KR20140132449A

KR20140132449A - 무선 통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고 절차를 수행하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140132449A
Application number: KR20130051599A
Authority: KR
Inventors: 박성준; 이선영; 정성훈; 이영대; 이승준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-11-18

Abstract

무선 통신 시스템에서 의한 파워 헤드룸 보고(PHR; power headroom reporting) 절차를 수행하는 방법 및 장치가 제공된다. 단말(UE; user equipment)은 적어도 하나의 PHR을 트리거하고, 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되었는지 여부를 결정하고, 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되지 않은 것으로 결정된 경우, PHR을 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고 절차를 수행하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING POWER HEADROOM REPORTING PROCEDURE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고(PHR; power headroom reporting)을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(universal mobile telecommunications system)는 GSM(global system for mobile communications) 및 GPRS(general packet radio services) 등의 유럽 시스템(European system)들을 기반으로 WCDMA(wideband code division multiple access)에서 동작하는 3세대(3rd generation) 비동기(asynchronous) 이동 통신 시스템이다. UMTS의 LTE(long-term evolution)가 UMTS를 표준화한 3GPP(3rd generation partnership project)에 의해서 논의 중이다.

3GPP LTE는 고속 패킷 통신을 위한 기술이다. 사용자 및 공급자의 비용 감소, 서비스 품질의 향상, 확장되고 향상된 커버리지 및 시스템 용량 등을 포함하는 LTE의 목적을 위하여 많은 방식이 제안되어 왔다. 3GPP LTE는 감소된 비트 당 비용(cost per bit), 증가된 서비스 가능성(service availability), 주파수 대역(frequency band)의 유연한(flexible) 사용, 간단한 구조(simple structure), 개방 인터페이스(open interface) 및 상위 레벨 요구 사항(upper-level requirement)으로 단말의 적절한 전력 사용 등을 요구한다.

단말이 기지국으로 데이터를 전송하기 위해서 전송 전력이 적절히 조절되어야 한다. 만약 전송 전력이 너무 낮으면 기지국이 데이터를 제대로 수신할 수 없으며, 전송 전력이 너무 높으면 해당 단말의 데이터를 수신하는 데에는 문제가 없으나, 다른 단말이 전송하는 데이터를 수신하는 데에 간섭으로 작용할 수 있다. 따라서 시스템 측면에서 기지국은 단말의 상향링크 전송에 사용되는 전력을 최적화할 필요가 있다.

기지국은 단말의 전송 전력을 조절하기 위하여 단말로부터 필요한 정보를 획득하여야 한다. 이를 위해 사용하는 것이 단말의 PHR(power headroom reporting)이며, 파워 헤드룸(PH)이란 단말이 현재 사용하고 있는 전송 전력보다 추가적으로 더 사용할 수 있는 전력을 나타낸다. 즉, PH란 단말이 최대로 사용할 수 있는 전송 전력과 현재 사용하고 있는 전송 전력의 차이를 나타낸다. 기지국은 단말로부터 PHR을 수신하면, 이를 기반으로 다음 번 단말의 상향링크 전송에 사용되는 전송 전력을 결정할 수 있다. 결정된 단말의 전송 전력은 자원 블록(RB; resource block)의 크기와 MCS(modulation and coding scheme)로 지시될 수 있으며, 다음 번 단말에게 UL 그랜트(grant)를 할당할 때 적용될 수 있다. 단말이 PHR을 자주 전송하면 무선 자원의 낭비를 초래할 수 있으므로, 단말은 PHR 트리거 조건을 정해놓고 조건이 만족하는 경우에만 PHR을 전송할 수 있다.

특정 상황에서 PHR trigger 조건에 따라 단말이 PHR을 전송할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이때 단말이 PHR을 전송할 수 있도록 PHR trigger 조건을 효율적으로 설정하는 방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 파워 헤드룸 보고(PHR; power headroom reporting)을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은 트리거 된 PHR이 취소되지 않은 경우 PHR 절차를 수행하는 방법을 제공한다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 파워 헤드룸 보고(PHR; power headroom reporting) 절차를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 적어도 하나의 PHR을 트리거하고, 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되었는지 여부를 결정하고, 및 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되지 않은 것으로 결정된 경우, PHR을 전송하는 것을 포함한다.

상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR은 첫 번째로 트리거 된 PHR을 포함할 수 있다.

상기 PHR은 PHR MAC(media access control) CE(control element)를 사용하여 전송될 수 있다.

상기 방법은 전송을 위한 상향링크 자원을 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 PHR MAC CE를 위한 상기 상향링크 자원을 고려하여 논리 채널 우선 순위화(LCP; logical channel prioritization)을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 LCP의 수행 결과 상기 전송을 위한 상향링크 자원이 상기 PHR MAC CE 및 서브헤더(subheader)를 수용할 수 있는지 여부를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 모든 트리거 된 PHR들을 취소하는 것을 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)이 제공된다. 상기 단말은 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 적어도 하나의 PHR(power headroom reporting)을 트리거하고, 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되었는지 여부를 결정하고, 및 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되지 않은 것으로 결정된 경우, PHR을 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.

현재 정의된 PHR 절차에 따라 PHR 고착(stuck) 문제가 발생할 수 있는 상황에서, PHR이 전송될 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 물리 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 PHR MAC CE의 일 예를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE-A에서 반송파 집합을 사용하는 광대역 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 7은 반송파 집합이 사용될 때 DL 제2 계층의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 반송파 집합이 사용될 때 UL 제2 계층의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 9는 확장된 PHR MAC CE의 일 예를 나타낸다.
도 10은 LCP 절차의 일 예를 나타낸다.
도 11은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국의 동작의 일 예를 나타낸다.
도 12는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국의 동작의 일 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 PHR 절차를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 PHR 절차를 수행하는 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1은 E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예이다. E-UTRAN 시스템은 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network)은 단말(10; user equipment, UE)과 단말에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; base station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10)과 기지국(20)은 Uu 인터페이스를 통하여 연결될 수 있다. 기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)와 연결될 수 있다. EPC는 이동성 관리 개체(MME; mobility management entity), 서빙 게이트웨이(S-GW; serving gateway), 및 패킷 데이터 네트워크(PDN; packet data network) 게이트웨이(PDN-GW)로 구성될 수 있다. MME는 UE의 접속 정보나 UE의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 UE의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME는 제어 평면의 기능을 담당하며, S-GW는 사용자 평면의 기능을 담당한다. 기지국(20)은 S1-MME 인터페이스를 통하여 MME(30)와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스를 통하여 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

이하에서, 하향링크(DL; downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL; uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.

