KR20130104057A

KR20130104057A - 다중 요소 반송파 시스템에서 단말의 잉여전력 보고 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130104057A
Application number: KR1020120025191A
Authority: KR
Inventors: 권기범; 안재현; 허강석
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-25
Also published as: WO2013137623A1

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(PHR)를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법은 적어도 하나의 서빙셀들이 분류된 시간 전진 그룹(TAG)의 구성 상태에 관한 TAG 구성 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 랜덤 액세스의 수행을 지시하는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH) 지시를 PDCCH를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계; 상향링크 동기를 획득하지 않은 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상기 PHR이 트리거링된 서브프레임의 위치가 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간내이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간내인 경우 상기 PHR를 전송하도록 판단하는 단계; 및 상기 PHR을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상향링크 동기 확보가 기대되는 구간 또는 잠재적인 상향링크 동기 확보 기대구간에 대해서도 잉여전력보고에 포함시켜 수행할 수 있다.

Description

다중 요소 반송파 시스템에서 단말의 잉여전력 보고 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPORTING POWER HEADROOM IN MULTIPLE COMPONENT CARRIER SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 요소 반송파 시스템에서 잉여전력보고의 수행 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 무선통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)에서도 단일 반송파를 기반으로 하여, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 수가 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적이다. 이러한 단일 반송파 시스템에서 랜덤 액세스는 하나의 반송파를 이용하여 랜덤 액세스를 수행하였다. 그런데, 최근 다중 반송파 시스템(multiple carrier system)이 도입됨에 따라 랜덤 액세스는 여러 개의 요소 반송파(component carrier)를 통해 구현될 수 있게 되었다.

다중 반송파 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation)을 지원할 수 있는 무선통신 시스템을 의미한다. 반송파 집성이란 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 주파수 영역에서 물리적으로 비연속적인(non-continuous) 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 것이다.

단말이 망(network)에 접속하기 위해서는 랜덤 액세스(random access) 과정을 거치는데, 단말이 네트워크로 랜덤 액세스 과정을 수행하는 목적은 초기 접속(initial access), 핸드오버(handover), 무선자원 요청(Scheduling Request), 상향링크 시간 정렬(uplink timing alignment) 등이 있을 수 있다.

기지국이 단말의 자원을 효율적으로 활용하기 위한 한가지 방법은 단말의 잉여전력(power headroom)정보를 이용하는 것이다. 전력제어 기술은 무선통신에서 자원의 효율적 배분을 위해 간섭요소를 최소화하고 단말의 배터리 소모를 줄이기 위한 필수 핵심기술이다. 단말이 잉여전력정보를 기지국에 제공하면, 기지국은 단말이 감당할 수 있는 상향링크 최대송신전력(Maximum Transmission Power)이 어느 정도인지를 추정할 수 있다. 따라서, 기지국은 상기 추정된 상향링크 최대송신전력의 한도를 벗어나지 않는 범위 내에서 송신전력제어(Transmit Power Control; TPC), 변조 및 코딩 수준(Modulation and Coding Scheme; MCS), 대역폭등과 같은 상향링크 스케줄링을 단말에 제공할 수 있다.

단말에서 서로 다른 통신기반에 따른 전송이 동시에 발생하는 경우, 어느 하나의 통신기반에 따른 전송만이 발생하는 경우에 비해 상향링크 전력소모가 커지므로, 전력 관리(power management)가 요구된다. 전력 관리를 위한 전력 백오프(power backoff)는 단말의 상향링크의 최대전력을 추가적으로 감소시킨다. 이에 따라 추가적인 최대전력감소(maximum power reduction; MPR)에 따른 잉여전력보고가 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 잉여전력보고의 수행 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 절차 도중의 잉여전력보고를 효율적으로 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 잉여전력보고에 포함시킬 정보를 결정하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 상향링크 동기 확보가 기대되는 부서빙셀에 대해서도 잉여전력보고를 전송하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 방법은 적어도 하나의 서빙셀들이 분류된 시간 전진 그룹(Timing Advance Group : TAG)의 구성 상태에 관한 TAG 구성 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 랜덤 액세스의 수행을 지시하는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH) 지시(order)를 PDCCH를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계; 상향링크 동기를 획득하지 않은 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상기 PHR이 트리거링된 서브프레임의 위치가 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간내이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간내인 경우 상기 PHR를 전송하도록 판단하는 단계; 및 상기 PHR을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선통신시스템에서 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 단말은 적어도 하나의 서빙셀들이 분류된 시간 전진 그룹(Timing Advance Group : TAG)의 구성 상태에 관한 TAG 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고, 랜덤 액세스의 수행을 지시하는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH) 지시(order)를 PDCCH를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 트리거링부; 상향링크 동기를 획득하지 않은 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상기 PHR이 트리거링된 서브프레임의 위치가 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간내이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간내인 경우 상기 PHR를 전송하도록 판단하는 PHR 전송 판단부; 및 상기 PHR을 상기 기지국으로 전송하는 전송부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 잉여전력보고 절차가 랜덤 액세스 절차와 결부되어 활성화된 부서빙셀에 대한 잉여전력보고 여부를 결정하는 데 있어서, 상향링크 동기 확보가 기대되는 구간 또는 잠재적인 상향링크 동기 확보 기대구간에 대해서도 잉여전력보고에 포함시켜 수행할 수 있다. 잉여전력보고를 좀 더 신속하게 수행함으로써 야기되는 자원낭비와 시간지연 등의 시스템 열화를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 다중 시간 정렬 값을 획득하는 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 랜덤 액세스 수행 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 확장된 잉여전력 MAC 제어 요소의 일 예를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 일 예이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 일 예이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 다른 예이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 다른 예이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 다른 예이다.
도 15는 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 수행하는 것을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 부서빙셀에서 RA-RNTI 기반의 랜덤 액세스 절차를 나타낸 일 예이다.
도 17은 부서빙셀에서 C-RNTI 기반의 랜덤 액세스 절차를 나타낸 일 예이다.
도 18은 전파 지연을 포함한 실제 TA 값 적용 시점 타이밍을 나타낸 도이다.
도 19는 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 전송하는 단말의 동작의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 20은 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 전송하는 단말의 동작의 다른 예를 나타낸 순서도이다.
도 21은 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 수신하는 기지국의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일 예에 따른 단말과 기지국을 도시한 블록도이다.

이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템(10)은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 셀(cell)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.

단말(User Equipment: UE, 12)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토(femto) 기지국, 가내 기지국(Home nodeB), 릴레이(relay) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 셀은 기지국(11)이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다. 무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

반송파 집성(carrier aggregation; CA)은 복수의 반송파를 지원하는 것으로서, 스펙트럼 집성 또는 대역폭 집성(bandwidth aggregation)이라고도 한다. 반송파 집성에 의해 묶이는 개별적인 단위 반송파를 요소 반송파(component carrier; CC)라고 한다. 각 요소 반송파는 대역폭과 중심 주파수로 정의된다. 반송파 집성은 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF(radio frequency) 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하고, 기존 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 도입되는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 요소 반송파가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.

반송파 집성은 주파수 영역에서 연속적인 요소 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 반송파 집성과 불연속적인 요소 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 반송파 집성으로 나눌 수 있다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 요소 반송파 수와 상향링크 요소 반송파 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.

요소 반송파들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 요소 반송파들이 사용된다고 할 때, 5MHz 요소 반송파(carrier #0) + 20MHz 요소 반송파(carrier #1) + 20MHz 요소 반송파(carrier #2) + 20MHz 요소 반송파(carrier #3) + 5MHz 요소 반송파(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.

이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 반송파 집성을 지원하는 시스템을 말한다. 다중 반송파 시스템에서 인접 반송파 집성 및/또는 비인접 반송파 집성이 사용될 수 있으며, 또한 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성 어느 것이나 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 공용 MAC(Medium Access Control) 개체(210)는 복수의 반송파를 이용하는 물리(physical) 계층(220)을 관리한다. 특정 반송파로 전송되는 MAC 관리 메시지는 다른 반송파에게 적용될 수 있다. 즉, 상기 MAC 관리 메시지는 상기 특정 반송파를 포함하여 다른 반송파들을 제어할 수 있는 메시지이다. 물리계층(220)은 TDD(Time Division Duplex) 및/또는 FDD(Frequency Division Duplex)로 동작할 수 있다.

물리계층(220)에서 사용되는 몇몇 물리 제어채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에게 PCH(paging channel)와 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 그랜트(uplink grant)를 나를 수 있다. PDSCH(physical downlink shared channel)에는 DL-SCH가 맵핑된다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 하향링크 채널로서, 상향링크 전송의 응답인 HARQ ACK/NACK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK 신호, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. PUSCH(Physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다. PRACH(physical random access channel)는 랜덤 액세스 프리앰블을 나른다.

도 3은 본 발명이 적용되는 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 프레임은 10개 서브프레임으로 구성된다. 서브프레임은 복수의 OFDM 심벌을 포함한다. 각 반송파는 자신의 제어채널(예를 들어 PDCCH)를 가질 수 있다. 다중 반송파들은 서로 인접할 수도 있고, 인접하지 않을 수도 있다. 단말은 자신의 역량에 따라 하나 또는 그 이상의 반송파를 지원할 수 있다.

요소 반송파는 주요소 반송파(Primary Component Carrier; PCC)와 부요소 반송파(Secondary Component Carrier; SCC)로 나뉠 수 있다. 단말은 하나의 주요소 반송파만을 사용하거나, 주요소 반송파와 더불어 하나 또는 그 이상의 부요소 반송파를 사용할 수 있다. 단말은 주요소 반송파 및/또는 부요소 반송파를 기지국으로부터 할당받을 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용되는 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 하향링크에서, 하향링크 요소 반송파 D1, D2, D3이 집성되어(aggregated) 있고, 상향링크에서 상향링크 요소 반송파 U1, U2, U3이 집성되어 있다. 여기서 Di는 하향링크 요소 반송파의 인덱스이고, Ui는 상향링크 요소 반송파의 인덱스이다(i=1, 2, 3). 적어도 하나의 하향링크 요소 반송파는 주요소 반송파이고, 나머지는 부요소 반송파이다. 마찬가지로, 적어도 하나의 상향링크 요소 반송파는 주요소 반송파이고, 나머지는 부요소 반송파이다. 예를 들어, D1, U1이 주요소 반송파이고, D2, U2, D3, U3은 부요소 반송파이다.

FDD 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파는 1:1로 연결설정된다. 예를 들어 D1은 U1과, D2는 U2와, D3은 U3과 각각 1:1로 연결설정된다. 단말은 논리채널 BCCH가 전송하는 시스템정보 또는 DCCH가 전송하는 단말전용 RRC메시지를 통해, 상기 하향링크 요소 반송파들과 상향링크 요소 반송파들간의 연결설정을 한다. 각 연결설정은 셀 특정하게(cell specific) 설정할 수도 있으며, 단말 특정하게(UE specific) 설정할 수도 있다.

도 4는 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 1:1 연결설정만을 예시로 들었으나, 1:n 또는 n:1의 연결설정도 성립할 수 있음은 물론이다. 또한, 요소 반송파의 인덱스는 요소 반송파의 순서 또는 해당 요소 반송파의 주파수 대역의 위치에 일치하는 것은 아니다.

주서빙셀(primary serving cell)은 RRC 연결 설립(establishment) 또는 재설립(re-establishment) 상태에서, 보안입력(security input)과 NAS 이동 정보(mobility information)을 제공하는 하나의 서빙셀을 의미한다. 단말의 성능(capabilities)에 따라, 적어도 하나의 셀이 주서빙셀과 함께 서빙셀의 집합을 형성하도록 구성될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 셀을 부서빙셀(secondary serving cell)이라 한다.

따라서, 하나의 단말에 대해 설정된 서빙셀의 집합은 하나의 주서빙셀만으로 구성되거나, 또는 하나의 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀로 구성될 수 있다.

주서빙셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DL PCC)라 하고, 주서빙셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다. 또한, 하향링크에서, 부서빙셀에 대응하는 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL SCC)라 하고, 상향링크에서, 부서빙셀에 대응하는 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다. 하나의 서빙셀에는 하향링크 요소 반송파만이 대응할 수도 있고, DL CC와 UL CC가 함께 대응할 수도 있다.

따라서, 반송파 시스템에서 단말과 기지국간의 통신이 DL CC 또는 UL CC를 통해 이루어지는 것은 단말과 기지국간의 통신이 서빙셀을 통해 이루어지는 것과 동등한 개념이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 랜덤 액세스 수행방법에서, 단말이 UL CC를 이용하여 프리앰블을 전송하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 프리앰블을 전송하는 것과 동등한 개념으로 볼 수 있다. 또한, 단말이 DL CC를 이용하여 하향링크 정보를 수신하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 하향링크 정보를 수신하는 것과 동등한 개념으로 볼 수 있다.

한편, 주서빙셀과 부서빙셀은 다음과 같은 특징을 가진다.

첫째, 주서빙셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 반면, 부서빙셀은 PUCCH를 전송할 수 없으나 PUCCH 내의 정보 중 일부 제어정보를 PUSCH를 통하여 전송할 수 있다.

둘째, 주서빙셀은 항상 활성화되어(activated) 있는 반면, 부서빙셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 상기 특정 조건은 기지국의 활성화/비활성화 지시자를 수신하였거나 단말내의 비활성화 타이머가 만료되는 경우가 될 수 있다. 활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 비활성화(deactivation)는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다.

셋째, 주서빙셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)되나, 부서빙셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다. 무선링크실패는 하향링크 성능이 임계치 이하로 일정시간 이상 유지되는 경우 또는 RACH가 임계치 이상 횟수만큼 실패했을 경우에 발생한다.

넷째, 주서빙셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 단, 경합 해결(contention resolution: CR) 메시지의 경우, 경합 해결 메시지를 지시하는 PDCCH만 주서빙셀를 통하여 전송되어야 하고 경합 해결 메시지는 주서빙셀 또는 부서빙셀을 통하여 전송될 수 있다.

다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 주서빙셀을 통해서 수신한다.

여섯째, 언제나 주서빙셀은 DL PCC와 UL PCC가 짝(pair)으로 구성된다.

일곱째, 각 단말마다 다른 CC를 주서빙셀로 설정할 수 있다.

여덟째, 부서빙셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 무선 리소스 제어(RRC) 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 부서빙셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 부서빙셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.

아홉째, 주서빙셀은 제어정보를 전송하는 영역 내에서 특정 단말에 한하여 제어정보를 전송하기 위해 설정된 단말-특정 검색 공간(UE-specific search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 하향링크 할당정보 또는 상향링크 그랜트 정보) 및 셀 내 모든 단말들 또는 특정조건에 부합하는 다수의 단말들에게 제어정보를 전송하기 위해 설정된 공용 검색 공간(common search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 시스템 정보(SI), 랜덤 액세스 응답(RAR), 전송전력제어(transmit power control: TPC)를 모두 제공할 수 있다. 반면, 부서빙셀은 단말-특정 검색 공간만 설정될 수 있다. 즉, 단말은 부서빙셀을 통해서 공용 검색 공간을 확인할 수 없으므로 공용 검색 공간을 통해서만 전송되는 제어정보들 및 상기 제어정보들이 지시하는 데이터 정보들을 수신할 수 없다.

부서빙셀들 중에서 공용 검색 공간(CSS)이 정의될 수 있는 부서빙셀을 정의할 수 있으며 상기 부서빙셀은 특수 부서빙셀 (special SCell)이라고 지칭한다. 상기 특수 부서빙셀은 교차 요소 반송파 스케줄링 (cross carrier scheduling) 시 언제나 스케줄링 셀로 설정된다. 또한 주서빙셀에 설정되는 PUCCH가 상기 특수 부서빙셀에 대하여 정의될 수 있다.

상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는 특수 부서빙셀 구성 시 고정적으로 설정될 수도 있고, 또는 기지국이 해당 부서빙셀에 대한 재구성 시 RRC 시그널링(RRC 재구성 메시지)에 의해 할당(구성) 또는 해제될 수도 있다.

상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는, 해당 sTAG내에 존재하는 부서빙셀들의 ACK/NACK 정보 또는 CQI(channel quality information)를 포함하며, 상기 언급한 바와 같이, 기지국에 의해 RRC 시그널링을 통해 구성될 수 있다.

또한, 기지국은 sTAG내에 다수의 부서빙셀들 중 하나의 특수 부서빙셀을 구성하거나, 또는 특수 부서빙셀을 구성하지 않을 수도 있다. 상기 특수 부서빙셀을 구성하지 않는 이유는 CSS 및 PUCCH가 설정될 필요가 없다고 판단되기 때문이다. 일 예로, 경합 기반 랜덤 액세스 절차가 어떤 부서빙셀에서도 진행될 필요가 없다고 판단하거나, 또는 현재 주서빙셀의 PUCCH의 용량이 충분하다고 판단하여 추가적인 부서빙셀에 대한 PUCCH를 설정할 필요가 없는 경우가 이에 해당한다.

