KR20100116519A - 전송 전력을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 송신단이 신호를 전송하는 방법에 있어서, 제1 신호 및 제2 신호에 대한 각 전송 전력을 독립적으로 결정하는 단계; 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력 사이의 차이(Y)가 소정 값(X)을 넘는 경우, 조정된 전송 전력 사이의 차이가 상기 소정 값을 넘지 않도록 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력을 각각 조정하는 단계; 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 조정된 전송 전력을 이용해 동시에 수신단으로 전송하는 단계를 포함하는 신호 전송 방법에 관한 것이다.

Description

전송 전력을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPRATUS OF CONTROLLING TRANSMISSION POWER}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 복수의 신호에 대한 전송 전력을 제어하는 방법과 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 복수의 신호를 전송하는 경우에 전송 전력을 효율적으로 제어하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 신호를 전송하는 경우에 신호들간의 큰 전력 차로 인해 수신 성능이 저하되는 것을 방지하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 송신단이 신호를 전송하는 방법에 있어서, 제1 신호 및 제2 신호에 대한 각 전송 전력을 독립적으로 결정하는 단계; 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력 사이의 차이(Y)가 소정 값(X)을 넘는 경우, 조정된 전송 전력 사이의 차이가 상기 소정 값을 넘지 않도록 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력을 각각 조정하는 단계; 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 조정된 전송 전력을 이용하여 동시에 수신단으로 전송하는 단계를 포함하는 신호 전송 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템의 단말에 있어서, 무선 신호를 기지국과 송수신하도록 구성된 RF(Radio Frequency) 유닛; 상기 기지국과 송수신하 는 정보 및 상기 단말의 동작에 필요한 파라미터를 저장하기 위한 메모리; 및 상기 RF 유닛과 상기 메모리와 연결되며, 상기 단말의 동작을 위해 상기 RF 유닛과 상기 메모리를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 여기에서, 상기 프로세서는 제1 신호 및 제2 신호에 대한 각 전송 전력을 독립적으로 결정하는 단계; 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력 사이의 차이(Y)가 소정 값(X)을 넘는 경우, 조정된 전송 전력 사이의 차이가 상기 소정 값을 넘지 않도록 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력을 각각 조정하는 단계; 및 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 조정된 전송 전력을 이용하여 동시에 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 신호 전송 방법을 수행하도록 구성된 단말이 제공된다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 각각 하나 이상의 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 통해 전송될 수 있다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 각각 별개의 기준 신호를 포함할 수 있다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호는 각각 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 신호, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 신호 및 SRS(Sounding Reference Signal) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 큰 신호의 전송 전력은 다른 신호의 전송 전력과 상기 소정 값의 합으로 조정될 수 있다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 작은 신호의 전송 전력은 다른 신호의 전송 전력에서 상기 소정 값을 뺀 값으로 조정될 수 있다.
상기 제1 신호와 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 큰 신호의 전송 전력은 a (0≤a≤Y-X) 만큼 감소되고, 다른 신호의 전송 전력은 Y-X-a 만큼 증가되도록 조정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 송신단이 복수의 신호를 전송하는 경우에 신호들간의 큰 전력 차로 인해 수신 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들은 CDMA, FDMA, TDMA, OFDMA, SC-FDMA, MC-FDMA와 같은 다양한 무선 접속 기술에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용되는 경우를 위주로 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 나타낸다. E-UMTS는 LTE 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)(120)과 기지국(eNode B; eNB)(110a 및 110b), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다. 한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정될 수 있다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공할 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사 용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격에 기반한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타낸다. 제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층(PHY)은 물리채널(Physical Channel)을 이용해 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결된다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 PHY 계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 PHY 계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA 방식으로 변조되고 상향링크에서 SC-FDMA 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 DL-SCH(Downlink Shared Channel) 등이 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 UL-SCH(Uplink Shared Channel)가 있다.
도 3은 LTE 시스템의 물리 채널 및 이를 이용한 신호 전송을 예시한다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 식별자(Identity; ID) 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 랜덥 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), SR(Scheduling Request), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
도 4는 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시한다. 상향링크에서 송신기(402~414)는 단말이고 수신기(416~430)는 기지국의 일부이다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고 수신기는 단말의 일부이다.
도 4를 참조하면, OFDMA 송신기는 직/병렬 변환기(Serial to Parallel converter, 402), 부반송파 맵핑(sub-carrier mapping) 모듈(406), M-포인트(point) IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 모듈(408), 순한전치(Cyclic prefix; CP) 부가 모듈(410), 병/직렬 변환기(Parallel to Serial converter, 412) 및 RF(Radio Frequency)/DAC(Digital to Analog Converter) 모듈(414)을 포함한다.
