KR20140045988A

KR20140045988A - 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20140045988A
Application number: KR1020147001918A
Authority: KR
Inventors: 김동철; 조한규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-04-17
Also published as: CN103733550B; US9144035B2; CN103733550A; US20140171144A1; WO2013019034A3; WO2013019034A2

Abstract

상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법이 개시된다. 무선통신 시스템에서 단말이 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서, 복수의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)들에 해당하는 제 1 타입 채널들, 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)들에 해당하는 제 2 타입 채널들 및 상기 복수의 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들에 해당하는 제 3 타입 채널들 중 적어도 하나의 타입 채널들을 특정 셀에서 동시에 전송하는 경우에 상기 적어도 하나의 타입 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상향링크 전송 전력으로 상기 적어도 하나의 타입 채널들을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 상향링크 전송 전력은 상기 단말의 전송 가능한 최대 전송 전력 또는 상기 단말의 남아 있는 전송 전력을 초과하는 경우에는 상기 적어도 하나의 타입 채널들의 전력값에 대해 비례 상수(scaling factor)를 적용하여 결정되는, 상향링크 전송 전력 제어 방법 및 단말 장치이다.

Description

상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법{TERMINAL EQUIPMENT AND METHOD FOR CONTROLLING UPLINK TRANSMISSION POWER}

본 발명은 캐리어 병합 (Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 지원하는 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상향링크 전송 전력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 무선 접속 시스템의 요구 조건에서 가장 중요한 것 중 하나는 높은 데이터 전송율 요구량을 지원할 수 있어야 하는 것이다. 이를 위하여 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission), 릴레이(relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

종래의 무선 접속 시스템에서는 상향링크와 하향링크 간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 캐리어(carrier)만을 고려하였다. 예를 들어, 단일 캐리어를 기반으로, 상향링크와 하향링크를 구성하는 캐리어의 개수가 각각 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적인 무선 통신 시스템이 제공되었다.

다만, 주파수 자원이 포화상태인 실정을 감안하여, 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위해 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작시킬 수 있는 기본적 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 도입하고 있다.

여기서, 각각의 독립적인 운용이 가능한 대역폭 단위의 캐리어를 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)라고 칭할 수 있다. 증가하는 송신 용량을 지원하기 위해, 최근의 3GPP LTE-A 또는 802.16m은 20MHz 또는 그 이상까지 계속 그 대역폭을 확장하고 있다. 이 경우 하나 또는 그 이상의 컴포넌트 캐리어를 집성하여 광대역을 지원한다. 예를 들어, 하나의 컴포넌트 캐리어가 5MHz, 10MHz 또는 20MHz의 대역폭을 지원한다면, 최대 5 개의 컴포넌트 캐리어를 묶어 최대 100MHz까지의 시스템 대역폭을 지원하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 단말이 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치를 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 단말이 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법은, 동시 전송되는 채널 간의 우선순위에 따른 각 채널 별 전송 전력 조정을 포함할 수 있다.

상기 상향링크 전송 전력의 파라미터는 TA 그룹 별로 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 상향링크 전송 전력 제어 방법에 의하면, CA에서 다중(multiple) 프라이머리 셀들(primary cells)이 있는 경우 단말의 전송 전력 설정할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면,
도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 3GPP LTE 시스템에서 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면,
도 5는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6(a)은 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 6(b)는 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 7(a)은 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 7(b)는 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 8(a)은 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 8(b)는 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 9는 본 발명에 따른 상향링크 전송 전력 제어 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 3GPPL LTE, LTE-A 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용 가능하다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(280), 메모리(285), 수신기(290), 심볼 복조기(295), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(275), 송신기(275), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다. 하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.

송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.

단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.

기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(155, 280)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.

단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.

도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나의 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.

LTE 시스템에서 하나의 자원블록(Resource Block, RB)은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 하나의 하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심볼들이 제어채널들이 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

3GPP LTE 시스템 등에서 사용되는 하향링크 제어 채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어 채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(Downlink Control Information, DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다. 이제, 하향링크 물리채널인 PDCCH에 대해 기술한다.

기지국은 PDCCH를 통해 PDSCH의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 DL grant라고도 한다), PUSCH의 자원 할당 정보(이를 UL grant라고도 한다), 임의의 단말, 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 전력 제어(Transmit Power Control, TPC) 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 전송할 수 있다. 기지국은 복수의 PDCCH를 제어 영역 내에서 전송할 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 다수의 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 기지국은 하나 또는 다수의 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH를 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송할 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 다음 표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.

DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1∼2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 전력 제어(Transmit Power Control, TPC) 명령을 가리킨다. DCI 포맷 3/3A는 복수의 단말들에 대한 TPC 명령들을 포함한다. DCI 포맷 3/3A의 경우, 기지국은 CRC에 TPC-ID를 마스킹한다. TPC-ID는 단말이 TPC 명령(command)을 나르는 PDCCH를 모니터링하기 위해 디마스킹(demasking)하는 식별자이다. TPC-ID는 PDCCH 상으로 TPC 명령의 전송 여부를 확인하기 위해 단말이 PDCCH의 디코딩에 사용하는 식별자라 할 수 있다. TPC-ID는 기존의 식별자들인 C-RNTI(Radio Network Temporary Identifier)나 PI-RNTI, SC-RNTI, RA-RNTI를 재사용하여 정의할 수도 있고, 또는 새로운 식별자로 정의할 수도 있다. TPC-ID는 셀 내의 특정 집합의 단말들을 위한 식별자인 점에서 특정 단말을 위한 식별자인 C-RNTI와 다르고, 또한 셀 내의 모든 단말들을 위한 식별자인 PI-RNTI, SC-RNTI 및 RA-RNTI와 다르다. DCI가 N개의 단말을 위한 TPC 명령을 포함하는 경우, 상기 N개의 단말들만이 상기 TPC 명령들을 수신하면 되기 때문이다. 만약 DCI에 셀 내 모든 단말들에 대한 TPC 명령들이 포함되는 경우 TPC-ID는 셀 내 모든 단말들을 위한 식별자가 된다.

단말은 서브프레임 내의 검색 공간(search space)에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 TPC-ID를 찾는다. 이때, TPC-ID는 공용 검색 공간에서 찾을 수도 있고, 단말-특정(UE-sepcific) 검색 공간에서 찾을 수도 있다. 공용 검색 공간은 셀 내 모든 단말이 검색하는 검색 공간이고, 단말 특정 검색 공간은 특정 단말이 검색하는 검색 공간을 말한다. 만약 해당하는 PDCCH 후보에서 TPC-ID를 디마스킹하여 CRC 에러가 검출되지 않으면 단말은 PDCCH상의 TPC 명령을 수신할 수 있다.

다수의 TPC 명령들만을 나르는 PDCCH를 위한 식별자, TPC-ID를 정의한다. 단말은 TPC-ID가 검출되면 해당하는 PDCCH 상의 TPC 명령을 수신한다. 상기 TPC 명령은 상향링크 채널의 전송 전력을 조절하기 위해 사용된다. 따라서, 잘못된 전력 제어로 인한 기지국으로의 전송 실패나 다른 단말에게로의 간섭을 방지할 수 있다.

이하에서는 LTE 시스템 등에서 기지국이 PDCCH를 전송을 위해 자원을 매핑하는 방안에 대해 간단히 살펴본다.

일반적으로, 기지국은 PDCCH를 통하여 스케줄링 할당 정보 및 다른 제어정보를 전송할 수 있다. 물리 제어 채널은 하나의 집합(aggregation) 또는 복수 개의 연속 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)로 전송될 수 있다. 하나의 CCE는 9개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)들을 포함한다. PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel) 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel)에 할당되지 않은 RBG의 개수는 NREG이다. 시스템에서 이용가능한 CCE는 0부터 NCCE-1까지 이다(여기서

이다). PDCCH는 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 다중 포맷을 지원한다. n개의 연속 CCE들로 구성된 하나의 PDCCH는 i mod n =0을 수행하는 CCE부터 시작한다(여기서 i는 CCE 번호이다). 다중 PDCCH들은 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있다.

표 2를 참조하면, 기지국은 제어정보 등을 몇 개의 영역으로 보낼 지에 따라 PDCCH 포맷을 결정할 수 있다. 단말은 CCE 단위로 제어정보 등을 읽어서 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 3의 (b)를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역 및 데이터 영역으로 나누어질 수 있다. 제어 영역은 상향링크 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)로 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위하여, 하나의 단말은 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말을 위한 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 RB 페어로 할당된다. RB 페어에 속하는 RB들은 각 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있다. PUCCH에 할당된 RB 페어는 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 호핑된다.

도 4는 3GPP LTE 시스템에서 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면이다.

각 슬롯에서 전송되는 하향링크 신호는

개의 부반송파(subcarrier)와

개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되는 자원 격자(resource grid) 구조로 이용한다. 여기서,

은 하향링크에서의 자원 블록(RB: Resource Block)의 개수를 나타내고,

는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,

는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

의 크기는 셀 내에서 구성된 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라지며

을 만족해야 한다. 여기서,

는 무선통신 시스템이 지원하는 가장 작은 하향링크 대역폭이며

는 무선통신 시스템이 지원하는 가장 큰 하향링크 대역폭이다.

=6이고

=110일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치(Cyclic Prefix, CP) 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.

각 안테나 포트에 대한 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(RE: Resource Element)라고 불리며, 슬롯 내의 인덱스 쌍 (k,l)에 의해 유일하게 식별된다. 여기서, k는 주파수 영역에서의 인덱스이고, l는 시간 영역에서의 인덱스이며 k는 0......

중 어느 하나의 값을 갖고, l는 0......

중 어느 하나의 값을 갖는다.

도 4에 도시된 자원 블록은 어떤 물리 채널과 자원 요소들 간의 매핑(mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)과 가상 자원 블록(VRB: Virtual Resource Block)으로 나눌 수 있다. 상기 하나의 PRB는 시간 영역의

개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의

개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 여기서

과

는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어

과

는 다음 표 1과 같이 주어질 수 있다. 따라서 하나의 PRB는

개의 자원 요소로 구성된다. 하나의 PRB는 시간 영역에서는 하나의 슬롯에 대응되고 주파수 영역에서는 180kHz에 대응될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

PRB는 주파수 영역에서 0에서

까지의 값을 갖는다. 주파수 영역에서의 PRB 넘버(number) nPRB와 하나의 슬롯 내에서의 자원 요소 (k,l) 사이의 관계는

를 만족한다.

