로 전력 오프셋 값을 보고한 이후에 단말의 필요에 의해서 전력 오프셋이 변경된 경우에, 이 변경된 전력 오프셋을 이용하여 데이터를 전송한다면 기지국이 원하는 수신 품질을 만족할 수 없게 되기 때문이다. 다시 설명하자면, 기지국이 스케줄링한 전송률을 이용하여 단말이 데이터를 전송하는 경우에 단말은 현재 설정된 전력 오프셋 값을 당연히 사용해야 하지만, 기지국이 스케줄링한 전송률보다 낮은 전송률로 단말이 데이터를 전송하는 경우에는, 보다 정확한 값인 단말 로부터 보고된 전력 오프셋 값에 맞추어 전송 전력이 설정되어야 한다는 것이다.

이를 위해서 본 발명의 제2 실시예에서는 전력 오프셋 값을 설정하기 위한 다음의 <수학식 4>를 제안한다.

상기 <수학식 4>에서 Offset_data_rep는 단말이 기지국에게 전력 상태를 보고할 때의 전력 오프셋 값이다. Offset_data_cal은 스케줄링된 전송률과 현재 전송하고자 하는 전송률의 관계에 의해서 Offset_data_rep를 조절한 값이다.

가장 간단한 함수로는 본 발명의 제1 실시예에 따른 <수학식 3>과 같이 두 전송률의 비율만큼 전력 오프셋 값이 조절될 수 있다. 실제 전송하고자 하는 데이터의 전송률에 적합한 전력 오프셋 값을 계산한 이후에는 Offset_data_cal을 현재 단말에게 설정되어 있는 전력 오프셋 값인 Offset_data_ori과 비교한다. 비교결과 Offset_data_cal이 Offset_data_ori보다 큰 경우에는 Offset_data_k를 Offset_data_ori로 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 Offset_data_k를 Offset_data_cal로 설정한다.

상기와 같이 Offset_data_cal을 Offset_data_ori와 비교하는 이유는, 보고 당시의 Offset_data_rep이 조절된 이후에 현재 단말이 유지하는 Offset_data_ori보다 커질 경우가 있는데, Offset_data_ori은 주변 셀의 간섭과 같은 영향을 고려하 여 설정된 값이므로 이 값보다 높은 값을 Offset_data_cal으로 사용하게 되면 주변 셀의 성능에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 Offset_data_rep이 조절된 값인 Offset_data_cal은 Offset_data_ori를 넘지 못하도록 제한한다.

다음 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 동작 절차를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 설정 방법을 구현하기 위한 단말의 동작 절차를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 먼저 601 단계에서 단말은 스케줄링을 받은 후 데이터의 전송을 시작한다. 그리고 602 단계로 진행하여 현재 전송하고자 하는 데이터의 전송률(Data_rate_k)과 스케줄링 된 전송률(Data_rate_sch)을 비교한다. 비교 결과 전송하고자 하는 데이터 전송률이 작지 않은 경우에는 603 단계로 진행하여 Offset_data_k을 단말에 설정된 전력 오프셋 값인 Offset_data_ori으로 설정하고 604 단계로 진행하여 상기 설정된 데이터 전송률에 따라 데이터를 전송한다. 반면에 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 스케줄링된 전송률보다 작은 경우에는 605 단계로 진행하여 <수학식 4>를 이용하여 Offset_data_cal을 구한다. 그리고 606 단계로 진행하여 상기 계산한 Offset_data_cal과 Offset_data_ori를 비교한다. 확인결과 offset_data_cal이 offset_data_ori보다 큰 경우에는 607 단계로 진행하여 offset_data_k를 offset_data_ori로 설정한 후 604 단계로 진행하여 데이터를 전송하고, 그렇지 않은 경우에는 608 단계로 진행하여 Offset_data_k을 Offset_data_cal로 설정한다. 그리고 604 단계에서 상기 설정된 값에 따라 데이터 를 전송한다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 설정을 위한 단말의 장치는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 장치와 동일하며, 다만 역방향 전력 제어기(505)의 입력으로서 Offset_data_rep 정보가 추가적으로 필요하다.

<<제3 실시예>>

본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 설정 방법은, 단말에 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 이전(previous) 전송된 데이터의 전송률과 전송하고자 하는 전송률의 비율을 이용하여 전력 오프셋을 결정하는 것이다. 데이터의 초기 전송시 제어 정보와 함께 전송되는 경우 기지국이 제어 정보의 전송을 예상하여 데이터의 전력 오프셋 값을 조절할 수 있지만, 데이터의 재전송인 경우 기지국이 제어 정보의 전송을 고려하지 못한다. 따라서 제3 실시예에서는, 데이터의 재전송시 제어 정보가 동시에 전송되는 경우 전력 레벨을 증가시키고, 데이터의 초기 전송시 제어 정보가 전송되었는데 재전송시 제어 정보가 존재하지 않는 경우 전력 레벨을 상대적으로 낮춘다. 이는 데이터의 재전송시 제어 정보가 존재하지 않는 경우에 초기 전송에 비해 사용가능한 무선 자원 양이 증가하기 때문이다. 상기에서 이전 전송의 의미는 동일한 데이터에 대한 정해진 전송 시간 이전의 전송을 의미할 수도 있고 동일한 HARQ 프로세스에서의 이전 전송을 의미할 수도 있다.

제3 실시예의 바람직한 구현을 위한 전력 오프셋 값의 설정을 위해서 다음 <수학식 5>를 제안한다.

