KR20120081550A - 이동통신 시스템에서 역방향 전송 출력 결정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 역방향 전송 출력 결정 방법 및 장치에 관한 것으로, 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc이 적용된 서빙 셀별 최대 전송 출력 1과 단말별 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정과, 서빙 셀별로 필요 전송 출력이 결정되면, 상기 최대 전송 출력 1로 제한하여 역방향 전송 출력 1을 결정하는 과정과, 상기 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합과 상기 최대 전송 출력 2를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정으로 구성된다. 따라서 단말은 다중 캐리어를 통해 역방향 전송이 수행되는 경우, 타 주파수 밴드 혹은 타 셀에 대한 간섭을 최소화하도록 효율적으로 역방향 전송 출력을 결정할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 역방향 전송 출력 결정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SETTING UPLINK TRANSMISSION POWER IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 다중 순방향 캐리어 및 역방향 캐리어가 집적된 단말이 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
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 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. LTE 규격에 따라 최근 LTE 통신 시스템에 여러 가지 신기술을 접목해서 전송 속도를 보다 향상시키는 진화된 LTE 시스템(LTE-Advanced, LTE-A)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 이하 LTE 시스템이라 함은 기존의 LTE 시스템과 LTE-A 시스템을 모두 포함한다. LTE 시스템에서 대표적인 기술로 캐리어 집적(Carrier Aggregation)을 들 수 있다. 캐리어 집적은 단말이 다중 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하는 기술이다. 보다 구체적으로 단말은 집적된 캐리어의 소정의 셀(통상 동일한 기지국에 속한 셀)을 통해 데이터를 송수신한다. 이는 결국 단말이 복수 개의 셀을 통해 데이터를 송수신하는 것과 동일하다.
종래 이동통신 시스템에서 단말은 단일 캐리어로 역방향 전송 시, 스케줄링된 자원의 양, 코딩 레이트 및 채널 상태 등을 고려해서 필요 전송 출력을 계산한다. 그리고 단말은 계산된 필요 전송 출력을 소정의 최대 전송 출력으로 제한해서 최종 역방향 전송 출력을 결정한다.
그러나 단말이 다중 캐리어를 통해서 역방향 전송 시, 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치는 아직 논의된 바가 없다. 이에 단말이 필요 전송 출력을 최대한 유지하면서 타 주파수 밴드 혹은 타 셀에 대한 간섭을 최소화하도록 각 캐리어 별 역방향 전송 출력을 결정하는 방법이 필요하다.
따라서 본 발명은 이동통신 시스템의 단말에서 다중 캐리어를 통해서 역방향 전송시 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 이동통신 시스템의 단말에서 다중 캐리어를 통해서 역방향 전송 시 필요 전송 출력을 유지하면서 간섭을 최소화하도록 각 캐리어 별 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 역방향 전송 전력 결정 방법은 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC,c 와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc 이 적용된 서빙 셀별 최대 전송 출력 1과 단말별 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정과, 서빙 셀별로 필요 전송 출력이 결정되면, 상기 최대 전송 출력 1로 제한하여 역방향 전송 출력 1을 결정하는 과정과, 상기 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합과 상기 최대 전송 출력 2를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러기 위해 본 발명에서 상기 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정은 SAR(Specific Absorption Rate) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값인 P-MPR(P-Maximum Power Reduction)과 상기 ΔTC ,c , MPRc, A-MPRc 을 고려해서 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 역방향 전송 출력 결정 방법은 서빙 셀별 최대 전송 출력 1과 SAR(Specific Absorption Rate) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값인 P-MPR(P-Maximum Power Reduction)과 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c 와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc 이 적용된 단말별 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정과, 서빙 셀별로 필요 전송 출력이 결정되면, 상기 최대 전송 출력 1로 제한하여 역방향 전송 출력 1을 결정하는 과정과, 상기 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합과 상기 최대 전송 출력 2를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에서 상기 최대 전송 출력 1은 상기 ΔTC ,c, MPRc, 및 A-MPRc 이 적용되어 결정된 것임을 특징으로 한다.
다음으로 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 역방향 전송 전력 결정 장치는 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행하는 송수신기과, 상기 송수신기를 통해 역방향 전송 메시지가 수신되면, 역방향 전송이 수행되는 셀의 주파수 혹은 주파수대에 관련된 파라미터들을 이용하여 각 캐리어 별 최대 전송 출력 1 및 최대 전송 출력 2를 결정하고, 각 서빙 셀 별로 필요 전송 출력과 결정된 상기 최대 전송 출력 1을 비교하여 서빙 셀별로 역방향 전송 출력 1을 결정하며, 상기 역방향 전송 출력 1들의 합과 결정된 최대 전송 출력 2를 비교하여 각 서빙 셀의 최종 역방향 전송 출력을 결정하고, 상기 결정된 최종 역방향 전송 출력에 따라 역방향 전송이 수행되도록 상기 송수신기를 제어하는 제어부를 포함한다.
그러기 위해 본 발명에서 상기 최대 전송 출력 1은 상기 파라미터로 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c 와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc 이 적용된 것임을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서 상기 최대 전송 출력 2는 상기 파라미터로 SAR(Specific Absorption Rate) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값인 P-MPR(P-Maximum Power Reduction)과 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c 와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc 을 고려하여 적용한 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 이동통신 시스템의 단말에서 다중 캐리어를 통해 역방향 전송이 수행되는 경우, 필요 전송 출력을 최대한 유지하면서 타 주파수 밴드 혹은 타 셀에 대한 간섭을 최소화하도록 효율적으로 역방향 전송 출력을 결정할 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 본 발명의 실시예에 따른 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말에서 다중 캐리어 전송 시, 역방향 전송 출력을 결정하는 방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 다른 단말과 기지국 간의 역방향 전송 출력을 결정하기 위한 신호 흐름을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말에서 역방향 전송 출력을 결정하는 방법을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 장치를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 PHR 구조를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PHR 구조를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 다중 캐리어들이 집적된 단말에서 다중 역방향 캐리어를 통해 역방향 전송이 수행될 때 각 역방향 캐리어의 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(105, 110, 115, 120)과 MME(125, Mobility Management Entity) 및 S-GW(130, Serving-Gateway)로 구성된다. 그리고 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(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. 그리고 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 서비스된다. 이에 UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(105, 110, 115, 120)가 담당한다. 통상적으로 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, LTE 시스템은 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 20 MHz 대역폭에서 무선 접속 기술로 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 사용한다. 또한 LTE 시스템은 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 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 2는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 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. 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(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 PDU(Packet Data Unit)들을 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 전송할 수 있다. 또는 물리 계층(220, 225)은 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.
도 3은 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 기지국에서 다중 캐리어들이 여러 주파수 대역에 걸쳐서 송출되고 수신된다. 예를 들어 기지국(305)에서 중심 주파수가 f1인 캐리어(315)와 중심 주파수가 f3(310)인 캐리어가 송출될 때, 하나의 단말이 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신한다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(330)은 동시에 여러 개의 캐리어로부터 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국(305)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(330)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 단말(330)의 전송 속도를 높일 수 있다.
