KR101598104B1

KR101598104B1 - 캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101598104B1
Application number: KR1020147024514A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 정경인; 김상범; 임한나; 장재혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2016-02-26
Also published as: JP2019068440A; KR20140127297A; CN104272616A; EP3429259A1; CN108112067A; WO2013141558A1; KR101668315B1; JP2017175662A; JP6445094B2; JP6771530B2; JP2015514349A; CN108112067B; USRE48783E1; EP2830245A1; CN104272616B; EP2830245A4; US9686706B2; US20150087296A1; KR20160018873A

Abstract

캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고를 위한 방법 및 장치가 개시된다. 단말은 복수의 캐리어 별 최대 송신 전력 및 단말의 최대 송신 전력을 결정하고, 캐리어 별 최대 송신 전력을 기초로 산출된 캐리어 별 파워 헤드룸 및 단말의 최대 송신 전력을 포함하는 파워 헤드룸 보고를 기지국으로 전송한다.

Description

캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고를 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR REPORTING POWER HEADROOM IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM FOR CARRIER AGGREGATION}

본 발명은 캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 캐리어 별 최대 송신 전력을 결정하여 기지국에 보고하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다.

근래에는 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution) 시스템에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE 시스템은 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이며 현재 규격화가 거의 완료되었다.

LTE 시스템은 Release 8 (Rel-8) 버전부터 표준규격이 완성되었으며, 이후 LTE 시스템에서는, 폭증하는 트래픽 수요를 충족시키기 위해 새로운 release 마다 다양한 기술이 도입되었으며, 그 가운데 Release 10 (Rel-10) 버전에 도입된 기술이 반송파 또는 캐리어 집적 기술이다.

반송파 집적 기술이란 기존의 통신에서 단말 (User Equipments, UE, 이하 단말 이라 칭함) 과 기지국 (eNB, 이하 기지국이라 칭함) 사이에서 하나의 반송파만 사용하던 것을, 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부차반송파를 사용하여 부차반송파의 갯수만큼 전송량을 획기적으로 늘릴 수 있다. 즉, 캐리어 집적은 하나의 기지국에 의해 송신되고 수신되는 하나의 하향 링크 캐리어와 하나의 상향 링크 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 가정할 때, 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 신호를 송수신하는 것으로 이해될 수 있다. 이 경우에 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수 혹은 셀의 수에 비례하여 증가된다.

LTE 시스템에서는 각각의 반송파를 컴포넌트 반송파 (Component Carrier, 이하 CC라 칭함)라 하며, 주반송파를 PCell (Primary Cell)이라 하며, 부차반송파(들)을 SCell(s) (Secondary Cell(s))이라 칭한다.

한편, 주파수 자원은 한정되어 있으며, 나라 별로 각기 다른 주파수 자원 및 대역의 활용이 가능하여, 상황에 따라 반송파 집적 기술을 한 주파수 밴드 내에 있는 반송파들에 대해서만 사용할 수 없는 경우가 발생한다. 이에 따라 LTE Rel-11 버전부터는 상기의 문제를 해결하기 위해, 서로 주파수 대역이 멀리 떨어져 있는 다른 주파수 밴드 내에 있는 반송파 들을 묶어서 반송파 집적을 하는 경우에 대해 규격적으로 지원을 한다.

이하, 단말(User Equipment, UE)이 임의의 하향 링크 캐리어를 통해 신호를 수신하거나 임의의 상향 링크 캐리어를 통해 신호를 송신한다는 것은 해당 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역폭에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용하여 신호 또는 데이터를 송수신하는 의미를 포함한다.

그 외에 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 구체적인 설명을 위해 사용될 용어들은 LTE 시스템에서 일반적으로 사용되는 그대로의 의미를 가지며, 이에 관한 자세한 내용은 2011년 12월 버전의 TS 36.331과 TS 36.321 등의 기재를 참조하였다.

한편, 상향 링크 스케줄링을 위해 단말은 기지국에게 여러 가지 스케줄링 정보, 예컨대 버퍼 상태 보고, 파워 헤드룸 정보 (Power Headroom, PH) 등을 보고한다. 기지국은 단말의 버퍼 상태와 파워 헤드룸 상태를 참조해서, 단말에게 적절한 양의 상향 링크 전송 자원을 할당한다.

앞에서 설명한 바와 같이 캐리어 집적이 도입되면서 단말이 하나 이상의 서빙 셀에서 상향 링크 전송을 수행할 수 있다. 여러 셀에서 동시에 상향 링크 전송을 수행하는 것은 단일 셀에서 상향 링크 전송을 수행하는 것과 다른 속성을 가지며, 단일 셀에서의 파워 헤드룸 정보 보고(Power Headroom Report, PHR)를 그대로 이용할 수 없다.

본 발명은 단말이 하나 이상의 서빙 셀에서 상향 링크 전송을 수행함에 있어서, 기지국이 단말의 파워 헤드 룸을 정확하게 인지할 수 있도록 함과 동시에 PHR의 전송 빈도를 최소화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예는, 복수의 캐리어가 집적된 이동통신 시스템에서 단말이 파워 헤드룸(Power Headroom)을 보고하는 방법으로서, 기지국으로부터 상기 복수의 캐리어의 집적 및 상기 파워 헤드룸의 보고에 관한 설정 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국으로의 상향링크 전송을 위한 자원을 할당받으면, 상기 복수의 캐리어 별 최대 송신 전력 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 결정하는 단계; 상기 캐리어 별 최대 송신 전력을 기초로 산출된 캐리어 별 파워 헤드룸 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 포함하는 파워 헤드룸 보고를 상기 기지국으로 전송하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 복수의 캐리어가 집적된 이동통신 시스템에서 단말로부터 파워 헤드룸(Power Headroom)의 보고를 수신하는 방법으로서, 상기 단말로 상기 복수의 캐리어의 집적 및 상기 파워 헤드룸의 보고에 관한 설정 정보를 전송하는 단계; 상기 단말로 상향링크 전송을 위한 자원의 할당 정보를 전송하는 단계; 상기 단말로부터 상기 복수의 캐리어 별 최대 송신 전력을 기초로 산출된 캐리어 별 파워 헤드룸 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 포함하는 파워 헤드룸 보고를 수신하는 단계; 및 상기 파워 헤드룸 보고를 기초로 상기 단말에 대하여 역방향 스케줄링을 수행하는 단계;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는, 복수의 캐리어가 집적된 이동통신 시스템에서 단말의 파워 헤드룸(Power Headroom) 보고 장치로서, 상기 복수의 캐리어를 통해 기지국과 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 기지국으로부터 상기 복수의 캐리어의 집적 및 상기 파워 헤드룸의 보고에 관한 설정 정보를 수신하고, 상기 기지국으로의 상향링크 전송을 위한 자원을 할당받으면, 상기 복수의 캐리어 별 최대 송신 전력 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 결정하고, 상기 캐리어 별 최대 송신 전력을 기초로 산출된 캐리어 별 파워 헤드룸 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 포함하는 파워 헤드룸 보고를 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는, 복수의 캐리어가 집적된 이동통신 시스템에서 단말로부터 파워 헤드룸(Power Headroom)의 보고를 수신하는 장치로서, 상기 복수의 캐리어를 통해 상기 단말과 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말로 상기 복수의 캐리어의 집적 및 상기 파워 헤드룸의 보고에 관한 설정 정보를 전송하고, 상기 단말로 상향링크 전송을 위한 자원의 할당 정보를 전송하고, 상기 단말로부터 상기 복수의 캐리어 별 최대 송신 전력을 기초로 산출된 캐리어 별 파워 헤드룸 및 상기 단말의 최대 송신 전력을 포함하는 파워 헤드룸 보고를 수신하면 상기 파워 헤드룸 보고를 기초로 상기 단말에 대하여 역방향 스케줄링을 수행하는 제어부;를 포함한다.

본 발명에 따른 복수의 캐리어를 이용한 데이터 송수신 장치 및 방법에 의하면, 여러 서빙 셀에서 상향 링크 전송이 동시에 수행될 경우에 대해서도 기지국이 단말의 파워 헤드 룸을 고려해서 스케줄링을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면,
도 3은 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면,
도 4는 PH 보고를 설명하기 위한 도면,
도 5는 확장된 PHR의 포맷을 도시한 도면,
도 6은 PH을 보고하는 단말 동작을 도시한 도면,
도 7은 PWS 메시지 송수신 과정을 도시한 도면,
도 8은 PWS를 수신하는 단말의 동작을 도시한 도면,
도 9는 PWS를 수신하는 또 다른 단말 동작을 도시한 도면,
도 10은 PWS 메시지를 수신하는 또 다른 단말 동작을 도시한 도면,
도 11은 비동기 뉴 타입 셀의 프레임 타이밍의 일 예를 도시한 도면,
도 12는 뉴 타입 셀의 SFN을 획득하는 동작을 도시한 도면,
도 13은 뉴 타입 셀로 핸드 오버되는 단말이 SFN을 획득하는 동작을 도시한 도면,
도 14는 뉴 타입 셀을 측정하는 동작을 도시한 도면,
도 15는 뉴 타입 셀의 CRS 패턴을 판단하는 단말의 동작을 도시한 도면,
도 16은 뉴 타입 셀의 측정 주기를 판단하는 단말의 동작을 도시한 도면,
도 17은 뉴 타입 셀을 활성화하거나 비활성화하는 단말의 동작을 도시한 도면,
도 18은 단말 장치를 도시한 도면,
도 19는 기지국 장치를 도시한 도면,
도 20 내지 도 22는 서로 주파수 대역이 멀리 떨어져 있는 다른 주파수 밴드 내에 있는 반송파 들을 묶어서 반송파 집적을 하는 경우의 단말 구조를 도시한 도면,
도 23은 복수의 파워 앰프의 최대 전송전력이 서로 다른 경우에 대한 실시예 1에서 단말과 기지국이 메시지를 주고받는 과정을 도시한 도면,
도 24는 복수의 파워 앰프의 최대 전송전력이 서로 다른 경우에 대한 실시예 1에서 단말의 동작 절차를 나타낸 도면,
도 25는 복수의 파워 앰프의 최대 전송전력이 서로 다른 경우에 대한 실시예 2에서 단말과 기지국이 메시지를 주고받는 과정을 도시한 도면,
도 26은 복수의 파워 앰프의 최대 전송전력이 서로 다른 경우에 대한 실시예 2에서 단말의 동작 절차를 나타낸 도면,
도 27은 복수의 파워 앰프의 최대 전송전력이 서로 다른 경우에 대한 실시예 3에서 단말과 기지국이 메시지를 주고받는 과정을 도시한 도면,
도 28은 복수의 파워 앰프의 최대 전송전력이 서로 다른 경우에 대한 실시예 3에서 단말의 동작 절차를 나타낸 도면,
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면, 그리고,
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명에 따른 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위한 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 또한, 본 발명에 대한 설명의 편의를 위하여 정의하고 있는 개체들의 명칭들을 동일하게 사용할 수 있다. 하지만 설명의 편의를 위해 사용된 명칭들이 본 발명에 따른 권리를 한정하는 것은 아니며, 유사한 기술적 배경을 가지는 시스템에 대해 동일 또는 용이한 변경에 의해 적용이 가능함은 물론이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 적용할 LTE 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국 (Evolved Node B, 이하 'ENB, Node B' 또는 '기지국'이라 칭함)들(105, 110, 115, 120)과, 이동 관리 엔터티 (MME: Mobility Management Entity)(125) 및 서빙 게이트웨이 (S-GW: Serving-Gateway)(130)로 구성된다. ENB들(105, 110, 115, 120)과 S-GW(130)는 사용자 단말 (User Equipment, 이하 'UE' 또는 '단말'이라 칭함)(135)을 외부 네트워크로 연결한다.

ENB들(105, 110, 115, 120)은 무선 채널에 의해 UE(135)와 연결된다. ENB들(105, 110, 115, 120)은 UMTS 시스템을 구성하는 노드 B에 대응하나, 노드 B보다는 복잡한 역할을 수행한다.

예컨대 LTE 시스템은 인터넷 프로토콜 (IP; Internet Protocol)을 통한 VoIP (Voice over IP) 등과 같은 실시간 서비스를 비롯한 대부분의 사용자 트래픽을 공용 채널 (shared channel)을 통해 서비스한다.

따라서 UE의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등과 같은 상태 정보를 취합하여 스케줄링 하기 위한 장치가 필요한데, 이를 ENB(105, 110, 115, 120)가 담당한다. 특히 LTE 시스템은 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다.

UE(135)는 적응 변조 코딩 (Adaptive Modulation & Coding, 이하 'AMC'라 한다) 방식을 적용한다. AMC 방식은 채널 상태에 맞는 최적의 변조 방식(modulation scheme)과 채널 부호화 율 (channel coding rate)을 결정하는 기술이다.

S-GW(130)는 MME(125)의 제어에 따라 외부 네트워크 및 ENB들(105, 110, 115, 120)과의 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME(125)는 다수의 MME(125)와 연결되어 UE(135)에 대한 이동성 관리 외에 각종 제어 기능을 담당한다.

도 2는 본 발명을 적용할 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, LTE 시스템을 구성하는 UE와 ENB 각각의 무선 프로토콜은 패킷 데이터 변환 프로토콜 계층 (Packet Data Convergence Protocol Layer, 이하 'PDCP 계층'이라고 한다)(205, 240), 무선 링크 제어 계층 (Radio Link Control Layer, 이하 'RLC 계층'이라고 한다)(210, 235), MAC 계층 (Medium Access Control Layer)(215,230) 및 물리 계층 (Physical Layer, 이하 'PHY 계층'이라 한다)(220, 225)으로 이루어진다.

PDCP 계층(205, 240)은 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. RLC 계층(210, 235)은 PDCP PDU (Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다.

MAC 계층(215,230)은 하나의 UE를 구성하는 여러 RLC 계층들(210, 235) 및 물리 계층(220, 225)과의 연결을 형성한다. MAC 계층(215,230)은 RLC 계층들(210, 235)로부터 제공되는 RLC PDU들을 다중화하여 MAC PDU를 구성하고, 구성한 MAC PDU를 물리 계층(220, 225)으로 전달한다. MAC 계층(215, 230)은 물리 계층(220, 225)으로부터 제공되는 MAC PDU를 역다중화하여 RLC PDU들을 추출하고, 상기 추출한 RLC PDU들을 여러 RLC 계층들(210, 235)로 전달한다.

PHY 계층(220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하여 OFDM 심벌을 생성하고, 생성한 OFDM 심볼을 무선 채널로 전송한다. 또한 PHY 계층(220, 225)은 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌에 대한 복조 및 채널 복호를 수행하여 상위 계층으로 전달한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 캐리어 집적 기술을 기반으로 사용자 단말이 신호를 전송하는 예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 하나의 기지국(305)은 여러 주파수 대역에 걸쳐 다중 캐리어들을 이용하여 신호를 UE(330)로 송신하고, 다중 캐리어들을 이용하여 UE(330)로부터 신호를 수신한다.

예컨대 하향 링크 중심 주파수가 f1(315)과 f2(310)로 구성된 다중 캐리어들을 이용하는 기지국(305)은 다중 캐리어들 중 하나의 캐리어를 이용하여 하나의 UE(330)와 신호를 송수신하는 것이 일반적이다. 하지만 캐리어 집적 능력을 가지는 UE(330)는 다중 캐리어를 이용하여 신호를 송수신하는 것이 가능하다.

따라서 기지국(305)은 캐리어 집적 능력을 가지는 UE(330)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어 혹은 서빙 셀을 할당함으로써, UE(330)의 전송 속도를 높일 수 있다.

이하 순방향과 하향 링크, 역방향과 상향 링크를 혼용하여 사용한다.

LTE 시스템에서는 단말이 가용할 수 있는 송신 전력량을 PH (Power Headroom)라고 하며, PH는 최대 송신 전력과 현재 사용 중인 단말 송신 전력의 차이로 정의된다. 또한 PH은 서빙 셀 별로 정의되는 것과 단말에 대해서 정의되는 것으로 구분된다. 서빙 셀 별 PH은 해당 셀에 대한 최대 송신 전력 PCMAX,c와 해당 셀에서 사용 중인 송신 전력의 차이이며, 단말의 PH은 단말의 최대 송신 전력 PCMAX와 단말이 해당 시점에 사용 중인 송신 전력 합의 차이이다.

스케줄링은 셀 별로 진행되기 때문에 일반적으로 상향 링크 스케줄링은 서빙 셀 별 PH의 영향을 받으며, 현재 규격에서 단말은 서빙 셀 별 PH만 보고한다. 그러나 경우에 따라서 단말의 PH이 상향 링크 스케줄링에 중요한 요소로 작용할 수 도 있다.

전술한 바와 같이 서빙 셀 별 PH은 서빙 셀 별 최대 송신 전력 P_CMAX _,c와 해당 서빙 셀의 현재 송신 전력의 차이이며, 다음 수학식 1 내지 수학식 3과 같이 정의된다.

