KR101072049B1

KR101072049B1 - 무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고를 전송하는 방법

Info

Publication number: KR101072049B1
Application number: KR1020090053587A
Authority: KR
Inventors: 천성덕; 이승준; 박성준; 이영대
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-10-10
Also published as: CA2724595C; JP5784181B2; CN102067480A; JP5539975B2; CN102067480B; JP2011524712A; KR20090131653A; CA2724595A1; ES2649587T3; JP2014161101A

Abstract

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 기지국과 단말이 전력 잔여량 보고(Power Headroom Report: PHR)를 주고 받는 방법에 관한 것으로, 특히 단말이 자신이 상향 방향으로 추가적으로 사용할 수 있는 전력에 관한 정보를 기지국으로 전송함에 있어서, 빠르고 효율적이고 동시에 불필요한 정보 전송을 최소화 하는 방법에 관한 것이다.

무선통신, 단말, LTE, 전력 잔여량

Description

무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고를 전송하는 방법{METHOD OF TRANSMITTING POWER HEADROOM REPORTING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 기지국과 단말이 전력 상태 정보(Power Headroom Report)를 주고 받는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조를 나타낸 그림이다. E-UMTS시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다.

E-UMTS망은 크게 E-UTRAN과 CN으로 구분할 수 있다. E-UTRAN은 단말 (User Equipment; 이하 UE로 약칭)과 기지국 (이하 eNode B로 약칭), 망의 종단에 위치하여 외부 망과 연결되는 서빙 게이트웨이(Serving Gateway; 이하 S-GW로 약칭) 그리 고 단말의 이동성을 관장하는 이동관리개체(Mobility Management Entity; 이하 MME로 약칭)으로 구성되어 있다. 하나의 eNode B에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다.

도 2와 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 기지국 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 상기 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층 에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, PDCP 계층은, C-plane데이터, 예를 들어 RRC 메시지의 암호화를 수행하기 위해서 사용된다. PDCP는 U-plane의 데이터의 암호화도 수행한다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함) 들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

E-UTRAN을 구성하는 두 축은 바로 기지국과 단말이다. 한 셀에서의 무선 자원은 상향 무선자원과 하향 무선자원으로 구성된다. 기지국은 셀의 상향 무선자원과 하향 무선자원의 할당 및 제어를 담당한다. 즉 기지국은 어느 순간에 어떤 단말이 어떤 무선자원을 사용하는지를 결정한다. 예를 들어 기지국은 3.2초 후에 주파수 100Mhz 부터 101Mhz를 사용자 1번에게 0.2초 동안 하향 측 데이터 전송을 위해 할당한다고 결정할 수 있다. 그리고 기지국은 이런 결정을 내린 후에, 상기 해당하는 단말에게 이 사실을 알려서 상기 단말이 하향 데이터를 수신하도록 한다. 마찬가지로 기지국은 언제 어떤 단말이 얼만큼의 어떤 무선자원을 사용하여 상향으로 데이터를 전송하도록 할지를 결정하며, 기지국은 이 결정을 단말에게 알려서, 상기 단말이 상기 시간 동안 상기 무선 자원을 이용하여 데이터를 전송하도록 한다.

종래와 달리 이렇게 기지국이 무선 자원을 동적으로 관리하는 것은 효율적인 무선 자원의 이용을 가능하게 한다. 종래의 기술은 하나의 단말이 하나의 무선 자원을 호가 연결된 동안 계속 사용하도록 하였다. 이것은 특히 최근 많은 서비스가 IP 패킷을 기반으로 하는 것을 고려하면 비합리적이다. 왜냐하면, 대부분의 패킷 서비스들은 호의 연결 시간 동안 꾸준하게 패킷을 생성하는 것이 아니라, 호의 도중에 아무것도 전송하지 않는 구간이 많기 때문이다. 이럼에도 하나의 단말에게 계속 무선 자원을 할당하는 것은 비효율적이다. 이를 해결하기 위해서, E-UTRAN시스템은 단말이 필요한 경우에만, 서비스 데이터가 있는 동안에만 단말에게 상기와 같은 방식으로 무선자원을 할당하는 방식을 사용한다.

