KR20110136835A - 무선 통신 시스템, 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템, 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법 Download PDF

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KR20110136835A
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Abstract

각 CC(Component Carrier)에서 통신이 독립해서 행하여지는 경우에도, 통신에 오류가 발생하는 것을 방지한다. 무선 송신 장치와 무선 수신 장치가 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템으로서, 상기 무선 송신 장치는, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 또한, 상기 각 시스템 주파수 대역에서 송신할 수 있는 최대 송신 전력을 달리하는 제어가 가능하다. 또한, 상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정한다.

Description

무선 통신 시스템, 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법{RADIO COMMUNICATION SYSTEM, RADIO TRANSMISSION DEVICE, AND RADIO TRANSMISSION METHOD}
본 발명은, 복수 종류의 통신 방식을 전환하여 무선 통신을 행하는 기술에 관한 것이다.
종래부터 알려져 있는 무선 통신 기술에 있어서는, 일반적으로, 업링크(상향 또는 상향 링크라고도 호칭함)란, 셀룰러 통신 등에 있어서, 기지국 장치와 이동국 장치가 통신을 행할 때, 이동국 장치로부터 기지국 장치에 데이터를 송신하는 회선을 의미한다. 이 업링크에 있어서, 기지국 장치에서는, 여러 이동국 장치로부터의 신호를 동시에 수신한다. 그 때문에 수신 전력이 동일하면 수신 처리가 용이해지고, 또한, 수신 특성도 우수하다. 이것을 실현하기 위해서, 이동국 장치가 송신하는 신호의 송신 전력을 제어하는 시스템이 도입되어 있으며, 이것을 송신 전력 제어(TPC:Transmit Power Control)이라고 칭한다.
3G(제3 세대)의 휴대 전화에서 사용되고 있는 통신 방식은 CDMA(Code Division Multiple Access)이며, 복수의 이동국 장치는 사용하는 부호를 달리하고, 동일한 주파수를 사용하여 기지국 장치에 동시에 액세스하기 때문에, 일반적으로 정밀도가 높고, 고속의 TPC를 필요로 한다. 한편, 차세대(3.9G)의 휴대 전화의 규격에서는, 업링크의 통신 방식으로서 DFT-S-OFDMA(Discrete Fourier Transform-Spread-Orthogonal Frequency Division Multiple Access)가 사용될 예정이며, CDMA에서 사용되는 TPC와 같이 고정밀도, 고속의 TPC는 필요로 하지 않지만, 인접 기지국 장치에의 간섭량을 적절하게 제어할 목적으로 TPC가 사양화되어 있다(비특허문헌 1).
TPC 방법으로서 크게 나누어 2개 있고, 각각 개루프(오픈 루프), 폐루프(클로즈 루프)라고 호칭된다. 업링크에서 TPC를 사용하는 것을 상정하여 간단하게 설명하면, 개루프의 TPC란, 이동국 장치가 이동국 장치의 판단으로 송신 전력을 제어하는 것이며, 폐루프란 기지국 장치로부터의 지시에 의해 송신 전력을 제어하는 것이다.
개루프에는, 기지국 장치가 송신하고 있는 송신 전력과 실제로 이동국 장치가 수신한 수신 전력으로부터 신호의 감쇠량을 추정하고, 추정한 감쇠량과 기지국 장치에서 필요로 하는 수신 전력으로부터 이동국 장치의 송신 전력을 결정하는 방법이 있다. 한편, 폐루프에는, 기지국 장치에 있어서 수신 전력을 측정하고, 과부족을 통지하는 방법이나, 송신되는 신호의 오류율 등으로부터, 이동국 장치의 송신 전력의 증감을 통지하는 방법이 있다.
또한, 이어서 세대(4G)에서는, 3.9G로 사양화한 시스템을, 복수의 다른 대역에서 병렬로 사용해서 1개의 시스템으로 하는 Carrier Aggregation이라고 하는 기술이 검토되고 있다. 이 기술에 의해 단순하게 처리량을 향상할 수 있다고 하는 장점이 있다.