수학식 1에서, P_EMAX _,c는 기지국이 제공하는 최대 송신 전력 값으로, 시스템 정보인 SIB1을 통해 단말에게 전달된다. 반면, P_PowerClass는 각 단말에서 제공 가능한 최대 송신 전력이며 단말 별로 정의된다. P_CMAX _{_L,c}은 수학식 2와 같이 여러 가지 요소의 영향을 받는다.

수학식 2에서, T_C _,c, MPR_c, A-MPR_c, T_IB _,c 는 인접 채널에 대한 의도되지 않은 방사나 간섭을 소정의 요구 조건에 맞추기 위해서 단말이 서빙 셀에서 최대 전송 전력을 조정할 수 있는 한계 값을 정의하는 파라미터로, 3GPP 표준 36.101에 보다 자세하게 설명되어 있다. 간단하게 설명하면, MPR_c는 단말이 할당 받은 상향 링크 전송 자원의 양(즉 대역폭)과 변조 방식에 의해서 정해지는 값이다. A-MPR_c는 상향 링크 전송이 이뤄지는 주파수 대역, 지역적 특성, 상향 링크 전송의 대역폭 등에 의해서 정해지는 값이다. A-MPR_c 는 지역적 특성과 주파수 대역적 특성에 따라서, 주변에 스퓨리어스 방사에 특별히 민감한 주파수 대역이 있을 경우에 대비해서 사용된다. T_C _,c 는 상향 링크 전송이 주파수 대역의 가장 자리에서 수행되는 경우 추가적인 전송 전력 조정을 허용하기 위한 것이다. T_IB _,c 는 상향 링크 전송이 여러 서빙 셀에서 동시에 진행되며, 서빙 셀들의 주파수 밴드가 서로 다를 경우 추가적인 전송 전력 조정을 허용하기 위한 것이다.

P-MPR_c 는 SAR (Specific Absorption Rate: 전자파가 인체에 미치는 영향을 소정의 기준 이하로 제어하는 것) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값이며 기기와 인체 사이의 거리 등을 고려해서 결정되는 값이다. 예컨대 기기와 인체 사이의 거리가 가까우면 기기의 총 전송 출력 값이 낮아져야 하며, 이를 위해서 P-MPR_c 는 높은 값이 적용된다. 반대로 기기와 인체 사이의 거리가 멀다면 기기의 총 전송 출력 값이 높아져도 되므로 P-MPR_c 로 낮은 값이 적용된다.

단말은 수학식 2와 수학식 3을 사용해서 P_CMAX _, _c 의 최대 값과 최소 값을 산출한 후, 상기 두 값 사이에서 해당 시점의 각종 요구 조건을 만족시키는 P_CMAX _,c를 선택한다.

또한 단말의 최대 전송 출력 P_CMAX는 다음 수학식 4 내지 수학식 6과 같이 결정된다.

여기서, mpr_c, a-mpr_c, pmpr_c 는 MPR_c , A-MPR_c , P-MPR_c 의 선형 값 (linear value)이다.

수식 (4)를 통해 알 수 있듯이 P_CMAX 는 단말이 자율적으로 선택하는 값으로 기지국이 알지 못한다. 기지국은 기본적으로 P_CMAX _, _c 를 기준으로 셀 별 상향 링크 스케줄링을 수행한다. 셀 별 상향 링크 스케줄링의 결과로 단말의 전체 전송 출력의 합이 P_CMAX 를 초과하는 경우가 발생하면 상향 링크 전송 성능이 저하된다. 이를 막기 위해서 단말이 기지국에게 추가적인 정보를 제공할 필요가 있다.

P_CMAX _,c와 P_CMAX의 관계는 아래와 같이 3 가지 경우로 분류될 수 있다.

CASE 1: P_CMAX = MIN{∑^log ^scale P_CMAX _,c , P_PowerClass}

- P_CMAX가 P_CMAX _,c를 합산한 값 (혹은 단말의 물리적 최대 전송 출력인 P_PowerClass)과 동일한 경우이다.

CASE 2: P_CMAX > MIN{∑^log ^scale P_CMAX _,c , P_PowerClass}

- P_CMAX가 P_CMAX _,c를 합산한 값보다 큰 경우이다.

CASE 3: P_CMAX < MIN{∑^log ^scale P_CMAX _,c , P_PowerClass}

- P_CMAX가 P_CMAX _,c를 합산한 값보다 작은 경우이다.

CASE 1의 경우, 기지국은 P_CMAX를 P_CMAX _,c의 합으로부터 역산할 수 있다. CASE 2의 경우, P_CMAX가 스케줄링에 영향을 미치지 않는다. 혹은 전술한 문제점, 즉 셀 별 상향 링크 전송 출력의 합이 P_CMAX를 초과하는 상황이 발생하지 않는다. CASE 3의 경우에만 셀 별 상향 링크 전송 출력의 합이 P_CMAX를 초과하는 상황이 발생할 수 있으며, 이 경우에만 기지국이 단말의 P_CMAX를 인지할 필요가 있다.

따라서 본 발명에서는 CASE 3, 즉 셀 별 상향 링크 전송 출력의 합이 단말의 최대 송신 전력보다 큰 경우에만 단말이 기지국에게 P_CMAX를 보고하도록 할 수 있다.

한편, P_CMAX _,c와 P_CMAX의 관계를 아래와 같이 4 가지 경우로 분류하는 것도 가능하다.

CASE 0: P_CMAX = P_PowerClass

- P_CMAX가 P_PowerClass 와 동일한 경우.

- 기지국이 P_CMAX _,c 만 고려해서 스케줄링을 하더라도 문제가 발생하지 않는다.

CASE 1`: P_CMAX = ∑^log ^scale P_CMAX _,c & P_CMAX & P_CMAX < P_PowerClass

- P_CMAX 가 P_PowerClass 보다 낮으며 P_CMAX _, _c 를 합산한 값과 동일한 경우.

CASE 2`: P_CMAX > ∑^log ^scale P_CMAX _,c & P_CMAX < P_PowerClass

- P_CMAX 가 P_CMAX _, _c 를 합산한 값보다는 높고 P_PowerClass 보다는 낮은 경우.

CASE 3`: P_CMAX < ∑^log ^scale P_CMAX _,c & P_CMAX < P_PowerClass

- P_CMAX 가 P_CMAX _, _c 를 합산한 값보다 낮고 P_PowerClass 보다는 낮은 경우

- 기지국이 P_CMAX _,c 만 고려해서 스케줄링을 하면 요구 전송 출력의 총합이 P_CMAX 를 초과할 위험이 있다.

이때 단말은 이상의 네 가지 경우 중 CASE 3`가 발생한 경우에만 기지국에게 P_CMAX 를 보고할 수 있다.

도 4는 이상에서 설명한 실시 예에 따른 단말 및 기지국의 전체 동작을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 단말(405)과 기지국(410)을 포함하는 이동 통신 시스템에서, 415 단계에서 기지국은 단말의 성능, 망의 상황 등을 고려해서 단말에게 캐리어 집적과 PHR 보고 등을 설정한다. 단말에게 다수의 역방향 캐리어가 설정된다면, 다시 말해서 역방향 리소스를 구비한 다수의 서빙 셀이 설정된다면, 기지국은 확장된 PHR(Extended PHR) 기능 혹은 확장된 PHR MAC CE(Control Element)를 사용하도록 단말을 설정할 수 있다.

확장된 PHR을 설정하기 위해서 기지국은 단말에게 아래와 같은 PHR 관련 정보(phr-Config)를 제공할 수 있다.

- periodicPHR-Timer: 주기적인 PHR 보고를 위한 타이머 값. 이 타이머가 만료되면 PHR이 트리거된다.

- prohibitPHR-Timer: 지나치게 빈번한 PHR 보고를 방지하기 위한 타이머 값. 이 타이머가 구동되는 중에는 새로운 PHR이 트리거되지 않는다.

- dl-PathlossChange: 경로 손실을 제공하는 순방향의 경로 손실의 변화가 이 값 이상이 되면 새로운 PHR이 트리거된다. 혹은 P-MPR의 변화가 이 값 이상이 되면 새로운 PHR이 트리거된다.

- extendedPHR: extended PHR 사용 여부를 지시한다.

위와 같은 제어 메시지를 수신한 단말은 기지국의 지시에 따라서 순방향 및 역방향을 설정하고, 일상적인 후속 동작을 수행한다.

이후 420 단계에서 임의의 시점에 단말이 새로운 역방향 전송을 위한 전송 자원을 할당 받으면, 단말은 425 단계에서 PHR 보고 조건이 만족되었는지 검사한다. PHR 보고 조건은 예를 들어 아래와 같은 경우 중 적어도 하나를 만족하는 경우에 충족된다.

- periodicPHR-Timer 만료.

- prohibitPHR-Timer가 구동 중이 아니며, 현재 활성화 상태이고 역방향이 설정된 서빙 셀 중 경로 손실을 제공하는 서빙 셀의 순방향 경로 손실이, 지난 번 PHR 보고 시에 비해서 dl-PathlossChange 이상 변경되었음.

- prohibitPHR-Timer가 구동 중이 아니며, P_CMAX 보고 조건이 충족됨. P_CMAX 보고 조건에 대해서는 후술한다.

위와 같은 PHR 보고 조건이 충족되면, 단말은 430 단계에서 PHR MAC CE를 생성한다. PHR 설정 시 확장된 PHR MAC CE를 사용할 것을 지시 받았다면, 단말은 현재 활성화 상태이며 역방향이 설정된 서빙 셀들의 P_CMAX _,c와 요구 전송 출력을 고려해서 다음 수학식 7과 같이 서빙 셀 별 PH을 계산한다.

수학식 7과 같이, Serving cell c 에서 i번째 서브프레임(subframe)의 PH(i)는 최대 역방향 송신 전력 P_CMAX _,c(i), 자원 블록의 수 M_PUSCH _,c(i), MCS(Modulation Coding Scheme)로부터 유도되는 power offset Δ_TF _,c, 경로 손실 PL_c, f_c(i) (accumulated TPC commands)에 의해 계산된다.

여기서 PL_c는 서빙 셀 c에 대해서 경로 손실을 제공해주도록 설정되어 있는 셀의 경로 손실이다. 임의의 서빙 셀의 역방향 전송 출력 결정에 사용되는 경로 손실은 해당 셀의 순방향 채널의 경로 손실이거나, 혹은 소정의 다른 셀의 순방향 채널의 경로 손실이며, 어떤 서빙 셀의 경로 손실을 사용할지는 호 설정 과정에서 기지국이 선택해서 단말에게 알려줄 수 있다.

또한 f_c(i)는 서빙 셀 c의 전송 출력 조정 명령 (Transmission Power Control)의 누적 값이다. P_O _{_} _PUSCH _,c는 cell-specific 및 UE-specific 값의 합으로 이루어지며 기지국이 결정해서 단말에게 알려준다. α_c는 상위 계층에서 제공되는 3-bit cell-specific 값으로 역방향 전송 출력 계산 시 경로 손실에 적용하는 가중치(즉 이 값이 높을수록 경로 손실이 역방향 전송 출력에 더 많은 영향을 미친다)이며, PUSCH 전송 종류에 따라 적용할 수 있는 값이 제한된다. j 값은 PUSCH 전송 시 적용된 스케줄링의 종류를 나타낸다. 예를 들면, j=0 이라면 반영구적으로 할당된 전송 자원을 이용한 PUSCH 전송을, j=1 이라면 동적으로 할당된 전송 자원에 의한 PUSCH 전송을, j=2이라면 랜덤 액세스 과정에서 할당된 전송 자원에 의한 PUSCH 전송을 나타낸다.

실제 전송이 없는 서빙 셀에 대해서는 전송 출력 감소를 0으로 간주해서 P_CMAX,c를 결정하고, M_PUSCH _,c(i)와 Δ_TF _, _c 를 소정의 값 (예컨대 가장 낮은 MCS level 및 전송 자원 블록 1개에 해당하는 값)을 적용해서 요구 전송 출력을 결정해서 PH을 계산한다. 전송 출력 감소를 0으로 간주하면 P_CMAX _,c와 P_CMAX _{_H,c}는 서로 동일하다. M_PUSCH,c(i)와 Δ_TF _, _c 로 소정의 값을 적용하는 것은 실제 전송이 없다 하더라도, 가상의 PH을 보고함으로써 기지국이 상기 서빙 셀에 대해서 향후 역방향 스케줄링을 수행함에 있어서 유의미한 정보를 제공하기 위한 것이다.

PHR MAC CE의 구조에 대해서는 후술한다.

435 단계에서 단말은 MAC PDU를 생성해서 PHR MAC CE를 MAC PDU에 다중화하고, 440 단계에서 기지국으로 전송한다.

단말은 서빙 셀 별로 PH 계산 시 적용했던 pathloss, P_CMAX, P-MPR_c 등을 기억해서, 다음에 역방향 전송을 수행할 때 PHR 보고 조건 충족 여부를 판단한다.

기지국은 단말로부터 PHR MAC CE를 수신하면, 445 단계에서 서빙 셀 별 PH, P_CMAX,c를 인지해서 서빙 셀 별 역방향 스케줄링을 수행한다. 그리고 PHR MAC CE에 P_CMAX가 포함되어 있다면, 단말의 역방향 전송 출력의 합이 P_CMAX를 초과하지 않도록 유의해서 역방향 스케줄링을 수행한다.

도 5는 확장된 PHR MAC CE의 구조를 도시한 도면이다.

여러 개의 캐리어가 집적된 이동통신 시스템에서 여러 개의 서빙 셀에 대한 PH을 보고해야 할 경우, 이들을 하나의 PHR에 모아서 전송하는 것이 오버헤드를 줄이는 측면에서 유리하다. 확장된 PHR MAC CE는 종래의 일반적인 PHR MAC CE와 달리 여러 셀의 PH 정보 및 P_CMAX _,c 정보 등을 함께 보고할 수 있도록 설계되었다. 도 5의 500 내지 530은 집적된 서빙 셀들 중, 어떤 서빙 셀의 PH가 해당 PHR에 포함되어 있는지를 지시하는 비트맵이다.

비트맵의 각 비트는 하나의 SCell에 대응된다. SCell 인덱스(index)에 따라 각 비트와 SCell 사이의 관계가 설정된다. 각 SCell 인덱스는 기지국이 단말에게 SCell을 설정할 때 단말에게 알려준다. PHR MAC CE 첫 번째 바이트의 마지막 비트(533)는 현재 규격에서 사용되지 않는 R비트이지만, 본 발명에서는 P_CMAX 정보의 존재 여부를 지시하는 비트로 사용할 수 있다.

도 5의 535는 P 비트로, 본 발명에서는 P-MPR_c에 의해 단말 최대 송신 전력 P_CMAX가 영향을 받았는지를 지시한다. 전술한 바와 같이 임의의 서빙 셀에 실제 PUSCH 전송이 없더라도, 단말은 가상의 전송 포맷과 P_CMAX _,c를 가정해서 PH을 계산한다. 이처럼 실제 역방향 전송이 없는 서빙 셀에 대해서 계산된 PH이 보고될 경우, 해당 PH이 수납된 바이트의 소정의 비트, 즉 두번째 비트의 V 필드(540)를 소정의 값으로 설정해서 이를 표시할 수 있다. V 비트(540)는 이를 위한 1 비트 지시자이다.

임의의 셀의 PH을 보고함에 있어서 단말은 해당 셀의 PH을 계산할 때 실제 PUSCH 전송에 기초해서, 즉 실제 전송 포맷을 사용해서 PH을 계산하였다면 해당 비트를 소정의 값(예를 들어 0)으로 설정하고, 해당 셀에 PUSCH 전송이 없었기 때문에 reference format (즉 RB 개수 = 1, Δ_TF = 0)과 가상의 P_CMAX _,c를 사용해서 PH을 계산하였다면 해당 비트를 또 다른 소정의 값 (예를 들어 1)으로 설정할 수 있다.

545와 555는 각각 PH와 P_CMAX _,c 값을 지시할 수 있다. 단말은 실제로 역방향 전송이 있는 서빙 셀에 대해서는 PH와 P_CMAX _,c를 모두 보고하며, 역방향 전송이 없는 서빙 셀에 대해서는 PH만 보고한다. 본 발명에서 역방향 전송이란 PUSCH 전송, PUCCH 전송 등을 의미한다. 기지국은 역방향 전송이 실재한 서빙 셀의 P_CMAX _,c를 수집하고 그 변화 추이를 감시해서 향후 역방향 스케줄링에 참고한다.

도 5에 도시된 바와 같이 PHR의 두번째 바이트부터 (해당 서빙 셀에 역방향 전송이 실재한다면) PH과 P_CMAX _,c쌍 혹은 PH (해당 서빙 셀에 역방향 전송이 실재하지 않는다면)가 소정의 순서대로 수납된다(545, 555, 560, 565, 570, 575). PCell에 대한 정보가 먼저 수납되고, 현재 활성화 상태의 SCell들이 SCell index의 크기가 낮은 순서로 수납된다. PCell에 대해서는 Type 2 PH과 Type 1 PH이라는 두 종류의 PH이 수납될 수 있다. Type 1 PH은 PUSCH 전송만 고려해서 계산된 PH이고, Type 2 PH은 PUCCH 전송과 PUSCH 전송을 모두 고려해서 계산된 PH이다.