도 4는 동적 무선자원 할당방법의 동작을 나타내는 예시도 이다. LTE시스템에서는 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위해서, 기지국은 각 사용자별로 어떤 데이터를 얼마만큼 전송하고 싶어하는지 알아야 한다. 하향 링크의 데이터의 경우, 이 하향 링크의 데이터는 접속게이트웨이로부터 기지국으로 전달된다. 따라서 기지국은 각 사용자에게 얼마만큼의 데이터가 하향 링크로 전달되어야 하는지를 안다. 이와는 반대로 상향 링크로의 데이터의 경우, 단말이 직접 자신이 상향 링크로 전달하려는 데이터에 대한 정보를 기지국에 알려주지 않는다면, 기지국은 각 단말이 얼마만큼의 상향 무선 자원이 필요한지 알 수 없다. 따라서, 기지국이 적절하게 상향 무선 자원을 단말에게 할당할 수 있기 위해서, 각 단말이 기지국으로 기지국이 무선 자원을 스케줄링하는데 필요한 정보를 제공하여야 한다.

이를 위해서, 단말은 자신이 전송해야 할 데이터가 있을 경우, 이를 기지국에 알리고, 기지국은 이 정보를 바탕으로 상기 단말에게 무선자원할당메시지 (Resource Allocation Message)를 전달한다.

상기 과정, 즉, 단말이 자신이 전송할 데이터가 있을 때, 이를 기지국에 알리는 경우, 상기 단말은 기지국에게 자신의 버퍼에 쌓여 있는 데이터의 양을 알려준다. 이를 버퍼 상태 정보 (Buffer Status Report: BSR)라고 부른다.

그런데 상기 버퍼 상태 정보는 MAC Control Element의 형태로 생성되어 MAC PDU에 포함되어 단말에서 기지국으로 전송된다. 즉, 버퍼 상태 정보 (BSR: Buffer Status Report)를 전송하기 위해서도 상향 방향의 무선 자원이 필요하다. 이는 버퍼 상태 정보를 전송하기 위한 상향 방향 무선 자원 할당 요청정보를 보내야 함을 의미한다. 버퍼 상태 정보가 생성되었을 때, 할당받은 상향 방향 무선 자원이 있다면, 단말은 즉시 상기 상향 방향 무선 자원을 이용하여 버퍼 상태 정보를 전송한다. 이렇게 단말이 버퍼 상태 정보를 기지국으로 보내는 과정을 버퍼 상태 정보 과정(BSR procedure)라 한다. 상기 BSR과정은, 1)모든 버퍼에 데이터가 없을 때, 어떤 버퍼에 데이터가 새로이 도착하는 경우, 2)어떤 비어있는 버퍼에 데이터가 도착하고, 상기 버퍼와 관련된 논리채널의 우선 순위가, 이전에 데이터를 가지고 있던 버퍼와 관련된 논리채널보다 우선순위가 높은 경우, 3)셀이 바뀐 경우, 등에서 시작된다. 그런데 BSR과정이 트리거 된 후, 상향 무선 자원을 할당받았을 때, 상기 무선 자원을 통해서, 버퍼에 있는 모든 데이터의 전송은 가능하지만, 추가적으로 BSR을 포함하기에는 상기 무선 자원이 부족할 경우, 단말은 상기 트리거 된 BSR과정을 취소시킨다.

여기서, 상기의 버퍼 상태 정보와는 별도로 전력 잔여량 보고 또는 정보(PHR: Power Headroom Report)가 있다. 상기 전력 잔여량 정보는, 단말이 어느 정도의 파워를 추가적으로 사용할 수 있는지 알려준다. 즉 전력 잔여량 정보는 단말기기 최대로 송신할 수 있는 파워에서 현재 단말이 송신하고 있는 파워 값의 차이를 의미한다.

단말이 상기의 전력 잔여량 정보를 기지국에 알려주는 이유는, 특정 단말에게 상기 단말의 능력을 벗어나는 양의 무선 자원을 할당하지 않기 위해서이다. 예를 들어 최대 송신 가능 전력이 10 W인 단말을 가정해 보자. 그리고 현재 단말이 10Mhz의 주파수 대력을 사용하여 9W의 출력을 쓰고 있다고 가정하자. 이 단말에게 20Mhz의 주파수 대역을 할당한다면, 9W*2=18W의 전력이 필요하다, 그러나 상기 단말의 최대 파워가 10W이므로, 상기 단말에게 20Mhz를 할당한다면, 상기 단말은 상기 주파수 대역을 모두 사용할 수 없거나, 혹은 전력이 모자라게 되어, 기지국이 상기 단말의 신호를 제대로 수신할 수 없을 것이다.

