KR20140117283A - 스퓨리어스 방사를 최소화하기 위한 상향링크 전송 방법 및 사용자 장치 - Google Patents

스퓨리어스 방사를 최소화하기 위한 상향링크 전송 방법 및 사용자 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서의 일 개시는 사용자 장치(UE)에서 스퓨리어스 방사를 제한하여 상향링크 신호를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은: 상기 사용자 장치의 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 5 의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와; 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 5을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 38, 40 중 어느 하나를 보호하기 위해 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와; 상기 설정된 RF 유닛을 통해 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

스퓨리어스 방사를 최소화하기 위한 상향링크 전송 방법 및 사용자 장치{METHOD FOR TRANSMITTING UPLINK SIGNAL TO MINIMIZE SPURIOUS EMISSION AND USER EQUIPMENT THEREOF}
본 발명은 스퓨리어스 방사를 최소화하기 위한 상향링크 전송 방법 및 사용자 장치에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다.
3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. OFDMA 이해하기 위해서는 OFDM을 알아야 한다. OFDM은 낮은 복잡도로 심볼간 간섭(inter-symbol interference) 효과를 감쇄시킬 수 있어, 사용되고 있다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하여, N개의 직교 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지한다. 한편, OFDMA은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다.
도 1은 3GPP LTE 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(20; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다.
이때, 기지국에서 단말로의 통신을 하향링크(downlink, DL)라 하며 단말에서 기지국으로의 통신을 상향링크(uplink, UL)라 한다.
만약, 각 지리적 영역(15a, 15b, 15c)에 여러 서비스 사업자에 의한 기지국들이 존재하는 경우, 서로 간섭을 일으킬 수 있다.
이러한 간섭을 배제하기 위해, 각 서비스 사업자는 서로 다른 주파수 대역으로 서비스를 제공할 수 도 있다.
그러나, 각 서비스 사업자의 주파수 대역이 서로 인접한 경우에는, 여전히 간섭 문제가 남게 된다.
따라서, 본 명세서의 개시들은 인접 대역으로 누설되는 스퓨리어스 방사에 대한 최대치를 제한하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 사용자 장치(UE)에서 스퓨리어스 방사를 제한하여 상향링크 신호를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 방법은: 상기 사용자 장치의 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 5 의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와; 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 5을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 38, 40 중 어느 하나를 보호하기 위해 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와; 상기 설정된 RF 유닛을 통해 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 RF 유닛이 상기 대역 1과 상기 대역 5의 인터밴드 반송파 집성이 가능한 경우, 상기 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정될 수 있다.
상기 방법은: 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 5의 반송파 집성에 대한 설정을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은: 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 시스템 정보는 상기 E-UTRA 대역 1과 상기 E-UTRA 대역 5 중 하나 이상에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 상향링크 신호를 전송하는 사용자 장치(UE)를 또한 제공한다. 상기 사용자 장치는 프로세서와; 상기 프로세서에 의해서 제어되어 상향링크 신호를 전송하는 RF 유닛을 포함할 수 있다. 여기서 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반 E-UTRA 대역 1을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 5의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 제한될 수 있다. 그리고, 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 5을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 38, 40 중 어느 하나의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 제한될 수 있다.
상기 RF 유닛이 상기 대역 1과 상기 대역 5의 인터밴드 반송파 집성이 가능한 경우, 상기 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정될 수 있다.
상기 RF 유닛은 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 대역 5의 반송파 집성에 대한 설정을 수신할 수 있다.
상기 RF 유닛은 시스템 정보를 더 수신할 수 있다. 여기서, 상기 시스템 정보는 상기 E-UTRA 대역 1과 상기 E-UTRA 대역 5 중 하나 이상에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 사용자 장치(UE)에서 스퓨리어스 방사를 제한하여 상향링크 신호를 전송하는 방법을 또한 제공한다. 상기 방법은 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 5의 반송파 집성에 대한 설정을 수신하는 단계와; 상기 대역 1 및 대역 5의 각각에서 리소스 블록(RB)의 개수가 100개 보다 작거나 같을 경우, E-UTRA 대역 1, 3, 5, 7, 8, 38, 40, 42 중 어느 하나의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와; 상기 설정된 RF 유닛을 통해 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은: E-UTRA 대역 26을 보호하기 위해서는 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -27dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은: E-UTRA 대역 28을 보호하기 위해서는 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -37dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은: 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 시스템 정보는 상기 E-UTRA 대역 1과 상기 E-UTRA 대역 5 중 하나 이상에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 상향링크 신호를 전송하는 사용자 장치를 또한 제공한다. 상기 사용자 장치는 프로세서와; 상기 프로세서에 의해서 제어되어 상향링크 신호를 전송하는 RF 유닛을 포함할 수 있다. 여기서 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 5의 반송파 집성에 대한 설정된 경우 그리고 상기 대역 1 및 대역 5의 각각에서 리소스 블록(RB)의 개수가 100개 보다 작거나 같게 설정된 경우, E-UTRA 대역 1, 3, 5, 7, 8, 38, 40, 42 중 어느 하나의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정될 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 인접 대역 스퓨리어스 방사를 줄일 수 있으므로, 인접한 채널로의 간섭을 줄일 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 9는 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 스케줄링 예를 나타낸다.
도 10은 인트라 밴드(intra-band) 캐리어 집성(Carrier Aggregation; CA)을 도시한 개념도이다.
도 11은 인터 밴드(inter-band) 캐리어 집성을 도시한 개념도이다.
도 12는 불요 방사(unwanted emission)의 개념을 나타내며, 도 13은 도 12에 도시된 불요 방사 중 외부 대역에서의 방사를 구체적으로 나타내고, 도 14은 도 12에 도시된 채널 대역(MHz)와 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 15는 단말의 송신 전력을 제한하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 16은 대륙 별 동작 대역의 사용 예를 나타낸다.
도 17a 및 17b는 아시아의 대한민국에서 사용되는 대역들을 나타낸 예시도이다.
도 18a 및 18b는 남미 브라질에서 사용되는 대역들을 나타낸 예시도이다.
도 19a는 대역 1에 대한 실험 결과를 나타내고, 도 19b는 대역 5에 대한 실험 결과를 나타낸다.
도 20는 본 명세서의 개시들에 따른 단말의 동작을 나타낸다.
도 21는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 사용되는 무선기기는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 단말(Terminal), MT(mobile terminal), UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal)등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하에서 사용되는 기지국이라는 용어는 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
한편, 3GPP 에서 정의하는 LTE 시스템은 이와 같은 MIMO를 채택하였다. 이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2에 도시된 무선 프레임은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 사이클릭 프리픽스(CP: cyclic prefix)에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다..
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, 정규 CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
UL-DL 설정 스위치 포인트 주기(Switch-point periodicity) 서브프레임 인덱스
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 ms D S U U U D S U U U
1 5 ms D S U U D D S U U D
2 5 ms D S U D D D S U D D
3 10 ms D S U U U D D D D D
4 10 ms D S U U D D D D D D
5 10 ms D S U D D D D D D D
6 5 ms D S U U U D S U U D
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, 단말은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(Resource Block, RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 부반송파의 수와 OFDM 심벌의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 자원블록이 포함하는 OFDM 심벌의 수 또는 부반송파의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 즉, OFDM 심벌의 수는 전술한 CP의 길이에 따라 변경될 수 있다. 특히, 3GPP LTE에서는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 7개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로, 그리고 확장 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 6개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로 정의하고 있다.
OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 시스템에 따라 SC-FDMA 심벌, OFDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. 자원블록은 자원 할당 단위로 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NUL 은 셀에서 설정되는 상향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다.
한편, 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 4절을 참조할 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 따라서, 무선 프레임은 20개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
도 5에서는 노멀 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다. 그러나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 즉 전술한 바와 같이, 3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. 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 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB; system information block)을 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.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 디코딩을 사용한다. 블라인드 디코딩은 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다. 기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 상향링크 채널은 PUSCH, PUCCH, SRS(Sounding Reference Signal), PRACH(Physical Random Access Channel)을 포함한다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다.
단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
한편, 이하에서는 SC-FDMA 전송 방식에 대해서 설명하기로 한다.
LTE(Long-Term Evolution)의 상향링크에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 유사한 SC(Single-Carrier)-FDMA를 채택하였다.
SC-FDMA는 DFT-s OFDM(DFT-spread OFDM)이라고도 할 수 있다. SC-FDMA 전송 방식을 이용하는 경우, 전력 증폭기(power amplifier)의 비선형(non-linear) 왜곡 구간을 피할 수 있고, 따라서 전력 소모가 제한된 단말에서 전송 전력 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 사용자 수율(user throughput)이 높아질 수 있다.
SC-FDMA 역시 FFT(Fast Fourier Transform)와 IFFT(Inverse-FFT)를 사용하여 부반송파에 나누어 신호를 전달하는 점에서, OFDM과 매우 유사하다. 그러나, 기존의 OFDM 송신기에서 문제가 되었던 것은 주파수 축상의 각 부반송파에 실려 있던 신호들이 IFFT에 의하여 시간 축의 신호로 변환된다는 데에 있다. 즉, IFFT가 병렬의 동일한 연산이 수행되는 형태이기에 PAPR(Peak to Average Power Ratio)의 증가가 발생하는 것이다. 이러한 PAPR의 증가를 방지하기 위해, SC-FDMA는 OFDM과 달리 DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행한다. 즉, DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다. 따라서, SC-FDMA는 동일한 의미로 DFT spread OFDM(DFT-s-OFDM)으로도 불린다.