OFDMA 송신기에서 신호 처리 과정은 다음과 같다. 먼저, 비트 스트림(bit stream)이 데이터 심볼 시퀀스(data symbol sequence)로 변조된다. 비트 스트림은 MAC 계층으로부터 전달받은 데이터 블록에 채널 부호화(channel encoding), 인터리빙(interleaving), 스크램블링(scrambling) 등과 같은 다양한 신호 처리를 하여 얻어질 수 있다. 비트 스트림은 부호어(codeword)로 지칭되기도 하며 MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록과 등가이다. MAC 계층으로부터 받는 데이터 블록은 전송 블록 으로 지칭되기도 한다. 변조 방식은 이로 제한되는 것은 아니지만 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), n-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 포함할 수 있다. 그 후, 직렬의 데이터 심볼 시퀀스는 N개씩 병렬로 변환된다(402). N개의 데이터 심볼은 전체 M개의 부반송파 중에서 할당받은 N개의 부반송파에 맵핑(mapping)되고 남은 M-N개의 반송파는 0으로 패딩된다(406). 주파수 영역에 맵핑된 데이터 심볼은 M-포인트 IDFT 처리를 통해 시간 영역 시퀀스로 변환된다(408). 그 후, 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference; ISI)과 반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference; ICI)을 줄이기 위해서, 상기 시간 영역 시퀀스에 순환전치를 더하여 OFDMA 심볼을 생성한다(410). 생성된 OFDMA 심볼은 병렬에서 직렬로 변환된다(412). 그 후, OFDMA 심볼은 디지털-대-아날로그 변환(digital to analog conversion), 주파수 상향변환 등의 과정을 거쳐 수신기로 전송된다(414). 다른 사용자는 남은 M-N개의 부반송파 중에서 가용한 부반송파를 할당받는다. 반면, OFDMA 수신기는 RF/ADC(Analog to Digital Converter) 모듈(416), 직/병렬 변환기(418), 순환전치 제거(Remove CP) 모듈(420), M-포인트 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈(422), 부반송파 디맵핑(demapping)/등화(equalization) 모듈(424), 병/직렬 변환기(428) 및 검출(detection) 모듈(430)을 포함한다. OFDMA 수신기의 신호 처리 과정은 OFDMA 송신기의 역으로 구성된다.
한편, SC-FDMA 송신기는 OFDMA 송신기와 비교하여 부반송파 맵핑 모듈(406) 이전에 N-포인트 DFT 모듈(404)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 송신기는 IDFT 처리 이전에 DFT를 통해 복수의 데이터를 주파수 영역에 확산시켜 송신 신호의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 OFDMA 방식에 비해 크게 줄일 수 있다. SC-FDMA 수신기는 OFDMA 수신기와 비교하여 부반송파 디맵핑 모듈(424) 이후에 N-포인트 IDFT 모듈(426)을 추가로 포함한다. SC-FDMA 수신기의 신호 처리 과정은 SC-FDMA 송신기의 역으로 구성된다.
도 4에서, 송신기 및/또는 수신기는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있고, 일부 모듈/기능은 생략되거나 서로 다른 모듈로 분리될 수 있으며, 둘 이상의 모듈이 하나의 모듈로 통합될 수 있다.
도 5는 SC-FDMA 송신기에서 제어 신호의 생성 방법을 예시하는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제어 신호는 DFT 프리코더를 거치지 않고 주파수 영역에서 바로 생성된다(502). 그 후, 제어 신호는 주파수 영역 내에서 복수의 부반송파에 매핑된다(504). 주파수 영역에 매핑된 매핑된 제어 신호는 IFFT를 거쳐서 시간 영역 신호로 변환된다(506). 시간 영역 신호는 순환전치(CP)가 부가된 뒤(508), 수신단으로 전송된다. 예시한 제어 신호의 생성 방법은 기준 신호(Reference Signal; RS 또는 Pilot)의 생성 시에 동일하게 적용될 수 있다. 기준 신호는 데이터 복조용 기준 신호(DeModulation Reference Signal: DMRS), 제어 채널용 기준 신호, 사운딩 기준 신호(Sounding Reference Signal; SRS)를 포함한다.
도 6은 LTE에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 6을 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200·Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서 브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360·Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 전송 시간 간격(Transmission Time Interval; TTI)은 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 7은 단일 콤포넌트 반송파 상황에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다. 도 7은 LTE 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.
도 7를 참조하면, 일반적인 FDD 방식 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 수행한다. 기지국과 단말은 서브프레임 단위로 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신할 수 있다. 하향링크 및 상향링크 서브프레임에 관한 구조는 도 8~9를 참조하여 뒤에서 자세히 설명한다. 한편, 무선 채널은 채널 상태가 시간에 따라 시간/주파수 영역에서 불규칙하게 변하는 페이딩 특성을 갖는다. 페이딩 특성으로 인해, 무선 채널을 통해 전송되는 신호는 신호 감쇄, 위상 편이, 시간 지연 등을 경험하게 된 다. 따라서, 송신단과 수신단은 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신시에 기준 신호를 함께 송수신한다. 기준 신호는 송신단과 수신단이 크기와 위상을 서로 알고 있는 신호이다. 수신단은 기준 신호를 이용하여 산출한 채널 정보를 이용하여 데이터 및/또는 제어 정보를 올바르게 복조할 수 있다. 일 예로, 데이터 및/또는 제어 정보가 신호의 세기를 이용하여 변조된 경우(예, n-QAM), 데이터 및/또는 제어 정보는 기준 신호의 크기를 기준으로 복조된다.