도 2는 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 도 3은 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.

단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(OSI; open system interconnection) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분될 수 있다. 단말과 E-TURAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 UE와 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있다.

L1에 속하는 물리 계층(PHY; physical layer)은 물리 채널(physical channel)을 통해 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(medium access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결될 수 있다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 이동할 수 있다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류될 수 있다. 또는, 전송 채널은 전송 채널을 공유하는지 여부에 따라서 전용 전송 채널(dedicated transport channel)과 공통 전송 채널(common transport channel)로 분류될 수 있다. 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류될 수 있다. 그리고 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리 계층 간에는 물리 채널을 통해 데이터가 이동할 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용할 수 있다.

도 4는 물리 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.

물리 채널은 시간 영역 상에 있는 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역 상에 있는 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역 상의 복수의 심벌들로 구성될 수 있다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성될 수 있다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성될 수 있다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH(physical downlink control channel)를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다.

L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층의 기능은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송 채널 상으로 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)을 위한 다중화/역다중화를 포함한다. 논리 채널은 전송 채널의 상위에 있으며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다.

L2에 속하는 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.

PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. 사용자 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 헤더 압축은 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적인 전송을 지원하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

L3의 속하는 RRC(radio resource control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L2에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정함을 의미한다. RB는 다시 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

단말의 파워 헤드룸 보고(PHR; power headroom reporting) 절차에 대해서 설명한다. 이는 3GPP TS 36.321 V8.12.0을 참조할 수 있다.

PHR 절차는 단말의 명목(nominal) 최대 전송 전력과 UL-SCH 전송을 위한 추정된 전력 간의 차이에 대한 정보를 서빙 eNB에 제공하기 위하여 사용된다. RRC는 PHR을 트리거하기 위하여, periodicPHR-Timer와 prohibitPHR-Timer의 2개의 타이머들을 구성하고, 측정된 DL 경로 손실(pathloss)의 변경을 설정하는 dl-PathlossChange를 전송함으로써 PHR을 제어한다.

PHR은 다음 중 어느 하나의 사건이 발생한 경우에 트리거 될 수 있다.

- 단말이 새로운 전송을 위한 UL 자원을 가지고 있을 때, PHR 전송 이후 prohibitPHR-Timer가 만료되고 경로 손실이 dl-PathlossChange dB 이상 변경된 경우

- periodicPHR-Timer가 만료된 경우

- 상위 계층에 의하여 PHR 관련 parameter가 설정 또는 재설정된 경우, 단 PHR 관련 파라미터는 PHR 기능을 사용하지 못하도록 하는 파라미터가 아니다.

단말이 이번 TTI에서 새로운 전송을 위하여 할당된 UL 자원을 가지고 있는 경우, 단말은 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.

- 마지막 MAC 리셋 이후 새로운 전송을 위하여 처음으로 할당된 UL 자원인 경우, periodicPHR-Timer를 시작한다.

- 마지막 PHR 전송 이후 적어도 하나의 PHR이 트리거 되었거나, 이번에 처음으로 PHR이 트리거 된 것으로 결정된 경우, 및

- 논리 채널 우선 순위화(LCP; logical channel prioritization)의 결과, 할당된 UL 자원이 PHR MAC CE(control element) 및 그것의 서브헤더(subheader)를 수용할 수 있는 경우,

- 물리 계층으로부터 파워 헤드룸(PH) 값을 획득한다.

- 물리 계층으로부터 보고된 값을 기반으로 PHR MAC CE를 생성하도록 다중화 및 결합 절차를 지시하고, PHR MAC CE를 전송한다.

- periodicPHR-Timer를 시작하거나 재시작한다.

- prohibitPHR-Timer를 시작하거나 재시작한다.

- 모든 트리거 된 PHR(들)을 취소한다.

도 5는 PHR MAC CE의 일 예를 나타낸다.

단말은 PHR MAC CE를 통해 PHR을 기지국으로 전송할 수 있다. PHR MAC CE는 LCID를 가지는 MAC PDU 서브헤더에 의해서 식별된다. LCID는 UL-SCH에서 PHR MAC CE를 위하여 할당될 수 있으며, LCID의 값은 11010일 수 있다. PHR MAC CE는 고정된 크기를 가지며, 다음과 같이 정의된 단일 옥텟(single octet)으로 구성된다.

- R: 0으로 설정된 유보된 비트

- PH: PH 레벨을 지시한다. 이 필드의 길이는 6비트이며, 총 64개의 PH 레벨들이 지시될 수 있다. 표 1은 PH와 대응되는 PH 레벨들을 나타낸다.

PH	PH 레벨
0	POWER_HEADROOM_0
1	POWER_HEADROOM_1
2	POWER_HEADROOM_2
3	POWER_HEADROOM_3
…	…
60	POWER_HEADROOM_60
61	POWER_HEADROOM_61
62	POWER_HEADROOM_62
63	POWER_HEADROOM_63

3GPP LTE-A의 반송파 집합(CA; carrier aggregation)에 대해서 설명한다.

CA는 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 말한다. CA는 대역폭 집합(bandwidth aggregation) 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 1개 이상의 반송파를 모을 때 대상이 되는 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다.