또한 P_CMAX보고 조건이 충족되었다면, 단말은 PHR의 마지막 바이트에 P_CMAX(580)를 수납한다. P_CMAX는 6비트 정보로, P_CMAX _,c와 마찬가지로 소정의 파워 레벨을 나타내는 인덱스로 표현된다.

앞에서 설명한 바와 같이 PHR의 P_CMAX수납 여부는 비트맵의 소정의 비트, 예를 들어 533을 이용해서 나타낼 수 있다. 혹은 P_CMAX의 수납 여부는 PHR MAC CE의 크기를 나타내는 정보를 이용해서 암묵적으로 나타낼 수도 있다. 예컨대 비트맵과 PH 정보들이 차지하는 크기가 X 바이트라고 할 때, P_CMAX가 수납된 경우에는 PHR MAC CE의 크기로 (X+1) 바이트를 사용하고, P_CMAX가 수납되지 않은 경우에는 PHR MAC CE의 크기로 X 바이트를 사용할 수 있다.

단말의 P_CMAX보고 조건으로는 아래에 예시한 것과 같이 여러 가지가 있을 수 있다.

[PCMAX보고 조건 1]

- 적어도 하나 이상의 서빙 셀에서 역방향 전송이 수행될 때, 상기 서빙 셀들 중 주파수 밴드가 다른 서빙 셀이 적어도 하나 존재하며,

- P_CMAX가 P_PowerClass보다 낮고,

- 역방향 전송이 수행되는 서빙 셀들의 P_CMAX _,c의 합이 P_CMAX보다 높다 (즉 P_CMAX가 수납된 PHR MAC CE에 수납된 P_CMAX _,c의 합이 P_CMAX보다 높다).

[PCMAX보고 조건 2]

- P_CMAX가 P_PowerClass보다 낮고,

- 역방향 전송이 수행되는 서빙 셀들의 P_CMAX _,c들 중, 서빙 셀 별로 하나의 P_CMAX,c를 선택해서 그 합을 계산했을 때 그 값이 P_CMAX보다 높다. 서빙 셀 별로 하나의 P_CMAX _,c를 선택함에 있어서 단말은 Type 1 PH 계산에 사용된 P_CMAX _,c를 선택한다. (즉 PCell에 대해서 Type 1 PH과 연관된 P_CMAX _,c와 Type 2 PH과 연관된 P_CMAX _,c가 모두 보고될 때, Type 1 PH과 연관된 P_CMAX _,c를 선택한다.)

[PCMAX 보고 조건 3]

- P_CMAX가 P_PowerClass보다 낮고,

- 역방향 전송이 수행되는 서빙 셀들의 P_CMAX _,c들 중, 서빙 셀 별로 하나의 P_CMAX,c를 선택해서 그 합을 계산했을 때 그 값이 P_CMAX보다 높다. 서빙 셀 별로 하나의 P_CMAX _,c를 선택함에 있어서 단말은 실제 전송 포맷에 기초해서 계산된 PH과 관련된 P_CMAX,c를 선택한다. (예를 들어 PCell에 대해서 Type 1 PH과 연관된 P_CMAX _,c와 Type 2 PH과 연관된 P_CMAX _,c가 모두 보고되며, PCell에서 PUCCH 전송만 수행되었다면, 단말은 Type 2 PH과 연관된 P_CMAX _,c를 선택한다. )

도 6은 기지국에 PHR을 전송하는 단말 동작을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 605 단계에서 단말은 캐리어 집적과 확장된 PHR을 설정하는 제어 메시지를 수신하고, 제어 메시지의 정보에 따라서 다수의 서빙 셀들과 확장된 PHR을 설정한다. 제어 메시지에는 phr-config, extendedPHR 등의 제어 정보가 수납된다. 이 후 단말은 일상적인 후속 동작을 수행한다.

610 단계에서 새로운 역방향 전송을 위한 역방향 전송 자원을 할당 받으면 단말은 615 단계로 진행해서 역방향 전송 출력을 계산한다. 역방향 전송 출력은 서빙 셀 별로 산출된다. 구체적으로, 단말은 먼저 수식 1, 수식 2, 수식 3을 적용해서 서빙 셀 별로 P_CMAX _, _c 를 결정하고, 전송 자원 블록의 수, 전송 포맷, 경로 손실 등을 참고해서 요구 전송 출력을 결정한다. 그리고 위 두 값 중 낮은 값을 해당 서빙 셀의 전송 출력으로 결정한다.

620 단계에서 단말은 PHR 트리거 여부를 검사한다. 단말은 prohibitPHR-Timer가 만료되거나 만료되었으며, PHR 보고 조건이 충족되면 PHR이 트리거된 것으로 판단한다.

625 단계에서 단말은 현재 활성화 상태이며 역방향이 설정된 서빙 셀들의 P_CMAX,c와 요구 전송 출력을 고려해서 수식 (4)와 같이 서빙 셀 별 PH을 계산한다. 상기 서빙 셀 별 PH 및 기타 정보를 도 5에 도시한 확장된 PHR MAC CE에 기입한다. 630 단계에서 단말은 P_CMAX 보고 조건이 충족되는지 검사해서, 충족된다면 PHR MAC CE에 해당 시점의 P_CMAX도 추가한다.

635 단계에서 단말은 상기 PHR MAC CE를 MAC PDU에 수납해서 전송한다. 그리고 새로운 역방향 전송 자원이 할당될 때까지 대기한다.

< 2 실시예>

지진/해일과 같은 재난 사태가 일어났을 때 이를 사람들에게 신속하게 알려야 한다. LTE와 같은 이동 통신 시스템은 공중 응급 신호 (PWS message, Public Warning System message) 전달에 아주 유리한 속성을 가지고 있다. 예컨대 대부분의 사람들이 이동 통신 단말기를 구비하고 있으며, 대부분의 이동 통신 단말기에게 실시간으로 정보를 제공하는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.

해킹과 같은 보안 상의 문제점은 그 심각성이 확산되는 추세이며, 가짜 PWS 메시지가 전송될 경우 심각한 혼란이 발생할 수 있다는 측면에서 PWS 메시지의 진위를 확인할 수 있도록 보안 정보 (Security Information)을 함께 제공할 필요가 있다.

도 7은 기지국이 PWS 서버가 전송한 PWS 메시지를 단말에 전달하는 과정을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, PWS 메시지 전송을 위해 단말(705)과 PWS 서버(715)는 사전에 보안 설정을 위한 절차 (717)를 수행해서, 보안 키와 알고리즘 등에 미리 합의해둔다.

임의의 시점에 PWS 메시지를 단말들에게 전송해야 할 상황이 발생하면, PWS 서버는 PWS 메시지를 기지국들 (710)에게 전송한다 (720). 상기 메시지는 응급 재난의 종류, 대피 정보 등의 컨텐츠와 함께 보안 정보도 포함한다. PWS는 흔히 ETWS (Earthquake Tsunami Warning System) 혹은 CMAS (Commercial Mobile Alert System)이라고 불리며, 본 발명에서는 이들 용어를 혼용한다.

기지국은 상기 PWS 메시지를 자신이 제어하는 셀들에 위치하고 있는 모든 단말들이 수신할 수 있도록 시스템 정보와 같은 공용 제어 메시지를 이용해서 전송한다 (725).

PWS 메시지를 수신한 단말은 메시지에 포함되어 있는 보안 정보를 이용해서 PWS 메시지의 진위를 판단한다(730). 요컨대, 소위 말하는 무결성 확인 (integrity check)과 같은 동작을 수행한다. 상기 메시지의 진위가 검증된다면, 단말은 PWS 메시지의 컨텐츠를 화면에 디스플레이하는 등의 방식으로 사용자에게 전달한다(735). PWS 메시지의 진위가 검증되지 않는다면 단말은 PWS 메시지를 무시하고 폐기한다(740).

단말은 경우에 따라 제한된 서비스 상태 (limited service state)로 무선 망에 접속되어 있을 수 있다. 예를 들어 해당 시점의 해당 지역에 단말이 접근할 수 있는 사업자가 존재하지 않거나, USIM이 장착되지 않은 단말의 경우 제한적인 서비스, 예를 들어 응급 호만 사용 가능한 제한된 서비스 상태에서 무선 망에 접속한다. 단말이 제한적인 서비스 상태일 경우, 단말은 현재 사업자로부터 보안 정보를 처리하기 위해 필요한 정보를 제공받지 못하기 때문에 보안 정보를 처리하지 못할 수 있다. 따라서 제한된 서비스 상태의 단말은 원칙적으로 보안 정보가 포함된 PWS 메시지를 사용자에게 보여주지 않는다.

한 무선 망 내에서 제한된 서비스 상태의 단말은 소수라고 가정하는 것이 합리적이다. 따라서 제한된 서비스 상태의 단말이 가짜 PWS 메시지를 사용자에게 알려준다 하더라도 문제의 심각성은 그리 높지 않다. 반면, 제한된 서비스 상태의 단말이 PWS 메시지를 사용자에게 알려주지 않는다면 사활의 문제가 발생할 수 있으므로, 보안 정보를 처리하지 못한 단말들이 PWS 메시지를 무조건 폐기하는 것보다는, 보안 정보를 처리하지 못하면 그 이유가 제한된 서비스 상태에 있기 때문인지 여부를 보고 PWS 메시지를 폐기할지 사용자에게 알려줄지 결정하는 것이 바람직하다.

도 8은 제한된 서비스 상태를 고려한 단말의 동작을 도시한 도면이다.

805 단계에서 단말은 임의의 무선 망에 접속한다. 무선 망은 예를 들어 LTE 망이 될 수도 있고 UMTS 망이 될 수도 있다. 무선 망에 접속한다는 것은, 수신 가능한 무선 신호를 송출하는 무선 망을 인식하고, 상기 무선 망의 셀에서 통신을 수행할 준비를 하는 것을 의미한다. 다시 말해서, 단말은 위와 같은 무선 망에서 등록 과정을 수행하고, 해당 무선 망의 페이징 채널을 통해서 페이징 메시지 수신 여부를 판단하는 등의 동작을 수행한다. 단말이 제한된 서비스 상태에서 무선 망에 접속한다는 것은 단말이 등록 과정을 수행하지 않거나 등록이 실패한 상태에서 상기 동작을 수행한다는 것을 의미한다.

단말은 현재 접속된 무선 망의 셀 들 중, 소정의 조건을 만족하는 셀, 예를 들어 공통 채널의 신호 강도가 일정 기준 이상인 셀에 캠프 온한 후 해당 셀에서 필요한 동작을 수행하기 위해서 시스템 정보 수신 과정을 개시한다. 시스템 정보는 시스템 정보 블록 (SIB, System Information Block) 단위로 방송되며, 특히 SIB 1에서는 시스템 정보들에 대한 스케줄링 정보가 제공된다.

단말은 810 단계에서 SIB 1을 수신하고 815 단계로 진행해 PWS와 관련된 시스템 정보가 스케줄링되는지 검사한다. PWS와 관련된 시스템 정보로는 SIB 10, SIB 11, SIB 12 등이 있다. 해당 셀에서 PWS와 관련된 시스템 정보가 없다면, 해당 시점에 PWS 메시지가 전송되지 않는다는 것을 의미하며, 단말은 PWS와 관련된 시스템 정보가 스케줄링될 때까지 통상적인 동작을 수행하면서 대기한다. PWS와 관련된 시스템 정보가 스케줄링되어 있다면, 단말은 스케줄 정보를 바탕으로 소정의 시점에 PWS와 관련된 시스템 정보를 수신한다 (820).

825 단계에서 단말은 안전하지 않은 PWS 메시지는 처리하지 않도록 설정되어 있는지 검사한다. 안전하지 않은 PWS 메시지란 예를 들어 보안 정보가 검증되지 않은 PWS 메시지, 혹은 진위가 검증되지 않은 (즉 무결설 검사가 행해지지 않았거나 실패한) PWS 메시지, 혹은 보안 테스트 (security test)를 통과하지 못한 PWS 메시지를 의미한다.

단말의 안정적인 저장 장소, 예를 들어 USIM에는 안전하지 않은 PWS 메시지의 처리 여부를 지시하는 unsecured PWS disable field가 구비될 수 있다. 만약 해당 필드가 Yes로 설정되어 있다면, 단말은 PWS 메시지가 안전하다는 것이 검증되지 않으면 해당 PWS 메시지를 처리하지 않는다. 반면, 해당 필드가 No로 설정되어 있다면 단말은 안전하지 않은 PWS 메시지라도 처리한다. 이때 단말이 메시지를 처리한다는 것은 PWS 메시지의 컨텐츠를 사용자에게 보여주거나 알려주는 것을 의미한다.

단말은 도 8의 825 단계에서 Unsecured PWS disable field가 No라면 830 단계로, Yes라면 835 단계로 진행한다.

830 단계에서 단말은 필요한 추가 동작을 수행한 후 컨텐츠를 사용자에게 보여준다. 이때 추가 동작이란 예를 들어 중복 수신된 메시지를 필터링하는 것 등을 의미한다.

835 단계에서 단말은 PWS 메시지의 보안 정보에 대해서 소정의 보안 동작, 예를 들어 무결성 확인 등을 수행해서 안전한 PWS 메시지인지 검사한다. 안전한 PWS 메시지란 신뢰할 수 있는 장치에서 전송되었으며 전송 중 그 내용이 왜곡되지 않은 PWS 메시지를 의미한다.

835 단계에서 안전한 PWS 메시지로 판명되면 단말은 830 단계로 진행하여 필요한 추가 동작을 수행한 후 컨텐츠를 사용자에게 보여주고, 안전하지 않은 PWS 메시지로 판명되면, 예컨대 무결성 확인 같은 보안 검사가 실패하거나, 단말이 무결성 확인 같은 보안 검사를 수행할 수 없으면 840 단계로 진행한다.

840 단계에서 단말은 자신이 현재 제한된 서비스 상태인지 검사한다. 제한된 서비스 상태에 있다는 것은 구체적으로 다음과 같은 의미를 가진다. 제한된 서비스 상태의 단말은 제한된 서비스 예를 들어 응급 호 밖에 수행하지 못한다. 단말이 유효한 USIM을 가지고 있지 않거나, 주변에 등록 가능한 셀 (suitable cell)을 찾지 못하거나 등록 절차가 실패하면 단말은 제한된 서비스 상태로 돌입한다. 등록 가능한 셀이란 아래 조건에 부합되는 셀이다.

즉, 등록 가능한 셀이란 등록된 PLMN(registered Public Land Mobile Network)의 셀이거나, 동등 PLMN (equivalent PLMN)의 셀이거나 선택된 PLMN(Selected PLMN)의 셀이고, 로밍이 금지된 셀이 아니고, 셀 선택 조건이 만족된 셀을 의미한다.

여기서 동등 PLMN이란, 단말 입장에서 홈 PLMN에 등록해서 서비스를 제공 받는 것과 마찬가지로 서비스를 제공 받을 수 있는 PLMN을 의미한다. 하나의 단말에 다수의 동등 PLMN이 존재할 수 있으며, 임의의 단말에 대한 동등 PLMN 명단은 망에서 시그날링하거나 단말의 메모리에 저장되어 있다. 단말이 임의의 PLMN에서 등록 과정을 수행할 때, 등록 과정이 완료되기 전까지는 해당 PLMN을 선택된 PLMN이라고 한다.

셀 선택 조건이 만족된다는 것은 공통 채널의 수신 신호 품질이 일정 기준 이상이라는 것을 의미하며 3GPP 표준 36.304의 5.2.3.2 절에 기술되어 있다.

840 단계에서 제한된 서비스 상태라면 단말은 830 단계로 진행하여 필요한 동작을 수행한 후 메시지를 표시하고, 제한된 서비스 상태가 아니라면 단말은 845 단계로 진행해서 수신한 PWS 메시지를 폐기한다.

한편, 도 8의 825, 835, 840 단계의 판단 동작은 서로 다른 순서로 행해질 수도 있다.

도 9는 PWS 메시지 수신에 관한 또 다른 단말의 동작을 도시한 도면이다.

모든 PWS 메시지에 보안 절차를 적용하는 것은 바람직하지 않다. 예를 들어 국가 차원의 법규로 PWS 메시지의 보안 절차 적용이 금지될 수도 있기 때문이다. 따라서 단일 포맷의 PWS 메시지를 정의하기 위해 모든 PWS 메시지에 보안 정보를 포함시키되, 보안 절차 적용 여부를 지시하는 지시자를 도입하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 보안 정보의 크기가 수십 바이트에서 수백 바이트에 이를 수 있기 때문에, 보안 정보를 포함시키는 것을 피할 수 있다면 피하는 것이 바람직하다. 도 9에서는 보안 정보를 선택적으로 존재하는 필드로 정의하고, 보안 정보가 있을 때와 없을 때 개별적으로 정의된 단말 동작을 도시하였다.

도 9의 905 단계, 910 단계, 915 단계는 도 8의 805 단계, 810 단계, 815 단계와 동일하다.