상기 VRB의 크기는 PRB의 크기와 같다. VRB는 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)와 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)로 나뉘어 정의될 수 있다. 각 타입의 VRB에 대해, 하나의 서브프레임 내의 두 개의 슬롯에 있는 한 쌍의 VRB는 단일 VRB 넘버 nVRB가 함께 할당된다.

상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB이 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다. 각 타입의 VRB에 대해, 한 쌍(pair)의 VRB이 단일의 VRB 인덱스 (이하, VRB 넘버(number)로 지칭될 수도 있다)를 가지고 1개의 서브프레임의 2개의 슬롯에 걸쳐 할당된다. 다시 말하면, 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 중 제 1 슬롯에 속하는

개의 VRB들은 각각 0부터

중 어느 하나의 인덱스 (Index)를 할당받고, 위의 2개의 슬롯 중 제 2 슬롯에 속하는

개의 VRB들도 마찬가지로 각각 0부터

중 어느 하나의 인덱스를 할당받는다.

이하에서 LTE 시스템에서 기지국이 단말에게 PDCCH를 내려 보내기 위한 과정을 설명한다.

기지국은 단말에게 보내려는 DCI(Downlink Control Information)에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지(paging 메시지)를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 다음 표 4는 PDCCH에 마스킹되는 식별자들의 예를 나타낸다.

C-RNTI가 사용되면 PDCCH는 각각 해당하는 특정 단말을 위한 제어정보를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH는 각각 셀 내 모든 또는 복수의 단말이 수신하는 공용 제어정보를 나른다. 기지국은 CRC가 부가된 DCI에 대해 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 그리고, 기지국은 PDCCH 포맷에 할당된 CCE의 수에 따른 레이트 매칭(rate mathching)을 수행한다. 그 후, 기지국은 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심벌들을 생성한다. 그리고, 기지국은 변조 심볼들을 물리적인 자원 요소에 맵핑한다.

도 5는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상향링크 신호를 전송하기 위해 단말의 스크램블링(scrambling) 모듈(510)은 단말-특정 스크램블 신호를 이용하여 전송 신호를 스크램블할 수 있다. 스크램블 된 신호는 변조 맵퍼(520)에 입력되어 전송 신호의 종류 및/또는 채널 상태에 따라 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 16QAM/64QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 이용하여 복소 심볼(complex symbol)로 변조된다. 변조된 복소 심볼은 변환 프리코더(530)에 의해 처리된 후, 자원 요소 맵퍼(540)에 입력되며, 자원 요소 맵퍼(540)는 복소 심볼을 시간-주파수 자원 요소에 맵핑할 수 있다. 이와 같이 처리된 신호는 SC-FDMA 신호 생성기(550)를 거쳐 안테나를 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

이하에서 LTE Release-8에 정의된 PUCCH 포맷과 단말의 상향링크 전송 전력에 관한 내용을 살펴본다. PUCCH는 상향링크 제어 정보를 실어나르는 상향링크 제어 채널이며, LTE 시스템에서는 단일 캐리어(single carrier) 특성 때문에 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 못한다. 그러나, LTE-A 시스템에서는 멀티캐리어를 도입함에 따라 단말은 PUCCH를 특정 콤퍼넌트 캐리어(예를 들어, 주 콤퍼넌트 캐리어 또는 Pcell)에서는 PUSCH와 함께 전송할 수도 있다. PUCCH는 다수의 포맷을 지원하며, LTE Release-8에서 지원되는 PUCCH 포맷은 다음 표 5와 같다. 여기서, PUCCH 포맷 2a 및 2b는 normal CP 만을 지원한다.

다음 수학식 1은 LTE Release-8에서 단말의 상향링크 제어 채널 전송을 위한 상향링크 전력을 dBm 단위로 나타낸 식이다.

여기서, i는 서브프레임 인덱스, PCMAX는 단말의 전송가능한 최대 전력을 나타내고, PO_PUCCH는 셀-특정(cell-specific) 파라미터의 합으로 구성된 파라미터로서 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주며, PL은 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PL=referenceSignalPower-higher layer filteredRSRP 로 표현된다. h(n)은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, nCQI는 채널 품질 정보(CQI)에 대한 숫자 정보 비트이고, nHARQ는 HARQ 비트의 수를 나타낸다. Δ_{F_} _PUCCH(F) 값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값으로 PUCCH 포맷 (F)에 대응하는 값으로 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주는 값이다. g(i)는 인덱스 i 서브프레임의 현재 PUCCH 전력 제어 조정 스테이트(adjustment state)를 나타낸다. h(nCQI,nHARQ)는 PUCCH 포맷 1, 1a 및 1b에서는 0이고, PUCCH 포맷 2, 2a, 2b에서 normal CP(Cyclic Prefix)인 경우에는 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

다음 표 6은 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/3에서 TPC 명령 필드에 매핑된 δ _PUCCH 값들을 나타낸 표이고, 표 7은 DCI 포맷 3A에서 TPC 명령 필드에 매핑된 δ _PUCCH 값들을 나타낸 표이다. 여기서 δ _PUCCH 는 단말 별로 특정한 보정 값(혹은 전력 보정 값(correction value))을 나타낸다.

