KR20130016241A - 상향링크 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 단말 장치에서, 수신 안테나는 기지국으로부터 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨이 변경되었음을 지시하는 제 1 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신한다. 프로세서는 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정한다. 단말 장치는 상기 결정된 전송 전력값으로 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 송신 안테나를 더 포함한다. 프로세서는 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 잡음 및 간섭 레벨을 산출한다.
Description
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상향링크 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
핸드오버(Handover, HO)는 단말이 한 기지국의 무선 인터페이스에서 다른 기지국의 무선 인터페이스로 이동하는 것을 말한다. 이하에서는 일반적인 IEEE 802.16e 시스템에서의 핸드오버 절차를 설명한다.
IEEE 802.16e 망에서 서빙 기지국(SBS: Serving Base Station)은 단말에 기본적인 네트워크 구성에 대한 정보(토폴로지)를 알리기 위하여 인접 기지국 정보를 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지를 통하여 방송(broadcast)할 수 있다. MOB_NBR-ADV 메시지에는 서빙 기지국과 이웃 기지국들에 대한 시스템 정보, 예를 들면 프리엠블 인덱스(preamble index), 주파수(frequency), 핸드오버 최적화(HO optimization) 가능 정도와 DCD(Downlink Channel Descriptor)/UCD(Uplink Channel Descriptor) 정보 등을 담고 있다.
DCD/UCD 정보는 단말에서 하향링크와 상향링크를 통한 정보 교신을 수행하기 위해 단말이 알아야 할 정보들을 포함 하고 있다. 예를 들면, 핸드오버 트리거(HO trigger) 정보, 기지국의 MAC 버전(Medium Access Control version) 및 MIH 능력(Media Independent Handover capability)과 같은 정보들이 있다.
일반적인 MOB_NBR-ADV 메시지에서는 IEEE 802.16e 유형의 이웃 기지국들에 대한 정보만을 포함하고 있다. 그에 따라, IEEE 802.16e 이외의 유형을 갖는 이웃 기지국 정보들은 SII-ADV(Service Identity Information ADVertisement) 메시지를 통하여 단말들에게 브로드캐스트 될 수 있다. 따라서, 단말은 서빙 기지국에 SII-ADV 메시지를 전송할 것을 요청함으로써 이기종 망 기지국에 대한 정보들을 획득할 수 있다.
단말이 상향링크 전송 전력을 결정하는 데에는 많은 전력 제어 파라미터들이 필요하다. 따라서, 단말은 핸드오버 중에 많은 전력 제어 파라미터들을 기지국으로부터 시그널링 받을 필요가 있다. 그러나, 핸드오버 시 단절 시간(interruption time)은 대략 25ms로 예상되어 상당히 짧은 시간내에 모든 전력 제어 파라미터들을 수신하는 것에는 오버헤드가 크다. 그러나 아직까지 오버헤드를 줄이면서 핸드오버 후에 상향링크 전송을 위한 전송 전력을 결정하고 제어하는 내용에 대해서는 전혀 연구되고 개시된 바가 없었다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상향링크 전력을 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상향링크 전력을 제어하는단말 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 상향링크 전력 제어 방법은, 기지국으로부터 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨이 변경되었음을 지시하는 제 1 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 결정된 전송 전력값으로 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정하는 단계는, 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 잡음 및 간섭 레벨을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 잡음 및 간섭 레벨을 이용하여 상향링크 전송 전력값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 메시지는 AAI-ULPC NI(Advanced Air Interface-UpLink Power Control Noise and Interference) 레벨 방송 메시지이다.
상기 기지국은 핸드오버 시의 타겟 기지국이며, 상기 상향링크 전송은 상기 핸드오버 완료 후의 첫 번째 상향링크 전송에 해당할 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 상향링크 전력 제어 방법하는 단말 장치는, 기지국으로부터 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨이 변경되었음을 지시하는 제 1 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 수신 안테나; 및 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 단말 장치는 상기 결정된 전송 전력값으로 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 송신 안테나를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 프로세서는 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 잡음 및 간섭 레벨을 산출하며, 상기 산출된 잡음 및 간섭 레벨을 이용하여 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라, 단말은 기지국으로부터 AAI-ULPC NI(Advanced Air Interface-UpLink Power Control Noise and Interference) 레벨 방송 메시지에 포함된 전력 제어 파라미터의 값이 변경되었는지 여부를 나타내는 필드를 수신하여 상향링크 전력을 결정함으로써 효율적인 상향링크 전력 제어가 가능해진다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 핸드오버 절차를 수행하는 과정의 일 예를 나타낸 도면, 그리고,
도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 핸드오버 절차를 수행하는 과정의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 핸드오버 절차를 수행하는 과정의 일 예를 나타낸 도면, 그리고,
도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 핸드오버 절차를 수행하는 과정의 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 IEEE 802.16m 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(280), 메모리(285), 수신기(290), 심볼 복조기(295), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(275), 송신기(275), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 280)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
이하에서 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 다음 수학식 1을 이용하여 상향링크 전송 전력을 결정하는 방법에 대해 간단히 설명한다. 일반적으로, 단말은 상향링크 신호를 전송할 때 상향링크 전송 전력값을 결정할 필요가 있다.
여기서, P는 현재 전송에 대한 부반송파 및 스트림 별로의 전송 전력 레벨(dBm 단위)을 나타내고, L은 단말에 의해 추정된 현재의 평균 하향링크 전파 손실(propagation loss)을 나타낸다. L은 단말의 송신 안테나 이득 및 경로 손실(path loss)를 포함하고 있다. SINRTarget은 기지국으로부터 수신한 타겟 상향링크 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 값이다. NI는 기지국에서 추정한 부반송파 별(per subcarrier) 평균 잡음 및 간섭 레벨(dBm 단위)로서, 단말이 기지국으로부터 수신하는 값이다. Offset(옵셋)은 단말 별로의 전력 옵셋을 위한 보정 항목(term)이다. 이 옵셋값은 기지국으로부터 전력 제어 메시지를 통해 전송되며, 두 가지 종류의 옵셋 값이 존재하는데 하나는 데이터 전송에 사용되는 옵셋값인 Offsetdata, 제어 정보 전송을 위해 사용되는 옵셋값인 Offsetcontrol가 있다.
