KR101832175B1 - 캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 캐리어 별 최대 송신 전력을 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러 개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 단말이 각 캐리어에 대한, 최대 송신 전력을 효율적으로 결정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 확장 PHR을 통해 각각의 PH를 전송하기 위한 다수개의 캐리어들에서 데이터 채널 전송 여부를 판단하고, 캐리어들에서 데이터 채널 전송 시, 캐리어들의 전송을 고려하여 캐리어들 각각의 최대 송신 전력을 결정하도록 구성된다.

Description

캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 캐리어 별 최대 송신 전력을 결정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING MAXIMUM TRANSMISSION POWER IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM FOR CARRIER AGGREGATION}

본 발명은 여러 개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 단말이 캐리어 별, 최대 송신 전력을 결정하는 방법 및 장치에 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 3GPP에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 논의 중이다.

한편, 데이터 서비스는 음성 서비스와 달리 전송하고자 하는 데이터의 양과 채널 상황에 따라 할당할 수 있는 자원 등이 결정된다. 따라서 이동통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서는 스케줄러에서 전송하고자 하는 자원의 양과 채널의 상황 및 데이터의 양 등을 고려하여 전송 자원을 할당하는 등의 관리가 이루어진다. 이는 차세대 이동통신 시스템 중 하나인 LTE에서도 동일하게 이루어지며 기지국에 위치한 스케줄러가 무선 전송 자원을 관리하고 할당한다.

최근 LTE 통신 시스템에 여러 가지 신기술을 접목해서 전송 속도를 향상시키는 진화된 LTE 통신 시스템(LTE-Advanced, LTE-A)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 상기 새롭게 도입될 기술 중 대표적인 것으로 캐리어 집적 (Carrier Aggregation)을 들 수 있다. 캐리어 집적이란 종래에 단말이 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어만을 이용해서 데이터 송수신을 하는 것과 달리, 하나의 단말이 다수개의 순방향 캐리어와 다수개의 역방향 캐리어를 사용하는 것이다. 종래의 역방향 전송 출력 결정 관련 절차는 단말에 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어가 할당된 경우를 위해 정의된 것이므로 집적된 여러 개의 캐리어를 통해 데이터를 송수신하는 단말의 역방향 전송 출력 결정에 그대로 적용할 수 없다. 특히 여러 개의 캐리어가 집적된 단말이 가용 전송 출력(Power Headroom; PH)을 보고하는 절차 및 방식을 새롭게 정의할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 단말이 캐리어 별 최대 송신 전력을 효율적으로 결정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다수개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 단말의 최대 송신 전력 결정 방법은, 확장 PHR을 통해 각각의 PH를 전송하기 위한 다수개의 캐리어들에서 데이터 채널 전송 여부를 판단하는 과정과, 상기 캐리어들에서 상기 데이터 채널 전송 시, 상기 캐리어들의 전송을 고려하여 상기 캐리어들 각각의 최대 송신 전력을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다수개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 단말의 최대 송신 전력 결정 장치는, 확장 PHR을 통해 각각의 PH를 전송하기 위한 다수개의 캐리어들에서 데이터 채널 전송 여부를 판단하기 위한 제어부와, 상기 캐리어들에서 상기 데이터 채널 전송 시, 상기 캐리어들의 전송을 고려하여 상기 캐리어들 각각의 최대 송신 전력을 결정하기 위한 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다수개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 기지국의 PH 수신 방법은, 단말로부터 다수개의 활성화된 캐리어들 중 어느 하나에서 확장 PHR을 수신하는 과정과, 상기 확장 PHR에서 상기 캐리어들의 PH들을 파악하는 과정을 포함하며, 상기 단말은, 상기 캐리어들에서 데이터 채널 전송 시, 상기 캐리어들의 전송을 고려하여 상기 캐리어들 각각의 최대 송신 전력을 결정하여 상기 PH들을 계산하는 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다수개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 기지국의 PH 수신 장치는, 단말로부터 다수개의 활성화된 캐리어들 중 어느 하나에서 확장 PHR을 수신하기 위한 수신기와, 상기 확장 PHR에서 상기 캐리어들의 PH들을 파악하기 위한 제어부를 포함하며, 상기 단말은, 상기 캐리어들에서 데이터 채널 전송 시, 상기 캐리어들의 전송을 고려하여 상기 캐리어들 각각의 최대 송신 전력을 결정하여 상기 PH들을 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 캐리어 집적을 위한 이동통신 시스템에서 최대 송신 전력 결정 방법 및 장치는, 캐리어 별 최대 송신 전력을 보다 효율적으로 결정할 수 있다. 이로 인하여, 이동통신 시스템에서 보다 효율적으로 역방향 전송 전력을 결정할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 프로토콜 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서 캐리어 집적을 예시한 도면,
도 4는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서 캐리어 집적의 구성의 일 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PH 보고 시나리오를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 PH 구성 절차를 도시하는 순서도, 그리고
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 PH 구성 장치를 도시하는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