도 6(a)-도 8(b)는 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier) 및 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 고려하는 환경은 일반적인 다중 캐리어 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 명시하는 다중 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합 시스템(carrier aggregation system)이라 함은 광대역을 지원하기 위해서 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1개 이상의 캐리어를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 병합 할 때, 병합 되는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility)를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, LTE_advanced 시스템에서는 LTE에서 지원하는 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 하는 것이다. 또는 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.

다중(multiple) 캐리어는 캐리어 병합, 대역폭(BW) 병합과 혼용되어 사용될 수 있는 명칭임을 명시한다. 캐리어 병합은 연속적(인접) 캐리어 병합(contiguous carrier aggregation)과 불-연속적 캐리어 병합(non-contiguous carrier aggregation) 스펙트럼 병합(spectrum aggregation)을 모두 통칭하는 표현이다.

다중 캐리어를 효율적으로 사용하기 위해 여러 개의 캐리어를 하나의 MAC이 관리하는 기술에 대해서 설명한다. 이에 대한 송신부는 도 6(a)에, 수신부는 도 6(b)에 각각 도시되었다. 이 때, 다중 캐리어를 효과적으로 송/수신 하기 위해서는 송신기 및 수신기가 모두 다중 캐리어를 송/수신할 수 있어야 한다.

간단히 말하면, 하나의 MAC이 하나 이상의 주파수(frequency) 캐리어를 관리/운영하여 송/수신하는 것을 말한다. 또한, 하나의 MAC에서 관리되는 주파수(frequency) 캐리어 들은 서로 인접 (contiguous) 할 필요가 없기 때문에 자원(resource) 관리 측면에서 보다 유연 (flexible) 하다는 장점이 있다. 연속(contiguous), 불연속(non-contiguous) 캐리어 병합(carrier aggregation)이 모두 가능하다.

또는 도 6(a), 도 6(b)와 같은 구조 이외에도 도 7(a), 도 7(b), 도 8(a), 도 8(b)와 같이 여러 개의 PHY를 하나의 MAC이 아닌 하나 이상의 여러 개의 MAC이 제어할 수도 있다.

도 7(a), 도 7(b)와 같이 각각의 캐리어를 각각의 MAC이 1:1로 제어할 수도 있고, 도 8(a), 도 8(b)와 같이 일부 캐리어에 대해서는 각각의 캐리어를 각각의 MAC이 1:1로 제어하고 나머지 일부 캐리어에 대해서는 1개 이상의 캐리어를 하나의 MAC이 제어할 수도 있다.

상기의 시스템은 1개부터 N개까지의 다수의 캐리어를 포함하는 시스템이며 각 캐리어는 연속(contiguous)하게 혹은 불연속(non-contiguous)하게 사용될 수 있다. 이는 상, 하향링크에 구분 없이 적용될 수 있다. TDD 시스템의 경우에는 각각의 캐리어안에 DL과 UL의 전송을 포함하면서 N개의 다수 캐리어를 운용하도록 구성되며, FDD 시스템의 경우에는 다수의 캐리어를 상, 하향링크에 각각 사용할 수 있도록 구성된다. 기존 LTE Rel-8에서는 상, 하향링크의 대역폭은 다르게 설정될 수 있으나 기본적으로 단일 캐리어 내에서의 송/수신을 지원하였다. 하지만 LTE-A 시스템에서는 상기 설명과 같이 캐리어 병합(aggregation)을 통해서 다수개의 캐리어를 운용할 수 있다. 이에 더해 FDD 시스템에서는 상, 하향링크에서 병합하는 캐리어의 수 및/또는 캐리어의 대역폭이 다른 비대칭적(asymmetric) 캐리어 병합(aggregation)도 지원할 수 있다.

그러나, CA는 인트라 밴드(Intra band) 내에서만 혹은 인터 밴드(Inter band)들의 컴포넌트 캐리어(component carrier)들의 조합으로 구성된다. 종래 기술에서는 CA 구성에 상관없이 UL 타이밍 어드밴스(timing advance:TA)는 하나로 설정 되어 있다. 하지만, 인터 밴드(inter band)간 주파수 특성 차이에 의해 하나로 설정하여 사용하기 어려 울 수 있다. 또한, 이를 반영하여 다중(multiple) TA 그룹(group) 형태가 지원 되는 경우에는 다중 프라이머리 셀(multiple Primary cell: PCell)이 가능할 수도 있다. 종래 기술은 하나의 TA와 하나의 PCell을 기반하여 설계 되어 있기 때문에 복수개의 TA와 PCell이 지원되는 경우 이에 대한 문제점들이 발생 할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 상향링크 전송 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 상기 단말은 동시 전송되는 채널들을 판단한다(S901). 상기 동시 전송되는 채널들의 전송 전력이 단말의 전체 전송 전력을 초과하는지 판단한다(S902). 단말의 전체 전송 전력을 초과하는 경우, 동시 전송되는 채널들의 전송 전력에 비례 상수를 적용한다(S903). 상기 비례 상수를 적용한 전송 전력으로 상향링크 신호를 전송한다(S904).