한편, 3GPP LTE-A에서 셀의 개념이 적용될 수 있다. 셀은 단말의 입장에서 적어도 한 단위의 하향링크 자원과 선택적으로 포함되는 상향링크 자원의 결합으로 구성되는 엔티티이다. 즉, 하나의 셀은 적어도 한 단위의 하향링크 자원을 반드시 포함하나, 상향링크 자원은 포함하지 않을 수 있다. 상기 한 단위의 하향링크 자원은 하나의 DL 구성 반송파(CC; component carrier)일 수 있다. 하향링크 자원의 반송파 주파수(carrier frequency)와 상향링크 자원의 반송파 주파수 사이의 연결(linkage)은 하향링크 자원을 통해 전송되는 SIB-2에 의해서 지시될 수 있다. 이하의 설명에서는 주로 CC를 예시로 하여 본 발명을 설명하나, CC가 셀로 대체될 수 있음은 자명하다.

도 6은 3GPP LTE-A에서 반송파 집합을 사용하는 광대역 시스템의 일 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 각 CC는 20 MHz의 대역폭을 가지며, 이는 3GPP LTE의 대역폭이다. 최대 5개의 CC가 집합될 수 있으며, 따라서 최대 100 MHz의 대역폭이 구성될 수 있다.

도 7은 반송파 집합이 사용될 때 DL 제2 계층의 구조의 일 예를 나타낸다. 도 8은 반송파 집합이 사용될 때 UL 제2 계층의 구조의 일 예를 나타낸다. CA는 L2의 MAC 계층에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, CA에서는 복수개의 CC를 사용하고 각 HARQ(hybrid automatic repeat request) 개체는 각 CC를 관리하기 때문에, CA를 사용하는 3GPP LTE-A의 MAC 계층은 복수개의 HARQ 개체와 관련된 동작들을 수행하여야 한다. 또한, 각 HARQ 개체는 독립적으로 전송 블록(Transport Block)을 처리한다. 따라서, CA가 사용될 때, 복수의 CC를 통해 동일한 시간에 복수의 전송 블록을 송신 또는 수신할 수 있다.

CA가 사용될 때 단말의 PHR 절차에 대해서 설명한다. 이는 3GPP TS 36.321 V10.5.0을 참조할 수 있다.

PHR 절차는 활성화된(activated) 서빙 셀 당 단말의 명목 최대 전송 전력과 UL-SCH 전송을 위한 추정된 전력 간의 차이에 대한 정보 및 1차 셀(PCell; primary cell) 상에서 단말의 명목 최대 전송 전력과 UL-SCH 및 PUCCH 전송을 위한 추정된 전력 간의 차이에 대한 정보를 서빙 eNB에 제공하기 위하여 사용된다.

RRC는 PHR을 트리거하기 위하여, periodicPHR-Timer와 prohibitPHR-Timer의 2개의 타이머들을 구성하고, 측정된 DL 경로 손실의 변경을 설정하는 dl-PathlossChange 및 전력 관리에 의하여 요구되는 전력 백오프(power backoff)를 전송함으로써 PHR을 제어한다.

- 단말이 새로운 전송을 위한 UL 자원을 가지고 있을 때, 마지막 PHR 전송 이후 prohibitPHR-Timer가 만료되고 경로 손실의 기준으로 사용되는 적어도 하나의 활성화 된 서빙 셀에 대하여 경로 손실이 dl-PathlossChange dB 이상 변경된 경우

- periodicPHR-Timer가 만료된 경우

- 구성된 상향링크와 함께 2차 셀(SCell; secondary cell)이 활성화된 경우

- 단말이 새로운 전송을 위하여 UL 자원을 가지고 있고, 이번 TTI에서 전송을 위하여 할당된 UL 자원이 있거나 이 셀에서 PUCCH 전송이 있고, 단말이 이 셀에서 전송 또는 PUCCH 전송을 위하여 할당된 UL 자원을 가질 때 이 셀에서 전력 관리에 의하여 요구되는 전력 백오프가 마지막 PHR 전송 이후 dl-PathlossChange dB 이상 변경된 경우, 구성된 상향링크와 함께 활성화 된 어느 하나의 서빙 셀에서 prohibitPHR-Timer가 만료된 경우

한편, 단말은 전력 관리에 의하여 요구되는 전력 백오프가 임시적으로(예를 들어, 최대 몇십 밀리 초(millisecond) 동안) 감소하는 경우에는 PHR을 트리거 하지 않는다. 또한, PHR이 다른 트리거링 조건에 의하여 트리거 되는 경우, 이러한 전력 백오프의 감소를 P_CMAX,c/PH 값에 반영하지 않는다.

- LCP의 결과, 확장된(extended) PHR이 구성되지 않은 경우 할당된 UL 자원이 PHR MAC CE 및 그것의 서브헤더를 수용할 수 있는 경우, 또는 확장된 PHR이 구성된 경우 할당된 UL 자원이 확장된 PHR MAC CE 및 그것의 서브헤더를 수용할 수 있는 경우:

- 확장된 PHR이 구성된 경우:

- 구성된 상향링크와 함께 각 활성화된 서빙 셀에 대하여:

- 타입 1 PH을 획득한다.

- 단말이 이번 TTI에서 서빙 셀 상으로 전송을 위한 UL 자원을 가지고 있는 경우:

- 물리 계층으로부터 대응되는 P_CMAX,c 필드에 대한 값을 획득한다.

- PUCCH-PUSCH의 동시 전송이 구성된 경우:

- PCell을 위한 타입 2 PH을 획득한다.

- 이번 TTI에서 단말이 PUCCH 전송을 수행하는 경우:

- 물리 계층으로부터 보고된 값을 기반으로 확장된 PHR MAC CE를 생성하도록 다중화 및 결합 절차를 지시하고, 확장된 PHR MAC CE를 전송한다.

- 그렇지 않은 경우:

- 물리 계층으로부터 타입 1 PH을 획득한다

- periodicPHR-Timer를 시작하거나 재시작한다.