도 8은 LTE에서 사용되는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 8을 참조하면, 하향링크 서브프레임은 복수(예, 12개 또는 14개)의 OFDM 심볼을 포함한다. 서브프레임의 앞부터 최대 3개의 OFDM 심볼이 제어 영역으로 사용되고 나머지 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 제어 영역의 크기는 서브프레임마다 독립적으로 설정될 수 있다. 제어 영역은 스케줄링 정보 및 그 밖의 제어 정보를 전송하는데 사용된다. 데이터 영역은 하향링크 트래픽을 전송하는데 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 FDM 방식으로 할당된 안테나 0 내지 3에 대한 RS를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 채널은 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 포함한다. 트래픽 채널은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)를 포함함다. 제어 채널 및 트래픽 채널을 통해 전송되는 신호의 전력은 해당 안테나에 대한 RS의 전력을 참조하여 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보는 DCI(Downlink Control Information)로 지칭된다. DCI는 상향링크 스케줄링 정보, 하향링크 스케줄링 정보, 단말 그룹에 대한 상향링크 전송 전력 제어(Transmit Power Control; TPC) 명령을 포함한다. 상향링크/하향링크 스케줄링 정보는 해당 단말에 대한 TPC 명령을 포함한다. 구체적으로, PDCCH는 PDSCH의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다), PUSCH의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 전력 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH는 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송될 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(예, RNTI(Radio Network Temporary Identifier))가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(System Information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 접속 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 접속 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 9a는 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 9a를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 일 예로, 일반(normal) CP의 경우 슬롯은 7개의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 상향링크 공용 채널(Physical Uplink Shared CHannel; PUSCH)을 포함하고 음성, 영상 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 데이터 신호의 전력은 동일 영역에 포함된 기준 신호의 전력에 기초하여 정해진다. 일 예로, 데이터 신호의 전력은 복조용 기준 신호(DeModulation Reference Signal; DMRS)의 전력에 기초하여 정해질 수 있다.
제어 영역은 상향링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control CHannel)을 포함하고 다양한 제어 정보를 상향링크로 전송한다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝에 위치한 RB 쌍(Resource Block pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다. 제어 정보의 전송 전력은 PUCCH에 위치한 제어 채널용 기준 신호의 전송 전력에 기초하여 정해진다. PUCCH 구조에 대한 자세한 사항은 도 9b를 참조하여 뒤에서 설명한다. LTE 시스템에서는 단일 반송파 특성을 유지하기 위해, PUSCH와 PUCCH는 동시에 전송되지 못한다. 한편, 상향링크 서브프레임은 사운딩 기준 신호(Sounding Reference Signal; SRS)를 전송할 수 있다. SRS는 서브프레임의 마지 막 SC-FDMA 심볼에 위치하며 데이터 영역의 전부 또는 일부 대역을 통해 전송된다. SRS의 전송 전력은 데이터 신호 또는 제어 신호와 별개로 정해질 수 있다.
도 9b는 LTE에서 사용되는 상향링크 제어 채널(PUCCH)의 구조를 예시한다.
도 9b를 참조하면, 일반 CP인 경우 슬롯의 중간에 위치한 3개의 연속된 심볼에는 기준 신호(UL RS)가 실리고, 남은 4개의 심볼에는 제어 정보(즉, ACK/NACK 신호)가 실린다. 확장 CP인 경우 슬롯은 6개의 심볼을 포함하고 3번째 및 4번째 심볼에 기준 신호가 실린다. 제어 정보는 ACK/NACK 외에 CQI(Channel Quality Indicator), SR(Scheduling Request), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함할 수 있다. 한편, 제어 정보의 전송 전력은 제어 채널용 기준 신호(UL RS)의 전송 전력에 기초하여 정해진다. PUCCH 구조는 제어 정보의 종류에 따라 UL RS의 개수, 위치 등이 달라질 수 있다. 그러나, 제어 정보의 전송 전력이 UL RS의 전송 전력에 기초하여 정해진다는 점은 동일하다. 제어 정보를 위한 자원은 CG-CAZAC(Computer Generated Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스의 서로 다른 순환 쉬프트(Cyclic Shift; CS)(주파수 확산) 및/또는 서로 다른 왈쉬(Walsh)/DFT 직교 코드(시간 확산)를 이용하여 구분된다. IFFT 이후에 곱해지는 w0~, w1, w2, w3은 IFFT 이전에 곱해져도 결과는 같다. 기준 신호에는 해당 길이의 직교 커버(Orthogonal Cover; OC) 시퀀스가 곱해질 수 있다.
한편, LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상/하향링크 주파수 블록을 모다 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각각의 주 파수 블록은 콤포넌트 반송파(Component Carrier; CC)를 이용하여 전송된다. 본 명세서에서, 콤포넌트 반송파는 문맥에 따라 반송파 집성을 위한 주파수 블록 또는 주파수 블록의 중심 반송파를 의미할 수 있고 이들은 서로 혼용된다.
도 10은 다중 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 상/하향링크에 각각 5개의 20MHz CC들이 모여서 100MHz 대역폭을 지원할 수 있다. 각각의 CC들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. 도 10은 편의상 상향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭과 하향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭이 모두 동일하고 대칭인 경우를 도시하였다. 그러나, 각 콤포넌트 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 일 예로, 상향링크 콤포넌트 반송파의 대역폭은 5MHz (AUL) + 20MHz (BUL) + 20MHz (CUL) + 20MHz (DUL) + 5MHz (EUL)와 같이 구성될 수 있다. 또한, 상향링크 콤포넌트 반송파의 개수와 하향링크 콤포넌트 반송파의 개수가 다른 비대칭적 반송파 집성도 가능하다. 비대칭적 반송파 집성은 가용한 주파수 대역의 제한으로 인해 발생되거나 네트워크 설정에 의해 인위적으로 조성될 수 있다. 일 예로, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 반송파 집성에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다.