복수의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)들에 해당하는 제 1 타입 채널들, 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)들에 해당하는 제 2 타입 채널들 및 상기 복수의 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들에 해당하는 제 3 타입 채널들로 정의할 수 있다. 제 1 타입 채널들 내지 제 3 타입 채널들 중에서 적어도 하나의 타입 채널들을 특정 셀에서 동시에 전송하는 경우에 상기 적어도 하나의 타입 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정할 수 있다. 또한, 상기 상향링크 전송 전력은 상기 단말의 전송 가능한 최대 전송 전력 또는 상기 단말의 남아 있는 전송 전력을 초과하는 경우에는 상기 적어도 하나의 타입 채널들의 전력값에 대해 비례 상수(scaling factor)를 적용하여 결정할 수 있다.

CA를 지원하는 시스템에서 다중(multiple) TA 그룹(group)이 형성 되는 경우 프라이머리 셀(Primary cell: PCell)이 있는 TA 그룹과 Scell(Secondary Cell)들로만 구성된 TA그룹이 형태로 구성될 수도 있고, PCell이 TA그룹 별로 존재 할 수도 있고, 혹은 복수개의 PCell이 있는 TA그룹들과 Scell로만 구성된 TA그룹으로 구성될 수 있다. 여기서 TA 그룹은 동일한 TA 값을 공유하는 상향링크 자원의 세트를 의미한다. 하나의 TA 그룹은 하나의 서빙 셀로 구성될 수 있다. 구성된(configured) CC와 TA 그룹의 관계는 기지국에 의하여 규정되어야 한다. 하나의 TA 그룹에는 하나 혹은 그 이상의 셀/컴포넌트 캐리어 들로 구성된다. PCell이 하나 이상 있는 경우, PUCCH도 PCell의 개수만큼 단말이 동시에 전송 할 수 있다. 현재 PCell의 개념은 FDD인 경우 링키지 또는 페어링(likage or paired)된 DL/UL 셀/컴포넌트 캐리어(이하, 셀로 통일)로 되어 있다. 이렇게 되는 경우 전력 제어(power control) 관점에서 접근 할 때, DL 경로 손실(path-loss)을 추정하는 DL 셀의 개수도 DL Pcell의 개수만큼 확장 되어야 한다. 단말은 설정된(configured) DL PCell의 RSRP(reference signal의 received power)를 측정하여 DL 경로 손실(pathloss)를 계산 후 UL 전력 제어(power control)에 이용할 수 있다. 단말은 설정된 Pcell 별로 RSRP / RSRQ를 추정하여 기지국에 리포트 해야 한다.

PUCCH 전력 제어 수식인 수학식 1에도 컴포넌트 캐리어 인덱스(cc index)가 추가 되어야 한다. 따라서, 컴포넌트 캐리어 인덱스가 추가된 전력 제어는 다음 수학식 3을 따른다.

단말의 전체 전송 전력(total transmit power)을 초과 하게 되는 경우, 다음과 같은 방법을 고려할 수 있다. 아래 수식에서 y(i), x(i), w(i)는 스케일링 팩터(scaling factor)이다. 단말이 설정하여 사용하되 각 셀별로 동일한 값으로 균등 적용하거나 하나 혹은 하나 이상의 셀에 대해서 그 값을 0으로 몰아서 할당할 수 있다.

혹은 PCell의 비례 상수, PUCCH의 정보량 혹은 정보의 종류, 최근 전송 시점에 길거나 짧은 기준에 따라 그 설정 값을 기지국이 시그널링 해주거나 미리 정한 값을 사용할 수 있다. 혹은 단말이 비례 상수를 달리 설정할 수 있다. 하나의 단말이 여러 PCell에서 다중 전송(multiple transmission)을 수행하는 경우, 각 컴포넌트 캐리어(component carrier) 별로 PUCCH/PUSCH의 전력을 전력컨트롤 수식에 기준하여 결정하고 난 다음, 단말의 최대 전송 전력 관점에서 모든 전송 PUCCH들 및/또는 UCI를 포함한 또는 UCI를 포함하지 않은 PUSCH 들의 전력 합이 단말의 최대 전송 가능한 전력을 넘지 않도록 스케일링 다운(scaling down) 과정을 수행하는 단계가 포함된다. 단말의 최대 전송 전력를 초과 하지 않는 경우는 첫 번째 단계에서 결정한 전력을 할당하여 전송하도록 한다. 이러한 과정을 기반함에도 최대 전송전력을 초과 하는 경우 다음과 같은 방법이 추가 고려 되어야 한다.

첫째로, 다중(Multiple) PUCCH가 최대 전송전력을 초과 하는 경우는 수학식 4와 같이 되도록, y(i) 스케일링 팩터를 각 셀별로 동일한 값을 적용하거나 하나 혹은 하나 이상의 셀에 대해서 그 값을 0으로 셋팅할 수 있다. 여기서 y(i)는 PUCCH에 대한 스케일링 팩터(scaling factor)이다.

둘째로, PUCCH가 없고 UCI(uplink control information)를 포함한 다중(multiple) PUSCH가 단말의 최대 전송전력을 초과 하는 경우에는 다음 수학식 5와 같이 되도록 x(i) 스케일링 팩터를 조정할 수 있다. 여기서,

는 UCI(uplink control information)를 포함한 PUSCH 전력의 합이다.

