KR20140146593A

KR20140146593A - 감소된 전송 리소스 블록과 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 무신 기기 및 기지국

Info

Publication number: KR20140146593A
Application number: KR1020147027046A
Authority: KR
Inventors: 이상욱; 양윤오; 임수환; 정만영; 황진엽
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-12-26
Also published as: US9736851B2; EP2852074B1; CN104541459A; WO2013172585A1; JP2015523771A; EP2852074A1; US20150071203A1; EP2852074A4; CN104541459B

Abstract

본 발명의 일 개시는 무선 통신 시스템에서 상향링크 시그널을 감소된 전송 리소스 블록으로 전송하는 무선 기기를 제공한다. 상기 무선 기기는 프로세서와; E-UTRA 대역을 지원하되, 상기 프로세서의 제어에 따라 상향링크 시그널을 전송하는 RF(Radio Frequency) 부를 포함할 수 있다. 상기 RF부가 미리 정해진 채널 대역폭 및 미리 정해진 주파수 범위로 설정되고, 그리고 다른 주파수 범위를 보호하기 위해 미리 정해진 스퓨리어스 방사의 최대 허용치를 충족시켜야 할 경우, 상기 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 리소스 블록(RB)들 대신에, 미리 정해진 최대 개수의 리소스 블록(RB)들에 따라, 상기 상향링크 시그널이 전송될 수 있다.

Description

감소된 전송 리소스 블록과 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 무신 기기 및 기지국{WIRELESS EQUIPMENT FOR TRANSMITTING UPLINK SIGNAL THROUGH REDUCED TRANSMISSION RESOURCE BLOCK AND POWER, AND ENODEB}

본 발명은 전송 리소스 블록 제한 및 전력 감소에 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 참조하면, LTE 무선 통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국 Base Station, BS)(LTE에서는 eNodeB라고 함)(11)과 단말(12)을 포함한다.

각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(15a, 15b, 15c)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. 이러한 간섭 문제는 전송 전력을 줄이거나 전송 리소스 블록(Resource Block-RB)의 양을 제한하여 인접한 대역간 실질적인 주파수 간격을 늘임으로써, 해결될 수 있다. 그러나, 전송 전력을 단순히 줄이거나 전송 리소스 블록을 제한하게 되면, 서비스 커버리지도 줄어들게 되므로, 간섭 문제를 야기하지 않고, 적정한 수준으로 전송 전력 혹은 전송 리소스 블록을 줄이는 방안이 필요하다.

따라서, 본 명세서의 일 개시는 전송 리소스 블록(RB)을 제한하여 전송 전력을 줄임으로써 인접 대역으로 누설되는 스퓨리어스 방사를 줄일 수 있는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시는 무선 통신 시스템에서 상향링크 시그널을 전송 블록을 제한하여 감소된 인접대역 스퓨리어스 방사로 전송하는 무선 기기를 제공한다. 상기 무선 기기는 프로세서와; E-UTRA 대역을 지원하되, 상기 프로세서의 제어에 따라 상향링크 시그널을 전송하는 RF(Radio Frequency) 부를 포함할 수 있다. 상기 RF부가 미리 정해진 채널 대역폭 및 미리 정해진 주파수 범위로 설정되고, 그리고 다른 주파수 범위를 보호하기 위해 미리 정해진 스퓨리어스 방사의 최대 허용치를 충족시켜야 할 경우, 상기 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 리소스 블록(RB)들 대신에, 미리 정해진 최대 개수의 리소스 블록(RB)들에 따라, 상기 상향링크 시그널이 전송될 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시는 무선 통신 시스템에서 상향링크 시그널을 제한된 전송 리소스 블록으로 수신하는 기지국을 제공한다. 상기 기지국은 E-UTRA 대역을 지원하고, 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부와; 상기 RF부와 연결되어 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프로세서는 상기 RF부가 미리 정해진 채널 대역폭 및 미리 정해진 주파수 범위로 설정되고 , 그리고 다른 주파수 범위를 보호하기 위해 미리 정해진 스퓨리어스 방사의 최대 허용치를 충족시켜야 할 경우, 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 리소스 블록(RB)들 대신에, 미리 정해진 최대 개수의 리소스 블록(RB)들에 따라 상향링크 자원을 할당할 수 있다.

상기 미리 정해진 개수는 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치를 충족하기 위해, 상기 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 RB들 중에서 일부 개수의 리소스 블록(RB)을 감소시킴으로써 구해질 수 있다. 상기 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치는 -40dBm/MHz일 수 있다.

상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5MHz인 경우, 상기 RB의 전체 개수는 25일 수 있고, 상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 RB의 전체 개수는 50일 수 있다.

상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 상기 전체 RB의 개수인 25 개에서 제한해야 할 5개를 감소시킴으로써 구해진 20개보다 작거나 같을 수 있고, 상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 상기 전체 RB의 개수인 50개에서 제한해야 할 18개를 감소시킴으로써 구해진 32개 보다 작거나 같을 수 있다.

상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 20보다 작거나 같을 수 있고, 상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 32보다 작거나 같을 수 있다.

상기 미리 정해진 주파수 범위는 3GPP LTE에서 정의되는 대역 8일 수 있다.

상기 대역8에 따르면, 상기 미리 정해진 주파수 범위는 상향링크에 대해서 880MHz~915 MHz이고, 하향링크에 대해서 925 MHz~960 MHz일 수 있다.

상기 미리 정해진 RB의 개수가 N_restricted _{_} _RB 로 표현되는 경우, N_restricted _{_} _RB =N_full _RB _of _transmission _bandwidth-N_RB _{_} _limitation에 의해서 산출되고, 여기서, N_full _RB _of _transmission _bandwidth은 채널 대역폭을 구성하는 전송 대역폭의 전체 RB개수이고, N_RB _{_} _limitation는 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치를 충족시키기 위해 제한될 RB의 개수 일 수 있다.