무선 통신 시스템(예, LTE-A 시스템)에서 송신단은 단일 또는 다중 CC를 통해 동시에 복수의 신호/채널을 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말이 동일한 서브프 레임에서 2개의 PUCCH를 전송하는 경우, 각각의 PUCCH에 대해 요구되는 전송 전력(Transmit Power; TxP)은 무선 채널 조건 또는 각각의 PUCCH에 대해 요구되는 수신 성능에 따라 다를 수 있다. 특히, 다중 상향링크 CC 집성의 경우, 서로 다른 CC에 대한 전력 조절은 서로 독립적일 수 있다. 각 신호의 전송 전력이 독립적인 전력 제어 동작에 의해 결정될 경우, 둘 이상의 신호가 서로 다른 전송 전력을 갖게되며 이로 인해 시스템(예, DAC) 동작에 문제가 발생할 수 있다.
도 11은 복수의 신호를 전송하는 경우에 DAC(Digital to Analog Conveter; 도 4의 414) 블록에서 발생되는 문제를 예시한다.
도 11을 참조하면, 단말은 신호 1(Signal 1) 및 신호 2(Signal 2)를 동시에 전송할 수 있다. 이 경우, 기저 대역 신호인 신호 1 및 신호 2의 합이 I/Q 콤포넌트 별로 DAC 블록에 입력될 수 있다. DAC 블록에 입력된 값은 DAC의 동작 범위에 일치되도록 조절될 수 있다. 따라서, 신호 1의 전송 세기(Tx amplitude)가 신호 2보다 큰 경우, DAC 블록에 입력된 신호 1은 도 11에서와 같이 DAC 블록의 전체 동작 범위에 걸쳐 존재하도록 스케일링될 수 있다. 특히, 신호 2의 전송 세기가 신호 1보다 상당히 작은 경우, DAC 블록의 출력 값에서 신호 2의 부분은 수신단에서 기저대역 파형을 재구성하기에 충분하지 않을 수 있다. 즉, DAC 블록이 개별 신호가 아닌 전체 신호의 합에 대해 동작할 경우, 전송 세기가 작은 신호 2는 DAC 블록의 동작 범위에 맞춰 스케일링 되더라도 도 11에서와 같이 DAC 블록의 양자화 해상도에 비해 상대적으로 작으므로 양자화 오류가 커지게 된다. 편의상, DAC 블록을 이용하여 설명했지만, 복수의 신호를 전송하는 경우의 문제점은 다양한 기능 블록에 서 다양한 이유로 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 송신단이 복수의 신호/(물리)채널을 동시에 전송하는 경우에 전송 전력의 효율적 제어 방법을 제안한다. 구체적으로, 본 발명은 복수의 신호/(물리)채널간의 전송 전력 차이가 특정 값을 넘지 않도록 할 것을 제안한다.
본 명세서에서 다르게 언급하지 않는 한 복수의 신호/(물리)채널은 전송 전력이 독립적으로 결정되는 신호/(물리)채널을 의미한다. 일 예로, 복수의 신호/(물리)채널은 서로 별개의 기준 전송 전력과 연관된 신호/(물리)채널을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 (물리)채널을 전송한다는 것은 (물리)채널을 통해 신호를 전송한다는 것을 의미한다. 편의상, 본 명세서에서 신호와 (물리)채널은 혼용되며, 다르게 언급하지 않는 한 신호는 (물리)채널을 포함하는 광의의 개념으로 사용된다. 송신단은 단말, 기지국 또는 중계기를 포함한다.
이하, 도 12~16를 참조하여 전송 전력을 제어하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 편의상, 도 12~16은 단말 입장에서 기술되었지만 이는 예시로서 기지국이 복수의 신호를 전송하는 경우에도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 실시예에서 전송 전력은 선형 스케일(linear scale) 또는 dB 스케일로 표현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 동작은 전력 영역(power domain) 또는 세기 영역(amplitude domain)에서 수행될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 전송 전력을 조정하는 예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 하나 이상의 전송 전력 제어(Transmit Power Control; TPC) 명령을 수신할 수 있다(S1210). TPC 명령은 각각 의 콤포넌트 반송파에 대한 전송 전력, 콤포넌트 반송파 그룹에 대한 전송 전력 또는 전체 콤포넌트 반송파에 대한 전송 전력을 결정하는데 사용될 수 있다. 또한, TPC 명령은 각각의 신호(예, PUSCH, PUCCH 등)에 대한 전송 전력을 결정하는데 사용될 수 있다. TPC 명령은 하향링크 스케줄링을 위한 포맷, 상향링크 스케줄링을 위한 포맷, 상향링크 데이터 채널(예, PUSCH)용 TPC 전용 포맷, 상향링크 제어 채널(예, PUCCH)용 TPC 전용 포맷 등 다양한 포맷의 PDCCH를 통해 수신될 수 있다.
단말은 기지국으로 전송할 복수의 신호가 있는 경우, 복수의 상향링크 신호에 대한 전송 전력(Tx Power; TxP)을 개별적으로 결정한다(S1220). 각각의 상향링크 신호는 하나 이상의 OFDMA 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 이용하여 전송될 수 있다. 각각의 상향링크 신호는 서로 별개의 기준 전송 전력과 연관되어 있을 수 있다. 일 예로, 각각의 상향링크 신호는 서로 별개의 기준 신호를 포함할 수 있다. 별개의 기준 신호는 데이터 복조용 기준 신호, 제어 채널용 기준 신호, 사운딩 기준 신호 등을 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 단말이 복수의 신호를 상향링크로 전송하는 예를 도 13에 나타냈다. 도 13을 참조하면, 단일 또는 다중 콤포넌트 반송파를 사용하여 복수의 신호가 동시에 전송될 수 있다. 복수의 신호는 복수의 PUCCH, 복수의 PUSCH 또는 복수의 SRS를 포함할 수 있다(Case 1~3). 또한, 복수의 신호는 PUCCH, PUSCH 및/또는 SRS의 조합일 수 있다(Case 4~7).
