KR20150048733A

KR20150048733A - 반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20150048733A
Application number: KR1020157004664A
Authority: KR
Inventors: 서한별; 김봉회
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2015-05-07
Also published as: CN104685801A; EP2892166A1; EP2892166A4; US9622225B2; JP6014263B2; US20150223233A1; JP2015534743A; EP2892166B1; WO2014035135A1; CN104685801B

Abstract

본 출원에서는 무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크와 신호를 송수신하는 방법이 개시된다. 구체적으로, 상기 방법은, 하향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로부터 하향링크 신호를 수신하고, 제 1 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상향링크 신호를 송신하는 단계; 상기 네트워크로부터 상향링크 셀을 변경하기 위한 특정 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 특정 메시지에 따라 상향링크 셀을 제 2 상향링크 셀로 변경하고, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상기 상향링크 신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 하향링크 셀은 유지되는 것을 특징으로 한다.

Description

반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL BY TERMINAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM TO WHICH CARRIER AGGREGATION TECHNIQUE IS APPLIED}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.

본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크와 신호를 송수신하는 방법은, 하향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로부터 하향링크 신호를 수신하고, 제 1 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상향링크 신호를 송신하는 단계; 상기 네트워크로부터 상향링크 셀을 변경하기 위한 특정 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 특정 메시지에 따라 상향링크 셀을 제 2 상향링크 셀로 변경하고, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상기 상향링크 신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 하향링크 셀은 유지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 하향링크 셀을 통하여 네트워크로부터 하향링크 신호를 수신하고, 제 1 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상향링크 신호를 송신하기 위한 무선 통신 모듈; 및 상기 하향링크 신호 및 상기 상향링크 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 네트워크로부터 상향링크 셀을 변경하기 위한 특정 메시지를 수신한 경우, 상기 특정 메시지에 따라 상향링크 셀을 제 2 상향링크 셀로 변경하고, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상기 상향링크 신호를 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하고, 상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 하향링크 셀은 유지되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 특정 메시지는, 핸드오버 명령 메시지, RRC 연결 재설정 메시지 (Radio Resource Control connection reconfiguration message), PDCCH 명령 (Physical Downlink Control Channel Order) 및 콤포넌트 반송파 활성화 메시지 중 하나일 수 있으며, 상기 제 2 상향링크 셀에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 제 1 상향링크 셀을 통하여 전송되는 채널 상태 보고, 사운딩 참조 신호 전송 및 반 정적 스케줄링 기반 전송은 취소되는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, 상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 단말은 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 랜덤 엑세스 프리앰블을 송신하며, 상기 랜덤 엑세스 프리앰블은 시스템 정보 또는 RRC (Radio Resource Control) 계층 메시지를 통하여 미리 수신된다. 바람직하게는, 상기 랜덤 엑세스 프리앰블은 경쟁 기반(contention-based) 랜덤 엑세스를 위한 프리앰블이 제외된다.

보다 바람직하게는, 상기 상향링크 셀 변경 시, 타이머 동작 기간 동안 상기 제 2 상향링크 셀과 랜덤 엑세스 절차를 수행하고, 상기 타이머 만료 시까지 상기 랜덤 엑세스 절차가 완료되지 않은 경우, 상기 상향링크 셀을 상기 제 1 상향링크 셀로 재변경하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 효율적으로 송수신할 수 있다.

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

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 반송파 집성(carrier aggregation) 기법을 설명하는 개념도이다.
도 7은 크로스 반송파 스케줄링 기법이 적용되는 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 두 개의 콤포넌트 반송파를 통하여 구성된 네트워크의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 동작을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 콤포넌트 반송파 활성화 메시지의 구조를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

본 명세서는 LTE 시스템 및 LTE-A 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 전원이 커지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).

한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.

한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.

도 4는 LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200×T_s)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360×T_s)의 길이를 가진다. 여기에서, T_s 는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10^-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block; RB)을 포함한다. LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 하향링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 참조 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.

PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element Group)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.

PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.

PDCCH는 물리 하향링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.

PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야 하는 지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 DCI 포맷 즉, 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

이하에서는 반송파 집성(carrier aggregation) 기법에 관하여 설명한다. 도 6은 반송파 집성(carrier aggregation)을 설명하는 개념도이다.

반송파 집성은 무선 통신 시스템이 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여, 단말이 상향링크 자원(또는 콤포넌트 반송파) 및/또는 하향링크 자원(또는 콤포넌트 반송파)으로 구성된 주파수 블록 또는 (논리적 의미의) 셀을 복수 개 사용하여 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하는 방법을 의미한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 콤포넌트 반송파라는 용어로 통일하도록 한다.