이와 같은, SC-FDMA의 장점은 OFDM과 비슷한 구조를 가짐으로써 다중 경로 채널에 대한 강인성을 얻는 동시에, 기존의 OFDM이 IFFT 연산을 통해 PAPR이 증가하는 단점을 근본적으로 해결함으로써 효율적인 전력증폭기 사용을 가능하게 하였다.
한편, 3GPP 진영에서는 LTE를 보다 개선한, LTE-Advanced의 표준화를 활발히 진행하고 있으며, 비연속적(non-contiguous)인 자원할당을 허용하는 클러스터된(clustered) DFT-s-OFDM 방식이 채택된 바 있다.
클러스터된(clustered) DFT-s OFDM 전송 방식은 기존의 SC-FDMA 전송 방식의 변형으로, 프리코더를 거친 데이터 심벌들을 복수의 서브 블록으로 나누고 이를 주파수 영역에서 서로 분리시켜 맵핑하는 방법이다.
한편, LTE-A 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
클러스터된(clustered) DFT-s-OFDM 방식의 중요한 특징은, 주파수 선택적 자원할당을 가능하게 함으로서, 주파수 선택적인 페이딩(frequency selective fading) 환경에 유연하게 대처할 수 있다는 점이라 할 수 있다.
이때, LTE-Advanced의 상향링크 액세스 방식으로 채택된 clustered DFT-s-OFDM 방식에서는 종래 LTE의 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA와는 다르게 비연속적인 자원 할당이 허용되므로, 전송되는 상향링크 데이터가 여러 개의 클러스터 단위로 분할되어질 수 있다.
즉, LTE 시스템은 상향링크의 경우 단일 반송파 특성을 유지하도록 되어 있는 반면, LTE-A 시스템에서는 DFT_precoding을 한 데이터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하는 경우를 허용하고 있다. 이 경우, 단일 반송파 특성을 유지하기 어렵다.
이제 반송파 집성 시스템에 대해 설명한다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 7을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 반송파 집성(carrier aggregation, CA) 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 요소 반송파(component carrier : CC)는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1개 이상의 요소 반송파를 집성할 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.
특정 셀을 통하여 패킷(packet) 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, 단말은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC(media access control) 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.
설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.
비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. 단말은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(SI)를 수신할 수 있다. 반면, 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.
프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.
세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
서빙 셀은 반송파 집성이 설정되지 않거나 반송파 집성을 제공할 수 없는 단말인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. 반송파 집성이 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 단말에게 설정된 셀을 나타내며 복수로 구성될 수 있다. 하나의 서빙 셀은 하나의 하향링크 요소 반송파 또는 {하향링크 요소 반송파, 상향링크 요소 반송파}의 쌍으로 구성될 수 있다. 복수의 서빙 셀은 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수로 구성된 집합으로 구성될 수 있다.
PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 요소 반송파(component carrier: CC)를 의미한다. PCC는 단말이 여러 CC 중에 초기에 기지국과 접속(Connection 혹은 RRC Connection)을 이루게 되는 CC이다. PCC는 다수의 CC에 관한 시그널링을 위한 연결(Connection 혹은 RRC Connection)을 담당하고, 단말과 관련된 연결정보인 단말문맥정보(UE Context)를 관리하는 특별한 CC이다. 또한, PCC는 단말과 접속을 이루게 되어 RRC 연결상태(RRC Connected Mode)일 경우에는 항상 활성화 상태로 존재한다. 프라이머리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DownLink Primary Component Carrier, DL PCC)라 하고, 프라이머리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다.
SCC(secondary component carrier)는 세컨더리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. 즉, SCC는 PCC 이외에 단말에 할당된 CC로서, SCC는 단말이 PCC 이외에 추가적인 자원할당 등을 위하여 확장된 반송파(Extended Carrier)이며 활성화 혹은 비활성화 상태로 나뉠 수 있다. 세컨더리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 세컨더리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다.
프라이머리 셀과 세컨더리 셀은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 프라이머리 셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 둘째, 프라이머리 셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 세컨더리 셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 셋째, 프라이머리 셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)된다. 넷째, 프리이머리 셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH(Random Access CHannel) 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 프라이머리 셀을 통해서 수신한다. 여섯째, FDD 시스템의 경우 언제나 프라이머리 셀은 DL PCC와 UL PCC가 쌍(pair)으로 구성된다. 일곱째, 각 단말마다 다른 요소 반송파(CC)가 프라이머리 셀로 설정될 수 있다. 여덟째, 프라이머리 셀은 핸드오버, 셀 선택/셀 재선택 과정을 통해서만 교체될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
서빙 셀을 구성하는 요소 반송파는, 하향링크 요소 반송파가 하나의 서빙 셀을 구성할 수도 있고, 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 연결 설정되어 하나의 서빙 셀을 구성할 수 있다. 그러나, 하나의 상향링크 요소 반송파만으로는 서빙 셀이 구성되지 않는다.
요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙 셀의 활성화/비활성화의 개념과 동등하다. 예를 들어, 서빙 셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙 셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결 설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 서빙 셀(cell)에 대응될 수 있다.
하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 또한, CC들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 CC들이 사용된다고 할 때, 5MHz CC(carrier #0) + 20MHz CC(carrier #1) + 20MHz CC(carrier #2) + 20MHz CC(carrier #3) + 5MHz CC(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(component carrier, CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 하향링크 CC를 통해 전송될 수 있고, UL 그랜트를 포함하는 PDCCH가 전송된 하향링크 CC와 링크된 상향링크 CC가 아닌 다른 상향링크 CC를 통해 PUSCH가 전송될 수 있다. 이처럼 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템에서는 PDCCH가 제어정보를 제공하는 PDSCH/PUSCH가 어떤 DL CC/UL CC를 통하여 전송되는지를 알려주는 반송파 지시자가 필요하다. 이러한 반송파 지시자를 포함하는 필드를 이하에서 반송파 지시 필드(carrier indication field, CIF)라 칭한다.
교차 반송파 스케줄링을 지원하는 반송파 집성 시스템은 종래의 DCI(downlink control information) 포맷에 반송파 지시 필드(CIF)를 포함할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템 예를 들어 LTE-A 시스템에서는 기존의 DCI 포맷(즉, LTE에서 사용하는 DCI 포맷)에 CIF가 추가되므로 3 비트가 확장될 수 있고, PDCCH 구조는 기존의 코딩 방법, 자원 할당 방법(즉, CCE 기반의 자원 맵핑)등을 재사용할 수 있다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 8을 참조하면, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC(모니터링 CC) 집합을 설정할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 집성된 전체 DL CC들 중 일부 DL CC로 구성되며, 교차 반송파 스케줄링이 설정되면 단말은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC에 대해서만 PDCCH 모니터링/디코딩을 수행한다. 다시 말해, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC를 통해서만 스케줄링하려는 PDSCH/PUSCH에 대한 PDCCH를 전송한다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 단말 특정적, 단말 그룹 특정적, 또는 셀 특정적으로 설정될 수 있다.
도 8에서는 3개의 DL CC(DL CC A, DL CC B, DL CC C)가 집성되고, DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 예를 나타내고 있다. 단말은 DL CC A의 PDCCH를 통해 DL CC A, DL CC B, DL CC C의 PDSCH에 대한 DL 그랜트를 수신할 수 있다. DL CC A의 PDCCH를 통해 전송되는 DCI에는 CIF가 포함되어 어느 DL CC에 대한 DCI인지를 나타낼 수 있다.
상기 CIF의 값은 serving cell index의 값과 동일하다. 상기 serving sell index는 RRC 시그널을 통해서 UE에게 전송된다. 상기 serving sell index는 서빙셀, 즉, 1차 셀(프라이머리 셀) 또는 2차 셀(세컨더리 셀)을 식별하는데 사용되는 값을 포함한다. 예컨대, 값 0은 1차 셀(프라이머리 셀)을 나타낼 수 있다.
도 9는 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 스케줄링 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, DL CC 0, DL CC 2, DL CC 4가 PDCCH 모니터링 DL CC 집합이다. 단말은 DL CC 0의 CSS에서 DL CC 0, UL CC 0(DL CC 0과 SIB 2로 링크된 UL CC)에 대한 DL 그랜트/UL 그랜트를 검색한다. 그리고, DL CC 0의 SS 1에서 DL CC 1, UL CC 1에 대한 DL 그랜트/UL 그랜트를 검색한다. SS 1은 USS의 일 예이다. 즉, DL CC 0의 SS 1은 교차 반송파 스케줄링을 수행하는 DL 그랜트/UL 그랜트를 검색하는 검색 공간이다.