본 발명은 여러 개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 단말이 캐리어 별 PH 정보를 효율적으로 보고하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명을 본격적으로 설명하기에 앞서 도 1, 도 2 및 도 3을 통해 본 발명이 적용되는 이동 통신 시스템에 대해서 좀 더 자세히 설명한다. 이때 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템이 LTE 시스템인 경우를 가정하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 이동통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B; 이하 ENB 또는 Node B라 한다; 105, 110, 115, 120)과 MME(Mobility Management Entity; 125) 및 S-GW(Serving - Gateway; 130)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment; 이하 UE라 칭한다; 135)은 ENB(105, 110, 115, 120) 및 S-GW(130)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

ENB(105, 110, 115, 120)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB(105, 110, 115, 120)는 UE(135)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE(135)들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB(105, 110, 115, 120)가 담당한다. 하나의 ENB(105, 110, 115, 120)는 통상 다수개의 셀들을 제어한다. 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서, LTE 시스템은 최대 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다. S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(125)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME(125)는 각종 제어 기능을 담당하는 장치로, 다수개의 ENB(105, 110, 115, 120)들과 연결된다.

도 2는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 무선 프로토콜 구조를 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol; 205, 240), RLC(Radio Link Control; 210, 235), MAC(Medium Access Control; 215, 230)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol; 205, 240)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당한다. RLC(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. MAC(215, 230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고 OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다. 전송을 기준으로 프로토콜 엔터티로 입력되는 데이터를 SDU(Service Data Unit)라고 하며, 출력되는 데이터를 PDU(Protocol Data Unit)라고 한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서 캐리어 집적을 예시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 하나의 기지국에서는 일반적으로 서로 다른 주파수 대역에 위치하는 다수개의 캐리어들이 송출되고 수신된다. 예를 들어, ENB(305)에서 중심 주파수가 f1인 캐리어(315)와 중심 주파수가 f3인 캐리어(310)가 송출된다. 캐리어 집적 능력을 갖고 있지 않으면, UE(330)는 상기 두 개의 캐리어(310, 315)들 중 하나의 캐리어(310, 315)를 이용해서 데이터를 송수신한다. 그러나 캐리어 집적 능력을 갖고 있으면, UE(330)는 동시에 여러 개의 캐리어(310, 315)들로부터 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말의 전송 속도를 높일 수 있다. 전통적인 의미로 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 종래의 단일 셀에서 성취 가능했던 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다. 집적되는 캐리어는 RRC 시그널링을 통해, configure 된다. LTE에서는 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 이용하여, 직접될 캐리어를 추가시키거나, 제거할 수 있다. 특정 캐리어가 configure 되었어도 데이터 전송은 수행되지 않는다. 실제로 해당 캐리어를 사용하기 위해서는 MAC 시그널링을 통해, 캐리어를 activate 시켜야한다. LTE에서는 MAC PDU 내에 MAC Control Element(CE)을 이용하여 configure된 캐리어를 activate 시킨다. 이렇게 activate된 다수의 캐리어로 서비스를 수행하므로, 서빙 셀(serving cell)은 다수가 된다.

역방향 전송은 다른 셀의 역방향에 간섭을 초래하기 때문에 역방향 전송 출력은 적절한 수준으로 유지되어야 한다. 이를 위해서 단말은 역방향 전송을 수행함에 있어서 소정의 함수를 이용해서 역방향 전송 출력을 산출하고, 산출된 역방향 전송 출력으로 역방향 전송을 수행한다. 예컨대, 단말은 할당 받은 전송 자원의 양과 적용할 MCS(Modulation Coding Scheme) 레벨 등의 스케줄링 정보와 경로 손실 값 등의 채널 상황을 추정할 수 있는 입력 값들을 상기 소정의 함수에 입력해서 요구 역방향 전송 출력 값을 산출하고, 상기 계산된 요구 역방향 전송 출력 값을 적용해서 역방향 전송을 수행한다. 단말이 적용할 수 있는 역방향 전송 출력 값은 단말의 최대 전송 값에 의해서 제한되며 계산된 요구 전송 출력 값이 단말의 최대 전송 값을 초과하면 단말은 최대 전송 값을 적용해서 역방향 전송을 수행한다. 이 경우 충분한 역방향 전송 출력을 적용하지 못하기 때문에 역방향 전송 품질 열화가 발생할 수 있다. 기지국은 요구 전송 출력이 최대 전송 출력을 초과하지 않도록 스케줄링을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나 경로 손실 등의 몇몇 파라미터는 기지국이 파악할 수 없기 때문에, 단말은 가용 전송 출력 메시지(Power Headroom Report; PHR)라는 것을 전송해서 자신의 PH 값을 기지국에 보고한다.