도 9를 참조하면, 917 단계에서 단말은 현재의 PLMN이 PWS 메시지를 수신하도록 설정된 PLMN인지 검사한다. 현재의 PLMN은 등록 PLMN이나 선택된 PLMN일 수 있다. 단말의 안정적인 저장 장소, 예를 들어 USIM에는 홈 PLMN 혹은 동등 PLMN에서 PWS 메시지 수신 여부를 지시하는 필드가 존재할 수 있다. 단말은 해당 필드가 Yes로 설정되어 있으며, 현재 PLMN이 홈 PLMN이나 동등 PLMN이라면 조건이 성립된 것으로 판단하고 920 단계로 진행한다. 해당 필드가 No로 설정되어 있으며 현재 PLMN이 홈 PLMN이나 동등 PLMN이라면 조건이 성립되지 않은 것으로 판단하고 918 단계로 진행한다.

918 단계에서 단말은 해당 셀의 시스템 정보에 PWS와 관련된 시스템 정보가 있다고 하더라도 PWS 관련 시스템 정보를 수신하지 않고 PWS 메시지를 수신하기 위한 과정을 종료한다.

920 단계에서 단말은 PWS 메시지와 관련된 시스템 정보를 수신한다. PWS 메시지와 관련된 시스템 정보로는 SIB 10과 SIB 11이 존재한다. SIB 10은 응급 상황이 발생했다는 것을 알려주기 위한 것으로, 응급 상황의 종류 (지진/해일), PWS 메시지 식별자와 일련 번호 등을 포함한다. 단말은 메시지 식별자와 일련 번호를 이용해서 중복 수신 여부를 판단한다.

SIB 11은 응급 상황에 대한 보다 자세한 정보, 예를 들어 대피 정보나 응급 상황 관련 미디어 클립 같은 것을 수납할 수 있다. 정보의 중요성이라는 측면에서 SIB 10에 보안 정보를 포함시키는 것이 바람직하다. 920 단계에서 단말은 SIB 10과 SIB 11 모두를 수신하거나, SIB 10이 먼저 수신되면 SIB 10을 수신한 후 923 단계로 진행한다.

923 단계에서 단말은 상기 SIB 10에 보안 정보가 포함되어 있는지 검사한다. 포함되어 있지 않다면 930 단계로 진행해서 컨텐츠를 사용자에게 알려주고, 포함되어 있다면 925 단계로 진행해서 보안 절차 수행 여부를 판단한다. 다시 말해서 단말은 PWS를 수신하도록 설정된 망에서 보안 정보가 포함되지 않은 PWS 메시지를 수신하면, 안전하지 않은 PWS 메시지 처리에 관한 설정을 고려하지 않고 PWS 메시지를 처리한다.

도 9의 925 단계, 930 단계, 935 단계, 940 단계, 945 단계는 도 8의 825 단계, 830 단계, 835 단계, 840 단계, 845 단계와 동일하다.

임의의 셀에 캠프 온한 단말은 PWS 정보 전송이 새롭게 개시되거나 PWS 정보가 변경될 경우, 이를 신속하게 인지하여야 한다. PWS 정보 전송이 새롭게 개시되거나 PWS 정보가 변경되는 경우 기지국은 페이징 메시지의 소정의 필드를 소정의 값으로 설정해서 일정 기간 동안 방송한다. 이러한 페이징 메시지를 수신한 단말은 PWS 정보 취득 절차를 개시한다.

도 10은 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하는 단말의 동작을 도시한 도면이다.

도 10의 1005 단계는 도 9의 905 단계와 동일하다.

도 10을 참조하면, 1010 단계에서 단말은 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신한다. 페이징 메시지는 특정 단말에 대한 페이징 정보를 제공하거나, 시스템 정보 변경과 같이 불특정 다수의 단말들에게 공통적인 정보를 제공하는 목적으로 사용된다. PWS 정보의 변경 여부는 기지국이 페이징 메시지에 소정의 지시자 (이하 지시자 1)를 삽입해서 단말에게 알려줄 수 있다. 기지국은 셀 내에 있는 모든 단말의 페이징 시점들이 모두 포함될 수 있는 충분히 긴 기간 동안 지시자 1이 포함된 페이징 메시지를 지속적으로 전송함으로써 셀 내에 있는 모든 단말이 PWS 메시지 생성/변경 여부를 알 수 있도록 한다.

페이징 메시지를 수신한 단말은 1015 단계로 진행해서 페이징 메시지에 지시자 1이 포함되어 있는지 검사한다. 지시자 1은 PWS 메시지의 변경 여부를 나타내는 지시자이다. 지시자 1이 포함되어 있다면 1017 단계로 진행하고 포함되어 있지 않다면 1016 단계로 진행해서 종래 기술에 따라 동작한다.

1017 단계에서 단말은 현재 PLMN이 PWS 수신이 가능한 PLMN인지 검사한다. USIM 같은 저장 장치에는 PLMN과 관련하여 다음과 같은 두 가지 필드가 존재할 수 있다.

- 필드 1: 단말이 홈 PLMN 및 동등 PLMN에서 PWS 메시지를 수신해야 하는지 무시해야 하는지 나타냄.

- 필드 2: 단말이 방문 PLMN에서(혹은 로밍 중에) PWS 메시지를 수신해야 하는지 무시해야 하는지 나타냄.

단말은 필드 1과 필드 2의 설정 값에 따라서 현재 PLMN에서 PWS 메시지를 수신해야 하는지 무시해야 하는지 판단한다. 예컨대, 현재 PLMN이 방문 PLMN이고 필드 2가 수신으로 설정되어 있다면 현재 PLMN은 PWS 메시지를 수신해야 하는 PLMN이고 필드 2가 무시로 설정되어 있다면 현재 PLMN은 PWS 메시지를 수신해야 하는 PLMN이 아니다.

판단 결과 현재 PLMN이 PWS 메시지를 수신해야 하는 PLMN이 아니라면 단말은 1016 단계로 진행해서 PWS 메시지 수신 절차를 개시하지 않고 종래 기술에 따라 동작한다. 통상 PWS 메시지를 수신은 단말의 하위 계층 장치가 수행하고 PLMN의 종류/설정에 따라 PWS 메시지를 처리하는 것은 단말의 상위 계층 장치가 수행한다. 따라서 기지국이 PWS 메시지를 전송하면, PWS 메시지를 수신할 수 있는 단말은 일단 PWS 메시지를 수신해서 상위 계층으로 전달한다. 그에 따라 사용자에게 알려주지 않을 PWS 메시지를 수신하는 문제가 발생하게 된다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 PWS 메시지 수신 단계에서 PLMN 종류/설정을 미리 확인함으로써, 사용자에게 알려주지 않을 PWS 메시지는 아예 수신하지 않도록 할 수 있다.

판단 결과, 현재 PLMN이 PWS 메시지를 수신하도록 설정된 PLMN이라면 단말은 1018 단계로 진행해서 SIB 1을 수신한다. SIB 1 메시지를 수신해서 PWS와 관련된 시스템 정보의 스케줄링 정보를 파악한 단말은 소정의 시구간 동안 하향 링크 제어 채널을 감시해서 PWS와 관련된 SIB의 스케줄링 여부를 감시한다.

1020 단계에서 단말은 PWS와 관련된 SIB들을 수신한다. 1020 단계는 기본적으로 도 9의 920 단계와 동일하다.

또한 도 10의 1023 단계, 1025 단계, 1030 단계는 도 9의 923 단계, 925 단계, 930 단계와 동일하다.

1035 단계에서 단말은 수신한 PWS 메시지가 안전한 메시지인지 검증한다. 보안 테스트를 통과한다면, 혹은 무결성이 검증된다면 1030 단계로 진행한다. 수신한 PWS 메시지에 보안 정보가 포함되어 있었지만, 보안 정보에 대한 보안 절차가 실패한다면, PWS 메시지는 해커와 같은 악의적인 제 3자가 전송한 메시지일 가능성이 높다.

단말은 1040 단계로 진행해서 이러한 PWS 메시지를 사용자에게 보여주지 않고 폐기하고, PWS 메시지의 메시지 식별자와 일련 번호를 기록한다. 단말은 향후 기록된 메시지 식별자/일련 번호와 동일한 식별자/일련 번호를 가지는 PWS 메시지를 수신하면, 중복 메시지로 필터링하는 대신, 해당 메시지를 정상적으로 처리한다.

다시 말해서, 보안 실패로 인해 사용자에게 보여지지 않고 폐기된 PWS 메시지에 대해서는 그렇지 않은 PWS 메시지와는 다른 중복 검사 전략을 적용한다. 좀 더 자세히 설명하면, 단말은 PWS 메시지를 수신하면 해당 메시지의 식별자 및 일련 번호와 동일한 식별자/일련 번호의 PWS 메시지를 이전에 수신한적이 있는지 없는지 검사한다. 그러한 메시지를 이전에 수신한적이 있다면, 이전에 수신했던 메시지의 보안 검증이 실패했었는지 여부를 검사한다. 이전 메시지의 보안 검증이 실패하지 않은 경우, 즉 보안 검증이 성공하였거나 보안 검증이 진행되지 않은 경우에는 새롭게 수신한 메시지를 중복 수신된 메시지로 판단해서 폐기한다. 그러나 이전에 수신했던 메시지가 보안 검증에 실패했던 메시지라면, 새롭게 수신한 메시지를 중복 수신된 메시지로 판단하지 않고 정상적으로 처리한다.

< 3 실시예 >

LTE release 12에서 새로운 형태의 캐리어를 도입하기 위한 논의가 진행 중이다. 새로운 캐리어는 기존 캐리어에 내재하던 비효율성, 예를 들어 잦은 시스템 정보 전송과 셀 기준 신호 (Cell Reference Signal, CRS) 전송 등을 줄여서 스펙트럼 사용 효율을 보다 높이는 것이 목적이다.

이와 같은 새로운 캐리어에서는 시스템 정보를 제공하지 않으며, 단말은 새로운 캐리어와 연관된 캐리어를 통해 새로운 캐리어의 시스템 정보를 전달 받는다. 이하 설명의 편의를 위해서 시스템 정보가 전송되지 않는 새로운 캐리어를 뉴 캐리어로 부르고, 뉴 캐리어와 연관되어서 필요한 정보를 제공하는 캐리어를 기준 캐리어로 부른다. 본 발명에서는 캐리어와 셀을 혼용하기도 한다.

뉴 캐리어의 시스템 정보를 기준 캐리어의 공통 제어 신호 혹은 전용 제어 신호를 통해 제공한다고 할 때, 기준 캐리어가 뉴 캐리어의 시스템 프레임 번호 (System Frame Number, SFN)을 제공하는 방법이 필요하다.

시스템 프레임 번호는 LTE 이동 통신 시스템에서 단말과 기지국이 시간 준거로 삼는 것으로 상당한 동작들은 기지국과 단말이 동일한 SFN을 사용할 때 오동작 없이 진행된다. 예를 들어 SRS (Sounding Reference Signal) 전송 시점은 SFN을 기준으로 설정되므로, 단말과 기지국이 서로 다른 SFN을 가정하면 SRS 송수신이 제대로 수행되지 않는다.

뉴 캐리어와 기준 캐리어 사이에 시간 동기가 맞아 있다면, 즉 두 캐리어의 혹은 두 서빙 셀의 라디오 프레임 바운드리가 일치한다면, 기준 캐리어와 시간 동기가 이미 확립된 단말은 뉴캐리어와 시간 동기를 수립할 필요가 없다. 이하 설명의 편의를 위해서 기준 캐리어와 시간 동기가 일치하는 뉴 캐리어를 동기 뉴 캐리어 혹은 동기 뉴 타입 셀로 명명한다.

동기 뉴 캐리어가 그렇지 않은 뉴 캐리어보다 효율적이지만 네트워크 전개 상황에 따라 뉴 캐리어의 동기를 정확하게 수립하는 것이 불가능할 수 있다. 이 후 설명의 편의를 위해서 인접 캐리어와 시간 동기가 일치하지 않는 뉴 캐리어를 비동기 뉴 캐리어 혹은 비동기 뉴 타입 셀로 명명한다.

단말이 동기 뉴 타입 셀에 접속(access)하는 경우, 동기 뉴 타입 셀의 SFN은 기준 캐리어 셀 (이하 기준 셀)의 SFN과 동일한 것으로 정의하면, 단말과 기지국은 서로 동일한 SFN을 가정하게 되므로 문제가 발생하지 않는다.

단말이 비동기 뉴 캐리어의 셀에 접속하는 경우, 비 동기 뉴 캐리어 셀의 라디오 프레임과 기준 셀의 라디오 프레임이 서로 일치하지 않기 때문에, 위와 같은 방식이 성립되지 않는다.

도 11은 비동기 뉴 캐리어의 예를 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 기준 셀과 비동기 뉴 타입 셀의 프레임 바운드리가 일치하지 않고 1120 만큼 서로 어긋나 있을 때, SFN이 x인 기준 셀의 라디오 프레임은 비동기 뉴 타입 셀의 라디오 프레임 두 개(1125, 1130)와 겹친다. 이 중 어떤 라디오 프레임의 SFN을 x로 정의할지 결정하여야 한다.

본 발명에서는 기지국이 단말에게 명시적인 정보를 제공해서 비 동기 뉴 타입 셀의 SFN을 특정할 수 있다.

기지국이 제공하는 명시적인 정보는 1 비트로 아래 두 가지 중 하나를 지시할 수 있다.

- 0: 기준 셀 SFN x 라디오 프레임에 후행하는 뉴 타입 셀 라디오 프레임 중 가장 가까운 라디오 프레임의 SFN이 x. 예컨대 1130의 SFN이 x.

- 1: 기준 셀 SFN x 라디오 프레임에 선행하는 뉴 타입 셀 라디오 프레임 중 가장 가까운 라디오 프레임의 SFN이 x. 예컨대 1125의 SFN이 x.

비 동기 정도가 크지 않을 경우, 기지국은 뉴 서빙 셀 라디오 프레임이 기준 서빙 셀 라디오 프레임에 선행할지 후행할지 알 수 없을 수도 있다. 이러한 경우에 기지국은 위와 같은 정보를 제공하지 않고, 기준 서빙 셀의 SFN x 라디오 프레임과 가장 많이 겹치는 뉴 타입 셀 라디오 프레임의 SFN을 x로 특정할 수 있다. 예컨대 1130의 SFN이 x이다.

도 12는 뉴 타입 셀의 SFN을 설정하는 전체 동작을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 단말 (1205)은 임의의 기지국(1215)의 임의의 셀(1210)에 대해서 동기를 확립하고 라디오 프레임을 SFN으로 특정한다 (1225). 단말은 셀 검색 과정을 통해 임의의 셀과 동기를 확립한다. 셀 검색 과정과 동기 확립 과정은 3GPP 표준 규격 36.213의 4절에 설명되어 있다.

단말은 동기 확립 과정을 통해서, 채널 품질이 소정의 기준 이상인 셀로부터 주 동기 신호 (PSS, Primary Synchronization Signal)과 부 동기 신호 (SSS, Secondary Synchronization Signal)를 수신하고, 동기 신호를 이용해서 프레임 바운드리를 인식한다. 단말은 또한 셀의 시스템 정보를 수신하며, 시스템 정보 중 MIB (Master Information Block)이라는 정보에 포함된 SFN 정보를 이용해서 라디오 프레임을 특정하는 SFN을 인지한다. 단말과 기지국은 서빙 셀을 이용해서 RRC 연결을 설정하고, 상향 링크 데이터와 하향 링크 데이터 송수신을 수행한다.

임의의 시점에 기지국은 단말에게 새로운 서빙 셀을 추가하기로 결정하거나 단말을 핸드오버 하기로 결정한다. 특히 단말이 뉴 타입 셀의 영역에 위치하고 있다면, 단말에게 뉴 타입 셀을 추가하거나 뉴 타입 셀로 핸드 오버하기로 결정할 수 있다(1230).

1235 단계에서 기지국은 단말에게 서빙 셀을 추가할 것을 지시하는 제어 메시지를 전송하거나, 혹은 핸드 오버를 지시하는 제어 메시지를 전송한다. 제어 메시지에는 새롭게 추가되는 (또는 핸드 오버되는) 서빙 셀과 관련된 정보, 예를 들어 새로운 서빙 셀의 식별자, 중심 주파수, 무선 전송 자원 관련 정보 등이 포함된다. 또한 새롭게 추가되는 (혹은 핸드 오버되는) 서빙 셀이 뉴 타입 셀이라면, 아래 정보가 추가로 함께 전달될 수 있다.

- 동기 수립 정보

- SFN 획득 정보

- 기준 셀 정보

새롭게 추가되는 (혹은 핸드 오버되는) 서빙 셀의 종류에 따라서 위 정보들은 아래와 같이 제공될 수 있다.

1. 새로운 서빙 셀이 일반적인 셀인 경우

- 동기 수립 정보, SFN 획득 정보, 기준 서빙 셀 정보 모두 포함되지 않는다.

- 단말은 위 세 가지 정보가 모두 부재한 경우, 새롭게 추가되는 (혹은 핸드 오버되는) 서빙 셀이 뉴 타입 셀이 아니라는 것을 인지하고, 종래의 서빙 셀 추가 동작 (혹은 핸드 오버 동작)을 적용한다. 예컨대 핸드 오버 과정이라면, 새로운 서빙 셀과 동기를 확립하고 새로운 서빙 셀의 MIB를 수신해서 프레임 번호를 특정한다.