- prohibitPHR-Timer를 시작하거나 재시작한다.

- 모든 트리거 된 PHR(들)을 취소한다.

즉, 단말은 활성화된 모든 서빙 셀에 대해서 PH를 기지국으로 보고할 수 있다. 각 서빙 셀에 대한 PH는 해당 서빙 셀에 대한 단말의 최대 출력값에서 해당 서빙 셀에서 현재 사용하고 있는 출력 값을 제외한 나머지로 결정될 수 있다. 만약 PHR이 트리거 되고 일부 서빙 셀에만 UL 그랜트(grant)가 할당된 경우, UL 그랜트가 할당된 서빙 셀들은 UL 그랜트를 이용하여 PH를 계산하고, 나머지 서빙 셀들은 미리 정해진 기준 포맷(reference format)을 이용하여 PH를 계산할 수 있다. 서빙 셀에 대한 단말의 최대 출력값은 단말이 단말 구현에 따라 MPR(maximum power reduction) 값 내에서 적용한 전력 감소분을 제외한 값이다. 단말의 최대 출력값을 계산함에 있어서, 각 단말의 구현에 따라 전력 감소분이 MPR 값 내에서 서로 다를 수 있으므로, 단말은 보다 정확하게 PHR을 보고하기 위하여 전력 감소분을 제외한 최대 출력값(P_CMAX,c)을 PHR에 추가로 포함하여 전송할 수 있다.

CA가 사용될 때 PHR을 전송하기 위하여 사용되는 PHR MAC CE는 도 5에서 설명된 PHR MAC CE와 동일할 수 있다.

도 9는 확장된 PHR MAC CE의 일 예를 나타낸다.

확장된 PHR MAC CE는 LCID를 가지는 MAC PDU 서브헤더에 의해서 식별된다. 확장된 PHR MAC CE의 크기는 변할 수 있다. 타입 2 PH가 보고될 때, 타입 2 PH 필드를 포함하는 옥텟은 각 SCell 당 PH의 존재를 지시하는 옥텟 이후에 포함되며, 관련되는 P_CMAX,C 필드(보고되는 경우)를 포함하는 옥텟이 뒤따른다. 이후에 비트맵에서 지시되는 PCell 및 각 Scell에 대하여, 타입 1 PH 필드를 포함하는 옥텟 및 관련되는 P_CMAX,C 필드(보고되는 경우)를 포함하는 옥텟이 ServCellIndex를 기반으로 오름차순으로 뒤따른다.

확장된 PHR MAC CE는 다음과 같이 정의된다.

- Ci: SCellIndex i를 가지는 Scell에 대하여 PH 필드의 존재를 지시한다. 1로 설정된 Ci 필드는 SCellIndex i를 가지는 Scell에 대하여 PH 필드가 보고됨을 지시하며, 0으로 설정된 Ci 필드는 SCellIndex i를 가지는 Scell에 대하여 PH 필드가 보고되지 않음을 지시한다.

- R: 0으로 설정된 유보된 비트

- V: PH가 실제 전송을 기반으로 하는지 기준 포맷을 기반으로 하는지를 지시한다. 타입 1 PH에서, V=0은 PUSCH 상으로 실제 전송을 지시하며, V=1은 PUSCH 기준 포맷이 사용됨을 지시한다. 타입 2 PH에서, V=0은 PUCCH 상으로 실제 전송을 지시하며, V=1은 PUCCH 기준 포맷이 사용됨을 지시한다. 또한, 타입 1 및 타입 2 PH에서, V=0은 관련되는 P_CMAX,c 필드가 존재함을 지시하며, V=1은 관련되는 P_CMAX,c 필드가 생략됨을 지시한다.

- PH: PH 레벨을 지시한다. 이 필드의 길이는 6비트이다. 상술한 표 1은 PH와 대응되는 PH 레벨들을 나타낸다.

- P: 단말이 전력 관리에 의한 전력 백오프를 적용할지 여부를 지시한다. 단말은 전력 관리에 의한 전력 백오프가 적용되지 않은 경우 대응되는 P_CMAX,c 필드가 다른 값을 가질 때 P=1로 설정한다.

- P_CMAX,c: 존재하는 경우, PH 필드를 계산하는 데에 사용되는 PCMAX,c 또는

를 지시한다. 표 2는 보고되는 PCMAX,c 및 대응되는 단말의 명목 전송 전력 레벨들을 나타낸다.

P_CMAX,c	단말의 명목 전송 전력 레벨
0	PCMAX_C_00
1	PCMAX_C_01
2	PCMAX_C_02
…	…
61	PCMAX_C_61
62	PCMAX_C_62
63	PCMAX_C_63

논리 채널 우선 순위화(LCP; logical channel prioritization)에 대해서 설명한다. 이는 3GPP TS 36.321 V10.5.0을 참조할 수 있다.

다양한 종류의 서비스들을 지원하기 위하여 적어도 하나의 RB가 구성될 수 있다. 논리 채널은 RB에 할당된다. 복수의 RB에 대응되는 복수의 논리 채널들은 하나의 전송 블록(즉, MAC PDU)에 다중화되어 전송된다.

LCP는 복수의 RB들(즉, 복수의 논리 채널들)의 데이터를 전송 블록(즉, MAC PDU)으로 다중화하기 위한 방법이다. LCP는 주어진 무선 자원을 각 RB에 얼마만큼 할당한 것인지를 결정한다.

LCP 절차는 새로운 전송이 수행될 때 적용된다. RRC는 각 논리 채널에 대하여, 값이 높아질수록 낮은 우선 순위를 지시하는 priority, 우선화된 비트율(PBR: prioritized bit rate)을 설정하는 prioritisedBitRate 및 버킷 크기 구간(BSD; bucket size duration)을 설정하는 bucketSizeDuration을 시그널링 함으로써 상향링크 데이터의 스케줄링을 제어한다. priority는 1에서 8 사이의 값을 가질 수 있다. 1의 priority는 가장 높은 우선 순위를 지시하며, 8의 priority는 가장 낮은 우선 순위를 지시한다. PBR은 대응되는 RB에 보장되는 최소 비트율을 지시한다. 즉, PBR에 의하여 지시되는 비트율은 항상 보장된다.