비특허문헌 1 : 3gpp ts 36.213 v8.5.0 5.1장
3.9G에서는, 단말기(이동국)는 송신 전력을 다음의 수학식으로 표시되는 바와 같은 파라미터로 결정한다.
<수학식 1>
Figure pct00001
수학식 1에 있어서, OpTx는, 각 단말기가 기지국으로부터의 전파로 손실 등을 기초로 결정하는 값이며, ClTx는 기지국으로부터 제어 채널 등을 사용하여 통지되는 값이다. 또한, Min{X, Y}는 최소값을 선택하는 함수이다. 3.9G의 경우, 단말기가 사용하는 대역 폭은 가변이기 때문에, OpTx는 대역 폭에도 의존하여 변경된다.
한편, 4G에서 검토되고 있는 Carrier Aggregation은, 3.9G로 사양화한 시스템이 복수 사용된다. 또한, 시스템을 구성하는 1개의 3.9G의 시스템을 CC(Component Carrier)라고 호칭하지만, 각 CC는, 서로 독립하여 제어되는 경우가 있다. 이러한 시스템에 있어서, 수학식 1에서 송신 전력을 결정하면 송신 전력이 최대 송신 전력에 가까운 값으로 설정되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 또 다른 CC에서 송신 요구가 이루어짐으로써, 수학식 1의 후자의 파라미터 Optx+ClTx가 최대 송신 전력을 초과하게 된다. 그리고, 단말기의 능력의 한계인 최대 송신 전력에 송신 전력이 설정되기 때문에, 각 CC에서 충분한 송신 전력을 얻을 수 없게 되고, 결과적으로 기지국에서의 CC마다의 수신 전력이 저하하여, 통신에 오류가 발생한다고 하는 문제가 발생하는 것이 생각된다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 각 CC(Component Carrier)에서 통신이 독립하여 행하여지는 경우에도, 통신에 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 무선 통신 시스템, 무선 송신 장치 및 무선 송신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 이하와 같은 수단을 강구하였다. 즉, 본 발명의 무선 통신 시스템은, 무선 송신 장치와 무선 수신 장치가 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템으로서, 상기 무선 송신 장치는, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 또한, 상기 각 시스템 주파수 대역에서 송신할 수 있는 최대 송신 전력을 달리하는 제어가 가능한 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 송신 데이터에 대하여 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 또한, 각 시스템 주파수 대역에서 송신할 수 있는 최대 송신 전력을 달리하는 제어가 가능하므로, 시스템 주파수 대역마다 개별로 송신 전력을 결정할 수 있다. 이에 의해, 각 무선 송신 장치의 처리량 및 무선 영역 전체의 처리량의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다.
(2) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템은, 상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하므로, 우선적으로 송신 전력이 할당된 시스템 주파수 대역에 있어서의 통신 성능을 확보하면서, 복수의 시스템 주파수 대역을 사용한 광대역 통신을 행할 수 있어, 효율이 높은 통신을 실현하는 것이 가능하게 된다.
(3) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 우선 순위는, 상기 시스템 주파수 대역마다 통신에 사용되는 대역 폭에 따라 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 경우, 사용하는 RB(Resource Block)수가 적은 시스템 주파수 대역에 우선적으로 송신 전력을 할당하면, 사용하는 RB수가 많은 시스템 주파수 대역에서는, 오류가 발생하여, 재송을 하지 않으면 안되게 된다. 즉, 많은 RB가 다음의 송신 기회에서 사용되게 되어, 통신 효율이 매우 나빠지게 된다. 본 발명에 따르면, 우선 순위는, 시스템 주파수 대역마다 통신에 사용되는 대역 폭에 따라 설정되므로, 예를 들어 시스템 주파수 대역마다 RB수가 상이한 경우에는, 사용하는 RB수가 보다 많은 시스템 주파수 대역의 통신에 대하여 우선적으로 송신 전력을 할당함으로써, 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.
