KR20140140548A - 무선 접속 시스템에서 상향링크 전송 파워 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 캐리어 병합(Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 전송 파워를 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 1 TA 그룹(TAG: Timing Advance Group)과 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 2 TAG 에 대한 각각의 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 수신하는 단계, 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 이용하여 제 1 TAG 와 제 2 TAG 의 상향링크 전송 타이밍을 조정하는 단계, 제 1 컴포넌트 캐리어 그룹과 제 2 컴포넌트 캐리어 그룹의 전이 구간(transient period)을 제외한 서로 다른 서브프레임이 중복되는 영역에서 단말의 최대 전송 파워(maximum Tx power)가 파워 제어 요구 사항을 넘어서는 경우, 전이 구간을 재설정하는 단계 및 재설정된 전이 구간에 따라 상향링크 전송 파워를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 접속 시스템에서 상향링크 전송 파워 제어 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING UPLINK TRANSMIT POWER IN WIRELESS ACCESS SYSTEM}

본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 캐리어 병합(Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 전송 파워를 제어하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

차세대 무선 접속 시스템의 요구 조건에서 가장 중요한 것 중 하나는 높은 데이터 전송율 요구량을 지원할 수 있어야 하는 것이다. 이를 위하여 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission), 릴레이(relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

종래의 무선 접속 시스템에서는 상향링크와 하향링크 간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 캐리어(carrier)만을 고려하였다. 예를 들어, 단일 캐리어를 기반으로, 상향링크와 하향링크를 구성하는 캐리어의 개수가 각각 1 개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적인 무선 통신 시스템이 제공되었다.

다만, 주파수 자원이 포화상태인 실정을 감안하여, 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위해 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작시킬 수 있는 기본적 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 도입하고 있다.

여기서, 각각의 독립적인 운용이 가능한 대역폭 단위의 캐리어를 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)라고 칭할 수 있다. 증가하는 전송 용량을 지원하기 위해, 최근의 3GPP LTE-A 또는 802.16m 은 20MHz 또는 그 이상까지 계속 그 대역폭을 확장하고 있다. 이 경우 하나 또는 그 이상의 컴포넌트 캐리어를 집성하여 광대역을 지원한다. 예를 들어, 하나의 컴포넌트 캐리어가 5MHz, 10MHz 또는 20MHz 의 대역폭을 지원한다면, 최대 5 개의 컴포넌트 캐리어를 묶어 최대 100MHz 까지의 시스템 대역폭을 지원하는 것이다.

기존의 통신 시스템에서는 단말이 복수 개의 컴포넌트 캐리어를 병합하는 경우에도, 복수 개의 컴포넌트 캐리어에 동일하게 TA(Timing Advance)를 적용하였다.

다만, 단말이 서로 다른 밴드에 속한 컴포넌트 캐리어 혹은 주파수 상으로 많이 이격된 컴포넌트 캐리어를 병합하는 경우에도 복수 개의 컴포넌트 캐리어에 동일한 TA 값을 적용하는 경우에 상향링크 신호의 동기(synchronization)에 심각한 영향을 끼칠 수 있어, 각 컴포넌트 캐리어 별로 서로 다른 TA(multiple TA) 값을 적용해야 필요성이 고려되고 있다.

본 발명의 목적은 무선 접속 시스템, 바람직하게 캐리어 병합을 지원하는 무선 접속 시스템에서 다중 TA(multiple TA)를 적용하는 경우에 전이 구간(transient period)에서의 단말의 상향링크 전송 파워를 원활하게 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상은, 캐리어 병합(carrier aggregation)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 전송 파워를 제어하기 위한 방법에 있어서, 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 1 TA 그룹(TAG: Timing Advance Group)과 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 2 TAG 에 대한 각각의 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 수신하는 단계, 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 이용하여 제 1 TAG 와 제 2 TAG 의 상향링크 전송 타이밍을 조정하는 단계, 제 1 컴포넌트 캐리어 그룹과 제 2 컴포넌트 캐리어 그룹의 전이 구간(transient period)을 제외한 서로 다른 서브프레임이 중복되는 영역에서 단말의 최대 전송 파워(maximum Tx power)가 파워 제어 요구 사항을 넘어서는 경우, 전이 구간을 재설정하는 단계 및 재설정된 전이 구간에 따라 상향링크 전송 파워를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상은, 캐리어 병합(carrier aggregation)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 상향링크 전송 파워를 제어하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛 및 프로세서를 포함하고, 프로세서는 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 1 TA 그룹(TAG)과 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 2 TAG 에 대한 각각의 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 수신하고, 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 이용하여 제 1 TAG 와 제 2 TAG 의 상향링크 전송 타이밍을 조정하고, 제 1 컴포넌트 캐리어 그룹과 제 2 컴포넌트 캐리어 그룹의 전이 구간(transient period)을 제외한 서로 다른 서브프레임이 중복되는 영역에서 단말의 최대 전송 파워(maximum Tx power)가 파워 제어 요구 사항을 넘어서는 경우, 전이 구간을 재설정하며, 재설정된 전이 구간에 따라 상향링크 전송 파워를 제어하도록 설정될 수 있다.

바람직하게, 중복되는 영역을 포함하도록 제 1 TA 값과 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 전이 구간 중 큰 값으로 전이 구간이 재설정될 수 있다.

바람직하게, 제 1 TAG 와 제 2 TAG 중 어느 하나의 전이 구간만이 제 1 TA 값과 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 전이 구간 중 큰 값으로 재설정될 수 있다.

바람직하게, 제 1 TAG 가 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 포함하는 경우, 제 2 TAG 의 전이 구간만이 제 1 TA 값과 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 전이 구간 중 큰 값으로 재설정될 수 있다.

바람직하게, 제 1 TAG 가 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 포함하는 경우, 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 우선적으로 보호하기 위해서, 제 2 TAG 의 전이 구간이 제 1 TAG 의 전이 구간과 일치하도록 재설정되고, 제 2 TAG 의 중복되는 영역에서 전송되는 데이터는 펑처링(puncturing)되며, 펑처링된 데이터는 제 2 TAG 의 중복되는 영역을 포함하는 서브프레임의 중복되는 영역 이외의 영역에서 레이트 매칭(rate matching)되어 전송될 수 있다.

바람직하게, 중복되는 영역에서 전송되는 상향링크 채널의 우선 순위를 고려하여 제 1 TAG 및 제 2 TAG 중 우선 순위가 낮은 상향링크 채널을 포함하는 TAG 의 전이 구간이 우선 순위가 높은 상향링크 채널을 포함하는 TAG 의 전이 구간과 일치하도록 재설정되고, 우선 순위가 낮은 TAG 의 중복되는 영역에서 전송되는 데이터는 펑처링(puncturing)되며, 펑처링된 데이터는 우선 순위가 낮은 TAG 의 중복되는 영역을 포함하는 서브프레임의 중복되는 영역 이외의 영역에서 레이트 매칭(rate matching)되어 전송될 수 있다.

바람직하게, 상향링크 채널의 우선 순위는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 가장 높고, 그 다음은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 혹은 PRACH(Physical Random Access Channel)이며, 그 다음은 SRS(Sounding Reference Signal)로 정해질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 무선 접속 시스템, 바람직하게는 캐리어 병합을 지원하는 무선 접속 시스템에서 다중 TA(multiple TA)를 적용하는 경우에 전이 구간(transient period)을 재정의함으로써 전이 구간에서의 단말의 상향링크 전송 파워를 원활하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 접속 시스템, 바람직하게는 캐리어 병합을 지원하는 무선 접속 시스템에서 다중 TA(multiple TA)를 적용하는 경우에 전이 구간(transient period)에서 상향링크 채널 간의 우선 순위를 정의함으로써 전이 구간에서의 단말의 상향링크 전송 파워를 원활하게 제어할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 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 특징을 설명한다.
도 1 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 3GPP LTE 에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3 은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 4 는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5 는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 6 및 도 7 은 캐리어 병합 타입에 따른 주파수 밴드의 위치 관계를 예시한다.
도 8 은 LTE 시스템의 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE-A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.
도 10 은 상향링크-하향링크 프레임 타이밍을 예시한다.
도 11 은 타이밍 어드밴스 명령 MAC 제어 요소를 예시한다.
도 12 는 일반적인 ON/OFF 타임 마스크를 예시하는 도면이다.
도 13 은 PRACH(Physical Random Access Channel) ON/OFF 타임 마스크를 예시하는 도면이다.
도 14 는 단일의 SRS 타임 마스크를 예시하는 도면이다.
도 15 는 이중의(dual) SRS 타임 마스크를 예시하는 도면이다.
도 16 은 슬롯/서브프레임 경계에서의 타임 마스크를 예시하는 도면이다.
도 17 내지 도 20 은 PUCCH/PUSCH/SRS 타임 마스크를 예시하는 도면이다.
도 21 은 병합된 컴포넌트 캐리어 간에 서로 다른 상향링크 전파가 발생되는 상황을 예시하는 도면이다.
도 22 는 각 컴포넌트 캐리어 별로 다중 TA 의 적용하는 예를 도시하는 도면이다.
도 23 내지 도 30 은 멀티 TA 환경에서 캐리어 병합을 지원하는 단말의 전송 프레임 구조를 예시하는 도면이다.
도 31 내지 도 34 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 TA 환경에서 전이 구간을 재설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 35 는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

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.

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.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 전송 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D 장치(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA 는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA 는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA 는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA 를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA 를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA 를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE 의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명이 적용될 수 있는 3 GPP LTE -A CA 시스템

도 1 은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S101 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색 (Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널 (P-SCH: Primary Synchronization Channel) 및 부동기 채널 (S-SCH: Secondary Synchronization Channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널 (PBCH: Physical Broadcast Channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호 (DL RS: Downlink Reference Signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 S102 단계에서 물리하향링크제어채널 (PDCCH: Physical Downlink Control Channel) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널 (PDSCH: Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S103 내지 단계 S106 과 같은 임의 접속 과정 (Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널 (PRACH: Physical Random Access Channel)을 통해 프리앰블 (preamble)을 전송하고(S103), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 임의 접속의 경우, 단말은 추가적인 물리임의접속채널 신호의 전송(S105) 및 물리하향링크제어채널 신호 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 신호의 수신(S106)과 같은 충돌해결절차 (Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널 신호 및/또는 물리하향링크공유채널 신호의 수신(S107) 및 물리상향링크공유채널 (PUSCH: Physical Uplink Shared Channel) 신호 및/또는 물리상향링크제어채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel) 신호의 전송(S108)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보 (UCI: Uplink Control Information)라고 지칭한다. UCI 는 HARQ-ACK/NACK (Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR (Scheduling Request), CQI (Channel Quality Indication), PMI (Precoding Matrix Indication), RI (Rank Indication) 정보 등을 포함한다.

LTE 시스템에서 UCI 는 일반적으로 PUCCH 를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH 를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH 를 통해 UCI 를 비주기적으로 전송할 수 있다.

도 2 는 3GPP LTE 에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2 개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms 이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE 는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP 에는 확장 순환 전치(extended CP)와 일반 순환 전치(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 순환 전치에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7 개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 순환 전치에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 순환 전치인 경우보다 적다. 확장 순환 전치의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6 개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 순환 전치가 사용될 수 있다.

일반 순환 전치가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14 개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 2 의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2 개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5 개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1 개의 서브프레임은 2 개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS 는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS 는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 3 은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 3 을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7 개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12 개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 NDL 은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 4 는 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 4 를 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3 개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE 에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.

PCFICH 는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH 는 상향링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH 를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

도 5 는 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 5 를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH 와 PUSCH 을 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말에 대한 PUCCH 에는 서브 프레임 내에 RB 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB 들은 2 개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH 에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

캐리어 병합( Carrier Aggregation )

본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어(Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1 개 이상의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.

본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 불연속적인 스펙트럼 조각의 집성은 스펙트럼 조각의 위치와 요구되는 총 대역폭에 따라 구현측면에서의 난해함이 좌우된다.

또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다.) 수 또는 대역 주파수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수 또는 대역 주파수가 서로 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.

두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 LTE-Advanced 단말은 그 능력에 따라 복수의 CC 를 동시 송수신할 수 있게 된다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1 개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz 보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.

LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독 혹은 상향링크 자원 단독 또는 하향링크 + 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1 개의 DL CC 와 1 개의 UL CC 를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2 개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC 를 가지며 UL CC 의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다. 또는, 그 반대로 DL CC 와 UL CC 가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC 의 수보다 UL CC 가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합(carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀(Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.

LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P 셀과 S 셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. P 셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P 셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. S 셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P 셀은 하나만 할당되며, S 셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S 셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 만일 크로스 캐리어(cross-carrier) 스케쥴링을 하는 경우 또는 단일의 상향링크(1UL)만이 설정되는 경우, 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P 셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S 셀에는 PUCCH 가 존재하지 않는다.

이하의 실시예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S 셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.

표 1 의 3GPP LTE-A 시스템에서 동작 밴드(operating bands)를 나타낸다.

단일 E-UTRA 동작 밴드는 인트라-밴드 연속적 캐리어 병합 및 인트라-밴드 비연속적 캐리어 병합에 모두 사용될 수 있다. 반면, 인터-밴드 캐리어 병합을 위해, 복수의 E-UTRA 동작 밴드가 사용될 수도 있다. 이하에서는 설명의 이해를 돕기 위해, 두 개의 E-UTRA 동작 밴드가 사용된다고 가정한다. 그러나, 이는 예시로서 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.

위의 표 1 을 기준으로 4 가지의 캐리어 병합 케이스(타입)이 구분될 수 있다.

도 6 및 도 7 은 캐리어 병합 타입에 따른 주파수 밴드의 위치 관계를 예시한다.

도 6 및 도 7 에서 각각의 박스는 상향링크 전송 또는 하향링크 전송에 사용되는 동작 밴드를 나타낸다(예, 표 1 의 E-UTRA 동작 밴드 참조). 도 6 및 도 7 에서 f_UL1 및 f_DL1 은 각각 첫 번째 CC 의 상향링크 캐리어 주파수 및 하향링크 캐리어 주파수를 나타낸다. 유사하게, f_UL2 및 f_DL2 는 각각 두 번째 CC 의 상향링크 캐리어 주파수 및 하향링크 캐리어 주파수를 나타낸다.

인트라-밴드 캐리어 병합(Intra-Band CA)은 인트라-밴드 연속적 캐리어 병합(Intra-Band Contiguous CA)(도 6 의 (a))과 인트라-밴드 비연속적 캐리어 병합(Intra-Band Non-Contiguous CA)(도 6 의 (b))으로 구분될 수 있다.

도 6 의 (a)를 참조하면, 복수(예, 2 개)의 상향링크 캐리어 주파수(f_UL1, f_UL2)는 하나의 동작 밴드 내에서 인접한다. 유사하게, 복수(예, 2 개)의 하향링크 캐리어 주파수(f_DL1, f_DL2)는 하나의 동작 밴드 내에서 인접한다. 반면, 도 6 의 (b)를 참조하면, 복수(예, 2 개)의 상향링크 캐리어 주파수(f_UL1, f_UL2)는 하나의 동작 밴드 내에서 서로 떨어져 있다. 유사하게, 복수(예, 2 개)의 하향링크 캐리어 주파수(f_DL1, f_DL2)는 하나의 동작 밴드 내에서 서로 떨어져 있다.

인터-밴드 캐리어 병합(Inter-Band CA)은 RF(Radio Frequency) 특성이 서로 다른 로 밴드(low-band)와 하이 밴드(high-band)의 캐리어들 간의 인터-밴드 캐리어 병합(도 7 의 (a))과 RF 특성이 유사하여 각 CC 별로 공통의 RF 단자를 사용할 수 있는 유사 주파수의 인터-밴드 캐리어 병합(도 7 의 (b))으로 구분될 수 있다.