한편, 캐리어 집성(carrier aggregation; CA) 기술은 전술한 바와 같이, 크게 인터 밴드(inter-band) CA 와 인트라 밴드(intra-band) CA 기술로 나뉠수 있다. 상기 인터 밴드(inter-band) CA는 서로 다른 대역에 존재하는 각 CC를 집성하여 사용하는 방법이며, 인트라 밴드(intra-band) CA는 동일 주파수 대역내의 각 CC 를 집성하여 사용하는 방법이다. 또한, 상기 CA 기술은 더 상세하게는 다시 인트라 밴드(Intra-Band) 연속(Contiguous) CA, 인트라 밴드(Intra-Band) 비연속(Non-Contiguous) CA와 인터밴드(Inter-Band) 비연속(Non-Contiguous) CA로 나뉘어 진다.
도 10은 인트라 밴드(intra-band) 캐리어 집성(Carrier Aggregation; CA)을 도시한 개념도이다.
도 10의 (a)는 인트라 밴드 근접(continguous) CA를 나타내고 있고, 도 10의 (b)는 인트라 밴드 비근접(non-continguous) CA를 나타내고 있다.
LTE-Advance의 경우 고속 무선 전송의 실현을 위하여 상향링크(Uplink) MIMO 와 캐리어 집성(Carrier Aggregation)을 포함한 다양한 기법이 추가되어 있다. LTE-Advance에서 논의되고 있는 CA는 도 10의 (a)에 나타낸 인트라 밴드(intra-band) 연속(Contiguous) CA와 도 10의 (b)에 나타낸 인트라 밴드(intra-band) 비연속(Non-Contiguous) CA로 나누어 질 수 있다.
도 11은 인터 밴드(inter-band) 캐리어 집성을 도시한 개념도이다.
도 11의 (a)는 인터 밴드 CA을 위한 낮은 밴드와 높은 밴드의 결합을 나타내고 있고, 도 11의 (b)는 인터 밴드 CA를 위한 비슷한 주파수 밴드의 결합을 나타내고 있다.
즉, 인터 밴드 캐리어 집성은 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이 인터 밴드(inter-band) CA의 RF 특성이 서로 다른 낮은 밴드(low-band)와 높은 밴드(high-band)의 캐리어(carrier)들 간의 인터 밴드(inter-band) CA와 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이 RF(radio frequency) 특성이 유사하여 각 요소 반송파(component carrier)별로 공통의 RF 단자를 사용할 수 있는 유사 주파수의 인터 밴드(inter-band) CA로 나누어 질 수 있다.
E-UTRA 동작
대역(Operating Band)		 상향링크 동작 대역
(Uplink (UL) operating band)		 하향링크 동작 대역
Downlink (DL) operating band		 듀플렉스
모드
Duplex Mode
FUL_low - UL_high FDL_low - _high
1 1920 MHz 1980 MHz 2110 MHz 2170 MHz FDD
2 1850 MHz 1910 MHz 1930 MHz 1990 MHz FDD
3 1710 MHz 1785 MHz 1805 MHz 1880 MHz FDD
4 1710 MHz 1755 MHz 2110 MHz 2155 MHz FDD
5 824 MHz 849 MHz 869 MHz 894MHz FDD
61 830 MHz 840 MHz 875 MHz 885 MHz FDD
7 2500 MHz 2570 MHz 2620 MHz 2690 MHz FDD
8 880 MHz 915 MHz 925 MHz 960 MHz FDD
9 1749.9 MHz 1784.9 MHz 1844.9 MHz 1879.9 MHz FDD
10 1710 MHz 1770 MHz 2110 MHz 2170 MHz FDD
11 1427.9 MHz 1447.9 MHz 1475.9 MHz 1495.9 MHz FDD
12 699 MHz 716 MHz 729 MHz 746 MHz FDD
13 777 MHz 787 MHz 746 MHz 756 MHz FDD
14 788 MHz 798 MHz 758 MHz 768 MHz FDD
15 Reserved Reserved FDD
16 Reserved Reserved FDD
17 704 MHz 716 MHz 734 MHz 746 MHz FDD
18 815 MHz 830 MHz 860 MHz 875 MHz FDD
19 830 MHz 845 MHz 875 MHz 890 MHz FDD
20 832 MHz 862 MHz 791 MHz 821 MHz FDD
21 1447.9 MHz 1462.9 MHz 1495.9 MHz 1510.9 MHz FDD
22 3410 MHz 3490 MHz 3510 MHz 3590 MHz FDD
23 2000 MHz 2020 MHz 2180 MHz 2200 MHz FDD
24 1626.5 MHz 1660.5 MHz 1525 MHz 1559 MHz FDD
25 1850 MHz 1915 MHz 1930 MHz 1995 MHz FDD
26 814 MHz 849 MHz 859 MHz 894 MHz FDD
27 807 MHz 824 MHz 852 MHz 869 MHz FDD
28 703 MHz 748 MHz 758 MHz 803 MHz FDD
29 N/A N/A 717 MHz 728 MHz FDD
30 2305 MHz 2315 MHz 2350 MHz 2360 MHz FDD
31 452.5 MHz 457.5 MHz 462.5 MHz 467.5 MHz FDD
...
33 1900 MHz 1920 MHz 1900 MHz 1920 MHz TDD
34 2010 MHz 2025 MHz 2010 MHz 2025 MHz TDD
35 1850 MHz 1910 MHz 1850 MHz 1910 MHz TDD
36 1930 MHz 1990 MHz 1930 MHz 1990 MHz TDD
37 1910 MHz 1930 MHz 1910 MHz 1930 MHz TDD
38 2570 MHz 2620 MHz 2570 MHz 2620 MHz TDD
39 1880 MHz 1920 MHz 1880 MHz 1920 MHz TDD
40 2300 MHz 2400 MHz 2300 MHz 2400 MHz TDD
41 2496 MHz 2690 MHz 2496 MHz 2690 MHz TDD
42 3400 MHz 3600 MHz 3400 MHz 3600 MHz TDD
43 3600 MHz 3800 MHz 3600 MHz 3800 MHz TDD
44 703 MHz 803 MHz 703 MHz 803 MHz TDD
한편, 3GPP LTE/LTE-A시스템에서는 위의 표 2와 같은 상향링크 및 하향 링크를 위한 동작 대역(operating bands)에 대해서 정의하고 있다. 표 2를 기준으로 도 10와 도 11의 4가지의 CA 케이스(case)가 구분된다.
여기서 FUL_low는 상향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, FUL_high는 상향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다. 또한, FDL_low는 하향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, FDL_high는 하향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다.
표 2과 같이 동작 대역이 정해져 있을 때, 각 국가의 주파수 배분 기구는 각국의 상황에 맞추어 서비스 사업자에게 특정 주파수를 배정할 수 있다.
한편, CA 대역 클래스 및 대응하는 보호 대역은 아래의 표와 같다.
CA 대역폭 클래스(Bandwidth Class) 집성 전송 대역폭 구성(Aggregated Transmission Bandwidth Configuration) CC의 최대 개수
Maximum number of CC		 일반 보호 대역(Nominal Guard) Band BWGB
A NRB,agg = 100 1 0.05BWChannel(1)
B NRB,agg = 100 2 FFS
C 100 < NRB,agg = 200 2 0.05 max(BWChannel(1),BWChannel(2))
D 200 < NRB,agg = [300] FFS FFS
E [300] < NRB,agg = [400] FFS FFS
F [400] < NRB,agg = [500] FFS FFS
위 표에서 대괄호 []는 아직 확실하게 정해지 않았으며, 변경될 수 있음을 나타낸다. FFS는 For Further Study 의 약자 이다. NRB_agg는 집성 채널 대역 내에 집성된 RB들의 개수이다.
아래의 표 4는 각각의 CA Configuration과 대응하는 Bandwidth의 세트를 나탠다.
E-UTRA CA 설정(configuration) / 대역폭 조합 세트(Bandwidth combination set)
E-UTRA CA 설정(configuration) 50RB+100RB
(10 MHz + 20 MHz)		 75RB+75RB
(15 MHz + 15 MHz)		 75RB+100RB
(15 MHz + 20 MHz)		 100RB+100RB
(20 MHz + 20 MHz)		 최대 집성 대역폭(Maximum aggregated bandwidth)
[MHz]		 대역폭 조합 세트(Bandwidth Combination Set)
CA_1C Yes Yes 40 0
CA_7C Yes Yes 40 0
CA_38C Yes Yes 40 0
CA_40C Yes Yes Yes 40 0
CA_41C Yes Yes Yes Yes 40 0
위 표에서 CA configuration은 동작 대역과 CA 대역폭 클래스를 나타낸다. 예를 들어, CA_1C는 표 2의 동작 대역2와 표 3의 CA 대역 클래스 C를 의미한다. 위 표에서 나타나지 않은 밴드에 대해서는 모든 CA 동작 클래스가 적용될 수 있다
도 12는 불요 방사(unwanted emission)의 개념을 나타내며, 도 13은 도 12에 도시된 불요 방사 중 외부 대역에서의 방사를 구체적으로 나타내고, 도 14은 도 12에 도시된 채널 대역(MHz)와 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 12를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 임의의 송신 모뎀이 임의의 E-UTRA 대역 내에서 할당된 채널 대역폭 상에서 신호를 전송한다.
여기서, 채널 대역폭은 도 14를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 정의된다. 즉, 채널 대역폭(BWChannel) 보다 작게 전송 대역폭 설정이 이루어진다. 전송 대역폭 설정은 복수의 리소스 블록(Resource Block: RB)들에 의해 이루어진다. 그리고 채널 외곽은 채널 대역폭에 의해 분리된 가장 높고 낮은 주파수이다.