하나의 기지국에서 송출되고 수신되는 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 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.
이하 본 발명을 설명함에 있어, 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나, 임의의 역방향 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 이하 본 발명의 실시 예는 설명의 편의를 위해 LTE 시스템을 가정하여 설명될 것이나, 본 발명은 캐리어 집적을 지원하는 각종 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시 예로 단말이 복수의 역방향 캐리어를 이용해서 역방향 전송을 수행할 때 캐리어 별 역방향 전송 출력을 결정하는 방법 및 장치를 제시한다.
이동통신 시스템에서 단말은 단일 캐리어로 역방향 전송을 수행하는 경우, 필요 전송 출력을 계산한다. 그리고 단말은 필요 전송 출력을 소정의 최대 전송 출력으로 제한해서 역방향 전송 출력을 결정한다. 최대 전송 출력은 단말의 파워 클래스에 의해서 결정되는 단말의 내재적인 최대 전송 출력, 해당 셀에서 허용하는 최대 전송 출력 및 단말의 역방향 전송이 초래할 스퓨리어스 방사(spurious emission)를 소정의 요구 조건 이하로 맞추기 위한 단말의 전송 출력 축소(transmission power reduction 혹은 transmission power backoff) 그리고 SAR(Specific Absorption Rate: 전자파가 인체에 미치는 영향을 소정의 기준 이하로 제어하는 것)을 위한 전송 출력 축소 등을 고려해서 결정되는 값이다. 필요 전송 출력은 주어진 전송 자원, MCS(Modulation and Coding Scheme) 수준 및 경로 손실 등에 의해서 산출되는 전송 출력으로, 주어진 역방향 전송에 적용되어 마땅한 전송 출력이다. 예를 들어, 단말이 임의의 시점에 기지국으로부터 역방향 스케줄링을 받으면, 단말은 상기 주어진 전송 자원, MCS 수준 및 경로 손실 등을 이용해서 필요 전송 출력을 산출한다.
본 발명의 1 실시 예에서는 SAR 등을 고려해서 단말이 역방향 전송 출력을 설정하는 방법 및 장치를 제시한다.
<제1 실시 예>
아래에 제시하는 단말의 동작은 단말이 단일 서빙 셀에서 역방향 전송 출력을 결정하는 종래 동작과 공통점을 최대한 유지하면서 SAR 요구 사항을 고려해서 다수의 서빙 셀에서 동시에 역방향 전송이 수행되어야 하는 경우 역방향 전송 출력을 결정하는 방법에 관한 것이다. 단말은 다중 역방향 전송을 수행하는 경우, 즉 하나 이상의 셀을 통해 역방향 전송이 수행되도록 다수의 셀에 대한 다수의 역방향 스케줄링 명령이 수신되면(이하, 임의의 셀에 대한 역방향 스케줄링을 수신한다는 것은 셀에서 역방향 전송을 수행하도록 역방향 전송 자원과 MCS 레벨을 할당 받는 것을 의미함), 각각의 역방향 전송에 대한 필요 전송 출력을 종래와 동일한 방식으로 산출한다. 그리고 단말은 필요 전송 출력을 소정의 최대 전송 허용 값으로 제한한다.
본 발명의 제1 실시 예에서 서빙 셀 별 최대 전송 허용 값을 최대 전송 출력 1로 명명한다. 단말은 최대 전송 출력 1로 제한된 값(이하 전송 출력 1)들을 합산한 값을 또 다른 최대 전송 허용 값과 비교한다. 여기서 또 다른 최대 전송 허용 값은 단말 전체에 대해서 적용되는 것으로 최대 전송 출력 2로 명명한다. 단말은 최대 전송 출력 1로 제한된 필요 전송 출력의 합이 최대 전송 출력 2보다 크다면, 역방향 전송 출력들을 소정의 방식으로 경감시켜서 그 합이 최대 전송 출력 2와 동일하도록 조정한다. 이와 같은 과정들을 수행함에 있어서 단말은 최대 전송 출력 1과 최대 전송 출력 2를 다음과 같이 결정한다.
단말은 셀 별 최대 전송 출력 1을 결정함에 있어서 각 셀들에 대해서 공통적으로 적용할 수 있는 MPR(Maximum Power Reduction), A-MPR(Additive-Maximum Power Reduction) 등의 파라미터들을 결정한다. 그리고 단말은 역방향 전송이 수행될 셀들에 대해서 동일한 MPR, A-MPR 등을 적용한다. 단말은 최대 전송 출력 2를 결정함에 있어서, SAR을 만족하기 위한 별도의 전송 출력 감소 파라미터로 A-MPR+(혹은 P-MPR)를 판단하고 상기 값을 적용한다. 또한 최대 전송 출력 2를 결정함에 있어서 단말은 역방향 전송이 수행될 서빙 셀들의 최대 전송 전력 PEMAX들과 단말의 물리적 특정에 따른 최대 전송 전력 Ppowerclass로부터 유도한 값을 사용한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말에서 다중 캐리어 전송 시, 역방향 전송 출력을 결정하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
임의의 단말이 서빙 셀 1과 서빙 셀 2에서 역방향 전송을 수행하도록 역방향 스케줄링 명령을 수신하면, 다음과 같이 역방향 전송 출력을 결정한다. 이하에서는 캐리어와 셀을 구별할 필요가 없는 경우에는 두 용어를 혼용한다. 그리고 서빙 셀이란 캐리어 집적이 설정된 단말이 순방향 수신과 역방향 전송을 수행하는 셀, 혹은 순방향 수신을 수행하는 셀을 의미한다.
단말은 서빙 셀 1과 서빙 셀 2에 대해서 최대 전송 출력 1을 결정한다. 도 4의 예에서 서빙 셀 1인 캐리어 1의 최대 전송 출력 1(405)과 서빙 셀 2인 캐리어 2의 최대 전송 출력 1(407) 모두 200 mW로 가정한다. 여기서 최대 전송 출력 1(405, 407)은 서빙 셀 별로 다른 값이 설정될 수도 있다. 그리고 최대 전송 출력 1(405, 407)이 서빙 셀 별로 어떻게 설정되는지는 후술하기로 한다. 본 발명에서 단말은 서빙 셀 1의 주파수 대와 서빙 셀 2의 주파수 대가 동일한 주파수 대역의 연속된 주파수 대인 경우, 동일한 MPR, A-MPR 등을 사용하여 최대 전송 출력 1을 결정한다.