(4) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 우선 순위는, MIMO(Multi-Input Multi-Output) 통신을 행할 것인지의 여부에 따라 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
MIMO에 있어서, 각 스트림에 일괄된 오류 정정 부호화를 행한 경우, 즉, 코드 워드수가 1인 경우, 어느 하나의 안테나로부터 송신되는 스트림에 오류가 발생하면, 다른 모든 데이터에도 오류가 발생하게 되어, 한번에 다수의 데이터를 소실하게 된다. 본 발명에 따르면, 우선 순위는, MIMO 통신을 행할지의 여부에 따라 설정되므로, 예를 들어 MIMO를 행하지 않는 시스템 주파수 대역보다 MIMO를 행하는 시스템 주파수 대역에 대하여 우선적으로 송신 전력을 할당함으로써, 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.
(5) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 우선 순위는, MIMO의 랭크에 따라 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
MIMO에 있어서, 각 스트림에 일괄된 오류 정정 부호화를 행한 경우, 즉, 코드 워드수가 1인 경우, 어느 하나의 안테나로부터 송신되는 스트림에 오류가 발생하면, 다른 모든 데이터에도 오류가 발생하게 되어, 한번에 다수의 데이터를 소실하게 된다. 본 발명에 따르면, 우선 순위는, MIMO의 Rank에 따라 설정되므로, 예를 들어 Rank가 높은 MIMO를 행하는 시스템 주파수 대역에 대하여 우선적으로 송신 전력을 할당함으로써, 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.
(6) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 우선 순위는, 상기 시스템 주파수 대역의 대역 폭에 따라 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 경우, 복수의 대역 폭을 갖는 무선 수신 장치가, 수신 가능한 대역 폭에 맞추어 어느 하나의 시스템 주파수 대역을 이용하는 것이 상정된다. 이러한 경우, 대역 폭이 좁은 시스템 주파수 대역에서 송신 전력이 할당되지 않음으로써 재송이 발생하면, 그 대역에만 접속할 수 있는 무선 수신 장치에 큰 영향을 미치게 된다. 본 발명에 따르면, 우선 순위는, 시스템 주파수 대역의 대역 폭에 따라 설정되므로, 예를 들어 시스템 주파수 대역의 대역 폭이 좁은 순서대로 송신 전력을 설정함으로써, 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.
(7) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 우선 순위는, 재송신 횟수에 따라 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 경우, 각 시스템 주파수 대역간에서 독립적으로 스케줄링을 행하고 있으면, 복수회째(n회째)의 재송신 데이터나 첫송신(1회째) 데이터가, 동시에 상이한 시스템 주파수 대역에서 송신되는 케이스가 상정된다. 본 발명에 따르면, 우선 순위는, 재송신 횟수에 따라 설정되므로, 첫송신 데이터보다 재송신 데이터를 우선하고, 또한, 재송신 데이터끼리에서는, 재송신 횟수가 큰 재송신 데이터를 송신하는 시스템 주파수 대역에 우선적으로 데이터를 할당함으로써, 타임 아웃에 의해 데이터가 소실하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
(8) 또한, 본 발명의 무선 통신 시스템은, 상기 무선 송신 장치의 최대 송신 전력 및 동시에 사용하는 시스템 주파수 대역의 수에 기초하여, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
각 시스템 주파수 대역 내에서는 PAPR 특성이 양호하였다고 해도, 복수의 시스템 주파수 대역을 사용함으로써, 멀티 캐리어 신호를 송신하는 경우와 마찬가지로, PAPR 특성이 열화한다고 문제가 발생한다. 본 발명에 따르면, 무선 송신 장치의 최대 송신 전력뿐만 아니라, 동시에 사용하는 시스템 주파수 대역의 수에 기초하여, 송신 데이터에 대하여 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하므로, 통신 방식의 특성이 바뀌는 것에 의한 송신 전력 제어에의 영향을 억제하는 것이 가능하게 된다.
(9) 또한, 본 발명의 무선 송신 장치는, 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템에 적용되는 무선 송신 장치로서, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 주파수 대역 단위로 상이한 최대 송신 전력을 설정하는 송신 전력 제어부와, 상기 시스템 주파수 대역을 사용하여 송신 데이터를 무선 송신하는 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 송신 데이터에 대하여 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 주파수 대역 단위로 상이한 최대 송신 전력을 설정하므로, 시스템 주파수 대역마다 개별로 송신 전력을 결정할 수 있다. 이에 의해, 각 무선 송신 장치의 처리량 및 무선 영역 전체의 처리량의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다.