단말은 각 논리 채널 j에 대하여 변수 Bj를 유지한다. Bj는 해당 논리 채널이 설정될 때 0으로 초기화 되며, 각 TTI 구간 동안 PBR×TTI만큼 증가한다. PBR은 논리 채널 j의 우선화된 비트율이다. 그러나, Bj는 버킷 크기를 넘을 수 없으며, Bj가 논리 채널 j의 버킷 크기보다 큰 경우, 버킷 크기로 설정된다. 논리 채널의 버킷 크기는 PBR×BSD와 같으며, PBR과 BSD는 상위 계층에 의해서 설정된다.

단말은 새로운 전송이 수행될 때 다음과 같은 LCP 과정을 수행한다. 단말은 다음의 단계에 의하여 논리 채널들에게 자원을 할당한다.

- 1단계: Bj>0인 모든 논리 채널들에게 내림 차순으로 자원이 할당된다. 어던 RB의 PBR이 무한(infinity)로 설정된 경우, 단말은 낮은 우선 순위를 가지는 RB(들)의 PBR을 만족하기 이전에 해당 RB 상의 전송을 위하여 사용 가능한 모든 데이터를 위하여 자원을 할당한다.

- 2단계: 단말은 1단계에서 논리 채널 j에 제공된 MAC SDU들의 총 크기만큼 Bj를 감소시킨다. Bj는 음수가 될 수 있다.

- 3단계: 남는 무선 자원이 있는 경우, 해당 논리 채널을 위한 데이터 또는 UL 그랜트가 소진될 때까지 Bj에 관계 없이 우선 순위의 내림 차순으로 모든 논리 채널들에게 제공된다. 동일한 우선 순위로 구성된 논리 채널들에게는 동일하게 제공된다.

단말은 이상의 스케줄링 절차 동안 다음의 규칙을 따른다.

- 단말은 전체 SDU(또는 일부가 전송된 SDU 또는 재전송된 RLC PDU)가 나머지 자원에 맞는 경우, RLC SDU(또는 일부가 전송된 SDU 또는 재전송된 RLC PDU)를 분할하지 않는다.

- 단말이 논리 채널로부터 RLC SDU를 분할한 경우, 그랜트를 채울 수 있도록 가능한 한 분할의 크기를 최대화 하여야 한다.

- 단말은 데이터의 전송을 최대화 하여야 한다.

- 단말이 전송 가능한 데이터가 있으면서 4 바이트와 같거나 이보다 큰 UL 그랜트 크기를 할당 받은 경우, 단말은 오직 패딩된 BSR 또는 패딩을 전송하지 ?는다 (단, UL 그랜트의 크기가 7 바이트보다 작지 않고 AMD PDU 분할이 전송될 필요가 없는 경우)

단말은 유예된(suspended)의 RB에 대응되는 논리 채널을 위한 데이터는 전송하지 않는다.

각 RB의 논리 채널의 priority 및/또는 PBR은 RB가 최초로 구성될 때 RB 설정 메시지를 통해 네트워크의 RRC 계층으로부터 단말의 RRC 계층으로 전송된다. RB 설정 메시지를 수신하는 단말의 RRC 계층은 RB를 구성하고, 각 RB의 논리 채널의 LCP 및 PBR에 대한 정보를 단말의 MAC 계층으로 전송한다. 해당 정보를 수신한 MAC 계층은 각 TTI에서 LCP에 따라 RB의 전송 데이터의 양을 결정한다.

도 10은 LCP 절차의 일 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 가장 높은 우선 순위 P1의 논리 채널이 맵핑된 RB1, 2번째 우선 순위 P2의 논리 채널이 맵핑된 RB2 및 가장 낮은 우선 순위 P3의 논리 채널이 맵핑된 RB3의 3개의 RB가 존재한다. 또한, RB1의 PBR는 PBR 1, RB2의 PBR는 PBR 2, RB3의 PBR는 PBR 3이다. 먼저, RB1, RB2 및 RB3에 맵핑된 논리 채널들의 우선 순위의 내림차순으로, 각 RB에서 PBR에 해당하는 데이터만큼 전송 데이터 양이 결정된다. 즉, RB1에서 PBR 1만큼, RB2에서 PBR 2만큼, RB3에서 PBR 3만큼의 전송 데이터 양이 결정될 수 있다. 각 RB에서 PBR만큼의 전송 데이터 양이 모두 할당되어도 무선 자원이 남으므로, 다시 우선 순위가 가장 높은 RB 1에게 나머지 무선 자원이 할당될 수 있다.

LCP 절차에서, 단말은 다음과 같은 상대적인 우선 순위를 내림 차순으로 고려한다.

- C-RNTI를 위한 MAC CE 또는 UL-CCCH 데이터

- BSR을 위한 MAC CE (패딩을 위하여 포함된 BSR을 제외함)

- PHR을 위한 MAC CE

- UL-CCCH 데이터를 제외한 모든 논리 채널의 데이터

- 패딩을 위하여 포함된 BSR을 위한 MAC CE

단말이 하나의 TTI에서 복수의 MAC PDU들을 전송하도록 요구될 때, 상기 1단계 내지 3단계 및 관련된 규칙들은 각 그랜트에 독립적으로 적용되거나 그랜트들의 용량의 총합에 적용될 수 있다. 또한, 그랜트들이 처리되는 순서는 단말의 구현에 달려 있다. 단말이 하나의 TTI에서 복수의 MAC PDU들을 전송하도록 요구될 때 MAC CE가 어떤 MAC PDU가 포함되는지를 결정하는 것도 단말의 구현에 달려 있다.