주서빙셀과 부서빙셀의 특징에 관한 본 발명의 기술적 사상은 반드시 상기의 설명에 한정되는 것은 아니며, 이는 예시일 뿐이고 더 많은 예를 포함할 수 있다.

무선 통신 환경에서는 송신기에서 전파가 전파되어 수신기에서 전달되는 동안에 전파지연(propagation delay)을 겪게 된다. 따라서 송수신기 모두 정확히 송신기에서 전파가 전파되는 시간을 알고 있다 하더라도 수신기에 신호가 도착하는 시간은 송수신기간 거리, 주변 전파 환경 등에 의해 영향을 받게 되고 수신기가 이동하는 경우 시간에 따라 변하게 된다. 만일 수신기가 송신기가 전달하는 신호가 수신되는 시점을 정확히 알 수 없는 경우 신호 수신이 실패하거나 수신하더라도 왜곡된 신호를 수신하게 되어 통신이 불가능하게 된다.

따라서, 무선 통신 시스템에서는 하향링크/상향링크를 막론하고, 정보 신호를 수신하기 위해 기지국과 단말간 동기(synchronization)가 반드시 선결되어야 한다. 동기의 종류는 프레임 동기(frame synchronization), 정보심벌 동기(information symbol synchronization), 샘플링 주기 동기(sampling period synchronization) 등 다양하다. 샘플링 주기 동기는 물리적 신호를 구분하기 위해 가장 기본적으로 획득하여야 하는 동기이다.

하향링크 동기 획득은 기지국의 신호를 기반으로 단말에서 수행된다. 기지국은 단말에서 하향링크 동기 획득이 용이하도록 상호 약속된 특정 신호를 송신한다. 단말은 기지국에서 보내온 특정 신호가 송신된 시간을 정확히 분별할 수 있어야 한다. 하향링크의 경우 하나의 기지국이 다수의 단말들에게 동시에 동일한 동기신호를 송신하므로 단말들은 각각 독립적으로 동기를 획득할 수 있다.

상향링크의 경우 기지국은 다수의 단말들로부터 송신된 신호를 수신한다. 각 단말과 기지국간 거리가 상이한 경우 각 기지국이 수신하는 신호들은 서로 다른 송신지연 시간을 갖게 되고, 각각 획득한 하향링크 동기를 기준으로 상향링크 정보를 송신하는 경우, 각 단말의 정보가 서로 다른 시간에 해당 기지국에서 수신되게 된다. 이러한 경우, 기지국은 어느 하나의 단말을 기준으로 동기를 획득할 수가 없다. 따라서 상향링크 동기 획득은 하향링크와는 다른 절차가 필요하다.

랜덤 액세스 절차(random access procedure)가 상향링크 동기 획득을 위해 수행되며, 랜덤 액세스 과정 중에 단말은 기지국으로부터 전송되는 시간 정렬값(timing alignment value)에 기반하여 상향링크 동기를 획득한다. 상향링크 시간을 앞당기는 값을 가지는 점에서, 시간 정렬 값은 시간 전진 값(timing advanced value)이라 불릴 수도 있다.

상향링크 동기가 획득되면, 단말은 시간 정렬 타이머(time alignment timer)를 시작한다. 시간 정렬 타이머가 작동 중이면 단말과 기지국은 서로 상향링크 동기가 이루어진 상태에 있다. 시간 정렬 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면, 단말과 기지국은 서로 동기가 이루어져 있지 않은 것으로 보고, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 이외의 상향링크 전송은 수행하지 않는다.

한편, 다중 반송파 시스템에서는 하나의 단말이 복수의 요소 반송파 또는 복수의 서빙셀들을 통해 기지국과 통신을 수행한다. 단말에 설정되는 복수의 서빙셀의 신호들이 모두 동일한 시간지연을 가지면, 단말은 하나의 시간 정렬 값만으로도 모든 서빙셀들에 대한 상향링크 동기 획득이 가능하다. 반면 복수의 서빙셀의 신호들이 서로 다른 시간지연을 가지면, 각 서빙셀마다 다른 시간 정렬 값이 요구된다. 즉, 다중 시간 정렬 값들(multiple timing alignment values)이 요구된다. 만약 다중 시간 정렬 값들을 획득하기 위해 단말이 각 서빙셀에 대해 일일이 랜덤 액세스를 수행한다면, 한정된 상향링크 자원에 오버헤드가 발생하고, 랜덤 액세스의 복잡도가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드와 복잡도를 줄이기 위해 시간 정렬 그룹(timing alignment group: TAG)이 정의된다.

시간 정렬 그룹은 UL CC가 구성된 서빙셀들 중에서, 동일한 시간 정렬 값과 동일한 타이밍 참조(timing reference)를 사용하는 서빙셀(들)을 포함하는 그룹이다. 각 시간 정렬 그룹은 UL CC가 구성된 서빙셀만을 포함할 수 있으며 상기 UL CC가 구성된 서빙셀을 적어도 하나 포함한다. 각 시간정렬 그룹에 맵핑된 서빙셀에 대한 정보를 시간정렬그룹 구성정보(이하 'TAG 구성정보'라 함)라 한다. 예를 들어, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 동일한 시간 정렬 그룹(TAG1)에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 동일한 시간 정렬 값 TA1이 적용된다. 반면 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 다른 시간 정렬 그룹(TAG1, TAG2)에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 다른 시간 정렬 값 TA1과 TA2가 각각 적용된다. 시간 정렬 그룹은 주서빙셀을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있으며, 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있다.

시간 정렬 그룹은 해당 서빙셀을 구성한 서빙 기지국의 의해 최초 그룹설정 및 그룹 재편성이 결정되며 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송된다.

주서빙셀은 TAG를 변경하지 않는다. 또한 단말은 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우 적어도 2개의 TAG을 지원할 수 있어야 한다. 일 예로, 주서빙셀이 포함된 pTAG(primary TAG)와 주서빙셀이 포함되지 않은 sTAG(secondary TAG)로 구분된 TAG를 지원할 수 있어야 한다. 여기서 pTAG는 언제나 단 하나만 존재하고 sTAG는 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우라면 적어도 하나 이상 존재할 수 있다. 최대 TAG 개수는 2개 또는 4개로 설정될 수 있다. 또한 pTAG는 언제나 TAG ID = 0의 값을 갖는다.

서빙 기지국과 단말은 각 시간정렬그룹들에 대한 시간 정렬(TA) 값 획득 및 유지를 위해 다음과 같은 동작을 진행할 수 있다.

1. pTAG의 TA 값 획득 및 유지는 항상 주서빙셀을 통해 진행한다. 또한 pTAG의 TA값 계산을 위한 하향링크 동기의 기준이 되는 타이밍 참조는 언제나 주서빙셀내의 DL CC가 된다.

2. sTAG에 대한 초기 상향링크 시간정렬 값을 얻기 위해서는 반드시 기지국에 의해 초기화되는 랜덤 액세스 절차를 사용하여야 한다.

3. sTAG에 대한 타이밍 참조는 가장 최근에 진행된 랜덤 액세스 절차에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 부서빙셀의 UL CC와 SIB2 (system information block 2) 연결설정된(linked) DL CC이다. 상기 타이밍 참조를 포함한 셀을 타이밍 참조 셀이라 한다. 여기서 SIB2는 브로드캐스팅 채널을 통해 전송된 시스템 정보 블록 중 하나이며 상기 SIB2 정보는 해당 부서빙셀을 구성할 때 RRC 재구성 절차를 통해 기지국에서 단말에게 전송된다. SIB2내에는 상향링크 중심 주파수 정보가 포함되어 있고 SIB1내에는 하향링크 중심 주파수 정보가 포함되어 있다. 따라서 SIB2 연결설정되었다 함은 해당 부서빙셀의 SIB1내의 정보를 기반으로 구성된 DL CC와 SIB2내의 정보를 기반으로 구성된 UL CC간의 연결설정을 의미한다. 만일 상기 타이밍 참조를 포함한 타이밍 참조 셀이 비활성되는 경우, 단말은 다음의 방법들 중 하나의 방법을 통해 타이밍 참조 셀을 변경할 수 있다. i) 상기 비활성화된 타이밍 참조 셀을 포함하는 sTAG내의 활성화된 부서빙셀들 중 부서빙셀 인덱스 값이 가장 작은 값을 갖는 부서빙셀을 타이밍 참조 셀로 변경한다. ii) 상기 비활성화된 타이밍 참조 셀을 포함하는 sTAG내의 활성화된 부서빙셀들 중 가장 최근에 랜덤 액세스 절차를 성공적으로 완료한 부서빙셀을 타이밍 참조 셀로 변경한다. iii) 타이밍 참조 셀이 비활성화되는 시점부터 해당 sTAG내의 활성화된 서빙셀들을 통한 업링크 전송은 중지한다. 새로운 타이밍 참조 셀은 서빙 기지국에 의해 랜덤 액세스 절차가 지시된 후 상기 타이밍 참조 셀 설정방법에 따라 결정된다.

4. 각 TAG는 하나의 타이밍 참조와 하나의 시간정렬타이머(timing alignment timer: TAT)를 가진다. 각 TAT는 서로 다른 타이머 만료 값으로 구성될 수 있으며 서로 독립적으로 동작될 수 있다. TAT는 각 시간정렬그룹이 획득하고 적용한 시간정렬값의 유효성 여부를 판단하기 위해 서빙 기지국으로부터 시간정렬값을 획득한 직후부터 시작 또는 재시작한다.

5. pTAG의 TAT가 만료된 경우, pTAG를 포함한 모든 TAG의 TAT가 만료된다. 그리고 단말은 모든 서빙셀들의 HARQ 버퍼들을 초기화(flush)한다. 또한 모든 하향크 및 상향링크에 대한 자원할당 구성을 초기화(clear)한다. 일 예로 반지속적(semi-persistent) 스케줄링(SPS) 방식처럼 PDCCH와 같은 하향링크/상향링크에 대한 자원할당을 목적으로 전송되는 제어정보 없이 주기적인 자원할당이 구성되어 있는 경우, 상기 SPS 구성을 초기화한다. 또한 모든 서빙셀들의 PUCCH 및 타입 0 (주기적) SRS의 구성을 해제한다.

6. 만일 sTAG의 TAT만 만료된 경우는 다음 A내지 D와 같은 절차를 진행한다. A : sTAG내 부서빙셀들의 UL CC를 통한 SRS 전송을 중지한다. B : 타입 0 (주기적) SRS 구성을 해제하고, 타입 1 (비주기적) SRS 구성은 유지한다. C : CSI 보고에 대한 구성정보는 유지한다. D : sTAG내 부서빙셀들의 상향링크에 대한 HARQ 버퍼들을 초기화(flush)한다.

7. sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화된 경우라도 단말은 해당 sTAG의 TAT를 중지하지 않는다. 이는 sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화되어 상향링크 동기를 추적하기 위한 어떠한 SRS도 전송하지 못하는 상황이 특정 시간동안 유지되는 상태에서도 TAT를 통해 해당 sTAG의 TA값의 유효성을 보증할 수 있다는 의미이다.

8. 만일 sTAG내의 마지막 부서빙셀이 제거된 경우, 즉 sTAG내의 어떠한 부서빙셀도 구성되어 있지 않은 경우, 해당 sTAG내의 TAT는 중지된다.

9. 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 활성화된 부서빙셀에 대해서 기지국이 PDCCH 지시(order)를 전송함으로써 진행될 수 있다. 또한 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 통해서만 진행된다. 따라서 PDCCH 지시내의 포함된 랜덤 액세스 프리앰블 정보는 '000000' 이외의 정보로 지시되어야 한다.

10. 랜덤 액세스 응답 전송을 위한 PDCCH는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했던 부서빙셀 이외의 다른 서빙셀을 통해 전송될 수 있다.

11. 부서빙셀의 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 횟수가 최대 허용 재전송 횟수에 도달한 경우, A : MAC 계층은 랜덤 액세스가 실패하였음을 RRC 계층에 알리지 않는다. 따라서 RLF의 트리거링을 유발하지 않는다. B : 단말은 기지국에게 부서빙셀의 랜덤 액세스가 실패했음을 알리지 않는다. 그러나 단말은 부서빙셀의 랜덤 액세스가 실패한 경우 관련정보들을 단말 내부에 저장할 수 있다. 만일 단말이 상기 부서빙셀의 랜덤 액세스 실패에 대한 정보를 저장하고 있었고 기지국이 부서빙셀 랜덤 액세스와 관련된 정보를 요구하는 경우, 이를 기지국으로 단말 정보(UE information) 절차와 같은 RRC 시그널링 절차를 통해 전송 할 수도 있다. 단말은 상기 정보를 기지국으로 전송한 후 저장되어 있던 랜덤 액세스 정보들을 초기화한다. 여기서 상기 부서빙셀 랜덤 액세스 관련 정보는 부서빙셀의 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 횟수가 최대 허용 재전송 횟수에 도달하여 랜덤 액세스 절차가 최종 실패한 총 횟수, 가장 최근에 실패한 랜덤 액세스 절차가 진행된 i) 시간(일/시/분/초), ii) 위치정보(경도/위도/높이) iii) RSRP(참조신호 수신 전력 크기)/RSRQ(참조신호 수신 품질)/SINR(신호 대 간섭잡음 비) 등이 포함될 수 있다.

12. pTAG의 경로손실(또는 경로감쇄) 참조는 주서빙셀 또는 pTAG내의 부서빙셀이 될 수 있으며 기지국은 pTAG 내의 각 서빙셀마다 RRC 시그널링을 통해 서로 다르게 설정할 수 있다.

13. sTAG내의 각 서빙셀들의 상향링크 CC들의 경로감쇄 참조는 각각 SIB2 연결설정된 하향링크 CC이다.

도 5는 본 발명의 일 예에 따른 다중 시간 정렬 값을 획득하는 절차를 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단말과 기지국은 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정 절차(또는 RRC 연결 설립(establishment) 절차)를 수행한다(S500). 상기 선택된 셀은 주서빙셀이 된다.

기지국은 하나 이상의 부서빙셀을 단말에 추가로 구성하기 위한 RRC 연결 재구성 절차를 수행한다(S505). 부서빙셀의 추가는 예를 들어, 단말의 요청 또는 네트워크의 요청 또는 기지국의 자체판단에 의해 더 많은 무선자원의 단말에 할당해야 하는 경우에 수행될 수 있다.

기지국은 단말에 추가된 서빙셀에 대해 시간 정렬 그룹을 구성한다(S510). 반송파 집성 상황에 따라 서빙셀간 TAG 설정은 셀 특정(cell-specific)하게 될 수도 있다. 예를 들어, 특정 주파수 대역의 서빙셀은 항상 FSR이나 원격 무선 헤드(remote radio head: RRH)를 통해 제공되는 경우, 기지국의 서비스 지역 내 모든 단말에 대해서 상기 특정 주파수 대역의 서빙셀과 기지국으로부터 직접 서비스되는 서빙셀은 서로 다른 TAG에 속하도록 설정된다.

만약 i) 기지국이 상기 추가된 부서빙셀에 주서빙셀과 동일한 시간정렬 값을 적용할 수 있다고 판단하는 경우, 상기 추가된 부서빙셀을 주서빙셀과 동일한 TAG으로 설정한다. 이 경우 단계 S515와 같은 TAG 구성정보의 전송 동작은 수행되지 않을 수 있다. 이때 단말이 TAG 구성정보의 수신없이 상기 추가된 부서빙셀에 대한 활성화 지시자와 상향링크 스케줄링 정보를 수신하는 경우, 단말은 상기 추가된 부서빙셀을 주서빙셀과 동일한 TAG으로 설정된 것으로 여긴다.

만약 ii) 기지국이 상기 추가된 부서빙셀에 주서빙셀과 동일한 시간정렬 값을 적용할 수 없다고 판단하는 경우, 기지국은 상기 추가된 부서빙셀을 포함하는 sTAG을 구성한다. 각 TAG에는 TAG를 식별하는 TAG ID가 부여된다. 다만, 기지국은 sTAG에 대한 TAG ID를 선택적으로 부여할 수 있다. 일 예로서, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀을 포함하는 sTAG가 기존에 구성된 TAG들과 다른 TAG임을 확인한 경우, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 통해 상향링크 동기를 획득하기 이전에 상기 sTAG에 대한 TAG ID를 부여할 수 있다. 다른 예로서, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀이 기존에 구성된 TAG내에 포함될 수도 있다고 판단하거나, 또는 어느 TAG에 포함되는지 확인할 수 없는 경우, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 통해 상향링크 동기를 획득하기 이전에 상기 sTAG에 대한 TAG ID를 부여하지 않을 수 있다. 따라서 이 경우 기지국은 단말이 상향링크 동기를 획득 이후 필요 시 TAG 구성정보를 단말로 전송하고, 단말은 해당 sTAG의 TAG ID를 획득할 수 있다.