그러기 위해 단말은 각 서빙 셀의 필요 전송 출력을 계산한다. 예를 들어 서빙 셀 1의 필요 전송 출력(410)이 150 mW로, 역방향 전송 2의 필요 전송 출력(415)이 250 mW로 산출되었다고 가정한다. 필요 전송 출력(410, 415)을 산출하는 방식은 필요 전송 출력 결정 방식과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
단말은 필요 전송 출력(410, 415)을 해당 서빙 셀의 최대 전송 출력 1(405, 407)과 비교한다. 만약 필요 전송 출력(410, 415)이 최대 전송 출력 1(405, 407)보다 큰 경우, 단말은 역방향 전송 출력(420, 425)을 최대 전송 출력 1(405, 407)로 설정한다. 그리고 필요 전송 출력(410, 415)이 최대 전송 출력 1(405, 407)보다 작은 경우, 단말은 역방향 전송 출력(420, 425)을 필요 전송 출력(410, 415)으로 결정한다. 이하 설명을 통해서 서빙 셀 별 필요 전송 출력을 최대 전송 출력 1로 제한한 것(즉 필요 전송 출력과 최대 전송 출력 1 사이의 최소값)을 해당 서빙 셀의 전송 출력 1로 명명한다.
도 4의 예에서 서빙 셀 1에 대하여, 필요 전송 출력(410) 150 mW와 최대 전송 출력 1(405) 200 mW을 비교하면, 필요 전송 출력(410)이 최대 전송 출력(405)보다 작다. 따라서 단말은 서빙 셀 1의 역방향 전송 출력 1(420)을 필요 전송 출력(410) 150 mW와 동일하게 결정한다.
그리고 서빙 셀 2의 경우, 필요 전송 출력(415) 250 mW와 최대 전송 출력 1(407) 200 mW을 비교하면, 필요 전송 출력(415)이 최대 전송 출력(407)보다 크다. 따라서 단말은 서빙 셀 2의 제1 역방향 전송 출력(425)을 최대 전송 출력 1(407) 200 mW와 동일하게 결정한다.
이후, 단말은 서빙 셀들의 역방향 전송 출력 1(420, 425)을 합산한 값이 최대 전송 출력 2(430)를 초과하는지 검사한다. 최대 전송 출력 2(430)는 단말 별로 설정되는 값이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말에서 다중 캐리어 전송 시, 역방향 전송 출력을 결정하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
임의의 단말이 서빙 셀 1과 서빙 셀 2에서 역방향 전송을 수행하도록 역방향 스케줄링 명령을 수신하면, 다음과 같이 역방향 전송 출력을 결정한다. 이하에서는 캐리어와 셀을 구별할 필요가 없는 경우에는 두 용어를 혼용한다. 그리고 서빙 셀이란 캐리어 집적이 설정된 단말이 순방향 수신과 역방향 전송을 수행하는 셀, 혹은 순방향 수신을 수행하는 셀을 의미한다.
단말은 서빙 셀 1과 서빙 셀 2에 대해서 최대 전송 출력 1을 결정한다. 도 4의 예에서 서빙 셀 1인 캐리어 1의 최대 전송 출력 1(405)과 서빙 셀 2인 캐리어 2의 최대 전송 출력 1(407) 모두 200 mW로 가정한다. 여기서 최대 전송 출력 1(405, 407)은 서빙 셀 별로 다른 값이 설정될 수도 있다. 그리고 최대 전송 출력 1(405, 407)이 서빙 셀 별로 어떻게 설정되는지는 후술하기로 한다. 본 발명에서 단말은 서빙 셀 1의 주파수 대와 서빙 셀 2의 주파수 대가 동일한 주파수 대역의 연속된 주파수 대인 경우, 동일한 MPR, A-MPR 등을 사용하여 최대 전송 출력 1을 결정한다.
그러기 위해 단말은 각 서빙 셀의 필요 전송 출력을 계산한다. 예를 들어 서빙 셀 1의 필요 전송 출력(410)이 150 mW로, 역방향 전송 2의 필요 전송 출력(415)이 250 mW로 산출되었다고 가정한다. 필요 전송 출력(410, 415)을 산출하는 방식은 필요 전송 출력 결정 방식과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
단말은 필요 전송 출력(410, 415)을 해당 서빙 셀의 최대 전송 출력 1(405, 407)과 비교한다. 만약 필요 전송 출력(410, 415)이 최대 전송 출력 1(405, 407)보다 큰 경우, 단말은 역방향 전송 출력(420, 425)을 최대 전송 출력 1(405, 407)로 설정한다. 그리고 필요 전송 출력(410, 415)이 최대 전송 출력 1(405, 407)보다 작은 경우, 단말은 역방향 전송 출력(420, 425)을 필요 전송 출력(410, 415)으로 결정한다. 이하 설명을 통해서 서빙 셀 별 필요 전송 출력을 최대 전송 출력 1로 제한한 것(즉 필요 전송 출력과 최대 전송 출력 1 사이의 최소값)을 해당 서빙 셀의 전송 출력 1로 명명한다.
도 4의 예에서 서빙 셀 1에 대하여, 필요 전송 출력(410) 150 mW와 최대 전송 출력 1(405) 200 mW을 비교하면, 필요 전송 출력(410)이 최대 전송 출력(405)보다 작다. 따라서 단말은 서빙 셀 1의 역방향 전송 출력 1(420)을 필요 전송 출력(410) 150 mW와 동일하게 결정한다.
그리고 서빙 셀 2의 경우, 필요 전송 출력(415) 250 mW와 최대 전송 출력 1(407) 200 mW을 비교하면, 필요 전송 출력(415)이 최대 전송 출력(407)보다 크다. 따라서 단말은 서빙 셀 2의 제1 역방향 전송 출력(425)을 최대 전송 출력 1(407) 200 mW와 동일하게 결정한다.
이후, 단말은 서빙 셀들의 역방향 전송 출력 1(420, 425)을 합산한 값이 최대 전송 출력 2(430)를 초과하는지 검사한다. 최대 전송 출력 2(430)는 단말 별로 설정되는 값이다. 이하, 단말이 최대 전송 출력 1 및 최대 전송 출력 2를 설정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
<최대 전송 출력 1을 결정하는 방법>
임의의 서빙 셀 c의 최대 전송 출력 1인 PCMAX ,c는 아래와 같이 <수학식 1>에 의해서 설정된다. 그리고 <수학식 1>에서 서빙 셀 c의 최대 전송 출력 1의 최대값인 PCMAX _H,c는 <수학식 2>에 의해 결정된다. 다음으로 서빙 셀 c의 최대 전송 출력 1의 최소값인 PCMAX _L,c 는 <수학식 3>에 의해 결정된다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
여기서, PEMAX ,c, ΔTC ,c, PPowerClass, MPRc, A-MPRc의 의미는 다음과 같다.
PEMAX ,c는 서빙 셀 c에서 허용된 최대 역방향 전송 전력이며, 기지국이 단말에게 알려 준다. PPowerClass는 단말의 물리적 특성에서 기인한 최대 전송 전력을 의미한다. 단말의 생산 단계에서 단말의 power class가 결정되며, 단말은 power class를 소정의 RRC(Radio Resource Control) 메시지를 사용해서 네트워크에 보고한다.