한편, 전술한 바와 같이 3GPP LTE 시스템에서는 채널 대역폭으로 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz을 지원한다. 이러한 채널 대역폭과 리소스 블록의 개수의 관계는 아래의 표와 같다.
채널 대역폭BWChannel [MHz] 1.4 3 5 10 15 20
전송 대역폭 설정 NRB 6 15 25 50 75 100
다시 도 12를 참조하면,
Figure pat00001
fOOB 대역에서 불요 방사가 생기고, 또한 도시된 바와 같이, 스퓨리어스(Spurious) 영역 상에서도 불요 방사가 생긴다. 여기서,
Figure pat00002
fOOB 부 대역(Out Of Band: OOB)의 주파수의 크기를 의미한다. 한편, 외부 대역(Out Of Band) 상의 방사(emission)는 의도된 전송 대역과 근접한 대역에서 발생하는 것을 말한다. 스퓨리어스 방사란 의도된 전송 대역으로부터 멀리 떨어진 주파수 대역까지 불요파가 방사되는 것을 말한다.
한편, 3GPP 릴리즈 10은 주파수 범위에 따라 최소한으로 넘지말아야 할 기본적인 SE(Spurious emission)을 정의하고 있다.
한편, 도 13에 나타난 바와 같이, E-UTRA 채널 대역(1301)에서 전송을 수행하면, 외부 대역들(도시된 fOOB 영역내의 1302, 1303, 1304)으로 누설, 즉 불요 방사된다.
여기서, 도시된 UTRAACLR1은 단말이 E-UTRA 채널(1301)에서 전송을 할 때, 바로 인접한 채널(1302)이 UTRA를 위한 것일 경우, 상기 인접한 채널(1302), 즉 UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다. 그리고, 상기 UTRAACLR2은 도 13에 나타난 바와 같이, 인접한 채널(1302) 옆에 위치하는 채널(1303)이 UTRA를 위한 것일 경우, 상기 인접한 채널(1303), 즉 UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다. 그리고, 상기 E-UTRAACLR은 도 13에 나타난 바와 같이, 단말이 E-UTRA 채널(1301)에서 전송을 할 때, 인접한 채널(1304), 즉 E-UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 할당된 채널 대역에서 전송을 수행하면 인접한 채널들로 불요 방사가 일어난다.
설명한 바와 같이, 무선 송신에 의해, 서로 인접한 대역으로 불요 방사(unwanted emission)가 발생하게 된다. 이때, 기지국 송신에 따른 방사에 의한 간섭은, 기지국의 특성상 고가와 큰 크기의 RF 필터 설계 등에 의해 인접 대역으로 인입되는 간섭양을 허용된 기준 이하로 줄일 수 있다. 반면 단말의 경우, 단말 크기의 제한, 전력 증폭기나 전치 듀플렉스 필터 RF 소자에 대한 가격 제한 등으로 인해 인접 대역으로 인입되는 것을 완벽히 막기 어렵다.
따라서, 단말의 송신 전력을 제한하는 것이 필요하다.
LTE 시스템에서 단말이 실제로 사용 가능한 최대 전력(Pcmax)을 간단히 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00003
여기서 Pcmax는 단말이 해당 셀에서 송신 가능한 최대 전력(실제 최대 송신 전력)을 의미하며, Pemax는 기지국이 시그널링하는 해당 셀 내에서 사용 가능한 최대 전력을 의미한다. 또한, Pumax는 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)에 최대 전력 감소량(Maximum Power Reduction; 이하 MPR), 추가 최대 전력 감소량(Additive-MPR; 이하 A-MPR) 등을 고려한 전력을 지칭한다.
상기 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)은 아래의 표와 같다.
동작 대역 파워 클래스 1 (dBm) 파워 클래스 3 (dBm)
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,17,18, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 23dBm
14 31 dBm
한편, 인트라 밴드-연속 CA의 경우, 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)은 아래의 표와 같다.
동작 대역 파워 클래스 3 (dBm)
CA_1C 23dBm
CA_3C 23dBm
CA_7C 23dBm
CA_38C 23dBm
CA_40C 23dBm
CA_41C 23dBm
도 15는 단말의 송신 전력을 제한하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 15의 (a)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 단말(100)은 송신 전력을 제한하여 전송을 수행한다.
송신 전략을 제한하기 위한, MPR(Maximum Power Reduction) 값은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 클 경우 이에 대한 전력 증폭기(Power amplifier: PA)의 선형성이 떨어지게 됨 이러한 선형성을 유지하기 위해 변조(modulation) 방식에 따라서 최대 2dB 의 MPR 값을 적용할 수 있다. 이는 아래의 표와 같다.
Modulation Channel bandwidth / Transmission bandwidth (NRB) MPR (dB)
1.4
MHz		 3.0
MHz		 5
MHz		 10
MHz		 15
MHz		 20
MHz
QPSK > 5 > 4 > 8 > 12 > 16 > 18 = 1
16 QAM = 5 = 4 = 8 = 12 = 16 = 18 = 1
16 QAM > 5 > 4 > 8 > 12 > 16 > 18 = 2
위의 표 8는 파워 클래스 1 및 3에 대한 MPR의 값을 나타낸다.
<3GPP 릴리즈 11에 따른 MPR>
한편, 3GPP 릴리즈 11에 따르게 되면, 싱글 CC(Component carrier)에서 단말이 멀티-클러스터 전송(multi-clustered transmission)이 채택되어, PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송할 수 있다. 이와 같이, PUSCH와 PUCCH를 동시 전송하게 되면, 대역 외곽(Out-Of-Band) 영역에서 발생하는 IM3 성분(상호변조(intermodulation)으로 인해 발생한 왜곡신호를 의미함)의 크기가 기존 대비 커질 수 있으며, 이에 의해 인접한 대역에서의 더 큰 간섭으로 작용할 수 있으므로, 단말이 상향링크 전송 지켜야 할 단말의 방사 요구사항(emission requirements)인 일반 슈퍼리어스 방사(general Spurious Emission), ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio) 및 일반(general) 스펙트럼 방사 마스크(SEM: Spectrum Emission Mask) 을 만족시킬 수 있도록, 아래와 같이 MPR 값을 설정할 수 있다.
Figure pat00004
여기서 MA는 다음과 같다.
MA = [8.0]-[10.12]A ; 0< A ≤[0.33]
[5.67] - [3.07]A ; [0.33]< A =[0.77]
[3.31] ; [0.77]< A =[1.0]
여기서 A는 다음과 같다.
A = NRB_alloc / NRB.
상기 NRB_agg는 채널 대역 내에 RB들의 개수이고, NRB_alloc는 동시에 전송되는 RB들의 전체 개수를 나타낸다.
CEIL{MA, 0.5}는 0.5dB 단위로 반올림하는 함수를 의미한다. 즉, MPR∈[3.0, 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0]이다.
위 수학식 2에 나타난 MPR값은 일반적인 PA(Power Amplifier)를 사용하였을 때, 적용되는 MPR 값이다. 만약, 최근 연구중인 고효율 PA(High efficiency Power Amplifier: HEPA)를 사용할 경우 좀 더 큰 레벨의 MPR 값이 필요할 수 있다. 하지만, 상기 HEPA에서 전력 소모와 발열을 30% 이상이나 감소시킬 수 있는 장점이 있지만 MPR 값을 더 크게 요구함에 따라 셀 커버리지가 감소하는 단점이 있다. 또한, 선형성은 현재까지 20MHz 대역폭까지만 보장되기 때문에, 반송파 집성(CA)을 고려했을 경우에 선형성이 보장되지 않는 단점이 있다.
<일반 MPR>
다른 한편, CA를 고려했을 경우 상향링크의 채널 대역폭(channel bandwidth)은 최대 40MHz (20MHz+20MHz) 까지 증가 될 수 있으며, 이에 따라 더 큰 MPR 값이 필요하게 된다.
Modulation CA bandwidth Class C MPR (dB)
50 RB + 100 RB 75 RB + 75 RB 75 RB+100 RB 100 RB + 100 RB
QPSK > 12 and = 50 > 16 and = 75 > 16 and = 75 > 18 and = 100 = 1
QPSK > 50 > 75 > 75 > 100 = 2
16 QAM = 12 = 16 = 16 = 18 = 1
16 QAM > 12 and = 50 > 16 and = 75 > 16 and = 75 > 18 and = 100 = 2
16 QAM > 50 > 75 > 75 > 100 = 3
위 표 9은 파워 클래스 3에 대한 MPR 값을 나타낸다.
위 표 9과 같이 인트라 연속 CA의 클래스 C일 경우, 변조 방식에 따라서 최대 3dB의 MPR 값을 적용될 수 있다. 한편, CA 클래스 C 환경하에서 멀티-클러스터 전송을 고려했을 경우 아래의 수식과 같은 MPR 값을 만족하여야 한다.
Figure pat00005
여기서 MA는 다음과 같다.