본 명세서의 개시에 의하면, 제한된 전송 리소스 블록만큼 제외한 전송리소스 블록으로 상향링크를 송신함으로써 인접 대역 스퓨리어스 방사를 줄일 수 있으므로, 인접한 채널로의 간섭을 줄일 수 있다.

.

도 1은 3GPP LTE 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 3GPP LTE에서 UL 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 기존의 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 7은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 스케줄링 예를 나타낸다.
도 9은 3GPP LTE에서 채택된 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA 전송 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 일 예이다.
도 11은 LTE 시스템에서 어느 사업자가 다른 사업자의 대역과 인접한 대역을사용할 때 간섭이 발생하는 예를 나타낸다.
도 12은 불요 방사(unwanted emission)의 개념을 나타낸다.
도 13은 도 12에 도시된 불요 방사 중 외부 대역에서의 방사를 구체적으로 나타낸다.
도 14은 도 12에 도시된 채널 대역(MHz)와 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 15는 전송 리소스 블록 제한을 위한 예시적인 첫 번째 실험 결과를 나타낸다.
도 16은 도 15의 실험 결과를 다른 형태로 나타낸다.
도 17은 전송 리소스 블록 제한을 위한 예시적인 두 번째 실험 결과를 나타낸다.
도 18은 도 17의 실험 결과를 다른 형태로 나타낸다.
도 19는 시스템 정보를 전달하는 과정을 나타낸다.
도 20은 단말이 상향링크 데이터를 전송하는 과정을 나타낸다.
도 21은 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 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.

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.

도 3은 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.

도 3을 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NUL 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 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.

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. OFDM 심벌의 수는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, 이하 CP)의 길이에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.

도 3의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.

도 4는 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 전송되는데 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 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.

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.

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 5는 3GPP LTE에서 UL 서브프레임의 구조를 나타낸다.

도 5를 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. 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

도 6은 기존의 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.

도 6(a)을 참조하면, 일반적인 FDD 방식 무선 통신 시스템은 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 이때, 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다.

즉, 일반적인 FDD 방식 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 수행한다. 기지국과 단말은 서브프레임 단위로 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 상/하향링크 서브프레임은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 나른다. 도 6은 편의상 FDD 방식을 위주로 설명했지만, 상술한 내용은 무선프레임을 시간 영역에서 상/하향링크로 구분함으로써 TDD 방식에도 적용될 수 있다.

도 6(a)에 나타난 바와 같이, 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 하는 것을 단일 반송파 시스템이라고 한다.

이러한 단일 반송파 시스템은 LTE 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다. 이러한 3GPP LTE 시스템은 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만 최대 20MHz을 지원한다.

한편, 높은 데이터 전송률이 요구되고 있다. 이를 위한 가장 기본적이고 안정적인 해결 방안은 대역폭을 늘리는 것일 것이다.

그러나 주파수 자원은 현재를 기준으로 포화상태이며 다양한 기술들이 광범위한 주파수 대역에서 부분 부분 사용되고 있는 실정이다. 이러한 이유로 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위하여 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작할 수 있는 기본적인 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 도입하고 있다.

즉, 반송파 집성(CA) 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다.

이러한 캐리어 집성(CA) 기술은 LTE-Advanced(이하, 'LTE-A'라고 한다) 시스템에서도 채용되고 있다. 그리고, 반송파 집성(CA) 시스템은 다중 반송파 시스템(multiple carrier system), 대역폭 집합(Bandwidth aggregation) 시스템 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다.

반송파 집성(CA) 시스템에서 단말은 용량에 따라서 하나 또는 복수의 반송파를 동시에 전송 또는 수신할 수 있다. 즉, 반송파 집성(CA) 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(component carrier : CC)가 할당될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 요소 반송파는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 또한, 요소 반송파(component carrier)는 문맥에 따라 반송파 집성을 위한 주파수 블록 또는 주파수 블록의 중심 반송파를 의미할 수 있고 이들은 서로 혼용된다.

도 6(b)는 LTE-A 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.

도 6(b)를 참조하면, 상/하향링크에 각각 예를 들어, 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당되는 경우 단말에게 60MHz의 대역폭을 지원할 수 있다. 또는, 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다. 도 6(b)는 편의상 상향링크 요소 반송파의 대역폭과 하향링크 요소 반송파의 대역폭이 모두 동일한 경우를 도시하였다. 그러나, 각 요소 반송파의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 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 지원할 수 있다. 따라서, 예를 들어 상향링크 요소 반송파의 대역폭은 5MHz(UL CC0) + 20MHz(UL CC1) + 20MHz(UL CC2) + 20MHz(UL CC3) + 5MHz(UL CC4)와 같이 구성될 수 있다. 그러나, 하위 호환성(backward compatibility)을 고려하지 않는다면, 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.

도 6(b)는 편의상 상향링크 요소 반송파과 개수와 하향링크 요소 반송파의 개수가 서로 대칭인 경우를 도시하였다. 이와 같이, 향링크 요소 반송파과 개수와 하향링크 요소 반송파의 개수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.

비대칭적 반송파 집성은 가용한 주파수 대역의 제한으로 인해 발생되거나 네트워크 설정에 의해 인위적으로 조성될 수 있다. 일 예로, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 반송파 집성에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정 방식으로 설정될 수 있다.