LTE시스템도 그렇지만, 현재 대부분의 통신 트래픽(traffic)은 인터넷 서비스를 기반으로 하고 있다. 상기 인터넷 서비스에서 생성되는 데이터의 특징은 상기의 갑자기 생성되며, 그 양도 일정하지 않다 (Bursty). 따라서, 만약 단말이 갑자기 기지국으로 전송할 데이터를 가지게 된 경우, 상기 기지국이 상기 데이터의 발생 전에 미리 상기 단말로부터 받아 놓은 전력 잔여량 보고 (PHR)이 있다면, 상기 기지국이 상기 단말에게 적절한 양의 무선 자원을 할당하는 것은 쉬울 것이다. 여기서, 상기 PHR 자체는 신뢰성(reliable) 있는 방식으로 기지국에 전달되지 않는다. 즉, 상기 단말이 송신한 상기 PHR에 대해서, 상기 기지국이 항상 성공적으로 수신할 수 있는 것은 아니다. 따라서, 상기 단말은 이미 상기 PHR을 상기 기지국으로 송신하였고, 또한 PHR정보에 변화가 없더라도, 상기 단말이 다시 상기 기지국에 PHR 보내는 것이 좋을 수 있다.

상기의 이유들로 인하여, 종래기술에서는 주기적 (Periodic) PHR 방식이 사용된다. 즉, 주기적 (Periodic) PHR에서, 상기 단말은 타이머 (timer)를 동작시키고, 상기 타이머가 만료될 때마다 상기 기지국으로 상기 PHR을 전송한다.

이와 같은 종래의 방식에 따라서, 상기 단말은 주기적 타이머 (Periodic timer)가 만료되면, 주기적 (periodic) PHR을 트리거 (trigger) 시키고, 상기 주기적 PHR이 실제 전송되면, 상기 주기적 타이머를 재시작한다. 그런데 일반적으로 상기 PHR은 상기 주기적 타이머가 만료되었을 때만 트리거 (trigger) 되는 것이 아니 라, 상기 단말이 측정한 path loss (전력 손실) 값이 일정 기준 값 이상으로 변화했을 때도 상기 PHR은 트리거 된다.

도 5는 종래기술에 따라 전력 잔여랑 보고를 전송하는 동작을 나타내는 예시도 이다. 단말은 주기적 타이머 (periodic timer)가 만료될 때에 새로운 PHR을 구성하여 기지국으로 전송한다. 그리고 이때 상기 단말은 상기 주기적 타이머 (periodic timer)를 재시작한다. 또한, 상기 단말은 path loss(전력 손실)를 계속 모니터링(monitor)한다. 그리고 이전에 상기 PHR을 전송한 시점 이후 path loss가 기준 값을 초과한 시점에서, 단말은 새로운 PHR을 구성하여 기지국으로 전송한다. 이후 periodic timer가 만료되어 단말은 새로운 PHR을 구성하여 기지국으로 전송한다.

그런데 상기 도 5에 도시되어 있듯이, path loss변화로 인하여 새로운 PHR이 전송된 시점과, 주기적 타이머 (periodic timer) 만료로 인해서 새로운 PHR이 전송된 시점이 아주 가까우면, 실제 이 구간 동안 Path loss의 변화도 거의 없다. 따라서, 상기 주기적 타이머의 만료로 인하여 발생한 상기 새로운 PHR은 새로운 정보도 거의 없으며, 따라서 이는 무선 자원의 낭비를 초래한다. 즉 상기 단말에게 상향 무선 자원을 할당하여야 하므로, 다른 단말들이 무선 자원을 할당받을 수 없다. 또한, 상기 단말이 실제로 전송할 데이터가 없을 경우, 상기 무선 자원은 그 어떤 단말도 사용하지 못하므로, 무선자원을 낭비한다.