상향링크 전송 전력이 결정되면, 단말은 각각의 상향링크 신호에 대해 상향링크 전송 전력간의 차이가 임계 값(threshold value)보다 큰지 판단한다(S1230). 임계 값은 미리 정해지거나, 셀-특정(cell-specific) 방식, 단말 그룹 특정(UE group-specific) 방식, 단말-특정(UE-specific) 방식으로 지정될 수 있다. 임계 값은 방송 메시지(예, 시스템 정보)를 통해 셀 내에 방송되거나 RRC 메시지를 통해 시그널링될 수 있다. 또한, 임계 값은 하향링크 제어 채널(예, PDCCH)을 통해 단말에게 전달될 수 있다. 임계 값은 채널 환경에 따라 영구적, 반-영구적 또는 동적으로 설정될 수 있다. 또한, 임계 값은 상향링크 신호의 종류에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 임계 값은 서로 다른 종류의 물리 채널들에 대해 서로 다르게 설정될 수 있다. 구체적으로, 도 13에 예시한 각각의 조합에 대해 서로 다른 임계 값이 설정될 수 있다. 또한, 임계 값은 전체 콤포넌트 반송파에 대해 동일한 방식으로 설정되거나, 콤포넌트 반송파 단위 또는 콤포넌트 반송파 그룹 단위로 설정될 수도 있다. 또한, 임계 값은 단말의 최대/가용 전력량, 전송 신호의 전력 레벨 등을 고려하여 다르게 지정될 수 있다. 최대/가용 전력량은 기본적으로 단말의 물리적 능력에 의해 좌우되지만 셀 내 허용 전력 등을 고려하여 제한될 수 있다. 전송 신호의 전력 레벨은 셀 내에서의 단말의 위치, 전송 신호의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 단말이 셀 내부 또는 셀 경계에 위치하고 있는지 여부에 따라 상향링크 전송 신호들의 전력 레벨이 달라지게 되므로, 고정된 임계 값은 상향링크 전송 신호들의 전력 레벨에 비추어 상대적으로 크거나 작게 된다. 따라서, 상향링크 전송 신호들의 전력 레벨의 크기에 따라 임계 값을 다르게 지정할 수 있다. 이 경우, 상향링크 전송 신호들의 전력 레벨을 복수의 구간으로 나눈 뒤, 각각의 구간에 적당한 임계 값을 설정할 수 있다. 일 예로, 상향링크 전송 신호들의 전력 레벨의 크기에 비례하도록 임계 값을 지정할 수 있다.
상향링크 전송 전력간의 차이가 임계 값 이하이면 해당 상향링크 신호에 대한 전송 전력은 그대로 유지된다. 반면, 상향링크 전송 전력간의 차이가 임계 값보다 크면 해당 상향링크 신호들에 대한 전송 전력은 전송 전력간의 차이가 임계 값 이하가 되도록 조정된다(S1240). 전송 전력간의 차이를 조정하는 방법에 대해서는 도 14~16을 참조하여 뒤에서 구체적으로 예시하도록 한다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상향링크 신호에 대한 전송 전력은 단말의 최대/가용 전력량을 고려하여 추가로 조정될 수 있다. 일 예로, 상향링크 신호에 대해 조정된 총 전송 전력합이 단말의 최대/가용 전력량을 넘을 경우, 전부 또는 일부의 상향링크 신호에 대한 전송 전력을 낮출 수 있다. 상향링크 신호에 대해 조정된 총 전송 전력합 및/또는 단말의 최대/가용 전력량은 할당된 총 상향링크 콤포넌트 반송파를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상향링크 신호에 대한 조정된 총 전송 전력합 및/또는 단말의 최대/가용 전력량은 특정 상향링크 콤포넌트 반송파 또는 콤포넌트 반송파 그룹을 기준으로 결정될 수 있다. 경우에 따라서는, 상향링크 신호에 대해 조정된 총 전송 전력합이 단말의 최대/가용 전력량을 넘을 것으로 예상되는 경우, 단계 S1230 및 S1240의 임계 값을 보다 크게 조정할 수도 있다.
각각의 상향링크 신호에 대한 전송 전력이 조정되면, 단말은 해당 전송 전력을 갖는 복수의 상향링크 신호를 생성한다(S1250). 이로 제한되는 것은 아니지만, 상향링크 신호에 대한 전송 전력의 제어는 IFFT(도 4의 408) 이전에 주파수 영역에서 수행될 수 있다. 이 경우, 전송 전력의 제어는 부반송파 단위로 이뤄질 수 있으며, 일 예로 부반송파에 매핑되는 변조 값에 가중치를 곱함으로써 수행될 수 있다. 가중치는 각 원소가 전송 전력과 관련된 값을 나타내는 대각 행렬(전력 대각 행렬)을 이용하여 곱해질 수 있다. MIMO 시스템인 경우, 전송 전력은 가중치가 반영된 프리코딩 행렬을 이용해 제어되거나, 프리코딩된 변조 값에 전력 대각 행렬을 곱함으로써 제어될 수 있다. 따라서, 동일한 IFFT가 적용되는 주파수 대역 내에 복수의 신호가 포함된 경우에도 각 신호의 전송 전력을 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 주파수 영역에서의 전력 제어와 함께/별도로, 상향링크 신호에 대한 전송 전력의 제어는 IFFT 이후에 시간 영역에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 시간 영역에서의 전송 전력 제어는 다양한 기능 블록에서 이뤄질 수 있다. 일 예로, 전송 전력 제어는 DAC 블록 및/또는 RF 블록(도 4의 414)에서 수행될 수 있다. 그 후, 단말은 생성된 복수의 상향링크 신호를 동일한 시구간 동안 하나 이상의 콤포넌트 반송파를 통해 기지국으로 전송한다(S1260). 본 명세서에서 동시에 전송 또는 동일한 시구간에 전송한다는 것은 동일한 TTI 또는 서브프레임을 포함한다.