한편, 반송파 집성(CA) 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 연속 반송파 집성 시스템에서 각 반송파 사이에 가드 밴드(guard band)가 존재할 수 있다. 이하에서 단순히 다중 반송파 시스템 또는 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 반송파 집성(CA) 기술에 의해, 종래 일반적으로 이해되던 셀(Cell)의 개념도 바뀌고 있다. 즉, 반송파 집성(CA) 기술에 의하면, 셀(Cell)이라 함은 한 쌍의 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.

바꿔 말하면, 반송파 집성(CA) 기술에 따르면, 하나의 DL CC 또는 UL CC와 DL CC의 쌍(pair)이 하나의 셀에 대응될 수 있다. 혹은 하나의 셀은 하나의 DL CC를 기본적으로 포함하고 임의로(Optional) UL CC를 포함한다. 따라서, 복수의 DL CC를 통해 기지국과 통신하는 단말은 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다. 이때, 하향링크는 복수의 DL CC로 구성되나, 상향링크는 하나의 CC만이 이용될 수 있다. 이 경우, 단말에서 하향링크에 대해서는 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있고, 상향링크에 대해서는 하나의 서빙 셀로부터만 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.

한편, 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.

비활성화 상태의 셀과는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능하다. 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.

따라서, 반송파 집성(CA) 기술에 따르면, 요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙 셀의 활성화/비활성화의 개념과 동일 시 될 수 있다. 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.

다른 한편, 반송파 집성(CA) 기술에 의해, 종래 일반적으로 이해되던 서빙 셀(serving cell)의 개념이 바뀌어, 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell)로 재차 구분되어질 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.

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.

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 7은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.

도 7을 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 7에서는 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.

도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 스케줄링 예를 나타낸다.

도 8을 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, 이하에서는 SC-FDMA 전송 방식에 대해서 설명하기로 한다.

SC-FDMA

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.

도 9은 3GPP LTE에서 채택된 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA 전송 방식을 설명하기 위한 블록도이다.

도 9를 참조하면, 전송기(50)는 DFT(Discrete Fourier Transform)부(51), 부반송파 맵퍼(52), IFFT부(53) 및 CP 삽입부(54)를 포함한다. 전송기(50)는 스크램블 유닛(미도시; scramble unit), 모듈레이션 맵퍼(미도시; modulation mapper), 레이어 맵퍼(미도시; layer mapper) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시; layer permutator)를 포함할 수 있으며, 이는 DFT부(51)에 앞서 배치될 수 있다.

전술한 PAPR의 증가를 방지하기 위해서, SC-FDMA의 전송기(50)는 부반송파에 신호를 매핑하기 이전에 먼저 정보를 DFT(51)를 거치도록 한다. DFT부(51)에 의해 spreading(스프레딩)(또는 동일한 의미로 프리코딩) 된 신호를 부반송파 매퍼(52)를 통해 부반송파 매핑을 한 뒤에 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(53)를 거쳐 시간축상의 신호로 만들어준다.

즉, DFT부(51), 부반송파 맵퍼(52) 및 IFFT부(53)의 상관관계에 의해 SC-FDMA에서는 IFFT부(53) 이 후의 시간 영역 신호의 PAPR(peak-to-average power ratio)이 OFDM과는 달리 크게 증가하지 않아 송신 전력 효율 측면에서 유리하게 된다. 즉, SC-FDMA에서는 PAPR 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다.

DFT부(51)는 입력되는 심벌들에 DFT를 수행하여 복소수 심벌들(complex-valued symbol)을 출력한다. 예를 들어, Ntx 심벌들이 입력되면(단, Ntx는 자연수), DFT 크기(size)는 Ntx이다. DFT부(51)는 변환 프리코더(transform precoder)라 불릴 수 있다. 부반송파 맵퍼(52)는 상기 복소수 심벌들을 주파수 영역의 각 부반송파에 맵핑시킨다. 상기 복소수 심벌들은 데이터 전송을 위해 할당된 자원 블록에 대응하는 자원 요소들에 맵핑될 수 있다. 부반송파 맵퍼(52)는 자원 맵퍼(resource element mapper)라 불릴 수 있다. IFFT부(53)는 입력되는 심벌에 대해 IFFT를 수행하여 시간 영역 신호인 데이터를 위한 기본 대역(baseband) 신호를 출력한다. CP 삽입부(54)는 데이터를 위한 기본 대역 신호의 뒷부분 일부를 복사하여 데이터를 위한 기본 대역 신호의 앞부분에 삽입한다. CP 삽입을 통해 ISI(Inter-Symbol Interference), ICI(Inter-Carrier Interference)가 방지되어 다중 경로 채널에서도 직교성이 유지될 수 있다.

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.

도 10은 클러스터된 DFT-s OFDM 전송 방식을 적용한 전송기의 일 예이다.

도 10을 참조하면, 전송기(70)는 DFT부(71), 부반송파 맵퍼(72), IFFT부(73) 및 CP 삽입부(74)를 포함한다. 전송기(70)는 스크램블 유닛(미도시), 모듈레이션 맵퍼(미도시), 레이어 맵퍼(미도시) 및 레이어 퍼뮤테이터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이는 DFT부(71)에 앞서 배치될 수 있다.

DFT부(71)로부터 출력되는 복소수 심벌들은 N개의 서브 블록으로 나뉜다(N은 자연수). N개의 서브 블록은 서브 블록 #1, 서브 블록 #2,..., 서브 블록 #N으로 나타낼 수 있다. 부반송파 맵퍼(72)는 N개의 서브 블록들을 주파수 영역에서 분산시켜 부반송파들에 맵핑한다. 연속된 2개의 서브블록들 사이마다 NULL이 삽입될 수 있다. 하나의 서브 블록 내 복소수 심벌들은 주파수 영역에서 연속된 부반송파에 맵핑될 수 있다. 즉, 하나의 서브 블록 내에서는 집중된 맵핑 방식이 사용될 수 있다.