즉 종래 기술은, PHR 보고에 있어서, 트리거링의 이유에 따라서, 동작을 구분하여서 발생하였다. 즉, Path loss변화에 따른 동작을 기본으로 하는 PHR방법과 periodic timer를 이용한 PHR방식이 개별적으로 동작하면서 문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고 (PHR)를 전송하는데 있어서, 보다 효과적인 방법을 제공하여 무선자원의 낭비를 방지하도록 하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고 (Power Headroom Report: PHR)를 제공하는 방법에 있어서, 상기 전력 잔여량 보고가 트리거 (trigger) 되었는지를 판단하는 단계; 할당된 상향 자원 (uplink resource)들이 상기 전력 잔여량 보고와 연관된 MAC 제어 요소 (MAC control element)를 수용가능한지 판단하는 단계에 있어서 상기 할당된 상향 자원들은 논리 채널 우선권 (logical channel prioritization)의 결과로써 상기 MAC control element를 수용하며; 그리고 만약 적어도 하나의 전력 잔여량 보고 (PHR)가 트리거 (trigger) 되었다고 판단되고 만약 상기 할당된 상향 자원들이 상기 MAC control element를 수용가능하다고 판단되면 전력 잔여량의 값을 기초로 상기 MAC control element를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 MAC control element가 MAC 프로토콜 데이터 유닛 (Protocol Data Unit; PDU)에 포함되는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게는, 상기 MAC control element가 PHR MAC control element인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전력 잔여랑 보고가 전력 손실 변화 (path loss changes), PHR 전송용 주기적 타이머 (periodic timer for a PHR transmission), 및 PHR 기능성의 설정 또는 재설정 중 적어도 하나에 의해서 트리거 되는 것을 특 징으로 한다.

바람직하게는, 만약 상기 전력 손실 (path loss)이 기준 값 (threshold value)보다 크게 되면 상기 전력 잔여랑 보고가 트리거 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 상기 PHR 전송용 주기적 타이머가 만료되면 상기 전력 잔여랑 보고가 트리거 되는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게는, 상기 전력 잔여량의 값은 물리 계층 (physical layer)로부터 획득되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 단말이 기지국으로 전력 잔여량 정보를 전송하는 과정에 있어서, 불필요하게 전력 잔여량 정보를 보내는 것을 방지하고, 또한 실제로 보내지 않았음에도 불구하고 보낸 것처럼 오동작하는 것을 방지하여, 기지국이 셀 내의 무선 자원을 효과적으로 할당할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템, 통신 장치 및 통신 방법에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정 하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 유무선 통신에도 적용될 수도 있다.

본 발명의 기본 개념은, 무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고 (PHR)를 전송시에 무선자원 사용의 낭비를 줄이도록 하기 위하여, 무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고 (Power Headroom Report: PHR)를 제공하는 방법에 있어서, 상기 전력 잔여량 보고가 트리거 (trigger) 되었는지를 판단하는 단계; 만약 적어도 하나의 전력 잔여량 보고가 트리거 되었다고 판단되면 할당된 상향 자원 (uplink resource) 들이 상기 전력 잔여량 보고와 연관된 MAC 제어 엘리먼트(control element: CE)를 수용가능한지 판단하는 단계; 그리고 만약 상기 할당된 상향 자원들이 상기 MAC control element를 수용가능하다고 판단되면 전력 잔여량의 값을 기초로 상기 MAC control element를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 (Power Headroom Report) 제공 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.

일반적으로, 기지국은 단말의 전력 잔여량 정보를 정확하게 알고 있어야 무선 자원을 적절하게 할당하여, 무선 자원의 낭비가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

일반적으로, 전력 잔여량 정보 보고과정 (Power Headroom Reporting Procedure)은 다음과 같이 설명될 수 있다. 먼저, 상기 전력 잔여량 보고과정은 다음의 경우 시작(Trigger)된다. 즉, 1) 가장 최근의 PHR이후, 전력 손실(Path Loss)이 일정 기준 값 (DL_PathlossChange) 이상 일 경우, 또는 2) 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR timer)가 만료되었을 경우 (이때의 PHR을 주기적 (Periodic) PHR이라고 할 수 있다), 또는 3) 주기적 PHR과정 또는 PHR 기능성이 설정되거나 재설정된 경우 등에서 상기 전력 잔여량 보고과정이 트리거 된다.

최근의 PHR전송 이후, 상기 경우가 발생하여 전력 잔여량 보고(PHR)이 시작(Trigger)된 경우, 단말은 먼저 이번 해당 전송시간구간 (Transmission Time Interval: TTI) 동안에 새로이 할당받은 상향 자원 (UL resource)이 있는지를 확인하고 상기 상향 자원이 있는 경우, 물리계층(Physical layer)으로 부터, 전력 잔여량 값(power headroom value)을 전달받는다. 이후, 상기 전력 잔여량 값을 바탕으로 하여, Multiplexing and Assembly (MA) 엔티티에게, PHR MAC 제어 엘리먼트 (Control Element)를 생성하라고 지시한다. 이와 같은 과정에서, 상기 PHR이 주기적 (periodic) PHR인 경우에는 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR Timer)를 재시작한다.