(10) 또한, 본 발명의 무선 송신 장치에 있어서, 상기 송신 전력 제어부는, 상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하므로, 우선적으로 송신 전력이 할당된 시스템 주파수 대역에 있어서의 통신 성능을 확보하면서, 복수의 시스템 주파수 대역을 사용한 광대역 통신을 행할 수 있어, 효율이 높은 통신을 실현하는 것이 가능하게 된다.
(11) 또한, 본 발명의 무선 송신 방법은, 무선 송신 장치와 무선 수신 장치가 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템의 무선 송신 방법으로서, 송신 전력 제어부에 있어서, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하는 스텝과, 상기 시스템 주파수 대역 단위로 상이한 최대 송신 전력을 설정하는 스텝과, 송신부에 있어서, 상기 시스템 주파수 대역을 사용하여 송신 데이터를 무선 송신하는 스텝을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 송신 데이터에 대하여 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 시스템 주파수 대역 단위로 상이한 최대 송신 전력을 설정하므로, 시스템 주파수 대역마다 개별로 송신 전력을 결정할 수 있다. 이에 의해, 각 무선 송신 장치의 처리량 및 무선 영역 전체의 처리량의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다.
(12) 또한, 본 발명의 무선 송신 방법에 있어서, 상기 송신 전력 제어를 행하는 스텝에서는, 상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이, 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하므로, 우선적으로 송신 전력이 할당된 시스템 주파수 대역에 있어서의 통신 성능을 확보하면서, 복수의 시스템 주파수 대역을 사용한 광대역 통신을 행할 수 있어, 효율이 높은 통신을 실현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 따르면, 무선 송신 장치의 최대 송신 전력에 기초하여, 송신 데이터에 대하여 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하므로, 시스템 주파수 대역마다 개별로 송신 전력을 결정할 수 있다. 이에 의해, 각 무선 송신 장치의 처리량 및 무선 영역 전체의 처리량의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 Carrier Aggreagtion의 개념을 도시하는 도면.
도 2는 DFT-S-OFDM 신호를 송신하는 송신 장치의 개략 구성을 도시하는 블록도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하, 이동국 장치로부터 기지국 장치에 데이터를 송신하는 업링크를 사용하여 설명하지만, 기지국 장치로부터 이동국 장치에 데이터를 송신하는 다운링크에도 당연히 적용 가능하다. 우선, Carrier Aggreagtion(이하, 간단히 「CA」라고 호칭함)에 관하여 설명한다. 도 1은, CA의 개념을 도시하는 도면이다. 도 1에서는, 3개의 시스템 주파수 대역을 CA로서 사용하는 경우를 나타내고 있다. 각 시스템 주파수 대역은, 제어 채널 대역 C와 데이터 채널 대역 D로 구성되고, 제어 채널 대역 C는 데이터 채널 대역 D의 양단부에 배치된다. 각 시스템 주파수 대역의 사이에는 가드 대역 G를 나타내고 있지만, 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 또한, 시스템 주파수 대역보다 넓은 가드 대역이 설정되는 경우도 상정할 수 있다. 또한, 각 시스템 주파수 대역 폭은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 동일할 필요는 없다. 또한, 동일해도 문제없다.
이하의 실시 형태에서는, CA를 구성하는 1개의 시스템을 CC(Component Carrier)라고 호칭하고, 1개의 CC가 이용하는 주파수 대역을 시스템 주파수 대역이라고 호칭한다.
[제1 실시 형태]
제1 실시 형태에서는, 도 1에 도시하는 CA를 행하는 것을 전제로 한다. 도 2는, DFT-S-OFDM 신호를 송신하는 송신 장치의 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 단, 도 2에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 본 발명을 설명하기 위하여 필요로 하는 최소한의 블록을 나타내고 있다. 스크램블부(100-1 내지 100)-3)는, 데이터에 대하여 랜덤성을 부가하기 위해서, 혹은 데이터의 은닉성을 부가하기 위하여 스크램블을 실시한다. 변조부(101-1 내지 101-3)는, QPSK 등의 변조를 행한다. DFT부(102-1 내지 102-3)는, 복수의 데이터에 대하여 DFT(Discrete Fourier Transform: 이산 푸리에 변환)를 행한다. DFT는, DFTPre-Coding이라고 불리는 경우도 있다.