상기 수학식 1을 적용하는 데 있어서, 단말은 제어 정보를 전송하는 제어 채널의 경우 해당 제어 채널에 대응하는 타겟 신호대 잡음 및 간섭비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR) 값을 사전에 정의된 다음 표 1을 이용하여 바로 적용가능하다.
그러나, 단말이 데이터를 전송하는 경우에는 다음 수학식 2를 이용하여 타겟 SINR 값을 설정할 필요가 있다.
여기서, SINRMIN(dB)는 기지국에서 요구하는 최소 SINR값으로, 유니캐스트 전력 제어 메시지로 설정되는 값이다. SINRMIN는 4 비트로 표현되며, 그 값은 예를 들어, {-∞, -3, -2.5, -1, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5} 중에서 하나의 값이 될 수 있다. SIRDL는 단말이 측정한 하향링크 신호 대 간섭 전력의 비율을 의미한다.
γIoT는 공평(fairness) 및 IoT 제어 계수(factor)이고 기지국이 단말로 방송해 준다. Alpha(α)는 기지국에서 수신 안테나의 수에 따른 계수이고, MAC 전력 제어 모드 시그널링으로서 3비트로 시그널링되며, 이때 값은 예를 들어, {1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 0}와 같은 값으로 표현될 수 있다. Beta(β)는 1 비트의 MAC 전력 제어 모드 시그널링 으로 0 또는 1로 설정될 수 있다.
TNS는 UL-A-MAP IE에 의해 지시되는 LRU(Logical Resource Unit)에서의 총 스트림 수 이다. SU-MIMO(Single User-MIMO)의 경우에, 이 값은 Mt로 설정되는데 Mt는 사용자 별 스트림 수이다. CSM의 경우, 이 값은 TNS로 설정되고 총 스트림 수이다. 제어 채널 전송의 경우에, 이 값은 1로 설정될 수 있다.
이와 같이, 단말의 프로세서(155)는 L, NI, offset, SINRTarget 값을 이용하여 상향링크 전송 전력을 결정할 수 있다.
이하에서는 단말이 핸드오버 절차를 진행 중인 경우 보다 신속한 상향링크 전송을 원활하게 하기 위해 상향링크 전송 전력을 결정하는 방법에 대해 기술한다. 먼저 핸드오버 절차에 대해 간략히 살펴본다.
도 2 및 도 3은 각각 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 핸드오버 절차를 수행하는 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 핸드오버 과정은, HO_Reentry_Mode 파라미터가 1로 설정된 경우로서, 단말이 네트워크 재진입시(즉, 핸드오버 시)에 action time 에서 서빙 기지국(Serving-Advanced Bast Station ,S-ABS)과 계속적으로 통신하면서 타겟 기지국(Target-Advanced Bast Station, T-ABS)으로 네트워크 재진입(reentry)을 수행한다. 그 후, 단말은 타겟 기지국으로 (전용) CDMA 레인징 코드를 전송할 수 있고, 이에 대한 수신확인 응답으로 타겟 기지국은 단말에게 AAI-RNG-ACK(혹은 AAI-RNG-RSP) 메시지를 전송해 줄 수 있다. 그러나, 단말은 타겟 기지국으로의 네트워크 재진입이 완료된 후에는 서빙 기지국과는 통신을 중단하게 된다. 또한, 단말은 네트워크 재진입 완료 이전에 타겟 기지국과 데이터를 교환하지 않는다. 도 2에 도시한 핸드오버 과정에서 핸드오버 단절 시간(interruption time)은 대략 25ms로 예상된다.
다음으로, 도 3에 도시한 핸드오버 과정은 HO_Reentry_Mode 파라미터가 0로 설정된 경우이다. 이러한 핸드오버 과정에서, 단말이 네트워크 재진입시(즉, 핸드오버 시)에 action time 에서 서빙 기지국(S-ABS)과 통신을 수행하지 않으면서 타겟 기지국(T-ABS)으로 네트워크 재진입(reentry)을 수행한다는 점에 도 2의 경우와 차이가 있다. 이 경우에도 도 2와 마찬가지로 핸드오버 단절 시간(interruption time)은 대략 25ms로 예상된다. 또한, 도 2와 마찬가지로 단말은 타겟 기지국으로 (전용) CDMA 레인징 코드를 전송할 수 있고, 이에 대한 수신확인 응답으로 타겟 기지국은 단말에게 AAI-RNG-ACK(혹은 AAI-RNG-RSP) 메시지를 전송해 줄 수 있다.
도 2 및 도 3과 관련하여 살펴본 바와 같이, 핸드오버 수행 시에 단절 시간(interruption time) 내에서 단말이 상향링크 전송 파워 결정에 필요한 파라미터들을 모두 수신하기는 어려운 점이 있다. 만약, 단말이 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계에서, 타겟 기지국으로부터 전력 제어에 필요한 파라미터들을 일정 시간 내에 모두 수신할 수 없는 경우에는 핸드오버 요구사항(requirement)을 원활히 지원하지 못하게 된다. 여기서, 핸드오버 요구사항(requirement)는 핸드오버 단절 시간(interruption time)으로 정의 될 수도 있다. 즉, 핸드오버 단절 시간(interruption time)은 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버를 시작한 후 타겟 기지국에서 하향링크 채널 정보를 처음으로 전송하는 시점까지라고 볼 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, IEEE 802.16m 에서는 핸드오버 단절 시간(interruption time)으로 약 25ms를 예상하고 하고 있다.