도 7 을 참조하면, 복수(예, 2 개)의 상향링크 캐리어 주파수(f_UL1, f_UL2)는 각각 서로 다른 동작 밴드에 존재한다. 유사하게, 복수(예, 2 개)의 하향링크 캐리어 주파수(f_DL1, f_DL2)도 각각 서로 다른 동작 밴드에 존재한다.

도 8 은 LTE 시스템의 컴포넌트 캐리어(CC) 및 LTE-A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8 의 (a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC 와 UL CC 가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 최대 20MHz 의 주파수 범위를 가질 수 있다. (3GPP 릴리즈-11 표준 규격(specification) 기준)

도 8 의 (b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 8 의 (b)의 경우에 20MHz 의 주파수 크기를 갖는 3 개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC 와 UL CC 가 각각 3 개씩 있으나, DL CC 와 UL CC 의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3 개의 CC 를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 전송할 수 있다.

만약, 특정 셀에서 N 개의 DL CC 가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC 를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC 에 우선순위를 주어 주된 DL CC 를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE 는 L 개의 DL CC 는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.

하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH 가 전송되는 DL CC 와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC 간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ 를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.

캐리어 병합 시스템에서는 캐리어(또는 반송파) 또는 서빙 셀(Serving Cell)에 대한 스케줄링 관점에서 자가 스케줄링(Self-Scheduling) 방법 및 크로스 캐리어 스케줄링(Cross Carrier Scheduling) 방법의 두 가지가 있다. 크로스 캐리어 스케줄링은 크로스 컴포넌트 캐리어 스케줄링(Cross Component Carrier Scheduling) 또는 크로스 셀 스케줄링(Cross Cell Scheduling)으로 일컬을 수 있다.

자가 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH 가 동일한 DL CC 로 전송되거나, DL CC 에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH 가 UL Grant 를 수신한 DL CC 와 링크되어 있는 UL CC 를 통해 전송되는 것을 의미한다.

크로스 캐리어 스케줄링은 PDCCH(DL Grant)와 PDSCH 가 각각 다른 DL CC 로 전송되거나, DL CC 에서 전송된 PDCCH(UL Grant)에 따라 전송되는 PUSCH 가 UL 그랜트를 수신한 DL CC 와 링크되어 있는 UL CC 가 아닌 다른 UL CC 를 통해 전송되는 것을 의미한다.

크로스 캐리어 스케줄링 여부는 단말 특정(UE-specific)하게 활성화 또는 비활성화될 수 있으며, 상위계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링)을 통해서 반정적(semi-static)으로 각 단말 별로 알려질 수 있다.

크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우, PDCCH 에 해당 PDCCH 가 지시하는 PDSCH/PUSCH 가 어느 DL/UL CC 를 통해서 전송되는지를 알려주는 캐리어 지시자 필드(CIF: Carrier Indicator Field)가 필요하다. 예를 들어, PDCCH 는 PDSCH 자원 또는 PUSCH 자원을 CIF 를 이용하여 다수의 컴포넌트 캐리어들 중 하나에 할당할 수 있다. 즉, DL CC 상에서의 PDCCH 가 다중 집성된 DL/UL CC 중 하나에 PDSCH 또는 PUSCH 자원을 할당하는 경우 CIF 가 설정된다. 이 경우, LTE Release-8 의 DCI 포맷은 CIF 에 따라 확장될 수 있다. 이때 설정된 CIF 는 3bit 필드로 고정되거나, 설정된 CIF 의 위치는 DCI 포맷 크기와 무관하게 고정될 수 있다. 또한, LTE Release-8 의 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)를 재사용할 수도 있다.

반면, DL CC 상에서의 PDCCH 가 동일한 DL CC 상에서의 PDSCH 자원을 할당하거나 단일 링크된 UL CC 상에서의 PUSCH 자원을 할당하는 경우에는 CIF 가 설정되지 않는다. 이 경우, LTE Release-8 과 동일한 PDCCH 구조(동일 코딩 및 동일한 CCE 기반의 자원 매핑)와 DCI 포맷이 사용될 수 있다.

크로스 캐리어 스케줄링이 가능할 때, 단말은 CC 별 전송 모드 및/또는 대역폭에 따라 모니터링 CC 의 제어영역에서 복수의 DCI 에 대한 PDCCH 을 모니터링하는 것이 필요하다. 따라서, 이를 지원할 수 있는 검색 공간의 구성과 PDCCH 모니터링이 필요하다.

캐리어 병합 시스템에서, 단말 DL CC 집합은 단말이 PDSCH 을 수신하도록 스케줄링된 DL CC 의 집합을 나타내고, 단말 UL CC 집합은 단말이 PUSCH 을 전송하도록 스케줄링된 UL CC 의 집합을 나타낸다. 또한, PDCCH 모니터링 집합(monitoring set)은 PDCCH 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 DL CC 의 집합을 나타낸다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합과 같거나, 단말 DL CC 집합의 부집합(subset)일 수 있다. PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합내의 DL CC 들 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는 PDCCH 모니터링 집합은 단말 DL CC 집합에 상관없이 별개로 정의될 수 있다. PDCCH 모니터링 집합에 포함되는 DL CC 는 링크된 UL CC 에 대한 자가-스케줄링(self-scheduling)은 항상 가능하도록 설정될 수 있다. 이러한, 단말 DL CC 집합, 단말 UL CC 집합 및 PDCCH 모니터링 집합은 단말 특정(UE-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 셀 특정(Cell-specific)하게 설정될 수 있다.

크로스 캐리어 스케줄링이 비활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 항상 단말 DL CC 집합과 동일하다는 것을 의미하며, 이러한 경우에는 PDCCH 모니터링 집합에 대한 별도의 시그널링과 같은 지시가 필요하지 않다. 그러나, 크로스 캐리어 스케줄링이 활성화된 경우에는 PDCCH 모니터링 집합이 단말 DL CC 집합 내에서 정의되는 것이 바람직하다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 또는 PUSCH 을 스케줄링하기 위하여 기지국은 PDCCH 모니터링 집합만을 통해 PDCCH 을 전송한다.

도 9 는 크로스 캐리어 스케줄링에 따른 LTE-A 시스템의 서브 프레임 구조를 나타낸다.

도 9 를 참조하면, LTE-A 단말을 위한 DL 서브프레임은 3 개의 DL CC 가 결합되어 있으며, DL CC 'A'는 PDCCH 모니터링 DL CC 로 설정된 경우를 나타낸다. CIF 가 사용되지 않는 경우, 각 DL CC 는 CIF 없이 자신의 PDSCH 을 스케줄링하는 PDCCH 을 전송할 수 있다. 반면, CIF 가 상위 계층 시그널링을 통해 사용되는 경우, 단 하나의 DL CC 'A'만이 CIF 를 이용하여 자신의 PDSCH 또는 다른 CC 의 PDSCH 을 스케줄링하는 PDCCH 을 전송할 수 있다. 이때, PDCCH 모니터링 DL CC 로 설정되지 않은 DL CC 'B' 와 'C'는 PDCCH 을 전송하지 않는다.

이와 같이 캐리어 병합이 적용되는 시스템에서, 단말은 복수개의 DL CC 를 통해서 복수개의 PDSCH 를 수신할 수 있고, 이러한 경우 단말은 각각의 데이터에 대한 ACK/NACK 을 하나의 서브프레임에서 하나의 UL CC 상에서 전송하여야 하는 경우가 발생하게 된다. 하나의 서브프레임에서 복수개의 ACK/NACK 을 PUCCH 포맷 1a/1b 을 이용하여 전송하는 경우, 높은 전송 전력이 요구되며 상향링크 전송의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 증가하게 되고 전송 전력 증폭기의 비효율적인 사용으로 인하여 단말의 기지국으로부터의 전송 가능 거리가 감소할 수 있다. 하나의 PUCCH 를 통해서 복수개의 ACK/NACK 을 전송하기 위해서는 ACK/NACK 번들링(bundling) 또는 ACK/NACK 다중화(multiplexing)가 적용될 수 있다.

전송 타이밍 조정( Transmission timing adjustments )

LTE/LTE-A 시스템에서 셀 내에 위치하는 서로 다른 단말로부터 수신되는 상향링크 전송 간에는 직교성이 보장되어 서로 간섭을 일으키지 않는다. 다만, 이러한 상향링크 직교성이 보장되기 위해서는 서로 다른 단말들로부터 동일한 서브프레임 내에서 서로 다른 주파수 자원을 사용하여 전송되는 상향링크 신호들이 기지국에 도달하는 시간이 정렬되어야 한다. 다시 말해, 서로 다른 단말들로부터 수신된 신호 간에 직교성을 보장하고 상호 간의 간섭을 피하기 위해서는 서로 다른 단말로부터 전송되는 상향링크 신호들이 기지국에 도달하는 시간 격차는 순환 전치 길이보다 작아야 한다.

동일한 셀 내에 위치하는 서로 다른 단말들과 기지국 간의 거리는 서로 다르므로 이로 인한 전파 시간(propagation time)의 차이가 발생될 수 있으며, 각 단말의 상향링크 전송 타이밍을 조절할 필요가 있다. 이처럼 각 단말의 상향링크 전송 타이밍을 조절하기 위하여 타이밍 어드밴스(timing advance) 방식을 사용할 수 있다. 타이밍 어드밴스는 하향링크 서브프레임의 시작점과 해당 단말로부터 전송되는 상향링크 서브프레임 사이의 오프셋을 의미하며, 단말 입장에서는 음수의 오프셋 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 기지국에서 보다 멀리 위치한 단말은 더 큰 전파 지연을 겪기 때문에, 기지국에 보다 가까이 위치한 단말들에 비하여 보다 빨리 상향링크 신호를 전송하게 된다. 이와 같이, 각 단말에 대하여 오프셋 값을 적절하게 조절함으로써 서로 다른 단말들로부터 수신된 신호들의 타이밍을 정렬할 수 있다.

도 10 은 상향링크-하향링크 프레임 타이밍을 예시한다.

도 10 을 참조하면, 단말에서의 상향링크 무선 프레임 i 의 전송은 해당 하향링크 무선 프레임보다 (N_TA+N_TAoffset)*T_s 초 이전에 시작된다. Rel-8/9 및 10 의 LTE 시스템의 경우, 0≤N_TA≤20512 이며, 프레임 구조 타입 1(FDD)에서 N_TAoffset=0 이며, 프레임 구조 타입 2(FDD)에서 N_TAoffset=624 이다. 단말이 N_TA 값을 임의 접속 응답(Random Access Response) 메시지의 타이밍 어드밴스 명령(timing advance command) 등을 통해 수신하면, 단말은 프라이머리 셀(P 셀)의 PUCCH/PUSCH/SRS(Sounding Reference Signal)의 상향링크 전송 타이밍을 조정한다. 타이밍 어드밴스 명령은 현재 상향링크 타이밍을 기준으로 상향링크 타이밍의 변화를 16T_s 의 배수로 지시한다. 이때, 세컨더리 셀(S 셀)의 PUSCH/SRS 의 상향링크 전송 타이밍은 프라이머리 셀과 동일할 수 있다.

임의 접속 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 명령(T_A)은 11-비트로서 T_A 는 0,1,2,…,1282 의 값을 나타내고, 타이밍 조정 값(N_TA)은 N_TA=T_A*16 으로 주어진다. 그 외의 경우, 타이밍 어드밴스 명령(T_A)은 6-비트로서 T_A 는 0,1,2,…,63 의 값을 나타내고 타이밍 조정 값(N_TA)은 N_{TA , new}=N_{TA , old}+(T_A-31)*16 으로 주어진다.

타이밍 어드밴스 명령은 MAC(Medium Access Control) 제어 요소(control element)를 통해 각 단말에 전송될 수 있으며, 이에 대하여 도 11 을 참조하여 설명한다.

도 11 은 타이밍 어드밴스 명령 MAC 제어 요소를 예시한다.

도 11 을 참조하면, 타이밍 어드밴스 명령 MAC 제어 요소는 LCID(Logical Channel ID)를 포함하는 MAC PDU(Packet Data Unit) 서브 헤더에 의하여 식별될 수 있다. 타이밍 어드밴스 명령 MAC 제어 요소는 단일 옥텟(octec)을 구성되며, 고정된 크기를 가진다.

"R"는 예약된 비트를 나타내며, 0 으로 설정된다. 타이밍 어드밴스 명령 필드는 인덱스 값(T_A)을 지시하고, 단말이 적용해야 하는 타이밍 조정의 양을 제어하기 위하여 사용된다. 이 필드의 길이는 6 비트를 가진다.

서브프레임 n 에서 수신된 타이밍 어드밴스 명령은 서브프레임 n+6 부터 적용된다. 여기서, N_TA 의 값은 양 혹은 음의 값을 가질 수 있으며, 주어진 값에 따라 각각 상향링크 전송 타이밍의 전진(advancing) 혹은 지연(delay)를 지시할 수 있다.

서브프레임 n 에서 수신된 타이밍 어드밴스 명령은 서브프레임 n+6 부터 적용된다. 타이밍 조정(timing adjustment)에 의하여 서브프레임 n 과 서브프레임 n+1 에서 단말의 상향링크 PUCCH/PUSCH/SRS 전송이 겹치게 되면(overlap), 단말은 서브프레임 n 에서의 전송을 완료하고 서브프레임 n+1 에서 겹치는 부분을 전송하지 않을 수 있다.

수신된 하향링크 타이밍이 변경되고, 타이밍 어드밴스 명령 없이 상향링크 타이밍 조정에 의하여 보상되지 않거나 부분적으로 보상되는 경우에, 단말은 그에 맞춰서 N_TA 값을 변경한다.

임의 접속 응답 그랜트( random access response grant )

상위 계층은 20-비트 상향링크 그랜트(UL Grant)를 물리 계층에 지시한다. 이는 물리 계층에서의 임의 접속 응답 그랜트(random access response grant)를 나타낸다.

20 비트는 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit)부터 시작하여 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)까지 다음과 같이 구성된다.

- 도약 플래그(Hopping flag): 1 비트

- 고정된 크기 자원 블록 지정(fixed size resource block assignment): 10 비트

- 잘라낸(truncated) 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme): 4 비트

- 스케줄링된 PUSCH 를 위한 전송 파워 제어(TPC: Transmission Power Control) 명령: 3 비트

- 상향링크 지연(UL delay): 1 비트

- 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information) 요청: 1 비트

단말은 해당 임의 접속 응답 그랜트 내 단일 비트의 주파수 도약(FH: Frequency Hopping) 필드가 1 로 설정되고, 상향링크 자원 블록 지정이 타입 0 이면 PUSCH 주파수 도약을 수행한다. 반면, 그렇지 않은 경우, PUSCH 주파수 도약을 수행되지 않는다. 도약 플래그가 설정되면, 단말은 고정된 크기 자원 블록 지정(fixed size resource block assignment) 필드를 통해 지시 받은 대로 PUSCH 도약을 수행한다.

고정된 크기 자원 블록 지정(fixed size resource block assignment) 필드는 다음과 같다.

먼저, 상향링크 자원 블록 개수가

인 경우, 고정된 크기 자원 블록 지정에서 b 개의 LSB 를 잘라내고(truncate), 일반적인(regular) DCI 포맷 0 의 방식에 따라 잘라진 자원 블록 지정을 해석한다. 여기서, b 는 아래 수학식 1 과 같다.

반면, 그렇지 않은 경우, 고정된 크기 자원 블록 지정 내 N_{UP hop} 개의 도약 비트 다음에 0 으로 설정된 b 개의 MSB 를 삽입하고, 일반적인(regular) DCI 포맷 0 의 방식에 따라 확장된 자원 블록 지정을 해석한다. 여기서, 도약 플래그가 1 로 설정되면 도약 비트의 개수(N_{UP hop})는 0 이며, b 는 아래 수학식 2 와 같다.

또한, 잘라진 변조 및 코딩 방식(truncated MCS) 필드는 임의 접속 응답 그랜트에 해당하는 MCS 로 해석될 수 있다.