랜덤 액세스 절차(random access procedure)에 대해서 설명한다.

단말은 다음과 같은 경우에 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다.

- 단말이 기지국과의 RRC 연결이 없는 상황에서, 기지국으로 초기 접속을 수행하는 경우

- 단말이 핸드오버 과정에서 target cell로 처음 접속하는 경우

- 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우

- 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나, 무선 자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선 자원이 할당되지 않은 상황에서, 상향링크로 전송될 데이터가 발생하는 경우

- radio link failure 또는 handover failure 발생시 복구 과정의 경우

LTE 시스템에서는 기지국이 특정 단말에게 전용 랜덤 액세스 프리앰블 (dedicated random access preamble)을 할당하고, 단말은 상기 임의의 액세스 프리앰블로 랜덤 액세스 과정을 수행하는 비경쟁 기반(non-contention based) 랜덤 액세스 절차를 제공한다. 즉, 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하는 절차는, 특정한 집합 안에서 단말이 임의로 하나를 선택하여 사용하는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(contention based random access procedure)와 기지국이 특정 단말에게만 할당해준 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 포함한다. 상기 두 랜덤 액세스 절차의 차이점은 이후에 설명될 경쟁으로 인한 충돌 발생 여부에 있다. 그리고, 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는 위에서 기술한 핸드오버 과정이나 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우에만 사용될 수 있다.

도 11은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국의 동작의 일 예를 나타낸다.

1. 경쟁 기반 랜덤 액세스에서는 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령 (handover command)에 의하여 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택하여, 전송한다.

2. 단말은 상기와 같이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 후에, 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답의 수신을 시도한다. 좀더 자세하게, 랜덤 액세스은 MAC PDU의 형식으로 전송되며, 상기 MAC PDU는 PDSCH 상으로 전달된다. 또한 PDSCH 상로 전달되는 정보를 단말이 적절하게 수신하기 위해 PDCCH도 함께 전달된다. 즉, PDCCH는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보, 상기 PDSCH의 무선 자원의 주파수 및 시간 정보, 및 상기 PDSCH의 전송 포맷 등을 포함한다. 일단 단말이 자신에게 오는 PDCCH의 수신에 성공하면, 단말은 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신한다. 랜덤 액세스 응답은 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(ID; identifier), UL 그랜트(상향링크 무선 자원), 임시(temporary) C-RNTI(cell radio network temporary identity) 및 시간 정렬 명령(TAC; time alignment command를 포함한다. 상기에서 랜덤 액세스 프리앰블 식별자가 필요한 이유는, 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 UL 그랜트, 임시 C-RNTI 및 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위한 것이다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 1번 과정에서 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블과 일치한다.

3. 단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고, 임시 C-RNTI를 저장한다. 또한, 단말은 UL 그랜트를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이때 UL 그랜트에 포함되는 데이터 중에, 단말의 식별자가 필수적으로 포함되어야 한다. 이는, 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 랜덤 액세스 절차를 수행하는지 판단할 수 없는데, 차후에 충돌 해결을 하기 위해서는 단말들을 식별해야 하기 때문이다. 또한 단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 단말이 랜덤 액세스 절차 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자를 가지고 있었다면, 단말은 상기 UL 그랜트를 통해 자신의 셀 식별자 전송한다. 한편, 만약 랜덤 액세스 절차 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자(예를 들어, S-TMSI 또는 랜덤 ID)를 포함하여 전송한다. 일반적으로 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. 단말이 UL 그랜트를 통해 데이터를 전송하였다면, 단말은 충돌 해결 타이머(contention resolution timer)를 시작한다.

4. 단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL 그랜트를 통해 자신의 식별자를 포함하는 데이터를 전송한 후에, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 단말은 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다. 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 존재한다. 상술한 바와 같이 UL 그랜트를 통해 전송된 자신의 식별자가 셀 식별자인 경우, 단말은 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 전송된 자신의 식별자가 고유 식별자인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 임시 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 셀 식별자를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 후자의 경우, 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 임시 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH가 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터가 자신의 고유 식별자를 포함한다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다.

도 12는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국의 동작의 일 예를 나타낸다. 추가적으로, 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에 비해서, 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 랜덤 액세스 응답 정보를 수신함으로써, 랜덤 액세스 절차가 정상적으로 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다.

1. 상술한 바와 같이, 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는, 첫 번째로 핸드오버 과정의 경우, 두 번째로 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우에 존재할 수 있다. 물론, 상기 두 경우에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행될 수도 있다. 먼저, 비경쟁 기반의 랜덤 액세스 절차를 위해서, 기지국으로부터 충돌의 가능성이 없는 지정된 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하는 것이 중요하다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 지시 받는 방법은 핸드오버 명령과 PDCCH 명령을 포함한다.

2. 단말은 자신에게만 지정된 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로부터 할당 받은 후에, 상기 프리앰블을 기지국으로 전송한다.

3. 랜덤 액세스 응답 정보를 수신하는 방법은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차의 그것과 동일하다.

상술한 바와 같이, PHR은 특정 조건을 만족할 때 전송된다. 단말이 기지국으로부터 UL 그랜트를 수신할 때, 단말은 UL 그랜트에 의해 지시되는 MAC PDU가 LCP 절차 결과 PHR MAC CE를 포함할 수 있는지 여부를 확인한다. 즉, 단말이 PHR MAC CE를 수용할 수 있는 UL 그랜트를 가지고 있다고 가정하면, PHR은 다음 2가지 조건 중 하나를 만족하는 경우에 MAC PDU 내의 PHR MAC CE에 포함되어 전송된다.

- 마지막 PHR 전송 이후로 적어도 하나의 PHR이 트리거 된 경우, 또는

- PHR이 처음으로 트리거 된 경우

그러나, 현재의 PHR 절차에 따라 다음의 시나리오가 발생할 수 있다.