일반적으로, 매체접속제어 계층 (Medium Access Control (MAC) layer)는 여러 개의 엔티티 (entity)들로 이루어져 있으며, 각각의 엔티티는 각기 지정된 기능(function)을 수행한다. 이 중에서, Multiplexing and Assembly (MA) 엔티티라는 것이 있는데, 상기 MA엔티티는, 기지국으로부터 할당받은 무선 자원을, 어떤 데이터의 전송을 위해서 사용할 것인지를 결정하고, 이를 바탕으로 실제로 전송할 MAC PDU를 구성한다. 예를 들어, 단말이 200bit를 전송할 수 있는 무선자원을 할당받았고, 제 1 논리채널에는 150 비트(bit)의 데이터가 그리고 제 2 논리채널에는 150 비트의 데이터가 있을 경우, 상기 MA엔티티는 각각의 논리채널로부터 얼마만큼의 데이터를 받아서 MAC 프로토콜 데이터 유닛 (Protocol Data Unit; PDU)를 구성할지 결정하고, 이 결정을 바탕으로 MAC PDU를 구성한다.

따라서, 무선 자원이 할당되었다고 하더라도, 각각의 논리채널에 저장된 데이터 혹은 MAC 엔티티에서 생성한 MAC CE(Control element)가 항상 전송될 수 있는 것은 아니다. 상기의 PHR을 이용해서 설명하면, PHR이 트리거 되었을 경우, MAC엔티티가 무선 자원을 할당받았다고 하더라도, 항상 상기 무선 자원에 PHR이 포함되지는 않는다.

일반적으로, PHR에 관련된 동작을 수행하는 과정(procedure)은 MAC엔티티가 무선자원을 할당받았는지에 대한 여부만 검사한다. 다르게 말하면, 현재 PHR동작은, 무선 자원을 할당받은 경우에 PHR이 트리거 되었는지 검사하고, 트리거 되었다면, MA엔티티에게 PHR MAC CE를 MAC PDU에 포함할 것을 지시하고 PHR에 대한 트리거를 해제한다. 그러나, MA엔티티가 PHR MAC CE보다 다른 데이터를 우선 전송하기로 결정한 경우, 실제로 MAC PDU는 PHR을 포함하지 않게 된다. 즉, PHR과정은 PHR을 전송하였다고 간주하나, 실제로 MA엔티티는 PHR을 전송하지 않는 상황이 발생하는 것이다. 이 경우, 기지국은 필요한 PHR정보를 받을 수 없으므로, 단말에게 적절한 무선 자원을 할당할 수 없게 된다. 즉, 단말은 PHR을 실제로는 보내지 않았음에도 보낸 것처럼 오동작하는 문제가 발생할 수도 있다.

앞서 언급하였듯이, 주기적 (Periodic) PHR이 설정(configuration)되거나 재설정(reconfiguration)되는 경우, PHR이 트리거 된다. 예를 들어, 주기적 (Periodic) PHR을 쓰지 않은 상태에서, 무선자원제어 계층 (Radio Resource Control (RRC) layer)이 주기적 (Periodic) PHR을 사용하라고 설정을 변경하는 경 우 PHR이 트리거 될 수 있다. 또한, Periodic PHR을 쓰고 있던 상태에서, RRC 계층이 Periodic PHR을 사용을 중지하라고 설정을 변경하는 경우에도 PHR이 트리거 될 수 있다. 여기서, 상기 periodic PHR을 중지하는 것은, 결국 단말이 PHR을 보내지 말라는 것과 같다. 그런데, periodic PHR을 중지하도록 재설정되는 경우에도, 일반적으로 단말은 PHR을 트리거 하여 전송하는 것은 무선 자원의 낭비이다. 또한, 기지국의 입장에서는, 보내지 말도록 설정된 PHR을 수신했으므로, 기지국은 단말이 왜 PHR을 보냈는지 판단할 수 없어서, 혼란이 초래된다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

앞서 언급하였듯이, 본 발명은, 단말이 자신의 전력 잔여량 보고 또는 정보 (PHR)를 기지국에게 효과적으로 전송할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 구체적으로, 타이머를 이용하여 주기적으로 전력 잔여량 정보를 기지국으로 전송하는 단말에 있어서, 상기 단말은 기지국으로 PHR을 전송하게 될 때마다 Periodic PHR 타이머를 재시작하고, 상기 Periodic PHR 타이머가 만료되면, PHR을 트리거하여 기지국으로 전송한다.

도 6은 본 발명에 따라 전력 잔여랑 보고를 전송하는 동작을 나타내는 예시도 이다.