도 10의 전송기(70)는 단일 반송파(single carrier) 전송기 또는 다중 반송파(multi-carrier) 전송기에 모두 사용될 수 있다. 단일 반송파 전송기에 사용되는 경우, N개의 서브 블록들이 모두 하나의 반송파에 대응된다. 다중 반송파 전송기에 사용되는 경우, N개의 서브 블록들 중 각각의 서브 블록마다 하나의 반송파에 대응될 수 있다. 또는, 다중 반송파 전송기에 사용되는 경우에도, N개의 서브 블록들 중 복수의 서브 블록들은 하나의 반송파에 대응될 수도 있다. 한편, 도 11의 전송기(70)에서 하나의 IFFT부(73)를 통해 시간 영역 신호가 생성된다. 따라서, 도 11의 전송기(70)가 다중 반송파 전송기에 사용되기 위해서는 연속된 반송파 할당(contiguous carrier allocation) 상황에서 인접한 반송파 간 부반송파 간격이 정렬(alignment)되어야 한다.

이하, 본 발명의 일 양태에 따른 전송 전력 제어 방법에 대해서 설명하기에 앞서, 전송 전력 제어가 필요한 이유를 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.

도 11은 LTE 시스템에서 어느 사업자가 다른 사업자의 대역과 인접한 대역을 사용할 때 간섭이 발생하는 예를 나타낸다.

먼저, 3GPP LTE 시스템에서는 아래의 테이블과 같은 상향링크 및 하향 링크를 위한 동작 대역에 대해서 정의하고 있다.

표 1

여기서 F_UL _{_} _low는 상향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, F_UL _{_} _high는 상향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다. 또한, F_DL _{_} _low는 하향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, F_DL _{_} _high는 하향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다.

표 1과 같이 동작 대역이 정해져 있을 때, 각 국가의 주파수 배분 기구는 각국의 상황에 맞추어 서비스 사업자에게 특정 주파수를 배정할 수 있다.

도 11(a)을 참조하면, 사업자 A가 동작 대역 19의 상향링크는 830 MHz~845 MHz와 하향 링크는 875 MHz~890 MHz를 배정받아 서비스 중이고, 사업자 B는 동작 대역 8의 상향링크 중 일부인 900 MHz~915 MHz, 하향링크 중 일부인 940 MHz~960 MHz를 배정받아 사용중이다.

이와 같은 상황에서 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 사업자A와 사업자 B가 특정 지역에서 동시에 서비스를 수행하는 경우, 사업자 B의 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크(예컨대, 900-915MHz 대역)의 스퓨리어스 방사가 사업자 A의 단말의 수신 대역(예컨대, 875-890MHz 대역)에 간섭을 주게 된다. 또한 사업자 A의 기지국이 단말로 전송하는 하향링크(예컨대, 875-890MHz 대역)에 의한 스퓨리어스 방사는 사업자 B의 기지국 수신대역(예컨대, 900-915MHz)에 간섭을 주게 된다. 즉, 서로 인접한 대역으로 불요 방사(unwanted emission)가 발생하게 된다. 이 중에서 하향링크 대역에서의 기지국 송신 스퓨리어스 방사에 의한 간섭은, 기지국의 특성상 고가와 큰 크기의 RF 필터 설계 등에 의해 인접 대역 기지국 수신 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 스퓨리어스 방사에 의한 간섭이 인접 대역 단말 수신 대역으로 인입되는 것을 완벽히 막기 어렵다. 특히 이 현상은 간섭을 주는 단말 송신 대역과 간섭을 받는 단말 수신 대역이 가까울 경우 더욱 심각하다.

따라서, 단말 스퓨리어스 방사에 의한 간섭양이 허용치를 넘지 않도록 하기 위하여 단말 전송 전력 또는 전송 리소스 블록 할당 개수를 제한할 방안이 필요하다. 그러나, 전술한 바와 같이, 전송 전력이나 할당 리소스 블록 개수를 단순히 줄이게 되면, 서비스 커버리지도 줄어들게 되므로, 간섭 문제를 야기하지 않는 범위 내에서 최대 송신 전력 혹은 최대 전송 리소스 블록을 할당 함으로써, 적정한 수준으로 전송 전력을 줄이는 방안이 필요하다.

이와 같이 전송 전력이나 전송 리소스 블록을 제한하는 방안을 설명하기 앞서, 단말이 실제로 사용 가능한 최대 전력(Pcmax)을 간단히 표현하면 다음과 같다.

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(P_PowerClass)에 최대 전력 감소량(Maximum Power Reduction; 이하 MPR), 추가 최대 전력 감소량(Additive-MPR; 이하 A-MPR) 등을 고려한 전력을 지칭한다.

상기 최대 출력 파워는 채널 대역과, CA 여부, 상향링크 MIMO 여부에 따라 다르다.

먼저, CA와 MIMO를 사용하지 않을 때, 최대 출력 파워는 아래의 표 2와 같다.

표 2

위에서, dBm은 전력(Watt)를 나타내는 단위로서, 1mW=0dBm이다.

위와 같이 현재 LTE 시스템에서 단말 자체의 최대 전력(P_PowerClass)은 출력 클래스(Power Class) 3으로 정의되어 있으며 이는 23dBm의 전력을 의미한다.

위와 같은 상기 최대 출력 파워는 각 UE의 안테나에서 하나의 서브 프레임 길이(1ms) 동안 측정되는 값을 표현한 것이다.