가용 전송 출력에 영향을 미치는 요소로는 1) 할당 받은 전송 자원의 양, 2) 역방향 전송에 적용할 MCS, 3) 연관된 순방향 캐리어의 경로 손실(Path Loss; 이하 PL), 4) 출력 조정 명령의 누적값 등이 있다. 이 중 경로 손실이나 누적 출력 조정 명령값은 역방향 캐리어 별로 다를 수 있으므로, 한 단말에 다수개의 역방향 캐리어가 집적되면 역방향 캐리어 별로 PHR 전송 여부를 설정하는 것이 올바르다. 그렇지만, 효율적인 PHR 전송을 위해, 하나의 역방향 캐리어에서 다수개의 역방향 캐리어에 대한 PH들을 모두 보고할 수도 있다. 운용 전략에 따라, 실제 PUSCH 전송이 일어나지 않은 캐리어에 대한 PH가 필요할 수 있다. 따라서, 이와 같은 경우에 하나의 역방향 캐리어에서 다수개의 역방향 캐리어에 대한 PH들을 모두 보고하는 방법은 더 효율적일 수 있다. 이를 위해, 기존의 PHR을 확장시켜야 한다. 하나의 PHR에 포함될 다수의 PH들은 미리 정해진 순서에 따라 구성될 것이다.

도 4는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에서 캐리어 집적의 구성의 일 예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 한 단말에 5 개의 역방향 캐리어들이 집적되어 있고, 역방향 캐리어들 중 어느 하나에서 해당 5 개의 역방향 캐리어들에 대한 PH을 모두 전송할 수 있도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 한 단말에 세 개의 역방향 캐리어(440, 445, 450)들이 집적된 경우, 세 개의 역방향 캐리어(440, 445, 450)들의 PH 값들은 세 개의 역방향 캐리어(440, 445, 450)들 중 어느 하나의 PHR을 통해 전송할 수 있도록 설정할 수 있다.

PHR은 통상 연결된 순방향 캐리어의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, prohibit PHR timer가 만료되거나 또는 PHR을 생성한 후 소정의 기간이 경과하면 트리거(trigger)된다. 다수의 역방향 캐리어를 운용하는 경우엔, 하나의 캐리어가 activate될 때에도 PHR이 트리거된다. PHR이 트리거되더라도, 단말은 PHR을 즉시 전송하지 않고, 역방향 전송이 가능한 시점, 예를 들어 역방향 전송 자원이 할당되는 시점까지 대기한다. 이는 PHR이 아주 신속하게 처리되어야 하는 정보는 아니기 때문이다. 단말은 PHR이 트리거된 후 첫번째 역방향 전송에 상기 PHR을 포함시켜서 전송한다. 다수의 역방향 캐리어를 운용하는 경우에, 단말은 activate 된 역방향 캐리어 중 하나를 선택하여, 생성한 PHR을 전송한다. PHR는 MAC 계층의 제어 정보이며 크기는 8 비트이다. PHR의 첫번째 2 비트는 현재 사용되지 않으며 나머지 6 비트는 -23 dB에서 40 dB 사이의 범위 중 하나를 지시하는 용도로 사용되며, 이것이 단말의 가용 전송 출력을 지시한다. 단말은 일반적으로 아래 수식을 이용해서 PH를 산출한다.

서빙 셀(Serving cell) c에서 i번째 subframe의 PH(i)는 최대 역방향 송신 전력 P_{CMAX ,c}(i), 자원 블록의 수 M_{PUSCH ,c}(i), MCS로부터 유도되는 power offset Δ_{TF ,c}, 경로 손실 PL_c, f_c(i)(accumulated TPC commands)에 의해 계산된다. 상기 수식에서 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 다른 셀의 순방향 채널의 경로 손실이다. 이 중 어떤 경로 손실을 사용할지는 호 설정 과정에서 기지국이 선택해서 단말에게 알려준다. 상기 수식에서 f_c(i)는 서빙 셀 c의 전송 출력 조정 명령(Transmission Power Control)의 누적 값이다. P_{O _ PUSCH ,C}는 상위 계층에서 파라메터로서, cell-specific 및 UE-specific 값의 합으로 이루어진다. 일반적으로 P_{O _ PUSCH ,C}는 semi-persistent scheduling, dynamic scheduling, random access response등의 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 전송 종류에 따라 다른 값이 적용된다. 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 PUSCH의 종류를 나타내는데 사용된다. J=0일 때에는 semi-persistent scheduling, j=1일 때에는 dynamic scheduling, j=2일 때에는 random access response을 각각 나타낸다. 상기 수학식 1에서, 만약 특정 서빙 셀에서 PUSCH 전송이 없다면, M_PUSCH and Δ_TF은 정의에 따라 위의 공식에 적용할 수 없을 것이다.