2. 새로운 셀이 동기 뉴 타입 셀인 경우

- 동기 수립 정보와 기준 셀 정보가 포함될 수 있다.

- 동기 수립 정보는, 동기 수립이 필요하지 않다는 것을 지시한다.

- 기준 셀 정보는, 단말이 새로운 셀의 프레임 번호를 특정하기 위해서 기준으로 삼을 셀에 대한 정보로 셀 식별자 정보 같은 것이 될 수 있다. 핸드 오버의 경우, 소스 셀이 암묵적으로 기준 셀이 된다.

3. 새로운 셀이 비동기 뉴 타입 셀인 경우

- 동기 수립 정보, SFN 획득 정보, 기준 서빙 셀 정보가 포함될 수 있다.

- 동기 수립 정보는, 동기 수립이 필요하다는 것을 지시한다.

- SFN 획득 정보는, 선행/후행 중 하나를 지시한다.

- 기준 셀 정보는, 단말이 새로운 서빙 셀의 프레임 번호를 특정하기 위해서 기준으로 삼을 셀에 대한 정보로 셀 식별자 정보 같은 것이 될 수 있다. 핸드 오버의 경우, 소스 셀이 암묵적으로 기준 셀이 된다.

1240 단계에서 단말은 제어 메시지의 동기 수립 정보를 참조해서, 새로운 서빙 셀에서 동기를 수립할 필요가 있는지 판단한다. 동기 수립 정보에서 동기 수립이 필요하지 않다고 지시되었다면 1245 단계로, 동기 수립이 필요하다고 지시되었다면 1247 단계로 진행한다.

1245 단계에서 단말은 새로운 서빙 셀의 PSS/SSS 수신을 시도하지 않고 기준 셀의 프레임 타이밍을 새로운 서빙 셀에 그대로 적용한다. 그리고 기준 셀의 SFN 역시 새로운 서빙 셀에 그대로 적용하고 과정을 종료한다.

1247 단계에서 단말은 새로운 서빙 셀의 PSS/SSS를 수신해서 프레임 동기를 획득한다. 이전에 새로운 서빙 셀과의 프레임 동기를 획득하였다면 1247 단계는 생략할 수도 있다.

1250 단계에서 단말은 SFN 획득 정보를 검사한다. SFN 획득 정보가 포함되지 않았다면, 즉 동기 수립은 필요하지만 SFN 획득 정보는 포함되지 않았다면 1255 단계로 진행한다. SFN 획득 정보가 후행을 지시하면 1260 단계로 진행한다. SFN 획득 정보가 선행을 지시하면 1265 단계로 진행한다.

1255 단계에서 단말은 새로운 서빙 셀의 라디오 프레임의 SFN을 특정함에 있어서, 기준 셀의 라디오 프레임 중 새로운 서빙 셀의 라디오 프레임과 시간 축 상에서 가장 많이 겹치는 기준 셀 라디오 프레임의 SFN을 사용한다.

1260 단계에서 단말은 새로운 서빙 셀의 라디오 프레임의 SFN을 특정함에 있어서, 기준 셀의 라디오 프레임 중 새로운 서빙 셀의 라디오 프레임에 후행하면서 가장 가까운 라디오 프레임의 SFN을 사용한다.

1265 단계에서 단말은 새로운 서빙 셀의 라디오 프레임의 SFN을 특정함에 있어서, 기준 셀의 라디오 프레임 중 새로운 서빙 셀의 라디오 프레임에 선행하면서 가장 가까운 라디오 프레임의 SFN을 사용한다.

도 13은 핸드 오버 시 새로운 셀의 SFN을 획득하는 단말 동작을 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 1305 단계예서 단말은 기지국으로부터 핸드 오버를 지시하는 제어 메시지를 수신한다.

1310 단계에서 단말은 수신한 제어 메시지에 제 1 정보 (동기 수립 정보), 제 2 정보 (SFN 획득 정보), 제 3 정보 (기준 셀 정보)가 포함되어 있는지 검사한다. 일반적인 서빙 셀로의 핸드 오버 시에는 위와 같은 정보들이 포함되지 않으며, 단말은 1315 단계로 진행한다. 뉴 타입 셀로의 핸드 오버 시에는 적어도 제 1 정보는 포함되며 단말은 1320 단계로 진행한다.

1315 단계에서 단말은 새로운 셀과의 동기를 수립하고 랜덤 액세스를 수행하는 등의 과정을 수행한 후, 타겟 셀의 MIB를 획득해서 새로운 셀의 라디오 프레임 들의 SFN들을 인지한다.

1320 단계에서 단말은 제 1 정보를 검사해서 새로운 셀에서 동기 획득이 필요한지 검사한다. 동기 획득이 필요하지 않다면, 즉 새로운 셀이 동기 뉴 타입 셀이라면 단말은 1325 단계로 진행한다. 동기 획득이 필요하다면, 즉 새로운 셀이 비동기 뉴 타입 셀이라면 단말은 1330 단계로 진행한다.

1325 단계에서 단말은 제 3 정보에서 지시된 기준 셀의 프레임 타이밍을 적용해서 새로운 셀의 프레임 타이밍을 수립하고, 기준 셀의 SFN을 적용해서 새로운 셀의 SFN을 인지한다. 제 3 정보가 포함되어 있지 않다면, 이전 소스 셀이 기준 셀이다.

1330 단계에서 단말은 제 2 정보를 검사한다. 제 2 정보가 포함되어 있지 않다면 단말은 1335 단계로 진행한다. 또한 제 2 정보가 후행을 지시하면 1340 단계로 진행한다. 제 2 정보가 선행을 지시하면 1345 단계로 진행한다.

1335 단계에서 단말은 새로운 셀의 PSS/SSS를 이용해서 프레임 타이밍을 수립하고, 새로운 셀의 라디오 프레임과 시간 축 상에서 가장 많이 겹치는 기준 셀 라디오 프레임의 SFN을 새로운 셀의 라디오 프레임의 SFN으로 적용한다.

1340 단계에서 단말은 새로운 셀의 PSS/SSS를 이용해서 프레임 타이밍을 수립하고, 새로운 셀의 라디오 프레임에 후행하면서 가장 가까운 기준 셀 라디오 프레임의 SFN을 새로운 셀의 라디오 프레임의 SFN으로 적용한다.

1345 단계에서 단말은 새로운 셀의 PSS/SSS를 이용해서 프레임 타이밍을 수립하고, 새로운 셀의 라디오 프레임에 후행하면서 가장 가까운 기준 셀 라디오 프레임의 SFN을 새로운 셀의 라디오 프레임의 SFN으로 적용한다.

핸드 오버나 서빙 셀 추가와 관련된 의사 결정을 하기 위해서 기지국은 단말의 채널 상황에 대한 정보를 가지고 있어야 하며, 이러한 정보를 획득하기 위해서 단말에게 여러 가지 측정 (measurement)을 지시한다. 이처럼 무선 자원 관리와 관련해서 수행되는 측정을 RRM 측정이라고 한다.

가장 대표적인 RRM 측정은 단말이 현재 셀과 주변 셀의 셀 기준 신호 (CRS, Cell Reference Signal)의 신호 세기/품질을 측정하는 것이다. 측정 결과 단말은 신호 세기/품질이 일정 기준을 만족하면 기지국에게 보고하고, 기지국은 측정 보고를 바탕으로 RRM과 관련된 의사 결정을 수행한다.

일반적인 셀의 경우 CRS는 모든 서브 프레임에서 전송된다. 반면 뉴 타입 셀에서는 CRS 전송을 줄여서 오버 헤드를 경감한다. 예를 들어 뉴 타입 셀에서는 CRS를 5 서브 프레임 마다 한번씩만 전송할 수도 있다. 이하 설명의 편의를 위해서 CRS가 전송되는 서브 프레임이 발생하는 패턴을 CRS 패턴으로 명명한다. 일반적인 셀에서는 CRS가 모든 서브 프레임에서 전송되는 CRS 패턴만 존재하므로 일반적인 셀에 대해서는 측정을 지시함에 있어서 CRS 패턴을 따로 알려줄 필요가 없다.

그러나 뉴 타입 셀에서는 다양한 CRS 패턴이 존재할 수 있으며, 셀 별로 CRS 패턴에 관한 정보를 제공할 필요가 있다. 본 발명에서는 기지국이 단말에게 측정 대상 (measurement object)을 설정함에 있어서, CRS 패턴 정보를 함께 제공하는 방법을 제시한다.

도 14는 기지국이 단말에 CRS 패턴 정보를 제공하는 전체 동작을 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 기지국(1410)은 임의의 시점에 임의의 단말(1405)에 대해서 RRM 측정을 설정하기로 결정한다. 예를 들어 단말에게 추가적인 서빙 셀을 설정하거나 단말에게 핸드 오버를 지시해야 할 상황을 들 수 있다.

기지국은 측정 대상 정보 등을 포함하는 측정 설정 메시지를 생성해서 단말에게 전송한다 (1420). 측정 대상은 캐리어 별로 설정될 수 있으며 측정 대상 정보에는 캐리어의 주파수 정보, SCell 측정 주기 정보 등이 포함될 수 있다. SCell 측정 주기 정보 (measCycleSCell)는 해당 캐리어의 SCell이 비활성화 상태일 때 적용하는 측정 주기로 단말의 배터리 소모를 줄이기 위한 것이다.

측정 대상 캐리어에 뉴 타입 셀이 존재한다면 아래 정보가 추가로 전송될 수 있다.

뉴 타입 셀 관련 정보

- 뉴 타입 셀의 CRS 패턴 정보

- 뉴 타입 셀의 PCI 정보

- 뉴 타입 셀에 적용할 offset 정보

- 뉴 타입 셀에 적용할 SCell 측정 주기 정보

여기서 CRS 패턴 정보는 PCI(Physical Cell Id, 0 ~ 503 사이의 정수) 별로 설정될 수 있다. CRS 패턴이란 CRS 신호의 시간/주파수 상의 반복 양상을 나타내는 것으로, 일반 셀의 경우 모든 서브 프레임의 모든 주파수 대역에 걸쳐서 CRS가 전송된다. CRS 패턴 정보가 명시적으로 지시되지 않은 셀들은 상기 기본 패턴을 따른다.

뉴 타입 셀은 CRS 전송 오버 헤드를 줄이기 위해서 일부 서브 프레임 및 일부 대역에서만 CRS를 전송한다. CRS 패턴 정보는 뉴 타입 셀에서 CRS가 어떤 서브 프레임의 어떤 주파수 자원을 통해 전송되는지 나타내는 정보이다. CRS 패턴 정보는 서브 프레임 번호와 주파수 자원 정보로 구성될 수 있다. 혹은 CRS 패턴을 인덱싱한 후 인덱스 번호를 사용할 수도 있다.

다음의 표 1은 CRS 패턴 인덱스의 예를 나타낸 것이다.

뉴 타입 셀이 사용되는 초기에는 CRS 패턴의 종류가 다양하지 않을 것이다. CRS 패턴이 하나만 정의되어 있는 동안에는, CRS 패턴 정보를 따로 명시하지 않더라도, 임의의 셀이 뉴 타입 셀이라는 것을 아는 것만으로 어떤 패턴을 사용해야 하는지 알 수도 있다.

임의의 캐리어에서 일부는 일반 셀이고 일부는 뉴 타입 셀일 수 있다. 이 경우 뉴 타입 셀의 PCI들을 명시적으로 지시한다. 뉴 타입 셀들의 PCI들을 연속적으로 할당한다면, 여러 개의 뉴 타입 셀들이 존재할 때 범위를 지시함으로써 정보의 양을 줄일 수 있다. 예를 들어 뉴 타입 셀 PCI 범위 정보를 첫번째 PCI와 개수로 구성할 수 있다.

뉴 타입 셀 정보에 PCI 정보가 존재하지 않는다면 해당 캐리어의 모든 셀들이 뉴 타입 셀이라는 것을 나타낸다.

단말은 측정 대상에 대해서 측정을 수행하고 측정된 값을 소정의 기준 값과 비교하는 동작을 수행한다. 이 때 측정된 값에 오프 셋을 가감함으로써, 측정 보고 발생 조건을 조정할 수 있다. 특히 뉴 타입 셀의 하향 링크 전송 출력이 일반 셀에 비해서 낮다면, 음의 오프 셋을 설정함으로써 일반 셀의 측정 결과와 뉴 타입 셀의 측정 결과를 공정한 조건 하에서 비교할 수 있다.

뉴 타입 셀에 대해서는 일반 셀과는 다른 SCell 측정 주기를 적용할 필요가 있을 수 있다. 일반 셀은 모든 서브 프레임에서 CRS가 전송되지만, 뉴 타입 셀에서는 일부 서브 프레임에서만 CRS가 전송되기 때문이다. 뉴 타입 셀을 포함하는 측정 대상에 대해서 제 1 SCell 측정 주기와 제 2 SCell 측정 주기라는 두 개의 SCell 측정 주기가 설정될 수 있으며 단말은 아래와 같이 SCell 측정 주기를 적용한다.

- 제 1 SCell 측정 주기와 제 2 SCell 측정 주기가 모두 시그널링되는 경우, 일반 셀에 대해서는 제 1 SCell 측정 주기를 적용하고 뉴 타입 셀에 대해서는 제 2 SCell 측정 주기를 적용한다.

- 제 1 SCell 측정 주기만 시그널링되는 경우 (즉 뉴 타입 셀 관련 정보에 제 2 SCell 측정 주기가 포함되어 있지 않은 경우), 일반 셀과 뉴 타입 셀에 대해서 공히 제 1 SCell 측정 주기를 적용한다. 혹은 제 2 SCell 측정 주기로 제 1 SCell 측정 주기를 사용한다.

측정 설정 메시지를 수신한 단말은 1425 단계에서 측정 대상에 대해서 측정을 수행한다. 구체적으로, 측정 대상의 셀들 중 일반 셀 (1430)을 측정함에 있어서는 소정의 CRS 패턴, 예컨대 패턴 0을 적용한다 (1435). 측정 대상의 셀들 중 뉴 타입 셀 (1440)을 측정함에 있어서는 지시된 또 다른 CRS 패턴, 예컨대 패턴 1을 적용해서 측정을 수행한다(1445).

여기서 패턴 1을 적용한다는 것은 CRS가 패턴 1에 의해서 특정되는 소정의 서브 프레임의 소정의 주파수 자원을 통해 전송된다는 것을 인지하고 해당 시간/주파수에서만 CRS를 측정한다는 것을 의미한다.

단말은 측정 결과가 소정의 조건을 만족하면 기지국에게 측정 결과 보고 메시지를 전송하고 (1450), 기지국은 보고 받은 측정 결과를 참조해서 RRM 관련 의사 결정을 내린다 (1455).

도 15는 CRS 패턴과 관련된 단말 동작을 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, 1505 단계에서 단말은 기지국으로부터 측정 대상 정보를 포함한 제어 메시지를 수신한다.

1510 단계에서 단말은 측정 대상에 대한 측정을 수행할 필요가 있는지 검사해서, 필요하다면 1515 단계로 진행하고, 필요치 않다면 필요해질 때까지 대기한다. 임의의 측정 대상에 대한 측정은 소정의 조건이 충족되는 경우에만 수행한다. 예를 들어 측정 대상이 서빙 주파수 (혹은 서빙 캐리어)가 아니라면, 서빙 셀의 채널 품질이 소정의 기준 이하로 열화되는 경우에만 측정이 수행될 수 있다.

1515 단계에서 단말은 측정 대상 정보에 뉴 타입 셀 관련 정보가 포함되어 있는지 검사한다. 뉴 타입 셀 관련 정보란, 해당 캐리어에 뉴 타입 셀이 존재하는지 나타내는 정보, 뉴 타입 셀 PCI 정보, 뉴 타입 셀 CRS 패턴 정보 중 적어도 하나를 의미한다.

뉴 타입 셀 관련 정보가 포함되지 않는다면 단말은 1520 단계로 진행해서 측정 대상의 모든 셀들에 대해서, 혹은 측정 대상 캐리어의 모든 PCI들에 대해서, 소정의 CRS 패턴 예를 들어 CRS 패턴 #0을 적용해서 측정을 수행한다.

뉴 타입 셀 관련 정보가 포함되어 있다면 단말은 1525 단계로 진행해서 뉴 타입 셀 PCI 정보가 포함되어 있는지 검사한다. 포함되어 있다면 1535 단계로, 포함되어 있지 않다면 1530 단계로 진행한다.

1530 단계에서 단말은 측정 대상 캐리어 (혹은 주파수)의 모든 셀 (혹은 모든 PCI)를 뉴 타입 셀로 판단하고 1540 단계로 진행한다.

1535 단계에서 단말은 측정 대상 캐리어의 셀들 중 PCI 정보에 의해서 특정되는 셀들을 뉴 타입 셀로 판단하고, 나머지 셀들은 일반 셀로 판단한다. 그리고 1540 단계로 진행한다.