리소스 맵부(103-1 내지 103-3)는, 사용하는 리소스 블록(Resource Block: 이하, 「RB」라고 호칭함)에 데이터를 할당한다. 여기서, RB란, 1개 이상의 서브 캐리어로 구성되고, 이동국 장치가 기지국 장치에 액세스할 때의 최소 단위이다. OFDM 신호 생성부(104-1 내지 104-3)는, 리소스 맵부(103-1 내지 103-3)에 있어서, 사용하는 RB의 연속으로 되어 있는 경우에는, DFT-S-OFDM 신호를 생성하는 한편, 리소스 맵부(103-1 내지 103-3)에 있어서, 사용하는 RB가 이산적으로 되어 있는 경우에는 Clustered DFT-S-OFDM 신호를 생성한다. 따라서, 도 2에 도시하는 송신 장치에서는, DFT-S-OFDMA, Clustered DFT-S-OFDMA의 2개의 액세스 방식을 전환하는 것이 가능하게 된다.
송신 전력 제어부(105-1 내지 105-3)는, 시스템 주파수 대역마다 송신 전력 제어를 행한다. 단, 이 송신 전력 제어부(105-1 내지 105-3)를, OFDM 신호 생성부(104-1 내지 104-3) 내에 조립되는 IDFT부(역 DFT부) 앞에 배치시키고, 서브 캐리어마다의 전력을 변경함으로써도 동일한 기능을 실현 가능하다. 이상 설명한 각 블록은, 하이픈으로 1에서 3까지 3개의 블록으로 표시되어 있지만, 이것은, 도 1의 CA에 있어서, 3개의 시스템 주파수 대역을 전제로 하고 있기 때문이다. RF부(106)는, 입력되는 3개의 신호를 합성하고, 도시하지 않은 안테나에 대하여 출력한다.
송신 전력 제어(Transmission Power Control: 이하, 「TPC」라고 호칭함)에는, 크게 나누어 2개의 방식이 있다. 하나는, 기지국 장치로부터 통지되는 제어 정보에 기초하여 송신 전력을 제어하는 폐루프에 의한 TPC이며, 다른 하나는, 이동국 장치에서 기지국 장치와의 거리 등으로부터 감쇠량을 추정하고, 이동국 장치에서 송신 전력을 제어하는 개루프의 TPC이다. 이 2개의 TPC를 병용하기도 한다. 송신 전력을 결정하기 위해서는, 예를 들어 다음의 수학식을 사용하는 방법이 있다.
<수학식 1>
Figure pct00002
수학식 1에 있어서, OpTx는, 이동국 장치마다 결정하는 송신 전력, ClTx는, 기지국 장치로부터의 통지에 의한 송신 전력의 보정값이다. 또한, ClTx에는, 복수의 통지 방법이 있고, OpTx로부터의 차분으로 통지하는 방법, 통지되는 ClTx를 누적해 가는 방법, 이들을 병용하는 방법 등이 있다. 수학식 1에 있어서 Min은 {}내에서 표시되는 값 중 가장 작은 값을 선택한다고 하는 함수이다.
CA를 상정으로 한 시스템에서는, CA 단위로 데이터가 독립적으로 스케줄링, 즉 이동국 장치에 대하여 RB의 할당이 행하여지는 경우가 상정된다. 이러한 상정 하에서, 최대 송신 전력에 가까운 송신 전력을 사용하고 있는 경우, 동시에 지금까지 사용하지 않은 CC에서 동시에 통신이 개시되면, 송신 전력이 급격하게 부족하게 되어 데이터가 잘못되거나, 폐루프의 송신 전력 제어가 적격으로 동작하지 않게 되거나 하는 등의 문제가 발생한다.