TPC 명령(δ _msg2)은 PUSCH 의 파워를 설정하기 위하여 사용되고, 아래 표 2 에 따라 해석될 수 있다.

표 2 는 스케줄링된 PUSCH 를 위한 TPC 명령(δ _msg2)을 나타낸다.

비경쟁 기반 임의 접속 절차(non-contention based random access procedure)에서, CSI 요청 필드에 의하여 비주기적 CQI, PMI, RI 보고가 해당 PUSCH 전송에 포함되는지 여부가 결정될 수 있다. 반면, 경쟁 기반 임의 접속 절차(contention based random access procedure)에서 CSI 요청 필드는 예약되어 있다.

상향링크 지연(UL delay)는 TDD 및 FDD 시스템 모두 적용되며, PUSCH 의 지연이 도입되는지 여부를 지시하기 위하여 0 또는 1 로 설정될 수 있다.

상향링크 파워 제어

시스템 능력(capacity)를 최대화하고, 셀 간 간섭을 최소화하기 위하여 단말 별로 적절한 상향링크 파워 제어가 필요하다. 또한, 셀 중심에 위치한 단말과 셀 경계에 위치한 단말에 동등한 서비스를 제공하기 위하여 상향링크 파워 제어가 필요하다. 구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 동일한 셀에 위치하는 단말 간의 직교성을 유지하기 위하여 서로 다른 단말로부터 전송되는 상향 링크 신호의 도달 시간을 정렬하더라도, 기지국과 각 단말들 간의 거리가 서로 다르므로 각 단말로부터 전송되는 상향링크 신호들이 겪는 경로 손실(path loss)이 현저하게 다를 수 있다. 만약 두 단말이 동일한 전송 파워로 전송하고 기지국과의 거리 차이에 따라 기지국에서 수신되는 신호의 세기가 현저하게 다르다면 신호 세기 강한 신호로부터 약한 신호로 상당한 간섭이 발생할 수 있으므로, 각 단말의 상향링크 파워 제어를 통해 기지국에서 각 상향링크 신호들이 대략적으로 같은 세기로 수신되도록 조절할 필요가 있다.

LTE-A 시스템에서는 상향링크 물리 채널 별로(예를 들어, PUSCH, PUCCH, SRS 등)에 대하여 서로 다른 상향링크 파워 제어 방식을 정의하고 있다. 다만, 모든 케이스에서 기지국에 의해 시그널링되는 정적(static) 혹은 반정적(semi-static) 파라미터에서 얻어진 값과 서브프레임 별로 업데이트되는 동적 오프셋 값의 합으로 결정되는 동일한 기본적인 원칙이 적용될 수 있다.

각 상향링크 물리 채널(혹은 신호) 별로 결정된 전송 파워는 해당 상향링크 물리 채널(혹은 신호)에 대한 전송 안테나 포트에 걸쳐서 분산된다. PUSCH 의 경우, PUSCH 전송 파워(

)는 PUSCH 전송 방식(scheme)을 위해 설정된 안테나 포트의 개수와 논-제로 PUSCH 전송을 가지는 안테나 포트의 개수의 비율로 먼저 스케일링(혹은 조정)되고, 스케일링된 파워는 논-제로 PUSCH 가 전송되는 안테나 포트에 걸쳐서 동일하게 분산된다. PUCCH 또는 SRS 의 경우, PUCCH 전송 파워(

) 또는 SRS 전송 파워(

)는 PUCCH 또는 SRS 를 위해 설정된 안테나 포트에 걸쳐 동일하게 분산된다.

는 P _{SRS ,c}(i) 의 선형 값(linear value)을 나타낸다.

이하, 각 상향링크 물리 채널(혹은 신호) 별로 전송 파워 제어 방법에 관하여 구체적으로 살펴본다.

1) PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)

단말의 PUSCH 전송 파워는 다음과 같이 설정된다.

단말이 서빙 셀(c)에서 PUCCH 와 동시에 PUSCH 를 전송하지 않는 경우, 단말은 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 단말의 PUSCH 전송 파워(

)는 아래 수학식 3 과 같이 정해진다.

또한, 단말이 서빙 셀(c)에서 PUCCH 와 동시에 PUSCH 를 전송하는 경우, 단말은 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 단말의 PUSCH 전송 파워(

)는 아래 수학식 4 과 같이 정해진다.

수학식 3 및 4 에서 P _{CMAX ,c}(i) 는 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 단말의 최대 전송 파워를 나타내고,

는 P _{CMAX ,c}(i) 의 선형 값(linear value)을 나타낸다.

는 P _PUCCH(i) 의 선형 값(linear value)을 나타낸다. M _{PUSCH ,c}(i) 는 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 유효한 자원 블록 개수로 표현되는 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터로서, 기지국이 할당하는 값이다.

P _{O _ PUSCH ,c}(j) 는 서빙 셀(c)에 대하여 상위 계층으로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P _{O _ NOMINAL _ PUSCH ,c}(j) 와 상위 계층에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P _{O _ UE _ PUSCH ,c}(j) 의 합으로 구성된 파라미터로서, 기지국이 단말에게 알려주는 값이다. 여기서, 반정적 그랜트(semi-persistent grant)에 해당하는 PUSCH (재)전송의 경우 j=0 이고, 동적 스케줄링 그랜트(dynamic scheduled grant)에 해당하는 PUSCH (재)전송의 경우 j=1 이며, 임의 접속 응답 그랜트(random access response grant)에 해당하는 PUSCH (재)전송의 경우 j=2 이다. j=2 일 때, P _{O_UE_PUSCH,c}(2)=0 이며, P _{O _ NOMINAL _ PUSCH ,c}(2) 는 아래 수학식 5 와 같이 정의된다.

수학식 5 에서 "preambleInitialReceivedTargetPower" 파라미터(P _{O _ PRE})와 Δ_{PREAMBLE_Msg3} 는 상위계층에 의하여 시그널링된다.

α _c(j) 는 상향링크 채널과 하향링크 채널 간의 경로 손실(PL: PathLoss) 불일치를 고려하여 상위 계층에서 결정되어 기지국이 3 비트로 전송해 주는 셀-특정 파라미터로서, j=0 또는 1 일 때 α _c ∈ {0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1} 이고, j=2 일 때 α _c(j)=1 이다.

PL _c 은 서빙 셀(c)에서 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로 손실 추정치로서, referenceSignalPower - 상위 계층 필터된 RSRP(higher layer filtered RSRP)로 정해진다. 여기서, "referenceSignalPower" 파라미터는 상위 계층에 의하여 제공되며, 상위 계층 필터된 RSRP 는 상위 계층 파라미터 "pathlossReferenceLinking"에 의하여 설정된다.

Δ_{TF ,c}(i) 는 MCS 보상 파라미터 또는 전송 포맷(TF: transport format) 보상 파라미터로 지칭되며, K _S=1.25 일 때 아래 수학식 6 과 같이 정해지며, K _S=0 일 때 0 과 같다. 여기서, K _S=0 는 전송 모드 2 인 경우에 해당한다. K _S 는 각 서빙 셀(c)에 대하여 상위 계층에 의해 제공되는 "deltaMCS-Enabled" 파라미터로 정해진다.

자원 요소 당 비트(BPRE: Bits Per Resource Element)는 제어 데이터의 경우, BPRE=O _CQI/N _RE 와 같으며, 그 외의 경우,

와 같다. 여기서, C 는 코드 블록의 개수, K _r 은 코드 블록(r)의 크기, O _CQI 는 CRC 비트 수를 포함한 CQI/PMI 비트 수, N _RE 는

로 결정되는 자원 요소의 개수를 나타낸다.

는 UL-SCH 데이터 없이 PUSCH 를 통해 제어 데이터를 전송하는 경우,

와 같으며, 그 외의 경우는 1 과 같다.

f _c(i) 는 서빙 셀(c)에 대하여 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 의미하며 보정 값(correction value) 혹은 TPC 명령(TPC command)으로 지칭되는 δ _{PUSCH ,c} 에 의하여 결정될 수 있다. δ _{PUSCH ,c} 는 서빙 셀(c)에 대한 DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 에 포함되거나 DCI 포맷 3/3A 를 가지는 PDCCH 내 다른 TPC 명령들과 조인트 코딩될 수 있다. 여기서, DCI 포맷 3/3A 의 CRC 패리티 비트는 TPC-PUSCH-RNTI 로 스크램블된다.

f _c(i) 는 이전의 전송 파워와 비교하여 상대적인 파워 값으로 정해질 수도 있으며, 이전의 전송 파워와 무관하게 절대적인 파워 값으로 정해질 수도 있다.

먼저, f _c(i) 가 상대적인 파워 값으로 정해지는 경우를 살펴본다.

상위 계층에 의하여 제공되는 "Accumulation-enabled" 파라미터에 기초하여 누적(accumulation)이 가능한 경우 혹은 TPC 명령(δ _{PUSCH ,c})이 서빙 셀(c)에 대한 DCI 포맷 0(DCI 포맷 0 의 CRC 패리티 비트는 임시 C-RNTI 로 스크램블 됨)을 가지는 PDCCH 에 포함되는 경우, f _c(i) 는 아래 수학식 7 과 같이 정의된다.

수학식 7 에서 δ _{PUSCH ,c}(i-K _PUSCH) 는 i-K _PUSCH 서브프레임에서 DCI 포맷 0/4 또는 3/3A 를 가지는 PDCCH 를 통해 시그널링되고, f _c(0) 는 리셋 또는 누적 후의 최초 값을 나타낸다.

K _PUSCH 값은 FDD 시스템의 경우 4 와 같으며, TDD 시스템의 경우 상향링크/하향링크 설정(UL/DL configuration)이 1 내지 6 과 같으면, 아래 표 3 을 따른다.

표 3 은 TDD 설정 0 내지 6 에서 K _PUSCH 값을 나타낸다.

다만, TDD 시스템에서 상향링크/하향링크 설정(UL/DL configuration)이 0 인 경우, 상향링크 인덱스(UL index)의 LSB 가 1 로 설정된 DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 를 통해 서브프레임 번호 2 또는 7 에서 PUSCH 전송이 스케줄되는 경우, K _PUSCH 는 7 과 같다. 그 외의 경우, K _PUSCH 는 위의 표 3 을 따른다.

단말은 DRX(Discontinuous Reception)를 제외하고 매 서브프레임에서 단말의 C-RNTI(Cell-RNTI)를 가지는 DCI 포맷 0/4 또는 SPS(Semi-Persistent Scheduling) C-RNTI 를 가지는 DCI 포맷 0 의 PDCCH 와 단말의 TPC-PUSCH-RNTI 를 가지는 DCI 포맷 3/3A 의 PDCCH 디코딩을 시도한다.

동일한 서브프레임에서 서빙 셀에 대한 DCI 포맷 0/4 과 DCI 포맷 3/3A 가 모두 검출되면, 단말은 DCI 포맷 0/4 내에서 제공된 δ _{PUSCH , c} 를 사용한다.

서빙 셀(c)에 대하여 TPC 명령이 디코딩되지 않는 서브프레임 혹은 DRX 가 발생된 서브프레임 혹은 TDD 시스템에서 상향링크 서브프레임이 아닌 서브프레임의 경우, δ _{PUSCH ,c}=0 (dB)이다.

DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 를 통해 시그널링되는 δ _{PUSCH ,c} (dB)의 누적 값은, 아래 표 4 와 같다. 다만, DCI 포맷 0 를 가지는 PDCCH 가 SPS 활성 또는 해제 PDCCH 로서 유효(validated)하면, δ _{PUSCH ,c} 는 0(dB)과 같다.

또한, DCI 포맷 3/3A 를 가지는 PDCCH 를 통해 시그널링되는 누적된 δ _PUSCH (dB)의 값은 아래 표 4 에서 주어지는 세트 1(SET 1) 또는 아래 표 5 에서 주어지는 세트 2(SET 2) 중 어느 하나와 같으며, 이는 상위 계층에 의해 제공되는 "TPC-Index" 파라미터에 의하여 결정된다.

만일, 단말의 전송 파워가 서빙 셀(c)에 대하여 P _{CMAX ,c} 에 도달하면, 서빙 셀(c)에 대한 양의 TPC 명령은 누적되지 않는다. 또한, 단말의 전송 파워가 최소 값에 도달하면, 음의 TPC 명령은 누적되지 않는다.

단말은 서빙 셀(c)의 경우 P _{O _ UE _ PUSCH ,c} 값이 상위 계층에 의하여 변경될 때 누적을 리셋하며, 프라이머리 셀의 경우 임의 접속 응답 메시지를 수신할 때 누적을 리셋할 수 있다.

표 4 는 DCI 포맷 0/3/4 의 TPC 명령 필드와 δ _{PUSCH ,c} 절대값 혹은 누적값의 매핑 관계를 나타낸다.

표 5 는 DCI 포맷 3A 의 TPC 명령 필드와 δ _{PUSCH ,c} 누적값의 매핑 관계를 나타낸다.

다음으로, f _c(i) 가 절대적인 파워 값으로 정해지는 경우를 살펴본다.

상위 계층에 의하여 제공되는"Accumulation-enabled" 파라미터에 기초하여 누적(accumulation)이 가능하지 않은 경우, f _c(i) 는 아래 수학식 8 과 같이 정의된다.

수학식 8 에서 δ _{PUSCH ,c}(i-K _PUSCH) 은 서빙 셀(c)에 대하여 i-K _PUSCH 서브프레임에서 DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 를 통해 시그널링된다.

K _PUSCH 값은 FDD 시스템의 경우 4 와 같으며, TDD 시스템의 경우 상향링크/하향링크 설정(UL/DL configuration)이 1 내지 6 이면 위의 표 3 을 따른다.

다만, TDD 시스템에서 상향링크/하향링크 설정(UL/DL configuration)이 0 인 경우, 상향링크 인덱스(UL index)의 LSB 가 1 로 설정된 DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 를 통해 서브프레임 번호 2 또는 7 에서 PUSCH 전송이 스케줄되는 경우, K _PUSCH 는 7 과 같다. 그 외의 경우, K _PUSCH 는 위의 표 3 을 따른다.

DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 를 통해 시그널링되는 δ _{PUSCH ,c} (dB)의 절대값은 위의 표 4 와 같다. 다만, DCI 포맷 0 를 가지는 PDCCH 가 SPS 활성 또는 해제 PDCCH 로서 유효(validated)하면, δ _{PUSCH ,c} 는 0(dB)과 같다.

서빙 셀(c)에서 DCI 포맷 0/4 를 가지는 PDCCH 가 디코딩되지 않은 서브프레임 혹은 DRX 가 발생된 서브프레임 혹은 TDD 시스템에서 상향링크 서브프레임이 아닌 서브프레임인 경우, f _c(i)=f _c(i-1) 이다.

앞서 설명한 PUSCH 파워 제어 조정 상태의 두 가지 타입(누적 값 혹은 현재의 절대 값)의 초기 값 f _c(*) 은 다음과 같이 설정된다.

P _{O _ UE _ PUSCH ,c} 값이 상위 계층에 의하여 변경되고 서빙 셀(c)이 프라이머리 셀이거나 P _{O _ UE _ PUSCH ,c} 값이 상위 계층에 의하여 수신되고 서빙 셀(c)이 세컨더리 셀인 경우, f _c(0)=0 이다.

그렇지 않은 경우, 서빙 셀(c)이 프라이머리 셀이면, f _c(0)=ΔP _rampup+δ _msg2 와 같다. 여기서, δ _msg2 는 임의 접속 응답에서 지시된 TPC 명령을 나타낸다. ΔP _rampup 는 상위 계층에 의하여 제공되며, 최초의 프리앰블로부터 마지막 프래임블까지의 총 파워의 증가분(ramp-up)에 해당한다.