반면, 단말이 MIMO를 위해 2개의 전송 안테나를 통해 구비하고, 폐루브 공간 다중화 스킴(spatial multiplexing scheme)을 사용할 때, 최대 전송 출력은 아래의 표 3과 같다.

표 3

위 표 2 및 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)은 23dBm이다.

이하에서는 인접한 대역 간에 서로 미치는 영향에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 12은 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 송신기가 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(BW_Channel ₎ 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.

표 4

다시 도 12를 참조하면, △f_OOB의 대역에서 불요 방사가 생기고, 또한 도시된 바와 같이, 스퓨리어스(Spurious) 영역 상에서도 불요 방사가 생긴다. 여기서, f_OOB는 외부 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. 이를 표로 나타내면 다음과 같다.

표 5

한편, 도 13에 나타난 바와 같이, E-UTRA 채널 대역(1301)에서 전송을 수행하면, 외부 대역들(도시된 f_OOB 영역내의 1302, 1303, 1304)으로 누설, 즉 불요 방사된다.

여기서, 도시된 UTRA_ACLR1은 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 UTRA_ACLR2은 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-UTRA_ACLR은 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.

한편, 3GPP 릴리즈 10은 주파수 범위에 따라 최소한으로 넘지말아야 할 기본적인 요구 사항을 정의하고 있다. 이를 표로 나타내면 다음과 같다.

먼저, E-UTRA 대역을 위한 인접 채널 전력 누설비, 즉 E-UTRA_ACLR 아래의 표와 같다.

표 6

다음으로, UTRA 대역을 위한 인접 채널 전력 누설비, 즉 UTRA_ACLR 아래의 표 7과 같다.

표 7

위 표에서 BW_UTRA는 UTRA를 위한 채널 대역폭을 의미한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 할당된 채널 대역에서 전송을 수행하면 인접한 채널들로 불요 방사가 일어난다. 따라서, 도 11에 나타난 예에서, 사업자 B의 단말이 기지국으로 전송하는 상향링크는 사업자 A의 단말 수신대역에 간섭을 주게 된다 . 또한 사업자 A의 기지국이 단말로 전송하는 하향링크는 사업자 B의 기지국 수신대역에 간섭을 주게 된다.

이제, 본 발명의 일 양태에 따른 전송 전력 제어 방법을 실험 결과에 따라 설명하기로 한다.

도 15는 전송 리소스 블록 제한를 위한 예시적인 첫 번째 실험 결과를 나타내고, 도 16은 도 15의 실험 결과를 다른 형태로 나타낸다.

RF 실험은 대표적인 가장 나쁜 실험 결과를 관찰하기 위해 단일 RB 할당, 부분적인 RB 할당 그리고 전체 RB 할당을 해봄으로써, 5 MHz (900-905Mhz) 및 10 MHz(905-915MHz) 채널 대역폭(CBW: Channel BandWidth) 에 대해서 수행하는 것으로 하였다. 이러한 실험을 통해, 채널 대역폭(CBW)에서 전송 대역폭 설정할 때, RB의 개수를 얼마만큼 줄이는 제한(limitation)을 하여야 하는지를 얻을 수 있다.

모의 실험을 위해 사전에 정의한 RF 부품의 동작 점은 다음과 같다;

- 모듈레이터:

이미지 제거(image rejection) = -25 dBc

캐리어 누설(Carrier leakage) =-25dBc

Counter IM3 = -60 dBc

- PA :

UTRAACLR1 = 33 dBc

UTRAACLR2 = 36 dBc (1 dB MPR과 전체 RB 할당을 위함)

- 듀플렉서 감쇄는 고려안함

이때, 단위 dBc는 캐리어 주파수의 파워 크기를 기준으로 한 상대적인 크기를 나타낸다. 캐리어 누설(Carrier leakage)은 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.

실험의 관측 주안점은 허용된 기준 스퓨리어스 방사를 기준으로 모의 실험 결과의 스퓨리어스 방사가 얼마만한 마진(Margin)을 갖는가에 있다. 여기서, 마진은 희생되는 하향링크 주파수 범위(즉, 875 ~ 890MHz)에서 -40dBm/MHz의 규제 요건 및 MHz당 측정된 파워 스펙트럼 밀도(dBm / MHz) 사이의 차이로 정의될 수 있다.

마진이 마이너스 값을 가지게 되면, 이는 상향링크에서 RB 할당에 한정(limitation)이 필요함을 의미하거나, 혹은 기본적인 최대 전력 감소량(Additional-MPR; 이하 A-MPR)외에도 추가 최대 전력 감소량(Additional-MPR; 이하 A-MPR)을 이용하여, 정해진 전송 전력 감소 보다 추가로 줄일 필요가 있다는 것을 의미한다.

여기서, 상기 MPR은 표준에서 정의된 RF 요구사항(Spectrum Emission Mask(SEM), Adjacent Channel Leakage Ratio(ACLR), Spurious Emission(SE) 등)을 만족시키기 위해 특정 변조 차수(modulation order)나 RB(Resource Block)수에 대해 정의된 최대 송신 전력에 대한 전력 감소량이며, A-MPR은 지역적 특성으로 인해 정의된 최대 송신 전력에 대한 전력 감소량을 의미한다. 즉, A-MPR은 단말의 최대 전력을 추가로 더 감소시켜, 단말송신의 대역외 스퓨리어스 방사를 해당 국가에서 정해놓은 요구사항에 만족하는 수준으로 유도하는 것을 말한다.

도 15를 참조하면, 905 MHz ~915MHz 사이의 10MHz를 채널 대역폭으로 할당하고, RB의 개수를 1개, 32개 50개로 증가시킬 때, PSD(Power Spectrum Density)와 해당하는 마진이 얼마인지가 나타난다.