1540 단계에서 단말은 CRS 패턴 정보가 포함되어 있는지 검사한다. CRS 패턴 정보가 포함되어 있다면 1550 단계로, 포함되어 있지 않다면 1545 단계로 진행한다.

1545 단계에서 단말은 일반 셀에 대해서는 소정의 CRS 패턴, 예를 들어 CRS 패턴 #0을 적용해서 측정을 수행하고, 뉴 타입 셀에 대해서는 또 다른 소정의 CRS 패턴, 예를 들어 CRS 패턴 #1을 적용해서 측정을 수행한다.

1550 단계에서 단말은 일반 셀에 대해서는 소정의 CRS 패턴, 예를 들어 CRS 패턴 #0을 적용해서 측정을 수행하고, 뉴 타입 셀에 대해서는 명시적으로 지시된 CRS 패턴을 적용해서 측정을 수행한다.

도 14와 도 15에서 측정할 신호로 CRS를 예로 들었지만 다른 기준 신호, 예를 들어 CSI-RS (Channel State Indication-Reference Signal)을 이용해서 측정을 수행할 수도 있다. 이 경우 일반 셀에 대해서는 CRS 패턴 #0을 적용하고, 뉴 타입 셀에 대해서는 소정의 패턴을 가지는 CSI-RS를 이용해서 측정을 수행할 수 있다. 혹은 일반 셀과 뉴 타입 셀 모두 CSI-RS를 이용해서 측정을 수행하되, 각기 다른 패턴을 적용할 수도 있다.

도 16은 측정 주기를 결정하는 단말의 동작을 도시한 도면이다.

도 16의 1605 단계와 1610 단계는 도 15의 1505 단계와 1510 단계와 동일하다.

1615 단계에서 단말은 측정 대상 정보에 뉴 타입 셀 관련 정보가 포함되어 있는지 검사한다. 뉴 타입 셀 관련 정보란, 해당 캐리어에 뉴 타입 셀이 존재하는지 나타내는 정보, 뉴 타입 셀 PCI 정보, 뉴 타입 셀 CRS 패턴 정보 중 적어도 하나를 의미한다.

뉴 타입 셀 관련 정보가 포함되지 않는다면 단말은 1620 단계로 진행해서 종래 기술에 따라 측정 주기를 판단한다. 뉴 타입 셀 관련 정보가 포함되어 있다면 단말은 1625 단계로 진행한다.

1625 단계에서 단말은 측정 대상 캐리어가 서빙 주파수인지 검사한다. 다시 말해서 측정 대상 캐리어에 서빙 셀이 설정되어 있는지 검사한다. 서빙 주파수라면 1630 단계로, 서빙 주파수가 아니라면 1645 단계로 진행한다.

1630 단계에서 단말은 측정 대상 캐리어에 설정된 서빙 셀의 상태를 검사해서 활성화 상태라면 1640 단계로 진행하고 비활성화 상태라면 1635 단계로 진행한다.

SCell의 활성화/비활성화는 MAC 계층의 제어 메시지나 타이머에 의해서 결정되며, 단말은 비활성화 상태의 서빙 셀에 대해서는 스케줄링 채널 수신이나 데이터 수신을 하지 않음으로써 배터리 소모를 최소화한다.

1635 단계에서 단말은 SCell 측정 주기 2와 DRX 주기를 참조해서 측정 주기를 결정한다. 좀 더 자세히 설명하면, 단말은 DRX 주기와 SCell 측정 주기 2중 큰 값으로 결정한다. SCell 측정 주기 2는 시그날링되지 않고 SCell 측정 주기 1만 설정되어 있다면(혹은 시그날링되었다면) 단말은 SCell 측정 주기 1을 SCell 측정 주기 2로 사용한다. SCell 측정 주기 1과 SCell 측정 주기 2가 모두 시그날링되지 않았다면, 단말은 DRX 주기를 SCell 측정 주기 2로 사용한다. SCell 측정 주기 1, SCell 측정 주기 2 모두 시그날링되지 않고 DRX도 설정되지 않았다면 단말은 소정의 값, 예를 들어 40 ms을 SCell 측정 주기 2로 사용한다.

1640 단계에서 단말은 DRX 주기를 참조해서 측정 주기를 결정한다. 예컨대, DRX 주기를 측정 주기로 설정한다. DRX가 설정되지 않았다면 소정의 값, 예를 들어 40 ms을 측정 주기로 사용한다.

1645 단계에서 단말은 서빙 주파수 (PCell이 설정되어 있는 주파수와 SCell이 설정되어 있는 주파수)를 제외한 주파수 들 중, 단말이 측정을 수행하는 주파수의 수 (이하 넌 서빙 주파수의 수)를 고려해서 측정 주기를 결정한다. 예컨대, 단말은 넌 서빙 주파수의 수에 소정의 값을 곱한 것을 측정 주기로 사용한다. 혹은 넌 서빙 주파수 중, 뉴 타입 셀을 포함한 주파수의 수에 또 다른 소정의 값을 곱한 것을 측정 주기로 사용한다.

도 17은 뉴 타입 셀을 서빙 셀로 추가하는 단말 동작을 도시한 도면이다.

도 17을 참조하면, 1705 단계에서 단말은 뉴 타입 서빙 셀 추가를 지시하는 제어 메시지를 수신한다. 제어 메시지는 예를 들어 RRC 연결 재설정 메시지일 수 있으며, 해당 메시지에 추가되는 서빙 셀과 관련된 정보, 예를 들어 추가되는 서빙 셀의 중심 주파수 정보, 대역폭 정보 등이 수납된다.

새로운 서빙 셀이 뉴 타입 서빙 셀이라면, 이를 나타내는 정보도 함께 수납된다. 수납되는 정보는 예를 들어 뉴 타입 서빙 셀 지시자, 기준 서빙 셀 식별자 등이 될 수 있다. 기준 서빙 셀이란 뉴 타입 셀에 프레임 동기와 SFN을 제공하는 서빙 셀을 의미한다. 기준 서빙 셀 식별자가 포함되어 있지 않은 경우, PCell을 기준 서빙 셀로 설정한다.

1710 단계에서 단말은 새로운 서빙 셀로부터 하향 링크 신호를 수신하고 상향 링크 신호를 전송할 수 있도록 물리 계층과 MAC 계층 등을 설정하고, 새로운 서빙 셀을 비활성화 상태로 설정한다. 단말은 새롭게 추가된 서빙 셀의 활성화를 지시하는 MAC 제어 정보가 수신될 때까지 대기한다.

1715 단계에서 활성화 명령을 수신하면, 단말은 1720 단계로 진행해서 서빙 셀을 활성화 상태로 설정한다. 임의의 서빙 셀이 활성화 상태라는 것은 해당 서빙 셀로부터 하향 링크 신호를 수신하고 상향 링크 신호를 전송하는 것을 의미한다. 또한 단말은 활성화 상태의 서빙 셀에 대한 채널 품질 정보 등을 기지국에게 주기적으로 전송한다. 또한 단말은 활성화 상태의 서빙 셀에 대한 스케줄링 발생 여부를 감시한다.

단말은 활성화 상태의 서빙 셀에 대해서 상기 필요한 동작을 수행하면서, 서빙 셀의 비활성화 조건이 충족되는지 검사한다 (1725). 비활성화 조건으로는 아래와 같은 것들이 있다.

- 해당 서빙 셀에 대한 비활성화를 지시하는 MAC 제어 정보를 수신하거나;

- 해당 서빙 셀의 비활성화 타이머가 만료되거나;

- 뉴 타입 서빙 셀의 기준 서빙 셀의 비활성화를 지시하는 MAC 제어 정보를 수신하거나

- 뉴 타입 서빙 셀의 기준 서빙 셀의 비활성화 타이머가 만료됨.

비활성화 타이머는, 임의의 서빙 셀이 장시간 동안 활성화 상태를 유지하는 것을 방지하기 위한 것으로, 서빙 셀 별로 구동한다. 단말은 임의의 활성화 상태의 서빙 셀이 활성화되면 비활성화 타이머의 구동을 개시하고, 서빙 셀에 대한 스케줄링 정보 (DL assignment/UL grant)가 수신되면 타이머를 재구동한다. 임의의 서빙 셀에 대한 비활성화 타이머가 만료된다는 것은 해당 서빙 셀에 대해서 소정의 기간 동안 스케줄링이 수행되지 않았다는 것을 의미하며, 단말은 해당 서빙 셀을 비활성화 시킨다.

뉴 타입 서빙 셀의 경우 기준 서빙 셀이 비활성화된다면, 프레임 타이밍을 유지하기 어려워지므로, 기준 서빙 셀이 비활성화되면 뉴 타입 서빙 셀도 비활성화하는 것이 바람직하다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 송수신부(1805), 제어부(1810), 다중화 및 역다중화부(1815), 제어 메시지 처리부(1830), 각종 상위 계층 처리부(1820, 1825), PWS 처리 장치(1837)를 포함한다.

상기 송수신부(1805)는 서빙 셀의 하향 링크 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 상향 링크 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송한다. 다수의 서빙 셀이 설정된 경우, 송수신부(1805)는 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.

다중화 및 역다중화부(1815)는 상위 계층 처리부(1820, 1825)나 제어 메시지 처리부(1830)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(1805)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(1820, 1825)나 제어 메시지 처리부(1830)로 전달하는 역할을 한다.

제어 메시지 처리부(1830)는 RRC 계층 장치이며 기지국으로부터 수신된 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취한다. 예를 들어 RRC 제어 메시지를 수신해서 PHR 관련 정보, 뉴 타입 셀 관련 정보 등을 제어부로 전달하고 PWS 시스템 정보를 PWS 처리 장치로 전달한다.

상위 계층 처리부(1820, 1825)는 서비스 별로 구성될 수 있다. FTP(File Transfer Protocol)나 VoIP(Voice over Internet Protocol) 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(1815)로 전달하거나 다중화 및 역다중화부(1815)로부터 전달된 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다.

제어부(1810)는 송수신부(1805)를 통해 수신된 스케줄링 명령, 예를 들어 역방향 그랜트들을 확인하여 적절한 시점에 적절한 전송 자원으로 역방향 전송이 수행되도록 송수신부(1805)와 다중화 및 역다중화부(1815)를 제어한다. 제어부(1810)는 또한 PH 보고를 위한 제반 절차, PWS 메시지 수신을 위한 제반 절차, 뉴 타입 셀과 관련된 제반 절차를 총괄한다. 보다 구체적으로 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도14, 도 15, 도 16, 도 17 등에 도시되어 있는 단말 동작 관련 필요한 제어 동작을 수행한다.

PWS 처리 장치(1837)는 제어부(1810)의 제어에 따라 PWS 관련 시스템 정보를 폐기하거나 사용자 인터페이스로 전달한다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기지국은 송수신부 (1905), 제어부(1910), 다중화 및 역다중화부 (1920), 제어 메시지 처리부 (1935), 각 종 상위 계층 처리부 (1925, 1930), 스케줄러(1915), PWS 처리 장치 (1937)를 포함한다.

송수신부(1905)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신한다. 다수의 캐리어가 설정된 경우, 송수신부(1905)는 다수의 캐리어로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.

다중화 및 역다중화부(1920)는 상위 계층 처리부(1925, 1930)나 제어 메시지 처리부(1935)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(1905)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(1925, 1930)나 제어 메시지 처리부(1935), 혹은 제어부 (1910)로 전달하는 역할을 한다. 제어 메시지 처리부(1935)는 단말이 전송한 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취하거나, 단말에게 전달할 제어 메시지를 생성해서 하위 계층으로 전달한다.

상위 계층 처리부(1925, 1930)는 베어러 별로 구성될 수 있으며 S-GW 혹은 또 다른 기지국에서 전달된 데이터를 RLC PDU로 구성해서 다중화 및 역다중화부(1920)로 전달하거나 다중화 및 역다중화부(1920)로부터 전달된 RLC PDU를 PDCP SDU로 구성해서 S-GW 혹은 다른 기지국으로 전달한다.

스케줄러(1915)는 단말의 버퍼 상태, 채널 상태 등을 고려해서 단말에게 적절한 시점에 전송 자원을 할당하고, 송수신부(1905)에게 단말이 전송한 신호를 처리하거나 단말에게 신호를 전송하도록 처리한다. PWS 메시지 처리부(1937)는 PWS 서버가 전달한 PWS 메시지의 송신과 관련된 동작을 수행한다.

제어부(1910)는 또한 SCell 설정을 위한 제반 절차, RRC 연결 설정과 관련된 제반 절차, 핸드 오버와 관련된 제반 절차 등을 총괄한다. 보다 구체적으로 도 6, 도 7, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17 등에 도시되어 있는 단말 동작 관련 기지국이 수행해야 할 동작 및 도 19에 도시되어 있는 기지국 동작에 필요한 제어 동작을 수행한다.

제어부(1910)는 또한 PH 보고를 위한 제반 절차, PWS 메시지 수신을 위한 제반 절차, 뉴 타입 셀과 관련된 제반 절차를 총괄한다. 보다 구체적으로 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17 등에 도시되어 있는 단말 동작 관련 기지국이 수행해야 할 동작 및 도 19에 도시되어 있는 기지국 동작에 필요한 제어 동작을 수행한다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 하기 발명은 서로 다른 최대 전송 전력의 값을 가지는 복수개의 파워앰프들로 구성된 송신 구조에서 단말기의 파워 설정 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LTE (Long Term Evolution) 시스템에서, 복수 개의 다른 주파수 밴드에 존재하는 반송파 간 반송파 집적 (Carrier Aggregation, 이하 CA라 칭함) 기술을 사용하는 경우, 서로 다른 최대 전송 전력의 값을 가지는 복수개의 파워앰프들로 구성된 송신 구조에서 전송 파워를 설정하는 방법에 관한 것이다.

도 20 내지 도 22는 서로 주파수 대역이 멀리 떨어져 있는 다른 주파수 밴드 내에 있는 반송파들을 묶어서 반송파 집적을 하는 경우의 단말 구조의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 20의 Type A에서 보듯이, Rel-10까지는 한 밴드 내에 있는 주파수들에 대한 반송파 집적만이 가능해서, 단말 구조 내에 하나의 파워앰프만이 존재하면 되었다. 따라서 상기의 Type A와 같은 경우는, 단말의 최대 전송파워와 단말의 파워앰프의 최대 전송파워는 같은 값이 된다.

하지만, 도 21의 Type D1과 도 22의 Type D2와 같이 각기 다른 별도의 밴드에서의 데이터 전송을 지원하는 경우, 이를 위해 각각의 주파수에 대해 각기 다른 파워앰프 (도면상의 RF PA)를 사용하여 신호를 증폭하게 된다. 따라서 상기와 같은 Type D1과 Type D2에서는 더 이상 단말의 최대 전송파워와 단말의 파워앰프의 최대 전송파워는 같은 값이 아니며, 이러한 상황 자체가 기존 Rel-10까지는 발생하지 않았으므로, 이를 해결하여 기지국이 단말의 각 반송파 별 정보를 올바르게 알아, 이후에 스케쥴링 등의 동작에 영향이 없도록 할 필요가 있다.

따라서 본 발명은 무선 이동 통신 시스템에서 반송파 집적 기술을 사용하는데 있어서 복수 개의 다른 주파수 밴드에 존재하는 반송파 간 CA 기술을 사용하는 경우, 서로 다른 밴드의 전송을 위해 별도의 파워 앰프가 존재할 때, 단말의 각 파워앰프가 전송하는 값을 기지국이 알도록 하는 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명에서는 상기 문제 해결을 위해 하기의 실시예 3가지를 제안한다.

- 단말이 전송 가능한 파워 (Power Headroom)를 보고할 때 (Power Headroom Report, PHR), 각 CC 별로 별도로 보고하며, 보고 시에 각각의 CC와 관련 있는 파워앰프의 값에 따라 PHR을 전송

: PHR은 원래 단말의 최대 전송파워와 현재 사용되고 있는 전송파워의 차이를 보고하는 것이나, 본 발명에서는 단말의 최대 전송파워 대신 각 CC의 전송파워 값을 사용하여 Power Headroom을 계산.

- 단말기가 명시적으로 셀 별 또는 주파수 별 또는 주파수 밴드 별로 실질적인 해당 최대 전송파워 값을 기지국에게 시그널링하여, 기지국이 이 정보를 기반으로 상향링크 스케쥴링

- 만일 단말의 전체 전송 파워가 최대 전송 파워를 초과하는 경우, 전송 파워를 각 파워앰프의 전송 파워 비율만큼 스케일링 다운하여 전송파워를 조절하여 전송

위와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 복수 개의 서로 다른 최대 전송파워 값을 갖는 파워앰프를 가진 경우에도 각 최대 전송파워에 맞게 기지국으로부터 스케쥴링을 받거나 데이터 전송을 할 수 있어 정확하고 효율적인 자원활용이 가능하다.

도 23은 복수의 파워앰프의 최대 전송파워가 서로 다른 경우의 실시예 1에서 단말과 기지국이 메시지를 주고받는 과정을 도시한 도면이다.