기지국은 TAG 구성정보를 단말로 전송한다(S515). 1) TAG 구성정보는 각 부서빙셀마다 TAG ID 정보가 포함되는 포맷일 수 있다. 구체적으로 각 부서빙셀의 상향링크 구성정보가 TAG ID 정보를 포함할 수 있다. 2) 또는 TAG 구성정보는 서빙셀마다 할당된 서빙셀 인덱스(ServCellIndex) 또는 부서빙셀들에게만 할당되는 부서빙셀 인덱스(ScellIndex)를 맵핑하는 포맷일 수 있다. 예를 들어, pTAG = {ServCellIndex = '1', '2'}, sTAG1 = {ServCellIndex = '3', '4'} 와 같은 형태로 설정될 수 있다. 3) 주서빙셀은 언제나 TAG ID = 0이므로 설정정보가 존재하지 않는다. 또한 부서빙셀들 중에서 TAG ID 정보가 없는 경우, 해당 부서빙셀들은 pTAG내의 서빙셀임을 의미할 수 있다.

TAG 구성정보는 각 TAG내의 타이밍 참조 셀 정보를 더 포함할 수 있다. 만약 TAG 구성정보가 타이밍 참조 셀 정보를 포함하지 않는 경우 단말은 스스로 각 TAG내의 타이밍 참조 셀을 인지할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 타이밍 참조 셀 설정 방법을 통해 타이밍 참조 셀을 인지할 수도 있다. 또는 기지국이 부서빙셀 구성 시 랜덤 액세스 절차를 위한 파라미터들을 구성한 서빙셀을 타이밍 참조 셀로 선정할 수 있다. 만일 타이밍 참조 셀이 될 수 있는 조건에 부합하는 서빙셀이 다수인 경우 또는 타이밍 참조 셀이 비활성화 된 경우, 가장 낮은 부서빙셀 인덱스를 갖는 부서빙셀을 타이밍 참조 셀로 설정할 수 있다.

기지국은 특정한 부서빙셀에 대하여 스케줄링하고자 하는 경우, 상기 특정한 부서빙셀을 활성화하는 활성화 지시자를 단말로 전송한다(S520).

단말은 특정 sTAG에서 상향링크 동기를 확보하지 못한 경우, 상기 특정 sTAG에 대해 조정되어야 할 시간정렬 값을 획득하여야 한다. 이는 기지국에 의해 지시되는 랜덤 액세스 절차를 통해 발현될 수 있다(S525).

sTAG 내의 활성화된 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 기지국에 의해 전송되는 PDCCH 지시에 의해서 시작될 수 있다. PDCCH 지시를 수신할 수 있는 부서빙셀은 상기 sTAG내에서 지정된 타이밍 참조를 포함한 부서빙셀로 한정할 수도 있으며 RACH 구성된 모든 부서빙셀이 될 수도 있다.

기지국은 단말이 동시에 2개 이상의 랜덤 액세스 절차를 진행하지 않도록 제어한다. 랜덤 액세스 절차의 동시 진행은 2개 이상의 랜덤 액세스 절차가 동기화되어 동시에 진행되는 경우와, 랜덤 액세스 절차가 진행되는 일부 시간에 대하여 동시에 진행중인 경우를 포함한다. 예를 들어, 단말이 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 진행할 때, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 기다리는 동안에 부서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차가 시작하는 경우(PDCCH order를 수신)이다.

기지국은 기존에 확보한 네트워크 내 정보 및/또는 단말로부터 수신한 보조(assistant) 정보(e.g. 위치정보, RSRP, RSRQ 등)를 이용하여도 특정 부서빙셀을 특정 TAG에 맵핑시킬 수 있을 만큼 충분한 정보를 확보하지 못한 경우, 상기 sTAG정보를 시간정렬 그룹핑(grouping)을 위해 필요한 부서빙셀을 또 다른 sTAG로 설정하고 랜덤 액세스 절차를 통해 상기 상향링크 시간정렬 값을 획득한다.

일 예로, 상기 단계 S525의 랜덤 액세스 절차는 다음 도 6의 절차에 의해 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명이 적용되는 랜덤 액세스 수행 절차를 설명하는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 기지국은 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시(PDCCH order)를 단말로 전송한다(S600). 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차인 경우, 기지국은 가용한 전체 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 및 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 포함하는 프리앰블 할당 정보(RA Preamble assignment)를 PDCCH 지시를 통해 단말로 전송한다. 이는 비경합 기반의 랜덤 액세스 과정을 위해서는 단말이 충돌 가능성이 없는 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로부터 할당받아야 하기 때문이다.

예를 들어, 랜덤 액세스 과정이 핸드오버 과정 중에 수행되는 경우, 단말은 타겟 기지국에 의해 생성된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 소스 기지국을 통해서 핸드오버 명령 메시지로부터 얻을 수 있다. 또는 예를 들어, 랜덤 액세스 과정이 기지국의 요청(PDCCH order)에 의해 수행되는 경우 단말은 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 PDCCH, 즉 물리계층 시그널링을 통해 얻을 수 있다. 이 경우 물리계층 시그널링은 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI) 포맷 1A로서, 표 1과 같은 필드들을 포함할 수 있다.

- 캐리어 지시자 필드(Carrier indicator field: CIF) - 0 or 3 bits.
- 포맷 0/1A 식별을 위한 플래그 - 1 bit (0인 경우 포맷 0을, 1인 경우 포맷 1A를 지시함)
포맷 1A CRC가 C-RNTI에 의해 스크램블되고, 남은 필드들이 아래와 같이 설정되는 경우, 포맷 1A는 PDCCH 명령(order)에 의해 개시되는 랜덤 액세스 절차를 위해 사용된다.
-아래-
- 국지적/분산적(Localized/Distributed) VRB 할당 플래그 - 1 bit. 0으로 설정됨
- 자원블록할당 -

bits. 모든 비트들이 1로 설정됨
- 프리앰블 인덱스(Preamble Index) - 6 bits
- PRACH 마스크 인덱스(Mask Index) - 4 bits
- 하나의 PDSCH 부호어의 간이 스케줄링 할당을 위한 포맷 1A의 모든 남은 비트들이 0으로 설정됨

표 1을 참조하면, 프리앰블 인덱스는 비경합 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 선택된 하나의 프리앰블을 지시하는 인덱스이고, PRACH 마스크 인덱스는 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보이다. 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보는 다시 표 2와 같이 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex: FDD) 시스템과 시간 분할 듀플렉스(time division duplex: TDD) 시스템에 따라, 지시하는 자원이 달라진다.

다음 표 2는 PRACH 마스크 인덱스를 나타낸 표이다.

PRACH Mask Index	Allowed PRACH (FDD)	Allowed PRACH (TDD)
0	All	All
1	PRACH Resource Index 0	PRACH Resource Index 0
2	PRACH Resource Index 1	PRACH Resource Index 1
3	PRACH Resource Index 2	PRACH Resource Index 2
4	PRACH Resource Index 3	PRACH Resource Index 3
5	PRACH Resource Index 4	PRACH Resource Index 4
6	PRACH Resource Index 5	PRACH Resource Index 5
7	PRACH Resource Index 6	Reserved
8	PRACH Resource Index 7	Reserved
9	PRACH Resource Index 8	Reserved
10	PRACH Resource Index 9	Reserved
11	Every, in the time domain, even PRACH opportunity 1st PRACH Resource Index in subframe	Every, in the time domain, even PRACH opportunity 1st PRACH Resource Index in subframe
12	Every, in the time domain, odd PRACH opportunity 1st PRACH Resource Index in subframe	Every, in the time domain, odd PRACH opportunity 1st PRACH Resource Index in subframe
13	Reserved	1st PRACH Resource Index in subframe
14	Reserved	2nd PRACH Resource Index in subframe
15	Reserved	3rd PRACH Resource Index in subframe

단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S605). 랜덤 액세스 프리앰블은 대표 서빙셀을 통해 전송될 수 있다. 대표 서빙셀은 단말에 구성되는 시간 정렬 그룹에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하도록 선정된 서빙셀이다. 대표 서빙셀은 시간 정렬 그룹마다 선정될 수 있다. 또한 단말은 복수의 시간 정렬 그룹들 중에서, 어느 하나의 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있고, 2개 이상의 시간 정렬 그룹내의 각각의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 단말에 구성된 시간 정렬 그룹이 TAG1, TAG2이고, TAG1={제1 서빙셀, 제2 서빙셀, 제3 서빙셀}, TAG2={제4 서빙셀, 제5 서빙셀}이라 하자. TAG1의 대표 서빙셀이 제2 서빙셀, TAG2의 대표 서빙셀이 제5 서빙셀이면, 단말은 할당된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 제2 서빙셀 또는 제5 서빙셀을 통해 기지국으로 전송한다.

대표 서빙셀은 특별 서빙셀(special SCell) 또는 참조 서빙셀(reference SCell) 또는 타이밍 참조 서빙셀(timing reference Cell)이라 불릴 수도 있다. 만약 TAG 구성정보가 대표 서빙셀에 관련된 정보를 포함하지 않는 경우, 기지국의 PDCCH 지시에 기반하여 프리앰블이 전송되는 UL CC와 SIB2 연결설정된(linked) DL CC가 타이밍 참조 DL CC로 정의된다. 그리고 상기 타이밍 참조 DL CC를 포함한 서빙셀이 타이밍 참조 서빙셀로 정의된다. 대표 서빙셀에 관한 시간 정렬 값(이하 대표 시간 정렬 값)만 획득하면, 단말은 대표 시간 정렬 값을 다른 서빙셀의 시간 정렬 값으로 사용할 수 있다. 이는 동일한 시간 정렬 그룹에 속하는 서빙셀들에는 동일한 시간 정렬 값이 적용되기 때문이다. 특정 서빙셀에서의 불필요한 랜덤 액세스 절차를 차단함으로써 랜덤 액세스 절차의 중복, 복잡도 및 오버헤드가 줄어들 수 있다.

기지국이 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 수신하면, 기지국은 수신된 랜덤 액세스 프리앰블 및 시간/주파수 자원을 기반으로 어느 단말이 어느 서빙셀을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했는지 확인할 수 있다. 특히, 기지국의 PDCCH 지시에 의해 단말이 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차를 개시하는 경우, 단말은 이미 주서빙셀에서 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 확보한 상태이다. 따라서 기지국은 필요에 따라 단말의 C-RNTI를 이용할 수 있고, C-RNTI를 이용하여 단말로 하향링크 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어 하향링크 정보는 랜덤 액세스 프리앰블의 수신에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함한다.

기지국은 단말의 PDCCH와, 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH를 단말로 전송한다(S610). 상기 단계 S605의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송과 반-동기화(semi-synchronous) 되어 2 또는 그 이상의 TTI 크기의 유연한(flexible) 윈도우(window) 내에서 전송될 수 있다.

이때, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)는 전송되지 않는다.

또한, 일 예로, PDCCH는 RA-RNTI(Random Access - Radio Network Temporary Identifier)로 스크램블 되어 전송될 수 있다. 다른 예로, 주서빙셀에서 PDCCH는 RA-RNTI로 스크램블되어 전송되고, 부서빙셀에서 PDCCH는 C-RNTI로 스크램블되어 전송될 수 있다.

이때, TA 정보 및 핸드오버를 위한 초기(initial) 상향링크 그랜트가 전송된다. 또는, 하향링크 데이터 도착(arrival)을 위한 TA 정보가 전송된다. 또는, 하나또는 그 이상의 단말을 식별하기 위한 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(identifier)가 전송된다.

랜덤 액세스 응답 메시지는 단독으로 PDSCH에 맵핑될 수도 있고, 다른 데이터들과 단일 MAC PDU내에 다중화(multiplexing)되어 PDSCH에 맵핑될 수도 있다.

랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH는 PDCCH에 의해 지시된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 부서빙셀상으로 전송될 수 있다. 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH의 전송에 사용되는 자원은 DCI내의 자원블록할당 필드에 의해 지시된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 부서빙셀에 대한 스케줄링 셀(scheduling cell)을 통해 전송될 수 있다.

공용 검색 공간에는 RA(random access)-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH가 할당된다. 그런데 부서빙셀에서는 공용 검색 공간이 정의되지 않고 단말-특정 검색 공간만이 정의되기 때문에, 단말은 부서빙셀상에서는 RA-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH 및, 상기 PDCCH가 지시하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 수 없다. 따라서, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하려면, 단말은 단말-특정 검색 공간을 이용할 수 밖에 없다. 단말 특정 검색 공간에서는 C-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH가 할당되므로, 기지국은 C-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH로써 랜덤 액세스 응답 메시지에 대한 PDSCH를 지시한다.

랜덤 액세스 응답 메시지의 전송에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.

이제, 잉여전력(Power Headroom; PH)에 관하여 설명한다.

잉여전력은 현재 단말이 상향링크 전송에 사용하는 전력 이외에 추가적으로 사용할 수 있는 여분의 전력을 의미한다. 예를 들어, 단말의 허용 가능한 범위의 상향링크 송신전력인 최대송신전력이 10W라고 가정하고, 현재 단말이 10Mhz의 주파수 대역에서 9W의 전력을 사용한다고 가정하자. 이때, 단말은 1W를 추가적으로 사용할 수 있으므로, 잉여전력은 1W가 된다.

여기서, 기지국이 단말에게 20Mhz의 주파수 대역을 할당한다면, 18W(=9Wㅧ2)의 전력이 필요하다. 그러나 상기 단말의 최대 전력이 10W이므로, 상기 단말에게 20Mhz를 할당한다면, 상기 단말은 상기 주파수 대역을 모두 사용할 수 없거나, 혹은 전력이 부족하여 기지국이 상기 단말의 신호를 제대로 수신할 수 없을 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 단말은 잉여전력이 1W임을 기지국으로 보고하여, 기지국이 잉여전력 범위내에서 스케줄링을 할 수 있도록 한다. 이러한 보고를 잉여전력보고(Power Headroom Report; PHR)라 한다.

잉여전력 보고절차를 통해 1) 각 활성화된 서빙셀마다 예정된(nominal) 단말의 최대전송전력과 예측된(estimated) UL-SCH(PUSCH) 전송전력간의 차이에 대한 정보, 2) 주서빙셀에서 예정된 단말의 최대전송전력과 예측된 PUCCH 전송전력간의 차이에 대한 정보, 및 3) 주서빙셀에서 예정된 최대전송전력과 예측된 UL-SCH 및 PUCCH 전송전력간의 차이에 대한 정보가 서빙 기지국으로 전송된다.

단말의 잉여전력 보고는 2가지 타입(타입1, 타입2)로 정의된다. 임의의 단말 잉여전력은 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 정의될 수 있다.

1. 잉여전력 보고의 타입1

타입1 보고에 대한 잉여전력은 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH없이 PUSCH를 전송하는 경우, PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, 및 PUSCH가 전송되지 않는 경우가 있다.

첫째, 만약 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i 에 대하여 PUCCH 없이 PUSCH를 전송하는 경우, 타입1 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같다.

여기서, P_CMAX _,c(i)는 서빙셀 c 에 대하여 구성된 최대 단말 송출전력

을 데시벨 값[dB]으로 변환한 값이다.

여기서 P_CMAX(i)는 기지국이 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송하는 값인 P-max을 기준으로 설정되는 P_EMAX값과 각 단말의 하드웨어의 수준에 의해 결정하는 송출 전력클래스 (power class)의해 결정되는 P_PowerClass 값 중 작은 값을 기준으로 설정된 최대송신전력 값을 기준으로 네트워크에서 설정한 오프셋 값들을 적용하여 산출한 최대 단말 송출전력 값이다. 여기서 상기 오프셋 값들은 최대 전력 감소 값 (MPR: maximum power reduction), 추가최대전력감소값 (A-MPR: additional maximum power reduction), 전력관리최대전력감소값 (P-MPR: Power Management Maximum Power Reduction)이 될 수 있으며 추가적으로 단말의 송신부 내 필터 특성을 많이 받는 대역여부에 따라 적용되는 오프셋 값(ΔT_C)이 적용될 수 있다.

상기 P_CMAX _,c(i)는 P_CMAX(i)와 달리 서빙셀 c 에 한정하여 구성된 값이다. 따라서 상기 P-max 값도 서빙셀 c 에 대하여 구성된 값(P_EMAX _,c)이며 상기 오프셋 값들 역시 각각 서빙셀 c 에 한정하여 구성된 값으로 계산된다. 즉, MPR_c, A-MPR_c, P-MPR_c, ΔT_C _, _c 으로 구성된다. 그러나 P_PowerClass 값은 단말 단위로 계산 시 사용했던 값과 동일한 값을 이용하여 계산한다.