MA = 8.2 ; 0 = A < 0.025
9.2 - 40A ; 0.025 = A < 0.05
8 - 16A ; 0.05 = A < 0.25
4.83 -3.33A ; 0.25 = A = 0.4,
3.83 - 0.83A ; 0.4 = A = 1,
<A-MPR>
도 15의 (b)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국은 네트워크 시그널(NS)을 단말(100)로 전송하여 A-MPR(Additional Maximum Power Reduction)을 적용시킬 수 있다. 상기 A-MPR은 위에서 언급한 MPR과 달리 인접한 대역 등에 간섭 등의 영향을 주지 않기 위해, 기지국이 특정한 동작 대역에서 동작하는 단말(100)에게 네트워크 시그널(NS)을 전송하여, 단말(100)이 추가적으로 전력 감소를 수행하도록 하는 것이다. 즉, MPR을 적용한 단말이 네트워크 시그널(NS)을 수신하게 되면, 추가적으로 A-MPR을 적용하여 전송 전력을 결정한다.
아래의 표는 네트워크 시그널에 따른 A-MPR의 값을 나타낸다.
Network Signalling value Channel bandwidth (MHz) Resources Blocks (NRB) A-MPR (dB)
NS_01 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 미정
NS_03 3 >5 = 1
5 >6 = 1
10 >6 = 1
15 >8 = 1
20 >10 = 1
NS_04 5 >6 = 1
NS_05 10,15,20 = 50 = 1
NS_06 1.4, 3, 5, 10 - 미정
NS_07 10 표 9로 나타냄
NS_08 10, 15 > 44 = 3
NS_09 10, 15 > 40 = 1
> 55 = 2
NS_18 5 = 2 = 1
10, 15, 20 = 1 = 4
아래의 표는 네트워크 시그널이 NS_07일 때의 A-MPR값을 나타낸다.
　파라미터 Region A Region B Region C
RBstart 0 - 12 13 - 18 19 - 42 43 - 49
LCRB [RBs] 6-8 1-5, 9-50 =8 =18 =2
A-MPR [dB] = 8 = 12 = 12 = 6 = 3
위 표에서 RBstart는 전송 RB의 가장 낮은 RB 인덱스를 나타낸다. 그리고, LCRB 는 연속하는 RB 할당의 길이를 나타낸다.
예를 들어 설명하면, 대역 13 에서 10MHz 채널 대역폭를 사용하여 서비스를 제공받는 단말이 네트워크 시그널로서 NS_07을 수신하는 경우, 단말은 위 표에 따라서 전송 전력을 결정하여 전송한다. 즉, 단말이 수신한 상향링크 그랜트(Uplink grant)를 디코딩했을 때, RB의 시작 위치가 10번째 RB에서 5 RB를 연속적으로 보내라고 지시할 경우, 단말은 A-MPR 값을 최대 12 dB 로 적용하여 전송할 수가 있다. 따라서 단말의 전송 전력은 아래의 Pcmax를 구하는 수식과 같이 적용할 수 있다.
상기 Pcmax는 다음의 조건을 만족해야 한다.
Figure pat00006
여기서, PCMAX_L는 다음과 같이 구해진다.
Figure pat00007
PCMAX_L = MIN {PEMAX - ΔTC, PPowerClass -MAX(MPR + A-MPR, P-MPR) -ΔTC}
PCMAX_H는 다음과 같이 구해진다.
Figure pat00008
상기 PEMAX는 RRC 시그널을 통해서 P-Max로 주어진다. 상기 PPowerClass는 허용치를 고려할 경우 최대 UE의 파워를 나타낸다. 상기 P-MPR는 허용가능한 최대 전송 파워 감소이다. 상기 P-MPR는 PCMAX를 구하는 수식으로부터 구해질 수 있다. 상기 DTC는 0dB 또는 1.5 dB일 수 있다.
<CA에 따른 A-MPR>
다른 한편, CA를 고려했을 경우 상향링크의 채널 대역폭(channel bandwidth)은 최대 40MHz (20MHz+20MHz) 까지 증가 될 수 있으며, 이에 따라 더 큰 MPR 값이 필요하게 된다. 따라서, CA 환경에서 특정 대역을 보호하기 위해 기지국이 네트워크 시그널을 단말로 전송할 경우, 상기 특정 대역에서 동작하는 단말에 추가적인 전력 감소를 수행하여 인접한 대역을 보호한다.
아래의 표는 네트워크 시그널과 상응하는 CA 구성을 나타낸다.
네트워크 시그널 CA 구성
CA_NS_01 CA_1C
CA_NS_02 CA_1C
CA_NS_03 CA_1C
CA_NS_04 CA_41C
CA_NS_05 CA_38C
CA_NS_06 CA_7C
상기 CS_NS_01를 위한 A-MPR은 아래의 표에 상세하게 정리되어 있다.
보호 대역 주파수 범위 (MHz) 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz)
E-UTRA 대역34 FDL_low - FDL_high -50 1
주파수 범위 1884.5 - 1915.7 -41 0.3
상기 CS_NS_02를 위한 A-MPR은 아래의 표에 상세하게 정리되어 있다.
보호 대역 주파수 범위 (MHz) 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz)
E-UTRA 대역 34 FDL_low - FDL_high -50 1
주파수 범위 1900 - 1915 -15.5 5
주파수 범위 1915 - 1920 +1.6 5
상기 CS_NS_03를 위한 A-MPR은 아래의 표에 상세하게 정리되어 있다.
보호 대역 주파수 범위 (MHz) 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz)
E-UTRA 대역34 FDL_low - FDL_high -50 1
주파수 범위 1880 - 1895 -40 1
주파수 범위 1895 - 1915 -15.5 5
주파수 범위 1915 - 1920 +1.6 5
도 16은 대륙 별 동작 대역의 사용 예를 나타낸다.
도 16을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 유럽에서는 표 2에 나타낸 동작 대역들 중 대역 1, 3, 7, 20, 38, 40, 42, 43 등이 사용된다. 그리고 아시아에서는 표 2에 나타낸 동작 대역들 중 대역 1, 8, 9, 11, 13, 18-21, 26, 33, 34, 38-42 등이 사용된다. 북미에서는 대역, 2, 4, 7, 12-14, 17, 23-30, 41 등이 사용되고, 남미에서는 대역 2-4, 5, 7,13, 17, 38 등이 사용된다.
도 16에서 주목할 점은, 3GPP에 따르면 대역 1 은 아시아나 유럽에서 사용되는 대역으로서, 현재 남미나 북미 등에서는 사용되지 않는 것으로 되어 있다. 마찬가지로, 3GPP에 따르면 대역 5는 북미나 남미에서 사용되는 대역으로서, 아시아 지역이나 유럽에서는 사용되지 않는 것으로 되어 있다.
이와 같이, 각 대륙 내에서 사용되는 대역에 맞추어, 기존에 스퓨리어스(Spurious) 영역의 방사에 대한 최대치(Maximum Level)을 시뮬레이션 하였다. 즉, 아시아에서는 아시아만을 위한 동작 대역들(예컨대, 1, 8, 9, 11, 13, 18-21, 26, 33, 34, 38-42) 간에 스퓨리어스(Spurious) 방사에 대한 최대치만을 시뮬레이션하고, 남미에서는 남미만을 위한 동작 대역들(예컨대, 2-4, 7,13, 17, 38)간에 스퓨리어스(Spurious) 방사에 대한 최대치만을 시뮬레이션하였다.
그런데, 최근에 아시아의 일부 국가(예컨대, 대한민국)에서 3GPP에서 권고되지 않아 고려된 바 없는 대역(예컨대, 대역 5)를 사용하는 사업자가 생겨났고, 마찬가지로 남미의 일부 국가(예컨대, 브라질)에서도 이전에는 고려된 바 없는 대역(예컨대, 대역 1)를 사용하는 사업자가 생겨났다. 따라서, 아시아의 일부 국가(예컨대, 대한민국)에서 대역 5를 사용하게 되면, 다른 대역들로 스퓨리어스(Spurious) 방사가 발생하게 되고, 그로 인해 다른 대역들에 간섭을 미치게 된다. 즉, 대륙 별 주파수 사용의 경계가 허물어지면서, 이전에 고려된바 없는 스퓨리어스 방사 문제가 발생하게 된다.
따라서, 기존에 대륙간 구분을 넘어서서, 스퓨리어스(Spurious) 방사에 대한 최대치를 새로이 정할 필요가 있다. 특히, 대역 1과 대역 5가 반송파 집성(CA)으로 인해 사용될 경우를 위해 스퓨리어스(Spurious) 방사에 대한 최대치를 새로이 정할 필요가 있다.
<본 명세서에 의한 개시에 대한 간략한 설명>
아래의 표는 최근 추가된 대역을 포함하는 일부 국가 별 상황을 나타낸다.
동작 대역 대역1 대역3 대역5 대역7 대역8 대역26 대역27 대역28 대역38 대역40 대역42
2100MHz 1800MHz 850MHz 2600MHz 900MHz 850MHz 850MHz 700MHz 2600MHz 2300MHz 3500MHz
국가 X X X X X X X X
대한민국 X X X X X X X X
오스트레일리아 X X X X X X
브라질 X X X X X X X X X X
코스타 리카 X X X
홍콩 X X X X
이스라엘 X X X
뉴질랜드 X X X X
위 표를 통해 알 수 있는 바와 같이, 아시아의 대한민국에서 사용되는 대역들이 다른 나라에서 운용되는 대역들을 대부분 포함하므로, 대한민국의 대역들을 이용하여, 스퓨리어스(Spurious) 방사를 시뮬레이션하고, 허용가능한 최대치를 산출하기로 한다.