앞서 설명한 방식에 따라 정해진 PUSCH 전송을 위한 단말의 총 전송 파워가

를 초과하게 되면, 단말은 서빙 셀(c)에 대하여 서브프레임 i 에서 아래 수학식 9 을 만족하도록

를 스케일링한다.

여기서,

는 P _PUCCH(i) 의 선형 값(linear value)을 나타내고,

는 P _{PUSCH ,c}(i) 의 선형 값을 나타내며,

는 서브프레임 i 에서 단말에 설정된 총 최대 출력 파워 P _CMAX 의 선형 값을 나타낸다. w(i) (0≤w(i)≤1)는 서빙 셀(c)을 위한

의 스케일링 인자를 의미한다. 서브프레임 i 에서 PUCCH 전송이 없는 경우,

이다.

단말이 서빙 셀(j)에서 상향링크 제어 정보(UCI)를 포함하는 PUSCH 를 전송하고, 그 외의 남은 서빙 셀에서 UCI 를 포함하지 않는 PUSCH 를 전송하면, 단말의 총 전송 파워가

를 초과하게 되면, 단말은 UCI 를 포함하지 않는 서빙 셀에 대하여 서브프레임 i 에서 아래 수학식 10 을 만족하도록

를 스케일링한다.

여기서,

는 UCI 를 포함하는 셀에서 PUSCH 전송 파워를 나타내고, w(i) 는 UCI 를 포함하지 않는 서빙 셀(c)을 위한

의 스케일링 인자를 의미한다.

이고, 단말의 총 전송 파워가

를 초과하지 않는 한,

에 파워 스케일링이 적용되지 않는다. w(i)＞0 일 때, w(i) 값은 서빙 셀에 걸쳐서 동일하나, 특정 서빙 셀에 대하여 w(i) 는 0 값을 가질 수 있다.

단말이 서빙 셀(j)에서 UCI 를 포함하여 PUCCH 와 PUSCH 를 동시에 전송하고, 그 이외의 남은 서빙 셀에서 UCI 없이 PUSCH 전송을 하며, 단말의 총 전송 파워가

를 초과하게 되면, 단말은 아래 수학식 11 및 12 에 따라

를 획득한다.

이하, 파워 헤드룸(Power headroom)에 관하여 설명한다.

기지국이 다수의 단말들에 대한 상향링크 전송 자원을 적절하게 스케줄하기 위해서, 각 단말은 자신의 가능한 파워 헤드룸(Power headroom) 정보를 기지국에 보고하고, 기지국은 각 단말이 서브프레임 당 사용 가능한 상향링크 대역폭을 결정하기 위해서 각 단말로부터 수신한 파워 헤드룸 보고(PHR: Power Headroom Report)를 이용할 수 있다. 이러한 방법은 단말에 할당되는 상향링크 자원을 적절하게 분배함으로써, 각 단말이 불필요한 상향링크 자원을 할당 받는 것을 방지할 수 있다.

파워 헤드룸 보고의 범위는 1dB 단위로 40dB 내지 -23dB 범위를 가질 수 있다. 여기서, 파워 헤드룸 보고 범위에서 '-' 값의 범위는 각 단말이 상향링크 그랜트(UL Grant)를 통해 할당 받은 전송 전력보다 많은 전송 전력을 이용하여 기지국으로 신호를 전송할 수 있는 범위를 나타낸다.

파워 헤드룸 보고는 기지국이 다음 상향링크 그랜트의 크기(즉, 주파수 도메인에서 RB 의 개수)를 줄일 수 있게 하며, 다른 단말들에 할당할 전송 자원을 해제할 수 있다. 파워 헤드룸 보고는 단말이 상향링크 전송 그랜트를 갖는 서브프레임에서 전송될 수 있다. 즉, 파워 헤드룸 보고는 파워 헤드룸 보고가 전송되는 서브프레임과 관련된다.

LTE-A 시스템에서는 2 타입의 단말 파워 헤드룸 보고(PHR: Power Headroom Report)가 정의된다. 단말의 파워 헤드룸(PH)는 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 유효하다.

타입 1 의 경우를 살펴보면, 단말이 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 PUCCH 없이 PUSCH 만을 전송하는 경우, 타입 1 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 13 과 같이 계산된다.

수학식 13 에서 사용되는 파라미터들 P _{CMAX ,c} , M _{PUSCH ,c}(i) , P _{O _ PUSCH ,c}(j) , α _c(j) , PL _c , Δ_{TF ,c}(i) 및 f _c(i) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

또한, 단말이 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 PUCCH 와 함께 PUSCH 를 전송하는 경우, 타입 1 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 14 와 같이 계산된다.

수학식 14 에서 사용되는 파라미터들 M _{PUSCH ,c}(i) , P _{O _ PUSCH ,c}(j) , α _c(j) , PL _c , Δ_{TF ,c}(i) 및 f _c(i) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

는 서브프레임 i 에서 PUSCH 만이 전송된다는 가정 하에 계산된다. 이 경우, 물리 계층은 상위 계층에 P _{CMAX ,c}(i) 대신

를 전달한다.

또한, 단말이 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 PUSCH 를 전송하지 않는 경우, 타입 1 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 15 와 같이 계산된다.

수학식 15 에서

는 MPR(Maximum Power Reduction)=0(dB), A-MPR(Additional Maximum Power Reduction)=0(dB), P-MPR(Power Management Maximum Power Reduction)=0(dB), ΔT_C=0(dB)이라는 가정하에 계산된다. 수학식 15 에서 사용되는 파라미터들 P _{O_PUSCH,c}(1) , α _c(1) , PL _c 및 f _c(i) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

다음으로, 타입 2 의 경우를 살펴본다.

단말이 프라이머리 셀(P 셀)의 서브프레임 i 에서 PUCCH 와 동시에 PUSCH 를 전송하는 경우, 타입 2 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 16 과 같이 계산된다.

수학식 16 에서 사용되는 파라미터들 P _{CMAX ,c} , M _{PUSCH ,c}(i) , P _{O _ PUSCH ,c}(j) , α _c(j) , Δ_{TF ,c}(i) , f _c(i) , P _{O _ PUCCH} , PL _c , h(n _CQI,n _HARQ,n _SR) , Δ_{F_ PUCCH}(F) , Δ_TxD(F') 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

또한, 단말이 프라이머리 셀(P 셀)의 서브프레임 i 에서 PUCCH 없이 PUSCH 만을 전송하는 경우, 타입 2 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 17 과 같이 계산된다.

수학식 17 에서 사용되는 파라미터들 P _{CMAX ,c}(i) , M _{PUSCH ,c}(i) , P _{O _ PUSCH ,c}(j) , α _c(j) Δ_{TF ,c}(i) , f _c(i) , P _{O _ PUCCH} , PL _c 및 g(i) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

단말이 프라이머리 셀(P 셀)의 서브프레임 i 에서 PUSCH 없이 PUCCH 만을 전송하는 경우, 타입 2 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 18 과 같이 계산된다.

수학식 18 에서 사용되는 파라미터들 P _{O _ PUSCH ,c}(1) , α _c(1) , K _PUSCH , f _c(i) , P _CMAX,c(i) , P _{O _ PUCCH} , PL _c , h(n _CQI,n _HARQ,n _SR) , Δ_{F_ PUCCH}(F) , Δ_TxD(F') 및 g(i) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

단말이 프라이머리 셀(P 셀)의 서브프레임 i 에서 PUCCH 또는 PUSCH 를 전송하지 않는 경우, 타입 2 보고에 따른 파워 헤드룸은 아래 수학식 19 와 같이 계산된다.

수학식 19 에서

는 MPR=0(dB), A-MPR=0(dB), P-MPR=0(dB), TC=0(dB)이라는 가정하에 계산된다. 수학식 19 에서 사용되는 파라미터들 P _{CMAX ,c} , P _{O _ PUSCH ,c}(1) , α _c(1) , K _PUSCH , f _c(i) , P _{O _ PUCCH} , PL _c 및 g(i) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다.

파워 헤드룸 보고의 범위는 1dB 단위로 40dB 내지 -23dB 범위 내에서 가장 근접한 값으로 반올림될 수 있으며, 이 값은 물리 계층에서 상위 계층으로 전달된다.

2) PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)

서빙 셀(c)이 프라이머리 셀이고, 단말의 서브프레임 i 에서의 PUCCH 를 위한 전송 파워 P _PUCCH 의 설정은 아래 수학식 20 과 같이 정의된다.

수학식 20 에서 P _{CMAX ,c}(i) 는 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 단말의 최대 전송 파워를 나타내고, Δ_{F_ PUCCH}(F) 는 상위 계층에 의하여 제공된다. 각 Δ_{F_ PUCCH}(F) 값은 PUCCH 포맷 1a 에 비례한 PUCCH 포맷(F)에 부합한다.

단말이 2 개의 안테나 포트를 통해 PUCCH 전송하도록 상위 계층에 의하여 설정되는 경우, Δ_TxD(F') 값은 상위 계층에 의하여 제공되며, 그렇지 않은 경우 Δ_TxD(F')=0 와 같다.

h(n _CQI,n _HARQ,n _SR) 는 PUCCH 포맷에 따른 값이며, 여기서 n _CQI 는 CQI 를 위한 정보 비트의 수에 해당한다. 단말이 UL-SCH 과 관련된 어떠한 전송 블록도 가지지 않는 경우에 서브프레임 i 가 스케줄 요청(SR: Schedule Request)를 위하여 설정되면 n _SR 은 1 이나, 그렇지 않은 경우 n _SR 은 0 이다. 단말에 하나의 서빙 셀이 설정된 경우, n _HARQ 는 서브프레임 i 에서 전송되는 HARQ 비트 수를 의미하고, 그렇지 않은 경우 n _HARQ 값은 다음과 같이 정의된다.

- PUCCH 포맷 1, 1a, 1b 의 경우, h(n _CQI,n _HARQ,n _SR)=0 이다.

- 채널 선택(channel selection)을 가지는 PUCCH 포맷 1b 의 경우, 단말에 하나 이상의 서빙 셀이 설정된 경우

이며, 그렇지 않은 경우 h(n _CQI,n _HARQ,n _SR)=0 이다.

- PUCCH 포맷 2, 2a, 2b 이고, 일반 순환 전치(normal CP)인 경우,

와 같다.

- PUCCH 포맷 2 이고, 확장 순환 전치(extended CP)인 경우,

와 같다.

- PUCCH 포맷 3 인 경우, 단말이 2 개의 안테나 포트를 통해 PUCCH 전송하도록 상위 계층에 의해 설정되거나 단말이 11 비트 이상의 HARQ/SR 의 비트 수를 전송하면

이며, 그렇지 않은 경우

이다.

P _{O _ PUCCH} 는 상위 계층으로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P _{O _ NOMINAL _ PUCCH} 와 상위 계층에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P _{O _ UE _ PUCCH} 의 합으로 구성된다.

g(i) 는 현재 PUCCH 파워 제어 조정 상태를 의미하며, 단말 특정 보정 값(correction value) 혹은 TPC 명령으로 지칭되는 δ _PUCCH 에 의하여 결정될 수 있다. δ _PUCCH 는 프라이머리 셀을 위한 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C 을 가지는 PDCCH 에 포함되거나 DCI 포맷 3/3A 를 가지는 PDCCH 내 다른 단말 특정 PUCCH 수정 값들과 조인트 코딩되어 전송된다. 여기서, DCI 포맷 3/3A 의 CRC 패리티 비트는 TPC-PUSCH-RNTI 로 스크램블된다.

단말은 DRX(Discontinuous Reception)를 제외하고 매 서브프레임에서 단말의 TPC-PUSCH-RNTI 를 가지는 DCI 포맷 3/3A 의 PDCCH 과 단말의 C-RNTI 또는 SPS C-RNTI 를 가지는 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C 의 하나 또는 복수 개의 PDCCH 디코딩을 시도한다.

단말이 프라이머리 셀에서 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C 을 가지는 PDCCH 를 디코딩하고, 검출된 RNTI 가 단말의 C-RNTI 또는 SPS C-RNTI 인 경우, 단말은 DCI 포맷 내 TPC 필드가 PUCCH 자원을 결정하기 위하여 사용되는 경우를 제외하고, PDCCH 에서 제공된 δ _PUCCH 를 사용할 수 있다. 또는 단말이 DCI 포맷 3/3A 를 가지는 PDCCH 를 디코딩한 경우, 단말은 PDCCH 에서 제공된 δ _PUCCH 를 사용할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 단말은 δ _PUCCH 를 0(dB)로 설정할 수 있다.

g(i) 는 아래 수학식 21 과 같이 정의된다. g(0) 는 리셋 후의 최초 값을 의미한다.

FDD 시스템의 경우, M=1 이며, k ₀=4 이다.

DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/2B/2C 를 가지는 PDCCH 를 통해 시그널링되는 δ _PUCCH (dB)의 값은 아래 표 6 과 같다. DCI 포맷 1/1A/2/2A/2B/2C 를 가지는 PDCCH 가 SPS 활성 PDCCH 또는 DCI 포맷 1A 가 SPS 해제 PDCCH 로서 유효(validated)하면, δ _PUCCH 은 0(dB)과 같다.

DCI 포맷 3/3A 를 가지는 PDCCH 에서 시그널링되는 δ _PUCCH (dB)의 값은 아래 표 6 또는 표 7 과 같으며, 이는 상위 계층에 의하여 반정적으로 설정된다.

P _{O _ UE _ PUCCH} 값이 상위 계층에 의하여 변경되면 g(0)=0 이며, 그렇지 않은 경우 g(0)=ΔP _rampup+δ _msg2 와 같다. 여기서, δ _msg2 는 임의 접속 응답에서 지시된 TPC 명령이다. ΔP _rampup 는 상위 계층에 의하여 제공되며, 최초의 프리앰블부터 마지막 프래임블까지의 총 파워의 증가분(ramp-up)에 해당한다.

앞서 설명한 방식에 따라 정해진 단말의 전송 파워가 P _{CMAX ,c} 에 도달하면, 프라이머리 셀을 위한 양의 TPC 명령은 누적되지 않는다. 또한, 단말의 전송 파워가 최소 파워에 도달하면, 음의 TPC 명령은 누적되지 않는다.

P _{O _ UE _ PUCCH} 값이 상위 계층에 의하여 변경되거나 단말이 임의 접속 응답 메시지를 수신할 때 누적을 리셋할 수 있다.

TDD 시스템에서 서브프레임 i 가 상향링크 서브프레임이 아니면, g(i)=g(i-1) 와 같다.

표 6 은 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2B/2C/2/3 의 TPC 명령 필드와 δ _PUCCH 값의 매핑 관계를 나타낸다.

표 7 은 DCI 포맷 3A 의 TPC 명령 필드와 δ _PUCCH 값의 매핑 관계를 나타낸다.

2) SRS(Sounding Reference Symbol)

서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 전송되는 SRS 를 위한 단말의 전송 파워 P _SRS 는 아래 수학식 22 와 같이 정의된다.

수학식 22 에서 P _{CMAX ,c}(i) 는 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 단말의 최대 전송 파워를 나타낸다. P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 는 서빙 셀(c)에 대하여 상위 계층에 의하여 반정적으로 설정되는 4 비트 파라미터이다. SRS 전송에 대한 트리거 타입 0 인 경우 m=0 이며, 트리거 타입 1 인 경우 m=1 이다. K _S=1.25 인 경우, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 는 1dB 단위로 12dB 내지 -3dB 범위 내에서 정해지며, K _S=0 인 경우, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 는 1.5dB 단위를 12dB 내지 -10.5dB 범위 내에서 정해진다

M _{SRS ,c} 서빙 셀(c)의 서브프레임 i 에서 전송되는 SRS 대역폭을 나타내며, 자원 블록의 개수로 표현된다.

f _c(i) 는 서빙 셀(c)에 대하여 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타낸다. f _c(i) 에 대한 설명은 앞서 설명과 동일하므로 생략한다. 수학식 22 에서 사용되는 P _{O_PUSCH,c}(j) 및 α _c(j) 에 대한 정의는 앞서 설명과 동일하므로 생략한다. 여기서, j=1 이다.