또한, M_PUSCH _,c(i)는 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i 에서 PUSCH이 할당된 자원의 대역폭을 RB의 개수로 표현한 값이다.

또한, P_O _{_} _PUSCH _,c(j) 는 서빙셀 c에 대한 P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j)와 P_O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j)의 합이며, 상위 계층으로부터는 j가 0 또는 1이다. 반지속적(semi-persistent) 그랜트 PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 j는 0인 반면, 동적 스케줄된 그랜트(dynamic scheduled grant) PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 j는 1이고, 랜덤 액세스 응답 그랜트 PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 j는 2이다. 또한, 랜덤 액세스 응답 그랜트 PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 P_O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(2)=0 이고, P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(2)는 P_O _{_} _PRE와 Δ_PREAMBLE _{_} _Msg3의 합이다, 여기서, 파라미터 P_{O_PRE}(preambleInitialReceivedTargetPower) 와 Δ_PREAMBLE _{_} _Msg3는 상위계층으로부터 시그널링된다.

만약 j가 0 또는 1인 경우, 상위계층에서 제공되는 3비트 파라미터에 의해 α_c∈ {0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1} 값들 중에서 하나가 선택될 수 있다. j가 2인 경우 항상 α_c(j=1)이다.

PL_c는 단말에서 계산된 서빙셀 c에 대한 하향링크 경로손실(path loss:PL, 또는 경로감쇄) 예상치의 dB 값이며, "referenceSignalPower - higher layer filtered RSRP(Reference Signal Received Power)"로부터 구할 수 있다. 여기서 referenceSignalPower 은 상위계층에서 제공되는 값으로 하향링크 참조신호의 EPRE(Energy Per Resource Element) 값의 dBm 단위이다. RSRP는 참조 서빙셀에 대한 참조신호의 수신전력 값이다. 참조 서빙셀로 선택된 서빙셀 그리고 상기 PL_c 계산을 위해 사용되는 referenceSignalPower과 higher layer filtered RSRP의 결정은 상위 계층 파라미터인 pathlossReferenceLinking에 의해 구성된다. 여기서, 상기 pathlossReferenceLinking에 의해 구성되는 참조서빙셀은 주서빙셀 또는 UL CC와 SIB2 연결설정되어 있는(corresponding) 부서빙셀의 DL SCC가 될 수 있다.

또한, Δ_TF _,c(i)는 MCS (modulation coding scheme)에 의한 영향을 반영하기 위한 파라미터이며, 그 값은

이다. 여기서, K_s는 각 서빙셀 c에 대하여 상위계층에서 deltaMCS-Enabled으로 제공되는 파라미터이며 1.25 또는 0이며, 특히, 전송 다이버시티(Transmit diversity)를 위한 모드인 전송 모드2(transmission mode 2)인 경우 K_s는 언제나 0이다. 또한, UL-SCH 데이터 없이 PUSCH를 통해 제어정보만이 전송되는 경우 BPRE=O_CQI/N_RE이고, 그 밖의 경우

인데, C는 코드블록의 개수이며, K_r은 코드블록의 크기이며, O_CQI는 CRC 비트수를 포함한 CQI/PMI 비트 개수이며, N_RE는 결정된 자원 요소(Resource Element)들의 개수(즉,

)이다. 또한, 만일 PUSCH를 통해 UL-SCH 데이터 없이 제어정보만이 전송되는 경우

로 설정하고, 그 이외의 경우는 β^PUSCH _offset는 항상 1로 설정한다.

또한, δ_PUSCH _,c는 수정 값(correction value)으로서, 서빙셀 c에 대한 DCI 포맷0 또는 DCI 포맷4 내에 존재하는 TPC 명령(TPC command) 또는 다른 단말들과 공동으로 부호화되어 전송되는 DCI 포맷 3/3A내의 TPC 명령을 참조하여 결정된다. 상기 DCI 포맷 3/3A는 CRC 패리티(parity) 비트들이 TPC-PUSCH-RNTI 로 스크램블링 되어 있어 상기 RNTI 값이 할당된 단말들만이 확인할 수 있다. 여기서, 상기 RNTI값은 임의의 단말이 다수의 서빙셀들로 구성된 경우, 상기 각 서빙셀을 구분하기 위해 서빙셀마다 서로 다른 RNTI값이 할당될 수 있다. 이때, 현재 서빙셀 c에 대한 PUSCH 전력제어 조정 상태는 f_c(i)로 주어지며, 서빙셀 c에 대하여 상위계층에 의해 누적(accumulation)이 활성화된 경우 또는 TPC 명령 δ_PUSCH _,c가 임시(Temporary)-C-RNTI에 의해 스크램블링된 DCI 포맷 0이 PDCCH에 포함되어 있는 경우 "f_c(i)=f_c(i-1)+ δ_PUSCH _,c(i-K_PUSCH)"이다. 여기서 δ_PUSCH _,c(i-K_PUSCH)는 (i-K_PUSCH)번째 서브프레임에서 전송되었었던 PDCCH 내의 DCI 포맷 0/4 또는 3/3A 내에 있는 TPC 명령이고, f_c(0)는 누적 리셋 후 첫번째 값이다. 또한, K_PUSCH 값은 FDD인 경우 4이다. TDD UL/DL 설정 0일 때 서브프레임 2 또는 7에서 PUSCH 전송을 스케줄링하는 PDCCH가 존재하는 경우, 상기 PDCCH내의 DCI 포맷 0/4 내에 UL 인덱스의 LSB(Least significant bit) 값이 1로 설정되어 있다면 K_PUSCH 는 7이다.

둘째, 만약 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, 타입1 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같다.

여기서,

은 서브프레임 i 에서 PUSCH전송만이 있다고 가정하에 계산된 값이다. 이 경우, 물리계층은

대신에

을 상위계층에 전달한다.

셋째, 만일 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUSCH가 전송되지 않는 경우, 타입 1 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같다.

여기서,

는 MPR는0dB, A-MPR는 0dB, P-MPR은 0dB, 및 ΔT_C는 0dB임을 가정하고 계산된다.

2. 잉여전력 보고의 타입2

타입2 보고에 대한 잉여전력은 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, PUCCH 없이 PUSCH를 전송하는 경우, PUSCH 없이 PUCCH를 전송하는 경우, 및 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하지 않는 경우가 있다.

첫째, 만일 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, 타입2 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

여기서, Δ_{F_} _PUCCH(F)은 상위계층(RRC)에서 정의되며, 각 Δ_{F_} _PUCCH(F)값은 PUCCH 포맷 1a과 관계된 PUCCH 포맷(F)와 일치한다. 여기서, 각 PUCCH 포맷(F)은 다음 표와 같다.

PUCCH format	Modulation scheme	Number of bits per subframe, M_bit
1	N/A	N/A
1a	BPSK	1
1b	QPSK	2
2	QPSK	20
2a	QPSK+BPSK	21
2b	QPSK+QPSK	22
3	QPSK	48

만약, 단말이 상위계층에 의해 PUCCH 전송을 2개의 안테나 포트들에 대하여 구성되었다면, 각 PUCCH 포맷 F'에 대한 Δ_TxD(F') 값은 상위계층에서 제공받는다. 만일 그렇지 않다면 언제나 Δ_TxD(F')=0이다.

또한, h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)은 PUCCH 포맷마다 다른 값을 갖는다. 여기서 n_CQI는 CQI(channel quality information)정보의 비트 수를 나타낸다. 또한 만약 서브프레임i 에서 SR(scheduling request)가 구성되어 있으며 단말의 UL-SCH와 관련된 어느 전송 블록에서 SR 구성이 존재하지 않는다면 n_SR=1이고, 이외의 경우는 n_SR=0이다. 만약, 단말이 하나의 서빙셀에 설정되어 있으면 n_HARQ는 서브프레임 i에서 전송된 HARQ-ACK 비트 수이다. PUCCH 포맷 1/1a/1b에 대하여 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0이다. 채널 선택(channel selection)의 PUCCH 포맷 1b에 대하여 단말이 하나 이상의 서빙셀에 설정되어 있으면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=(n_HARQ-1)/2이고, 그밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0이다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 노멀 순환 프리픽스(normal cyclic prefix)에 대하여, n_CQI가 4보다 크거나 같으면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=10log₁₀(n_CQI/4)이며, 그 밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0다. PUCCH 포맷 2 및 확장된 순환 프리픽스(extended cyclic prefix)에 대하여 "n_CQI+n_HARQ"가 4보다 크거나 같으면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=10log₁₀((n_CQI+n_HARQ)/4)이며, 그 밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0이다. PUCCH 포맷 3에 대하여, 단말이 상위 계층에 의하여 2 안테나 포트에서 PUCCH를 전송하도록 설정되어 있거나, 단말이 11 비트의 HARQ-ACK/SR 를 전송하도록 설정되어 있다면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=(n_HARQ+n_SR-1)/3이고, 그 밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=(n_HARQ+n_SR-1)/2이다. P_O _{_} _PUCCH는 상위 계층에 의해 제공되는 P_{O_NOMINAL_PUCCH} 파라미터 및 P_O _{_} _UE _{_} _PUCCH 파라미터의 합으로 구성된 파라미터이다.

둘째, 만일 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH없이 PUSCH를 전송하는 경우, 타입2 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된7.

셋째, 만약 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUSCH없이 PUCCH를 전송하는 경우, 타입2 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

넷째, 만약 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하지 않는 경우, 타입2 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

여기서,

잉여전력값은 1dB 단위로 결정되며 반올림을 통해 40dB 내지 -23dB 범위내의 값 중에 가장 가까운 값으로 결정되어야 한다. 상기 결정된 잉여전력값은 물리계층에서 상위계층으로 전달된다.

한편, 보고된 잉여전력은 1개의 서브프레임에서 예측된(estimated) 값이다.

만약, 확장된 PHR(Extended PHR)이 구성되어 있지 않으면 주서빙셀에 대한 타입 1 잉여전력 값만이 보고된다. 반면, 확장된 PHR이 구성되어 있으면 상향링크가 구성된 활성화되어 있는 서빙셀들 각각에 대하여 타입 1 잉여전력 값 및 타입 2 잉여전력 값이 보고된다. 확장된 PHR은 이하에서 자세히 설명한다.

잉여전력 보고 지연(reporting delay)은 잉여전력 참조 구간의 시작 시점과 잉여전력 값을 무선 인터페이스를 통해 단말이 전송하기 시작하는 시점간의 차이를 말한다. 잉여전력 보고 지연은 0ms가 되어야 하며, 잉여전력 보고 지연은 잉여전력 보고를 위한 모든 구성된 트리거링 기법들에 대하여 적용될 수 있다.

보고되는 잉여전력의 매핑(mapping)은 다음의 표와 같이 주어질 수 있다.

Reported value	Measured quantity value (dB)
POWER_HEADROOM_0	-23≤PH<-22
POWER_HEADROOM_1	-22≤PH<-21
POWER_HEADROOM_2	-21≤PH<-20
POWER_HEADROOM_3	-20≤PH<-19
POWER_HEADROOM_4	-19≤PH<-18
POWER_HEADROOM_5	-18≤PH<-17
...	...
POWER_HEADROOM_57	34≤PH<35
POWER_HEADROOM_58	35≤PH<36
POWER_HEADROOM_59	36≤PH<37
POWER_HEADROOM_60	37≤PH<38
POWER_HEADROOM_61	38≤PH<39
POWER_HEADROOM_62	39≤PH<40
POWER_HEADROOM_63	PH≥40

표 4를 참조하면, 잉여전력은 -23dB에서 +40dB의 범위내에 속한다. 잉여전력을 표현하는데 6비트가 사용된다면, 64(=2⁶)가지의 인덱스를 나타낼 수 있는 바, 잉여전력은 총 64개의 수준(level)으로 구분된다. 일 예로, 잉여전력을 표현하는 비트가 "0"(6비트로 나타내면 "000000")이면 잉여전력의 수준이 "-23≤P_PH≤-22dB"임을 나타낸다.

잉여전력 보고의 제어는 주기적 잉여전력 보고 타이머(periodicPHR-Timer, 이하 "주기적 타이머"라 한다)와 차단 타이머(prohibitPHR-Timer)를 통해 가능하다. RRC 메시지를 통해"dl-PathlossChange "값을 전송함으로써 단말이 하향링크에서 측정한 경로손실 값의 변화 및 전력 관리에 의한 전력 백오프 요구값(P-MPR)의 변화에 의한 잉여전력보고의 트리거링을 제어한다.

잉여전력보고는 이하의 이벤트들 중 적어도 하나가 발생하는 경우 트리거링된다.

1. 단말이 새로운 전송을 위해 상향링크 자원을 확보하여 마지막 잉여전력보고 전송을 진행한 이후에 경로손실 참조로 사용되는 적어도 하나의 활성화된 서빙셀에서 경로 손실값(예를 들어, 단말이 측정한 경로손실 추정치)이 보다 더 크게 변경되고 차단 타이머가 만료되거나, 차단 타이머가 만료되고 경로손실 참조로 사용되는 적어도 하나의 활성화된 서빙셀에서 경로 손실값(dB)이 보다 더 크게 변경된 경우 잉여전력보고가 트리거링된다. 경로손실 추정치는 RSRP에 기반하여 단말에 의해 측정될 수 있다.

2. 주기적 타이머가 만료된 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다. 잉여전력은 수시로 변하기 때문에 주기적 잉여전력 보고 방식에 따라서, 단말은 주기적 타이머가 만료되면, 잉여전력 보고를 트리거링하고, 잉여전력이 보고되면, 주기적 타이머를 재구동한다.

3. 사용금지를 제외한 잉여전력보고 동작과 관련한 구성 또는 재구성이 RRC 또는 MAC과 같은 상위계층에 의해 이루어진 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다.

4. 상향링크가 구성된 부서빙셀이 활성화된 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다.

5. 단말이 새로운 전송을 위해 상향링크 자원을 확보하고 있는 경우 상향링크가 구성된 활성화된 서빙셀들중 어느 하나라도 해당 TTI에서 상향링크 자원을 통한 상향링크 데이터 전송 또는 PUCCH 전송 시 마지막 잉여전력보고 전송을 진행한 이후에 상향링크 전송을 위한 자원할당이 되어 있거나 또는 PUCCH 전송이 해당셀에 존재하는 경우, 그리고 마지막 잉여전력보고 전송 이후에 전력백오프 요구값(P-MPR_c) 의 변화가 "dl-PathlossChange"[dB] 값보다 더 큰 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다.

한편, 단말이 해당 TTI에 대한 새로운 전송을 위한 자원을 할당받은 경우, (1) 마지막 MAC 리셋 후 새로운 전송을 위한 첫번째 상향링크 자원할당인 경우, 주기적 타이머를 시작한다. (2) 마지막 잉여전력보고 전송 이후 적어도 하나의 잉여전력보고가 트리거링되었거나 전송한 잉여전력보고가 첫번째 트리거링된 잉여전력보고인 경우이고, 할당된 상향링크 자원들이 잉여전력보고 MAC 제어요소(확장된 PHR을 포함)를 전송하기에 충분한 공간을 제공하는 경우에, 만일 확장된 PHR가 구성되어 있다면, 각 상향링크가 구성되어 있으며 활성화된 서빙셀에 대하여 타입 1 잉여전력 값을 획득한다. 이때, 만약 단말이 해당 TTI에 해당 서빙셀을 통해 상향링크 전송을 위한 상향링크 자원할당을 받았다면 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득한다. 또한, 만약 simultaneousPUCCH-PUSCH 가 구성되어 있다면, 주서빙셀에 대한 타입2 잉여전력 값을 획득한다. 만일 단말이 해당 TTI에 PUCCH 전송을 하는 경우, 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득한다. 그리고, 확장된 PHR MAC CE를 생성하고 전송한다.

만약,확장된 PHR 가 구성되어 있지 않다면, 물리계층으로부터 타입1 잉여전력 값을 획득하고, 잉여전력보고 MAC 제어요소를 생성하고 전송한다. 이어서, 주기적 타이머를 시작 또는 재시작한다. 이어서, 차단 타이머를 시작 또는 재시작한다. 그리고, 모든 트리거된 잉여전력보고를 취소한다.

확장된 잉여전력 MAC 제어 요소(Extended Power Headroom MAC Control Element : EPH MAC CE)는 MAC PDU의 서브헤더내의 LCID에 의해 확인된다. 상기 EPH MAC CE는 다음 도 7과 같이 구성될 수 있으며 다양한 크기를 가질 수 있다.

도 7을 참조하면, C_i 필드는 부서빙셀 인덱스(SCellIndex) i를 의미하며, "1"일 경우 해당 부서빙셀에서 PH 값이 보고 됨을 의미하고, "0"일 경우 해당 부서빙셀에서 PH 값이 보고되지 않음을 의미한다. R 필드는 예비된 비트로서, 0으로 설정된다.