ΔTC ,c , MPRc, A-MPRc는 인접 채널에 대한 의도되지 않은 방사나 간섭을 소정의 요구 조건에 맞추기 위해서 단말이 서빙 셀 c에서 최대 전송 전력을 조정할 수 있는 한계 값을 정의하는 파라미터이다. 좀 더 상세히, ΔTC ,c는 역방향 전송이 주파수 대역의 가장 자리에서 수행되는 경우 추가적인 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값이다. 예를 들어 역방향 전송이 임의의 주파수 대역의 최저 4 MHz에 해당하는 대역이나 최고 4 MHz에 해당하는 대역에서 이뤄진다면 단말은 ΔTC ,c를 1.5 dB로 설정하고, 나머지 경우에는 0으로 설정할 수 있다.
MPRc는 단말이 할당받은 전송 자원의 양(즉 대역폭)과 변조 방식에 의해서 정해지는 값이다. A-MPRc는 역방향 전송이 이뤄지는 주파수 대역, 지역적 특성, 역방향 전송의 대역폭 등에 의해서 정해지는 값이다. A-MPRc는 지역적 특성과 주파수 대역적 특성에 따라서 스퓨리어스 방사에 특별히 민감한 주파수 대역이 있을 경우에 대비해서 사용된다.
복수의 서빙 셀로 역방향 전송을 수행하는 경우 이러한 파라미터들을 셀 별로 따로 결정하는 경우가 있을 수 있다. 본 발명에서는 역방향 전송을 수행할 셀-들의 주파수대(임의의 셀의 주파수대는 셀에서 데이터가 송수신되는 전체 주파수 자원을 의미한다)가 동일한 주파수 대역에 속하며 서로 인접한 경우라면(예를 들어 셀 1의 역방향 주파수대가 x ~ x + y MHz, 셀 2의 역방향 주파수대가 x+y ~ x+y+z MHz), 서빙 셀들에 대해서 ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc가 공통적으로 적용된다. 이에 복수의 셀에서 역방향 전송이 수행되더라도 이와 같은 파라미터들은 한 번만 결정된다.
ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc는 역방향 전송이 수행되는 셀의 주파수 혹은 주파수대와 밀접한 관계를 가진다(예를 들어 주파수대가 주파수 대역의 가장 자리에 위치하고 있는지, 혹은 역방향 전송이 수행되는 주파수 자원의 크기와 위치 등). n개의 셀의 주파수 대가 동일한 주파수 대역에 속하며 서로 연속적이라면, n개의 셀은 본질적으로 n배의 주파수대를 가지는 하나의 셀과 동일하다고 판단될 수 있다. 따라서 역방향 전송이 인접한 주파수대의 셀들에서 진행되는 경우, 복수의 셀들의 주파수대들을 모두 합한 하나의 셀에서 역방향 전송이 진행된 것으로 모델링될 수 있다. 즉 셀 1 (주파수대 = x ~ x + y MHz)과 셀 2(주파수 대 = x+y ~ x+y+z MHz)에서 역방향 전송이 수행되는 경우, 단말은 동일한 주파수대를 가지는 가상의 셀(주파수 대 = x ~ x + y + z MHz)을 가정해서 ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc를 판단한다. 그리고 단말은 판단한 ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc를 이용하여 셀 1과 셀 2의 최대 전송 출력 1을 결정한다.
<최대 전송 출력 2을 결정하는 방법>
다수의 셀에서 역방향 전송을 수행하는 단말의 최대 전송 출력 2인 PCMAX2는 아래와 같이 <수학식 4>에 의해서 설정된다. 그리고 <수학식 4>에서 PCMAX2의 최대값인 PCMAX2 _H는 <수학식 5>에 의해 결정된다. 다음으로 PCMAX2의 최소값인 PCMAX2 _L은 <수학식 6>에 의해 결정된다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
PEMAX는 셀 별로 시그날링되는 해당 셀에서 허용되는 최대 전송 출력에 관한 파라미터이다. 이때 PEMAX2는 여러 셀에서 동시에 진행되는 역방향 전송에 대한 것이기 때문에 어떤 셀의 PEMAX ,c를 PEMAX2로 사용해야 할지 명확하지 않다. 그래서 PEMAX ,c를 역방향 전송이 수행될 셀들의 PEMAX ,c들을 모두 고려해서 선택하는 값으로 정의한다. 예를 들어 역방향 전송이 진행되는 셀들의 PEMAX ,c들 중 가장 높은 값을 사용하거나, 모든 PEMAX ,c를 고려하되 또 다른 방법으로 PEMAX2를 선택할 수 있다. 여기서 PCMAX2 _H는 PPowerClass와 역방향 전송이 수행될 모든 셀들의 PEMAX ,c들로부터 유도되는 값으로 정의할 수 있다. 예를 들어 PEMAX ,c들 중 가장 높은 PEMAX ,c가 PCMAX2 _H로 정의될 수 있다.
P-MPR은 SAR 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 하므로 P-MPR은 높은 값이 적용된다. 반대로 기기와 인체 사이의 거리가 멀다면 기기의 총 전송 출력 값이 높아져도 되므로 P-MPR로 낮은 값이 적용된다.
P-MPR은 하나의 기기에서 발생하는 전자기파의 총량을 제어하기 위한 파라미터이다. 따라서 P-MPR은 기기의 전체 역방향 전송 중 일부에 해당하는 셀 별 전송 출력을 규제하는 PCMAX ,c를 조정하는 파라미터로 이용되는 것보다는 기기의 전체 역방향 전송을 규제하는 PCMAX2를 조정하는 파라미터로 이용되는 것이 바람직하다. 만약 P-MPR을 이용해서 PCMAX ,c를 조정한다면, P-MPR을 필요 이상으로 높은 값을 사용해야 하는 부작용이 발생할 수 있다.
예를 들어 단말의 셀 1과 셀 2에서 역방향 전송이 수행되는 경우, P-MPR을 고려하지 않았을 때 셀 1의 PCMAX ,c는 100 mW, 셀 2의 PCMAX ,c는 200 mW 그리고 PCMAX2는 200 mW라고 가정한다. 그리고 SAR을 충족하기 위해서 단말의 최종 전송 출력은 150 mW라고 가정한다. P-MPR을 PCMAX ,c에 적용해서 최종 전송 출력을 150 mW에 맞추려면, P-MPR은 셀 1에 대해서 50 mW, 셀 2에 대해서 100 mW가 적용되어야 한다. 그러나 이와 같은 값을 적용했을 때 셀 별 최종 전송 출력이 적절한 값이 아닐 수 있다. 즉 셀 1과 셀 2의 필요 전송 출력이 모두 100 mW라고 하면, P-MPR이 셀 별로 적용됨으로써 셀 1과 셀 2의 최종 전송 출력은 50 mW와 100 mW가 된다. 따라서 셀 1에 대해서만 전송 출력 축소가 적용되는 결과로 이어진다. 반면에 PCMAX2 단계에서 P-MPR을 적용한다면, 셀 1의 전송 출력 1이 100 mW, 셀 2의 전송 출력 1이 100 mW의 합이 P-MPR에 의해서 조정된 PCMAX2, 즉 150 mW로 한정된다. 따라서 동일한 크기로 전송 출력 축소가 적용되어 셀 1과 셀 2의 최종 전송 출력은 75 mW와 75 mW가 된다. 즉 PCMAX2에서 P-MPR을 적용하는 것이 보다 바람직한 전송 출력 설정으로 이어진다.