도 23에서 단말 (2301)은 복수 개의 CC를 갖고 있는 기지국 (2309)에 접속하여 있는 상태에 있다. 단말(2301)이 기지국(2309)에 접속한 이후, 단말(2301)이 보유한 능력에 따라 기지국(2309)은 해당 단말(2301)에게 무선 자원 제어 (Radio Resource Control, 이하 RRC라 칭함) 계층의 메시지를 사용하여, 단말에게 복수개의 CC를 설정할 수 있도록 설정해 준다 (2311).

즉, 예를 들어, 단말(2301)이 CA 기능을 지원하고 기지국(2309)이 보유하고 있는 주파수 대역을 지원하는 경우에 한해, 기지국(2309)은 단말(2301)에게 CA를 사용하도록 설정한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 SCell 1 (2305)과 SCell 2 (2303)를 추가로 단말(2301)에게 설정한 경우를 가정하며, SCell 1은 PCell과 같은 주파수 밴드내의 다른 주파수이며, SCell 2는 PCell과 다른 주파수 밴드 내의 다른 주파수임을 가정한다.

이후, 기지국(2309)은 단말(2301)에게 설정된 CC들을 활성화하기 위해, 단말(2301)에게 MAC 계층의 메시지인 Activation/Deactivation MAC Control Element (CE)를 사용하여, 2311 단계에서 설정된 SCell들 가운데 어떠한 SCell들을 활성화 할지를 알려준다. 본 예시 도면에서는 SCell 1과 SCell 2를 모두 활성화 시키는 경우를 가정한다. 이를 수신한 단말(2301)은 활성화를 명령받은 SCell들을 활성화 시킨다 (2313).

이후, 단말(2301)은 기지국(2309)에게 아래의 기존에 정해진 조건에 따라 단말(2301)이 전송할 수 있는 최대 전송파워와, 현재 활성화된 서빙셀 별 상향링크 전송을 위해 측정한 파워값의 차이를 보고하며, 이를 Power Headroom Report (PHR)이라 한다. PHR 보고 시에는 MAC 계층의 Power Headroom MAC CE를 사용하거나, Extended Power Headroom MAC CE를 사용하여 보고할 수 있으며, Extended Power Headroom MAC CE에는 각 CC 별 최대 전송 파워 (P_CMAX _,c) 및 상기 설명한 각 CC 별 최대 전송파워와 해당 CC의 상향링크 전송을 위해 측정한 파워값의 차이인 파워 헤드룸 (Power Headroom, PH) 값이 각각 보고될 수 있다.

앞에서도 설명한 바와 같이, PHR이 전송되는 조건은 다음과 같으며 어느 하나라도 만족시키면(2321) 단말(2301)은 PHR을 생성하여(2323) 전송한다(2325).

- 단말(2301) 내부에 작동하는 타이머 prohibitPHR-Timer가 만료된 경우에, 활성화된 하나 이상의 서빙셀에서 신호 감쇄가 이전 PHR 보고 시보다 dl-PathlossChange dB 만큼 변화 시

- 단말(2301) 내부에 작동하는 타이머 periodicPHR-Timer의 만료 시

- 상위 계층 (RRC 계층)에서 PHR 보고하는 설정을 변경했을 시

- 설정된 상향링크가 활성화 된 경우

이 때, 현재 단말(2301)은 복수 개의 주파수 밴드에 걸쳐있는 CC들에 대해 CA를 하고 있으며 (inter-band non-contiguous CA), 서로 다른 주파수 밴드를 사용하는 CC의 데이터 전송을 위해 다른 최대전송파워를 갖는 파워앰프를 사용하고 있는 상황을 가정한다. 따라서 단말(2301)은 PHR을 보고할 때, 각 CC별 PHR을 보고하며, 이 때 각 파워앰프가 갖는 최대 전송파워를 고려하여 PHR 값을 생성한다 (2323).

예를 들어, 기존에는 inter-band non-contiguous CA를 위해서 PHR을 계산할 때 사용되는 단말의 CC별 최대 전송파워 (P_CMAX _,c) 값을 계산할 때, 단말별 최대 전송파워를 사용하여 계산했다. 다음의 표 2는 현재 3GPP TS 36.101 규격에 정의되어 있는 단말의 CC별 최대 전송파워 (P_CMAX _,c) 값을 계산하는 방법에 관한 수식이다. 본 발명에서 논의하는 inter-band non-contiguous CA의 경우, 단말 전체의 최대 전송파워 (P_PowerClass)를 사용하여 계산함을 알 수 있다.

하지만, 본 발명에서는 단말(2301)이 PHR을 계산하기 위해 단말(2301)의 CC별 최대 전송파워를 도출할 때, 단말(2301) 전체의 최대 전송파워 (P_PowerClass)를 사용하는 대신에, 단말(2301)의 주파수가 속한 주파수 밴드에 대응하는 파워 앰프의 최대 전송파워를 사용하는 것을 제안한다.

위 내용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 23의 예시와 같이 SCell 1(2305)과 SCell 2(2303)가 서로 다른 주파수 밴드에 포함되어 있고 SCell 1(2305)의 상향링크와 Scell 2(2303)의 상향링크 전송을 위한 전송 구조가 각각 다른 파워 앰프를 통해서 전송이 되며 (예를 들면, SCell 1(2305)의 상향링크 전송은 RF#1 (with PA (Power Amp)#1)에서 전송하고 SCell 2(2303)의 상향링크 전송은 RF#2 (with PA#2)에서 전송하는 경우), PA#1의 최대 전송 파워 값이 20 dBm이고 PA#2의 최대 전송 파워 값이 23 dBm이라고 가정하면, SCell 1(2305)의 최대 전송 파워를 계산함에 있어서는 PPowerClass 값에 SCell 1(2305)에 대한 최대 전송 값인 (SCell 1(2305)에 대한 PA#1의 최대 전송 파워) 20dBm이 적용되어야 하고, 반면에 SCell 2(2303)의 최대 전송 파워를 계산함에 있어서는 PPowerClass 값에 SCell 2(2303)에 대한 최대 전송 값인 (SCell 2(2303)에 대한 PA#2의 최대 전송 파워) 23dBm을 적용해야 한다.

즉 상기의 예에서는, 단말(2301)의 최대 전송 파워 (예를 들어 23dBm)가 아니라 해당 서빙셀에 대한 최대 전송 파워 값 (즉, 해당 서빙셀에 매핑되는 파워앰프의 최대 전송 파워 값)이 P_PowerClass 값으로 사용되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 P_PowerClass 값을 변경하면 복수개의 파워앰프를 가지는 전송 구조에서 만약 파워앰프의 최대 전송 파워가 다르다 하더라도 단말기가 Extended Power Headroom MAC Control Element로 보고하는 P_CMAX _,c 정보에 실질적으로 해당 서빙셀 c에 대한 파워앰프의 최대 전송 파워 값이 반영되므로 오동작 없는 동작을 할 수 있다.

이상의 과정을 통해 단말(2301)은 각 CC 별 파워앰프의 최대 전송파워가 반영된 P_CMAX _,c 값과 PH값을 포함한 PHR을 전송한다 (2325). 이를 수신한 기지국(2309)은 단말(2301)의 각 CC 별 파워앰프의 최대 전송파워 및 얼마만큼의 파워가 가용한지를 정확히 파악할 수 있어, 이에 따라 단말(2301)에게 상향링크 스케쥴링을 수행하고 (2327), 데이터를 수신한다 (2331).

도 24는 복수의 파워앰프의 최대 전송파워가 서로 다른 경우의 본 발명에 따른 실시예 1에서 단말의 동작 절차를 나타낸 도면이다.

도 24를 참조하면, 단말은 기지국에 접속을 시도하여 성공하고, 기지국과 연결 상태에 있다 (2403). 이후, 단말은 단말의 능력에 따라 기지국으로부터 CA를 설정 받으며, 이후 설정된 CC들에 대해 활성화 명령을 받아 해당 CC들을 활성화 시킨다 (2405).

이후, 단말은 PHR 전송 조건이 만족하는지를 검사한다 (2409). PHR 전송 조건에는 다음과 같은 조건들이 있으며 어느 하나라도 만족하는 경우에는 PHR을 전송해야 한다.

- 단말기 내부에 작동하는 타이머 prohibitPHR-Timer가 만료된 경우에, 활성화된 하나 이상의 서빙셀에서 신호 감쇄가 이전 PHR 보고 시보다 dl-PathlossChange dB 만큼 변화 시

- 단말기 내부에 작동하는 타이머 periodicPHR-Timer의 만료 시

- 상위 계층 (RRC 계층)에서 PHR 보고하는 설정을 변경했을 시

- 설정된 상향링크가 활성화 된 경우

상기의 조건 중 어느 하나라도 만족되는 경우에는, 단말이 복수 개의 PA를 보유하느냐에 따라 PHR 에 전송하는 값을 설정한다 (2411).

즉, 만약 단말이 복수 개의 PA를 보유하고 있지 않은 경우에 대해서는 도 5에서 설명한 바와 같이 단말의 CC 별 최대 전송 파워 (P_CMAX _,c) 값을 결정할 때, CC별 최대 전송 파워가 파워앰프의 최대전송파워 값과 동일하므로, 단말의 최대전송파워 값 (P_PowerClass) 값을 그대로 사용하여 단말의 CC 별 최대 전송 파워 (P_CMAX _,c) 값을 계산한다 (2413).

하지만, 만약 본 발명에서 고려하는 것처럼 단말이 복수 개의 PA를 보유하고 있는 경우에는, 단말이 PHR을 계산하기 위해 상기의 단말의 CC별 최대 전송파워를 도출할 때, 단말 전체의 최대 전송파워 (P_PowerClass)를 사용하는 대신에, 단말의 주파수 밴드 별 파워앰프의 최대 전송파워를 사용하여 계산한다 (2415).

단말은 이후 상기의 과정을 통해 계산된 값을 포함한 PHR 을 기지국에게 전송하고 (2417), 데이터 송수신을 수행한다 (2407).

도 25는 복수의 파워 앰프의 최대 전송파워가 서로 다른 경우에 대한 실시예 2에 따라 단말과 기지국이 메시지를 주고받는 과정을 도시한 도면이다.

도 25에서 단말 (2501)은 복수 개의 CC를 갖고 있는 기지국 (2509)에 접속하여 있는 상태에 있다.

단말(2501)이 기지국(2509)에 접속하고, 기지국(2509) 또는 네트워크가 단말(2501)의 능력을 알지 못하는 경우에 본 발명에서는, 셀 별 혹은 주파수 별 혹은 주파수 밴드 별로 실질적인 해당 최대 전송파워 값을 전송한다 (2511).

예를 들어, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 단말(2501)이 두 개의 주파수 밴드를 사용하는 것으로 가정하며, 한 주파수 밴드는 PCell (2507))과 SCell 1(2503)에 의해 사용되며, 다른 한 주파수 밴드는 SCell 2 (2505)에 의해 사용되는 경우를 가정한다. 이 경우, 단말(2501)은 PCell(2507)과 SCell 1(2503)을 위한 PA#1과 SCell 2(2505)를 위한 PA#2를 가지며, PA#1의 최대 전송 파워 값인 PPowerClass가 20 dBm이고 PA#2의 최대 전송 파워 값 PPowerClass가 23 dBm으로 서로 다른 경우를 가정한다.

따라서, 이 경우에 대해, 본 발명에서는 단말(2501)이 PA#1에 연관되어 있는 PCell(2507)과 SCell 1(2503)에 대해서는 실질적인 해당 최대 전송파워 값이 20 dBm임을 기지국(2509)에게 알려주며, SCell 2(2505)에 대해서는 실질적인 해당 최대 전송파워 값이 23 dBm 임을 기지국(2509)에게 2511 단계를 거쳐 알려준다. 이때 단말(2501)이 서빙셀 별로 해당 최대 전송 파워 값을 기지국(2509)에게 시그널링하는 것을 일 예로 설명하였으나 주파수 별로 시그널링하거나 주파수 밴드 별로 시그널링할 수도 있다.

이후, 단말(2501)이 보유한 능력에 따라 기지국(2509)은 해당 단말(2501)에게 RRC 계층의 메시지를 사용하여 복수개의 CC를 설정해 준다 (2513). 즉, 예를 들어, 단말(2501)이 CA 기능을 지원하고 기지국(2509)이 보유하고 있는 주파수 대역을 지원하는 경우에 한해, 기지국(2509)은 단말(2501)에게 CA를 사용하도록 설정한다.

이후, 기지국(2509)은 단말(2501)에게 설정된 CC들을 활성화하기 위해, 단말(2501)에게 MAC 계층의 메시지인 Activation/Deactivation MAC CE를 사용하여, 2613 단계에서 설정된 SCell들(2503, 2505) 가운데 어떠한 SCell들을 활성화 할지를 알려준다. 본 도면에서는 SCell 1(2503)과 SCell 2(2505)를 모두 활성화 시키는 경우를 가정한다. 이를 수신한 단말은 활성화를 명령받은 SCell들을 활성화 시킨다.

이후, 단말(2501)은 기지국(2509)에게 다음과 같은 기존에 정해진 PHR 보고 조건을 만족하는지 여부에 따라(2521) PHR 을 기지국에게 보고한다 (2523). PHR 보고 조건은 다음과 같으며 어느 하나라도 만시키면 단말(2501)은 PHR을 전송한다.

- 단말(2501) 내부에 작동하는 타이머 prohibitPHR-Timer가 만료된 경우에, 활성화된 하나 이상의 서빙셀에서 신호 감쇄가 이전 PHR 보고 시보다 dl-PathlossChange dB 만큼 변화 시

- 단말(2501) 내부에 작동하는 타이머 periodicPHR-Timer의 만료 시

- 상위 계층 (RRC 계층)에서 PHR 보고하는 설정을 변경했을 시

- 설정된 상향링크가 활성화 된 경우

이상의 PHR 보고 조건에 따라 단말(2501)은 기지국(2509)에게 PHR을 전송한다 (2523). 이를 수신한 기지국(2509)은 2611 단계에서 수신한 셀 별 혹은 주파수 별 혹은 주파수 밴드 별 실질적인 해당 최대 전송파워 값과, 2623 단계에서 수신한 PHR 등을 조합하여, 단말(2501)에게 상향링크 스케쥴링을 수행한다(2525).

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 2611 단계에서 수신한 PPowerClass 값 (즉, SCell 1(2503) 에 대한 실질적 최대 전송파워인 PPowerClass 20dBm (PA#1의 최대전송파워), SCell 2(2505)에 대한 실질적 최대 전송파워인 PPowerclass 23dBm (PA#2의 최대전송파워))에 따라, 기지국(2509)이 SCell 1(2503)의 상향링크 전송을 위한 스케쥴링을 함에 있어서 단말(2501)의 상향링크 필요 전송 전력이 20 dBm을 초과하지 않도록 하고, SCell 2(2505)의 상향링크 전송을 위한 스케쥴링을 함에 있어서 단말(2501)의 상향링크 필요 전송 전력이 23 dBm을 초과하지 않도록 한다. 또한 단말(2501) 전체 최대 전송 전력은 20 dBm과 23 dBm 중에 큰 값인 23 dBm이므로 SCell 1(2503)의 상향링크 전송과 SCell 2(2505)의 상향링크 전송을 합쳐 필요 전송 전력이 23 dBm이 초과하지 않도록 스케쥴링할 수 있다.

기지국(2509)은 이상과같이 스케쥴링한 결과에 따라 단말(2501)에 자원할당을 하여 단말(2501)과 데이터를 송수신할 수 있다 (2531).

도 26은 본 발명에 따라 복수의 파워 앰프의 최대 전송파워가 서로 다른 경우의 실시예 2에서 단말의 동작 절차를 나타낸 도면이다.

도 26을 참조하면, 단말은 기지국에 접속을 시도하여 성공하고 기지국과 연결 상태에 있다 (2703).

이 후, 단말이 복수 개의 PA를 보유하고 있는 경우 (2605), 본 발명에서는 단말이 셀 별 혹은 주파수 별 혹은 주파수 밴드 별로 실질적인 해당 최대 전송파워 값을 전송한다 (2607). 도 25에서 설명한 것처럼, 본 예시에서는 설명의 편의를 위해 단말이 두 개의 주파수 밴드를 사용하는 것으로 가정하며 한 주파수 밴드는 PCell (2507)과 SCell 1 (2505)에 의해 사용되며, 다른 한 주파수 밴드는 SCell 2 (2503)에 의해 사용되는 경우를 가정한다.

이 경우, 단말은 PCell과 SCell 1을 위한 PA#1과 SCell 2를 위한 PA#2를 가지며, PA#1의 최대 전송 파워 값인 PPowerClass가 20 dBm이고 PA#2의 최대 전송 파워 값PPowerClass가 23 dBm 으로 서로 다른 경우를 가정한다. 따라서, 이 경우에 대해, 단말은 2607 단계에서 PA#1에 연관되어 있는 PCell과 SCell 1에 대해서는 실질적인 해당 최대 전송파워 값이 20 dBm임을 기지국에게 전송하며, SCell 2에 대해서는 실질적인 해당 최대 전송파워 값이 23 dBm 임을 기지국에게 전송한다. 상기에서는 단말이 서빙셀 별로 해당 최대 전송 파워 값을 기지국에게 시그널링하는 것을 일 예로 설명하였으나 주파수 별로 시그널링하거나 주파수 밴드 별로 시그널링할 수도 있다.