도 6을 참조하면, 전체 시스템 대역(System Bandwidth; System BW)은 논리 대역으로서 최대 100 MHz의 대역폭을 가진다. 전체 시스템 대역은 다섯 개의 콤포넌트 반송파를 포함하고, 각각의 콤포넌트 반송파는 최대 20 MHz의 대역폭을 가진다. 콤포넌트 반송파는 물리적으로 연속된 하나 이상의 연속된 부반송파를 포함한다. 도 6에서는 각각의 콤포넌트 반송파가 모두 동일한 대역폭을 가지는 것으로 도시하였으나, 이는 예시일 뿐이며 각각의 콤포넌트 반송파는 서로 다른 대역폭을 가질 수 있다. 또한, 각각의 콤포넌트 반송파는 주파수 영역에서 서로 인접하고 있는 것으로 도시되었으나, 상기 도면은 논리적인 개념에서 도시한 것으로서, 각각의 콤포넌트 반송파는 물리적으로 서로 인접할 수도 있고, 떨어져 있을 수도 있다.

중심 반송파(Center frequency)는 각각의 콤포넌트 반송파에 대해 서로 다르게 사용하거나 물리적으로 인접된 콤포넌트 반송파에 대해 공통된 하나의 중심 반송파를 사용할 수도 있다. 일 예로, 도 6에서 모든 콤포넌트 반송파가 물리적으로 인접하고 있다고 가정하면 중심 반송파 A를 사용할 수 있다. 또한, 각각의 콤포넌프 반송파가 물리적으로 인접하고 있지 않은 경우를 가정하면 각각의 콤포넌트 반송파에 대해서 별도로 중심 반송파 A, 중심 반송파 B 등을 사용할 수 있다.

본 명세서에서 콤포넌트 반송파는 레거시 시스템의 시스템 대역에 해당될 수 있다. 콤포넌트 반송파를 레거시 시스템을 기준으로 정의함으로써 진화된 단말과 레거시 단말이 공존하는 무선 통신 환경에서 역지원성(backward compatibility)의 제공 및 시스템 설계가 용이해질 수 있다. 일 예로, LTE-A 시스템이 반송파 집성을 지원하는 경우에 각각의 콤포넌트 반송파는 LTE 시스템의 시스템 대역에 해당될 수 있다. 이 경우, 콤포넌트 반송파는 1.25, 2.5, 5, 10 또는 20 Mhz 대역폭 중에서 어느 하나를 가질 수 있다.

반송파 집성으로 전체 시스템 대역을 확장한 경우에 각 단말과의 통신에 사용되는 주파수 대역은 콤포넌트 반송파 단위로 정의된다. 단말 A는 전체 시스템 대역인 100 MHz를 사용할 수 있고 다섯 개의 콤포넌트 반송파를 모두 사용하여 통신을 수행한다. 단말 B₁~B₅는 20 MHz 대역폭만을 사용할 수 있고 하나의 콤포넌트 반송파를 사용하여 통신을 수행한다. 단말 C₁ 및 C₂는 40 MHz 대역폭을 사용할 수 있고 각각 두 개의 콤포넌트 반송파를 이용하여 통신을 수행한다. 상기 두 개의 콤포넌트 반송파는 논리/물리적으로 인접하거나 인접하지 않을 수 있다. 단말 C₁은 인접하지 않은 두 개의 콤포넌트 반송파를 사용하는 경우를 나타내고, 단말 C₂는 인접한 두 개의 콤포넌트 반송파를 사용하는 경우를 나타낸다.

LTE 시스템의 경우 1개의 하향링크 콤포넌트 반송파와 1개의 상향링크 콤포넌트 반송파를 사용하는 반면, LTE-A 시스템의 경우 도 6과 같이 여러 개의 콤포넌트 반송파들이 사용될 수 있다. 하향링크 콤포넌트 반송파 또는 해당 하향링크 콤포넌트 반송파와 이에 대응하는 상향링크 콤포넌트 반송파의 조합을 셀(Cell)이라고 지칭할 수 있고, 하향링크 콤포넌트 반송파와 상향링크 콤포넌트 반송파의 대응 관계는 시스템 정보를 통하여 지시될 수 있다.

이때 제어 채널이 데이터 채널을 스케줄링하는 방식은 기존의 링크 반송파 스케줄링 (Linked carrier scheduling) 방식과 크로스 반송파 스케줄링 (Cross carrier scheduling) 방식으로 구분될 수 있다.