그래서, 각 CC에서 독립적으로 송신 전력 제어를 행하여, 총 송신 전력이 최대 송신 전력을 초과하지 않도록 제어함으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다. 다음의 수학식으로 표현되는 TxP(cc1) 내지 TxP(cc3)는, 도 1의 CC1 내지 CC3(도 2의 송신 전력 제어부(105-1 내지 105-3))의 송신 전력을 결정하기 위한 식이다.
<수학식 2>
Figure pct00003
<수학식 3>
Figure pct00004
<수학식 4>
Figure pct00005
수학식 2 내지 4에 있어서, a, b, c, d, e, f는 0이나 1의 상수이며, 어느 CC에 대하여 우선적으로 전력을 할당하는지에 따라 결정된다. 예를 들어, 우선 순위가 CC1, CC2, CC3인 경우, a=b=d=0, c=e=f=1이 된다. 수학식 1에 대하여, 수학식 2 내지 4에서는 OpTx, ClTx가 CC마다 결정되는 값으로 되어 있지만, 이것은 CC마다 통신 특성이 상이한 것을 고려하여, 독립적으로 제어할 수 있는 것을 의미하고 있다. 단, OpTx, ClTx 모두 독립일 필요는 없으며, ClTx는 모든 CC에서 공통인 값으로 해도 된다.
이와 같이, CC마다 독립하여 송신 전력을 결정함으로써, CC 단위로 개별의 제어를 행하는 것이 가능하게 되고, 기지국 장치에서 요구하는 수신 레벨 등도 CC 단위로 설정할 수 있게 된다. 예를 들어, 단말기마다의 우선적으로 사용하는 CC가 정해져 있는 시스템에서는, 그 CC에 대하여 우선적으로 전력이 할당되도록 a 내지 f의 상수를 설정함으로써, 다른 CC에 있어서 동시에 송신 요구가 발생해도, 우선적으로 사용하는 CC에 대한 영향을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 수학식 2 내지 4에서 송신 전력을 산출한 결과, Min{X, Y}로 표시되는 X가 음의 값이 되는 경우도 있다. 이 경우는, 그 CC에서는 데이터를 송신할 수 없는 것을 의미한다.
이와 같이, CC의 우선 순위에 따라 송신 전력을 결정함으로써, 우선적으로 전력이 할당된 CC에 있어서의 통신 성능을 확보하면서, 복수의 CC를 사용한 광대역 통신을 행할 수 있고, 결과적으로 효율이 좋은 통신이 가능하게 된다.
본 실시 형태에서는, 수학식 2 내지 4를 사용하여, 적용적으로 최대 송신 전력을 설정하는 경우에 대하여 설명했지만, 미리 CC 단위로 최대 송신 전력을 설정해 두는 것도 가능하다. 또한, 테이블 등을 준비하고, 상황에 따라, 최대 송신 전력을 CC마다 설정하는 것도 가능하다.
[제2 실시 형태]
제1 실시 형태에서는, CC의 우선 순위에 따라 송신 전력을 결정하는 방법에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태에서는, 우선 순위를 정하는 방법과 그 효과에 대하여 설명한다.
<우선 순위를 정하는 방법1>
3.9G에서는, 주파수 분할 다중에 의해 단말기가 기지국 장치에 액세스하고, 단말기가 액세스하는 주파수 대역 폭은 가변이다. 따라서, CA를 행할 때에는, 액세스를 행하는 단위(RB수)는 CC마다 기본적으로 동일하지는 않다. 이 경우, 사용하는 RB수가 적은 CC에 우선적으로 전력을 할당하면, 많은 RB수를 사용하는 CC에서는 오류가 발생하여, 재송으로 되게 된다. 즉, 많은 RB가 다음의 송신 기회에 사용되게 된다. 이것은, 매우 통신 효율이 나쁘다고 할 수 있다. 따라서, CC마다 RB수가 상이한 경우에는, 사용하는 RB수가 보다 많은 CC의 통신에 대하여 우선적으로 전력을 할당함으로써, 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.