또한, V 필드는 실제 전송을 기반으로 한 PH값인지 아니면 참조 포맷에 대한 PH 값인지를 지시하는 지시자이다. 타입1 잉여보고의 경우, V=0이면 실제 PUSCH 전송이 있음을 지시하고, V=1이면 PUSCH 참조 포맷을 사용함을 지시한다. 타입2 잉여보고의 경우, V=0이면 실제 PUCCH 전송이 있음을 지시하고, V=1은 PUCCH 참조 포맷을 사용함을 지시한다. 타입1 잉여보고 및 타입2 잉여보고에 대하여 공통적으로 V=0이면 관련 P_CMAX _,c 필드가 존재함을 지시하고, V=1이면 관련 P_CMAX _,c 필드가 생략됨을 지시한다.

PH(Power Headroom) 필드는 잉여전력값에 대한 필드이며, 6비트일 수 있다.

P 필드는 단말이 전력 관리에 의한 전력 백오프(P-MRP)를 적용하였는지 여부를 지시하며, 상기 전력 백오프로 인해 P_CMAX _,c 필드 값이 다른 값을 갖게 되는 경우 P=1로 설정된다.

P_CMAX _,c필드는 앞선 PH 필드의 계산을 위해 사용되는 P_CMAX _,c 또는

를 지시하며, 이 필드 값은 존재할수도 있고 존재하지 않을 수도 있다.

다음 표 5는 확장된 PHR에 대하여 예정된(Nominal) 단말 전송전력 레벨 나타낸다.

P_CMAX _,c	Nominal UE transmit power level
0	P_CMAX _,c_00
1	P_CMAX _,c_01
2	P_CMAX _,c_02
…	…
61	P_CMAX _,c_61
62	P_CMAX _,c_62
63	P_CMAX _,c_63

한편, 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대해 설명한다.

랜덤 액세스 절차에서는 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER를 다음 수학식과 같이 설정한다.

[수학식 8]

PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER = preambleInitialReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE +(PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER1) * powerRampingStep

여기서 preambleInitialReceivedTargetPower 은 기지국이 상기 기지국내 단말에게 공통적으로 설정하는 값으로 최초 프리앰블 전송 시 설정하는 송신전력을 위한 기준값이다. 또한, DELTA_PREAMBLE 은 프리앰블 포멧에 따라 0 또는 특정 오프셋 값으로 미리 설정될 수 있다. 또한, powerRampingStep 값은 프리앰블 재전송 시 마다 추가적으로 증가시키는 송신전력 값이다.

또한, 물리 계층에서 선택된(selected) PRACH, 대응되는(corresponding) RA-RNTI(또는 C-RNTI), 프리앰블 인덱스, 및 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER 값을 이용하여 단말이 프리앰블을 전송하도록 지시(instruct)한다.

다음 표 6는 랜덤 액세스 프리앰블의 포맷을 나타낸다.

프리앰블 포맷	T_CP	T_SEQ
0	3168·T_S	24576·T_S
1	1024·T_S	24576·T_S
2	6240·T_S	2·24576·T_S
3	21024·T_S	2·24576·T_S
4	448·T_S	4096·T_S

표 6을 참조하면, T_CP는 PRACH 심볼(symbol)의 CP(cyclic prefix)의 구간을 나타내는 파라미터이고, T_SEQ는 시퀀스(sequence) 구간을 나타내는 파라미터이며, T_S는 샘플링 시간을 나타낸다. 각 포맷에 따라 PRACH가 점유하는 서브프레임의 개수가 가변적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 포맷 0은 CP와 시퀀스의 합이 서브프레임보다 작고, 전파지연을 고려할 수 있는 최대 셀 크기(반경의 2배)가 가장 작다. 반면, 프리앰블 포맷 1, 2, 3은 CP와 시퀀스의 합이 1개의 서브프레임 이상이다. 프리앰블 포맷 1 또는 포맷 2의 경우 PRACH의 점유 서브프레임이 2개이고, 프리앰블 포맷 3의 경우 PRACH의 점유 서브프레임이 3개이다.

MAC 계층에 의하여 트리거된 랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 특정 시간/주파수 자원으로 제한된다(restricted). 이 시간/주파수 자원은 무선 프레임 내 서브프레임 번호 및 주파수 도메인의 물리 자원 블록들의 오름차순으로 열거되며, 인덱스 0은 가장 작은 번호의 물리 자원 블록 및 무선 프레임의 서브프레임에 해당한다. 무선 프레임 내 PRACH 자원은 PRACH 자원 인덱스에 의해 지시되며, 이는 다음 표 7과 같다.

PRACH Configuration Index	PreambleFormat	System frame number	Subframe number	PRACH Configuration Index	PreambleFormat	System frame number	Subframe number
0	0	Even	1	32	2	Even	1
1	0	Even	4	33	2	Even	4
2	0	Even	7	34	2	Even	7
3	0	Any	1	35	2	Any	1
4	0	Any	4	36	2	Any	4
5	0	Any	7	37	2	Any	7
6	0	Any	1, 6	38	2	Any	1, 6
7	0	Any	2 ,7	39	2	Any	2 ,7
8	0	Any	3, 8	40	2	Any	3, 8
9	0	Any	1, 4, 7	41	2	Any	1, 4, 7
10	0	Any	2, 5, 8	42	2	Any	2, 5, 8
11	0	Any	3, 6, 9	43	2	Any	3, 6, 9
12	0	Any	0, 2, 4, 6, 8	44	2	Any	0, 2, 4, 6, 8
13	0	Any	1, 3, 5, 7, 9	45	2	Any	1, 3, 5, 7, 9
14	0	Any	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9	46	N/A	N/A	N/A
15	0	Even	9	47	2	Even	9
16	1	Even	1	48	3	Even	1
17	1	Even	4	49	3	Even	4
18	1	Even	7	50	3	Even	7
19	1	Any	1	51	3	Any	1
20	1	Any	4	52	3	Any	4
21	1	Any	7	53	3	Any	7
22	1	Any	1, 6	54	3	Any	1, 6
23	1	Any	2 ,7	55	3	Any	2 ,7
24	1	Any	3, 8	56	3	Any	3, 8
25	1	Any	1, 4, 7	57	3	Any	1, 4, 7
26	1	Any	2, 5, 8	58	3	Any	2, 5, 8
27	1	Any	3, 6, 9	59	3	Any	3, 6, 9
28	1	Any	0, 2, 4, 6, 8	60	N/A	N/A	N/A
29	1	Any	1, 3, 5, 7, 9	61	N/A	N/A	N/A
30	N/A	N/A	N/A	62	N/A	N/A	N/A
31	1	Even	9	63	3	Even	9

상기 표 7은 프리앰블 포맷 0 내지 3에 대한 프레임 구조 타입1 랜덤 액세스 설정을 나타낸다.

프리앰블 포맷 0 내지 3의 프레임 구조 타입 1에 대하여, 서브프레임 당 최대 하나의 랜덤 액세스 자원이 있다. 상기 표 7은 상기 표 6에 따른 프리앰블 포맷들 및 프레임 구조 타입 1에 주어진 설정에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 허용되는 서브프레임들을 나타낸다. 파라미터 prach-ConfigurationIndex는 상위 계층에 의해 주어진다. 랜덤 액세스 프리앰블의 시작은 N_TA=0인 단말의 상향링크 서브프레임의 시작에 정렬된다(aligned). PRACH 설정 인덱스 0, 1, 2, 15, 16, 17, 18, 31, 32, 33, 34, 47, 48, 49, 50 및 63에 대하여, 단말은 핸드오버 목적을 위하여 현재 셀의 무선 프레임 i와 타겟 셀 사이의 상대시간차의 절대 값을 153600-T_s로 가정한다. 프리앰블 포맷 0, 1, 2 and 3에서 고려되는 PRACH 기회(opportunity)에 할당되는 최초의 물리 자원 블록(n^RA _PRB)은 n^RA _PRBoffset로 정의되며, 여기서 파라미터 prach-FrequencyOffset(n^RA _PRBoffset)는 상위 계층에 의하여 설정되는 물리 자원 블록 번호로 표현되며, n^RA _PRBoffset은 0보다 크거나 같고, "N^UL _RB-6"보다 작거나 같도록 설정된다.

이제, 물리적(physical) 비동기화된(non-synchronized) 랜덤 액세스 절차에 대해 설명한다.

상위 계층에 관점에서, L1(Level 1) 랜덤 액세스 절차는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 및 랜덤 액세스 응답을 포함한다(encompass). L1 랜덤 액세스 절차는 물리계층에서 행해지는 랜덤 액세스 절차를 말한다. 즉, 랜덤 액세스를 위해 정의되어야 하는 물리계층의 새로운 시그널링들이 포함되는 랜덤 액세스 절차상 단계이다. 예를 들어, 랜덤 액세스 프리앰블의 경우, 랜덤 액세스 만을 위해 물리계층에서 정의되어야 하는 신호이며 RA-RNTI로 스크램블링된 PDCCH 역시 랜덤 액세스만을 위해 정의되는 물리계층 메시지 포맷이다. 나머지 메시지들은 더 상위 계층들에 의하여 공유(shared) 데이터 채널에서 전송이 스케줄링되어 있으며, L1 랜덤 액세스 절차의 일부라고 여겨지지 않는다. 랜덤 액세스 채널은 하나의 서브프레임 또는 랜덤 액세스 프리앰블 전송에 예비된(reserved) 연속된(consequtive) 서브프레임 세트(set)에서 6 자원 블록을 차지(occupy)한다. 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 위하여 예비된 자원 블록들 중에서 데이터를 스케줄링하는 것이 금지(prohibit)되지 않는다.

L1 랜덤 액세스 절차는 다음 과정들이 요구된다.

1. 상위 계층들에 의한 프리앰블 전송의 요청에 의해 트리거링 된다.

2. 상기 요청의 일부로서 상위 계층에 의하여 프리앰블 인덱스, 타겟 프리앰블 수신 파워(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER), 대응되는(corresponding) RA-RNTI(또는 C-RNTI) 및 PRACH 자원들이 지시된다.

3. 프리앰블 전송 파워(P_PRACH)는 다음 수학식에 의하여 결정된다.

[수학식 9]

P_PRACH = min{P_CMAX _,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PL_c} [dBm]

여기서, P_CMAX _,c(i)는 주서빙셀의 서브프레임 i에 대하여 설정된 단말 전송전력이고, PL_c는 단말에서 계산된 주서빙셀에 대한 하향링크 경로손실 예측 값이다.

4. 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)는 프리앰블 인덱스를 사용하여 프리앰블 시퀀스 세트(preamble sequence set)로부터 선택된다.

5. 단일 프리앰블(single preamble)은 지시된 PRACH 자원에서 전송 파워 P_PRACH로 선택된 프리앰블 시퀀스를 사용하여 전송된다.

지시된 RA-RNTI(또는 C-RNTI)로서 PDCCH를 감지(detection)하는 것은 상위 계층에 의하여 제어되는 윈도우(window) 도중에 시도된다. 만약 PDCCH가 감지되면, 해당(corresponding) DL-SCH 전송 블록은 상위 계층으로 전달된다. 상위 계층들은 상기 전송블록을 분석(parse)하고, 20비트 상향링크 그랜트를 물리 계층으로 지시한다.

기존의 랜덤 액세스 절차에 따르면 활성화된 모든 서빙셀들에 대하여 PH 및 P_CMAX,c 값을 포함하여 확장된 PHR을 전송한다. 더 나아가 활성화된 서빙셀이 포함된 TAG의 상향링크 동기 획득 여부를 확인하여 해당 TAG내 활성화된 서빙셀에 대하여 PH 및 P_CMAX _,c 정보를 포함하여 PHR을 전송하는 것이 효율적이다.

먼저, 확장된 PHR에서는, 상향링크에 대한 유효한 TA 값을 획득하지 못한 sTAG내 부서빙셀들은 활성화되어 있다 하더라도 PHR 트리거링 시 해당 PHR 대상에 포함되지 못하고, 상향링크에 대한 유효한 TA 값을 획득하지 못한 sTAG내 부서빙셀들은 PHR 트리거링과 관련된 조건과는 무관하다.

한편, 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우와 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우를 나누어 설명한다. 여기서, 랜덤 액세스 응답 그랜트란 MAC PDU내 존재하는 RAR이 전송되는 PDSCH의 자원위치에 대한 정보를 포함하는 PDCCH를 말한다.

<1. PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우>

본 발명에 따라서 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우 부서빙셀의 랜덤 액세스 절차에서 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블을 할당(assignment)하여 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시(order)를 단말로 전송하고. 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다.

기지국은 수신한 랜덤 액세스 프리앰블 관련정보들(RAP-ID(Random Access Preamble ID), PRACH가 전송된 시간/주파수 자원)을 기반으로 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단말이 어느 단말인지 확인할 수 있다.

기지국은 수신한 랜덤 액세스 프리앰블을 기준으로 측정한 TAC 정보가 포함된 랜덤 액세스 응답을 포함하는 MAC PDU를 구성하여 상기 단말에게 전송한다. 단말은 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH와 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH를 기지국으로부터 수신한다. 만약, 랜덤 액세스 절차가 성공하면, 단말은 PDSCH의 성공적인 디코딩을 나타내는 ACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. 그리고, 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 시간정렬 값을 기반으로 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정한다. 만약, 랜덤 액세스 절차가 실패하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 트리거한다. 그리고, PDSCH의 디코딩에 실패하여 랜덤 액세스 절차가 실패한 것이면, 단말은 해당 HARQ 프로세스에 의해 PDSCH에 관한 NACK 신호를 기지국으로 전송한다.

상기 구성된 MAC PDU는 단일 전송 블록내에 포함된다. 상기 전송 블록은 단일 서브프레임에 하향링크 자원할당량을 기준으로 가변적인 비트 수로 정의될 수 있다. 상기 랜덤 액세스 응답은 C-RNTI로 스크램블링된 PDCCH가 지시하는 PDSCH를 통해 상기 단말에게 전송된다. 따라서 상기 랜덤 액세스 응답은 부서빙셀에 대한 스케줄링 셀(scheduling cell)을 통해 전송될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 8을 참조하면, 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC PDU(800)의 포맷으로 구성될 수 있다. MAC PDU(800)는 MAC 헤더(header, 810), 적어도 하나의 MAC 제어요소(MAC control element(CE), 820-1,...,820-n), 적어도 하나의 MAC SDU(Service Data Unit, 830-1,...,830-m) 및 패딩(padding, 840)을 포함한다.

MAC 제어요소(820-1,..., 820-n)는 MAC 계층이 생성하는 제어메시지이다.

MAC 헤더(810)는 적어도 하나의 서브헤더(sub-header, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4,...,810-k)를 포함하며, 각 서브헤더(810-1, 810-2, 810-3, 810-4,...,810-k)는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(840)에 대응(corresponding)한다. 서브헤더(810-1, 810-2, 810-3, 810-4,...,810-k)의 순서는 MAC PDU(800)내에서 대응하는 MAC SDU(830-1,... 830-m), MAC 제어요소(820-1,..., 820-n) 또는 패딩(840)들의 순서와 동일하게 배치된다.

각 서브헤더(810-1, 810-2, 810-3, 810-4,...,810-k)는 R, R, E, LCID 이렇게 4개의 필드를 포함하거나 또는, R, R, E, LCID, F, L 이렇게 6개의 필드를 포함할 수 있다. 4개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC 제어요소(820-1,..., 820-n) 또는 패딩(840)에 대응하는 서브헤더이며, 6개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC SDU(830-1,...,830-m)에 대응하는 서브헤더이다.

논리 채널 식별 정보(LCID, Logical Channel ID) 필드는 MAC SDU(830-1,...,830-m)에 대응하는 논리채널을 식별하거나, MAC 제어요소(820,..., 820-m) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이며, 각 서브헤더(810-1, 810-2, 810-3, 810-4,...,810-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.

예를 들어, LCID 필드는 표 8과 같이 MAC 제어요소(820-1,..., 820-n)가 서빙셀의 활성화/비활성화를 지시하기 위한 MAC 제어요소인지, 단말간의 경합해결을 위한 경합해결 식별자(Contention Resolution Identity) MAC 제어요소인지 또는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소인지를 식별한다. 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소는 랜덤 액세스에서 시간 정렬을 위해 사용되는 MAC 제어요소이다.