상기와 같이 단말은 역방향 전송이 수행될 셀들의 PEMAX들, PPowerClass, P-MPR, ΔTC,c , MPRc, A-MPRc 등을 적용해서 PCMAX2를 결정한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말과 기지국간의 역방향 전송 출력을 결정하기 위한 시그날링 플로우를 나타낸 도면이다. 도 5의 이동통신 시스템에서 다중 역방향 캐리어를 통해 역방향 전송을 수행할 수 있는 단말(505)과 캐리어 집적 기술을 지원하는 기지국(510)이 존재한다.
도 5를 참조하면, 515 단계에서 단말(505)은 단말 성능 보고와 같은 메시지를 통해서 기지국(510)로 주파수 대역 별로 사용할 수 있는 최대 전송 출력 관련 정보와 최대 전송 출력 2 관련 정보를 전달한다. 최대 전송 출력 2 관련 정보는 기지국이 단말(505)의 최대 전송 출력 2를 판단할 수 있도록 제공되는 정보이다. 그리고 최대 전송 출력 2 관련 정보는 단말(505)의 최대 전송 출력 2가 얼마인지 직접 지시된 정보이거나, 단말(505)의 전력 클래스(Power class) 정보일 수 있다.
520 단계에서 기지국(510)은 단말(505)에게 다수의 서빙 셀을 집적할 때, 서빙 셀 별로 즉 캐리어별 해당 셀에서 허용된 최대 전송 출력 정보인 PEMAX ,c를 전달한다. PEMAX ,c는 셀 간 간섭 등을 고려해서 셀 별로 정의되는 파라미터다. PEMAX ,c는 시스템 정보로 단말(505)로 전달될 수 있지만, 캐리어 집적을 위해서 단말(505)에게 설정되는 여분의 서빙 셀에 대해서는 소정의 제어 메시지를 통해 단말(505)에게 전달될 수도 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 단말이 캐리어 집적 동작을 수행하기 전에 오직 하나의 서빙 셀만 가지고 있는 경우 해당 셀의 PEMAX ,c는 단말이 해당 셀의 시스템 정보를 통해 직접 획득할 수 있다. 그러나 새롭게 집적되는 서빙 셀의 PEMAX ,c는 기지국이 단말로 전송하는 RRC CONNECTION RECONFIGURATION 메시지인 소정의 일 대 일 제어 메시지를 통해 직접 통보될 수 있다.
525 단계에서 단말(505)은 기지국으로부터 전달된 PEMAX ,c 정보와 PPowerClass를 이용해서, 설정된 캐리어별로 최대 전송 출력 1의 최대값을 결정한다. 최대 전송 출력 1의 최대값은 셀 별로 <수학식 2>를 통해 결정된다. 530 단계에서 단말(505)이 기지국(510)으로부터 다수의 서빙 셀들에서 역방향 전송을 수행할 것을 지시하는 역방향 스케줄링 명령을 수신한다. 예를 들어 단말은 캐리어 1의 셀 1에 대해서 t1이라는 시점에 역방향 전송을 지시하는 역방향 그랜트(CELL 1, t1)와 캐리어 2의 셀 2에 대해서 마찬가지로 t1이라는 시점에 역방향 전송을 지시하는 역방향 그랜트(CELL 2, t1)출력을 지시한 메시지를 수신한다.
535 단계에서 단말(505)은 스케줄링 받은 캐리어들의 최대 전송 출력 1 최소값들과 최대 전송 출력 2를 결정한다. 좀 더 상세히, 역방향 전송이 수행될 셀들의 주파수대가 동일한 주파수 대역에서 서로 인접한 주파수대라면, 단말은 두 셀의 상황이 모두 고려된 한 셋의 ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc을 결정한다. 그리고 단말은 수학식 3을 이용해서 복수의 서빙 셀들에 대한 최대 전송 출력 1의 최소 값을 결정한다. 또한 단말은 <수학식 4> ~ <수학식 6>을 적용해서 최대 전송 출력 2를 결정한다.
540 단계에서 단말(505)은 결정된 캐리어 별 최대 전송 출력 1 및 최대 전송 출력 2를 선택한다. 그리고 단말은 545단계에서 캐리어별 전송 출력을 최종으로 선택한다. 이 과정들에 대하어 좀 더 상세히 설명하면, 단말은 선택된 최대 전송 출력 1 및 최대 전송 출력 2를 이용하여 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 결정한다. 즉, 단말(505)은 서빙 셀별 필요 전송 출력을 계산한다. 다음으로 단말(505)는 필요 전송 출력을 해당 서빙 셀의 최대 전송 출력 1로 제한해서, 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1을 결정한다. 그리고 단말(505)은 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합을 계산한 후, 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합과 최대 전송 출력 2를 비교한다. 이후 단말(505)은 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1 들의 합이 최대 전송 출력 2 보다 작으면, 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1과 동일하게 최종 결정한다. 그리고 단말은 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합이 최대 전송 출력 2를 초과하면 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 감소시킨다. 그래서 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합이 최대 전송 출력 2를 초과하지 않도록 단말은 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말에서 역방향 전송 출력을 결정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 605 단계에서 단말은 다수의 캐리어에서 동시에 역방향 전송을 지시하는 명령을 수신하면, 역방향 전송 출력을 결정하기 위해서 610 단계로 진행한다.
610 단계에서 단말은 역방향 캐리어별로 요구 전송 출력인 필요 전송 출력을 계산한다. 그리고 단말은 615 단계에서 캐리어별로 최대 전송 출력 1을 이용해서 요구 전송 출력인 필요 전송 출력으로부터 전송 출력 1을 결정한다. 다시 말해 단말은 해당 캐리어의 최대 전송 출력 1과 필요 전송 출력 중 작은 값과 동일하게 해당 서빙 셀의 역방향 전송 출력 1을 결정한다. 여기서 서빙 셀의 최대 전송 출력 1 결정 시 단말은 여러 서빙 셀에 동일한 ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc를 적용할 수 있다.
620 단계에서 단말은 결정된 역방향 전송 출력 1들을 모두 합산한다. 그리고 단말은 625 단계에서 합산한 값이 최대 전송 출력 2를 초과하는지 판단한다. 여기서 최대 전송 출력 2는 다음과 같은 파라미터들이 고려되어 결정된다.
-역방향 전송이 수행될 셀들의 PEMAX
-단말의 PPowerClass
-해당 시점의 P-MPR
-최대 전송 출력 1 결정 시 사용한 ΔTC ,c , MPRc, A-MPRc
판단 결과 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2를 초과한다면 단말은 630 단계에서 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2가 되도록, 각 캐리어별로 역방향 전송 출력 1을 감소시킨다. 예를 들어, 단말은 역방향 전송 출력 1의 합과 최대 전송 출력 2의 차이 값을 역방향 전송 출력 1의 개수로 나누어 역방향 전송 출력 1에서 일괄적으로 차감할 수 있다. 다음으로 635 단계에서 단말은 감소된 역방향 전송 출력 1과 동일하게 해당 캐리어의 최종 역방향 전송 출력을 결정한다.