여러 개의 캐리어들이 집적된(Carrier Aggregation) 이동통신 시스템에서, 실제 PUCSH 전송이 일어나는 서빙 셀이 있으며, 일정 시간 구간 동안, PUSCH 전송이 일어나지 않은 서빙 셀이 있다. 또한, 각 서빙 셀에 대한 PH는 다른 서빙 셀에 의해 함께 보고될 수도 있다. 여러 개의 캐리어가 집적된 이동통신 시스템에서 여러 개의 서빙 셀들에 대한 PH들을 보고해야 할 경우, 단말은 이들을 하나의 PHR에 모아서 전송한다. 이러한 방법은 각 캐리어 별로 PH을 전송하는 것에 비교하여 시그널 오버헤드를 줄일 수 있으며, 기지국에서 실제 PUSCH 전송이 없는 케리어에 대해서도 PH를 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PH 보고 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 두 서빙 셀(CC1 및 CC2)에서 상대방 PH을 함께 보고하는 시나리오를 보이고 있다. CC1이 PUSCH 전송이 일어나고 있고, CC2는 그렇지 않은 구간(505)에서, 단말은 CC1에서 전송되는 MAC PDU(510)에 CC1 PHR(515)뿐 아니라 CC2 PHR(520)을 포함시킬 수 있다. 반대로, CC2이 PUSCH 전송이 일어나고 있고, CC1는 그렇지 않은 구간(525)에서, 단말은 CC2에서 전송되는 MAC PDU(530)에 CC1 PHR(535)뿐 아니라 CC2 PHR(540)을 포함시킬 수 있다.

본 발명에서는 PUSCH 전송 여부에 따라, 각 캐리어에 대한 단말 최대 역방향 송신 전력 P_{CMAX ,c}을 도출하는 방법을 개발한다. PUSCH 전송이 있는 경우에 대해서, PH를 계산할 때 단말은 최대 역방향 송신 전력을 결정함에 있어서 해당 TTI의 모든 역방향 전송을 고려한다. 반면, PUSCH 전송이 없는 경우에 대해서, PH을 계산할 때 단말은 최대 역방향 송신 전력을 결정함에 있어서 해당 TTI의 다른 셀의 역방향 전송은 고려하지 않는다.

특정 서빙 셀에 대해, PHR이 트리거되면, 단말은 PUSCH 전송 여부에 따라 단말 최대 역방향 송신 전력 P_{CMAX ,c} 산출 방법을 결정한다. 해당 서빙 셀에 대해 PUSCH 전송이 있다면, 일반적인 기술대로, 상기 수학식 1을 이용해서 PH를 산출한다. 이 때 적용되는 단말 최대 역방향 송신 전력 P_{CMAX ,c}은 해당 TTI의 모든 역방향 전송을 고려하여 도출한다. 이는 해당 셀의 역방향 전송이 다른 셀의 역방향 전송의 불필요 방사 등에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 상기 불필요 방사를 요구 조건 이하로 유지하기 위해서는 역방향 전송 출력을 낮출 필요가 있을 수 있기 때문이다. 역방향 전송을 고려한다는 것은 스케줄링되고 있는 다른 캐리어들의 무선 자원의 양 및 위치, MCS, 채널 대역폭, 주파수 밴드의 영향 등을 반영하여 도출한다는 뜻이다. 예를 들어, 특정 캐리어에 대한 단말 최대 역방향 송신 전력을 도출할 때 해당 TTI에서 동시에 스케줄링되고 있는 캐리어들이 인접 주파수 대역을 사용하고 있는지에 따라 특정 마진값을 단말 최대 역방향 송신 전력의 도출 과정에 적용할 수 있다. 이러한 단말 최대 역방향 송신 전력 P_{CMAX ,c}은 아래와 같은 범위 내에서 결정된다.