이하에서는 단말이 핸드오버 완료 후에 타겟 기지국으로의 상향링크 첫 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 효율적으로 결정하기 위한 방법과 이를 지원하기 위한 기지국의 전력 제어 파라미터 전송 방법에 대해 설명한다. 본 발명에서는 핸드오버 할 기지국이 하나이거나 또는 여러 기지국들의 조합으로 구성될 수 있기 때문에 전력 파라미터들의 정보 구성도 하나 또는 여러 기지국들에 대한 조합으로 구성될 수 있다.
제 1
실시예
이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서, AAI-HO-CMD 메시지는 서빙 기지국이 핸드오버 절차를 시작하기 위하여 단말로 보내야하는 메시지 또는 단말이 보낸 핸드오버 요청 메시지(AAI-HO-REQ 메시지)에 대한 응답 메시지이다. 서빙 기지국은 AAI-HO-CMD 메시지에 상기 수학식 1에 표시된 항목인 옵셋(offset) 값을 포함하여 단말에게 전송해 줄 수 있다. 단말이 이 옵셋값을 이용하여 타겟 기지국에서 전송 PSD(Power Spectral Density) 레벨(또는 계산된 파워)을 유지할 수 있도록 상향링크 전송 전력을 결정할 수 있다. 핸드오버 시에는, 서빙 기지국과 타겟 기지국의 전력 차이(power gap)을 서빙 기지국이 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 단말에게 알려줌으로써, 단말은 타겟 기지국의 전력 제어 파라미터를 모르더라도 타겟 기지국에서의 첫 번째 전송이 가능하다. 즉, 단말의 프로세서(155)는 서빙 기지국으로부터 수신한 타겟 기지국과의 전력 차이값에 기초하여 핸드오버 후의 상향링크 첫 전송을 위한 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다. 이후에, 단말이 AAI-SCD 메세지, NI 메시지를 수신하지 못하게 되면, 타겟 기지국은 마지막 전송된 PSD 레벨에 기초하여 전송 전력 제어 명령(Transmit Power Control command, TPC 명령)를 단말로 보내어, 단말의 전송 PSD 레벨을 조절할 수 있다. TPC 명령은 PC-A-MAP 또는 AAI_UL_POWER_ADJUST 메시지 등을 통해 단말로 전송될 수 있다.
앞서 언급한, AAI-HO-CMD 메시지에 포함될 옵셋값은 타겟 기지국 하나 또는 핸드오버 기지국 세트들에 대한 정보로 구성될 수 있다. 옵셋값은 다음 수학식 3 및 수학식 4에서와 같이 서빙 기지국 및 타겟 기지국으로의 상향링크 전송을 위한 각각의 전력 보정값으로 상향링크 전송 전력 제어 식에 각각 포함될 수 있다.
상기 수학식 3은 서빙 기지국에서의 PSD 레벨(또는 계산된 총 파워)을 나타낸 것이며, 상기 수학식 4는 타겟 기지국에서의 PSD 레벨(또는 계산된 총 파워)을 나타낸 식이다.
끊김없는 핸드오버(Seamless handover)를 수행하는 단말의 경우는 커버리지가 같다는 가정하에 상기 수학식 3과 수학식 4에서 경로손실 성분(즉, LS, LT)은 비슷하다고 가정할 수 있다. 그리고 단말은 SINRTarget 값의 차이, NI 값의 차이, Offset_s 값도 계산 가능하다. 이를 지원하기 위해서, 기지국들간에는 단말의 상향링크 전송 전력 제어와 관련된 파라미터들을 미리 공유할 수 있고, 이들 공유된 상향링크 전송 전력 제어 관련 파라미터들을 핸드오버 단말을 위한 AAI-NBR-ADV 메시지에 포함하여 전송해 줄 수 있다. 또한, 기지국들간에 상향링크 전송 전력 제어 관련 파라미터들을 공유하는 경우, 해당 기지국이 전력 제어 파라미터들 값을 계산하여 단말에 알려주는 방법도 가능하다. 전력 제어 파라미터들 값이 AAI-NBR-ADV 메시지에 포함된 경우는 핸드오버 단말이 그 값을 직접 계산하여 적용할 수도 있다. 옵셋값의 범위는 상위 계층(high layer)에서 결정될 수 있으며, dB 단위 또는 선형 값(linear value) 등으로 정의될 수 있다.
제 2
실시예
본 실시예에서는, 서빙 기지국은 타겟 기지국과 관련된 상향링크 전력 제어 파라미터들을 핸드오버 하기 전 또는 핸드오버하고 난 직후에 단말에 알려줄 수 있다. 상향링크 전력 제어 파라미터들 중에서 예를 들어 Beta(β), TNS 등은 전력 제어에 필요한 정보이긴 하지만 핸드오버할 때 중요하고 시급한 전력 제어 파라미터는 아니기 때문에 서빙 기지국은 이러한 전력 제어 파라미터값을 제외하고 전송하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 서빙 기지국은 두 파라미터를 포함하여 단말로 전송할 수도 있다. 핸드오버시 서빙 기지국이 단말에게 전송하는 전력 제어 파라미터들의 리스트는 다음 표 2과 같이 구성될 수 있다.
상기 표 2에 나타낸 전력 제어 파라미터 리스트 중 하나 이상을 서빙 기지국은 단말에게 AAI-NBR-ADV 메시지로 전송해 줄 수 있다. 또는, 서빙 기지국은 핸드오버를 하는 단말의 action time에 AAI-NBR-ADV 메시지가 아닌 새로운 타입의 메시지로 단말에게 유니캐스트/브로드캐스트할 수 있다. 또는, 서빙 기지국은 상기 표 2에 나타낸 전력 제어 파라미터들의 리스트 중 하나 이상을 AAI-HO-CMD 메시지에 포함하여 단말에게 알려줄 수도 있다. 언급한 바와 같이, 서빙 기지국은 상기 표 2의 전력 제어 파라미터 리스트 전부를 또는 그 중 일부를 단말에게 알려줄 수 있고, 특히, 상향링크 제어에 관련된 정보 또는 사운딩(sounding)에 관련된 정보들은 제외하고 전송할 수도 있다.