도 14~16은 본 발명의 실시예에 따라 전송 전력을 조정하는 예를 나타낸다. 기본적인 사항은 도 12~13을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로, 도 14~16에서는 전송 전력간의 차이를 조정하는 방법에 초점을 맞춰 설명한다. 도 14~16에서, Pn은 n번째 신호(Sn)에 대해 주어진 전송 전력을 나타내고, Pn'는 본 발명의 실시예에 따라 Pn으로부터 조정된 전송 전력을 나타낸다. Pn'는 Sn에 대한 실제 전송 전력을 나타내거나 실제 전송 전력에 대응되는 값을 나타낸다.
도 14를 참조하면, N(N≥2)개의 신호(S1,S2,…,SN)를 동시에 전송해야 할 경 우, 단말은 통상의 전송 전력 제어 동작에 따라 각각의 신호에 대한 전송 전력(P1,P2,…,PN)을 결정한다(S1420). 그 후, 단말은 가장 큰 전송 전력을 갖는 신호와 임의의 신호간의 전송 전력의 차이(PMAX-Pn)가 X보다 큰지 판단한다(S1430). 여기에서, n은 1~N의 정수이고, PMAX=max(P1,P2,…,PN)이다. 두 신호간의 전송 전력의 차이가 X보다 큰 경우에 Pn'은 PMAX-X로 설정되고(S1440), 그렇지 않은 경우에 Pn'은 Pn으로 설정된다(S1445). 시스템 단순화를 위해, 단말이 동시에 전송할 수 있는 신호의 개수가 둘로 한정될 수 있다. 만약 동시에 전송돼야할 두개의 신호(S1,S2)가 있고, 통상의 전송 전력 제어 동작에 따라 각 신호에 대한 전송 전력이 P1 및 P2로 결정될 경우, 각각의 신호에 대한 전력 조정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
- P1-P2 > X인 경우, P1' ← P1 및 P2' ← P1-X
- P2-P1 > X인 경우, P1' ← P2-X 및 P2' ← P1
- 그 외의 경우, P1' ← P1 및 P2' ← P2
즉, 가장 큰 전송 전력을 갖는 신호와 임의의 신호간의 전송 전력의 차이가 X 보다 큰 경우, 작은 전송 전력을 갖는 신호는 증가된 전력(즉, 가장 큰 전송 전력보다 X 만큼 작은 전송 전력)으로 전송될 수 있다. 이로 인해, 복수의 신호들간의 실제 전송 전력의 차이는 X보다 크지 않게 된다. 한편, 도 14에서 예시한 방법에 따르면, 복수의 신호들 중 일부 신호는 실제 전송 전력이 증가하게 된다. 따라 서, 할당된 전체 콤포넌트 반송파, 콤포넌트 반송파 그룹 또는 특정 콤포넌트 반송파에서 전송 신호의 총 전력합은 단말의 최대/가용 전력량을 초과할 수 있다. 이 경우, 도시하지는 않았지만, 도 12의 S1240에서 예시한 다양한 방식을 사용하여 전송 신호에 대한 전송 전력을 추가로 조정할 수 있다. 도 14에서 예시한 방법에 따르면, 복수의 신호들 중 일부 신호는 실제 전송 전력이 증가하게 되므로 모든 신호에 대해 요구 성능을 만족시킬 수 있다. 일반적으로 제어 신호(예, PUCCH)에 대해서는 요구 성능을 만족시킬 것이 언제나 요구되므로, 도 14에 예시한 방법은 특히 제어 신호에 대해 적합하게 사용될 수 있다.
도 15를 참조하면, N(N≥2)개의 신호(S1,S2,…,SN)를 동시에 전송해야 할 경우, 단말은 통상의 전송 전력 제어 동작에 따라 각각의 신호에 대한 전송 전력(P1,P2,…,PN)을 결정한다(S1520). 그 후, 단말은 임의의 신호와 가장 작은 전송 전력을 갖는 신호간의 전송 전력의 차이(Pn-PMIN)가 X보다 큰지 판단한다(S1530). 여기에서, n은 1~N의 정수이고, PMIN=min(P1,P2,…,PN)이다. 두 신호간의 전송 전력의 차이가 X보다 큰 경우에 Pn'은 PMIN+X로 설정되고(S1540), 그렇지 않은 경우에 Pn'은 Pn으로 설정된다(S1545). 시스템 단순화를 위해, 단말이 동시에 전송할 수 있는 신호의 개수가 둘로 한정될 수 있다. 만약 동시에 전송돼야할 두개의 신호(S1,S2)가 있고, 통상의 전송 전력 제어 동작에 따라 각 신호에 대한 전송 전력이 P1 및 P2로 결정될 경우, 각각의 신호에 대한 전력 조정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
- P1-P2 > X인 경우, P1' ← P2+X 및 P2' ← P2
- P2-P1 > X인 경우, P1' ← P1 및 P2' ← P1+X
- 그 외의 경우, P1' ← P1 및 P2' ← P2
즉, 임의의 신호와 가장 작은 전송 전력을 갖는 신호간의 전송 전력의 차이가 X 보다 큰 경우, 큰 전송 전력을 갖는 신호는 감소된 전력(즉, 가장 작은 전송 전력보다 X 만큼 큰 전송 전력)으로 전송될 수 있다. 이로 인해, 복수의 신호들간의 실제 전송 전력의 차이는 X보다 크지 않게 된다. 도 15에서 예시한 방법에 따르면, 복수의 신호들 중 일부 신호는 실제 전송 전력이 감소하게 되므로 모든 신호에 대해 요구 성능을 만족시킬 수는 없다. 일반적으로 데이터 신호(예, PUSCH)는 HARQ 재전송에 의해 수신 에러가 보완되므로, 도 15에 예시한 방법은 특히 데이터 신호에 대해 적합하게 사용될 수 있다.