만약 동시에 스케줄링되는 캐리어가 인접 주파수 대역에 없다면, 최대 역방향 송신 전력이 좀 더 낮은 값으로 결정할 수 있도록 P_{CMAX _L, c} 값을 조정할 수 있다. 아울러, P_{CMAX _L, c} 값은 P-MPR에 따라 결정될 수 있다. 즉 P_{CMAX _L, c} 값은 아래 수식에 따라 결정될 수 있다.

여기서, Δ_{IB ,c} 값은 다른 캐리어의 역방향 전송 여부에 따라 다르게 결정된다. 예를 들면, 해당 TTI에서 다른 캐리어에 역방향 전송이 있으면, Δ_{IB ,c} 값은 특정 값으로 결정될 수 있으며, 해당 TTI에서 다른 캐리어에 역방향 전송이 없으면, Δ_IB,c 값은 0으로 결정되어 상기 수학식 3에서 빠지는 것과 동일한 의미를 갖는다.

실제 해당 서빙 셀에서는 PUSCH 전송이 없다면, 상기와 같이 현재 셀의 전송이 다른 셀의 전송에 영향을 미치지 않으므로, 단말 최대 역방향 송신 전력 P_{CMAX ,c}(i)를 결정함에 있어서 다른 셀의 역방향 전송 여부를 고려할 필요가 없다. 따라서 해당 서빙 셀에 역방향 전송이 없는 경우, 단말은 다른 셀의 역방향 전송 여부와는 무관한 파라미터 만을 이용해서 상기 서빙 셀의 최대 전송 출력을 결정한다. 예를 들어 P_CMAX,c(i)는 해당 셀에서 허용된 최대 전송 출력인 P_EMAX와 단말의 내재적인 최대 전송 출력인 P_powerclass를 이용해서 결정될 수 있다. 예를 들어 아래와 같이 결정될 수 있다.

이는 MPR, A-MPR, P-MPR, Tc가 모두 0 값을 갖는다 것과 동일한 의미를 가진다. P_CMAX 는 P_{CMAX _L} ≤ P_CMAX ≤ P_{CMAX _H}인 관계를 가지고 결정된다. 이 때, MPR, A-MPR, P-MPR, Tc가 모두 0 값을 가지면, P_{CMAX _L}=P_{CMAX _H}이 되어, P_CMAX=P_{CMAX _H}가 된다. 이 때, P_{CMAX_H}는 P_PowerClass 와 P_EMAX 중 작은 값이다. P_EMAX은 cell-specific한 최대 허용 전송 전력이며, P_PowerClass은 UE-specific 한 최대 허용 전송 전력이다. 해당 서빙 셀에서 PUSCH 전송이 없다면, 할당된 전송 자원이 없음을 의미하므로, M_PUSCH 와 Δ_TF로 어떤 값을 사용해야 할지가 명확하지 않기 때문에 기지국과 단말이 동일한 M_PUSCH 와 Δ_TF 를 사용해서 PH을 산출하고 해석할 수 있도록 하는 장치가 필요하다. 이는 예를 들어 단말과 기지국이 PUSCH 전송이 없는 경우에 PH 산출을 위해서 사용할 전송 포맷(전송 자원의 양과 MCS 레벨)을 정해두는 것으로 해결 가능하다. 만약 이러한 reference 전송 포맷으로 RB 1개와 가장 낮은 MCS 레벨을 가정한다면, M_PUSCH 와 Δ_TF은 각각 0이 되며, 상기 수학식 1에서 빠지는 것과 동일한 의미를 가진다. 따라서, 서빙 셀에서 PUSCH 전송이 없는 경우, PH는 아래의 수식으로 정의된다.