단말의 프로세서(155)는 서빙 기지국으로부터 특정 메시지(예를 들어, AAI-HO-CMD 메시지)를 통해 상기 표 2의 전력 제어 파라미터들을 수신하고 이들 값을 적용하여 핸드오버 후의 타겟 기지국으로의 상향링크 첫 번째 전송을 위한 전송 전력을 결정할 수 있다.
제 3
실시예
앞서 기술한 제 2 실시예에서는, 서빙 기지국이 하나의 메시지에 전력 제어 파라미터들을 모두 포함하여 핸드오버 단말에게 알려주는 방법을 제안하였다. 그러나, 서빙 기지국이 하나의 메시지에 전력 제어 파라미터 전부를 포함하여 전송한다는 것은 오버헤드가 크다는 단점이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 서빙 기지국이 제어 오버헤드(control overhead)를 최적화하여 단말에게 전송하는 방법을 제안한다.
상기 표 2에 기재된 전력 제어 파라미터들 중에서 부분 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, FFR) 방식을 적용하는지 여부에 따라서 그 값이 확장되는 것이 있다. 예를 들어, GAMMA_IOT_FPx, IOT_FPx 가 있다. 핸드오버 시에 주파수 파티션들에 관한 정보는 단말에게 필요 없을 수도 있다. 따라서, 서빙 기지국은 전력 제어 파라미터 중에서 GAMMA_IOT와 IOT_FP를 하나로만 구성한다. 물론, 기지국들과 단말은 해당 FP(Frquency Partition) 인덱스와의 매핑 관계를 암시적으로 또는 명시적으로(예를 들어, 4개의 FP가 존재하는 경우 해당 FP 인덱스(2 비트)) 알고 있음을 전제한 것이다.
그러나, 타겟 기지국이 알려주는 전력 제어 파라미터들이 어느 FP에 관련된 것인지 단말이 꼭 알아야 하는 것은 아니다. 타겟 기지국이 단말의 상향링크 자원 할당을 파라미터들의 FP로 할당해 주면 된다. 즉, 타겟 기지국이 핸드오버 시 특정 FP에 대한 전력 제어(Power Control) 정보만을 알려주고, 그 FP가 어디인지는 미리 약속해 놓거나(예를 들어, FP 0으로 또는 전력-부스팅 재사용 3 FP으로 고정할 수도 있음), 시그널링을 통해 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, FP가 2로 구성될 때, 타겟 기지국은 1 비트 지시자로 핸드오버 FP를 단말에게 알려줄 수 있다. 다른 예로, FP가 4 일 때, 타겟 기지국은 전력 부스팅된 영역을 단말에게 1 비트 지시자로 알려줄 수 있다.
제 4
실시예
본 실시예는 상기 제 3 실시예에 따른 전력 제어 파라미티 리스트들을 더 최적화하여 전송하는 방법과 관련된 내용이다. 즉, 본 실시예에서는 서빙 기지국은 핸드오버 시에 꼭 필요하고 시급한 전력 제어 파라미터들만으로 리스트로 구성하여 전송할 수 있다. 이는, 제어 채널에 대한 파라미터 정보를 최적화함으로써 가능하다. 이를 위해, 단말은 핸드오버 직후에 상향링크 사운딩 채널(UL sounding channel)전송, 대역폭 요청(Bandwidth request), SyncRaing channel를 보내지 않는 것을 기본으로 한다. 따라서, 핸드오버 직후에 단말이 하향링크 채널에 관한 정보나, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 응답을 보낼 가능이 높기 때문에, 서빙 기지국은 시급한 전력 제어 파라미터와 관련된 정보만으로 리스트를 구성하여 단말에게 전송해 줄 수 있다. 이 경우, 서빙 기지국은 다음 표 3과 같은 정보량으로 전력 제어 파라미터 리스트를 구성할 수 있다. 시급성에 따라 제어 채널들에 대한 정보는 포함되거나 또는 제외될 수 있다. 다음 표 3에 따른 전력 파라미터들의 정보는 하나 혹은 여러 기지국들에 대한 조합으로 구성될 수 있다.
제 5
실시예
본 실시예에서는 본 발명에 따른 제 2 내지 제 4 실시예에서와 같은 구성 방법에서 정보량을 줄이기 위해서, 서빙 기지국이 데이터 채널에 관련된 정보만 보내거나 제어 채널에 관련된 정보만 전송하는 것을 제안한다. 이는, 핸드오버 단말이 동시에 제어 채널 및 데이터 채널을 전송하지 않는다고 가정한다. 물론, 둘 다 전송하는 단말에는 모든 정보를 알려줄 수 있다.
제 6
실시예
본 실시예에서는 본 발명에 따른 제 2 내지 제 5 실시예에서 구성된 전력 제어 파라미터들의 설정값을 기지국 별로 고정적인(static) 값과 반-고정적(semi-static) 값으로 바뀌는 값을, 동적으로(dynamically) 바뀌는 값들을 별도로 구성한다. 서빙 기지국은 이렇게 별도로 구성된 전력 제어 파라미터들을 별도의 메시지를 통해 단말에게 전송해 줄 수 있다. 예를 들어, IOT_FPx의 값은 1 초 혹은 수초의 주기/비주기로 그 값이 업데이트 된다. 물론 다른 값들도 동적으로(dynamic) 변할 수 있다.