또한, 브라질의 경우에는 별도로 스퓨리어스(Spurious) 방사를 시뮬레이션하고, 허용가능한 최대치를 산출하기로 한다.
도 17a 및 17b는 아시아의 대한민국에서 사용되는 대역들을 나타낸 예시도이다.
먼저, 대한민국에서, 보호 대역은 대역1, 3, 5, 8, 26, 40이다.
도 17a를 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 아시아 지역에 대해 3GPP에서 권고되지 않았던 대역 1의 상향링크(UL)가 대한민국의 사업자 LGU+, KT, SKT의 가입 UE에 의해서 사용되는 경우, 인접한 대역3으로 스퓨리어스 방사가 발생하게 된다. 인접한 대역3은 대한민국에서 사업자 LGU+, KT, SKT가 사용중이다.
도 17b를 참고하면, 아시아 지역에 대해 3GPP에서 권고되지 않았던 대역 5의 상향링크(UL)가 대한민국의 사업자 SKT, LGU+의 가입자 UE에 의해서 사용되는 경우, 인접한 대역 26의 하향링크, 대역 8의 상향링크, 대역 5의 하향링크로 스퓨리어스 방사가 발생하게 된다. 인접한 대역 26은 대한민국에서 사업자 KT가 사용중이며, 마찬가지로 대역 8도 대한민국에서 사업자 KT가 사용중이다.
도 18a 및 18b는 남미 브라질에서 사용되는 대역들을 나타낸 예시도이다.
브라질에서의 보호 대역은 대역 1, 3, 5, 7, 8, 26, 27, 28, 38, 42이다.
도 18a를 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 남미 지역에 대해 3GPP에서 권고되지 않았던 대역 1의 상향링크(UL)가 사용되는 경우, 인접한 대역3으로 스퓨리어스 방사가 발생하게 된다.
도 18b를 참고하면, 남미 지역에 대해 3GPP에서 권고되지 않았던 대역 5의 상향링크(UL)가 사용되는 경우, 인접한 대역 27의 하향링크, 대역 26의 하향링크, 대역 8의 상향링크, 대역 5의 하향링크로 스퓨리어스 방사가 발생하게 된다.
도 19a는 대역 1에 대한 실험 결과를 나타내고, 도 19b는 대역 5에 대한 실험 결과를 나타낸다.
기본적인 RF 시뮬레이션 가정 및 파라미터에 대해서 설명하면 다음과 같다.
- 송신 및 수신 아키텍처: LTE/LTE-A 표준을 따르는 UE
- 채널 대역폭(PCC+SCC): 10MHz, 15MHz, 20MHz
- 변조 손실(Modulator impairments) 은 아래와 같다.
I/Q imbalance : 25 dBc
Carrier leakage: 25 dBc
Counter IM3 : 60dBc
여기서 I/Q imbalance는 I/Q 불균형으로서, 대칭되는 부반송파 간 확산으로 작용하여 성능 저하를 일으키는 것을 의미한다. 이때, 단위 dBc는 캐리어 주파수의 파워 크기를 기준으로 한 상대적인 크기를 나타낸다. Carrier leakage는 반송파 누설로서, 변조파 캐리어 주파수와 동일한 주파수를 갖는 부가적인 정현(사인)파형이다. Counter IM3(카운터 혼변조 왜곡)은 RF 시스템에서 혼합기와 증폭기 같은 컴포넌트에 의해 유발되는 요소를 나타낸다.
- PA(Power Amplifier) 동작점: Pout = 22dBm (QPSK를 사용하고 100RB 전체가 할당된 경우)
- 잡음 바닥(Noise Floor): PA 출력에서 -140dBm/Hz
- 삽입 손실(Insertion loss) : 3dB
- 측정 대역: dBm/1MHz
도 19a를 통해 알 수 있는 바와 같이, 대역 1의 상향링크에서 UE가 송신할 경우, 인접한 대역3의 하향링크(1805-1880MHz)으로의 스퓨리어스 방사(SE)의 최대치는 대략 -48dBm/MHz인 것을 알 수 있다.
또한, 도 19b를 통해 알 수 있는 바와 같이, 대역 5의 상향링크 에서 UE가 송신할 경우, 대역5의 하향링크로의 스퓨리어스 방사(SE)의 최대치는 대략 -35dBm/MHz인 것을 알 수 있다. 이 실험 결과와 더불어, 듀플렉서의 감쇄가 약 20dB인 점을 고려하면, 누설되는 스퓨리어스 방사(SE)의 최대치는 -35-20=-55dBm/MHz인 것으로 산출할 수 있다.
또한 기본적인 UE 들간의 보호를 위한 방사 규정 값은 현재 -50dBm 을 사용하고 있으며, 이에 대한 결정적 분석(deterministic analysis) 는 아래와 같은 가정에 의해 산출된 값이며, 이를 3GPP 에서는 일반(general) UE간 공존 요구사항(UE-to-UE coexistence requirements) 로 사용하고 있다.
i) 듀플렉서 감쇄 고려: 희생(victim) UE(즉, 대역 1, 3, 5, 7, 8, 26, 27,38 및 40과 같은 인접 대역을 사용하는 UE)에 대한 기준 감도(REFSENS) 레벨을 도출하기 위해 공격자 UE를 위한 대역 1 및 대역 5 듀플렉서 감쇄를 재 사용함
ii) 안테나 및 사람 몸체 손실: 사람 당 최대 8dB
iii) 최대 전송 파워: UE의 파워 클래스 3(23dBm), 대역 1 및 대역 5에서의 MPR 및 A-MPR을 고려
iv) 채널 모델: 자유 공간 경로 손실 모델
v) UE간 이격 거리(UE to UE separate distance) : 1 미터 보다 작거나 같음
vi) 정적 조건에서 3dB보다 작은 밀도
위 가정으로부터, 최소 커플링 손실(MCL: minimum coupling loss)을 사용하는 UE 간 스퓨리어스 방사 레벨을 도출할 수 있다.
- 송신에서 요구되는 스퓨리어스 방사(SE)= 수신에서 허용되는 잡음 증가+MCL+침투 손실(penetration loss)
여기서, 수신에서 허용되는 잡음 증가는 아래와 같이 추정되는 간섭 레벨이다.
- 허용가능한 잡음 증가=-174dB/Hz + 60dB/Hz + 9dB(NF) = -105dBm/1MHz
그리고 MCL 레벨은 아래와 같이 도출된다.
- MCL=경로 손실+송신/수신 안테나 게인= 38.44 + 8dB*2users = 54.44
여기서 경로 손실= 20*log10(fc[MHz])+20log10(d[m])-27.6 = 38.44dB이다. 그리고 상기 침투 손실은 인접한 UE간에 0DB인 것으로 가정된다.
위의 결정적 분석을 사용함으로써, 방사 레벨은 - 50.56dBm/1MHz인 것으로 산출된다.
결론적으로, UE간(UE-to-UE) 공존을 위해 요구되는 스퓨리어스 방사(SE)의 최대치는 대략 -50dBm/MHz인 것으로 정할 수 있다.
따라서, 도 17a 및 도 17b를 통해, 아시아, 즉 대한민국에서 UE 간(UE-to-UE) 공존 문제에 대해 정리하면 다음과 같다.
1) 대역 1의 상향링크(1920-1980MHz)
대역3의 하향링크(1805-1880MHz) : 대역 1과 40MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -40 ~ -50dBm/MHz일 수 있다.
대역 40 (2300-2400MHz) : 대역 1과 320MHz 만큼의 갭이 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz일 수 있다.
다른 대역 1, 5, 8, 26: 하모닉(harmonic) 성분 또는 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분이 없으므로, 일반적인 UE간 공존 문제로 해결할 수 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz일 수 있다.
2) 대역 5의 상향링크(824-849MHz) :
대역 26의 하향링크(859-894MHz) : 대역 5와 10MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -27 dBm/MHz (conventional value)일 수 있다.
대역 8의 하향링크(925-960MHz) : 대역 5와 76MHz 만큼의 갭이 있음 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz일 수 있다.
다른 대역 1, 3, 5, 40: 하모닉(harmonic) 성분 또는 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분이 없으므로, 일반적인 UE간 공존 문제로 해결할 수 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
한편, 도 18a 및 도 18b를 통해, 남미, 즉 브라질에서 UE 간(UE-to-UE) 공존 문제에 대해 정리하면 다음과 같다.
1) 대역 1의 상향링크(1920-1980MHz)
대역3의 하향링크(1805-1880MHz) : 대역 1과 40MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -40 ~ -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
대역 40 (2300-2400MHz) : 대역 1과 320MHz 만큼의 갭이 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
다른 대역 38 (2570-2620MHz), 대역 7의 하향링크(2620-2690MHz), 대역 43(3600-3800MHz): 하모닉(harmonic) 성분 또는 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분이 없으므로, 일반적인 UE간 공존 문제로 해결할 수 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
다른 대역 1, 5, 8, 26, 27, 28) : 하모닉(harmonic) 성분 또는 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분이 없으므로, 일반적인 UE간 공존 문제로 해결할 수 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
2) 대역 5의 상향링크(824-849MHz) :
대역 26의 하향링크(859-894MHz) : 대역 5와 10MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -27 dBm/MHz (conventional value)로 산출할 수 있다.