보다 구체적으로, 링크 반송파 스케줄링은 단일 콤포넌트 반송파를 사용하는 기존 LTE 시스템과 같이 특정 콤포넌트 반송파를 통하여 전송되는 제어채널은 상기 특정 콤포넌트 반송파를 통하여 데이터 채널만을 스케줄링 한다. 즉, 특정 콤포넌트 반송파 (또는 특정 셀)의 하향링크 콤포넌트 반송파의 PDCCH 영역으로 전송되는 하향링크 그랜트/상향링크 그랜트는 해당 하향링크 콤포넌트 반송파가 속한 셀의 PDSCH/PUSCH에 대하여만 스케줄링이 가능하다. 즉, 하향링크 그랜트/상향링크 그랜트를 검출 시도하는 영역인 검색 영역(Search Space)은 스케줄링 되는 대상인 PDSCH/PUSCH가 위치하는 셀의 PDCCH영역에 존재한다.

한편, 크로스 반송파 스케줄링은 반송파 지시자 필드(Carrier Indicator Field; CIF)를 이용하여 주 콤포넌트 반송파(Primary CC)를 통하여 전송되는 제어채널이 상기 주 콤포넌트 반송파를 통하여 전송되는 혹은 다른 콤포넌트 반송파를 통하여 전송되는 데이터 채널을 스케줄링 한다. 다시 말해, 크로스 반송파 스케줄링의 모니터링되는 셀(Monitored Cell 또는 Monitored CC)이 설정되고, 모니터링되는 셀의 PDCCH영역에서 전송되는 하향링크 그랜트/상향링크 그랜트는 해당 셀에서 스케줄링 받도록 설정된 셀의 PDSCH/PUSCH를 스케줄링한다. 즉, 복수의 콤포넌트 반송파에 대한 검색 영역이 모니터링되는 셀의 PDCCH영역에 존재하게 된다. 상기 복수의 셀들 중 시스템 정보가 전송되거나 초기 접속(Initial Access) 시도, 상향링크 제어 정보의 전송을 의하여 상기 PCell이 설정되는 것이며, PCell은 하향링크 주 콤포넌트 반송파와 이에 대응되는 상향링크 주 콤포넌트 반송파로 구성된다.

도 7은 크로스 반송파 스케줄링 기법이 적용되는 예를 도시하는 도면이다. 특히 도 7에서는 할당된 셀(또는 콤포넌트 반송파)의 개수는 3개로서 상술한 바와 같이 CIF를 이용하여 크로스 반송파 스케줄링 기법을 수행하게 된다. 여기서 하향링크 셀 #A는 하향링크 주 콤포넌트 반송파(즉, Primary Cell; PCell)로 가정하며, 나머지 콤포넌트 반송파 #B 및 콤포넌트 반송파 #C는 부 콤포넌트 반송파(즉, Secondary Cell; SCell)로 가정한다.

본 발명에서는 단말이 반송파 집성 동작을 수행하는 중에 주 콤포넌트 반송파 (primary component carrier 혹은 primary cell 혹은 PCell) 혹은 부 콤포넌트 반송파 (secondary component carrier 혹은 secondary cell혹은 SCell))에 대한 상향링크 자원의 효과적인 관리 방법을 제안한다. 이하에서는 단말이 두 개의 콤포넌트 반송파를 병합하여 동작하는 경우를 설명하지만 세 개 이상의 콤포넌트 반송파를 병합하는 경우에도 적용될 수 있음은 자명하다.

도 8은 두 개의 콤포넌트 반송파를 통하여 구성된 네트워크의 구성도이다.

도 8을 참조하면, 우선 하나의 반송파 주파수 f₁을 이용하여 넓은 영역의 커버리지를 갖는 소수의 매크로 셀(macro cell)로 구성된 매크로 셀 레이어(macro cell layer)를 구성한 것으로 알 수 있다. 반송파 주파수 f₁은 전파 감쇄가 적은 상대적으로 낮은 주파수 대역에 위치하여, 보다 넓은 영역에 걸쳐서 단말의 기본적인 통신 서비스를 제공하고, 이동성 관리(mobility management) 등의 동작을 수행한다. 따라서, 해당 주파수를 PCell로 설정하는 것이 바람직하다.