따라서, 서빙 기지국은 고정적인 값이나 반-고정적으로 변하는 값은 AAI-NBR-ADV 메시지에 포함하여 단말로 전송하고, 동적으로 변하는 값은 AAI-HO-CMD 메시지에 포함하여 단말에게 알려줄 수 있다. IOT_FPx는 타겟 기지국의 최신 값을 수신하는 것을 기본으로 한다. 이는 단말이 기지국 통신을 통해서 아는 것을 기본으로 한다. 또한, 다른 방법은 핸드오버시에 서빙 기지국이 핸드오버 요청을 타겟 기지국에 보낸 경우, 이에 대한 응답으로 타겟 기지국이 서빙 기지국에 핸드오버 응답을 보낼때 함께 업데이트 된 IOT_FPx 정보를 단말에게 전송할 수 있다. 이는, 기지국 간 통신으로 주고받는 정보 보다는 업데이트된 것이라고 볼 수 있다. 따라서, 이 정보를 서빙 기지국에서 AAI-HO-CMD 메시지에 포함하여 단말에게 전송해 줄 수 있다.
다음 표 4는 본 실시예에 따라 구성된 전송 전력 제어 파라미터에 대한 내용이다. 여기서 FP에 관련된 정보는 본 발명에 따른 제 3 실시예에서 언급한 방법이 적용 가능하다. 다음 표 4에 따른 전력 파라미터들의 정보 구성도 하나 혹은 여러 기지국들에 대한 조합으로 구성될 수 있다.
상기 표 4를 참조하면, 서빙 기지국은 짧은 주기로(즉, 동적으로) 값이 변하는 IOT_FPx 파라미터, IOT_SOUNDING 파라미터는 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 단말로 전송해 주고, 그외 고정적인 값이거나 반-고정적으로 값이 변하는 나머지 전력 제어 파라미터들은 AAI-NBR-ADV 메시지를 통해 단말에게 전송해 줄 수 있다.
제 7
실시예
본 실시예는 본 발명에 따른 제 4 실시예를 상기 제 5 실시예와 같은 이유로 전력 제어 파라미터를 구성할 수 있다. 이러한 본 실시예에 따른 전력 제어 파라미터 구성은 다음 표 5와 같이 나타낼 수 있다. 다음 표 5에 따른 전력 파라미터들의 정보 구성도 하나 혹은 여러 기지국들에 대한 조합으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 서빙 기지국은 AAI-NBR-ADV 메시지에 전력 제어 파라미터들 중에서 데이터 채널에 관련된 정보만 포함하여 보내는 방법 또는 제어 채널에 관련된 정보만 포함하여 보내는 방법도 가능하다. 물론, 서빙 기지국은 데이터 채널 및 제어 채널에 관련된 정보 둘 다 함께 단말에 보낼 수도 있다. 상기 본 발명에 따른 제 6 실시예 및 본 실시예에서, 서빙 기지국은 동적으로 하게 변하는 파라미터는 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 전송함과 동시에 AAI-NBR-ADV 메시지에도 포함하여 전송할 수 있다. 이때, 단말은 AAI-HO-CMD 메시지에 포함된 정보를 2번 수신할 수 있다. 2번 수신하게 되는 경우 최신 정보로 오버라이딩(overriding) 하여 사용할 수 있다.
제 8
실시예
앞서 설명한 실시예들에서 서빙 기지국은 전력 제어 파라미터(혹은 전력 제어 파라미터 리스트)를 기존에 정의되어 있는 AAI-NBR-AVD 메시지, AAI-HO-CMD 메시지, 또는 새로운 타입의 메시지를 통해 전송하는 것을 기본으로 하였다. 그러나, 핸드오버 직후 첫 번째 상향링크 전송 전에 단말은 기지국으로부터 받을 수 있는 메시지를 통해 전력 제어 파라미터들을 수신할 수도 있다. 예를 들어, AAI-RNG-RSP 메시지, AAI-RNG-ACK 메시지, CDMA Allocation A-MAP IE 메시지 등을 통해 단말은 기지국(서빙 기지국 또는 타겟 기지국)으로부터 전력 제어 파라미터를 수신하는 것도 가능하다. 다만, 경우에 따라서 앞서 언급한 메시지들이 포함된 과정을 수행하지 않을 수 있기 때문에 본 발명에 따른 제 1 내지 제 7 실시예에서는 포함되지 않은 것이다.
단말은 핸드오버 직 후의 상향링크 첫 전송은 전력 제어 관련 파라미터들을 모두 수신한 후에 전송할 필요가 있다. 예를 들어, 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버 한 다음, 타켓 기지국으로부터 해당 전력 제어 관련 메시지를 수신할 때까지 기다린 후 상향링크 전송을 시작하는 것이 바람직할 수 있다. 전력 제어 관련 파라미터들의 일부 또는 전체가 타겟 기지국으로부터의 AAI-RNG-ACK 메시지에 포함된 경우, 타겟 기지국은 핸드오버하는 단말들이 UL basic assignment A-MAP을 받기 전에 전력 제어 관련 파라미터들을 전송해 줄 필요가 있다. 물론, 단말은 타겟 기지국으로의 상향링크 첫 번째 전송 전에만 수신하면 된다. 또한, 단말은 핸핸드오버 action time 구간 내에서 전력 제어 파라미터들들을 수신하는 것이 바람직할 수 있다.
추가하여, AAI-RNG-ACK 메시지에 전력 제어 관련 파라미터들이 일부 혹은 전체가 포함되어 전송되는 경우, 타겟 기지국은 단말에게 AAI-RNG-ACK 메시지를 두 가지 타입으로 전송해 줄 수 있다. 기지국이 단말의 고유 식별자(unicast station ID, unicast STID)를 알고 있을 경우에는, unsolicited 방법으로 unicast STID를 이용하여 AAI-RNG-ACK 메시지를 단말로 전송할 수 있다. 이와 달리, 초기 네트워크 진입 시처럼 단말 고유 식별자를 할당받지 못할 경우에는, 기지국은 브로드캐스트 STID(broadcast STID)를 이용하여 AAI-RNG-ACK 메시지를 단말에 전송해 줄 수 있다.