도 15의 실험 결과를 참조하면, 10MHz에 대해 전체 RB, 즉 50개 RB를 할당하는 경우, PSD는 -40dBm/MHz 초과하므로, RB의 제한이 필요한 것으로 나타난다.

한편, 도 16을 참조하면, 905 MHz ~915MHz 사이의 10MHz를 채널 대역폭으로 할당하고, 단말 송신시 할당에서 제한할 RB의 개수를 1개에서 순차적으로 증가시킬 때, 스퓨리어스 방사 허용 기준 규격 -40dBm/MHz에 대한 마진이 얼마나 되는지가 나타나 있다. 도 16에서는 실험을 위해 제한할 RB의 개수는 0개(할당될 RB는 50개)에서부터 49개(할당된 RB 개수 1개)까지 증가시키는 식으로, 진행되었다. 즉, 실험은 채널 대역폭의 가장 오른쪽에 위치한 RB를 0개 제한하는 것부터 시작하여, 순차적으로 왼쪽으로 RB들을 추가 제한하는 식으로 진행된다. 이와 같이, 실험에서 RB의 제한은 채널 대역폭(CBW: Channel BandWidth)의 오른쪽으로부터 시작해서 왼쪽으로 진행되므로, 제한(limitation)하여 줄여야 하는 RB의 개수가 정해지면, 채널 대역폭(CBW: Channel BandWidth)의 왼쪽에서부터 정해진 개수의 RB가 사용되도록 할당(allocation)된다.

또한, 도 16을 참조하면, 8개의 RB를 제한시키면 마진이 좋아지기 시작하는 것처럼 보이기 시작하고, 18개의 RB를 제한시켜, 32개의 RB만 사용하도록 제한하면, 상당히 여유로운 수준인 1dB 정도까지의 마진을 확보할 수 있다.

도 17은 전송 전력 제어를 위한 예시적인 두 번째 실험 결과를 나타내고, 도 18은 도 17의 실험 결과를 다른 형태로 나타낸다.

도 17를 참조하면, 905 MHz ~905MHz 사이의 5MHz를 채널 대역폭으로 할당하고, 할당한 RB의 개수를 1개, 20개, 25개로 증가시킬 때, PSD(Power Spectrum Density)와 해당하는 마진이 얼마인지가 나타난다.

도 17의 실험 결과를 참조하면, 5MHz에 대해 전체 RB, 즉 25개 RB를 할당하는 경우, PSD는 -40dBm/MHz 초과하므로, RB의 제한이 필요한 것으로 나타난다.

한편, 도 18을 참조하면, -40dBm/MHz 마스크를 충족하기 위해서는, 약 5개의 RB를 제한할 필요가 있는 것으로 나타난다.

이상 도 15 내지 도 18에 도시된 실험 결과를 표로 정리하면 아래와 같다.

표 8

위의 표 8는 전체 RB 및 단일 RB 할당에 대한 마진을 나타낸다.

표 9

표 9에 의하면 허용 최대 스퓨리어스 방사규격 -40dBm/MHz를 충족하기 위해, 10MHz와 5MHz의 채널대역폭(BW_Channel)에 대해서 각각 약 18개 RB와 5개 RB를 제한하는 것이 필요한 것으로 나타난다.

다시 설명하면, 10 MHz에 대해서는 표 4에 도시된 바와 같이 원칙적으로 50개의 RB가 할당될 수 있지만, 18개의 RB를 제한시켜야 하므로, 최대 32개의 RB만이 할당될 수 있다. 또한, 5 MHz에 대해서는 표 4에 도시된 바와 같이 원칙적으로 25개의 RB가 할당될 수 있지만, 5개의 RB를 제한시켜야 하므로, 최대 20개의 RB만이 할당될 수 있다.

한편, 위의 표 8 및 표 9를 수식으로 정리하면 다음과 같다.

여기서 N_restricted _{_} _RB는 실제 이용할 수 있는 RB의 개수이고, N_full _RB _of _transmission _bandwidth은 채널 대역폭을 구성하는 전송 대역폭의 전체 RB개수이다. 채널 대역폭이 10MHz이라면 전송 대역폭의 전체 RB는 50개이고, 채널 대역폭이 5MHz이라면, 전송 대역폭의 전체 RB는 25개이다.

N_RB _{_} _limitation은 제한시킬 RB의 개수이다.

아래의 표는 각 E-UTRA 대역에서 보호될 대역과, 보호 대역에서의 허용 스퓨리어스 방사 규격 을 정리하여 나타낸다. 여기서, 각 주파수 범위의 외곽에서의 측정 조건에 대해서, 각 주파수 범위 내의 측정 위치의 최저 주파수는 주파수 범위+MBW/2의 최저 경계로 설정된다. 그리고, 각 주파수 범위에서 측정 위치의 최고 주파수는 주파수 범위-MBW/2의 최저 경계로 설정된다. MBW는 보호될 대역을 위한 측정 대역폭을 의미한다.

표 10

위의 표에서 E-UTRA 대역 8을 참조하면, 보호될 대역의 주파수 범위가 860MHz~890MHz인 경우, 스퓨리어스 방사는 -40dBm/MHz을 넘지 않아야 한다. 이를 충족하기 위해서는 902.5MHz = 중심주파수 (F_c) < 907.5 MHz에 해당하는 5MHz 채널 대역을 갖는 반송파에 대해서, 상향링크 전송 대역은 20개의 RB와 같거나 작아야 한다. 그리고, 중심주파수(F_c) 가 910MHz인 10MHz 채널 대역폭을 갖는 반송파에 대해서는, 상향링크 전송 대역은 32개의 RB와 같거나 작아야 한다.