대역 26의 하향링크(859-894MHz) : 대역 5와 10MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -27 dBm/MHz (conventional value)로 산출할 수 있다.
대역 8의 하향링크(925-960MHz) : 대역 5와 76MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
대역 27의 하향링크(852-869MHz) : 대역 5와 3MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 849-854MHz에 대해서는 스퓨리어스 방사의 최대치는 1.6dBm/5MHz로 산출할 수 있고, 854-869MHz에 대해서는 스퓨리어스 방사의 최대치는 -15.5dBm/5MHz 로 산출할 수 있다.
대역 28의 하향링크(758-803MHz) : 대역 5와 21MHz 만큼의 갭이 있음. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -37dBm/MHz로 산출할 수 있음.
다른 대역 1, 3, 5, 7, 38, 43: 하모닉(harmonic) 성분 또는 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분이 없으므로, 일반적인 UE간 공존 문제로 해결할 수 있다. 따라서, 스퓨리어스 방사의 최대치는 -50dBm/MHz로 산출할 수 있다.
위에서 정리한 내용에 따라, 대역 1과 대역 5가 반송파 집성(CA)으로 인해 사용될 경우를 위해 스퓨리어스(Spurious) 방사에 대한 최대치를 정리하면, 아래의 표 16과 같다.
표 16은 한국, 브라질과 호주에서의 보호 대역에 대한 UE 간(UE-to-UE) 공존을 나타낸 것이며, 따라서 본 명세서에서 제안하는 UE 간(UE-to-UE) 공존 요구조건을 설정하는 첫 번째 방식은 표 16와 같이 CA 1A-5A(대역 1에서 대역폭 클래스 A(NRB,agg = 100)와 대역 5에서 대역폭 클래스 A(NRB,agg = 100)의 반송파 집성)를 사용하는 UE가 사용되는 아시아 태평양지역 및 남미 지역에서의 보호 대역 1,3,5,7,8,26,27,28,38,40,42에 대한 스퓨리어스 요구 조건을 설정하는 방식이다.
E-UTRA CA 설정 스퓨리어스 방사
보호 대역 주파수범위 (MHz) 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz) 참고
CA_1A-5A E-UTRA 대역 1, 3, 5, 7, 8, 38, 40,42 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 26 FDL_low - FDL_high -27 1
E-UTRA 대역 28 FDL_low - FDL_high -37 1
참고 1: 이 측정들은 CA 1A-5A UE를 위한 시스템들이 배치된 지역에서 적용된다.
참고 2: FDL_low 및 FDL_high은 표 2에 나타난 주파수를 나타낸다.
참고 3: CA 1A-5A UE는 SEM 제한을 넘어서서 대역 27에 대한 보호를 할필요가 없다.
위 표에서 참고 3을 참조하면, 대역 27인 경우 실제로는 대역 5로부터 3MHz 떨어져 있으므로 전송 요구조건들 중 스펙트럼 방사 마스크(SEM)과 UE간(UE-to-UE) 공존 요구사항 중 더 만족하기 어려운 스펙트럼 방사 마스크(SEM)에 대한 요구사항을 만족하면 된다. 왜냐하면 공격 대역으로부터 3MHz 떨어진 보호 대역에 대해서 기존에는 -10dBm/MHz의 요구조건을 세웠으나 이는 하나의 반송파를 위한 스펙트럼 방사 마스크(SEM)을 만족하게 되면 자동으로 만족되는 것이기 때문이다.
본 명세서에서 제안하는 UE 간(UE-to-UE) 공존 요구조건을 설정하는 두 번째 방식은 각 지역별 또는 각 나라별로 UE 간 공존 요구 사항을 설정하는 것이다. 이러한 경우는 한국과 브라질 등 나라별 또는 영역(또는 대륙) 별로 위와 같은 스퓨리어스 방사(SE) 요구 사항이 설정 되어야 하며, 이 경우 로밍시 타 지역 및 타국에서 간섭이슈가 발생하게 되어 CA 1A-5A를 사용하지 못하게 되며, 단지 3GPP 릴리즈 8 또는 9의 대역 1을 사용하는 UE 또는 대역 5를 사용하여야 간섭을 일으키지 않을 수 있다. 하지만 이 방식 또한 2개의 상향링크 인터밴드 CA를 할 경우 하나의 해결 방안이 될 수 있다. 이를 표로 나타내면 아래와 같다.
E-UTRA CA 설정 스퓨리어스 방사
보호 대역 주파수 범위 (MHz) 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz) 참고
CA_1A-5A
아시아		 E-UTRA 대역 1, 3, 5, 8, 40 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 26 FDL_low - FDL_high -27 1
CA_1A-5A
남미		 E-UTRA Band 1, 3, 5, 7, 8, 38, 43 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 26 FDL_low - FDL_high -27 1
E-UTRA 대역 28 FDL_low - FDL_high -37 1
참고 1: 이 측정들은 CA 1A-5A UE를 위한 시스템들이 배치된 지역에서 적용된다.
참고 2: FDL_low 및 FDL_high은 표 2에 나타난 주파수를 나타낸다.
참고 3: CA 1A-5A UE는 SEM 제한을 넘어서서 대역 27에 대한 보호를 할필요가 없다.
본 명세서에서 제안하는 UE 간(UE-to-UE) 공존 요구조건을 설정하는 세 번째 방식은 기존 대역 1에 대한 보호 대역으로 정의된 모든 대역들과 대역 5의 보호 대역 모두에 대한 UE 간 공존 요구사항을 설정하는 것이다. 이는 글로벌 로밍시에 인접 UE간의 간섭이슈를 모두 해결할 수 있으며, 인터밴드 CA 1A-5A를 모든 지역에서 사용 가능하게 한다. 그러므로, 대역 1의 보호 대역인 E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 9, 11, 18, 19, 20, 21, 22, 26, 27, 28, 33, 34, 38, 39, 40, 42, 43, 44 그리고 PHS 대역 에 대한 요구 사항들을 설정하고 또한 Band 5의 보호대역인 E-UTRA 대역 2, 4, 5, 10, 12, 13, 14, 17, 22, 23, 24, 25, 26,27, 28, 41, 42, 43에 대한 요구 사항을 설정한다.
하지만 실제 동작 대역 간 부분적(partial)으로 중첩되거나 완전히 서브셋 이 되는 동작 대역이 사용되는 나라 및 지역에서는 사용하는 것이 불가능하다. 예컨대, 대역 2의 하향링크는 1930-1990 MHz 인므로, 대역 1의 상향링크와 1930-1980MHz구간에서 중첩된다. 이때, 듀플렉서나 필터로는 대역2의 하향링크를 구분 할 수 없게 된다. 따라서 대역 1의 UE가 인접한 대역 2의 UE에게 심각한 간섭을 일으키게 되며, 따라서 대역 2 또는 대역 25 와 대역 1은 동일한 지역에서 사용될 수 없다.
E-UTRA CA 설정 스퓨리어스 방사
보호 대역 주파수 범위 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz) 참고
CA_1A-5A E-UTRA 대역 1, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 17, 19, 21, 22, 23, 24, 38, 40, 42, 43 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 3, 34 FDL_low - FDL_high -50 1 6
E-UTRA 대역 26 FDL_low - FDL_high -27 1
E-UTRA 대역 28 FDL_low - FDL_high -37 1
E-UTRA 대역 41 FDL_low - FDL_high -50 1 5
E-UTRA 대역 18 FDL_low - FDL_high -27 1
E-UTRA 대역 44 FDL_low - FDL_high -37 1
주파수 범위 (대역 39) 1880 1895 -40 1 6,27
주파수 범위 (대역 33,39) 1895 1915 -15.5 5 6,27
주파수 범위 (대역 33,39) 1915 1920 +1.6 5 6,27
주파수 범위 (PHS) 1884.5 - 1915.7 -41 0.3 7, 8, 6
주파수 범위 (대역 9) 1839.9 - 1879.9 -50 1 6
참고 1: 이 측정들은 CA 1A-5A UE를 위한 시스템들이 배치된 지역에서 적용된다.
참고 2: FDL_low 및 FDL_high은 표 2에 나타난 주파수를 나타낸다.
참고 3: CA 1A-5A UE는 SEM 제한을 넘어서서 대역 27에 대한 보호를 할필요가 없다.
참고 4: 대역 2 및 대역 25는 동일한 지역에서 서비스될 수 없으므로, 이 요구사항이 적용되지 않음
참고 7: 네트워크로부터 NS_05 시그널이 수신될 때 적용됨
참고 8: 1884.5 -1915.7MHz에서 동작하는 PHS 시스템과 공존을 위해서 적용됨
다른 한편, 앞서 설명한 영역(또는 대륙) 별 CA 대역 조합을 위해, 2개의 상향링크 인터밴드 CA 를 지원하는 UE 간 공존에 대한 요구 사항을 추가하는 방식들 이외에 기존의 3GPP 릴리즈 8 또는 9의 UE간 공존 요구 사항에 2개의 상향링크에 대해 영역(또는 대륙) 별 요구사항을 추가할 수 있다. 이는 위에서 제안한 방식과 같이 두 개의 인터 밴드가 사용되는 지역에서 보호해야 하는 대역들의 리스트들의 합집합으로 나타낼 수 있으며, 위의 인터밴드 CA 1A-5A UE 및 3A-5A인 경우, 아시아에서 보호해야 할 대역은 대역 1, 3, 5, 8, 26, 40 이며, 남미지역에서의 보호 대역은 대역 1, 3, 5, 7, 8, 26, 27, 28, 38, 42 이다. 따라서 이의 합집합은 아시아 태평양지역 및 남미 지역에서의 보호 대역 1,3,5,7,8,26,27,28,38,40,42에 대한 요구사항을 아래와 같이 추가할 수 있다.