상기 <수학식 5>에서 Offset_data_k는 동일한 데이터에 대한 k번째 전송시 필요한 전력 오프셋 값이고, Offset_data_k-1은 동일한 데이터에 대한 이전(k-1번째) 전송시 단말이 사용한 전력 오프셋 값이다. DataRate_(k-1)는 이전 전송시의 전송률을 나타내고, DataRate_k는 k번째 시점에서 단말이 사용하고자 하는 전송률을 나타낸다. 제3 실시예에서 DataRate_k와 DataRate_(k-1)는 전송 블록 크기(Transport block size: TBS)를 의미할 수도 있고 물리 계층 비트의 크기를 의미할 수도 있다.

상기 <수학식 5>에 의하면 이전 전송의 전송률과 현재 전송의 전송률의 비율만큼 이전 전송의 Offset_data_k-1을 조절하여 offset_data_k를 구하게 된다. 다시 말해서 이전 전송의 전송률이 1000비트인데 현재 전송하는 데이터의 전송률이 500비트인 경우 이전 전송에 비해 1/2 즉, 3dB만큼 줄어든 전력 오프셋 값을 사용하게 된다.

는 추가적으로 전력 레벨의 조절이 필요한 경우에 사용하기 위한 파라미터이다. 즉 상기 파라미터는, 상기 언급된 두 전송률에 의해서 데이터를 전송하고자 할 때, 이전 전송에 비해 부호화율(code rate)이 크게 달라지거나 복조 방식이 바뀔 경우에 필요한 전력 레벨이 조금 달라질 수 있기 때문에 이러한 전력 레벨의 변화를 보정하기 위한 것으로서, 필요하지 않은 경우 '1'로 설정된다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 설정을 위한 단말의 동작 및 장치 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말의 동작 및 장치와 동일하며, 다만 DataRate_scheduling 대신 DataRate_(k-1) 정보가, Offset_data_ori 대신 Offset_data_k-1 정보가 사용된다.

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

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면 단말이 할당된 전송률보다 낮은 전송률을 이용하여 데이터를 전송하는 경우에 전송 품질은 그대로 유지하되 낮은 전송 전력을 이용하여 전송하는 것이 가능해지므로 주변 셀에 미치는 간섭을 줄일 수 있다.

Claims (14)

1. 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 단말이 데이터 채널의 전송 전력을 설정하는 방법에 있어서,

   기지국으로부터 스케줄링 받는 과정과,

   전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하는 과정과,

   상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 작은 경우에, 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 따라 조절하는 과정과,

   상기 조절된 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 전송할 데이터의 전력을 설정하고 상기 설정된 전력값을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력 오프셋 값을 조절하는 과정은,

   상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 대한 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률의 비율만큼 상기 전력 오프셋 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 크거나 같은 경우에, 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 이용하여 데이터의 전력을 설정하고 상기 설정된 전력값을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 과정을 더 포함 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
4. 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 단말이 데이터 채널의 전송 전력을 설정하는 방법에 있어서,

   기지국으로부터 스케줄링 받는 과정과,

   전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하는 과정과,

   상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 작은 경우에,

   상기 단말이 상기 기지국으로 상태 보고시 사용된 전력 오프셋 값을 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 따라 조절하는 과정과,

   상기 조절된 전력 오프셋 값을 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값과 비교하는 과정과,

   상기 조절된 전력 오프셋 값이 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값보다 작거나 같으면, 상기 조절된 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 조절된 전력 오프셋 값이 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값보다 크면, 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 전송할 데이터의 전력을 설정하고 상기 설정된 전력값을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 전력 오프셋 값을 조절하는 과정은,

   상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 대한 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률의 비율만큼 상기 상태 보고시 사용한 전력 오프셋 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 크거나 같은 경우에, 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 전송할 데이터의 전력을 설정하고 상기 설정된 전력값을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 더 포함 것을 특징으로 하는 전송 전력 설정 방법.
8. 주파수 분할 다중 접속 방식 시스템에서 데이터 채널의 전송 전력을 설정하는 단말 장치에 있어서,

   기지국으로부터 수신한 스케줄링 정보를 이용하여 데이터를 전송하고자 데이터 전송률을 결정하는 전송 데이터 결정기와,

   상기 전송하고자 하는 데이터 전송률과, 상기 기지국으로부터 스케줄링 된 데이터 전송률과, 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 이용하여 데이터 전송에 필요한 전력 오프셋 값을 조절하는 전송 전력 제어기와,

   상기 조절된 전력 오프셋 값을 이용하여 상기 기지국으로 데이터를 전송하는 데이터 채널 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 전송 전력 제어기는,

   전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하여 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 작은 경우에, 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 대한 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률의 비율만큼 상기 전력 오프셋 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 전송 전력 제어기는,

    상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하여 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 크거나 같은 경우에, 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 상기 데이터 전송에 필요한 전력 오프셋 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 전송 전력 제어기는,

    상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률을 비교하여, 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 작은 경우에 상기 단말이 상기 기지국으로 상태 보고시 전송한 전력 오프셋 값을 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률과 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 따라 조절하며,

    상기 조절된 전력 오프셋 값을 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값과 비교하여, 상기 조절된 전력 오프셋 값이 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값보다 작거나 같으면 상기 조절된 전력 오프셋 값을 상기 데이터 전송에 필요한 전력 오프셋 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 전송 전력 제어기는,

    상기 조절된 전력 오프셋 값이 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값보다 크면, 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 상기 데이터 전송에 필요한 전력 오프셋 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 전송 전력 제어기는,

    상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률에 대한 상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률의 비율만큼 상기 상태 보고시 전송한 전력 오프셋 값을 줄이는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 전송 전력 제어기는,

    상기 전송하고자 하는 데이터의 전송률이 상기 스케줄링 받은 데이터의 전송률보다 크거나 같은 경우에, 상기 현재 설정되어 있는 전력 오프셋 값을 상기 데이터 전송에 필요한 오프셋 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.

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