셋째로, 다중(multiple) PUCCH와 UCI를 포함하지 않은 다중(multiple) PUSCH를 동시 전송하는 경우, 다중(multiple) PUCCH의 전송 전력의 합이

를 초과하지 않는 경우, 다음 수학식 6과 같이 되도록,

에 w(i)의 비례 상수를 적용하여 각각의 PUSCH 전송 전력을 조정한다. 여기서,

는 UCI(uplink control information)를 포함하지 않은, PUSCH 전력의 합,

는 PUCCH들의 전력 합이다.

넷째로, UCI를 포함한 다중(multiple) PUSCH와 UCI를 포함하지 않은 다중(multiple) PUSCH를 동시 전송하는 경우, UCI를 포함한 다중(multiple) PUSCH의 전송 전력의 합이

를 초과하지 않는 경우, 다음 수학식 7과 같이 되도록, UCI를 포함하지 않은 다중(multiple) PUSCH들의 전송 전력에 비례 상수 w(i)를 적용하여 조정한다.

는 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들의 전력 합이고,

는 UCI를 포함한 PUSCH들의 전력 합이다.

다섯째로, 다중 PUCCH 및 UCI를 포함한 다중 PUSCH 및 UCI를 포함하지 않은 다중 PUSCH를 동시 전송하는 경우, 다중 PUCCH들의 전송 전력의 합 및 UCI를 포함한 다중(multiple) PUSCH의 전송 전력의 합이

를 초과하지 않는 경우, 다음 수학식 8과 같이 되도록, UCI를 포함하지 않은 다중 PUSCH의 전송 전력에 비례 상수 w(i)를 적용하여 전송 전력을 조정한다. 수학식 8에서,

는 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들의 전력 합,

는 PUCCH들의 전력 합,

는 UCI를 포함한 PUSCH들의 전력 합이다.

여섯째로, PCell들에서 PUCCH와 UCI를 포함한 PUSCH를 동시에 전송 하는 경우 또는 PCell들에서 PUCCH와 UCI를 포함한 PUSCH들을 동시에 전송 하고 다른 셀은 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들를 전송하는 경우에는, 다음 수학식 9 또는 수학식 10에 따라, PUSCH의 전송 전력의 선형 값을 얻는다. 또한, 다음 수학식 11을 만족하도록, UCI를 포함한 PUSCH의 전송 전력의 비례 상수 w(i)를 적용하여 전송 전력을 조정한다. 이는 는 UCI를 포함한 PUSCH 들의 전력 합과 PUCCH가 전송되는 셀들에서의 PUCCH 총 전력 값의 합이

를 초과하지 않는 경우에 적용된다.

수학식 9, 10에서

가 의미하는 바는 PUCCH가 전송되는 셀들에서의 PUCCH 총 전력 값이다. 수학식 11에서

는 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들의 전력 합,

는 PUCCH들의 전력 합,

는 UCI를 포함한 PUSCH 들의 전력 합이다.

상기 수식들에서 각 수식에서 표현된 인덱스 방법과 표현법이 상이하나 각각이 의미 하는 바는 여러 셀들에 할당된 PUCCH 들의 전력 합, UCI를 포함한 또는 포함하지 않은 PUSCH들의 전력 합을 의미한다. 상기 방법들을 지원하기 위한 기본 전제는 각 전송 채널 별로 우선순위가 정해져 있다. PUCCH＞UCI를 포함한 PUSCH ＞UCI를 포함하지 않은 PUSCH 순이다. 이를 바탕으로 상기 방법들을 요약하면 각 셀별로 PUCCH의 전력을 구하고, PUCCH 유무를 따져서 PUSCH 의 존부에 따른 전력을 종래와 같은 방법으로 구하고, 구해진 전력들의 합이 단말의 최대 전송전력을 초과 하게 되는 경우 각 경우에 따라서 상기와 같은 방법들을 적용할 수 있다.

또한, 각각의 수학식에 적용되는 y(i), x(i), w(i)인 스케일링 팩터(scaling factor)는 TA 그룹 별로 다르게 적용되도록 설정도 가능하다.

또한, TA 그룹(group) 별로 TPC 명령(command)인 (PUSCH/PUCCH) 동작 방법에서 축적 모드(accumulation mode) 동작에서 이 값을 리셋(reset)하는 경우로, 개별 TA 그룹(group)의 UE가 랜덤 접속 응답 메시지(random access response message)를 받을 때 해당 TA 그룹 내의 셀별 축적된(accumulated) TPC 명령(command)들은 초기화(reset)한다. 혹은 적어도 하나의 TA 그룹 에서 UE가 랜덤 접속 응답 메시지를 받을 경우 모든 셀의 축적된 TPC 명령(command)들을 초기화(reset)한다. 즉, 기지국으로부터 수신하는 TPC 명령(command)의 동작 방법이 축적 모드(accumulation mode)인 경우에는 TA 그룹별로 PCell 기준 초기값이 설정 되어야 한다. 예를 들어 수학식 12에서, ΔP _rampup, δ _msg2 이 TA 그룹별로 각각 존재해야 한다.

PCell의 TA 그룹의 TA 유지 메커니즘은 릴리즈(Rel) 10과 동일하다.

수학식 13에서, 랜덤 엑세스 응답에 대응하는 PUSCH 전송에서, P _O _{_} _PRE 인 프리엠블 초기 수신 타켓 전력 파라미터(P _O _{_} _PRE) 및 상위계층으로부터 시그널링된 Δ_{PREAMBLE_Msg3} 또한 TA 그룹별로 확장 해야 한다.