이상의 실험 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 어느 사업자에게 900 MHz 대역에서 서비스를 제공하고자 한다면, 인접한 대역에서 서비스를 제공중인 다른 사업자와 무리 없도록 하기 위해서는, 채널 대역폭에서 전체 RB를 사용하면 안되고, 할당할 RB 개수를 제한하여야 함을 알 수 있다.

그러므로, 기지국은 단말에게 상향링크 채널을 할당할 때, 채널 대역폭에서 몇 개의 RB를 제한시킴으로써, 모든 RB를 할당하지 않도록 해야 한다.

지금까지는, 5 MHz (900-905Mhz) 및 10 MHz(905-915MHz) 채널 대역폭(CBW: Channel BandWidth)에서 스퓨리어스 방사를 줄이기 위해, 전송 대역폭을 설정하는 RB의 개수를 얼마만큼 제한해야 하는지에 대해서 설명하였다. 이하에서는, 동작에 대해서 설명하기로 한다.

도 19는 시스템 정보를 전달하는 과정을 나타낸다.

도 19(a)을 참조하면, 사업자A와 사업자 B가 특정 지역에서 동시에 서비스를 제공하는 예가 나타나 있다. 이때, 사업자 A가 동작 대역 19의 상향링크는 830 MHz~845 MHz와 하향 링크는 875 MHz~890 MHz를 배정받아 서비스 중이고, 사업자 B는 동작 대역 8의 상향링크 중 일부인 900 MHz~915 MHz, 하향링크 중 일부인 945 MHz~960 MHz를 배정받아 사용 중이라고 가정하자.

이와 같은 상황에서 도 19(b)에 도시된 바와 같이, 사업자 B의 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 1에 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. 상기 상향링크(UL) 대역폭에 대한 정보는 자원 블록(RB: resource block)의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.

따라서, 동작 대역이 위 표 1의 E-UTRA 대역 8이라면, 표 10을 참조하여 알 수 있는 바와 같이 인접하는 860MHz~890MHz 대역으로의 스퓨리어 방사를 최소하기 위해서 860~890MHz 대역에서의 스퓨리어스 방사는 -40dBm/MHz을 넘지 않아야 한다. 스퓨리어스 방사 허용치가 -40dBm/MHz를 넘지 않기 위해서는, 단말이 최대 전송 파워로 전송할 경우, 902.5MHz ≤ 중심주파수 (Fc) < 907.5 MHz에 해당하는 5MHz 채널 대역을 갖는 반송파에 대해서, 상향링크 전송 대역은 20개의 RB와 같거나 작아야 한다. 즉, 같이 채널 대역폭이 5MHz일 경우, 원칙적으로 25개의 RB가 할당될 수 있지만, 최소 약 5개의 RB가 제한된 최대 20개의 RB일 수 있다. 또한, 스퓨리어스 방사 허용치가 -40dBm/MHz을 넘지 않기 위해서는, 중심주파수(Fc) 가 910MHz인 10MHz 채널 대역폭을 갖는 반송파에 대해서는, 단말이 최대 전송 파워로 전송할 경우, 상향링크 전송 대역은 32개의 RB와 같거나 작아야 한다. 즉, 상기 RB의 개수는 전술한 바와 같이 채널 대역폭이 10MHz일 경우, 원칙적으로 50개의 RB가 할당될 수 있지만, 최소 18개의 RB가 제한된, 최대 32개의 RB일 수 있다.

도 19(c)을 참조하면, MIB, SIB, SI가 전송되는 서브프레임이 예시적으로 나타나있다. MIB와 SIB는 40ms와 80ms의 주기를 가지고 각기 전송된다. SI 메시지들은 다른 주기를 가지고, 스케줄에 따라 전송된다. 도 19(c)에서는 예시적으로 SFN(System Frame Number)가 0인 무선 프레임 상에서 MIB, SIB, SI들이 모두 전송되는 것으로 나타내었다.

도 20은 단말이 상향링크 데이터를 전송하는 과정을 나타낸다.

도 20(a)은 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다. 랜덤 액세스 과정은 단말이 상향링크 무선 자원을 할당 받기 위해 사용된다. 랜덤 액세스 과정을 통해 RRC 연결이 초기설정(initialize)된다.

먼저, 단말은 랜덤 액세스 과정을 수행하기 앞서, 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 기지국으로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.

랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.

단말은 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S2010). 단말은 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. 단말은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.

상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 단말로 보낸다(S2020). 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 단말은 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. 그리고, 검출된 PDCCH 상의 DL 그랜트에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.

도 20(b)은 랜덤 액세스 응답의 일 예를 나타낸다.

랜덤 액세스 응답은 TAC(Timing Advance Command), UL 그랜트, 임시 C-RNTI를 포함할 수 있다.

TAC는 기지국이 단말에게 UL 시간 동기(time alignment)를 유지하기 위해 보내는 시간 동기 값을 지시하는 정보이다. 단말은 상기 시간 동기 값을 이용하여, UL 전송 타이밍을 갱신한다. 단말이 시간 동기를 갱신하면, 시간 동기 타이머(Time Alignment Timer)를 개시 또는 재시작한다. 시간 동기 타이머가 동작 중일 때만 단말은 UL 전송이 가능하다.

UL 그랜트는 스케줄링 메시지의 전송에 사용되는 UL 자원이다.