앞서 설명한 방식에 따라 정해진 SRS 전송을 위한 단말의 총 전송 파워가

를 초과하게 되면, 단말은 서빙 셀(c)에 대하여 서브프레임 i 에서 아래 수학식 23 을 만족하도록

를 스케일링한다.

여기서,

는 P _{SRS ,c}(i) 의 선형 값(linear value)을 나타내고,

는 서브프레임 i 에서 단말에 설정된 총 최대 출력 파워 P _CMAX 의 선형 값을 나타낸다. w(i) (0＜w(i)≤1)는 서빙 셀(c)을 위한

의 스케일링 인자를 의미한다. w(i) 값은 서빙 셀에 걸쳐서 동일하다.

전송 파워( Transmit power )

단말 최대 출력 파워는 다음과 같이 정해진다.

단말 파워 클래스 3 의 경우, 최대 출력 파워를 위하여 허용되는 MPR(Maximum Power Reduction)은 최고 차수(higher order) 변조와 전송 대역폭 설정(자원 블록들)에 기초하여 아래 표 8 과 같이 특정된다.

표 8 은 파워 클래스 3 에서 MPR 을 예시한다.

인트라-밴드 인접한 캐리어 병합(intra-band contiguous CA) 대역폭 클래스 C 의 경우, 최대 출력 파워를 위하여 허용되는 MPR 은 최고 차수(higher order) 변조와 인접하여 병합된 전송 대역폭 설정(자원 블록들)에 기인하여 아래 표 9 와과 같이 특정된다. 상이한 CC 별로 변조 포맷이 상이한 경우, MPR 은 변조의 최고 차수에 적용되는 규칙에 의하여 결정된다.

표 9 는 파워 클래스 3 인 단말에 대한 인트라-밴드 인접 캐리어 병합(intra-band Contiguous CA) 환경에서 일반적인 MPR 을 예시한다.

인트라 밴드 인접한 캐리어 병합 대역폭 클래스 C 의 경우, 멀티 클러스터 전송이 허용되는 경우 최대 출력 파워는 아래의 MPR 수식에 의하여 특정된다.

수학식 24 에서 MA 는 다음과 같이 정의된다.

MA = 8.2 ; 0 ≤ A ＜ 0.025

MA = 9.2 - 40A ; 0.025 ≤ A ＜ 0.05

MA = 8 - 16A ; 0.05 ≤ A ＜ 0.25

MA = 4.83 - 3.33A ; 0.25 ≤ A ≤ 0.4

3.83 - 0.83A ; 0.4 ≤ A ≤ 1

여기서, A 는 N_{RB _ alloc} / N_{RB _ agg} 이다. 또한, CEIL 은 0.5dB 단위에 가장 근접하게 위쪽으로 반올림하는 것을 의미한다. 예를 들어, MPR∈[3.0, 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5]와 같다.

UL-MIMO 를 지원하는 폐루프(closed-loop) 공간 다중화 방식에서 2 개의 안테나 포트 커넥터를 가지는 단말의 경우, 최대 출력 파워를 위하여 허용되는 MPR 은 위의 표 8 과 같이 특정된다. 이때, 최대 출력 파워는 단말의 각 안테나 커넥터에서의 최대 출력 파워의 합으로 측정된다.

다음으로, 단말 최대 출력 파워에 상술한 MPR 외에 다음과 같이 추가적인 요구 사항이 적용될 수 있다.

네트워크는 각 국가별, 지역별 특성에 따라 단말에 추가적으로 인접 채널 누설비(ACLR: Adjacent Channel Leakage Ratio)와 스펙트럼 방출 마스크(SEM: Spectrum Emission Mask) 요구 사항을 시그널링할 수 있다.

현재 3GPP 의 LTE-A 표준에서는 각 국가별, 지역별 특성에 따라 기지국이 네트워크 시그널링(NS: Network Signaling) 값을 시그널링하는 경우, 해당 NS 에 대응하는 A-MPR 값을 정의하고 있다. A-MPR 은 지역적 특성으로 인해 정의된 최대 전송 전력에 대한 전력 감소량을 의미한다. 현재 LTE-A 시스템의 프로토콜 표준에서는 "AdditionalSpectrumEmission"이라는 정보 요소(IE: Information Element)를 정의하고 있으며, 이러한 IE 에는 32 개의 NS 가 포함될 수 있도록 구성되어 있다. 일례로 아래 표 10 은 현재 정의된 전체 NS 에 따른 A-MPR 값을 나타내며, 표 11 부터 14 까지는 각 NS 에서 단말이 데이터를 전송하는 환경에 따라 아래 표의 A-MPR 값이 사용될 수 있다.

표 10 은 A-MPR(Additional Maximum Power Reduction)을 예시한다.

표 11 은 NS_07 에 대한 A-MPR 을 예시한다.

표 12 는 NS_10 에 대한 A-MPR 을 예시한다.

표 13 은 대역폭이 5 MHz 보다 큰 경우(BW＞5MHz), NS_04 에 대한 A-MPR 을 예시한다.

표 14 는 NS_11 에 대한 A-MPR 을 예시한다.

UL-MIMO 를 지원하는 폐루프(closed-loop) 공간 다중화 방식에서 2 개의 안테 포트 커넥터를 가지는 단말의 경우, 위의 표 10 에서 특정된 A-MPR 값이 최대 출력 파워에 적용될 수 있다. 이때, 최대 출력 파워는 단말의 각 안테나 커넥터에서의 최대 출력 파워의 합으로 측정된다.

이상으로 설명한 MPR, A-MPR 및 네트워크로부터 내려오는 SIB1 의 IE(Information Element)에 포함된 P-Max 등을 고려하여 단말의 설정된 최대 출력 파워(configured maximum output power, P_CMAX)가 결정되며, P_CMAX 는 아래 수학식 25 와 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 25 에서, P_{CMAX _L} 및 P_{CMAX _H} 는 각각 아래 수학식 26 과 같이 정해진다.

수학식 26 에서 P_EMAX 는 기지국에 의해 시그널링 되는 값으로서, 예를 들어 IE P-Max 를 통해 주어질 수 있다. P_PowerClass 는 단말 클래스에 따라 주어지는 단말의 최대 전송 파워를 나타낸다. MPR 및 A-MPR 은 각각 앞서 설명한 바와 같이 설정될 수 있다.

P-MPR 은 허용되는 최대 출력 파워 감소를 의미하며, 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN: Radio Access Network)를 넘어서 다중 무선 접속 기술(RAT: Radio Access Technology)들을 통하여 동시에 전송하는 경우 혹은 더 낮은 최대 출력 파워를 요구하는 경우에 이러한 요구 사항을 만족시키기 위하여 이용된다. P-MPR 은 단말이 가용한 최대 출력 전송 파워를 기지국에 보고하면서 P_CMAX 방정식 내에서 기지국에 알려질 수 있으며, 기지국의 스케줄링 결정에 이용될 수 있다.

△T_C 는 밴드 내에서 전송 대역의 위치에 따라 주어지는 값으로서, 예를 들어 0 dB 또는 최대 1.5 dB 으로 주어질 수 있다.

설정된 최대 출력 파워 값에 대한 측정 값 P_UMAX 는 변조 타입, 네트워크 시그널링 값, 밴드 내에서의 위치 등을 고려하여 파워 감소를 한 경우의 설정된 최대 단말 파워 값을 나타내고, IE P-max 가 시그널링 되지 않은 경우 P_CMAX 와 동일하다. P_UMAX 는 아래 수학식 27 과 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 27 에서, T(P_CMAX)는 P_CMAX 톨러런스(tolerance) 값을 나타내며 P_{CMAX _L} 및 P_{CMAX _H} 에 각각 적용된다.

표 15 는 T(P_CMAX)를 예시한다.

또한, 캐리어 병합의 경우, 단말은 서빙 셀(c) 별로 설정된 최대 출력 파워 P_CMAX,c 를 설정할 수 있으며, 총 설정된 최대 출력 파워는 상술한 P_CMAX 와 같다. 서빙 셀(c) 별 단말의 설정된 최대 출력 파워는 아래 수학식 28 과 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 28 에서 P_{CMAX _H,c} 는 아래 수학식 29 와 같이 정해지고, P_{CMAX _L,c} 는 인트라-밴드 인접 캐리어 병합(intra-band contiguous CA)의 경우 아래 수학식 30 과 같이 정해지며, 인터-밴드 비인접 캐리어 병합(inter-band non-contigous CA)의 경우 아래 수학식 31 과 같이 정해진다.

P_{EMAX , C} 는 기지국에 의해 시그널링 되는 값으로서, 예를 들어 IE P-max 를 통해 주어질 수 있다. P_PowerClass 는 단말 클래스에 따라 주어지는 단말의 최대 전송 파워이다. △T_{IB ,c} 는 서빙 셀(c)에 대한 추가적인 톨러런스 값을 나타낸다.

인터-밴드 캐리어 병합(inter-band CA)의 경우, MPR _c(표 8 참조)과 A-MPR _c(표 10 내지 표 14 참조)은 서빙 셀(c) 별로 적용된다. 반면, 인트라-밴드 인접 CA(intra-band contiguous CA)의 경우, MPR _c=MPR (표 9 참조)과 A-MPR _c=A-MPR 과 같다.

P-MPR _c 는 서빙 셀(c)에 대한 파워 관리를 위하여 이용된다. 인트라-밴드 캐리어 병합의 경우, 단말을 위한 하나의 파워 관리(P-MPR)가 존재하며, 이 경우, P-MPR _c = P-MPR 이다.

△ T_{C ,c} 는 밴드 내에서 전송 대역의 위치에 따라 주어지는 값으로서, 예를 들어 0 dB 또는 최대 1.5 dB 으로 주어질 수 있다.

하나의 상향링크 서빙 셀을 가지는 인터-밴드 캐리어 병합(inter-band CA)의 경우, 총 최대 출력 파워 P_CMAX 는 아래 수학식 32 와 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 32 에서, P_{CMAX _L} = P_{CMAX _L,c} 이며, P_{CMAX _H} = P_{CMAX _H,c} 이다.

인트라-밴드 캐리어 병합(intra-band CA)의 경우, Pcmax,c 는 모든 CC 내에서 전송 파워가 동일하게 증가된다는 가정하에 계산된다. 반면, 인터-밴드 캐리어 병합(inter-band CA)의 경우, Pcmax,c 는 모든 CC 내에서 전송 파워가 독립적으로 증가된다는 가정하에 계산된다.

측정된 최대 출력 파워 값 P_UMAX 는 아래 수학식 33 과 같은 범위 내에서 설정된다.

T(P_CMAX)는 P_{CMAX _L} 및 P_{CMAX _H} 에 각각 적용된다.

표 16 은 T(P_CMAX)를 예시한다.

두 개의 상향링크 서빙 셀을 가지는 캐리어 병합의 경우, 모든 셀에 대하여 총 최대 출력 파워는 아래 수학식 34 와 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 34 에서 인트라-밴드 인접 캐리어 병합(intra-band contiguous CA)의 경우, P_{CMAX _L_ CA} 및 P_{CMAX _H_ CA} 는 각각 아래 수학식 35 와 같이 정해진다.

수학식 35 에서 p_{EMAX ,c} 는 P_{EMAX , c} 의 선형 값(linear value)을 나타내며, 기지국에 의해 시그널링 되는 값으로 예를 들어 IE P-max 를 통해 주어질 수 있다. P_PowerClass 는 단말 클래스에 따라 주어지는 단말의 최대 전송 파워를 의미한다. MPR 및 A-MPR 은 각각 앞서 설명한 바와 같이 설정될 수 있다. △ T_C 는 모든 서빙 셀(c)에 대한 △ T_{C ,c} 중 가장 큰 값을 나타낸다.

반면, 수학식 34 에서 인터-밴드 캐리어 병합(inter-band CA)의 경우, 동작 밴드 별로 하나의 서빙 셀(c)에 관련하여 P_{CMAX _L_ CA} 및 P_{CMAX _H_ CA} 는 각각 아래 수학식 36 과 같이 정해진다.

수학식 36 에서 p_{EMAX ,c} 는 P_{EMAX , c} 의 선형 값(linear value)을 나타내며, 기지국에 의해 시그널링 되는 값으로 예를 들어 IE P-max 를 통해 주어질 수 있다. P_PowerClass 는 단말 클래스에 따라 주어지는 단말의 최대 전송 파워를 의미하며, p_PowerClass 는 P_PowerClass 의 선형 값이다. MPR _c 및 A- MPR _c 은 각 서빙 셀(c)에 적용되며, 각각 앞서 설명한 바와 같이 설정될 수 있다. mpr _c 는 MPR _c 의 선형 값을 나타내며, a-mpr _c 는 A- MPR _c 의 선형 값을 나타낸다. pmpr _c 는 P-MPR _c 의 선형 값을 나타낸다.

△ t_{C ,c} 는 예를 들어 1.41 dB 또는 1 dB 으로 주어질 수 있다. △t_{IB ,c} 는 서빙 셀(c)에 대한 △T_{IB , c} 의 선형 값을 나타내며, 인터-밴드 완화 기간(inter-band relaxation term)이 허용되는 경우 1 과 같다.

모든 서빙 셀에 걸쳐서 측정된 최대 출력 파워 값 P_UMAX 는 아래 수학식 37 과 같으며, 아래 수학식 38 와 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 37 에서, p_{UMAX ,c} 는 선형 스케일(linear scale)로 표현되는 서빙 셀(c)에 대한 측정된 최대 출력 파워를 나타낸다.

T(P_CMAX)는 P_{CMAX _L_ CA} 및 P_{CMAX _H_ CA} 에 각각 적용된다.

표 17 은 T(P_CMAX)를 예시한다.

인터-밴드 캐리어 병합(inter-band CA)을 지원하는 단말의 경우, △T_{IB ,c} 는 적용 가능한 밴드에 대하여 아래 표 18 과 같이 정의된다.

표 18 은 △T_{IB , c} 를 예시한다.

UL-MIMO 를 지원하기 위해 다중 전송 안테나 커넥터를 가지는 단말의 경우, 전송되는 파워는 각 단말 별로 설정된다. 설정된 최대 출력 파워 P_CMAX 에 대한 P_{CMAX_L} 및 P_{CMAX _H} 는 앞서 설명한 바와 같이 정해질 수 있다.

측정된 최대 출력 파워 값 P_UMAX 는 아래 수학식 39 와 같은 범위 내에서 설정된다.

수학식 39 에서, T_LOW(P_{CMAX _L}) 및 T_HIGH(P_{CMAX _H})는 P_CMAX 톨러런스 값을 나타내며 각각 P_{CMAX _L} 및 P_{CMAX _H} 에 각각 적용된다.

표 19 는 UL-MIMO 를 지원하는 폐루프 공간 다중화 방식에서 T(P_CMAX)를 예시한다.

ON / OFF 타임 마스크

송신기들은 전형적으로 출력 전력을 턴온(turn-on)할 뿐만 아니라 출력 전력을 턴-오프(turn-off)하기 위하여 일정 시간을 필요로 한다. 이는 출력 전력을 턴-온 및 턴-오프하는 것이 즉각적으로 발생하지 않는 것을 의미한다. 게다가, 온 상태 및 오프 상태 사이의 매우 급격한 전이들은 인접한 채널 간섭을 발생시키는 인접한 캐리어(carrier)들에서 원하지 않는 신호 방출들을 발생시킬 수 있으며, 이는 특정한 레벨로 제한되어야만 한다. 따라서, 송신기가 오프 상태에서 온 상태로 스위칭되거나 그 역으로 스위칭되는 구간인 전이 구간(transient period)이 존재한다. 또한, 상향링크의 경우 PUSCH, PUCCH, SRS 와 같은 물리 계층 채널(혹은 신호)에 따라 서브프레임 별로 전력 할당을 상이하게 설정하게 되며, 연속되는 채널 간에 전력 차이가 발생하는 경우에도 마찬가지로 전이 구간(transient period)가 존재하게 된다.