<우선 순위를 정하는 방법2>
차세대 이후의 통신에서는, 업링크에서도 고속의 데이터 전송을 실현하기 위해서, 송수신에서 복수의 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 전송이 사용될 전망이다. CA가 각 CC에서 독립해서 데이터를 스케줄링하는 것을 고려하면, CC에 의해 MIMO를 행하거나, 행하지 않거나, MIMO의 Rank가 상이하거나 하는 것이 상정된다. 여기서, 「Rank(랭크)」란, MIMO 전송에 있어서 동시에 송신하는 스트림수를 가리킨다. 이 경우는, MIMO를 행하지 않는 CC보다는 MIMO를 행하는 CC에 대하여 우선적으로 전력을 할당한다. 또한, MIMO의 Rank가 상이한 경우에는, Rank가 높은 MIMO 전송을 행하는 CC에 대하여 우선적으로 전력을 할당한다. 이에 의해, 보다 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다.
MIMO에 있어서 각 스트림에 일괄의 오류 정정 부호화를 행한 경우(코드 워드수가 1인 경우), 어느 하나의 안테나로부터 송신되는 스트림에 오류가 발생하면, 모든 다른 데이터에도 오류가 발생하게 되어, 한번에 많은 데이터를 소실하게 된다. 따라서, MIMO하지 않는 CC보다는 MIMO를 행하는 CC, 또한 보다 Rank가 높은 MIMO가 사용되는 CC에 우선적으로 전력을 할당함으로써 대량으로 데이터가 소실되는 것을 피할 수 있다.
<우선 순위를 정하는 방법3>
제1 실시 형태의 도 1에서도 나타내고 있지만, CA를 행할 때, 각 CC의 대역 폭이 동일하다고는 할 수 없다. 또한, CA를 행하는 시스템에서는 복수의 대역 폭을 갖는 단말기가, 수신 가능한 단말기 폭에 맞추어 CC를 이용하는 것이 상정된다. 이러한 경우, 시스템 주파수 대역 폭이 좁은 CC에서, 전력이 할당되지 않음으로써 재송이 발생하면, 그 대역에만 접속할 수 있는 단말기에 큰 영향을 미치게 된다. 그것에 대하여 시스템 주파수 대역 폭이 넓은 CC에서는 그 영향이 적다. 따라서, 시스템 주파수 대역 폭이 좁은 CC에서 행하여지는 송신에 대하여, 우선적으로 전력을 할당함으로써, 효율적인 통신을 행하는 것이 가능하게 된다. 더욱 상세하게 우선 순위를 정하기 위해서, 시스템 주파수 대역 폭과 송신 대역 폭의 비(송신 대역 폭/시스템 주파수 대역 폭)이 큰 순서대로 우선 순위를 정하는 방법도 있다.
<우선 순위를 정하는 방법4>
통상, 무선 통신에서는 유선 통신과 비교하여 오류가 발생할 확률이 높기 때문에, 그것을 담보하는 방법으로서 재송이 중요한 기술이 된다. CC간에서 독립적으로 스케줄링을 행하고 있으면, n회째의 재송신 데이터나 첫송신 데이터가 동시에 상이한 CC에서 송신되는 케이스가 상정된다. 이 경우는, 첫송신 데이터보다 재송신 데이터, 재송신 데이터끼리에서는, n이 큰 재송신 데이터를 송신하는 CC에 우선적으로 전력을 할당함으로써, 타임 아웃에 의해 데이터가 소실되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
[제3 실시 형태]
제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, CA를 행함으로써, 송신 데이터량이 CA 하지 않는 경우보다 많아지기 때문에, 송신 전력이 부족한 경우에 대하여 생각하고, 그 대응에 대하여 설명하였다. 한편, CA수보다 단말기의 RF부 내의 증폭기가 적은 경우, CA를 행함으로써 송신 신호의 형식이 바뀌게 된다고 하는 문제가 있다.
싱글 캐리어 형식은, PAPR(Peak to Average Power Ratio) 특성이 양호한 통신 방식으로서 알려져 있다. 또한, 멀티 캐리어 형식은, PAPR 특성이 양호하지 않은 통신 방식으로서 알려져 있다. 여기서, CC내에서는, DFT-S-OFDM에 의해, 싱글 캐리어 형식이어도, CA에 의해 복수의 CC가 신호를 송신함으로써, 멀티 캐리어 신호로 되게 된다. 게다가, PAPR 특성은 CC를 행하는 수에 따라 변화한다.