도 16을 참조하면, N(N≥2)개의 신호(S1,S2,…,SN)를 동시에 전송해야 할 경우, 단말은 통상의 전송 전력 제어 동작에 따라 각각의 신호에 대한 전송 전력(P1,P2,…,PN)을 결정한다(S1620). 그 후, 단말은 가장 큰 전송 전력을 갖는 신호와 가장 작은 전송 전력을 갖는 신호간의 전송 전력의 차이(PMAX-PMIN)가 X보다 큰지 판단한다(S1630). 여기에서, n은 1~N의 정수이고, PMAX=max(P1,P2,…,PN)이고 PMIN=min(P1,P2,…,PN)이다. 두 신호간의 전송 전력의 차이(PMAX-PMIN)가 X 이하인 경우 에 Pn'은 Pn으로 설정된다(S1645). 한편, 두 신호간의 전송 전력의 차이(PMAX-PMIN)가 X보다 큰 경우에 PMAX'는 PMAX-a로 설정되고 PMIN'는 PMIN+(Y-X-a)로 설정된다(S1640). 이 후, Pn'은 Pn의 크기에 따라 다음과 같이 결정된다(S1642).
- Pn > PMAX'인 경우, Pn' ← PMAX' (=PMAX-a)
- Pn < PMIN'인 경우, Pn' ← PMIN' (=PMIN+Y-X-a)
- 그렇지 않은 경우, Pn' ← Pn
여기에서, a 값은 0 내지 (Y-X)의 실수이다. 한편, a 값은 (Y-X)/b로 표시될 수도 있다(b는 0 이상의 실수). 일 예로, a 값은 (Y-X)/2일 수 있다. 또한, a 값은 편의상 PMAX를 기준으로 정의되었지만, PMIN을 기준으로 정해질 수도 있다. 이 경우, PMAX'는 PMAX-(Y-X-a)로 설정되고 PMIN'는 PMIN+a로 설정될 수 있다. a 값(또는 b 값)은 셀 특정, 단말 그룹 특정 또는 단말 특정 방식으로 지정될 수 있다. a 값(또는 b 값)에 관한 정보는 방송 메시지(예, 시스템 정보)를 통해 셀 내에 방송되거나 RRC 메시지를 통해 시그널링될 수 있다. 또한, a 값(또는 b 값)에 관한 정보는 하향링크 제어 채널(예, PDCCH)을 통해 단말에게 전달될 수 있다. a 값(또는 b 값)은 채널 환경에 따라 영구적, 반-영구적, 또는 동적으로 설정될 수 있다. 또한, a 값(또는 b 값)은 상향링크 신호의 종류에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, a 값(또는 b 값)은 서로 다른 종류의 물리 채널들에 대해 서로 다르게 설정될 수 있다. 구체적으로, 도 13에 예시한 각각의 조합에 대해 서로 다른 a 값(또는 b 값)이 설정될 수 있다. 또한, a 값(또는 b 값)은 전체 콤포넌트 반송파에 대해 동일한 방식으로 설정되거나, 콤포넌트 반송파 단위 또는 콤포넌트 반송파 그룹 단위로 설정될 수도 있다. 또한, a 값(또는 b 값)은 단말의 최대/가용 전력량, 전송 신호의 전력 레벨 등을 고려하여 다르게 지정될 수 있다.
도 17은 도 16의 실시예에서 단말이 동시에 전송할 수 있는 신호의 개수가 둘로 한정된 경우를 예시한다. 도 17을 참조하면, 2개의 신호(S1,S2)를 동시에 전송해야 할 경우, 단말은 통상의 전송 전력 제어 동작에 따라 각각의 신호에 대한 전송 전력(P1,P2)을 결정한다(S1720). 그 후, 단말은 두 신호간의 전송 전력의 차이(P1-P2(=Y))가 X보다 큰지 판단한다(S1730). 편의상, P1이 P2보다 크다고 가정하였다. 반대의 경우, 도 17의 각 단계에서 P1과 P2는 위치가 서로 바뀌게 된다. 구체적으로, 각각의 신호에 대한 전력 조정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
- P1-P2(=Y) > X인 경우, P1' ← P1-a 및 P2' ← P2+(Y-X-a) (S1740)
- P2-P1(=Y) > X인 경우, P1' ← P1+(Y-X-a) 및 P2' ← P2-a (S1740)
- 그렇지 않은 경우, P1' ← P1 및 P2' ← P2 (S1745)
즉, 두 신호간의 전송 전력의 차이가 X 보다 큰 경우, 큰 전송 전력을 갖는 신호는 감소된 전력(즉, a 만큼 감소된 전송 전력)으로 전송되고, 작은 전송 전력을 갖는 신호는 증가된 전력(즉, (Y-X-a) 만큼 증가된 전송 전력)으로 전송될 수 있다. 이로 인해, 두 신호간의 실제 전송 전력의 차이는 X보다 크지 않게 된다. 여 기에서, a는 도 16에서 정의한 바와 같다.