상기 도 6에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따르면, 단말은 PHR을 기지국에 보낼 때마다 주기적 PHR 타이머를 재시작한다. 또한, Path loss (전력 손실) 값의 변화가 일정 기준 값을 초과하여, PHR이 전송된 경우에도, 상기 단말은 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR timer)를 재시작한다. 따라서 종래 방식에 따르면, 상기 도 6에 표기된 B라는 시점에서 periodic PHR 타이머가 만료되어 PHR이 B라는 시점에서 기지국으로 전송되었을 것이지만, 본 발명에 따르면, B라는 시점에서는 PHR 타이머가 트리거 (trigger) 되지 않고, 상기 도 6에 표기된 C라는 시점에서 Periodic PHR 타이머가 만료되어, 상기 단말은 이 시점에서 상기 기지국으로 PHR을 전송한다. 따라서, 본 발명에서는 불필요하게 자주 PHR이 전송되는 것을 막고, 또한 상기 PHR이 짧은 시간에 여러 번 전송되는 것을 막는다.

이와 같은 본 발명에 따른 상기 과정을 나타내는 전력 잔여량 정보 보고과정(Power Headroom Reporting Procedure)는 다음과 같이 설명될 수 있다. 먼저, 전력 잔여량 보고과정은 다음의 경우 시작(Trigger)된다. 즉, 1) 가장 최근의 PHR이후, 전력 손실(Path Loss)이 일정 기준 값 (DL_PathlossChange) 이상 일 경우, 또는 2) 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR timer)가 만료되었을 경우에 상기 전력 잔여량 보고과정이 트리거 된다. 최근의 PHR전송 이후, 상기 경우가 발생하여 전력 잔여량 보고(PHR)이 시작(Trigger)된 경우, 단말은 먼저 이번 해당 전송시간구간 (Transmission Time Interval: TTI) 동안에 새로이 할당받은 상향 자원 (UL resource)이 있는지를 확인하고 상기 상향 자원이 있는 경우, 물리계층(Physical layer)으로 부터, 전력 잔여량 값(power headroom value)을 전달받는다. 이후, 상기 전력 잔여량 값을 바탕으로 하여, Multiplexing and Assembly (MA) 엔티티에게, PHR MAC 제어 엘리먼트 (Control Element)를 생성하라고 지시한다. 이와 같은 과정에서, 상기 PHR이 주기적 (periodic) PHR인 경우에는 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR Timer)를 재시작한다.

또한, 본 발명은 PHR과 관련된 동작에 있어서, 상기 PHR과정은 Multiplexing and Assembly (MA) 엔티티의 결정에 따라서 동작할 것을 제안한다. 구체적으로, 상기 MA엔티티의 결정에 따라서, 새로운 MAC PDU에 PHR MAC control element (CE) (또는 MAC PHR CE)가 포함될 수 없는 경우에는, PHR은 트리거되지 않는다. 이 경우, 상기 PHR MAC control element는 MAC PDU에 포함되지 않는다. 반면에, 상기 MA 엔티티의 결정에 따라서, 새로운 MAC PDU에 PHR MAC control element 가 포함될 수 있는 경우에는, 추가적인 조건에 따라서, 상기 PHR이 트리거된다. 이 경우, 타이머가 재시작되고, 상기 PHR MAC control element는 MAC PDU에 포함되어 전송된다.

또한, 새로운 상향 자원 (UL resource)을 할당받은 경우, 상기 MA엔티티는 어떤 논리채널의 데이터 또는 어떤 MAC CE가 상기 새로운 상향 자원(UL resource)을 통해서 전송될 수 있는지 결정한다. 그리고 이 결과, MAC PHR CE가 MAC PDU에 포함될 수 있는 경우, 상기 MA엔티티는 이를 PHR과정에 알린다. 이를 바탕으로, PHR과정은 path loss의 변화 또는 periodic PHR 타이머와 관련하여 PHR을 트리거 (trigger) 해야 하는지 결정하고, 만약 PHR이 트리거되면, PHR 을 MAC PDU에 포함할 것을 MA엔티티에게 지시한다. 즉, 트리거 된 MAC PHR CE가 있을 때, PHR과정은 새로운 무선 자원이 할당되었고, 상기 새로운 무선 자원이 MAC PHR CE를 포함할 수 있을 경우, 상기 MAC PHR CE를 MAC PDU에 포함하여 전송한다.