LCID 인덱스	LCID 값
00000	CCCH
00001-01010	논리채널의 식별자
01011-11010	예비됨
11011	활성화/비활성화
11100	단말 경합 해결 식별자
11101	시간 전진 명령(TAC)
11110	DRX 명령
11111	패딩

표 8을 참조하면, LCID 필드의 값이 11101이면, 대응하는 MAC 제어요소는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소이다. 이때 시간전진명령을 위한 MAC 제어요소는 1개의 옥텟(octet) 구조로서 8비트이고, 시간전진명령 필드(TACF)에 사용되는 비트수는 6비트일 수 있다. 나머지 2비트는 예비 비트(reserved bit)이다. 여기서 상기 6비트의 시간전진명령 필드는 항상 0 이상의 값을 갖는 시간전진 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 6비트로 나타낼 수 있는 값의 범위로 0 내지 63의 시간전진 값을 나타낼 수 있다. 또한 기존에 수신한 시간전진 값이 존재하는 경우에만 사용될 수도 있으며 이 경우, 상기 시간전진 값을 기준으로 차이 값만을 나타낼 수도 있다. 여기서 상기와 같이 차이 값만을 나타내는 경우 0 이상 또는 0 이하의 값 모두를 가질 수 있으며 이 경우, 시간전진 명령을 통한 시간정렬(timing alignment) 값이라 정의될 수도 있다. 예를 들어, 6비트로 나타낼 수 있는 값의 범위로 +31 내지 -31의 시간정렬 값을 나타낼 수 있다.

한편, 복수의 서빙셀이 단말에 구성됨으로 인하여 시간 전진 명령이 복수의 서빙셀에 대해 주어질 때, LCID 필드는 표 9와 같이 주어질 수도 있다.

LCID 인덱스	LCID 값
00000	CCCH
00001-01010	논리채널의 식별자
01011-11001	예비됨
11010	확장된 시간 전진 명령(Extended Timing Advance Command)
11011	활성화/비활성화
11100	단말 경합 해결 식별자
11101	시간 전진 명령(TAC)
11110	DRX 명령

표 9를 참조하면, LCID 필드의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 복수의 서빙셀에 대한 시간전진명령을 위한 MAC 제어요소이다. 이때 시간전진명령을 위한 MAC 제어요소는 예를 들어 6개의 옥탯 구조로서 총 48비트이고, 이 중 시간전진명령 필드(TACF)에 사용되는 비트수는 11비트일 수 있다. 나머지 비트들은 예비 비트, 상향링크 그랜트(uplink grant) 또는 임시 C-RNTI로 사용된다. 여기서 상기 11비트의 시간전진명령 필드는 항상 0 이상의 값을 갖는 시간전진 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 11비트로 나타낼 수 있는 값의 범위로 0 내지 1282의 시간전진 값을 나타낼 수 있다. 또한 기존에 수신한 시간전진 값이 존재하는 경우에만 사용될 수도 있으며 이 경우, 상기 시간전진 값을 기준으로 차이 값만을 나타낼 수도 있다. 여기서 상기와 같이 차이 값만을 나타내는 경우 0 이상 또는 0 이하의 값 모두를 가질 수 있으며 이 경우, 시간전진 명령을 통한 시간정렬(timing alignment) 값이라 정의될 수도 있다. 예를 들어, 11비트로 나타낼 수 있는 값의 범위로 +1023 내지 -1023의 시간정렬 값을 나타낼 수 있다.

한편, LCID 필드는 표 10와 같이 MAC 제어요소(620-1,..., 620-n)가 부서빙셀을 위한 랜덤 액세스 응답을 위한 MAC 제어요소임을 식별할 수도 있다.

LCID 인덱스	LCID 값
00000	CCCH
00001-01010	논리채널의 식별자
01011-11001	예비됨
11010	부서빙셀을 위한 랜덤 액세스 응답
11011	활성화/비활성화
11100	단말 경합 해결 식별자
11101	시간 전진 명령(TAC)
11110	DRX 명령
11111	패딩

표 10을 참조하면, LCID 필드의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 부서빙셀의 랜덤 액세스 응답을 위한 MAC 제어요소이다. 이때 랜덤 액세스 응답을 위한 MAC 제어요소는 예를 들어 p개의 옥탯 구조로서, 11비트의 시간전진명령 필드(TACF)만을 포함하거나, 시간전진명령 필드 이외에도 백오프 지시자(backoff indicator) 필드와 상향링크 그랜트(uplink grant, 20비트)를 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 일 예이다.

도 9를 참조하면, 실시예1은 표 8에 따른 LCID가 적용되는 MAC 서브헤더이고, 실시예2는 표 10에 따른 LCID가 적용되는 MAC 서브헤더이다.

도 10은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 일 예이다.

도 10을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3은 모두 옥텟(octet) 구조(8 비트)를 가지는 MAC 제어요소로서, 실시예 1과 실시예 2는 하나의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이고, 실시예 3은 2개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이다.

실시예 1에서, MAC 제어요소는 2비트의 TAG 인덱스(index)와 6비트의 시간전진명령(TAC) 필드를 포함한다. 시간전진명령 필드는 시간정렬 값을 지시한다. 실시예 2에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 1비트의 G필드, 그리고 6비트의 시간전진명령 필드를 포함한다. 실시예 3에서, MAC 제어요소는 5비트의 R 필드, 11비트의 시간전진명령 필드를 포함한다.

실시예 1 및 실시예 2는 TAC에만 대응하나, 실시예 3은 TAC 뿐만 아니라 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 응답에도 대응한다.

도 11은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 다른 예이다.

도 11을 참조하면, 실시예 1과 실시예 2는 모두 옥텟 구조(8 비트)를 가지는 MAC 제어요소로서, 실시예 1은 2개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이고, 실시예 2는 3개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이다. 실시예 1에서, MAC 제어요소는 3비트의 R 필드, 1비트의 TAG 인덱스 필드, 11비트의 시간전진명령 필드를 포함한다. 물론, TAG 인덱스 필드가 1비트가 되고 R 필드의 비트 수가 4개인 포맷도 가능하다. 또는 TAG 인덱스 필드 대신 3비트의 서빙셀 인덱스 또는 부서빙셀 인덱스가 포함될 수도 있다. 실시예 1의 MAC 제어요소는 표 8 또는 표 10에 따른 LCID 필드에 의해 지시될 수 있다.

실시예 2에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드, 11비트의 시간전진명령 필드, 및 20비트의 상향링크 그랜트를 포함한다. R 비트는 MAC 제어요소내에 상향링크 그랜트의 포함여부를 나타내는 플래그(flag) 비트로 설정되어 사용할 수도 있다. 만일 MAC 제어요소가 상향링크 그랜트를 포함하지 않는 경우, Oct 2의 4비트는 R 비트로 설정되며 전체 MAC 제어요소의 길이는 16비트가 된다. 실시예 2의 MAC 제어요소는 표 10에 따른 LCID 필드에 의해 지시될 수 있다.

실시예 1은 TAC 뿐만 아니라 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 응답에도 대응하나, 실시예 2는 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 응답에만 대응한다.

<2. PDCCH가 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우>

본 발명에 따라서 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH가 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우 부서빙셀의 랜덤 액세스 절차에서, 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블을 할당(assignment)하여 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시를 단말로 전송하고. 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다.

이때, 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 PDCCH 지시를 통해 지시된 부서빙셀의 상향링크 요소 반송파를 통해 전송된다. 즉, 기지국으로부터 수신한 PDCCH 지시 정보를 기반으로 해당 부서빙셀의 상향링크를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

그러나 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답은 주서빙셀의 하향링크 요소 반송파를 통해 전송된다. 즉, 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH는 주서빙셀의의 공용검색공간(common search space)를 통해 전송된다. 이 때, RA-RNTI값은 다음 수학식 10 내지 수학식 12과 같은 방식 중 하나로 단말 및 기지국에서 계산될 수 있다.

여기서, 단말이 부서빙셀을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 경우에 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 응답의 경우에만 SCell_configure은 1이고, 주서빙셀은 SCell_configure은 0이다. 또한, t_id는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 상향링크 서브프레임의 위치(0 ~ 9)를 의미하며 f_id는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 주파수 대역의 인덱스(0 ~ 5)를 의미한다. 또한, eNB_CellIndex는 서빙 기지국에서 RRC 시그널링 등을 통해 단말에게 할당한 기지국 특정 셀 인덱스 정보이다.

이하에서 상기 수학식 10에 의해 계산된 RA-RNTI를 RA-RNTI 타입1, 상기 수학식 11에 의해 계산된 RA-RNTI를 RA-RNTI 타입2, 그리고 상기 수학식 12에 의해 계산된 RA-RNTI를 RA-RNTI 타입3라고 한다.

상기 랜덤 액세스 응답 그랜트가 주서빙셀로 전송되므로 랜덤 액세스 응답 MAC PDU 정보가 포함된 PDSCH 역시 주서빙셀로 전송된다.

도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다. RA-RNTI 타입1 및 타입2의 경우 실시예1에 대응되며, RA-RNTI 타입3의 경우 실시예2에 대응된다.

도 12의 실시예 1을 참조하면, 랜덤 액세스 응답 메시지는 RAR MAC PDU(1200)의 포맷으로 구성될 수 있다. RAR MAC PDU(1200)는 MAC 헤더(1210), 적어도 하나의 MAC RAR 필드(1215-1,...,1215-n), 및 패딩(1240)을 포함한다.

MAC 헤더(1210)는 적어도 하나의 서브헤더(1205-1, 1205-2,...,1205-n)를 포함하며, 각 서브헤더(1205-1, 1205-2,...,1205-n)는 각 MAC RAR 필드(1215-1,...,1215-n)에 대응한다. 서브헤더(1205-1, 1205-2,...,1205-n)의 순서는 RAR MAC PDU(1200)내에서 대응하는 MAC RAR 필드(1215-1, 1215-2,...,1215-n) 순서와 동일하게 배치될 수 있다.

한편, MAC 헤더(1210)는 백오프 지시자(BI) 서브헤더(1201)를 더 포함할 수 있다. 백오프 지시자(BI) 서브헤더(1201)는 백오프 지시자를 포함한다. 백오프 지시자 서브헤더(1201)에 대응하는 MAC RAR 필드는 RAR MAC PDU(1200)내에 존재하지 않는다. 그러나 백오프 지시자 서브헤더(1201)는 해당 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 모든 단말들에게 공통적으로 적용되는 파라미터이다. 만일 단말이 백오프 지시자를 수신한 적이 없다면 백오프 파라미터는 최초값(initial value) 또는 디폴트 값으로 '0ms'가 된다.

백오프 지시자 서브헤더(1201)는 기지국에 의해 해당 서빙셀에 대한 백오프 파라미터를 변경해야 할 경우에 한하여 RAR MAC PDU(1200)에 포함될 수 있다. 일 예로 서빙셀을 통한 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 일정 수준 이상으로 많거나, 기지국이 랜덤 액세스 프리앰블의 수신을 지속적으로 실패하는 경우, 기지국은 백오프 파라미터 값을 증가시키는 백오프 지시자 서브헤더(1201)를 RAR MAC PDU(1200)에 포함시켜 전송할 수 있다.

백오프 지시자 서브헤더(1201)는 E, T, R, R, BI 이렇게 5개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID(random access preamble ID)를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. 또한 R 필드는 예비 비트를 나타낸다. BI 필드는 4비트로 정의된다. BI 필드 값은 16개의 인덱스 값들 중 하나를 지시한다. BI 필드는 단말이 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못하였다고 판단되는 경우에 적용될 수 있다.

RAPID는 다수의 단말들에 의해 동일한 시간/주파수 자원을 통해 전송된 랜덤 액세스 프리앰블들 중 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 RAR MAC PDU인지 아닌지를 확인하기 위한 정보이다. RAPID를 포함하는 서브헤더(1205-1, 1205-2,…, 1205-n)는 E, T, RAPID 이렇게 3개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. RAPID 필드는 6비트로 정의되는 필드로서, 기지국이 할당한 랜덤 액세스 프리앰블 또는 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 나타낸다.

도 12의 실시예 2를 참조하면, 실시예 1과 유사하나, MAC 헤더에 E,T,R,R,BI 필드를 포함하는 MAC 서브헤더(1101)가 존재하지 않는다.

도 13은 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 다른 예이다.

도 13을 참조하면, 실시예 1은 상기 도 12의 RAR MAC PDU에 포함되는 MAC 서브헤더(1205-1, 1205-2,...,1205-n)에 대응된다. 실시예 2는 도 14의 실시예 4에 대응한다. L 필드(길이 필드)는 해당 MAC CE 또는 랜덤 액세스 응답 메시지 크기를 바이트의 단위로 나타낸 것이며, F 필드(포맷 필드)는 L 필드의 크기를 지시하며, 해당 MAC CE 또는 랜덤 액세스 응답 메시지 크기가 128 바이트보다 작으면 "0", 이외의 경우는 "1"로 설정될 수 있다. 따라서 랜덤 응답 메시지의 경우 항상 "0"으로 설정될 수 있다.

도 14는 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 다른 예이다.

도 14를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3은 모두 옥텟(octet) 구조(8 비트)를 가지는 MAC 제어요소로서, 실시예 1 내지 실시예 3은 6개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이고, 실시예 4는 2개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이다. 실시예 1는 RA-RNTI 타입1 및 타입2에 대응하나, 실시예 2 내지 실시예 4는 RA-RNTI 타입3에 대응한다.

실시예 1에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 11비트의 시간전진명령 필드, 그리고 20비트의 상향링크 그랜트를 포함한다. 또한, 16 비트의 임시 C-RNTI 필드를 포함한다.

실시예 2에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 11비트의 시간전진명령 필드, 그리고 20비트의 상향링크 그랜트를 포함한다. 또한, 16 비트의 C-RNTI 필드를 포함한다. 이때, 단말이 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차를 진행하는 경우, 이미 C-RNTI를 확보하고 있으며 동시에 2개 이상의 랜덤 액세스 절차를 병렬로 진행할 수 없으므로 기지국은 C-RNTI만을 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함하더라도 단말은 자신이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 프리앰블 ID와 상향링크 서브프레임 정보 및 주파수 대역 정보를 기반으로 C-RNTI 정보를 통해 자신이 해당 부서빙셀을 통해 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답 메시지임을 확인할 수 있다.

실시예 3에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 11비트의 시간전진명령 필드, 그리고 20비트의 상향링크 그랜트를 포함한다. 또한, 3 비트의 셀 인덱스 및 13 비트의 패딩 필드를 포함한다. 이때, 단말은 다수의 부서빙셀들 중 하나를 통해 랜덤 액세스 절차를 진행하는 경우, 랜덤 응답 메시지에 셀 인덱스(서빙셀 인덱스 또는 부서빙셀 인덱스)를 포함시켜 전송한다. 이로써 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 프리앰블 ID와 상향링크 서브프레임 정보 및 주파수 대역 정보를 기반으로 셀 인덱스 정보를 통해 단말 자신이 해당 부서빙셀을 통해 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답 메시지임을 확인할 수 있다.

실시예 4에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 10비트의 시간전진명령필드, 3비트의 셀인덱스 필드, 및 또 1비트의 R필드를 포함한다. RA-RNTI 타입3일 때 주서빙셀과 부서빙셀의 RA-RNTI가 분리되어 서로 다른 RAR MAC PDU 구성을 가질 수 있는 경우, 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 메시지의 콘텐츠 구성은 실시예 2 또는 실시예 3과 동일한 길이 및 콘텐츠를 가질 필요가 없다. 또한, MAC 제어요소는 상향링크 그랜트 정보를 포함하지 않을 수 있고, TA 값 및 부서빙셀의 구분을 위한 셀 인덱스만 포함하는 간단한 구조로 구성될 수 있다. 여기서 최초 R비트는 상향링크 그랜트 정보(20비트)가 포함되는지 여부를 지시하도록 설정될 수 있다. 즉, 실시예3의 구조와 구별하는 역할을 할 수 있다.

도 15는 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 수행하는 것을 나타낸 흐름도이다.

도 15를 참조하면, 기지국은 단말로 TAG 구성 정보를 전송한다(S1500). 상기 TAG 구성 정보는 단말에 구성된 복수의 서빙셀들이 분류된 TAG의 구성 상태에 관한 정보이다. 상기 TAG 구성 정보는 TAG의 개수 필드, 각 TAG의 인덱스 필드 및 각 TAG가 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있다.

기지국은 단말로 PDCCH 지시를 전송한다(S1505). 일 예로, 상기 PDCCH 지시는 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다. 다른 예로, 단말은 PDCCH 명령이 아닌 다른 타입의 랜덤 액세스 절차 지시자를 기지국으로부터 수신할 수도 있다. 이때, 랜덤 액세스 절차 지시자를 기초로 랜덤 액세스 절차가 진행된다.

단말은 PHR 트리거링을 수행한다(S1510). 상기 도 15에서는 PHR 트리거링이 랜덤 액세스 절차보다 앞서는 것으로 나타나 있지만 이는 일 예일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니고, 랜덤 액세스 절차의 개시 또는 종료 이후에 단말이 PHR 트리거링을 수행할 수도 있다.