도 12 는 일반적인 ON/OFF 타임 마스크를 예시하는 도면이다.

도 12 를 참조하면, 일반적인 ON/OFF 타임 마스크(time mask)는 오프 파워(OFF power)에서 온-파워(ON power)로의 출력 파워을 턴-온(turn-on)할 때 관찰되는 구간 및 역으로 온-파워(ON power)에서 오프 파워(OFF power)로의 출력 파워를 턴-오프(turn-off)할 때 관찰되는 구간으로 정의된다. 이러한 ON/OFF 타임 마스크는 DTX(Discontinued Transmission) 구간, 측정 갭(measurement gap), 인접/비인접한 전송의 시작 혹은 종료 시 발생될 수 있다.

OFF 파워 측정 기간(OFF power measurement period)은 전이 구간(transient period)을 제외한 적어도 하나의 서브프레임의 구간으로 정의된다. 또한, ON 파워는 전이 구간을 제외한 하나의 서브프레임 동안에서의 평균 파워로 정의된다. 여기서, OFF 파워 구간 및 ON 파워 구간에서는 각각 OFF 파워 및 ON 파워 요구 사항을 만족해야 하나, 전이 구간에서는 상향링크 전송 파워에 대한 요구 사항이 정의되어 있지 않다.

도 13 은 PRACH(Physical Random Access Channel) ON/OFF 타임 마스크를 예시하는 도면이다.

도 13 을 참조하면, PRACH ON 파워 구간과 OFF 파워 구간 사이에서 각각 20 ㎲의 전이 구간이 설정된다. PRACH ON 파워는 이러한 전이 구간을 제외한 PRACH ON 파워 측정 기간 동안에서의 평균 파워로 정의되고, PRACH ON 파워 요구 사항을 만족시켜야 한다. 서로 다른 PRACH 프리앰블 포맷에 따라 PRACH ON 파워 측정 기간이 달라질 수 있으며, 이는 아래 표 20 과 같다.

표 20 은 PRACH ON 파워 측정 기간을 예시한다.

도 14 는 단일의 SRS 타임 마스크를 예시하는 도면이고, 도 15 는 이중의(dual) SRS 타임 마스크를 예시하는 도면이다.

도 14 를 참조하면, SRS 심볼(SRS ON 파워 구간)과 OFF 파워 구간 사이에서 각각 20 ㎲의 전이 구간이 설정된다. 단일의 SRS 전송의 경우 SRS ON 파워는 전이 구간을 제외한 SRS 전송을 위한 심볼 구간에서의 평균 파워로 정의되고, SRS ON 파워 요구 사항을 만족시켜야 한다.

반면, 도 15 를 참조하면, 이중의 SRS 전송의 경우(예를 들어, UpPTS 전송의 경우), 이중의 SRS 심볼과 OFF 파워 구간 사이에서 각각 20 ㎲의 전이 구간이 설정된다. 여기서, 이중의 SRS 심볼 사이에 설정되는 전이 구간은 이중의 SRS 심볼 간에 주파수 도약이 적용되는 경우 혹은 전송 파워가 변경되는 경우에만 적용될 수 있다. 이중의 SRS 전송의 경우, SRS ON 파워는 전이 구간을 제외한 SRS 전송을 위한 각 심볼 구간에서의 평균 파워로 정의되고, SRS ON 파워 요구 사항을 만족시켜야 한다.

도 16 은 슬롯/서브프레임 경계에서의 타임 마스크를 예시하는 도면이다.

도 16 을 참조하면, 서브프레임 경계 타임 마스크는 이전 혹은 그 다음의 서브프레임과 (참조) 서브프레임 사이에서 관찰되는 구간으로 정의된다. 도 16 의 예시에서 N₀ 서브프레임과 N₊₁ 서브프레임 사이와 N₊₁ 서브프레임과 N₊₂ 서브프레임 사이에서 각각 40 ㎲ 전이 구간(20 ㎲ + 20 ㎲)이 설정된다. 여기서, 서브프레임 내 슬롯 경계에서의 전이 구간은 인트라-서브프레임 주파수 도약(hopping)의 경우에서만 설정되고, 슬롯 경계의 양 옆에 20 ㎲ 씩 설정된다.

다만, 서브프레임이 SRS 타임 마스크를 포함하는 경우에는 이와 상이하게 정의될 수 있으며, 이에 대하여 도 17 내지 도 20 을 참조하여 설명한다.

도 17 내지 도 20 은 PUCCH/PUSCH/SRS 타임 마스크를 예시하는 도면이다.

도 17 은 SRS 심볼 이전에는 전송이 있으나 SRS 심볼 이후에는 전송이 없는 경우에 PUCCH/PUSCH/SRS 타임 마스크를 예시하고 있다. 이 경우, PUSCH/PUCCH 심볼들과 SRS 전송 심볼 사이에는 40 ㎲ 전이 구간(20 ㎲ + 20 ㎲)이 설정되나, N₊₁ 서브프레임의 다음 서브프레임에서 상향링크 전송이 없으므로 다음 서브프레임의 시작 지점부터 20 ㎲ 전이 구간이 설정된다.

도 18 은 SRS 심볼 이전 그리고 SRS 심볼 이후에 전송이 있는 경우에 PUCCH/PUSCH/SRS 타임 마스크를 예시하고 있다. 이 경우, PUSCH/PUCCH 심볼들과 SRS 전송 심볼 사이에는 40 ㎲ 전이 구간(20 ㎲ + 20 ㎲)이 설정되고, SRS 심볼의 다음 서브프레임(N₊₂ 서브프레임)에서 상향링크 전송이 있으므로 SRS 심볼 이후에 40 ㎲ 동안 전이 구간이 설정된다.

도 19 는 SRS 심볼 이후에는 전송이 있으나 SRS 심볼 이전에는 전송이 없는 경우에 PUCCH/PUSCH/SRS 타임 마스크를 예시하고 있다. 이 경우, SRS 심볼과 OFF 파워 구간 사이에서 20 ㎲의 전이 구간이 설정되고, SRS 심볼의 다음 서브프레임(N₊₂ 서브프레임)에서 상향링크 전송이 있으므로 SRS 심볼 이후에 40 ㎲ 동안 전이 구간이 설정된다.

도 20 은 FDD 시스템에서의 SRS 소거(blanking)이 존재하는 경우 SRS 타임 마스크를 예시하고 있다. SRS 소거(blanking)이 존재하는 경우 SRS 소거 이전 및 이후 모두 상향링크 전송이 있더라도 각각 20 ㎲의 전이 구간이 설정된다.

상술한 바와 같이 PUCCH/PUSCH/SRS 타임 마스크는 SRS 심볼과 이에 인접한 PUSCH/PUCCH 심볼 사이 혹은 SRS 심볼과 이에 인접한 서브프레임 사이에서 관찰되는 기간으로 정의된다.

인트라-밴드 인접 캐리어 병합(intra-band contiguous CA)의 경우, 앞서 설명한 일반적인 출력 파워 ON/OFF 타임 마스크가 ON 파워 기간 및 전이 구간 동안에 각 컴포넌트 캐리어 별로 적용될 수 있다. 앞서 설명한 OFF 기간은 모든 컴포넌트 캐리어가 OFF 인 경우에만 각 컴포넌트 캐리어 별로 적용될 수 있다.

개선된 파워 제어 방법

현재 3GPP LTE-A Rel-10 시스템에서는 단말이 복수 개의 컴포넌트 캐리어를 병합하는 경우에도, 하나의 컴포넌트 캐리어(예를 들어, 프라이머리 셀(P 셀) 혹은 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC))에 적용 가능한 타이밍 어드밴스(TA: Timing Advance) 값을 복수 개의 컴포넌트 캐리어에 '공통'으로 적용하여 상향링크 전송 시에 적용하도록 정의하고 있다.

다만, 단말은 서로 다른 밴드에 속한 혹은 주파수 상에서 많이 이격된, 즉 전파(propagation) 특성이 서로 다른 복수의 컴포넌트 캐리어를 병합할 수 있다. 또한, 아래 도 21 과 같이 복수의 컴포넌트 캐리어 중 특정 일부의 컴포넌트 캐리어는 커버리지 확대 또는 커버리지 홀(Coverage hole)을 제거하기 위하여 셀에 존재하는 원격 무선 헤더(RRH: Remote Radio Header), 즉 중계기(Repeater)와 연결된 경우를 고려할 수 있다.

도 21 은 병합된 컴포넌트 캐리어 간에 서로 다른 상향링크 전파가 발생되는 상황을 예시하는 도면이다.

도 21 에서는 앞서 설명한 내용을 일례로써 단말이 두 개의 컴포넌트 캐리어를 병합하고 있고, 그 중 하나의 컴포넌트 캐리어는 제한된 커버리지 등의 이유로 RRH 에 연결되어 RRH 와 통신을 하며, 나머지 하나의 컴포넌트 캐리어는 RRH 없이 기지국과 직접 통신을 하고 있는 상황을 예시하고 있다. 이 경우 컴포넌트 캐리어 1(CC 1)을 통해(즉, 기지국과 단말 간의 무선 채널을 통한 직접 통신하는 경우) 전송되는 상향링크 신호의 전파 지연(propagation delay)과 컴포넌트 캐리어 2(CC 2)를 통해 (즉, RRH 를 거쳐서 전송되는 경우) 전송되는 상향링크 신호의 전파 지연은 중심 주파수 편이, 송/수신단의 물리적 거리 및 RRH 의 프로세싱 시간 등의 이유로 서로 다를 수 있다.

이러한 경우 종래에 사용해 왔던 하나의 TA 값을 다수의 컴포넌트 캐리어에 공통으로 적용하는 방식으로 상향링크 전송을 하는 경우에는 복수의 컴포넌트 캐리어로부터 전송되는 상향링크 신호의 동기(synchronization)에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 이렇게 복수의 컴포넌트 캐리어가 서로 다른 전파 지연 특성을 가지게 될 경우에는 각 컴포넌트 캐리어 별로 독립적으로 TA 를 적용하도록 복수의(혹은 다중) TA 를 가지는 것이 불가피하다.

도 22 는 각 컴포넌트 캐리어 별로 다중 TA 의 적용하는 예를 도시하는 도면이다.

도 22 를 참조하면, 단말은 두 개의 컴포넌트 캐리어(P 셀 및 S 셀)를 병합하고 있는 상황에서, 단말은 각 컴포넌트 캐리어 별로 서로 다른 TA(즉, TA 1 ≠ TA 2)를 적용하여 상향링크 신호(PUSCH)를 전송할 수 있다. 도 22 에서는 S 셀에서 단말이 상향링크 신호를 P 셀보다 먼저 전송(즉, TA 2 ＞ TA 1)하는 경우를 예시하고 있으나, 이와 반대로 P 셀에서 상향링크 신호를 S 셀보다 먼저 전송할 수도 있다.

이하, 본 발명에서는 독립적인 상향링크 TA 로 동작하는 셀들(혹은 셀 그룹들)에 대하여 각 상향링크 채널 간의 파워 제어를 수행할 때 일반적으로 발생하는 전이 구간(transient period)을 재정의함으로써 전이 구간에서의 단말의 상향링크 전송 파워를 제어하기 위한 방안을 제안한다. 또한, 전이 구간(transient period)에서의 채널 간의 우선 순위를 정하여 전이 구간에서 보호해야 할 채널의 정보 혹은 데이터에 대한 기지국에서의 원활한 수신을 보장할 수 있는 방안을 제안한다.

이하 설명의 편의를 위하여 서로 다른 셀들에 독립적인 TA 를 적용하는 것을 설명하지만 이는 하나 혹은 복수의 셀들로 이루어진 셀 그룹들 각각에 대하여 독립적인 TA 를 적용하는 방식에 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 본 발명에서 기술하는 TA 가 적용되는 셀은 독립적인 TA 를 적용하는 셀 그룹을 의미할 수 있다. 또한 P 셀(혹은 P 셀 그룹)은 하나의 P 셀 혹은 하나의 P 셀과 하나 이상의 S 셀로 그룹핑되어 동일한 TA 가 적용되는 셀 그룹일 수 있다. 또한, S 셀(혹은 S 셀 그룹)은 하나 혹은 복수의 S 셀로 그룹핑되어 동일한 TA 가 적용되는 셀 그룹일 수 있다. 또한, 본 발명에서는 동일한 TA 가 적용되는 셀들의 그룹을 TA 그룹(TAG: TA group)으로 칭하고, P 셀이 속한 TAG 를 P 셀 TAG, P 셀이 속하지 않은 TAG 를 S 셀 TAG 라고 칭한다. 하나의 TAG 는 하나 이상의 셀을 포함할 수 있다.

단말이 복수의 캐리어를 병합하여 상향링크 신호/데이터 전송에 사용할 때에, 단말이 병합하는 캐리어들은 주파수 축 상에서 상대적으로 이격되어 정의된 서로 다른 주파수 밴드 내에 존재하거나 동일 주파수 밴드 내에 존재할 수 있다. 또한, 동일 주파수 밴드 내에서 복수의 캐리어를 병합할 때에도 바로 인접한 캐리어들에 대해 연속적으로 병합하거나 인접하지 않은 캐리어들을 불연속적으로 병합할 수 있다. 이 때, 서로 다른 주파수 밴드에 속하는 캐리어들의 병합을 인터-밴드 캐리어 병합(inter-band carrier aggregation), 동일 주파수 밴드에 속하는 인접한 캐리어들의 병합을 인트라-밴드 인접 캐리어 병합(intra-band contiguous carrier aggregation)으로, 동일 주파수 밴드에 속하는 인접하지 않은 캐리어 들의 병합을 인트라-밴드 비인접 캐리어 병합(intra-band non-contiguous carrier aggregation)이라고 칭한다.

앞서 설명한 바와 같이, 복수의 캐리어들을 병합하고 있는 단말이 하나의 서브프레임에서 모든 캐리어에 대하여 전송할 수 있는 최대 전력 총합은 각 서브프레임에서의 전송 상황에 따라서 아래 수학식 40 과 같이 P_CMAX 값으로 정해진다.

이 때, P_CMAX 값의 하한인 P_{CMAX _L_ CA} 은 인트라-밴드(혹은 인트라-밴드 인접) 캐리어 병합의 경우 아래 수학식 41 과 같이 MPR 함수로 계산되어 결정된다.

수학식 41 에서 MPR 값은 기존 기술에서 설명했듯이 단말기가 해당 서브프레임에서 병합된 복수의 캐리어 전체를 통틀어 보낼 수 있는 최대 자원 블록(RB)의 개수와 실제 상향링크 다중 캐리어를 통하여 전송하는 자원 블록의 개수의 비율, 병합된 복수의 캐리어에 대한 전송 양태(예를 들어, 변조 차수 등) 등을 고려하여 결정된다.

반면, 인터-밴드(혹은 인트라-밴드 비인접) 캐리어 병합의 경우, P_{CMAX _L_ CA} 는 아래 수학식 42 과 같이 각 캐리어에서 계산된 MPR 함수로 계산되어 결정된다.

따라서, 본 발명에서는 단말이 두 개의 셀(혹은 컴포넌트 캐리어) 별로 서로 다른 RF 체인(chain)을 사용한다고 가정할 경우, 인터-밴드 캐리어 병합을 지원하는 단말이 각 셀 별로 독립적인 TA 를 추정하여 단말의 정보를 전송할 때, 두 개의 셀들은 TA 에 따라서 서로 중복(over-cross)되는 영역이 발생할 수 있으며, 이에 대하여 도 23 을 참조하여 설명한다.

도 23 는 멀티 TA 환경에서 캐리어 병합을 지원하는 단말의 전송 프레임 구조를 예시하는 도면이다.