한편, 도 16 및 도 17에서 예시한 방법에 따르면, 복수의 신호들 중 일부 신호는 실제 전송 전력이 감소하지만 일부 신호는 실제 전송 전력이 증가하게 된다. 따라서, 할당된 전체 콤포넌트 반송파, 콤포넌트 반송파 그룹 또는 특정 콤포넌트 반송파에서 전송 신호의 총 전력합은 단말의 최대/가용 전력량을 초과할 수 있다. 이 경우, 도시하지는 않았지만, 도 12의 S1240에서 예시한 다양한 방식을 사용하여 전송 신호에 대한 전송 전력을 추가로 조정할 수 있다. 도 16 및 도 17에서 예시한 방법에 따르면, 두 개의 신호 중에서 한 신호는 실제 전송 전력이 감소하게 되므로 모든 신호에 대해 요구 성능을 만족시킬 수는 없다. 일반적으로 데이터 신호(예, PUSCH)는 HARQ 재전송에 의해 수신 에러가 보완되므로, 도 16 및 도 17에서 예시한 방법은 특히 데이터 신호에 대해 적합하게 사용될 수 있다.
도 18은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
도 18을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 단말(UE, 120)을 포함한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(110)의 일부이고 수신기는 단말(120)의 일부이다. 상향링크에서 송신기는 단말(120)의 일부이고 수신기는 기지국(110)의 일부이다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(120)은 프로 세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 단말(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다 른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가 적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 복수의 신호에 대한 전송 전력을 제어하는 방법과 이를 위한 장치에 적용될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조를 나타낸다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격에 기초한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜 구조를 예시한다.
도 3은 LTE 시스템에서의 물리 채널 및 이를 이용한 신호 전송을 예시한다.
도 4는 OFDMA 및 SC-FDMA를 위한 송신기 및 수신기의 블록도를 예시한다.
도 5는 SC-FDMA 송신기에서 제어 신호의 생성 방법을 예시하는 블록도이다.
도 6은 LTE에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 7은 단일 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 8은 LTE에서 사용되는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 9a는 LTE에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 9b는 LTE에서 사용되는 상향링크 제어 채널의 구조를 예시한다.
도 10은 다중 콤포넌트 반송파 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 11은 디지털-대-아날로그 변화기의 동작 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 전송 전력을 조정하는 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 복수의 신호를 전송하는 예를 나타낸다.
도 14 내지 17은 본 발명의 실시예에 따라 전송 전력을 조정하는 구현 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명에 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 송신단이 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    제1 신호 및 제2 신호에 대한 각 전송 전력을 독립적으로 결정하는 단계;
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력 사이의 차이(Y)가 소정 값(X)을 넘는 경우, 조정된 전송 전력 사이의 차이가 상기 소정 값을 넘지 않도록 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력을 각각 조정하는 단계; 및
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 조정된 전송 전력을 이용하여 동시에 수신단으로 전송하는 단계를 포함하는 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 각각 하나 이상의 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 각각 별개의 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 각각 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 신호, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 신호 및 SRS(Sounding Reference Signal) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 큰 신호의 전송 전력은 다른 신호의 전송 전력과 상기 소정 값의 합으로 조정되는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 작은 신호의 전송 전력은 다른 신호의 전송 전력에서 상기 소정 값을 뺀 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 큰 신호의 전송 전력은 a 만큼 감소되고, 다른 신호의 전송 전력은 Y-X-a 만큼 증가되며, 여기에서 a는 0 내지 Y-X의 실수인 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  8. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    무선 신호를 기지국과 송수신하도록 구성된 RF(Radio Frequency) 유닛;
    상기 기지국과 송수신하는 정보 및 상기 단말의 동작에 필요한 파라미터를 저장하기 위한 메모리; 및
    상기 RF 유닛과 상기 메모리와 연결되며, 상기 단말의 동작을 위해 상기 RF 유닛과 상기 메모리를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    여기에서, 상기 프로세서는
    제1 신호 및 제2 신호에 대한 각 전송 전력을 독립적으로 결정하는 단계;
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력 사이의 차이(Y)가 소정 값(X)을 넘는 경우, 조정된 전송 전력 사이의 차이가 상기 소정 값을 넘지 않도록 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 전송 전력을 각각 조정하는 단계; 및
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 조정된 전송 전력을 이용해 동시에 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 신호 전송 방법을 수행하도록 구성된 단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 각각 하나 이상의 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 심볼을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 각각 별개의 기준 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 각각 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 신호, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 신호 및 SRS(Sounding Reference Signal) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 큰 신호의 전송 전력은 다른 신호의 전송 전력과 상기 소정 값의 합으로 조정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 작은 신호의 전송 전력은 다른 신호의 전송 전력에서 상기 소정 값을 뺀 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 중에서 전송 전력이 큰 신호의 전송 전력은 a 만큼 감소되고, 다른 신호의 전송 전력은 (Y-X-a) 만큼 증가되며, 여기에서 a는 0 내지 Y-X의 실수인 것을 특징으로 하는 단말.
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