- RRC 연결 설정 이후로 제1 PHR이 트리거 된다.

- 제1 PHR이 트리거 된 이후, 단말은 제1 UL 그랜트를 수신한다. 상기 수신한 제1 UL 그랜트는 LCP 절차의 결과 PHR MAC CE를 수용할 수 없다고 가정한다. 예를 들어, UL 그랜트가 56 비트의 크기를 가지는 MAC PDU를 지시할 때, MAC PDU는 16비트의 C-RNTI MAC CE와 8비트의 MAC 서브헤더, 24비트의 긴 BSR MAC CE와 8비트의 MAC 서브헤더를 포함할 수 있다. 이때, MAC PDU는 LCP 절차의 결과 우선 순위에 따라 PHR MAC CE를 수용할 수 없다.

- 결과적으로, PHR은 전송되지 않으며 트리거 된 제1 PHR은 취소되지 않는다.

- 제2 UL 그랜트 이전에 제2 PHR이 트리거 된다.

- PHR MAC CE를 수용할 수 있을 정도로 충분히 큰 제2 UL 그랜트가 수신된다. 이 시나리오에서, 아직 취소되지 않은 트리거 된 PHR들(제1 PHR 및 제2 PHR)이 있고, PHR MAC CE를 수용할 수 있는 제2 UL 그랜트가 있으나, 단말은 현재 PHR 절차에 따라 다음의 이유에 의하여 PHR을 전송할 수 없다.

- RRC 연결 설정 이후로 어떠한 PHR도 전송되지 않았으므로 마지막 PHR 전송이 존재하지 않으며,

- 2번째로 PHR이 트리거 되었으므로, PHR이 처음으로 트리거 된 경우도 아니다.

비록 PHR들이 계속하여 트리거 되고, 단말이 PHR MAC CE를 포함할 수 있는 UL 그랜트들을 수신한다 하더라도, 단말은 트리거 된 PHR을 전송할 수 없다. 결과적으로 트리거 된 PHR은 전송될 수 없으며, PHR 전송이 고착된다.

상술한 PHR 고착 문제는 다음과 같이 핸드오버 과정 중에 발생할 수 있다.

- 단말은 PHR 기능을 사용하지 않는 eNB와 RRC 연결을 설정한다. 현재 PHR 기능은 선택적이다.

- 예를 들어 단말이 이동함에 따라, 단말은 phr-Config을 포함하는 MAC-MainConfig을 포함하는 핸드오버 명령을 수신한다.

- 단말은 처음으로 PHR을 트리거하는 MAC-MainConfig을 재구성한다.

- 단말은 타겟 셀에 대하여 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

- 단말은 랜덤 액세스 응답을 통해 제1 UL 그랜트(56비트)를 수신한다.

- 단말은 예를 들어 10 또는 20 ms 등의 짧은 periodicPHR-Timer를 시작한다.

- 단말은 LCP 절차의 결과, MAC 서브헤더를 포함하는 24비트의 C-RNTI MAC CE 및 MAC 서브헤더를 포함하는 32비트의 긴 BSR MAC CE를 포함하는 MAC PDU를 생성한다. 따라서, PHR은 전송될 수 없다.

- periodicPHR-Timer가 만료되고, 2번째로 PHR이 트리거 도니다.

- 단말은 제2 UL 그랜트를 수신한다.

- 비록 단말이 PHR MAC CE를 수용할 정도로 충분히 큰 제2 UL 그랜트를 수신했다 하더라도, PHR이 2번째로 트리거 되었고 어떠한 PHR도 전송되지 않았음을 고려하면, 단말은 앞서 언급된 조건들을 만족할 수 없으므로 PHR을 전송할 수 없다.

- 이하, PHR 고착 문제가 발생할 수 있을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 PHR 절차를 수행하는 방법을 설명한다.

PHR 고착 문제를 피하기 위하여, 기본적으로 다양한 접근 방법이 가능하다. 예를 들어, 앞서 언급한 핸드오버 시나리오에서 eNB 제어에 의하여, 단말은 충분히 큰 periodicPHR-timer 값에 의하여 제2 PHR이 트리거 되기 전에 제2 UL 그랜트를 제공 받을 수 있다. 그러나, 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차의 완료 시간이 예측할 수 없다는 점을 고려하면, 스마트 eNB 제어에 의하여도 PHR 고착 문제를 피할 수 없을 것이다. 또한, 이러한 PHR 고착 문제는 RRC 연결 해제를 제외하고는 해결할 방법이 없으므로 심각한 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 트리거 된 PHR을 전송하는 조건의 변경이 필요하다.

따라서, 이상의 시나리오에서 하나 이상의 PHR이 트리거 되고 취소되지 않은 경우, PHR MAC CE 또는 확장된 PHR MAC CE를 수용할 수 없는 제1 UL 그랜트 이후에 PHR MAC CE 또는 확장된 PHR MAC CE를 수용할 수 있는 다음 UL 그랜트 내에 트리거 된 제1 PHR을 전송하는 방법이 제안된다. 즉, 단말은 트리거 되었으나 취소되지 않은 PHR을 전송할 수 있다. 취소되지 않은 트리거 된 PHR이 없는 경우, 단말은 기지국으로 PHR을 전송하지 않는다. 복수의 PHR들이 트리거 되고, 적어도 하나의 트리거 된 PHR이 취소되지 않은 경우, 단말은 트리거 된 PHR을 기지국으로 전송할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 PHR 절차를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.

1. 단말은 기지국으로부터 PHR 구성을 수신한다. PHR 절차는 PHR 구성에 의해 구성될 수 있다. PHR 구성은 RRC 연결 재구성 메시지를 통하여 수신될 수 있다. 단말은 PHR 구성에 의해 PHR을 트리거한다.

2. 단말은 기지국으로부터 제1 UL 그랜트를 수신한다. 제1 UL 그랜트는 PDCCH 또는 랜덤 액세스 응답 메시지를 통해 수신될 수 있다.