상기 수학식 5에서 P_{O _ PUSCH ,C}, α_c, f_c(i), PL_c로 PH이 전송되는 서빙 셀이 아닌 PH이 계산되는 해당 서빙 셀의 값들이 적용된다. 위의 수식에 의해, 계산된 PH는 다른 서빙 셀에서 전송되는 PHR에 다른 PH과 함께 기지국으로 보고된다. 기지국 입장에서는 각 서빙 셀들에 대한 다수 PH을 하나의 PHR에서 확인할 수 있다. 문제는 기지국이 PHR에 포함된 각 서빙 셀에 대한 PH이 실제 PUSCH 전송을 고려하여 계산되었는지, 또는 본 발명에서 제시한 PUSCH reference format을 이용하여 계산되었는지 알 수 없다는 것이다. 만약 이를 알지 못하면 기지국은 보고된 PH을 올바로 해석할 수 없으므로 효율적인 스케줄링이 불가능하다. 이를 해결하기 위해, PHR 포맷에 이를 알릴 수 있는 지시자(indicator)가 필요하다. 따라서 본 발명에서는 PHR에서 이를 구별하기 위한 하나의 지시자의 포함을 제안한다. 해당 지시자는 activated 서빙 셀들의 PH에 대해서 추가된다. 해당 지시자는 1 bit으로 구성될 수 있다. 임의의 셀의 PH을 보고함에 있어서, 상기 셀의 PH을 계산할 때 실제 PUSCH 전송에 기초해서, 즉 실제 전송 포맷을 사용해서 PH을 계산하였다면, 단말은 상기 비트를 소정의 값(예를 들어 0)으로 설정한다. 한편, 해당 셀에 PUSCH 전송이 없었기 때문에, reference format(즉 RB 개수 = 0, 와 Δ_TF = 0)을 사용해서 PH을 계산하였다면, 단말은 상기 비트를 또 다른 소정의 값(예를 들어 1)로 설정한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 PH 구성 절차를 도시하는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 단말은 605 단계에서 기지국으로부터 RRC 메시지를 통해 집적되는 다수개의 캐리어들에 대한 구성 정보를 수신한다. 이 때 기지국은 순방향 캐리어를 설정할 수 있으며, 각 순방향 캐리어에 링크되는 역방향 캐리어를 설정할 수 있다. 그리고 단말은 610 단계에서 설정된 역방향 캐리어를 이용하여, 실제 데이터를 전송하기 위해서, MAC CE을 이용하여 설정된 역방향 캐리어를 activate 시킨다. 이 후 단말에서 역방향 캐리어를 운용 중에, 특정 조건을 만족할 경우 또는 주기적으로 615 단계에서 PHR이 트리거된다. 이 때, 단말은 620 단계에서 생성되는 PHR에 다수개의 캐리어들에 대한 PH 값이 포함되고, 이 캐리어들 중에 실제 PUSCH 전송이 없는 캐리어가 포함되는지 판단한다.

만약 620 단계에서 실제 PUSCH 전송이 없는 캐리어에 대한 PH 값이 포함되어야 하는 것으로 판단되면, 단말은 625 및 630 단계에서 PUSCH 전송이 있는 캐리어와 없는 캐리어를 분리하여, 단말 최대 송신 전력 P_{CMAX ,c}을 도출한다. 이 때 PUSCH 전송이 있는 캐리어에 대한 P_{CMAX ,c}에 대해서, 단말은 해당 TTI에서 모든 역방향 전송을 고려하여 도출한다. 그리고 PUSCH 전송이 없는 캐리어에 대한 P_{CMAX ,c}에 대해서, 단말은 해당 TTI의 다른 셀의 역방향 전송은 고려하지 않고, 예를 들어 상기 수학식 5를 이용하여 단말 최대 송신 전력 P_{CMAX ,c}을 도출한다. 한편, 620 단계에서 실제 PUSCH 전송이 없는 캐리어의 PH가 포함되지 않는다면, 단말은 635 단계에서 PUSCH 전송이 있는 캐리어에 대해서만 해당 TTI에서 모든 역방향 전송을 고려하여 P_{CMAX ,c}을 도출한다. 이 후 단말은 640 단계에서 각 캐리어에 대해, 도출된 P_{CMAX ,c} 값들을 이용하여, PH을 계산한다. 또한 단말은 645 단계에서 도출된 PH 값들을 PHR에 포함시키고, 기지국에 보고한다.

본 발명에 따르면, 다수개의 캐리어들이 집적된 이동통신 시스템에서 단말은 확장된 PHR을 통해 캐리어들의 PH들을 보고한다. 즉 단말은 캐리어들의 PUSCH에서 실제 전송 여부에 따라, 캐리어들 각각의 P_{CMAX ,c}를 결정한다. 이 때 단말은 캐리어들 각각에 대해서 PUSCH에서 실제 전송 여부를 판단한다. 그리고 PUSCH에서 실제 전송이 이루어지면, 단말은 다른 캐리어들의 역방향 전송을 고려하여, 해당 캐리어의 P_{CMAX ,c}를 결정한다. 한편, PUSCH에서 실제 전송이 이루어지지 않으면, 단말은 상기 수학식 5, 즉 미리 결정된 값으로, 해당 캐리어의 P_{CMAX ,c}를 결정한다. 그리고 단말은 캐리어들 각각의 P_{CMAX ,c}를 이용하여, 캐리어들의 PH들을 계산한다. 또한 단말은 PH들로 확장된 PHR을 생성하여 캐리어들 중 어느 하나에서 전송한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 PH 구성 장치를 도시하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 단말 장치는 송수신기(705), 제어부(710), PH 계산부(715), 다중화 및 역다중화 장치(720), 제어 메시지 처리부(735) 및 각종 상위 계층 장치(725, 730) 등으로 구성된다.