이 경우, 상기한 수학식 2 내지 수학식 4의 최대 송신 전력을 이하에 나타내는 PAPR을 고려하여 최대 송신 전력으로 변경함으로써, 통신 방식의 특성이 바뀌는 것에 의한 TPC에의 영향을 억제할 수 있다.
Figure pct00006
여기서, CM이란, CC수가 1개 증가함으로써 열화하는 PAPR 특성의 영향을 고려한 송신 전력의 감쇠분이다. 여기서는, CA를 행함으로써 열화하는 PAPR 특성의 영향이 CC수에 비례한다고 근사했지만, 상세하게는 비례한다고는 할 수 없다. 따라서, CC의 수에 의존한 감쇠량의 테이블을 갖고, CC수에 따라 적용한다고 하는 방법도 있다.
이상, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에서는, CC수, 통신 방식을 한정하여 설명을 행하였지만, 그것에 한정되지 않고, 예를 들어 통신 방식으로서는 OFDM을 사용하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 무선 송신 장치의 최대 송신 전력에 기초하여, 송신 데이터에 대하여 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하므로, 시스템 주파수 대역마다 개별로 송신 전력을 결정할 수 있다. 이에 의해, 각 무선 송신 장치의 처리량 및 무선 영역 전체의 처리량의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 우선 순위(우선도)가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하므로, 우선적으로 송신 전력이 할당된 시스템 주파수 대역에 있어서의 통신 성능을 확보하면서, 복수의 시스템 주파수 대역을 사용한 광대역 통신을 행할 수 있어, 효율이 높은 통신을 실현하는 것이 가능하게 된다.
100-1 내지 100-3 : 스크램블부
101-1 내지 101-3 : 변조부
102-1 내지 102-3 : DFT부
103-1 내지 103-3 : 리소스 맵부
104-1 내지 104-3 : OFDM 신호 생성부
105-1 내지 105-3 : 송신 전력 제어부
106 : RF부

Claims (12)

  1. 무선 송신 장치와 무선 수신 장치가 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템으로서,
    상기 무선 송신 장치는 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고,
    또한, 상기 각 시스템 주파수 대역에서 송신할 수 있는 최대 송신 전력을 달리하는 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 우선 순위는 상기 시스템 주파수 대역마다 통신에 사용되는 대역 폭에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 우선 순위는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 통신을 행하는지의 여부에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 우선 순위는 MIMO의 랭크에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 우선 순위는 상기 시스템 주파수 대역의 대역 폭에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 우선 순위는 재송신 횟수에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무선 송신 장치의 최대 송신 전력 및 동시에 사용하는 시스템 주파수 대역의 수에 기초하여, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  9. 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템에 적용되는 무선 송신 장치로서,
    송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하고, 주파수 대역 단위로 상이한 최대 송신 전력을 설정하는 송신 전력 제어부와,
    상기 시스템 주파수 대역을 사용하여 송신 데이터를 무선 송신하는 송신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 송신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 송신 전력 제어부는, 상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 송신 장치.
  11. 무선 송신 장치와 무선 수신 장치가 복수의 시스템 주파수 대역을 사용하여 통신을 행하는 무선 통신 시스템의 무선 송신 방법으로서,
    송신 전력 제어부에 있어서, 송신 데이터에 대하여 상기 시스템 주파수 대역을 단위로 한 송신 전력 제어를 행하는 스텝과,
    상기 시스템 주파수 대역 단위로 상이한 최대 송신 전력을 설정하는 스텝과,
    송신부에 있어서, 상기 시스템 주파수 대역을 사용하여 송신 데이터를 무선 송신하는 스텝을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 송신 전력 제어를 행하는 스텝에서는, 상기 각 시스템 주파수 대역에 우선 순위를 설정하고, 상기 우선 순위가 높은 순서대로 상기 시스템 주파수 대역의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 송신 방법.
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