도 23 을 참조하면, 단말은 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서 n-1 번 서브프레임(SF: SubFrame)까지 연속된 PUSCH 를 전송하고, n 번 서브프레임부터 연속된 PUCCH 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간(transient period)을 설정한 경우를 예시하고 있다. 그리고, 단말은 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서 n-1 번 서브프레임까지 연속된 PUSCH 를 전송하고, n 번 서브프레임부터 연속된 PUCCH 를 전송하며, PUCCH 와 이전의 PUSCH 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다.

이 경우, 다중 TA 에 따라 서로 다른 서브프레임(전이 구간 제외)이 중복되는(over-cross) 영역이 발생할 수 있다. 즉, 복수의 셀에서 중복되는 영역이라 함은 복수의 셀의 동일한 서브프레임 경계를 벗어나 서로 다른 서브프레임이 겹치게 되는데, 이 겹치는 부분 중, 설정된 전이 구간(transient period)에 포함되지 않아 두 셀에서 데이터를 모두 전송함으로써 단말의 최대 전송 파워(maximum Tx power)가 파워 제어 요구 사항을 넘어서는(over) 중복되는 영역을 의미한다. 도 23 의 예시에서는 P 셀의 n-1 번 SF 과 S 셀의 n 번의 서브프레임이 겹치는 경우를 예시하고 있다. 이 경우 S 셀의 전이 구간이 끝난 후 PUCCH 를 전송하는 시작점이 P 셀의 전이구간 전의 PUSCH 를 전송하는 구역과 중복(over-cross)됨으로써 전송 파워(Tx power)가 기존의 릴리즈-8/9/10 표준 규격(specificatioin)에 정의된 파워 제어 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 발생한다. 즉, 상술한 바와 같이 복수의 셀들을 병합하고 있는 단말들은 각 서브프레임 별로 상향링크 전송 파워를 조절하게 되나, 서로 다른 서브프레임이 겹치는 부분(도 23 의 예시에서 P 셀의 n-1 번 서브프레임과 S 셀의 n 번의 서브프레임이 겹치는 부분)에서는 어느 서브프레임(도 23 의 예시에서 P 셀의 n-1 번 서브프레임 혹은 S 셀의 n 번 서브프레임)에 대한 파워 제어 요구 사항을 적용해야 하는지 정의되어 있지 않다. 따라서, 다중 TA 가 적용되는 상황에서는 파워 제어 요구 사항을 만족하지 못하는 경우가 발생한다. 따라서 본 발명에서는 이러한 경우와 같이 다중 TA 를 독립적으로 사용하는 경우에 전이 구간을 재설정하고 이에 대하여 각 채널 별로 우선 순위를 정의함으로써, 두 개의 셀 간의 중복(over-cross)되는 영역을 전이 구간으로 설정하여 서로 보호할 수 있도록 재설정하는 것을 목적으로 한다. 즉, 도 23 에서 x ㎲라고 정의된 전이 구간은 현재 3GPP TS 36.101 에서는 x = 20 ㎲로 정의하고 있으나, 본 발명에 따라 이 값은 다중 TA 의 최대 격차(maximum difference)에 의해서 더 커질 수도 있다.

상술한 바와 같이 다중 TA 환경에서 단말이 복수의 TAG 그룹에 속하는 셀(혹은 캐리어)들을 병합하는 경우 단말의 각 셀에 대한 송신 타이밍은 서로 다를 수 있다. 이에 관하여 도 24 를 참조하여 설명한다.

도 24 는 다중 TA 환경에서 캐리어 병합을 지원하는 단말의 전송 프레임 구조를 예시하는 도면이다.

도 24 를 참조하면, 단말이 두 개의 TAG 로 동작하고 있을 때의 상향링크 전송 타이밍을 예시하고 있다. TAG 1 에 대한 n 번 서브프레임(SF)의 전송 시작 시점은 TAG 2 에 대한 n 번 서브프레임의 전송 시작 시점보다 B 구간만큼 앞서 있다. 따라서, TAG 1 의 서브프레임 n 은 TAG 2 의 서브프레임 n-1 과 겹치게 된다. 일반적으로 사용되는 TA 값은 각 셀 별로 동일하나, PRACH 를 위한 TA 는 이와 다를 수 있으며, 이 경우 TA 격차(TA difference)는 아래 수학식 43 및 44 와 같이 정의될 수 있다.

제 1 실시예

인터-밴드 캐리어 병합 환경에서 다중 TA 적용 시, 각 캐리어(혹은 캐리어 그룹) 별로 기존의 릴리즈-8/9/10 에서 정의하고 있는 전이 구간과 상이하게 최대 TA 격차(Maximum TA difference)로 전이 구간을 재설정할 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해 P 셀(혹은 P 셀 TAG)과 S 셀(혹은 S 셀 TAG)로 설명을 하지만, 실제 S 셀(혹은 S 셀 TAG)이 두 개 이상이 될 수도 있으므로 S 셀 1(혹은 S 셀 TAG 1) 과 S 셀 2(혹은 S 셀 TAG 2) 등의 조합에서도 동일하게 적용될 수 있다.

인터-밴드 캐리어 병합(Inter-band CA) 환경에서 다중 TA 가 적용될 때, P 셀과 S 셀에서 전송하는 모든 채널을 고려하여 케이스를 구분하면, TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서는 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하며, TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서는 PRACH 를 전송하는 경우(케이스 1), TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)과 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀) 모두 PRACH 를 전송하는 경우(케이스 2), TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)과 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀) 모두 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하는 경우(케이스 3)로 구분할 수 있다.

이와 같이 구분된 각 케이스 별로 기존의 릴리즈-8/9/10 에서 정의하고 있는 전이 구간을 기준으로 파워 제어 요구 사항이 만족하는지 여부에 관하여 아래 도 25 내지 도 30 을 참조하여 설명한다.

도 25 내지 도 30 은 다중 TA 환경에서 캐리어 병합을 지원하는 단말의 전송 프레임 구조를 예시하는 도면이다.

도 25 및 도 26 은 앞서 설명한 케이스 1 을 예시하는 도면이고, 도 27 및 도 28 는 앞서 설명한 케이스 2 를 예시하는 도면이며, 도 29 및 도 30 은 앞서 설명한 케이스 3 을 예시하는 도면이다.

도 25, 도 27 및 도 29 는 단말이 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트(예를 들어, 기지국 혹은 RRH)보다 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트의 근처에 위치하는 경우를 가정한다. 이와 반대로, 도 26, 도 28 및 도 30 은 단말이 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트보다 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트의 근처에 위치하는 경우를 가정한다.

도 25 및 도 26 을 참조하면, 단말은 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서 서브프레임(SF) n-1 까지 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH/PUCCH/SRS 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간(transient period)을 설정한 경우를 예시하고 있다. 그리고, 단말은 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서는 서브프레임 n-1 까지 전송을 하지 않으며, 서브프레임 n 부터 PRACH 를 전송하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다.

도 25 의 예시와 같은 상황에서는 P 셀과 S 셀의 TA 격차가 20 ㎲ 보다 크다면, P 셀의 서브프레임 n-1 과 S 셀의 서브프레임 n 이 겹치는 문제가 발생하여 두 개의 셀로 전송되는 단말 신호의 합이 현재 규격을 위배하는 현상이 발생한다 . 반면, 도 26 의 예시와 같은 상황에서는 P 셀과 S 셀의 TA 격차가 20 ㎲ 보다 크더라도 S 셀의 서브프레임 n-1 에서는 상향링크 전송이 없으므로 문제가 발생하지 않는다.

도 27 및 도 28 을 참조하면, 단말은 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서 서브프레임(SF) n-1 까지 전송을 하지 않으며 서브프레임 n 부터 PRACH 를 전송하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다. 마찬가지로 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서 서브프레임 n-1 까지 전송을 하지 않으며 서브프레임 n 부터 PRACH 를 전송하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다.

도 27 의 예시와 같은 상황에서는 P 셀과 S 셀의 TA 격차가 20 ㎲ 보다 크더라도 P 셀의 서브프레임 n-1 에서는 상향링크 전송이 없으므로 현재의 규격을 위배하는 문제가 발생하지 않는다. 또한, 마찬가지로 도 28 의 예시와 같은 상황에서도 S 셀의 서브프레임 n-1 에서는 상향링크 전송이 없으므로 문제가 발생하지 않는다.

도 29 및 도 30 을 참조하면, 단말은 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서 서브프레임(SF) n-1 까지 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH/PUCCH/SRS 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다. 마찬가지로, TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서 서브프레임 n-1 까지 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH/PUCCH/SRS 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다.

도 29 의 예시와 같은 상황에서는 P 셀과 S 셀의 TA 격차가 40 ㎲ 보다 큰 경우, P 셀의 서브프레임 n-1 과 S 셀의 서브프레임 n 이 겹치는 문제가 발생한다. 마찬가지로, 도 30 의 예시와 같은 상황에서도 P 셀과 S 셀의 TA 격차가 40 ㎲ 보다 큰 경우, S 셀의 서브프레임 n-1 과 P 셀의 서브프레임 n 이 겹치는 문제가 발생한다.

이처럼, 단말이 P 셀 근처에 존재하는 경우에는 첫 번째 케이스(도 25)와 세 번째 케이스(도 29), 그리고 단말이 S 셀 근처에 존재하는 경우에는 세 번째 케이스(도 30)는 현재 LTE-A CA 환경에서 정의하고 있는 ON/OFF 타임 마스크를 만족하지 못하게 되며, 또한 문제가 되는 구간(즉, 중복되는 영역)에서는 단말 송신단의 최대 출력 파워(maximum output power)를 만족하지 못하며, 절대적/상대적 파워 톨러런스(absolute/ relative power tolerance)를 만족하지 못하게 된다. 절대적/상대적 파워 톨러런스는 인접하는(혹은 연속적인) 물리적 자원 블록(Physical RB)에서의 단일의 PUCCH/PUSCH/SRS 전송에 적용된다. 절대적 파워 톨러런스(absolute power tolerance)는 20ms 보다 큰 전송 갭(transmission gap)을 가지는 인접(contiguous) 또는 비인접(non-contiguous) 전송이 시작되는 최초 서브프레임에 대하여 특정 값으로 초기 출력 파워를 설정하는 단말의 능력(ability)을 의미한다. PRACH 전송의 경우, 절대적 파워 톨러런스는 제일 처음의 프리앰블에 특정된다. 그리고, 상대적 파워 톨러런스(relative power tolerance)는 서브프레임들 사이의 전송 갭이 20ms 이하인 경우, 가장 최근에 전송된 참조 서브프레임의 파워에 대비하여(상대적으로) 타겟 서브프레임의 출력 파워를 설정하는 단말의 능력을 의미한다. 캐리어 병합의 경우 상술한 절대적/상대적 파워 톨러런스 요구 사항은 각 컴포넌트 캐리어(혹은 셀) 별로 적용될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 인터-밴드 캐리어 병합 환경에서 다중 TA 적용 시, 각 셀에서 전송되는 어떠한 채널이 전송되는지 각 셀 별로 TA 값이 어떻게 차이가 있는지(즉, 단말이 어떠한 셀 근처에 위치하는지) 등에 따라 셀 간에 중복(over-cross)되는 영역이 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다. 이러한 모든 케이스에서 중복되는 영역에서 최대 전송 파워를 절대적/상대적 파워 톨러런스(absolute/ relative power tolerance)를 만족시키기 위하여 다음과 같이 전이 구간을 재설정할 수 있으며, 이에 대하여 도 31 을 참조하여 설명한다.

도 31 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 TA 환경에서 전이 구간을 재설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 31 을 참조하면, 앞서 도 25 의 케이스에서 전이 구간(transient period)를 재설정하는 방법을 예시하고 있다. 이 경우, 중복되는 영역에서 절대적/상대적 파워 톨러런스를 만족시키기 위하여 P 셀의 이전 서브프레임과 S 셀의 현재 서브프레임이 중복되는 영역을 전이 시간으로 설정할 수 있다. 즉, 앞서 도 25 에서 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서 서브프레임 n-1 과 서브프레임 n 사이에 설정된 x ㎲에 TA 격차를 추가하여 (x ㎲ + TA 격차)만큼 전이 시간을 적용할 수 있다.

다만, 이처럼 (x ㎲ + TA 격차)만큼 전이 시간을 적용하게 되면 전이 구간이 상대적으로 지나치게 크게 설정될 수 있으므로, TA 격차와 x ㎲의 크기를 비교하여 케이스 별로 전이 구간을 설정하는 것이 바람직하다.

먼저, 만일 TA 격차가 x ㎲보다 작을 경우, TA 격차를 포함하여 최소한의 x ㎲를 전이 구간으로 적용할 수 있다. 즉, TA 격차가 x ㎲보다 작다면 복수의 셀 간에 서로 다른 서브프레임들이 중복(over-cross)되는 영역이 발생되지 않게 되므로, 기존에 정의된 x ㎲를 전이 구간으로 적용할 수 있다. 반면, 만일 TA 격차가 x ㎲ 이상일 경우, 도 31 과 같이 최대 TA 격차(Maximum TA difference)를 전이 시간으로 설정할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 x ㎲에 TA 격차를 추가하지 않고, 최대 TA 격차만큼만 전이 시간을 적용할 수 있다. 도 31 에서는 도 25 의 케이스를 가정하여 전이 구간을 재설정하는 방법을 설명하였으나, 셀 간에 중복되는 영역이 발생되는 도 29 및 도 30 의 케이스에서도 동일하게 적용될 수 있다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 제 1 실시예에서는 다양한 채널 설정을 고려하여 분석한 결과 TA 격차가 x ㎲ 보다 클 경우에는 최대 TA 격차(max TA difference)를 전이 구간으로 설정하며, TA 격차가 x ㎲ 보다 작을 경우 최소 x ㎲를 전이 구간으로 설정하여 발생되는 문제를 해결 할 수 있다. 즉, 도 31 과 같이 전이 구간을 TA 격차가 x ㎲ 이상인지 여부에 따라서 결정함으로 릴리즈-8/9/10 과 같이 절대적/상대적 톨러런스 요구 사항을 만족할 수 있다.

한편, 중복되는 영역이 발생되는 경우, 중복되는 영역이 발생되는 두 개의 셀(혹은 셀 그룹) 모두 앞서 설명한 방식으로 전이 구간이 재설정되거나 혹은 중복되는 영역이 발생되는 두 개의 셀(혹은 셀 그룹) 중에서 어느 하나의 셀(혹은 셀 그룹)만이 앞서 설명한 방식으로 전이 구간이 재설정될 수도 있다. 또한, 중복되는 영역이 발생되는 두 개의 셀(혹은 셀 그룹) 중에서 어느 하나의 셀이 P 셀(혹은 셀 그룹이 P 셀을 포함하는 경우)에는 나머지 셀(혹은 셀 그룹)만이 앞서 설명한 방식으로 전이 구간이 설정될 수 있다. 예를 들어, P 셀과 S 셀 간에 중복 영역이 발생되는 경우 또는 P 셀 TAG 과 S 셀 TAG 간에 중복 영역이 발생되는 경우 각각 P 셀, S 셀 TAG 만이 전이 구간이 재설정될 수 있다.

제 2 실시예

앞서 제 1 실시예와는 달리 각 셀에서 전송하는 채널을 고려하지 않고, P 셀을 최대한 보호하며 S 셀에 (추가적인 혹은 확장된) 전이 시간을 적용할 수 있는 방식이다.

도 32 및 도 33 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 TA 환경에서 전이 구간을 재설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 32 는 단말이 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트(예를 들어, 기지국 혹은 RRH)보다 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트의 근처에 위치하는 경우를 가정한다. 이와 반대로, 도 33 은 단말이 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트보다 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트의 근처에 위치하는 경우를 가정한다.