송수신기(705)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송한다. 다수개의 캐리어들이 집적된 경우, 송수신기(705)는 상기 다수개의 캐리어들로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.

제어부(710)는 송수신기(705)가 제공하는 제어 신호, 예를 들어 역방향 그랜트에서 지시하는 스케줄링 정보에 따라서 다중화 및 역다중화 장치(720)에게 MAC PDU 구성을 지시한다. 제어부(710)는 또한 PHR 트리거 여부를 판단한다. 그리고 PHR이 트리거되면, 제어부(710)는 PH에 가용 전송 출력을 계산할 것을 지시한다. PHR 트리거 여부는 제어 메시지 처리부(735)에서 전달한 PHR 파라미터를 이용해서 판단한다. 또한 다수개의 캐리어들이 집적된 경우, 제어부(710)는 본 발명에 따라 확장된 PHR을 통해 캐리어들의 PH들을 보고할 수 있다. 이 때 제어부(710)는 캐리어들 각각에 대해서 PUSCH에서 실제 전송 여부를 판단하고, 그 판단 결과를 PH 계산부(715)에 전달한다. 그리고 제어부(710)는 캐리어들 중 어느 하나에서 확장된 PHR을 전송할 수 있다.

PH 계산부(715)는 제어부(710)의 제어에 따라서 PH를 계산하고, 그 값을 제어부(710)로 전달한다. 다수개의 캐리어들이 집적된 경우, PH 계산부(715)는 각 캐리어별로 PH을 계산할 수 있다. 즉 PH 계산부(715)는 본 발명에 따라 캐리어들 각각에 대해서 PUSCH에서 실제 전송 여부에 따라, 캐리어들 각각의 P_{CMAX ,c}를 결정한다. 이 때 PUSCH에서 실제 전송이 이루어지면, PH 계산부(715)는 다른 캐리어들의 역방향 전송을 고려하여, 해당 캐리어의 P_{CMAX ,c}를 결정한다. 한편, PUSCH에서 실제 전송이 이루어지지 않으면, PH 계산부(715)는 상기 수학식 5, 즉 미리 결정된 값으로, 해당 캐리어의 P_{CMAX ,c}를 결정한다. 그리고 PH 계산부(715)는 캐리어들 각각의 P_{CMAX ,c}를 이용하여, 캐리어들의 PH들을 계산한다.

다중화 및 역다중화 장치(720)는 상위 계층 장치(725, 730)나 제어 메시지 처리부(735)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신기(705)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 장치(725, 730)나 제어 메시지 처리부(735)로 전달하는 역할을 한다.

제어 메시지 처리부(735)는 네트워크가 전송한 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취한다. 제어 메시지 처리부(735)는, 예컨대 제어 메시지에 수납된 PHR 파라미터를 제어부(710)로 전달하거나, 새롭게 활성화되는 캐리어들의 정보를 송수신기(705)로 전달해서 상기 캐리어들이 송수신기(705)에서 설정되도록 한다. 상위 계층 장치(725, 730)는 서비스 별로 구성될 수 있으며, FTP나 VoIP 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 장치(720)로 전달하거나 역다중화 장치(720)가 전달한 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다.

한편, 단말에서 확장된 PHR이 보고되면, 기지국에서 확장된 PHR을 수신하여 역방향 전송 출력을 결정하는데 이용한다. 이러한 기지국은 송수신기 및 제어부를 포함한다. 송수신기는 다수개의 활성화된 캐리어들 중 어느 하나에서 확장된 PHR을 수신한다. 그리고 제어부는 확장된 PHR에서 캐리어들의 PH들을 파악한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명이 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (16)