이후, 단말은 단말의 능력에 따라 기지국으로부터 CA를 설정 받으며, 이후 설정된 CC들에 대해 활성화 명령을 받아 해당 CC들을 활성화 시킨다 (2609).

이후, 단말은 PHR 전송 조건이 만족하는지를 검사한다 (2613). PHR 전송 조건에는 다음과 같은 조건들이 있으며 단말은 이 중 어느 하나라도 만족하는 경우에는 PHR을 전송해야 한다.

- 단말 내부에 작동하는 타이머 prohibitPHR-Timer가 만료된 경우에, 활성화된 하나 이상의 서빙셀에서 신호 감쇄가 이전 PHR 보고 시보다 dl-PathlossChange dB 만큼 변화 시

- 단말 내부에 작동하는 타이머 periodicPHR-Timer의 만료 시

- 상위 계층 (RRC 계층)에서 PHR 보고하는 설정을 변경했을 시

- 설정된 상향링크가 활성화 된 경우

위 조건 중 어느 하나라도 만족되는 경우에는, 단말은 기지국에게 PHR을 전송한다 (2615). 이후 단말은 기지국으로부터 상향링크 스케쥴링을 받아 활성화된 CC들로 데이터를 전송할 수 있다 (2611).

도 27은 본 발명에 따라 복수의 파워 앰프의 최대 전송파워가 서로 다른 경우의 실시예 3에서 단말과 기지국이 메시지를 주고받는 과정을 도시한 도면이다.

도 27에서 단말 (2701)은 복수 개의 CC를 갖고 있는 기지국 (2709)에 접속한 상태에 있다. 단말(2701)이 기지국(2709)에 접속한 이후, 단말(2701)이 보유한 능력에 따라 기지국(2709)은 단말(2701)에게 RRC 계층의 메시지를 사용하여 복수 개의 CC를 설정해 준다 (2711).

즉, 예를 들어, 단말(2701)이 CA 기능을 지원하고 기지국(2709)이 보유하고 있는 주파수 대역을 지원하는 경우에 한해, 기지국(2709)은 단말(2701)에게 CA를 사용하도록 설정한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 기지국(2709)이 SCell 1 (2703)와 SCell 2 (2705)를 추가로 단말(2701)에게 설정한 경우를 가정하며, SCell 1(2703)은 PCell(2707)과 같은 주파수 밴드 내의 다른 주파수이며, SCell 2(2705)는 PCell(2707)과 다른 주파수 밴드 내의 다른 주파수임을 가정한다.

이후, 기지국(2709)은 단말(2701)에게 설정된 CC들을 활성화하기 위해, 단말(2701)에게 MAC 계층의 메시지인 Activation/Deactivation MAC CE를 사용하여, 2711 단계에서 설정된 SCell들(2703, 2705) 가운데 어떠한 SCell들을 활성화 할지를 알려준다 (2713). 본 예시 도면에서는 SCell 1(2703)과 SCell 2(2705)를 모두 활성화 시키는 경우를 가정한다. 이를 수신한 단말(2701)은 활성화를 명령받은 SCell들을 활성화 시킨다.

이후, 단말(2701)은 기지국(2709)에게 다음과 같은 기존에 정해진 PHR 전송 조건에 따라 PHR을 전송한다. PHR이 전송되는 조건은 다음과 같으며 어느 하나라도 만족시키면(2721) 단말(2701)은 PHR을 전송한다(2723).

- 단말(2701) 내부에 작동하는 타이머 prohibitPHR-Timer가 만료된 경우에, 활성화된 하나 이상의 서빙셀에서 신호 감쇄가 이전 PHR 보고 시보다 dl-PathlossChange dB 만큼 변화 시

- 단말(2701) 내부에 작동하는 타이머 periodicPHR-Timer의 만료 시

- 상위 계층 (RRC 계층)에서 PHR 보고하는 설정을 변경했을 시

- 설정된 상향링크가 활성화 된 경우

이 후, 기지국(2709)은 수신한 PHR 값에 따라 단말(2701)에게 상향링크 스케쥴링을 수행하여 자원할당을 한다 (2731).

자원할당을 수신한 단말(2701)은 자원할당 정보에 따라 계산된 각 PA에 속한 주파수의 업링크 필요 전송파워의 합이 해당 PA의 최대전송파워보다 초과하는지 체크한다 (2733). 2733 단계에서 만약 기지국(2709)으로부터의 자원할당에 의해 계산된 해당 주파수들의 업링크 필요 전송파워의 합이 해당 PA의 최대 전송파워보다 초과한다면, 해당 주파수들에 대한 업링크 필요 전송파워를 해당 PA의 최대 전송파워보다 초과하지 않도록 스케일링 다운한다 (2735). 스케일링 다운하는 일 예로 다음의 수학식 8을 적용할 수 있다.

예를 들어, PCell(2707)과 SCell 1(2703)을 담당하는 PA (PA#1)의 최대 출력 파워가 20dBm 이고, SCell 2(2705)를 담당하는 PA (PA#2)의 최대 출력 파워가 23dBm 이며, 기지국(2709)으로부터의 자원할당으로 요구되는 PCell(2707)과 SCell 1(2703)의 전송파워의 합이 PA#1 20dBm을 초과하는 경우, PCell(2707)과 SCell 1(2703)의 전송파워 합이 20dBm을 초과하지 않도록 각 전송파워를 스케일링 다운한다.

일 예로 PCell(2707)에서는 다음의 수학식 9에 의해 실제 전송파워를 결정할 수 있다.

또한 SCell 1(2703)에서는 다음 수학식 10에 의해 실제 전송파워를 결정할 수 있다.

도 28은 본 발명에서 복수의 파워 앰프의 최대 전송파워가 서로 다른 경우의 실시예 3에 따른 단말의 동작 절차를 나타낸 도면이다.

도 28을 참조하면, 단말은 기지국에 접속을 시도하여 성공하고 기지국와 연결 상태에 있다 (2803). 이후, 단말은 단말의 능력에 따라 기지국으로부터 CA를 설정 받으며, 이후 설정된 CC들에 대해 활성화 명령을 받아 해당 CC들을 활성화 시킨다 (2805).

이 후, 단말은 기지국으로 PHR 전송 등의 과정을 거쳐 기지국으로부터 상향링크 데이터 전송을 위한 자원할당을 수신한다 (2807).

만약 수신한 자원할당에 의해 CC별로 요구되는 전송파워가 해당 CC의 P_CMAX _,c를 초과한다면 (2909) CC별로 해당 CC의 P_CMAX _,c를 초과하지 않도록 전송파워를 스케일링 다운한다 (2711). 일 예로, 요구되는 전송파워가 P_CMAX _,c를 초과하는 CC에 대해서는 P_CMAX _,c 값으로 스케일링 다운할 수 있다.

만약 각 PA에 해당하는 주파수들의 요구 전송파워의 합이 (2811에서 파워 스케일링 다운되었다면 파워 스케일링 다운된 파워로 계산된 합) 해당 PA의 최대 전송파워를 초과한다면 (2813) PA 별로 PA 최대전송파워를 초과하지 않도록 해당 PA에 속한 주파수들에 대한 업링크 전송파워를 스케일링 다운한다 (2815).

일 예로 PCell, SCell 1, SCell 2가 활성화되어 있을 때 PCell과 SCell 1이 PA#1에 매핑되고 SCell 2가 PA#2에 매핑되고, PCell과 SCell 1의 요구 전송파워 합이 PA#1의 최대전송파워를 초과한다면, 단말은 PCell의 전송파워를 다음 수학식 11과 같이 스케일링 다운한다.

또한 단말은 SCell 1의 전송파워도 위와 같은 방식으로 스케일링 다운한다.

만약 모든 주파수들의 요구 전송파워의 합이 (2811 단계와 2815 단계에서 파워 스케일링 다운되었다면 파워 스케일링 다운된 파워로 계산된 합) 단말의 최대 전송파워를 초과한다면 (2817) 단말은 단말의 최대 전송파워를 초과하지 않도록 각 주파수들의 전송파워를 파워 스케일링 다운한다 (2819).

일 예로 PCell, SCell 1, SCell 2가 활성화되어 있을 때 PCell과 SCell 1이 PA#1에 매핑되고 SCell 2가 PA#2에 매핑되고, PCell, SCell 1와 SCell 2의 요구 전송파워의 합이 단말의 최대 전송파워를 초과한다면 (이때 단말의 최대 전송파워는 PA#1 최대 전송파워와 PA#2 최대 전송파워 중에서 큰 값으로 설정될 수 있다), 단말은 PCell의 전송파워를 다음 수학식 12와 같이 스케일링 다운한다.

단말은 SCell 1과 SCell 2의 전송파워도 위와 같은 방식으로 스케일링 다운한다. 이후 단말은 필요 시 이상과 같은 방법으로 조정된 전송파워로 할당된 자원으로 상향링크 데이터를 전송한다 (2821).

도 28에서는 CC별 최대파워 대비 전송파워 조정 -> PA별 최대파워 대비 전송파워 조정 -> UE 최대파워 대비 전송파워 조정 순으로 도시하고 설명하였으나, 위 순서는 변경하여 적용할 수도 있다. 예를 들어, CC별 최대파워 대비 전송파워 조정 -> UE 최대파워 대비 전송파워 조정 -> PA별 최대파워 대비 전송파워 조정 순으로 적용할 수도 있다.

도 29는 본 발명을 적용한 단말의 구성을 도시한 도면이다.

도 29를 참조하면, 단말은 상위 계층 (2905)과 데이터 등을 송수신하며, 제어 메시지 처리부 (2907)를 통해 제어 메시지들을 송수신한다.

데이터 및 메시지 송신 시, 제어부 (2909)의 제어에 따라 다중화 장치 (2903)를 통해 다중화 후 송신기(2901)를 통해 데이터를 전송하며, 데이터 및 메시지 수신 시, 제어부 (2909)의 제어에 따라 수신기(2901)로 물리신호를 수신한 다음, 역다중화 장치 (2903)로 수신 신호를 역다중화 하고, 각각 메시지 정보에 따라 상위 계층 (2905) 혹은 제어메시지 처리부 (2907)로 전달해준다.

도 30은 본 발명을 적용한 기지국의 구성을 도시한 도면이다.

도 30을 참조하면, 기지국은 상위 계층 (3005)과 데이터 등을 송수신하며, 제어 메시지 처리부 (3007)를 통해 제어 메시지들을 송수신한다.

데이터 및 메시지 송신 시, 제어부 (3009)의 제어에 따라 다중화 장치 (3003)를 통해 다중화 후 송신기(3001)를 통해 데이터를 전송하며, 수신 시, 제어부 (3009)의 제어에 따라 수신기(3001)로 물리신호를 수신한 다음, 역다중화 장치 (3003)로 수신 신호를 역다중화 하고, 각각 메시지 정보에 따라 상위 계층 (3005) 혹은 제어메시지 처리부 (3007)로 전달해준다.

이상에서 설명한 방법을 이용하면, 단말이 복수 개의 서로 다른 최대 전송파워 값을 갖는 파워앰프를 가진 경우에도 각 최대 전송파워에 맞게 기지국으로부터 스케쥴링을 받거나 데이터 전송을 할 수 있어 정확하고 효율적인 자원활용이 가능하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

단말이 기준 신호를 측정하는 방법에 있어서,
제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀의 제 1 기준 신호를 측정하는 단계;
제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀의 제 2 기준 신호를 측정하는 단계; 및
상기 제 1 기준 신호의 측정 결과와 상기 제 2 기준 신호의 측정 결과를 포함하는 측정 보고 (measurement report) 를 제 1 셀로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보를 기반으로 상기 제 1 기준 신호가 전송되고, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보를 기반으로 상기 제 2 기준 신호가 전송되는 것을 특징으로 하는 기준 신호 측정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보는 측정 서브프레임에서 상기 단말로 제 2 기준 신호를 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 기준 신호 측정 방법.
제 2항에 있어서, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보는 상기 단말로 전송되는 측정 대상 정보에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 기준 신호 측정 방법.
제 3항에 있어서, 상기 측정 대상 정보는 상기 제 2 셀의 물리 셀 식별자 (physical cell identity, PCI), 상기 제 2 기준 신호의 주기 정보, 상기 제 2 기준 신호의 오프셋 (offset) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 신호 측정 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호는 셀 기준 신호(cell reference signal, CRS) 또는 채널 상태 지시 기준 신호 (channel state indication reference signal) 인 것을 특징으로 하는 기준 신호 측정 방법.
제 1 주파수를 사용하는 제 1 셀이 측정 보고 (measurement report) 를 수신하는 방법에 있어서,
상기 제 1 셀의 제 1 기준 신호를 단말로 전송하는 단계;
상기 단말이 전송하는 상기 측정 보고를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 측정 보고는 상기 제 1 기준 신호의 측정 결과와 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀의 제 2 기준 신호의 측정 결과를 포함하며,
상기 제 1 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보를 기반으로 상기 제 1 기준 신호가 전송되고, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보를 기반으로 상기 제 2 기준 신호가 전송되는 것을 특징으로 하는 측정 보고 수신 방법.
제 6항에 있어서, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보는 측정 서브프레임에서 상기 단말로 제 2 기준 신호를 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 측정 보고 수신 방법.
제 7항에 있어서, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보는 상기 단말로 전송되는 측정 대상 정보에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 측정 보고 수신 방법.
제 8항에 있어서, 상기 측정 대상 정보는 상기 제 2 셀의 물리 셀 식별자 (physical cell identity, PCI), 상기 제 2 기준 신호의 주기 정보, 상기 제 2 기준 신호의 오프셋 (offset) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 보고 수신 방법.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 기준 신호 및 상기 제 2 기준 신호는 셀 기준 신호(cell reference signal, CRS) 또는 채널 상태 지시 기준 신호 (channel state indication reference signal) 인 것을 특징으로 하는 측정 보고 수신 방법.
기준 신호를 측정하는 단말에 있어서,
제 1 주파수 대역을 사용하는 제 1 셀의 제 1 기준 신호를 수신하고, 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 셀의 제 2 기준 신호를 수신하고, 측정 보고 (measurement report) 를 제 1 셀로 전송하는 송수신부; 및
상기 제 1 기준 신호를 측정하고, 상기 제 2 기준 신호를 측정하고, 상기 제 1 기준 신호의 측정 결과와 상기 제 2 기준 신호의 측정 결과를 포함하는 상기 측정 보고를 생성하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제 1 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보를 기반으로 상기 제 1 기준 신호가 전송되고, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보를 기반으로 상기 제 2 기준 신호가 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 11항에 있어서, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보는 측정 서브프레임에서 상기 단말로 제 2 기준 신호를 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 12항에 있어서, 상기 제 2 주파수 대역에 상응하는 측정 시간 정보는 상기 단말로 전송되는 측정 대상 정보에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 13항에 있어서, 상기 측정 대상 정보는 상기 제 2 셀의 물리 셀 식별자 (physical cell identity, PCI), 상기 제 2 기준 신호의 주기 정보, 상기 제 2 기준 신호의 오프셋 (offset) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 11항에 있어서, 상기 제 1 기준 신호및 상기 제 2 기준 신호는 셀 기준 신호(cell reference signal, CRS) 또는 채널 상태 지시 기준 신호 (channel state indication reference signal) 인 것을 특징으로 하는 단말.
측정 보고 (measurement report) 를 수신하는 제 1 주파수를 사용하는 제 1 기지국에 있어서,
제 1 기준 신호를 단말로 전송하고, 상기 단말이 전송하는 상기 측정 보고를 수신하는 송수신부; 및
상기 측정 보고를 수신하고 디코딩하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 측정 보고는 상기 제 1 기준 신호의 측정 결과와 제 2 주파수 대역을 사용하는 제 2 기지국이 전송한 제 2 기준 신호의 측정 결과를 포함하며,
상기 제 1 기준 신호에는 제 1 전송 패턴이 적용되고, 상기 제 2 기준 신호에는 제 2 전송 패턴이 적용되는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
제 16항에 있어서, 상기 제 1 전송 패턴은 모든 서브프레임에서 제 1 기준 신호를 상기 단말로 전송하도록 하고, 상기 제 2 전송 패턴은 측정 서브프레임에서 상기 단말로 제 2 기준 신호를 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
제 17항에 있어서, 상기 제 2 전송 패턴은 상기 기지국이 상기 단말로 전송하는 측정 대상 정보에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
제 18항에 있어서, 상기 측정 대상 정보는 상기 제 2 기지국의 물리 셀 식별자 (physical cell identity, PCI), 상기 제 2 기준 신호의 주기 정보, 상기 제 2 기준 신호의 오프셋 (offset) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
제 16항에 있어서, 상기 제 1 기준 신호는 셀 기준 신호 (cell reference signal, CRS) 이고, 상기 제 2 기준 신호는 상기 CRS 또는 채널 상태 지시 기준 신호 (channel state indication reference signal) 인 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.