다시 도 20(a)를 참조하면, 단말은 랜덤 액세스 응답 내의 UL 그랜트에 따라 스케줄링된 메시지를 기지국으로 전송한다(S2030). 이때, 단말이 전송할 상기 스케줄링 메시지가 전송되는 상향링크 동작 대역이 위 표 1의 E-UTRA 대역 8이라면, 표 10을 참조하여 알 수 있는 바와 같이 인접하는 860MHz~890MHz 대역으로의 스퓨리어 방사를 최소하기 위해서 단말의 860Mhz~890MHz에서의 스퓨리어스 방사는 -40dBm/MHz을 넘지 않아야 한다. 이와 같이 스퓨리어스 방사가 -40dBm/MHz을 넘지 않도록 전송하기 위해서는, 단말이 최대 전송 파워로 전송할 경우, 902.5MHz ≤ 중심주파수 (Fc) < 907.5 MHz에 해당하는 5MHz 채널 대역을 갖는 반송파에 대해서, 상향링크 전송 대역은 20개의 RB와 같거나 작아야 한다. 즉, 같이 채널 대역폭이 5MHz일 경우, 원칙적으로 25개의 RB가 할당될 수 있지만, 최소 약 5개의 RB가 제한된 최대 20개의 RB일 수 있다. 또한, 860Mhz~890MHz에서의 스퓨리어스 방사 는 -40dBm/MHz을 넘지 않기 위해서는, 단말이 최대 전송 파워로 전송할 경우, 중심주파수(Fc) 가 910MHz인 10MHz 채널 대역폭을 갖는 반송파에 대해서는, 상향링크 전송 대역은 32개의 RB와 같거나 작아야 한다. 즉, 상기 RB의 개수는 전술한 바와 같이 채널 대역폭이 10MHz일 경우, 원칙적으로 50개의 RB가 할당될 수 있지만, 최소 약 18개의 RB가 제한된, 최대 32개의 RB일 수 있다.

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

무선 통신 시스템에서 상향링크 시그널을 전송하는 무선 기기에 있어서,
프로세서와;
E-UTRA 대역을 지원하되, 상기 프로세서의 제어에 따라 상향링크 시그널을 전송하는 RF(Radio Frequency) 부를 포함하되,
상기 RF부가 미리 정해진 채널 대역폭 및 미리 정해진 주파수 범위로 설정되고, 그리고 다른 주파수 범위를 보호하기 위해 미리 정해진 스퓨리어스 방사의 최대 허용치를 충족시켜야 할 경우,
상기 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 리소스 블록(RB)들 대신에, 미리 정해진 최대 개수의 리소스 블록(RB)들에 따라, 상기 상향링크 시그널이 전송되는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 개수는
상기 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치를 충족하기 위해, 상기 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 RB들 중에서 일부 개수의 리소스 블록(RB)을 감소시킴으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제2항에 있어서, 상기 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치는 -40dBm/MHz인 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제2항에 있어서,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5MHz인 경우, 상기 RB의 전체 개수는 25이고,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 RB의 전체 개수는 50인 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제4항에 있어서,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 상기 전체 RB의 개수인 25 개에서 제한해야 할 5개를 감소시킴으로써 구해진 20보다 작거나 같고,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 상기 전체 RB의 개수인 50개에서 제한해야 할 18개를 감소시킴으로써 구해진 32개 보다 작거나 같아야 하는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제1항에 있어서,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 20보다 작거나 같고,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 32보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 주파수 범위는 3GPP LTE에서 정의되는 대역 8인 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제7항에 있어서, 상기 대역8에 따르면, 상기 미리 정해진 주파수 범위는
상향링크에 대해서 880MHz~915 MHz이고, 하향링크에 대해서 925 MHz~960 MHz인 것을 특징으로 하는 무선 기기.
제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 RB의 개수가 N_restricted _{_} _RB 로 표현되는 경우,
N_restricted _{_} _RB =N_full _RB _of _transmission _bandwidth-N_RB _{_} _limitation에 의해서 산출되고,
여기서, N_full _RB _of _transmission _bandwidth은 채널 대역폭을 구성하는 전송 대역폭의 전체 RB개수이고, N_RB _{_} _limitation는 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치를 충족시키기 위해 제한될 RB의 개수인 것을 특징으로 하는 무선 기기.
무선 통신 시스템에서 상향링크 시그널을 수신하는 기지국에 있어서,
E-UTRA 대역을 지원하고, 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부와;
상기 RF부와 연결되어 제어하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는 상기 RF부가 미리 정해진 채널 대역폭 및 미리 정해진 주파수 범위로 설정되고, 그리고 다른 주파수 범위를 보호하기 위해 미리 정해진 스퓨리어스 방사의 최대 허용치를 충족시켜야 할 경우, 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 리소스 블록(RB)들 중에서 대신에, 미리 정해진 최대 개수의 리소스 블록(RB)들에 따라 상향링크 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 미리 정해진 개수는
상기 미리 정해진 스퓨리어스 방사 허용치를 충족하기 위해, 상기 미리 정해진 채널 대역폭을 위한 전체 개수의 RB들 중에서 일부 개수의 리소스 블록(RB)을 감소시킴으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5MHz인 경우, 상기 RB의 전체 개수는 25이고,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 RB의 전체 개수는 50인 것을 특징으로 하는 기지국.
제12항에 있어서,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 상기 전체 RB의 개수인 25 개에서 제한해야 할 5개를 감소시킴으로써 구해진 20보다 작거나 같고,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 상기 전체 RB의 개수인 50개에서 제한해야 할 18개를 감소시킴으로써 구해진 32개 보다 작거나 같아야 하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제10항에 있어서,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 5MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 20보다 작거나 같고,
상기 미리 정해진 채널 대역폭이 10 MHz인 경우, 상기 미리 정해진 RB들의 개수는 32보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 기지국.
제10항에 있어서, 상기 미리 정해진 주파수 범위는 3GPP LTE에서 정의되는 대역 8인 것을 특징으로 하는 기지국.