다시 625단계에서 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2를 초과하지 않는다면, 단말은 640 단계로 진행해서 캐리어 별 역방향 전송 출력 1과 동일하게 최종 역방향 전송 출력을 결정한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 송수신기(705), 제어부(710), 다중화 및 역다중화 장치(720), 각종 상위 계층 장치(725, 730) 및 제어 메시지 처리부(735)를 포함한다.
송수신기(705)는 서빙 셀의 순방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 역방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송한다. 다수의 서빙 셀이 설정된 경우, 송수신기(705)는 상기 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.
제어부(710)는 송수신기(705)를 통해 수신된 스케줄링 명령, 예를 들어 역방향 그랜트들을 확인하여 적절한 시점에 적절한 전송 자원으로 역방향 전송이 수행되도록 송수신기(705)와 다중화 및 역다중화 장치(720)를 제어한다. 즉, 제어부(710)는 역방향 전송 시, 각 캐리어 별로 상기 <수학식 1> 내지 <수학식 3>을 이용하여 각 캐리어 별 최대 전송 출력 1을 결정한다.
그리고 제어부(710)는 <수학식 4> 내지 <수학식 6>을 이용하여 최대 전송 출력 2를 결정한다. 다음으로 제어부(710)는 도 6의 615 단계에서와 같이 각 서빙 셀 별로 필요 전송 출력과 결정된 최대 전송 출력 1을 비교하여 역방향 전송 출력 1을 결정한다. 또한 제어부(710)는 도 6의 620 단계 내지 640 단계에서와 같이 각 서빙 셀 별로 결정된 역방향 전송 출력 1들을 합과 결정된 최대 전송 출력 2를 비교하여 각 서빙 셀의 최종 역방향 전송 출력을 결정한다. 그리고 제어부(710)는 각 캐리어 별로 상기 결정된 최종 역방향 전송 출력에 따라 역방향 전송이 수행되도록 송수신기(705)를 제어한다.
다중화 및 역다중화 장치(720)는 상위 계층 장치(725, 730)나 제어 메시지 처리부(735)에서 발생한 데이터를 다중화할 수 있다. 또한 다중화 및 역다중화 장치(720)는 송수신기(705)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 장치(725, 730)나 제어 메시지 처리부(735)로 전달하는 역할을 한다.
상위 계층 장치(725, 730)는 서비스 별로 구성될 수 있다. 즉 상위 계층 장치(725, 730)는 FTP(File Transfer Protocol)나 VoIP(Voice over Internet Protocol) 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화 장치(720)로 전달하거나, 다중화 및 역다중화 장치(720)로부터 전달된 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다.
제어 메시지 처리부(735)는 기지국으로부터 수신된 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취한다. 즉, 제어 메시지 처리부(735)는 제어 메시지에 수납된 서빙 셀 별 역방향 전송 출력 설정을 위한 정보, 예컨대 서빙 셀 별 PEMAX ,c 등을 제어부(710)로 전달한다.
< 2 실시 예>
PCMAX2의 변화는 기지국이 역방향 스케줄링을 할 때 참고해야 하는 중요한 정보이다. 본 발명의 2 실시 예에서는 단말의 PCMAX2가 소정의 기준 이상으로 변경되면 이를 기지국에게 통보하는 방법 및 장치를 제시한다.
본 발명의 2 실시예에서는 PCMAX2를 보고하기 위해서 새로운 제어 메시지를 도입하는 대신 기존의 PHR(Power Headroom Report) MAC CE(Control Element)를 이용한다.
PHR MAC CE는 단말의 가용 전송 출력(Power Headroom, 이하 PH)을 보고하기 위해서 단말이 기지국에게 전송하는 제어 메시지이다. 여기서 PH는 PCMAX와 필요 전송 출력 사이의 차이이다. 그리고 하나의 PHR에는 여러 서빙 셀들에 대한 PH 정보가 포함된다. PHR은 소정의 조건이 만족되면 트리거되고 일반적으로 트리거된 후 첫번째 역방향 전송 시 MAC PDU에 다중화되어서 전송된다.
본 발명에서는 PHR의 트리거 조건으로 PCMAX2가 소정의 기준 이상으로 변경되는 경우를 추가한다.
도 8은 본 발명에 따른 PHR 구조를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, PHR은 1 바이트의 비트맵(805)과 다수의 PH(810, 820) 및 PCMAX,c(815, 825)의 쌍으로 구성된다. 비트맵(805)은 어떤 서빙 셀의 PH이 포함되어 있는지 나타낸다. PHR에는 PHR이 트리거된 시점에 활성화 상태인 모든 서빙 셀의 PH이 포함되며 PCMAX ,C는 선택적으로 포함된다. 이에 활성화된 상태의 서빙 셀이 하나 밖에 없거나, 애초에 여분의 역방향 캐리어가 설정되지 않았다면, PHR은 비트맵과 하나의 PH/PCMAX ,c 조합으로 구성된다.
본 발명에서는 활성화 상태의 셀이 하나인 경우에는 PCMAX2는 기존의 PCMAX ,c 필드에서 보고된다. 그리고 활성화 상태의 셀이 하나 이상인 경우에는 새로운 필드가 도입되어 PCMAX2에 보고된다. 즉 활성화 상태의 셀이 하나인 경우에는 PCMAX ,c와 PCMAX2가 동일하기 때문에 PCMAX ,c 필드에서 PCMAX2가 보고된다. 그러나 활성화 상태의 셀이 하나 이상인 경우에는 PCMAX ,c와 PCMAX2가 서로 다른 값으므로, PCMAX2가 별도의 필드에서 보고된다.
활성화 상태의 셀이 하나 이상인 경우 기지국은 PCMAX2 필드의 존재 여부를 판단할 수 있도록 비트맵의 소정의 비트를 통해 존재 여부를 지시한다. 이때 소정의 비트는 비트맵의 마지막 비트가 될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 PHR 구조를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 활성화 상태의 셀이 하나인 경우의 PHR 포맷(905)과 활성화 상태의 셀이 하나 이상인 경우의 PHR 포맷(910)을 나타낸다. 즉 PHR 포맷(905)의 경우 활성화 상태의 셀에 대한 PCMAX2를 수납하는 PCMAX2 필드가 하나이다. 그리고 PHR 포맷(910)의 경우 PCMAX2의 변화에 의하여 PHR이 트리거된 경우에만 보고된다.