또한, 수학식 14에서와 같이, 상향링크 동기를 맞추기 위한 레인징 신호 전송(Ranging signal transmission) 전력 레벨도 TA 그룹별로 확장 해야 한다.

여기서, P _CMAX _,c(i) 은 단말 전송 전력이고, i 는 프라이머 셀의 서브프레임 인덱스이며, PL _c 은 프라이머 셀을 위한 단말에서 계산된 다운링크 경로 손실 예측 전력이다.

2개 이상의 PCell에서 혹은 서로 다른 TA그룹에서 동시에 PRACH를 전송 할 때, 수학식 15를 만족하도록, z(i)는 스케일링 팩터(scaling factor)를 이용하여

를 초과 하지 않도록 동작한다.

수학식 15를 참조하면, z(i)는 스케일링 팩터(scaling factor)로

를 초과 하지 않도록 동작한다. 최대 전송 전력을 초과 하는 경우 특정 셀의 값을 0으로 셋팅 할 수 있다. 예를 들어 2개 셀에서 RACH를 전송하는 경우, 하나의 셀에서는 해당 셀의 최대 전송전력을 초과하고 다른 하나의 셀에서는 최대 전송전력 미만의 값으로 설정 되어, 이 두 값이 단말의 최대 전송 전력을 초과 하는 경우 단말은 해당 셀의 최대 전송전력을 초과한 셀의 RACH 전송전력을 0으로 셋팅하고 나머지 하나의 RACH에 필요한 전력을 할당하는 방법이다.

는 종래 기술에서 언급 되었듯이 단말의 최대 전송전력 레벨의 선형값이다.

는 PRACH의 전송 전력으로 선형 값이다.

또한, 상기와 같은 동시에 PUCCH, UCI를 포함한 PUSCH, UCI를 포함하지 않은 PUSCH를 전송하는 것을 고려한 스케일링 팩터 조정 외에도, 전력 헤드룸 보고(PHR: Power Headroom Report)관점에서 접근해 볼 때, 다음과 같은 방법이 고려 되어야 한다. LTE 시스템에서 상향 링크의 전력제어는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 전력제어, PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 전력제어 및 파워 헤드룸 보고(Power Headroom report)로 분류하여 생각할 수 있다. LTE 시스템에서 LTE 시스템에서는 단일 캐리어 속성(SC property: single carrier property)을 위반하지 않기 위하여 PUSCH와 PUCCH은 반드시 다른 서브프레임에서 전송된다. 그러므로 단말이 기지국에 보고해야 할 PUSCH은 단말의 클래스(class)에 의해 정의되는 최대 전송 전력

와 i 번째 서브프레임에서 계산된 PUSCH 전송 전력과의 차이를 나타낸다. PHR을 필요로 하는 이벤트가 발생하는 예로서, 측정된 경로 손실(path-loss)이 크게 변하는 경우나 타이머(Timer)가 일정 시간을 초과한 경우 등을 들 수 있다.

따라서 본 발명에서, 전력 헤드룸 보고(PHR: Power Headroom Report)관점에서 PUCCH과 UCI를 포함한 또는 포함하지 않은 PUSCH를 동시에 전송 가능한 단말의 경우, 동시에 P_cmax _,c도 각각 보내야 한다. Rel-10에 PCell에 개수에 대한 단순 확장하여 하나의 MAC CE로 구성하여 보내는 방법과 TA 그룹별로 MAC CE를 구성하여 보내는 것도 가능하다. 트리거링 조건(Triggering condition)도 TA 그룹별로 설정한다. 예를 들어 TA 그룹별로 주기적(Periodic) PHR(Power Headroom Report) 타이머(Timer), 금지(prohibit) PHR 타이머(Timer), 다운링크 경로 손실 전력(dl_pathloss_dB) 값도 다르게 설정하여 운영하도록 한다. 이때 각 TA 그룹별로 PHR 이벤트(event)가 일어나서 PHR를 PUSCH가 있는 경우 각각 보내도록 하고, 이때 적어도 하나의 PUSCH 가 없거나 PUSCH에 PHR 정보를 수용할 수 없는 경우는 드랍(drop)하거나, 다른 TA 그룹에 실어서 보내는 방법도 가능하다.

또한, DL PCell이 하나이고 UL PCell이 다수인 경우에도 확장하여 적용할 수 있다. 즉, FDD 시스템에서는 상, 하향링크에서 병합(aggregation)하는 캐리어의 수 및/또는 캐리어의 대역폭이 다른 비대칭적 캐리어 병합(asymmetric carrier aggregation)도 지원할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법은 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용 가능하다.