임의의 부서빙셀에 대한 PDCCH 명령을 수신한 단말은 PHR 트리거링 요건(triggering condition)을 충족하면 PHR을 트리거링한다. 트리거링의 요건이 되는 이벤트는 앞서 설명한 바와 같이, 경로손실 변화량, 전력 백오프(power backoff) 변화량 및 각종 타이머(timer)등을 포함할 수 있다. 이들은 서로 연관되어 또는 독립적으로 트리거링 요건을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 단말은 PDCCH 지시를 수신한 부서빙셀이 존재하는 경우, 잉여전력보고를 트리거링한다. 상기 부서빙셀이 유효한 TA 값이 존재하는 경우, 즉, 상기 부서빙셀이 속한 pTAG/sTAG의 TA 타이머가 동작 중(running)인 경우, 또는 상기 부서빙셀이 유효한 TA 값이 존재하지 않는 경우, 즉, 상기 부서빙셀이 속한 sTAG의 TA 타이머가 만료(expire)된 경우에 해당한다.

PH_,c 및 P_CMAX _,c 예측 서브프레임은 PRACH 전송 시점(PDCCH 지시 내의 시간/주파수 정보, 즉, PRACH 마스크 인덱스) 및 프리앰블 포맷을 확인한 후 결정한다. 예를 들어, 프리앰블 포맷이 0번으로 설정되어 있으며(서브프레임 1개 점유) PDCCH 지시는 0번 서브프레임에서 수신하고 PRACH 전송 시점이 7번 서브프레임인 경우, 7번 서브프레임에서 PHR이 트리거링 된다. 또는, 프리앰블 포맷이 1번 내지 2번(서브프레임 2개 점유) 또는 3번(서브프레임 3개 점유)으로 설정되어 있으며 PDCCH 지시는 0번 서브프레임에서 수신하고 PRACH 전송 시작 서브프레임 시점이 7번 서브프레임인 경우, PRACH 전송 시작 서브프레임에서 잉여전력보고가 트리거링 될 수 있다. 또는, PRACH 전송 마지막 서브프레임에서 PHR이 트리거링 될 수 있다. 또는, PH 예측 구간(또는 서브프레임)이 1개 서브프레임에서 상기 PRACH 전송 구간 전체로 확장될 수도 있다. 이때, 상기 확장된 PH 예측 구간에서 예측한 값은 프리앰블 포맷 0번을 기준으로 1개 서브프레임에서 예측된 값으로 정규화(normalize)될 수 있다. PH 예측에 대하여는 이하 도 16 및 도 17의 T1, T2 구간에서 더 자세히 설명한다.

만약, PRACH 전송이 발생한 지점에서 PH이 트리거링 된 경우 다음과 같이 PH_,c 및 P_CMAX _,c를 구성하여 전송한다. 먼저, PH_,c는 타입1 잉여전력보고에 대한 가상의(virtual) PH 값을 전송한다. 또는, PRACH 전송 시 사용된 송신 전력 값을 기준으로 PUSCH 전송 시 송신전력으로 변환하여 타입1 잉여전력보고에 대한 실제(real) PH 값을 전송한다. 예를 들어, PRACH 전송 시 설정되는 송신전력을 dBm(또는 dB) 단위로 계산하여 이를 다음 수학식에 대입한다.

여기서,

는

으로 대체될 수도 있다. 또한 num_trans 값은 PRACH 전송 횟수를 의미한다. 이때, P_O _{_} _PRACH _,c(num_trans)는 상기 수학식 8의 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER에 대응되거나, 상기 수학식 9의 P_PRACH에 대응될 수 있다. 또한 f(i)는 생략될 수 있다.

이어서, 해당 서빙셀에 대한 P_CMAC _,c를 전송한다.

한편, 단계 S1510에서 PHR 트리거링 요건을 만족하는지 확인한 후, 단말은 랜덤 액세스 절차와 함께 PHR을 전송할 것인지 판단한다(S1515).

랜덤 액세스 절차 도중 PHR이 트리거링 되는 경우도 있으며, PHR 트리거링이 된 후 랜덤 액세스 절차가 진행되는 경우도 있다. 이와 같이 랜덤 액세스 절차와 PHR 트리거링이 함께 진행되는 경우에 PHR을 어떻게 전송할지가 문제된다.

PDCCH 지시를 기초로 진행되는 랜덤 액세스 절차 중에 단말은 부서빙셀이 포함된 sTAG의 TA 값을 확보하기 위해 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 응답을 수신하여, 유효한 TA 값을 획득하여 상향링크 동기 획득한 경우에 PHR을 전송한다.

그런데, 만일 유효한 TA값을 획득하지 못한 sTAG에 대하여 랜덤 액세스 절차를 진행 중인 경우, PHR이 트리거링되어 PHR을 전송하는 상황이 발생할 수 있다. 동기화된 서빙셀에 대해서 PHR이 전송할 뿐만 아니라, 유효한 TA 값을 획득하여 상향링크 동기 확보가 기대되는 부서빙셀에 대해서도 PHR을 전송하는 것이 더 효율적이다. 더 나아가 잠재적 상향링크 동기 확보가 가능한 부서빙셀에 대해서도 PHR의 전송을 배제하지 않는 것이 더 효율적이다.

이를 위하여 본 발명의 일 예에 따르면, 단말이 PHR을 전송할지 여부를 판단함에 있어서, 1) PHR 트리거링 조건을 만족했는지 확인한다. 또는, 2) 부서빙셀이 활성화된 서빙셀인지 여부를 확인한다. 또는, 3) 해당 서빙셀이 포함된 TAG의 상향링크 동기 획득 여부를 확인한다. 또는, 4) PHR 트리거링된 서브프레임 시간 위치를 확인하여 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간인지 확인한다.

구체적으로, 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우와 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우를 나누어 설명한다.

<1. PDCCH가 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우>

도 16은 부서빙셀에서 RA-RNTI 기반의 랜덤 액세스 절차를 나타낸 일 예이다.

도 16을 참조하면, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 단말이 서빙 기지국으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점(1630)에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송(1610)한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1, 1650)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송(1610)한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답의 수신(1640)을 성공한 후 상기 랜덤 액세스 응답 내 TA 값을 적용(1620)하기 직전의 시점까지의 시간 구간(T2, 1660)으로 구분될 수 있다.

T1 구간(1650)은 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간을 의미하며, 유효한 TA값을 확보하지 못한 sTAG내 부서빙셀들 중 하나에 대하여 PDCCH 지시를 수신하였기 때문에 단말은 랜덤 액세스 절차를 통해 TA값을 확보함으로써 상향링크 동기 확보가 가능할 것이라 판단할 수 있는 단계이다.

T2 구간(1660)은 상향링크 동기 확보 기대 구간을 의미하며, 유효한 TA값을 확보하지 못한 sTAG내 부서빙셀들 중 하나의 상향링크 CC를 통하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하였으므로 단말은 최소 8ms 내지 16ms 이내에 TA 값을 획득(1620)할 수 있을 것을 판단하는 단계이다.

일 예로, 랜덤 액세스 윈도우 값의 범위는 2ms 내지 10ms이고(상기 도 16의 경우 10ms), 랜덤 액세스 응답 수신 후 TA 값을 적용하기까지 필요한 시간은 6ms으로 정한다.

만약, 단말이 상기 랜덤 액세스 응답 윈도우 구간(1680) 내에 랜덤 액세스 응답 수신을 성공하지 못한 경우, 즉, 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송하여야 할 경우, 상기 시간 구간 T1 구간 및 T2 구간은 각각 다음 T1'구간 및 T2'구간으로 재정의할 수 있다.

T1' 구간은 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간으로서, 단말이 랜덤 액세스 응답 수신을 실패했다고 판단한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송을 시작하거나 완료한 시점까지의 시간구간을 말한다. T2' 구간은 상향링크 동기 확보 기대 구간으로서, T2 구간과 동일하게 유효한 TA값을 확보하지 못한 sTAG내 부서빙셀들 중 하나의 상향링크 CC를 통하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하였으므로 단말은 최소 8ms 내지 16ms 이내에 TA 값을 획득(1620)할 수 있을 것을 판단하는 구간을 말한다.

한편, 랜덤 액세스 프리앰블 재전송시의 T1'구간은 T2'구간으로 정의될 수 있다. 단말이 PDCCH 지시를 수신하고 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 시점까지의 시간 구간이 T1'구간으로 정의되고, 이후 랜덤 액세스 절차가 진행되는 모든 시간은 T2'구간으로 정의될 수도 있다.

이와 같이 정의된 T1 구간 및 T2 구간을 기초로 단말은 PHR 전송 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단말은 T1 구간 또는 T2 구간에 해당하는 상황에서 해당 sTAG 내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PHR 트리거링 조건(예를 들어, 경로손실 값의 변화량이 임계치 이상인 경우)을 유효하다고 판단할 수 있고, 해당 sTAG내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PH 정보 및 P_CMAX _,c 정보를 확장된 PHR에 포함시키도록 판단할 수 있다.

일 실시예로, PHR 트리거링은 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나, T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효할 수도 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T2 구간을 포함한 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 PHR에 포함되며, 이는 다음 표와 같다.

	T1구간 이전	T1구간	T2구간	T2 구간 이후
PHR 트리거링 유효여부	X	X/O	O	O
PH, P_CMAX _,c 포함여부	X	X	O	O

다른 실시 예로, PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함하는 시점부터 유효할 수 있으며, 이는 다음 표와 같다. 왜냐하면, 기지국으로부터 부서빙셀에 대하여 랜덤 액세스 절차를 지시 받음은 기지국이 해당 sTAG에 대한 상향링크 자원할당을 진행하고자 함으로 판단할 수 있기 때문이다. 따라서, 단말은 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

	T1구간 이전	T1구간	T2구간	T2 구간 이후
PHR 트리거링 유효여부	X	O	O	O
PH, P_CMAX _,c 포함여부	X	O	O	O

<2. PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우>

도 17은 부서빙셀에서 C-RNTI 기반의 랜덤 액세스 절차를 나타낸 일 예이다.

도 17을 참조하면, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 단말이 서빙 기지국으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점(1730)에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송(1710)한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1, 1750)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송(1710)한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답을 수신 성공하여 상기 랜덤 액세스 응답내 TA 값을 적용하기 직전까지의 시간 구간(T2, 1760)으로 구분될 수 있다.

따라서, C-RNTI의 경우는 랜덤 액세스 프리앰블 재전송 여부와 최초 PDCCH 지시를 수신한 후 랜덤 액세스 프리앰블 전송까지의 시간 구간이 T1 구간이고, 그 이후 시점부터 랜덤 액세스 절차 종료 시까지의 구간을 T2 구간으로 구분한다.

T1 구간(1750)은 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간이며, 유효한 TA값을 확보하지 못한 sTAG내 부서빙셀들 중 하나에 대하여 PDCCH 지시를 수신하였기 때문에 단말은 랜덤 액세스 절차를 통해 TA값을 확보함으로써 상향링크 동기 확보가 가능할 것이라 판단할 수 있는 단계이다.

T2 구간(1760)은 상향링크 동기 확보 기대 구간이며, T1 구간(1750) 이후부터 랜덤 액세스 절차 종료 시까지 시간구간을 의미한다.

일 실시예로, 상기 표 11과 같이, 단말은 PHR 트리거링이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나 T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T2 구간을 포함하는 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 유효하며 PHR에 포함된다.

다른 실시예로, 상기 표 12와 같이, 단말은 PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 단말은 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

단계 S1515에서, 단말이 PHR을 전송하기로 판단한 경우, 단말은 PHR을 기지국으로 전송한다(S1520).

도 18은 전파 지연을 포함한 실제 TA 값 적용 시점 타이밍을 나타낸 도이다.

도 18을 참조하면, 단말 및 기지국의 상향링크(또는 하향링크) 동기를 위한 TAC는 랜덤 액세스 응답 또는 TAC MAC CE를 통해 전송되는 모든 TA 값에 대한 것이다.

도 19는 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 전송하는 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 19를 참조하면, 단말은 TAG 구성 정보를 기지국으로부터 수신한다(S1900). 상기 TAG 구성 정보는 단말에 구성된 복수의 서빙셀들이 분류된 TAG의 구성 상태에 관한 정보이다. 상기 TAG 구성 정보는 TAG의 개수 필드, 각 TAG의 인덱스 필드 및 각 TAG가 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있다.

단말은 PDCCH 지시를 기지국으로부터 수신한다(S1905). 일 예로, 상기 PDCCH 지시는 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다.

단말은 PHR 트리거링을 수행한다(S1910). 랜덤 액세스 절차의 개시 또는 종료 이후에 단말이 PHR 트리거링을 수행할 수도 있다.

임의의 부서빙셀에 대한 PDCCH 명령을 수신한 단말은 PHR 트리거링 요건을 충족하면 PHR을 트리거링한다. 트리거링의 요건이 되는 이벤트는 경로손실 변화량, 전력 백오프 변화량 및 각종 타이머 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 단말은 PDCCH 지시를 수신한 부서빙셀이 존재하는 경우, 잉여전력보고를 트리거링한다.

PH_,c 및 P_CMAX _,c 예측 서브프레임은 PRACH 전송 시점(PDCCH 지시 내의 시간/주파수 정보, 즉, PRACH 마스크 인덱스) 및 프리앰블 포맷을 확인한 후 결정한다. 또는, PH 예측 구간(또는 서브프레임)이 1개 서브프레임에서 상기 PRACH 전송 구간 전체로 확장될 수도 있다. 이때, 상기 확장된 PH 예측 구간에서 예측한 값은 프리앰블 포맷 0번을 기준으로 1개 서브프레임에서 예측된 값으로 정규화될 수 있다.

만약, PRACH 전송이 발생한 지점에서 PH이 트리거링 된 경우 다음과 같이 PH_,c 및 P_CMAX _,c를 구성하여 전송한다. 먼저, PH_,c는 타입1 잉여전력보고에 대한 가상의 PH 값을 전송한다. 또는, PRACH 전송 시 사용된 송신 전력 값을 기준으로 PUSCH 전송 시 송신전력으로 변환하여 타입1 잉여전력보고에 대한 실제 PH 값을 전송한다. PRACH 전송 시 설정되는 송신전력을 dBm(또는 dB) 단위로 계산하여 이를 상기 수학식 13에 대입한다. 이어서, 해당 서빙셀에 대한 P_CMAC _,c를 전송한다.

한편, 단계 S1910에서 PHR 트리거링 요건을 만족하는지 확인한 후, 단말은 PHR을 전송할 것인지 판단한다(S1915). 본 발명의 일 예에 따르면, 단말이 PHR을 전송할지 여부를 판단함에 있어서, 1) PHR 트리거링 조건을 만족했는지 확인한다. 또는, 2) 부서빙셀이 활성화된 서빙셀인지 여부를 확인한다. 또는, 3) 해당 서빙셀이 포함된 TAG의 상향링크 동기 획득 여부를 확인한다. 또는, 4) PHR 트리거링된 서브프레임 시간 위치를 확인하여 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간인지 확인한다.

PDCCH가 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 단말이 서빙 기지국으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답의 수신을 성공한 후 상기 랜덤 액세스 응답 내 TA 값을 적용하기 직전의 시점까지의 시간 구간(T2)으로 구분한다. 이와 같이 정의된 T1 구간 및 T2 구간을 기초로 단말은 PHR 전송 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단말은 T1 구간 또는 T2 구간에 해당하는 상황에서 해당 sTAG 내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PHR 트리거링 조건(예를 들어, 경로손실 값의 변화량이 임계치 이상인 경우)을 유효하다고 판단할 수 있고, 해당 sTAG내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PH 정보 및 P_CMAX _,c 정보를 확장된 PHR에 포함시키도록 판단할 수 있다. 일 실시예로, PHR 트리거링은 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나, T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효할 수도 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T2 구간을 포함한 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 PHR에 포함한다. 다른 실시 예로, PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함하는 시점부터 유효하다고 판단한다. 따라서, 단말은 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 단말이 서빙 기지국으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답을 수신 성공하여 상기 랜덤 액세스 응답내 TA 값을 적용하기 직전까지의 시간 구간(T2)으로 구분한다. 일 실시예로, 상기 표 11과 같이, 단말은 PHR 트리거링이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나 T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T2 구간을 포함하는 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 유효하며 PHR에 포함된다. 다른 실시예로, 상기 표 12와 같이, 단말은 PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 단말은 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

단말이 PHR을 전송하기로 판단한 경우, 단말은 PHR을 기지국으로 전송한다(S1920).

도 20은 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 전송하는 단말의 동작의 또 다른 예를 나타낸 순서도이다.

도 20을 참조하면, 단말은 구성된 모든 부서빙셀들에 대하여 활성화 여부를 확인한다(S2000). 데이터 송수신 가능 여부를 포함하여 랜덤 액서스 절차 진행 가능, PHR내 정보 포함 여부 등을 판단하기 위해서 필요한 정보이다. 일반적으로 부서빙셀의 활성화는 기지국의 활성화/비활성화 MAC CE 메시지를 통해서만 가능하며 비활성화는 상기 활성화/비활성화 MAC CE 메시지 이외에 단말 내 구성된 각 부서빙셀마다 서빙 기지국에 의해 부서빙셀 구성 시 구성 가능한 비활성화 타이머가 만료되는 경우 상기 타이머가 만료된 부서빙셀에 한정하여 비활성화 될 수 있다. 따라서 단말은 상기 조건들을 수시로 확인하여 모든 부서빙셀들에 대하여 각각의 부서빙셀의 활성화 여부를 확인할 수 있다.