PHR 기능을 설정하는 단계에서 기지국이 단말에게 PCMAX2 보고 여부를 설정할 수도 있다. 즉 기지국은 단말로 PCMAX2 보고 여부를 지시하는 1 비트 정보를 전송한다. 단말은 PCMAX2 보고가 설정되면, 모든 PHR에서 PCMAX2를 포함시켜서 보고한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 단말의 동작을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 1005 단계에서 PCMAX2가 기준 값 이상 변경되어 PHR이 트리거된다. PHR은 현재 활성화 상태인 셀 중 경로 손실 참조 역할을 하고 있는 셀(즉 pathloss reference 역할을 하고 있는 셀)의 경로 손실이 소정의 기준 값 이상으로 변경되거나, PHR을 전송한 후 소정의 기간이 경과하면 트리거된다. 임의의 서빙 셀 A가 임의의 서빙 셀 B에 대해서 경로 손실 참조 역할을 한다는 것은 서빙 셀 B의 역방향 전송 시 역방향 전송 출력을 결정함에 있어서 서빙 셀 A의 경로 손실을 참조한다는 것을 의미한다. 따라서 서빙 셀 A와 서빙 셀 B가 동일한 경우, 각 셀의 순방향 채널의 경로 손실을 이용해서 역방향 전송 출력이 결정될 수 있다. 또한 필요에 따라 서빙 세 A와 서빙 셀 B가 서로 다른 경우, 서로의 순방향 채널의 경로 손실을 이용해서 역방향 전송 출력이 결정될 수도 한다. 이 경우 기지국은 RRC 시그날링을 이용해서 경로 손실 참조 셀을 지시한다. 단말은 또한 <수식 4>, <수식 5>, <수식 6>을 사용해서 PCMAX2를 계산하고 PCMAX2가 가장 최근에 보고한 값에서 소정의 기준 이상 변경된 경우에도 PHR을 트리거한다.
1010 단계에서 단말은 역방향 전송 유무를 고려해서 소정의 방식으로 서빙 셀 별로 PH를 계산한다. 즉 단말은 현재 활성화 상태의 셀들에 대한 PH을 계산한다. 이 때 단말은 임의의 서빙 셀에서 실제 역방향 전송이 있는지 여부에 따라서 PH을 계산한다. 실제 역방향 전송이 있는 서빙 셀에 대해서 단말은 <PH 계산 방법 1>을 사용하고, 실제 역방향 전송이 없는 서빙 셀에 대해서 단말은 <PH 계산 방법 2>를 사용한다. <PH 계산 방법 1 및 PH 계산 방법 2>는 다음과 같다.
<PH 계산 방법 1>
PH = Real PCMAX ,c - Real PUSCH power
Real PCMAX ,c는 실제 MAC PDU가 전송되는 상황에서 <수학식 1>, <수학식 2>, <수학식 3>을 이용해서 결정되는 서빙 셀 c의 최대 전송 출력이다. 수학식 3은 P-MPRC가 고려되도록 수학식 7과 같이 변경될 수도 있다.
Figure pat00007
Real PUSCH power는 소정의 전송 품질을 충족시키면서 MAC PDU를 전송하기 위해서 필요한 전송 출력이다. 그리고 Serving cell c에서 i번째 subframe의 PUSCH power는 자원 블록의 수 MPUSCH ,c(i), MCS로부터 유도되는 power offset ΔTF ,c, 경로 손실 PLc, 그리고 TPC 명령의 누적 값인 fc(i) 에 의해 수학식 8과 같이 계산된다.
Figure pat00008
수식에서 PLc는 서빙 셀 c에 대해서 경로 손실을 제공해주도록 설정되어 있는 셀의 경로 손실이다. 즉 PLc는 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.
수식에서 fc(i)는 서빙 셀 c의 전송 출력 조정 명령(Transmission Power Control)의 누적 값이다. PO _ PUSCH ,C는 상위 계층에서 파라메터로서, cell-specific 및 UE-specific 값의 합으로 이루어진다. αc는 상위 계층에서 제공되는 3-bit cell-specific 값으로 역방향 전송 출력 계산 시 경로 손실에 적용하는 가중치이다. 즉 αc가 높을수록 경로 손실이 역방향 전송 출력에 더 많은 영향을 미친다.
<PH 계산 방법 2>
PH = Reference PCMAX ,c - Reference PUSCH power
Reference PCMAX ,c는 역방향 전송이 진행되지 않는 셀에서의 최대 전송 출력이다. 실제 역방향 전송이 진행되지 않기 때문에 최대 전송 출력이 실제적인 의미를 가지지는 않지만 PH 계산을 위한 용도로 사용된다. Reference PCMAX ,c는 P-MPRc, TC ,c, MPRc , A-MPRc를 모두 0으로 설정된 경우, <수식 1>, <수식 2>, <수식 7>을 적용해서 얻어지는 값이다. 파라미터들을 모두 0으로 설정하는 이유는, Reference PCMAX ,c의 값을 기지국이 알 수 있는 값이 되도록 함으로써 PCMAX ,c를 별도로 보고하지 않기 위함이다. 바꿔 말하면 파라미터들 중 하나를 0이 아닌 다른 어떤 값을 사용한다면, 기지국이 PH 계산에 사용된 PCMAX ,c를 알 수 없으므로 PCMAX ,c를 별도로 보고해야 한다. 그러나 실제 역방향 전송이 일어나지 않는 서빙 셀에 대한 PH에서는 어차피 정확한 PCMAX,c를 판단할 수 없다. 이에 실제 역방향 전송이 없는 서빙 셀에 대해서는 파라미터들이 모두 0으로 설정되어 부정확한 정보를 별도로 보고함으로써 발생하는 비효율을 제거한다.
Reference PUSCH power는 전송 자원 블록 1개를 lowest MCS로 스케줄링 받은 경우를 가정하고 수학식 8을 적용함으로써 산출된다. 다시 말해서 수학식 8에서 Reference PUSCH power인 MPUSCH ,c(i)는 1, ΔTF ,c 는 가장 낮은 값인 0으로 치환된 것 즉 아래 수학식 9를 사용해서 산출된다.
Figure pat00009
단말은 <PH 계산 방법 1> 과 <PH 계산 방법 2>를 사용해서 현재 활성화 상태인 서빙 셀들의 PH들을 계산한 후 1015 단계로 진행한다.
1015 단계에서 단말은 현재 활성화 상태이며 역방향 서빙 셀이 하나 인지 하나 이상인지 검사한다. 역방향 서빙 셀이란 서빙 셀 중 역방향이 설정되어 있는 서빙 셀을 의미한다. 단말은 활성화 상태인 역방향 서빙 셀이 하나라면 1020 단계로, 하나 이상이라면 1025 단계로 진행한다.
1020 단계로 진행한 단말은 도 9의 도면 부호 905에서 도시한 것과 같은 포맷의 PHR을 생성한다. PHR에는 현재 활성화 상태인 서빙 셀의 PH이 수납되며, PCMAX ,c 필드에는 PCMAX2가 수납된다. 이는 활성화 상태인 역방향 서빙 셀이 하나인 경우 PCMAX2와 PCMAX ,c가 동일하기 때문에 단말은 PCMAX2를 별도로 보고할 필요가 없기 때문이다. 따라서 단말은 현재 활성화 상태인 역방향 서빙 셀이 하나 밖에 없는 경우에는 PCMAX2를 보고하지 않는다는 것으로 볼 수도 있다.