다음으로, 추가로 다른 하나의 반송파 주파수 f₂를 이용하여 보다 작은 영역의 커버리지를 갖는 다수의 마이크로 셀 (micro cell)로 구성된 마이크로 셀 레이어(micro cell layer)를 구성한 것을 알 수 있다. 반송파 주파수 f₂는 전파 감쇄가 크더라도 넓은 대역폭을 차지하기 용이하도록, 상대적으로 높은 주파수 대역에 위치하며, 특정한 영역에 대하여 고품질의 통신 서비스를 제공한다. 따라서 해당 주파수를 SCell로 설정하는 것이 바람직하다.

도 8에서 도시한 것과 같은 상황에서 UE는 하향링크 통신에 있어서는 복수의 셀 레이어 모두에서 eNB와의 통신을 수행하도록 구현되는 것이 비교적 용이하다. 이는 복수의 수신기를 구현하기가 간단하며, 복수의 수신기를 운영함에 있어서 소모되는 전력이 그리 크지 않기 때문이다. 반면 상향링크 통신에 있어서는 복수의 셀 레이어 모두에서 eNB와의 통신을 수행하는 것이 어려울 수 있는데, 이는 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 복수의 송신기를 동시에 구동하는 상황에서는 송신기 사이의 상호 간섭 문제가 해결되어야 하는 동시에 복수의 송신기가 소모하는 송신 전력이 커지기 때문이다.

따라서 단말기의 구현 비용을 줄이면서도 높은 데이터 전송률, 특히 하향링크에서의 높은 데이터 전송률을 획득하는 방안으로, 단말이 복수의 셀 레이어에서 하향링크 신호는 동시에 수신하되, 상향링크 신호는 한 시점에서는 그 중 일부의 셀 레이어에서만 (예를 들어, 오직 하나의 레이어에서만) 송신 가능하도록 구현하는 것이다.

이하에서는 이렇게 하향링크와 상향링크에서 단말이 동시에 송/수신 할 수 있는 셀 레이어의 개수가 상이한 경우, 상향링크 자원을 적절하게 관리하는 방법을 제안한다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 단말이 하향링크의 경우에는 f_1,D와 f_2,D 두 개의 셀 레이어 (혹은 두 개의 주파수 대역)에서 동시에 수신할 수 있는 반면, 상향링크의 경우에는 한 시점에서는 f_1,U와 f_2,U 두 개의 셀 레이어 중 하나에서만 송신을 수행할 수 있다고 가정한다. 동일 주파수 대역에서 시간에 따라 상향링크/하향링크를 구분하는 TDD 시스템에서는 f_1,D와 f_1,U가 동일하게 주어진다.

이러한 가정 하에서, 단말은 상향링크 자원을 통하여 하나의 레이어에서만 통신이 가능하므로, 매 순간마다 상향링크 통신을 수행할 레이어를 적절하게 선택해야 한다. 도 8에서와 같이 마크로 셀 레이어를 PCell로 설정하여 기본적인 제어 신호에 대한 통신을 수행하면서, 마이크로 셀 레이어를 SCell로 설정하여 고용량 데이터에 대한 통신을 수행하는 경우를 가정하면, 먼저 단말이 최초로 네트워크에 접속을 시도할 때에는 대부분의 관련된 하향링크 신호가 PCell로부터 전송될 것이므로 상향링크 역시 마크로 셀 레이어에 설정하는 것이 바람직하다. 이후 네트워크가 단말의 주변 정보를 파악하고 이를 토대로 근처의 적절한 마이크로 eNB를 발견한다면, 대부분의 하향링크 신호가 SCell로부터 전송될 것이고 상향링크 동작 역시 자원 재활용이 용이하면서도 낮은 전력으로 통신이 가능한 마이크로 셀 레이어에서 수행되는 것이 바람직하다. 한편, 단말이 이동하여 주변에 인접한 마이크로 eNB가 존재하지 않는 지점에 위치하게 된다면, 최소한의 통신을 위해서 상향링크 동작을 마크로 셀 레이어에 설정하는 것이 적절하다.

이러한 일련의 동작에서 특징적인 부분은, 상황에 따라 상향링크 동작이 수행되는 셀 레이어는 수시로 변할 수 있지만, 하향링크 관점에서는 마크로 셀 레이어에서 한 번 PCell로 설정된 셀은 해당 셀의 하향링크 영역을 벗어나지 않는다면 변하지 않고 계속 유지된다는 것이다. 즉, 하향링크 PCell을 유지하면서 상황에 따라서 상향링크가 동작하는 셀 레이어를 변화시키는 동작이 필요하게 된다.