단말은 상기 활성화된 부서빙셀들 중 하나에 대하여 랜덤 액세스 절차 시작을 위한 PDCCH 지시(order)를 기지국으로부터 수신한다(S2005). 일 예로, 상기 PDCCH 지시는 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송되거나 상기 부서빙셀의 스케줄링 셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다.

단말은 상기 PDCCH 지시를 받은 부서빙셀을 포함한 서빙셀들에 대해서 PHR 트리거링 조건을 확인한다(S2010). 상기 PHR 트리거링 조건들을 확인하여 PHR의 트리거링 여부를 결정한다.

단말은 상기 PHR 트리거링 조건이 만족되는 경우 상기 PDCCH 지시를 받은 서빙셀을 포함하는 TAG의 업링크 동기 여부를 확인한다(S2015). 업링크 동기 획득은 서빙 기지국으로부터 수신한 TA 값을 적용하여 상기 TAG내 TA 타이머가 진행중인 상태를 의미한다. 상기 업링크 동기 여부 확인 단계(S2015)는 상기 PHR 트리거링 조건을 확인하는 단계(S2010)가 진행되기 전에 진행되거나 동시에 진행될 수도 있다.

만일 상기 PHR 트리거링 조건 중 활성화된 부서빙셀들 중 하나의 부서빙셀 내 경로감쇄 변경이 임계치 이상 등의 조건과 같이 특정 부서빙셀 내 조건에 의해 PHR이 트리거링되어(S2020), 상기 특정 부서빙셀이 PDCCH 지시를 받은 부서빙셀이며 상기 PDCCH 지시를 받은 부서빙셀을 포함하는 sTAG가 업링크 동기를 획득하지 못한 경우, PHR 트리거링된 서브프레임의 시간위치(예를 들어, 1번 서브프레임)를 확인하여 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간인지 확인한다. 단말은 상기 확인된 시간위치에 따라 상기 정의된 규칙에 의해 PHR 트리거링의 유효성 유무를 확인한다.

한편, 단계 S2020에서 PHR 트리거링 요건을 만족하는지 확인한 후, 단말은 PHR을 전송하기에 충분한 상향링크 자원(예를 들어, PUSCH)에 대한 정보가 포함되어 있는 UL 그랜트(PDCCH)를 활성화된 서빙셀들 중 업링크 동기가 확보된 TAG들 내의 서빙셀들 중 적어도 하나의 서빙셀을 통해 전송하라는 정보를 수신하게 되면 상기 UL 그랜트 정보에 의해 기지국으로 전송되는 상향링크 자원이 존재하는 서브프레임의 시간 위치가 어디인지 확인한다(S2025). 예를 들어, UL 그랜트 정보를 포함하는 PDCCH를 수신한 서빙셀은 주서빙셀 또는 업링크 동기를 확보한 활성화된 부서빙셀이고 서브프레임의 시간 위치가 1번 서브프레임인 경우, 상기 UL 그랜트 정보 내에 PUSCH를 전송할 상향링크 서브프레임의 위치정보가 없더라도 무선 통신 시스템 내 기지국 및 단말간에 암묵적인 합의를 통해 단말은 PUSCH의 전송이 상기 PDCCH를 수신한 서브프레임에서 4번째 이후의 서브프레임인 5번 서브프레임에서 상기 PDCCH를 수신한 서빙셀은 주서빙셀 또는 업링크 동기를 확보한 활성화된 부서빙셀의 업링크 자원(PUSCH)을 통해 전송함을 알 수 있다.

PDCCH가 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 단말이 서빙 기지국으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답의 수신을 성공한 후 상기 랜덤 액세스 응답 내 TA 값을 적용하기 직전의 시점까지의 시간 구간(T2)으로 구분한다. 이와 같이 정의된 T1 구간 및 T2 구간을 기초로 단말은 PHR 전송 여부를 판단할 수 있다(S2030). 즉, 단말은 T1 구간 또는 T2 구간에 해당하는 상황에서 해당 sTAG 내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PHR 트리거링 조건(예를 들어, 경로손실 값의 변화량이 임계치 이상인 경우)을 유효하다고 판단할 수 있고, 해당 sTAG내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PH 정보 및 P_CMAX _,c 정보를 확장된 PHR에 포함시키도록 판단할 수 있다(S2035). 일 실시예로, PHR 트리거링은 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나, T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효할 수도 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX,c을 예측한 1개의 서브프레임 즉, 상기 UL grant 정보에 의해 기지국으로 전송되는 상향링크 자원이 존재하는 서브프레임의 시간 위치가 T2 구간을 포함한 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 PHR에 포함한다. 다른 실시 예로, PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함하는 시점부터 유효하다고 판단한다. 따라서, 단말은 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 단말이 서빙 기지국으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답을 수신 성공하여 상기 랜덤 액세스 응답내 TA 값을 적용하기 직전까지의 시간 구간(T2)으로 구분한다. 일 실시예로, 상기 표 11과 같이, 단말은 PHR 트리거링이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나 T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임 즉, 상기 UL grant 정보에 의해 기지국으로 전송되는 상향링크 자원이 존재하는 서브프레임의 시간 위치가 T2 구간을 포함하는 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 유효하며 PHR에 포함된다(S2035). 다른 실시예로, 상기 표 12와 같이, 단말은 PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 단말은 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

단말은 상기와 같은 기준으로 구성한 PHR을 기지국으로 전송한다(S2040).

도 21은 본 발명에 따라서 잉여전력보고를 수신하는 기지국의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 21을 참조하면, 기지국은 TAG 구성 정보를 단말로 전송한다(S2100). 상기 TAG 구성 정보는 단말에 구성된 복수의 서빙셀들이 분류된 TAG의 구성 상태에 관한 정보이다. 상기 TAG 구성 정보는 TAG의 개수 필드, 각 TAG의 인덱스 필드 및 각 TAG가 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있다.

기지국은 PDCCH 지시 전송 트리거링 조건을 확인하고(S2105), PDCCH 지시를 단말로 전송한다(S2110). 일 예로, 상기 PDCCH 지시는 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다. 상기 PDCCH 지시를 기초로 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차가 개시될 수 있다.

단말이 PHR을 전송하기로 판단한 경우, 기지국은 PHR을 단말로부터 수신한다(S2115). 상기 PHR은 유효한 TA 값을 얻지는 못하였지만 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간에 해당하는 서브프레임에서 트리거링된 후 전송된다.

도 22은 본 발명의 일 예에 따른 단말과 기지국을 도시한 블록도이다.

도 22을 참조하면, 단말(2200)은 수신부(2205), 트리거링부(2210), PHR 전송 판단부(2215), 및 전송부(2220)를 포함한다.

수신부(2205)는 TAG 구성 정보를 기지국(2250)으로부터 수신한다. 상기 TAG 구성 정보는 단말에 구성된 복수의 서빙셀들이 분류된 TAG의 구성 상태에 관한 정보이다. 상기 TAG 구성 정보는 TAG의 개수 필드, 각 TAG의 인덱스 필드 및 각 TAG가 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있다.

수신부(2205)는 PDCCH 지시를 기지국(2250)으로부터 수신한다. 일 예로, 상기 PDCCH 지시는 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다.

트리거링부(2210)는 PHR 트리거링을 수행한다. 랜덤 액세스 절차의 개시 또는 종료 이후에 PHR 트리거링을 수행할 수도 있다. 임의의 부서빙셀에 대한 PDCCH 명령을 수신한 단말(2200)은 PHR 트리거링 요건을 충족하면 PHR을 트리거링한다. 트리거링의 요건이 되는 이벤트는 경로손실 변화량, 전력 백오프 변화량 및 각종 타이머 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 트리거링부(2210)는 PDCCH 지시를 수신한 부서빙셀이 존재하는 경우, 잉여전력보고를 트리거링한다. PH_,c 및 P_CMAX,c 예측 서브프레임은 PRACH 전송 시점(PDCCH 지시 내의 시간/주파수 정보, 즉, PRACH 마스크 인덱스) 및 프리앰블 포맷을 확인한 후 결정한다. 또는, PH 예측 구간(또는 서브프레임)이 1개 서브프레임에서 상기 PRACH 전송 구간 전체로 확장될 수도 있다. 이때, 상기 확장된 PH 예측 구간에서 예측한 값은 프리앰블 포맷 0번을 기준으로 1개 서브프레임에서 예측된 값으로 정규화될 수 있다. 만약, PRACH 전송이 발생한 지점에서 PH이 트리거링 된 경우 다음과 같이 PH_,c 및 P_CMAX _,c를 구성하여 전송한다. 먼저, PH_,c는 타입1 잉여전력보고에 대한 가상의 PH 값을 전송한다. 또는, PRACH 전송 시 사용된 송신 전력 값을 기준으로 PUSCH 전송 시 송신전력으로 변환하여 타입1 잉여전력보고에 대한 실제 PH 값을 전송한다. PRACH 전송 시 설정되는 송신전력을 dBm(또는 dB) 단위로 계산하여 이를 상기 수학식 13에 대입한다. 이어서, 해당 서빙셀에 대한 P_CMAC _,c를 전송한다.

PHR 전송 판단부(2215)는 PHR 트리거링 요건을 만족하는지 확인한 후, PHR을 기지국(2250)으로 전송할 것인지 판단한다. 본 발명의 일 예에 따르면, PHR 전송 판단부(2215)는 PHR을 전송할지 여부를 판단함에 있어서, 1) PHR 트리거링 조건을 만족했는지 확인하거나, 2) 부서빙셀이 활성화된 서빙셀인지 여부를 확인하거나, 3) 해당 서빙셀이 포함된 TAG의 상향링크 동기 획득 여부를 확인하거나, 4) PHR 트리거링된 서브프레임 시간 위치를 확인하여 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간인지 확인한다.

PHR 전송 판단부(2215)는 PDCCH가 RA-RNTI기반으로 전송되는 경우, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 서빙 기지국(2250)으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답의 수신을 성공한 후 상기 랜덤 액세스 응답 내 TA 값을 적용하기 직전의 시점까지의 시간 구간(T2)으로 구분한다. 이와 같이 정의된 T1 구간 및 T2 구간을 기초로 PHR 전송 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단말은 T1 구간 또는 T2 구간에 해당하는 상황에서 해당 sTAG 내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PHR 트리거링 조건(예를 들어, 경로손실 값의 변화량이 임계치 이상인 경우)을 유효하다고 판단할 수 있고, 해당 sTAG내의 활성화된 부서빙셀들에 대한 PH 정보 및 P_CMAX _,c 정보를 확장된 PHR에 포함시키도록 판단할 수 있다. 일 실시예로, PHR 트리거링은 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나, T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효할 수도 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T2 구간을 포함한 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 PHR에 포함한다. 다른 실시 예로, PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함하는 시점부터 유효하다고 판단한다. 따라서, PHR 전송 판단부(2215)는 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

PHR 전송 판단부(2215)는 PDCCH가 C-RNTI기반으로 전송되는 경우, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차는 서빙 기지국(2250)으로부터 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간(T1)과 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답을 수신 성공하여 상기 랜덤 액세스 응답내 TA 값을 적용하기 직전까지의 시간 구간(T2)으로 구분한다. 일 실시예로, 상기 표 11과 같이, PHR 전송 판단부(2215)는 PHR 트리거링이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하거나 T2구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 이 경우, PH 및 P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T2 구간을 포함하는 시점 이후에 위치하는 경우에 한하여 유효하며 PHR에 포함된다. 다른 실시예로, 상기 표 12와 같이, PHR 전송 판단부(2215)는 PHR 트리거링 및 PH, P_CMAX _,c의 정보는 PH 및 P_CMAX _,c을 예측한 1개의 서브프레임이 T1구간을 포함한 시점 이후부터 유효하다고 판단할 수 있다. 상기 sTAG내 부서빙셀에 대한 상향링크 잉여전력정보를 전달하기 위해 기지국(2250)에게 PHR과 관련된 모든 동작을 유효하게 적용한다.

전송부(2220)는 PHR을 기지국(2250)으로 전송한다.

기지국(2250)은 전송부(2255), 트리거링부(2260), 및 수신부(2265)를 포함한다.

전송부(2255)는 TAG 구성 정보를 단말(2200)로 전송한다. 상기 TAG 구성 정보는 단말(2200)에 구성된 복수의 서빙셀들이 분류된 TAG의 구성 상태에 관한 정보이다. 상기 TAG 구성 정보는 TAG의 개수 필드, 각 TAG의 인덱스 필드 및 각 TAG가 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있다.

전송부(2255)는 PDCCH 지시를 단말(2200)로 전송한다. 일 예로, 상기 PDCCH 지시는 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다. 상기 PDCCH 지시를 기초로 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차가 개시될 수 있다.

트리거링부(2260)는 PDCCH 지시 전송 트리거링 조건을 확인하여, PDCCH 지시를 트리거링한다.

수신부(2265)는 PHR을 단말(2200)로부터 수신한다. 상기 PHR은 유효한 TA 값을 얻지는 못하였지만 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간에 해당하는 서브프레임에서 트리거링된 후 전송된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 서빙셀들이 분류된 시간 전진 그룹(Timing Advance Group : TAG)의 구성 상태에 관한 TAG 구성 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
랜덤 액세스의 수행을 지시하는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH) 지시(order)를 PDCCH를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계;
상향링크 동기를 획득하지 않은 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상기 PHR이 트리거링된 서브프레임의 위치가 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간내이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간내인 경우 상기 PHR를 전송하도록 판단하는 단계; 및
상기 PHR을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PDCCH는 RA-RNTI(Random Access - Radio Network Temporary Identifiers)기반으로 전송되고,
상기 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간은, 상기 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PDCCH는 RA-RNTI기반으로 전송되고,
상기 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간은, 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답의 수신을 성공한 후 상기 랜덤 액세스 응답 내 시간 전진 값을 적용하기 직전의 시점까지의 시간 구간인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PDCCH는 RA-RNTI기반으로 전송되고,
상기 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간은, 랜덤 액세스 응답 수신을 실패했다고 판단한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 시작하거나 완료한 시점까지의 시간구간인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PDCCH는 C-RNTI(Cell - Radio Network Temporary Identifier)기반으로 전송되고,
상기 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간은, 상기 PDCCH 지시를 수신한 시점에서부터 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점까지의 시간 구간인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PDCCH는 C-RNTI기반으로 전송되고,
상기 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간은, 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 직후의 시점부터 랜덤 액세스 응답의 수신에 성공하여 상기 랜덤 액세스 응답내 시간 전진 값을 적용하기 직전까지의 시간 구간인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR 트리거링 조건은,
상기 PDCCH 지시를 수신한 부서빙셀이 존재하는 경우, 상기 PHR을 트리거링하는 것임을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR 트리거링 조건은,
상기 부서빙셀이 속한 주 시간 전진 그룹 또는 부 시간 전진 그룹의 시간 전진 타이머가 동작 중인 경우임을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR 트리거링 조건은,
상기 부서빙셀이 속한 부 시간 전진 그룹의 시간 전진 타이머가 만료된 경우임을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
랜덤 액세스 채널의 전송이 발생한 지점에서 상기 PHR이 트리거링 된 경우, 타입1 잉여전력보고에 대한 가상의 잉여전력 값을 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
제 1 항에 있어서,
랜덤 액세스 채널의 전송이 발생한 지점에서 상기 PHR이 트리거링 된 경우, 상기 랜덤 액세스 채널의 전송 시 사용된 송신 전력 값을 기준으로 물리 상향링크 공유 채널 전송 시 송신전력으로 변환하여 타입1 잉여전력보고에 대한 실제 잉여전력 값을 전송하는 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 수행방법.
무선통신시스템에서 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 단말에 있어서,
적어도 하나의 서빙셀들이 분류된 시간 전진 그룹(Timing Advance Group : TAG)의 구성 상태에 관한 TAG 구성 정보를 기지국으로부터 수신하고, 랜덤 액세스의 수행을 지시하는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH) 지시(order)를 PDCCH를 통해서 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부;
PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 트리거링부;
상향링크 동기를 획득하지 않은 활성화된 부서빙셀에 대하여, 상기 PHR이 트리거링된 서브프레임의 위치가 상항링크 동기 획득이 기대되는 구간내이거나, 잠재적 상향링크 동기 확보 가능 구간내인 경우 상기 PHR를 전송하도록 판단하는 PHR 전송 판단부; 및
상기 PHR을 상기 기지국으로 전송하는 전송부를 포함하는 단말.