1025 단계로 진행한 단말은 도 9의 도면 부호 910에서 도시한 것과 같은 포맷의 PHR을 생성한다. 즉 PHR의 첫번째 바이트에서는 해당 PHR에 어떤 서빙 셀의 PH 정보가 수납되어 있는지 지시된다. 그리고 첫번째 바이트의 마지막 비트는 PCMAX2 필드의 존재 여부를 지시하는 용도로 사용된다. 단말은 PCMAX2가 소정의 기준 이상으로 변경되어서 PHR이 트리거되었다면 PHR에 PCMAX2를 수납하고 마지막 비트를 1로 설정한다. 다음으로 단말은 현재 활성화 상태인 역방향 서빙 셀별로 PH을 수납한다. 그리고 PH가 PH 계산 방법 1에 의해서 계산되었다면(즉 real PCMAX ,c와 real PUSCH power에 의해서 계산되었다면, 혹은 해당 서빙 셀에 실제 역방향 전송이 있다면), 단말은 PCMAX ,c도 함께 보고한다. 또는 PH가 PH 계산 방법 2에 의해서 계산되었다면(즉 reference PCMAX ,c와 reference PUSCH power에 의해서 계산되었다면, 혹은 해당 서빙 셀에 실제 역방향 전송이 없다면), 단말은 PCMAX ,c를 보고하지 않는다.
단말은 마지막 바이트에 PCMAX2를 수납한다. 혹은 PCMAX2를 수납하는 대신 PCMAX2에서 단말이 활성화 상태인 역방향 서빙 셀들에서 사용하고 있는 역방향 전송 출력의 총합을 감산한 값을 수납할 수도 있다.
1030 단계에서 단말은 생성된 PHR을 MAC PDU에 수납한 후 기지국으로 전송한다.
제 2 실시예의 단말 장치는 제어부와 다중화 및 역다중화 장치의 동작을 제외하면 1 실시예의 단말 장치와 동일하다.
2 실시예에서 제어부는 PHR의 트리거 여부를 판단하고 PHR이 트리거된 경우 활성화 상태의 서빙 셀들에 대한 PH, PCMAX ,c, PCMAX2를 계산하고 PHR을 생성해서 다중화 및 역다중화 장치로 전달하는 동작을 수행한다. 그리고 2 실시예에서 다중화 및 역다중화 장치는 제어부가 전달한 PHR을 MAC PDU에 다중화한 후 송수신 장치로 전달한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (13)

  1. 단말의 역방향 전송 전력을 결정하는 방법에 있어서,
    복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC,c와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc이 적용된 서빙 셀별 최대 전송 출력 1과 단말별 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정과,
    서빙 셀별로 필요 전송 출력이 결정되면, 상기 최대 전송 출력 1로 제한하여 역방향 전송 출력 1을 결정하는 과정과,
    상기 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합과 상기 최대 전송 출력 2를 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정은
    SAR(Specific Absorption Rate) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값인 P-MPR(P-Maximum Power Reduction)과 상기 ΔTC ,c, MPRc, A-MPRc 을 고려해서 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정은
    상기 역방향 전송 출력 1의 합이 상기 최대 전송 출력 2를 초과하면, 상기 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2가 되도록 각 캐리어별로 역방향 전송 출력 1을 감소시키는 과정과,
    상기 감소된 역방향 전송 출력 1과 동일하게 해당 캐리어의 최종 역방향 전송 출력을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정은
    상기 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2를 초과하지 않으면, 캐리어 별 역방향 전송 출력 1과 동일하게 최종 역방향 전송 출력을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  5. 단말의 역방향 전송 전력을 결정하는 방법에 있어서,
    서빙 셀별 최대 전송 출력 1과 SAR(Specific Absorption Rate) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값인 P-MPR(P-Maximum Power Reduction)과 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc이 적용된 단말별 최대 전송 출력 2를 결정하는 과정과,
    서빙 셀별로 필요 전송 출력이 결정되면, 상기 최대 전송 출력 1로 제한하여 역방향 전송 출력 1을 결정하는 과정과,
    상기 서빙 셀별 역방향 전송 출력 1들의 합과 상기 최대 전송 출력 2를 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 최대 전송 출력 1은
    상기 ΔTC ,c, MPRc, 및 A-MPRc이 적용되어 결정된 것임을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정은
    상기 역방향 전송 출력 1의 합이 상기 최대 전송 출력 2를 초과하면, 상기 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2가 되도록 각 캐리어별로 역방향 전송 출력 1을 감소시키는 과정과,
    상기 감소된 역방향 전송 출력 1과 동일하게 해당 캐리어의 최종 역방향 전송 출력을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비교 결과에 따라 서빙 셀별 역방향 전송 출력을 조정하는 과정은
    상기 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2를 초과하지 않으면, 캐리어 별 역방향 전송 출력 1과 동일하게 최종 역방향 전송 출력을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력을 결정하는 방법.
  9. 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행하는 송수신기과,
    상기 송수신기를 통해 역방향 전송 메시지가 수신되면, 역방향 전송이 수행되는 셀의 주파수 혹은 주파수대에 관련된 파라미터들을 이용하여 각 캐리어 별 최대 전송 출력 1 및 최대 전송 출력 2를 결정하고, 각 서빙 셀 별로 필요 전송 출력과 결정된 상기 최대 전송 출력 1을 비교하여 서빙 셀별로 역방향 전송 출력 1을 결정하며, 상기 역방향 전송 출력 1들의 합과 결정된 최대 전송 출력 2를 비교하여 각 서빙 셀의 최종 역방향 전송 출력을 결정하고, 상기 결정된 최종 역방향 전송 출력에 따라 역방향 전송이 수행되도록 상기 송수신기를 제어하는 제어부를 포함하는 역방향 전송 전력 결정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 최대 전송 출력 1은
    상기 파라미터로 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc이 적용된 것임을 특징으로 하는 역방향 전송 전력 결정 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 최대 전송 출력 2는
    상기 파라미터로 SAR(Specific Absorption Rate) 요구 조건을 만족시키기 위해서 적용되는 전송 출력 축소 값인 P-MPR(P-Maximum Power Reduction)과 복수의 셀들에 대해서 동일한 추가적 전송 전력 조정을 허용하기 위한 값인 ΔTC ,c와 단말이 할당받은 전송 자원의 양과 변조 방식에 의해 정해지는 값인 MPRc와 지역적 특정과 주파수 대역적 특성에 따라 정해지는 값인 A-MPRc을 고려하여 적용한 것임을 특징으로 하는 역방향 전송 전력 결정 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 역방향 전송 출력 1의 합이 상기 최대 전송 출력 2를 초과하면, 상기 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2가 되도록 각 캐리어별로 역방향 전송 출력 1을 감소시키고, 상기 감소된 역방향 전송 출력 1과 동일하게 해당 캐리어의 최종 역방향 전송 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력 결정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 역방향 전송 출력 1의 합이 최대 전송 출력 2를 초과하지 않으면, 캐리어 별 역방향 전송 출력 1과 동일하게 최종 역방향 전송 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 역방향 전송 전력 결정 장치.
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