1. 다수개의 서빙 셀을 이용하여 기지국과 통신하는 단말의 최대 송신 전력 결정 방법에 있어서,
   기지국으로부터 적어도 하나의 서빙 셀에 대한 설정 정보를 수신하는 단계;
   제1 서빙 셀에서 상향링크 전송이 스케줄링 된 경우, 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송에 기반하여, 상기 제1 서빙 셀의 제1 최대 송신 전력을 결정하는 단계;
   상기 제1 서빙 셀에서 상기 상향링크 전송이 스케줄링 되지 않은 경우, 기설정된 값을 이용하여 상기 제1 서빙 셀의 제2 최대 송신 전력을 결정하는 단계;
   상기 제1 최대 송신 전력 또는 상기 제2 최대 송신 전력에 기반하여 상기 제1 서빙 셀의 파워 헤드룸(power headroom, PH)을 결정하는 단계; 및
   상기 설정된 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 PH를 포함하는 확장 가용 전송 출력 메시지(extended power headroom report, extended PHR)를 전송하는 단계; 를 포함하는 최대 송신 전력 결정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 최대 송신 전력을 결정하는 단계는,
   상기 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송을 고려하지 않고 결정되는 것을 특징으로 하는 최대 송신 전력 결정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 PH들은 상기 확장 PHR에서 기결정된 순서에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 최대 송신 전력 결정 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 확장 PHR을 구성하여 상기 적어도 하나의 서빙 셀들 중 어느 하나에서 전송하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 송신 전력 결정 방법.
5. 다수개의 서빙 셀을 이용하여 기지국과 통신하는 단말에 있어서,
   신호를 송수신하기 위한 송수신부; 및
   기지국으로부터 적어도 하나의 서빙 셀에 대한 설정 정보를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 제1 서빙 셀에서 상향링크 전송이 스케줄링 된 경우, 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송에 기반하여, 상기 제1 서빙 셀의 제1 최대 송신 전력을 결정하며, 상기 제1 서빙 셀에서 상기 상향링크 전송이 스케줄링 되지 않은 경우, 기설정된 값을 이용하여 상기 제1 서빙셀의 제2 최대 송신 전력을 결정하고, 상기 제1 최대 송신 전력 또는 상기 제2 최대 송신 전력에 기반하여 상기 제1 서빙 셀의 파워 헤드룸(power headroom, PH)를 결정하며, 상기 설정된 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 PH를 포함하는 확장 가용 전송 출력 메시지(extended power headroom report, extended PHR)을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 단말.
6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 제2 최대 송신 전력을 상기 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송을 고려하지 않고 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 PH들을 상기 확장 PHR에서 기결정된 순서에 따라 구성하는 것을 특징으로 하는 단말.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 확장 PHR을 구성하여, 상기 적어도 하나의 서빙 셀들 중 어느 하나에서 상기 확장 PHR을 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
9. 다수개의 서빙 셀을 이용하여 단말과 통신하는 기지국의 PH 수신 방법에 있어서,
   단말로 적어도 하나의 서빙 셀에 대한 설정 정보를 전송하는 단계; 및
   상기 단말로부터, 상기 설정된 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 파워 헤드룸(power headroom, PH)을 포함하는 확장 가용 전송 출력 메시지(extended power headroom report, extended PHR)를 수신하는 단계; 를 포함하고,
   제1 최대 송신 전력 또는 제2 최대 송신 전력에 기반하여 제1 서빙 셀의 파워 헤드룸(power headroom, PH)은 상기 단말에 의해 결정되며,
   상기 제1 최대 송신 전력은, 상기 제1 서빙 셀에서 상향링크 전송이 스케줄링 된 경우, 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송에 기반하여 결정되고,
   상기 제2 최대 송신 전력은, 상기 제1 서빙 셀에서 상기 상향링크 전송이 스케줄링 되지 않은 경우, 기설정된 값을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 PH 수신 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 최대 송신 전력은, 상기 단말에 의해 상기 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송을 고려하지 않고 결정되는 것을 특징으로 하는 PH 수신 방법.
11. 다수개의 서빙 셀을 이용하여 단말과 통신하는 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    단말로 적어도 하나의 서빙 셀에 대한 설정 정보를 전송하고, 상기 단말로부터, 상기 설정된 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 파워 헤드룸(power headroom, PH)을 포함하는 확장 가용 전송 출력 메시지(extended power headroom report, extended PHR)를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    제1 최대 송신 전력 또는 제2 최대 송신 전력에 기반하여 제1 서빙 셀의 파워 헤드룸(power headroom, PH)은 상기 단말에 의해 결정되며,
    상기 제1 최대 송신 전력은, 상기 제1 서빙 셀에서 상향링크 전송이 스케줄링 된 경우, 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송에 기반하여 결정되고,
    상기 제2 최대 송신 전력은, 상기 제1 서빙 셀에서 상기 상향링크 전송이 스케줄링 되지 않은 경우, 기설정된 값을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 최대 송신 전력은, 상기 단말에 의해 상기 적어도 하나의 다른 서빙 셀의 상향링크 전송을 고려하지 않고 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
13. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 PH들은 상기 확장 PHR에서 기결정된 순서에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 PH 수신 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 확장 PHR은 상기 적어도 하나의 서빙 셀들 중 어느 하나를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 PH 수신 방법.
15. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서빙 셀에 대해 각각 결정된 PH들은 상기 확장 PHR에서 기결정된 순서에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
16. 제15항에 있어서,
    상기 확장 PHR은 상기 적어도 하나의 서빙 셀들 중 어느 하나를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국.

Images