핸드오버 시, 서빙 기지국은 타겟 기지국에 STID 및/또는 보안 콘텍스트(security context) 등의 정보를 미리 알려 준다. 따라서, 핸드오버 단말은 unicast STID를 할당받은 상태이고 타겟 기지국도 이 정보를 알고 있는 상태이므로, 타겟 기지국은 AAI-RNG-ACK 메시지를 unicast STID 타입으로 단말에게 전송할 수 있다. 그러나, 핸드오버 시 비-협력적인(uncoordinated) 방식으로 수행하게 할 경우에는, 단말은 타겟 기지국으로부터 unicast STID를 다시 할당 받을 필요가 있다.
이와 같이, 타겟 기지국은 단말에게 AAI-RNG-ACK 메시지를 broadcast STID를 이용하여 알려주는 방법과 unicast STID를 이용하여 알려 주는 방법이 모두 가능하다. 핸드오버 단말이 많은 경우, 해당 기지국의 단말들은 AAI-RNG-ACK 메시지에 포함된 전력 제어 파라미터들을 지속적으로 수신할 수 있다. 타겟 기지국이 AAI-RNG-ACK 메시지를 Broadcast STID 타입으로 보내는 경우에는 해당 기지국의 모든 단말은 이 정보를 중복하여 획득하게 된다. 단말이 네트워크 진입/재진입/핸드오버(Network Entry/reentry/handover) 시에, 타겟 기지국은 프레임 단위로 AAI-RNG-ACK 메시지를 해당 단말들에게 전송해 줄 수 있는데 Broadcast STID 타입으로 보내는 경우, 단말은 동일한 정보를 중복하여 수신하게 된다.
기존의 NI(잡음 및 간섭 레벨(noise and interference level) 또는 IOT 레벨((I+N)/N)) 정보 같은 경우, 기지국은 소정 주기(예를 들어, 1 sec 이상 주기)로 계산된 NI 값을 단말에 브로드캐스팅해서 알려줄 수 있다. 만약, NI 레벨을 알려주는 주기보다 짧게 AAI-RNG-ACK 메시지가 전송되는 경우, 해당 기지국은 단말에게 최신 업데이트 된 정보를 AAI - RNG - ACK 메시지를 통해 알려줄 수도 있다. 이때, 기지국이 알려주는 NI 값은 절대값이거나 또는 이전 전송에서 알려준 값과의 차이값일 수 있다. 후자의 경우처럼, 기지국이 이전 전송과의 차이값을 단말에게 알려줌으로써 전송 정보량을 줄일 수 있다.
예를 들어, 기지국이 전력 제어 파라미터들을 AAI-RNG-ACK 메시지를 통해 전송하고, 또 다시 기존의 방법의 같이 AAI-SCD 메시지 및/또는 AAI-ULPC NI(Noise and Interference) 레벨 방송 메시지(broadcast message)를 통해 전송하면, 단말은 전력 제어 파라미터들을 중복하여 수신하게 된다. 만약, 중복하여 수신한 전력 제어 파라미터들값에 차이가 있다면, 단말은 최신 정보를 사용하도록 한다. 그러나, 기존의 AAI-SCD 메시지, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지에는 프레임 인덱스에 대한 정보를 포함하지 않았다.
AAI-RNG-ACK 메시지는 프레임 인덱스를 알려주는 지시자(indicator)가 있으므로, 기지국은 AAI-SCD 메시지와 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지에서도 프레임 식별자(즉, 프레임 인덱스를 알려주는 지시자)를 추가하여 단말에게 알려줄 필요가 있다. 단말은 전력 제어 파라미터들을 중복하여 수신하는 경우 이러한 프레임 식별자(Frame Identifier) 필드를 확인하여 최신 정보를 사용할 수 있다. 단말은 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 프레임 식별자를 다른 AAI-SCD 메시지 등의 프레임 식별자와 비교하여 가장 최신의 정보로 간섭 레벨을 갱신하여 적용할 수 있다.
또는, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지는 이 메시지의 내용(예를 들어, 주파수 파티션 별로의 간섭 레벨(IoT))이 변경되었는지 여부를 알려주는 필드를 포함할 수 있다. 이러한 필드는 최신 프레임에 해당하는 지 여부를 나타내 줄 수 있는 '프레임 식별자' 필드, 메시지의 'configuration change counter' 필드 등 다양한 명칭으로 호칭할 수 있다.
다음 표 6은 IEEE 802.16m 시스템에서의 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 포맷의 일 예를 나타낸 표이다.
개루프 전력 제어를 위해서, 기지국은 단말에게 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지를 통해 상향링크 잡음 및 간섭 레벨에 대해 방송해 주어야한다. 표 6을 참조하면, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지는 'configuration change counter'('구성 체인지 카운트') 필드를 포함할 수 있다. 'configuration change counter' 필드는 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용(content)이 변경되었는지 여부를 알려주는 지시자이다.
단말의 프로세서(155)는 기지국으로부터 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용(content)이 변경되었는지 여부를 알려주는 필드(예를 들어, 'configuration change counter' 필드)를 수신하고 디코딩함으로써 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용이 변경되었는지 여부를 알 수 있다. 만약, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용이 변경되었다면, 단말의 프로세서(155)는 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용에 포함된 주파수 파티션 별 간섭 레벨(예를 들어, IoT값)을 이용하여 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정할 수 있다. 구체적으로, 단말의 프로세서(155)는 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용에 포함된 주파수 파티션 별 간섭 레벨(예를 들어, IoT값)을 다음 수학식 5를 이용하여 NI값을 산출할 수 있다.