도 32 및 도 33 을 참조하면, 단말은 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서 서브프레임(SF) n-1 까지 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH/PUCCH/SRS 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다. 마찬가지로 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서 서브프레임 n-1 까지 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 연속된 PUSCH/PUCCH/SRS 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH/PUCCH/SRS 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간을 설정한 경우를 예시하고 있다.

도 32 의 예시와 같은 상황에서는 P 셀을 보호하기 위하여 단말은 P 셀의 모든 데이터의 전송이 끝난 후 전이 구간을 설정한다. 즉, P 셀의 서브프레임 n-1 의 전송이 모두 끝난 후 서브프레임 n 에서 전이 구간을 설정한다. 여기서 전이 구간 x us 는 P 셀에서 전송하는 데이터를 우선적으로 보호하고 그 다음 서브프레임에서 시작함으로 20us ≤ x ≤ 40us 로 설정될 수 있다. 마찬가지로 S 셀에서도 P 셀의 전이 구간과 동일한 시간에서 전이 구간을 설정한다. 이 경우, P 셀의 서브프레임 n-1 과 S 셀의 서브프레임 n 에 중복되는 영역이 존재하게 되므로, S 셀 채널에 대한 레이트 매칭(RM: Rate matching)과 펑처링(puncturing)을 추가적으로 수행해야 원하는 데이터를 전송하고 기지국에서 수신이 가능하게 된다. 따라서, 단말은 중복되는 영역에서 전송되는 데이터를 펑처링하고, 단말은 S 셀의 서브프레임 n 에서 전송하고자 하는 상향링크 데이터(펑처링한 데이터 포함)를 (중복되는 영역 + 전이 구간)을 제외한 영역을 통해 전송하기 위하여 레이트 매칭을 수행할 수 있다.

또한, 도 33 의 예시와 같은 상황에서도 마찬가지로 P 셀을 보호하기 위하여 단말은 P 셀의 모든 데이터의 전송이 끝난 후 전이 구간을 설정한다. 즉, P 셀의 서브프레임 n-1 의 전송이 모두 끝난 후 서브프레임 n 에서 전이 구간을 설정하고, S 셀에서도 P 셀의 전이 구간과 동일한 시간에서 전이 구간을 설정한다. 이 경우, 단말이 S 셀 근처에 위치하므로 S 셀의 서브프레임 n-1 과 P 셀의 서브프레임 n 에 중복되는 영역이 존재하게 되므로, 단말은 중복되는 영역에서 전송되는 데이터를 펑처링하고, 단말은 S 셀의 서브프레임 n-1 에서 전송하고자 하는 상향링크 데이터(펑처링한 데이터 포함)를 (중복되는 영역 + 전이 구간)을 제외한 영역을 통해 전송하기 위하여 레이트 매칭을 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 제 2 실시예에서는 P 셀을 보호하기 위하여 도 32 및 도 33 과 같이 P 셀에서 어떠한 데이터를 전송하는지 무관하게 모든 P 셀의 데이터 전송이 끝난 후 x us 전이 구간을 적용함으로써 P 셀을 최대한 보호하고, S 셀에 대해서는 펑처링과 레이트 매칭을 이용하여 데이터를 효율적으로 분산하고 P 셀과 동일한 시간에서 전이 구간을 가지도록 하여 파워 제어의 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다. 결국, 전이 구간을 P 셀을 기준으로 동일하게 적용하여 릴리즈-8/9/10 과 같이 절대적/상대적 파워 톨러런스 요구 사항을 만족할 수 있게 된다.

제 3 실시예

기존의 전이 구간의 일반적인 케이스와 특수한 케이스와는 별도로 각 셀 별로 어떠한 채널을 전송하는지에 따라 우선 순위를 적용할 수 있다. 이는 다양한 옵션에 따라 각 채널에 따른 상대적인 우선 순위를 적용하여 우선적으로 보호하여야 하는 채널이 지난 후에야 전이 구간을 적용하는 방식이다.

이때, 가장 우선적으로 보호해야 할 채널로는 단말의 제어 데이터(Ack/Nack, CQI, 스케줄링 요청(Scheduling Request) 등) 를 전송하는 PUCCH 가 어떠한 셀에서 전송하는지에 관계 없이 PUCCH 를 전송한 후에 전이 구간을 적용하며, 그 이후로는 PUSCH 또는 PRACH 를 우선 순위를 두고 전이 구간을 설정한다. 그리고 가장 낮은 대상자로써 SRS 는 다른 채널의 전송이 모두 끝난 후 SRS 내에서 전이 구간을 적용할 수 있다. 혹은 이와 유사하게 전이 구간을 확장/추가해야 하는 경우에 우선적으로 보호해야하는 PUCCH 보다 PUSCH 혹은 PRACH 에 전이 구간을 확장/추가하는 방식이다. 각 채널 별 우선 순위는 다음과 같다.

옵션 1) PUCCH ＞ PUSCH ＞ PRACH ＞ SRS

옵션 2) PUCCH ＞ PRACH ＞ PUSCH ＞ SRS

도 34 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 TA 환경에서 전이 구간을 재설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 34 는 단말이 TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트(예를 들어, 기지국 혹은 RRH)보다 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)을 통해 통신을 수행하는 포인트의 근처에 위치하는 경우를 가정한다.

도 34 를 참조하면, 단말은 TAG 1 에 속한 셀(예를 들어, P 셀)에서 서브프레임(SF) n-1 까지 연속된 PUSCH 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 연속된 PUSCH 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간(transient period)을 설정한 경우를 예시하고 있다. 그리고, TAG 2 에 속한 셀(예를 들어, S 셀)에서 서브프레임 n-1 까지 PUSCH 를 전송하고, 서브프레임 n 부터 다른 PUCCH 를 전송하며, 이는 이전의 PUSCH 와 비교하여 전력 차이가 발생하여 전이 구간(transient period)을 설정한 경우를 예시하고 있다.

도 34 와 같이 단말이 S 셀에서 가장 우선 순위가 높은 PUCCH 를 전송하는 경우, 단말은 PUCCH 를 보호하기 위하여 전이 구간은 그 앞에 위치하는 PUSCH 영역에 적용한다. 여기서도 PUCCH 를 보호하기 위해 S 셀의 n-1 번째 서브 프레임에 전이 구간 x us 를 둘 수 있으며, 이는 20us ≤ x ≤ 40us 로 설정될 수 있다. 이처럼 S 셀에 전이 구간을 설정하고, 단말은 마찬가지로 P 셀 내 PUSCH 의 전이 구간도 동일한 시간에 설정한다. 이 경우, 제 2 실시예와 같이 PUCCH 를 기준으로 전이 구간을 설정함으로써, 앞 부분 또는 다른 셀의 채널을 제대로 전송하기 위해 레이트 매칭과 펑처링 방식이 필요하게 된다. 즉, P 셀의 서브프레임 n-1 과 S 셀의 서브프레임 n 에 중복되는 영역이 존재하게 되므로, P 셀 채널에 대한 레이트 매칭과 펑처링을 추가적으로 수행여야 원하는 데이터를 전송하고 기지국에서 수신이 가능하게 된다. 따라서, 단말은 중복되는 영역에서 전송되는 데이터를 펑처링하고, 단말은 P 셀의 서브프레임 n-1 에서 전송하고자 하는 상향링크 데이터(펑처링한 데이터 포함)를 (중복되는 영역 + 전이 구간)을 제외한 영역을 통해 전송하기 위하여 레이트 매칭을 수행할 수 있다.

따라서 본 발명에서 제안하는 제 3 실시예에서는 PUCCH 채널을 가장 우선적으로 보호하기 위해 도 34 와 같이 PUCCH 채널이 어떠한 셀에서 전송하는지에 상관없이 PUCCH 전송이 끝난 후 혹은 PUCCH 전송이 시작하기 전에 전이 구간을 적용함으로써 PUCCH 채널을 최대한 보호하고, 이외의 채널에 대해서는 펑처링이나 레이트 매칭을 이용하여 데이터를 효율적으로 분산하고 PUCCH 와 동일한 시간에서 전이 구간을 가지도록 하여 전력 제어의 문제를 발생하지 않도록 할 수 있다. 따라서 전이 구간을 PUCCH 기준으로 동일하게 적용하여 릴리즈-8/9/10 과 같이 절대적/상대적 파워 톨러런스 요구 사항을 만족할 수 있게 된다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 35 는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 35 를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(350)과 기지국(350) 영역 내에 위치한 다수의 단말(360)을 포함한다.

기지국(350)은 프로세서(processor, 351), 메모리(memory, 352) 및 RF 부(radio frequency unit, 353)을 포함한다. 프로세서(351)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(351)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(352)는 프로세서(351)와 연결되어, 프로세서(351)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 부(353)는 프로세서(351)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(360)은 프로세서(361), 메모리(362) 및 RF 부(363)을 포함한다. 프로세서(361)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(361)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(362)는 프로세서(361)와 연결되어, 프로세서(361)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 부(363)는 프로세서(361)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다. 특히, 본 발명에 있어 RF 부(363)는 앞서 설명한 실시예에서 RF 체인(혹은 RF 수신기)를 의미한다. 또한, RF 부(363)는 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 복수 개로 구성되는 경우 각 RF 부는 독립적으로 각 셀(프라이머리 셀 혹은 세컨더리 셀)을 통한 무선 신호의 전송 및/또는 수신을 지원할 수 있다.

메모리(352, 362)는 프로세서(351, 361) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(351, 361)와 연결될 수 있다. 또한, 기지국(350) 및/또는 단말(360)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 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 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

본 발명의 무선 접속 시스템에서 데이터 송수신 방안은 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

1. 캐리어 병합(carrier aggregation)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 전송 파워를 제어하기 위한 방법에 있어서,
   하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 1 TA 그룹(TAG: Timing Advance Group)과 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 2 TAG 에 대한 각각의 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 수신하는 단계;
   상기 제 1 TA 값 및 상기 제 2 TA 값을 이용하여 상기 제 1 TAG 와 상기 제 2 TAG 의 상향링크 전송 타이밍을 조정하는 단계;
   상기 제 1 컴포넌트 캐리어 그룹과 상기 제 2 컴포넌트 캐리어 그룹의 전이 구간(transient period)을 제외한 서로 다른 서브프레임이 중복되는 영역에서 단말의 최대 전송 파워(maximum Tx power)가 파워 제어 요구 사항을 넘어서는 경우, 상기 전이 구간을 재설정하는 단계; 및
   상기 재설정된 전이 구간에 따라 상향링크 전송 파워를 제어하는 단계를 포함하는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중복되는 영역을 포함하도록 상기 제 1 TA 값과 상기 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 상기 전이 구간 중 큰 값으로 상기 전이 구간이 재설정되는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 TAG 와 상기 제 2 TAG 중 어느 하나의 전이 구간만이 상기 제 1 TA 값과 상기 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 상기 전이 구간 중 큰 값으로 재설정되는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 TAG 가 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 포함하는 경우, 상기 제 2 TAG 의 전이 구간만이 상기 제 1 TA 값과 상기 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 상기 전이 구간 중 큰 값으로 재설정되는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 TAG 가 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 포함하는 경우, 상기 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 우선적으로 보호하기 위해서, 상기 제 2 TAG 의 전이 구간이 상기 제 1 TAG 의 전이 구간과 일치하도록 재설정되고, 상기 제 2 TAG 의 상기 중복되는 영역에서 전송되는 데이터는 펑처링(puncturing)되며, 상기 펑처링된 데이터는 상기 제 2 TAG 의 상기 중복되는 영역을 포함하는 서브프레임의 상기 중복되는 영역 이외의 영역에서 레이트 매칭(rate matching)되어 전송되는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 중복되는 영역에서 전송되는 상향링크 채널의 우선 순위를 고려하여 상기 제 1 TAG 및 상기 제 2 TAG 중 우선 순위가 낮은 상향링크 채널을 포함하는 TAG 의 전이 구간이 우선 순위가 높은 상향링크 채널을 포함하는 TAG 의 전이 구간과 일치하도록 재설정되고, 상기 우선 순위가 낮은 TAG 의 상기 중복되는 영역에서 전송되는 데이터는 펑처링(puncturing)되며, 상기 펑처링된 데이터는 상기 우선 순위가 낮은 TAG 의 상기 중복되는 영역을 포함하는 서브프레임의 상기 중복되는 영역 이외의 영역에서 레이트 매칭(rate matching)되어 전송되는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 상향링크 채널의 우선 순위는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 가장 높고, 그 다음은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 혹은 PRACH(Physical Random Access Channel)이며, 그 다음은 SRS(Sounding Reference Signal)로 정해지는, 상향링크 전송 파워 제어 방법.
8. 캐리어 병합(carrier aggregation)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 상향링크 전송 파워를 제어하는 단말에 있어서,
   무선 신호를 송수신하기 위한 RF(Radio Frequency) 유닛; 및
   프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 1 TA 그룹(TAG: Timing Advance Group)과 하나 이상의 컴포넌트 캐리어를 포함하는 제 2 TAG 에 대한 각각의 제 1 TA 값 및 제 2 TA 값을 수신하고, 상기 제 1 TA 값 및 상기 제 2 TA 값을 이용하여 상기 제 1 TAG 와 상기 제 2 TAG 의 상향링크 전송 타이밍을 조정하고, 상기 제 1 컴포넌트 캐리어 그룹과 상기 제 2 컴포넌트 캐리어 그룹의 전이 구간(transient period)을 제외한 서로 다른 서브프레임이 중복되는 영역에서 단말의 최대 전송 파워(maximum Tx power)가 파워 제어 요구 사항을 넘어서는 경우, 상기 전이 구간을 재설정하며, 상기 재설정된 전이 구간에 따라 상향링크 전송 파워를 제어하도록 설정되는, 단말.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 중복되는 영역을 포함하도록 상기 제 1 TA 값과 상기 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 상기 전이 구간 중 큰 값으로 상기 전이 구간이 재설정되는, 단말.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 TAG 와 상기 제 2 TAG 중 어느 하나의 전이 구간만이 상기 제 1 TA 값과 상기 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 상기 전이 구간 중 큰 값으로 재설정되는, 단말.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 TAG 가 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 포함하는 경우, 상기 제 2 TAG 의 전이 구간만이 상기 제 1 TA 값과 상기 제 2 TA 값 간의 격차(difference)와 상기 전이 구간 중 큰 값으로 재설정되는, 단말.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 TAG 가 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 포함하는 경우, 상기 프라이머리 컴포넌트 캐리어를 우선적으로 보호하기 위해서, 상기 제 2 TAG 의 전이 구간이 상기 제 1 TAG 의 전이 구간과 일치하도록 재설정되고, 상기 제 2 TAG 의 상기 중복되는 영역에서 전송되는 데이터는 펑처링(puncturing)되며, 상기 펑처링된 데이터는 상기 제 2 TAG 의 상기 중복되는 영역을 포함하는 서브프레임의 상기 중복되는 영역 이외의 영역에서 레이트 매칭(rate matching)되어 전송되는, 단말.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 중복되는 영역에서 전송되는 상향링크 채널의 우선 순위를 고려하여 상기 제 1 TAG 및 상기 제 2 TAG 중 우선 순위가 낮은 상향링크 채널을 포함하는 TAG 의 전이 구간이 우선 순위가 높은 상향링크 채널을 포함하는 TAG 의 전이 구간과 일치하도록 재설정되고, 상기 우선 순위가 낮은 TAG 의 상기 중복되는 영역에서 전송되는 데이터는 펑처링(puncturing)되며, 상기 펑처링된 데이터는 상기 우선 순위가 낮은 TAG 의 상기 중복되는 영역을 포함하는 서브프레임의 상기 중복되는 영역 이외의 영역에서 레이트 매칭(rate matching)되어 전송되는, 단말.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상향링크 채널의 우선 순위는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 가장 높고, 그 다음은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 혹은 PRACH(Physical Random Access Channel)이며, 그 다음은 SRS(Sounding Reference Signal)로 정해지는, 단말.

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