본 발명에 따른 상기 과정을 나타내는 전력 잔여량 정보 보고과정(Power Headroom Reporting Procedure)는 다음과 같이 설명될 수 있다. 먼저, 전력 잔여량 보고과정은 다음의 경우 시작(Trigger)된다. 즉, 1) 가장 최근의 PHR이후, 전력 손실(Path Loss)이 일정 기준 값 (DL_PathlossChange) 이상 일 경우, 또는 2) 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR timer)가 만료되었을 경우에 상기 전력 잔여량 보고과정이 트리거 된다. 이후, 가장 최근의 PHR의 전송 이후에 트리거 된 PHR이 있는지 검사한다. 만약 상기 검사에서 트리거 된 PHR이 있다고 판단한 경우, 새로이 할당된 무선 자원이 있는지 검사한다. 이후, 만약 상기 검사에서 새로이 할당된 무선자원이 있다고 판단한 경우, 우선권(prioritization) (예, 논리채널의 우선권)의 결과로, 새로이 할당된 무선 자원을 통해서 전송되는 MAC PDU가 PHR MAC CE를 포함할 수 있는지 검사한다. 이후, 만약 상기 검사에서 상기 새로이 할당된 무선자원이 상기 PHR MAC CE가 포함될 수 있다고 판단한 경우, 물리계층(Physical layer)으로 부터, 전력 잔여랑 값(Power Headroom value)을 전달받는다. 이후, 상기 전력 잔여량 값을 바탕으로 하여, Multiplexing and Assembly (MA) 엔티티에게, PHR MAC 제어 엘리먼트 (Control Element)를 생성하라고 지시하고, 상기 주기적 (Periodic) PHR 타이머를 재시작한 후에, 트리거 된 모든 PHR을 취소한다.

또한, 본 발명은 전력 잔여량 보고 (PHR) 과정이 PHR을 보내야 할지 말지를 결정함에 있어서, PHR설정의 종류를 고려할 것을 제안한다. 특히, PHR과정에 대한 설정이 변경될 경우, 상기 PHR 과정에 대한 설정 변경의 종류에 따라서 PHR을 트리거할지 말지를 결정할 것을 제안한다. 구체적으로, 상위 단에 의해서 PHR설정이 변경되는 경우, 상기 PHR과정은 상기 PHR설정 변경이 상기 PHR과정의 사용을 중지시 키는 것인지 아닌지 판별하고, 만약 상기 PHR설정 변경이 PHR 과정을 더 이상 사용하지 않을 것을 지시하는 경우에는 PHR을 트리거하지 않고, 만약 상기 PHR 설정 변경이 PHR의 사용을 중지할 것을 지시하지 않는 경우에는 PHR을 트리거 할 것을 제안한다.

본 발명에 따른 상기 과정을 나타내는 전력 잔여량 정보 보고과정은 다음과 같이 설명될 수 있다. 먼저, 전력 잔여량 보고과정은 다음의 경우 시작(Trigger)된다. 즉, 1) 가장 최근의 PHR이후, 전력 손실(Path Loss)이 일정 기준 값 (DL_PathlossChange)이상 일 경우, 또는 2) 주기적 PHR 타이머 (Periodic PHR timer)가 만료되었을 경우, 또는 3) PHR 과정이 새로이 설정된 경우, 또는 4) PHR 과정이 재설정될 때에는, 상기 재설정이 PHR과정을 중지시키지 위한 재설정이 아닌 경우에 상기 전력 잔여량 보고과정이 트리거 된다. 이후, 가장 최근의 PHR의 전송 이후에 트리거 된 PHR이 있는지 검사한다. 만약 상기 검사에서 트리거 된 PHR이 있다고 판단한 경우, 새로이 할당된 무선 자원이 있는지 검사한다. 이후, 만약 상기 검사에서 새로이 할당된 무선자원이 있다고 판단한 경우, 우선권(prioritization) (예, 논리채널의 우선권)의 결과로, 새로이 할당된 무선 자원을 통해서 전송되는 MAC PDU가 PHR MAC CE를 포함할 수 있는지 검사한다. 이후, 만약 상기 검사에서 상기 새로이 할당된 무선자원이 상기 PHR MAC CE가 포함될 수 있다고 판단한 경우, 물리계층(Physical layer)으로 부터, 전력 잔여랑 값(Power Headroom value)을 전달받는다. 이후, 상기 전력 잔여량 값을 바탕으로 하여, Multiplexing and Assembly (MA) 엔티티에게, PHR MAC 제어 엘리먼트 (Control Element)를 생성하라 고 지시하고, 상기 주기적 (Periodic) PHR 타이머를 재시작한 후에, 트리거된 모든 PHR을 취소한다.