여기서 PTN은 열잡음 전력 밀도를 나타내고, △f는 부반송파 스페이싱(subcarrier spacing) (Hz)를 나타낸다. 또한, 표 6을 참조하면, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지는 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨(예를 들어, IoT 값으로 표현)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 마찬가지로, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지의 내용이 변경되었다면, 단말의 프로세서(155)는 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨을 상기 수학식 5를 이용하여 NI값을 산출할 수 있다.
그리고, 단말의 프로세서(155)는 상기 수학식 5에서와 같이 산출된 NI 레벨을 상기 수학식 1을 이용하여 상향링크 전송(예를 들어, 사운딩 채널 등과 같은 제어 정보 또는 상향링크 데이터 전송)을 위한 전송 전력값을 결정할 수 있다.
한편, 타겟 기지국에서 단말로부터의 레인징 코드(Ranging code)를 검출하는 경우에는 타겟 기지국이 전력 제어에 관련된 파라미터를 단말에게 알려줄 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 현재 IEEE 802.16m 표준에는 AAI-SCD 메시지와 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지에 정의되어 있다.
기지국은 AAI-SCD 메시지와 AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지를 동시에 또는 비슷한 시점에 단말에 알려줄 수 있다. 이와 같은 목적으로, 핸드오버 하는 단말이 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버하는 시점에, 서빙 기지국이 타겟 기지국의 정보를 단말에게 알려 주거나, 타겟 기지국이 이 시점에 단말에게 알려 줄 수 있다. AAI-SCD 메시지는 전력 제어에 관련된 파라미터 이외에도 다른 파라미터들이 포함하고 있기 때문에, 다른 파라미터들의 전송을 위해서도 기지국이 이단말에게 AAI-SCD 메시지를 방송하게 된다면 하향링크 제어 오버헤드가 증가할 수 있다. 물론, 기지국은 AAI-SCD 메시지에 포함된 전력 제어 파라미터들 이외의 파라미터들이 단말들에게 꼭 필요한 정보들로 구성되어 있으면 이들 모두를 포함하여 단말에게 전송해 주는 것이 바람직하겠지만, 하향링크 제어 오버헤드를 고려하여, 초기 네트워크 진입/네트워크 재진입/핸드오버하는 단말을 위해서는 AAI-SCD 메시지에 전력 제어 파라미터를 제외한 다른 파라미터는 포함하지 않고 전송해 줄 수 있다.
또한, 기지국은 초기 네트워크 진입/네트워크 재진입/핸드오버 중인 단말의 빠른 상향링크 전송을 위해 필요한 전력 제어 관련 정보를 하나의 메시지 타입에 정의하여 단말에 필요할 때 마다 알려줄 수 있다. 이때 기지국이 알려주는 정보는 전력 제어 관련 정보의 일부 또는 전체가 될 수 있고, 전송 주기는 단말의 초기 네트워크 진입/네트워크 재진입/핸드오버 시마다 기지국이 브로드캐스트 타입으로 알려 주거나 또는 유니캐스트 타입으로 알려줄 수 있고, 이와 상관없이 기지국은 일정 주기로 단말에게 전송해 줄 수도 있다.
기지국이 AAI-RNG-ACK 메시지를 두 가지 메시지 타입(broadcast/unicast type)으로 전송하는 경우, 기지국은 전력 제어 관련된 파라미터들을 유니캐스트 타입(unicast type)으로 보내는 것도 가능하지만, 브로드캐스트 타입(broadcast STID)으로만 전송하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 단말 입장에서 동일한 정보를 중복해서 받거나 또는 다른 목적으로도 사용 될 수 있는 AAI-RNG-ACK 메시지의 특성을 고려하여 하향링크 제어 오버헤드를 줄이기 위해, 기지국은 전력 제어 관련된 파라미터들을 브로드캐스트 타입(broadcast STID)으로만 전송하는 것이 바람직할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 현재 정의된 AAI-RNG-ACK 메시지에는 프레임 식별자 혹은 프레임 지시자 필드가 포함되어 있지만, AAI-SCD 메시지에는 포함되어 있지 않다. 따라서, 단말이 전력 제어 관련 파라미터들을 AAI-RNG-ACK 메시지 및 AAI-SCD 메시지에서 중복하여 동일 프레임에서 수신하는 경우, 단말은 AAI-SCD 메시지 내용을 우선적으로 사용할 필요가 있다. 또한, AAI-ULPC NI 레벨 방송 메시지도 동일하게 적용해야 한다.
이와 다르게, 전력 제어 관련된 파라미터를 새로운 메시지 타입으로 정의해서 사용하는 경우도 마찬가지이다. 새로운 메시지 타입으로 정의되더라도 새로운 메시지 포맷에도 프레임 식별자 필드는 포함되는 것이 바람직하다. 본 실시예어서 AAI-RNG-ACK 메시지에 대한 경우를 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 모든 메시지 타입에 적용할 수 있다.
제 9
실시예
앞서 설명한 제 6 및 제 7 실시예들에서 알 수 있듯이 업데이트 주기가 짧아서 따로 설정해 주어야 하는 전력 제어 파라미터들은 디폴트 값(default value)으로 구성하여 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 동적으로 변경하는 값인 IOT_FPx은 서빙 기지국이 단말에게 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 전송해 주고, 나머지 전력 제어 파라미터들(GAMMA_IOT_FPx, Alpha, SINRmin, SINRmax, SINR_타겟_HARQ, SINR_타겟_SyncRanging, SINR_타겟_PFBCH, SINR_타겟_SFBCH_BASE, SINR_타겟_SFBCH_Delta, SINR_타겟_BWRequest, GAMMA_IOT_SOUNDING, SINRmin_SOUNDING 등) 중에서 하나 이상의 파라미터들을 디폴트 값으로 정해놓고 사용할 수 있다.