3. 단말은 LCP 절차의 결과 제1 UL 그랜트에 의한 제1 MAC PDU를 구성한다. 단말은 제1 UL 그랜트에 의해 지시되는 제1 MAC PDU가 PHR MAC CE를 포함할 수 있는지 여부를 확인한다. 제1 MAC PDU의 크기 및 전송될 데이터의 우선 순위에 의하여, 제1 MAC PDU는 PHR MAC CE를 포함하지 않는 것으로 가정한다. 단말은 구성된 제1 MAC PDU를 기지국으로 전송한다.

확장된 PHR MAC CE가 구성된 경우, 상기 PHR MAC CE는 확장된 PHR MAC CE일 수 있다. 기지국은 단말에 확장된 PHR MAC CE를 구성할 수 있다. 또한, 확장된 PHR MAC CE가 구성되는 경우, 단말은 수신된 UL 그랜트에 의해 지시되는 MAC PDU가 확장된 PHR MAC CE를 포함할 수 있는지 여부를 확인한다. 확장된 PHR MAC CE가 구성되지 않는 경우, 단말은 수신된 UL 그랜트에 의해 지시되는 MAC PDU가 PHR MAC CE를 포함할 수 있는지 여부를 확인한다.

4. 단말은 기지국으로부터 제2 UL 그랜트를 수신한다. 제2 UL 그랜트는 PDCCH 또는 랜덤 액세스 응답 메시지를 통해 수신될 수 있다. 제2 UL 그랜트에 의해 구성되는 제2 MAC PDU는 LCP 절차의 결과 PHR MAC CE를 포함할 수 있는 것으로 가정한다. 단말은 적어도 하나의 PHR이 트리거 되고 취소되지 않았는지 여부를 확인한다.

5. 도 13에서, 트리거 되고 취소되지 않은 PHR이 존재한다. 따라서, 단말은 PHR MAC CE를 포함하는 제2 MAC PDU를 구성하고 이를 기지국으로 전송한다. 단말은 모든 트리거 된 PHR들을 취소한다.

6. 단말은 기지국으로부터 제3 UL 그랜트를 수신한다. 제3 UL 그랜트는 PDCCH 또는 랜덤 액세스 응답 메시지를 통해 수신될 수 있다. 제3 UL 그랜트에 의해 구성되는 제3 MAC PDU는 LCP 절차의 결과 PHR MAC CE를 포함할 수 있는 것으로 가정한다. 단말은 적어도 하나의 PHR이 트리거 되고 취소되지 않았는지 여부를 확인한다.

7. 단계 5에서 모든 PHR들이 취소된 이후로 추가적인 PHR이 트리거 되지 않은 것으로 가정한다. 따라서, 단말은 PHR MAC CE를 포함하지 않는 제3 MAC PDU를 구성하고 이를 기지국으로 전송한다.

따라서, 단말이 이번 TTI에서 새로운 전송을 위하여 할당된 UL 자원을 가지고 있는 경우, 단말은ㅇ 본 발명의 일 실시예에 따라 다음의 동작들을 수행할 수 있다.

- 적어도 하나의 PHR이 트리거 되고 취소되지 않은 경우, 및

- LCP의 결과, 할당된 UL 자원이 PHR MAC CE 및 그것의 서브헤더를 수용할 수 있는 경우,

- 물리 계층으로부터 PH 값을 획득한다.

- periodicPHR-Timer를 시작하거나 재시작한다.

- prohibitPHR-Timer를 시작하거나 재시작한다.

- 모든 트리거 된 PHR(들)을 취소한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 PHR 절차를 수행하는 방법의 또 다른 예를 나타낸다.

단계 S100에서 단말은 적어도 하나의 PHR을 트리거한다. 단계 S110에서 단말은 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되었는지 여부를 결정한다. 상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되지 않은 것으로 결정된 경우, 단계 S120에서 단말은 PHR을 전송한다.

도 15는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; radio frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 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

무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 파워 헤드룸 보고(PHR; power headroom reporting) 절차를 수행하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 PHR을 트리거하고;
상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되었는지 여부를 결정하고; 및
상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되지 않은 것으로 결정된 경우, PHR을 전송하는 것을 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR은 첫 번째로 트리거 된 PHR을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR은 PHR MAC(media access control) CE(control element)를 사용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 PHR MAC CE는 유보된 비트인 R 필드(field) 및 파워 헤드룸 레벨(power headroom level)을 지시하는 파워 헤드룸 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
전송을 위한 상향링크 자원을 수신하는 것을 더 포함하는 방법.
제 5 항에 있어서,
PHR MAC CE를 위한 상기 상향링크 자원을 고려하여 논리 채널 우선 순위화(LCP; logical channel prioritization)을 수행하는 것을 더 포함하는 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 LCP의 수행 결과 상기 전송을 위한 상향링크 자원이 상기 PHR MAC CE 및 서브헤더(subheader)를 수용할 수 있는지 여부를 결정하는 것을 더 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
모든 트리거 된 PHR들을 취소하는 것을 더 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR은 확장된 PHR MAC CE를 사용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
기지국(BS; base station)으로부터 PHR 구성(configuration)을 수신하는 것을 더 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 있어서,
무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
적어도 하나의 PHR(power headroom reporting)을 트리거하고;
상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되었는지 여부를 결정하고; 및
상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR이 취소되지 않은 것으로 결정된 경우, PHR을 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 트리거 된 적어도 하나의 PHR은 첫 번째로 트리거 된 PHR을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 PHR은 PHR MAC(media access control) CE(control element)를 사용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는 논리 채널 우선 순위화(LCP; logical channel prioritization)의 수행 결과 전송을 위한 상향링크 자원이 PHR MAC CE 및 서브헤더(subheader)를 수용할 수 있는지 여부를 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는 모든 트리거 된 PHR들을 취소하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.