Claims

무선통신 시스템에서 단말이 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서,
복수의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)들에 해당하는 제 1 타입 채널들, 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)들에 해당하는 제 2 타입 채널들 및 상기 복수의 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들에 해당하는 제 3 타입 채널들 중 적어도 하나의 타입 채널들을 특정 셀에서 동시에 전송하는 경우에 상기 적어도 하나의 타입 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 상향링크 전송 전력으로 상기 적어도 하나의 타입 채널들을 전송하는 단계를 포함하되,
상기 상향링크 전송 전력은 상기 단말의 전송 가능한 최대 전송 전력 또는 상기 단말의 남아 있는 전송 전력을 초과하는 경우에는 상기 적어도 하나의 타입 채널들의 전력값에 대해 비례 상수(scaling factor)를 적용하여 결정되는,
상향링크 전송 전력 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 비례 상수는 TA(Timing Adjustment) 그룹 인덱스를 고려하여 결정되며, 상기 TA 그룹은 동일한 TA 값을 공유하는 상향링크 자원의 세트인,
상향링크 전송 전력 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 타입 채널들만이 동시에 전송되는 경우, 상기 결정된 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 A의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 전력 제어 방법:
[수학식 A]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, y(i) 는 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에서의 PUCCH의 전송 전력의 선형값이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 타입 채널들만이 동시에 전송되는 경우, 상기 결정된 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 B의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 전력 제어 방법:
[수학식 B]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, x(i) 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 2 타입 채널들의 전송 전력의 합이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 타입 채널들 및 상기 제 3 타입 채널들이 동시에 전송되는 경우,
상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 1 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 C의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 전력 제어 방법:
[수학식 C]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이며,
상기 제 1 타입 채널들의 전력 합이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 타입 채널들 및 상기 제 3 타입 채널들이 동시에 전송되는 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 D의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 전력 제어 방법:
[수학식 D]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 는 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이고,
는 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합이며,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 타입 채널들, 상기 제 2 타입 채널들 및 상기 제 3 타입 채널들이 동시에 전송되는 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 1 타입 채널들의 전력 합 및 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 E의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 전력 제어 방법:
[수학식 E]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 는 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이고,
는 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합이며,
상기 제 1 타입 채널들의 전력 합이며,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 1항에 있어서,
특정 셀들에서 제 1 타입 채널들 및 상기 제 2 타입 채널들이 동시에 전송되고, 다른 셀에서 상기 제 3 타입 채널들이 동시 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 1 타입 채널들의 전력 합 및 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 F의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 상향링크 전송 전력 제어 방법:
[수학식 F]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이며,
상기 제 2 타입 채널들의 전력 합이고,
상기 제 1 타입 채널들의 전력 합이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
다중 접속 무선통신 시스템에서, 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치에 있어서,
복수의 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)들에 해당하는 제 1 타입 채널들, 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)들에 해당하는 제 2 타입 채널들 및 상기 복수의 UCI를 포함하지 않은 PUSCH들에 해당하는 제 3 타입 채널들 중 적어도 하나의 타입 채널들을 특정 셀에서 동시에 전송하는 경우에 상기 적어도 하나의 타입 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정하는 프로세서; 및
상기 결정된 상향링크 전송 전력으로 상기 적어도 하나의 타입 채널들을 전송하는 송신 안테나로 구성되되,
상기 상향링크 전송 전력은 상기 단말의 전송 가능한 최대 전송 전력 또는 상기 단말의 남아 있는 전송 전력을 초과하는 경우에는 상기 적어도 하나의 타입 채널들의 전력값에 대해 비례 상수(scaling factor)를 적용하여 결정되는,
단말 장치.
제 9항에 있어서,
상기 각 비례 상수는 TA(Timing Adjustment) 그룹 인덱스를 고려하여 결정되며, 상기 TA 그룹은 동일한 TA 값을 공유하는 상향 링크 자원의 세트인,
단말 장치.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 타입 채널들만이 동시에 전송되는 경우, 상기 결정된 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 A의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말 장치:
[수학식 A]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, y(i) 는 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에서의 PUCCH의 전송 전력의 선형값이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 9항에 있어서,
상기 제 2 타입 채널들만이 동시에 전송되는 경우, 상기 결정된 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 B의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말 장치:
[수학식 B]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, x(i) 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 2 타입 채널들의 전송 전력의 합이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 타입 채널들 및 상기 제 3 타입 채널들이 동시에 전송되는 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 1 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 C의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말 장치:
[수학식 C]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이며,
상기 제 1 타입 채널들의 전력 합이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 9항에 있어서,
상기 제 2 타입 채널들 및 상기 제 3 타입 채널들이 동시에 전송되는 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 D의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말 장치:
[수학식 D]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 는 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이고,
는 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합이며,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 타입 채널들, 상기 제 2 타입 채널들 및 상기 제 3 타입 채널들이 동시에 전송되는 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 1 타입 채널들의 전력 합 및 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 E의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말 장치:
[수학식 E]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 는 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이고,
는 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합이며,
상기 제 1 타입 채널들의 전력 합이며,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.
제 9항에 있어서,
특정 셀들에서 제 1 타입 채널들 및 상기 제 2 타입 채널들이 동시에 전송되고, 다른 셀에서 상기 제 3 타입 채널들이 동시 경우, 상기 단말의 남아 있는 전송 전력은 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력과 상기 제 1 타입 채널들의 전력 합 및 상기 제 2 타입 채널들의 전력 합의 차이고, 결정된 제 3 타입 채널들의 상향링크 전송 전력은 다음 수학식 F의 조건을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 단말 장치:
[수학식 F]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, w(i) 각 셀 별로 전송하는 비례 상수이고,
는 상기 제 3 타입 채널들의 전력 합이며,
상기 제 2 타입 채널들의 전력 합이고,
상기 제 1 타입 채널들의 전력 합이고,
는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력의 선형값이다.