그러면, 단말의 프로세서(155)는 핸드오버 완료 후에 상향링크 첫 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 결정하기 위해 서빙 기지국의 일부 전력 파라미터의 값들을 재사용하고 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 수신한 IOT_FPx 값을 이용하여 결정할 수 있다. 상기 수학식 5는 상기 수학식 1에 기재된 NI 항목을 단말이 계산하는 식을 나타낸다.
단말은 서빙 기지국으로부터 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 수신한 IoT_FPx 값, 즉 해당 주파수 파티션에서의 간섭 레벨(즉, IoT 값)을 이용하여 NI 값 산출하고, 산출된 NI 값을 이용하여 핸드오버 완료 후에 상향링크 첫 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 결정할 수 있다. 또한, 상기 수학식 1에 나타낸 것과 같이 단말이 핸드오버 후에 상향링크 첫 전송을 위한 상향링크 전력을 결정하기 위해 옵셋값이 필요하다.
또한, 제 1 실시예와 같이, 서빙 기지국은 단말의 핸드오버 완료 후 상향링크 첫 전송을 위한 옵셋값을 단말에게 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 이때 서빙 기지국은 옵셋값을 단말의 상향링크 첫 전송이 데이터 채널 전송이면 offsetData 파라미터 형태로, 제어 채널 전송이면 offsetControl 파라미터 형태로 전송해 줄 수 있다. 서빙 기지국은 offsetData 파라미터와 offsetControl 파라미터를 모두 단말에게 전송해 줄 수도 있으며, 선택적으로 전송해 줄 수도 있다.
그러면, 단말의 프로세서(155)는 서빙 기지국으로부터 수신한 옵셋값과 해당 주파수 파티션에 대한 IoT값을 이용하여 핸드오버 완료후의 상향링크 첫 전송을 위한 전송 전력을 결정할 수 있다. 그리고, 단말의 프로세서(155)는 서빙 기지국으로부터 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 수신한 옵셋값, IoT값과 나머지 전력 제어 파라미터들은 서빙 기지국의 전력 제어 파라미터들의 값을 그대로 이용하여 핸드오버 완료 후의 상향링크 첫 전송을 위한 전송 전력을 결정할 수 있다.
AAI-ULPC-NI 메시지의 경우 그 주기가 다른 전력 제어 메시지 주기보다 클 수 있다. 따라서, 핸드오버 시 단절 시간(interruption time) 내에 수신하지 못할 가능성이 크다. 또한, 다른 전력 제어 파라미터들도 디폴트 값으로 설정될 수 있다.
단말의 프로세서(155)가 상향링크 첫 전송을 위한 전송 전력을 결정하는 데 있어서, 옵셋값과 IOT_FPx 파라미터를 제외한 나머지 필요한 전력 파라미터들은 사전에 정해진 디폴트 값을 이용할 수 있다. 또는, 단말은 서빙 기지국의 전력 제어 파라미터 정보를 재사용할 수 있다. 즉, 단말이 서빙 기지국으로부터 옵셋값과 IOT_FPx 파라미터를 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 수신한다면, 단말의 프로세서(155)는 옵셋값 및 IOT_FPx 파라미터 값을 이용하되, 나머지 전력 제어 파라미터 값들은 서빙 기지국의 전력 제어 파라미터 값들로 그대로 재사용하여 핸드오버 완료 후의 상향링크 첫 전송을 위한 전력을 결정할 수 있다. 또한, 단말이 타겟 기지국에 대해 레인징 프로세스(Ranging process) 완료 후 타겟 기지국으로부터 옵셋값 및 IOT_FPx 파라미터를 CDMA Allocation A-MAP IE 메시지를 통해 수신한다면, 단말의 프로세서(155)는 옵셋값 및 IOT_FPx 파라미터값을 이용하되, 나머지 전력 제어 파라미터들의 값은 사전에 정해진 디폴트 값을 이용하여 핸드오버 완료 후의 상향링크 첫 전송을 위한 전력을 결정할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 다양한 실시예에 따라, 기지국은 핸드오버 중인 단말이 핸드오버 완료 후 상향링크 전송을 위한 전송 전력을 결정하는 것을 지원해 줄 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
산업상 이용가능성
상향링크 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법은 IEEE 802.16, 3GPP LTE, LTE-A 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능하다.
Claims (8)
- 무선통신 시스템에서 단말의 상향링크 전력 제어 방법에 있어서,
기지국으로부터 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨이 변경되었음을 지시하는 제 1 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정하는 단계를 포함하는, 상향링크 전력 제어 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 결정된 전송 전력값으로 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 상향링크 전력 제어 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정하는 단계는,
상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 잡음 및 간섭 레벨을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 잡음 및 간섭 레벨을 이용하여 상향링크 전송 전력값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 상향링크 전력 제어 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 메시지는 AAI-ULPC NI(Advanced Air Interface-UpLink Power Control Noise and Interference) 레벨 방송 메시지인, 상향링크 전력 제어 방법. - 무선통신 시스템에서 상향링크 전력 제어하는 단말 장치에 있어서,
기지국으로부터 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨이 변경되었음을 지시하는 제 1 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 수신 안테나; 및
상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 상향링크 전송을 위한 전송 전력값을 결정하는 프로세서를 포함하는, 단말 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 결정된 전송 전력값으로 상기 기지국으로 상향링크 신호를 전송하는 송신 안테나를 더 포함하는, 단말 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제 1 정보 및 상기 제 1 메시지에 포함된 사운딩 채널에 대한 간섭 레벨 또는 적어도 하나의 주파수 파티션의 간섭 레벨에 기초하여 잡음 및 간섭 레벨을 산출하며, 상기 산출된 잡음 및 간섭 레벨을 이용하여 상향링크 전송 전력값을 결정하는, 단말 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 제 1 메시지는 AAI-ULPC NI(Advanced Air Interface-UpLink Power Control Noise and Interference) 레벨 방송 메시지인, 단말 장치.
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