E-UTRA 대역 스퓨리어스 방사
보호 대역 주파수 범위 (MHz) 최대 레벨 (dBm) MBW (MHz) 참고
1 E-UTRA 대역 1, 7, 8, 11, 18, 19, 20, 21, 22, 26, 27, 28, 31, 38, 40, 41, 42, 43, 44 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 5 FDL_low - FDL_high -50 1 32
E-UTRA 대역 3, 34 FDL_low - FDL_high -50 1 15
주파수 범위 1880 1895 -40 1 15,27
주파수 범위 1895 1915 -15.5 5 15, 26, 27
주파수 범위 1915 1920 +1.6 5 15, 26, 27
주파수 범위 1884.5 - 1915.7 -41 0.3 6, 8, 15
주파수 범위 1839.9 - 1879.9 -50 1 15
2 E-UTRA 대역 4, 5, 10, 12, 13, 14, 17, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30, 41, 42 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 2, 25 FDL_low - FDL_high -50 1 15
E-UTRA 대역 43 FDL_low - FDL_high -50 1 2
3 E-UTRA 대역 1, 7, 8, 20, 26, 27, 28, 31, 33, 34, 38, 41, 43, 44 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 5 FDL_low - FDL_high -50 1 32
E-UTRA 대역 3 FDL_low - FDL_high -50 1 15
E-UTRA 대역 11, 18, 19, 21 FDL_low - FDL_high -50 1 13
E-UTRA 대역 22, 42 FDL_low - FDL_high -50 1 2
주파수 범위 1884.5 - 1915.7 -41 0.3 13
4 E-UTRA 대역 2, 4, 5, 10, 12, 13, 14, 17, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 41, 43 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 7 FDL_low - FDL_high -50 1 32
E-UTRA 대역 42 FDL_low - FDL_high -50 1 2
5 E-UTRA 대역 2, 4, 5, 10, 12, 13, 14, 17, 22, 23, 24, 25, 28, 29, 30, 31, 42, 43 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 1,3, 7, 8, 38, 40 FDL_low - FDL_high -50 1 32
E-UTRA 대역 41 FDL_low - FDL_high -50 1 2
E-UTRA 대역 26 859 - 869 -27 1
6 E-UTRA 대역 1, 9, 11, 34 FDL_low - FDL_high -50 1
주파수 범위 860 - 875 -37 1
주파수 범위 875 - 895 -50 1
주파수 범위 1884.5 - 1919.6 -41 0.3 7
1884.5 - 1915.7 8
7 E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 20, 22, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 42, 43 FDL_low - FDL_high -50 1
E-UTRA 대역 4 FDL_low - FDL_high -50 1 32
주파수 범위 2570 - 2575 +1.6 5 15, 21, 26
주파수 범위 2575 - 2595 -15.5 5 15, 21, 26
주파수 범위 2595 - 2620 -40 1 15, 21
NOTE 32: UE가 2개의 상향링크 인터밴드 CA를 지원할경우 적용됨
도 20는 본 명세서의 개시들에 따른 단말의 동작을 나타낸다.
도 20의 (a)을 참조하면, 사업자A와 사업자 B가 특정 지역에서 동시에 서비스를 제공하는 예가 나타나 있다.
이와 같은 상황에서 도 20의 (b)에 도시된 바와 같이, 사업자 A의 기지국은 마스터 정보 블록(MIB: Master Information Block)과 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block)을 전송한다.
상기 시스템 정보 블록(SIB)은 표 2에 도시된 동작 대역 중 자신이 사용중인 동작 대역 대한 정보와, 상향링크(Uplink: UL) 대역폭에 대한 정보와, 상향링크(UL) 캐리어 주파수에 대한 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다..
이때, 사업자 A의 UE는 반송파 집성(CA)이 설정되고, 상기 반송파 집성이 활성화된 경우, 상기 설정된 반송파 집성(CA)이 인터밴드 반송파 집성에 해당하는지 판단한다. 상기 반송파 집성의 설정은 세컨더리 셀의 설정을 수신함으로써 수행될 수 있다. 또한, 상기 반송파 집성의 활성은 세컨더리 셀의 활성에 대한 신호를 수신함으로써 수행될 수 있다.
상기 설정된 반송파 집성(CA)이 인터밴드 반송파 집성에 해당하고, 각 반송파가 대역1 및 대역 5이고, 각 대역의 리소스 블록(RB)의 개수가 100보다 작거나 같을 경우, 사업자 A의 UE는 표 16 내지 표 19 중 어느 하나에서 나타난 보호 대역으로 누설되는 스퓨리어스 방사의 최대치가 표 16 내지 표 19 중 어느 하나에 나타난 값보다 작도록 전송한다.
또한, 사업자 A의 UE가 반송파 집성(CA)이 설정되지는 않았으나, 상기 시스템 정보 블록(SIB)에 기초하여 자신이 사용할 대역이 대역 1 및 대역 5 중 어느 하나인 경우, 표 19에 나타난 보호 대역으로 누설되는 스퓨리어스 방사의 최대치가 표 19에 나타난 값보다 작도록 전송한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다. 구체적으로는 도 21을 참조하여 설명하기로 한다.
도 21은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.
무선기기(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF부(103)을 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 무선기기의 동작은 프로세서(101)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 사용자 장치(UE)에서 스퓨리어스 방사를 제한하여 상향링크 신호를 전송하는 방법으로서,
    RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 5 의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와;
    상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 5을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 38, 40 중 어느 하나를 보호하기 위해 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와;
    상기 설정된 RF 유닛을 통해 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RF 유닛이 상기 대역 1과 상기 대역 5의 인터밴드 반송파 집성이 가능한 경우, 상기 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정되는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 5의 반송파 집성에 대한 설정을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 시스템 정보는 상기 E-UTRA 대역 1과 상기 E-UTRA 대역 5 중 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  5. 상향링크 신호를 전송하는 사용자 장치(UE)로서,
    프로세서와;
    상기 프로세서에 의해서 제어되어 상향링크 신호를 전송하는 RF 유닛을 포함하고,
    여기서 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반 E-UTRA 대역 1을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 5의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 제한되고;
    상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 5을 사용하도록 설정된 경우, 동일한 지역(region) 에서만 보호하도록 되어 있는 UE 들 간의 보호 규정을 다른 지역들(inter-region) 간에도 적용하기 위해, E-UTRA 대역 1, 3, 7, 8, 38, 40 중 어느 하나의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 제한되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 RF 유닛이 상기 대역 1과 상기 대역 5의 인터밴드 반송파 집성이 가능한 경우, 상기 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 RF 유닛은
    3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 대역 5의 반송파 집성에 대한 설정을 수신하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 RF 유닛은 시스템 정보를 수신하고, 상기 시스템 정보는 상기 E-UTRA 대역 1과 상기 E-UTRA 대역 5 중 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  9. 사용자 장치(UE)에서 스퓨리어스 방사를 제한하여 상향링크 신호를 전송하는 방법으로서,
    3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 5의 반송파 집성에 대한 설정을 수신하는 단계와;
    상기 대역 1 및 대역 5의 각각에서 리소스 블록(RB)의 개수가 100개 보다 작거나 같을 경우, E-UTRA 대역 1, 3, 5, 7, 8, 38, 40, 42 중 어느 하나의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계와;
    상기 설정된 RF 유닛을 통해 상향링크 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    E-UTRA 대역 26을 보호하기 위해서는 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -27dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    E-UTRA 대역 28을 보호하기 위해서는 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -37dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 시스템 정보는 상기 E-UTRA 대역 1과 상기 E-UTRA 대역 5 중 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 전송 방법.
  13. 상향링크 신호를 전송하는 사용자 장치로서,
    프로세서와;
    상기 프로세서에 의해서 제어되어 상향링크 신호를 전송하는 RF 유닛을 포함하고,
    여기서 상기 RF 유닛이 3GPP 표준 기반의 E-UTRA 대역 1 및 5의 반송파 집성에 대한 설정된 경우 그리고 상기 대역 1 및 대역 5의 각각에서 리소스 블록(RB)의 개수가 100개 보다 작거나 같게 설정된 경우, E-UTRA 대역 1, 3, 5, 7, 8, 38, 40, 42 중 어느 하나의 UE를 보호하기 위한 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -50dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정될 수 있다.
  14. 제13항에 있어서,
    E-UTRA 대역 26을 보호하기 위해서는 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -27dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    E-UTRA 대역 28을 보호하기 위해서는 스퓨리어스 방사의 최대 수준이 -37dBm를 넘지않도록 상기 RF 유닛이 설정되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
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