본 발명에서 언급된 PHR MAC control element는 LCID를 갖는 MAC PDU 서브 헤더 (sub-header)에 의해 식별되고, 고정된 크기를 가지고, 또한 하나의 octet를 구성한다.

또한, 앞서 설명된 본 발명의 과정은 다음의 procedure text로 나타낼 수 있다.

- A Power Headroom Report (PHR) shall be triggered if any of the following events occur:

- prohibitPHR-Timer expires or has expired and the path loss has changed more than dl-PathlossChange dB since the transmission of a PHR when UE has UL resources for new transmission;

- periodicPHR-Timer expires;

- upon configuration or reconfiguration of the power headroom reporting functionality by upper layers [8], which is not used to disable the function.

- If the UE has UL resources allocated for new transmission for this TTI:

- if the Power Headroom reporting procedure determines that at least one PHR has been triggered since the last transmission of a PHR or this is the first time that a PHR is triggered, and;

- if the allocated UL resources can accommodate a PHR MAC control element as a result of logical channel prioritization:

- obtain the value of the power headroom from the physical layer;

- instruct the Multiplexing and Assembly procedure to generate and transmit a PHR MAC control element based on the value reported by the physical layer;

- start or restart periodicPHR-Timer;

- start or restart prohibitPHR-Timer;

- cancel all triggered PHR(s).

이하, 본 발명에 따른 단말을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은 무선상에서 데이터를 서로 주고 받을 수 있는 서비스를 이용할 수 있는 모든 형태의 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말은 무선 통신 서비스를 이용할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그 외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.

본 발명에 따른 단말은, 본 발명이 예시하고 있는 효율적인 시스템 정보 수신을 위한 기능 및 동작을 수행하는데 필요한 기본적인 하드웨어 구성(송수신부, 처리부 또는 제어부, 저장부등)을 포함할 수도 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국의 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조이다.

도 2는 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 제어 평면 구조를 나타낸 예시도 이다.

도 3은 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 사용자 평면 구조를 나타낸 예시도 이다.

도 4는 동적 무선자원 할당방법의 동작을 나타내는 예시도 이다.

도 5는 종래기술에 따라 전력 잔여랑 보고를 전송하는 동작을 나타내는 예시도 이다.

Claims

무선 통신 시스템상에서 전력 잔여량 보고 (Power Headroom Report: PHR)를 제공하는 방법에 있어서,

상기 전력 잔여량 보고가 트리거 (trigger) 되었는지를 판단하는 단계;

할당된 상향 자원 (uplink resource)들이 상기 전력 잔여량 보고와 연관된 MAC 제어 요소 (MAC control element)를 수용가능한지 판단하는 단계에 있어서 상기 할당된 상향 자원들은 논리 채널 우선권 (logical channel prioritization)의 결과로써 상기 MAC control element를 수용하며; 그리고

만약 적어도 하나의 전력 잔여량 보고 (PHR)가 트리거 (trigger) 되었다고 판단되고 만약 상기 할당된 상향 자원들이 상기 MAC control element를 수용가능하다고 판단되면 전력 잔여량의 값을 기초로 상기 MAC control element를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 (Power Headroom Report) 제공 방법.
제 1항에 있어서, 상기 MAC control element가 MAC 프로토콜 데이터 유닛 (Protocol Data Unit; PDU)에 포함 되는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 제공 방법.
제 1항에 있어서, 상기 MAC control element가 PHR MAC control element인 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 제공 방법.
제 1항에 있어서, 상기 전력 잔여랑 보고가 전력 손실 변화 (path loss changes), PHR 전송용 주기적 타이머 (periodic timer for a PHR transmission), 및 PHR 기능성의 설정 또는 재설정 중 적어도 하나에 의해서 트리거 되는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 제공 방법.
제 4항에 있어서, 만약 상기 전력 손실 (path loss)이 기준 값 (threshold value)보다 크게 되면 상기 전력 잔여랑 보고가 트리거 되는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 제공 방법.
제 4항에 있어서, 만약 상기 PHR 전송용 주기적 타이머가 만료되면 상기 전력 잔여랑 보고가 트리거 되는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 제공 방법.
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제 1항에 있어서, 상기 전력 잔여량의 값은 물리 계층 (physical layer)로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 전력 잔여량 보고 제공 방법.