이러한 동작을 제공하기 위해서, 본 발명에서는 일련의 네트워크의 지시에 따라서 단말이 하향링크 PCell은 유지한 상태에서 상향링크 동작이 수행되는 셀 레이어를 변경하는 동작을 제안하며, 특히 이러한 동작을 구동하는 시그널링의 구체적인 실시예에 관하여 설명한다.

네트워크는 특수한 핸드오버 명령(handover command) 혹은 연관된 셀을 재설정하는 기능을 가지고 있는 RRC 연결 재설정 메시지(reconfiguration message)를 단말에게 전송함으로써, 상향링크 동작의 셀 레이어를 변경시킬 수 있다. 이 특수한 핸드오버 명령은 핸드오버의 타겟 셀이 하향링크의 관점에서는 현재의 서빙 셀과 동일한 대신 상향링크 전송을 수행할 셀 레이어가 기존의 셀 레이어와는 달라진다는 특징을 지닌다. 따라서 이러한 핸드오버 명령에서는 타겟 셀의 셀 식별자(cell ID)가 생략될 수 있으며, 혹은 단말이 상향링크 전송을 수행할 셀 레이어에 대한 정보, 예를 들어 주파수 대역, 상향링크 신호의 생성에 활용할 스크램블링 시퀀스(scrambling sequence) 관련 파라미터 등을 포함할 수 있다.

특히, 단말이 상향링크 전송을 수행할 셀 레이어는 핸드오버의 타겟 셀(하향링크 관점에서 서빙 셀과 동일하다는 점에 유의한다)과 시스템 정보를 통하여 연동된 상향링크 셀 레이어와는 상이한 것일 수 있다.

이러한 핸드오버 명령을 수신한 단말은 지정된 셀 레이어로 핸드오버 동작을 수행하고, 지정된 셀 레이어를 통하여 상향링크 송신을 수행한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 동작을 설명하는 도면이다.

도 9를 참조하면, UE는 우선 마크로 eNB2에 초기 접속한 상태에서, 하향링크는 마크로 셀 레이어와 피코 셀 레이어를 각각 PCell과 SCell로 설정해두는 동시에, 상향링크는 초기 접속에 사용한 마크로 셀 레이어에서 동작시킨다.

여기서 본 발명의 핸드오버 명령을 수신하는 경우, UE는 하향링크의 서빙 셀 설정(serving cell configuration)은 유지하면서, 특히 하향링크 관점에서 PCell의 셀 식별자를 유지하면서 상향링크의 동작만을 피코 셀 레이어로 이동하게 된다. 이러한 과정을 기존의 상향링크 반송파 집성 동작과 비교한다.

기존의 반송파 집성 동작에서는 UE가 두 개의 상향링크 송신 회로를 구축한 상태에서 각각을 마크로 셀 레이어와 피코 셀 레이어에 할당하고, eNB의 상향링크 스케줄링에 따라서 각 서브프레임에서 마크로 셀 레이어로만 전송하거나 피코 셀 레이어로만 전송하거나 혹은 두 셀 레이어 모두로 전송하게 된다. 예를 들어, eNB는 사전에 상향링크 전송을 수행할 셀 레이어의 지시자를 정의하고, 상향링크 그랜트에서 해당 스케줄링 정보에 따라 상향링크 송신을 수행할 셀 레이어를 지시할 수 있다.

반면, 본 발명에 따르면, UE는 하나의 상향링크 송신 회로만을 구축한 상태로서, 하나의 서브프레임에서 두 셀 레이어로의 동시 송신이 불가능한 경우에 해당한다. 비록 한 서브프레임에서는 하나의 셀 레이어만으로 신호를 송신하더라도 이 신호 송신 셀 레이어를 매 서브프레임마다 동적으로 변화하는 것이 불가능할 수 있는데, 이는 일반적으로 한 주파수 영역으로 신호를 송신하기 위해서는 사전에 일정한 시간 동안 해당 주파수 영역의 동작을 위하여 송신 회로를 준비시켜야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명에서 설명하는 동작에 있어서는, eNB의 지시에 따라서 UE가 상향링크 송신을 수행할 셀 레이어가 지정되면, 일정한 시간 동안은 지속적으로 해당 셀 레이어에서만 상향링크 송신이 가능하게 된다. 그 결과, 기존의 반송파 집성 기법에서와 같이 서브프레임마다 전송 셀 레이어가 가변하는 경우가 발생하지 않기 때문에, 상향링크 그랜트를 통한 전송 셀 레이어 지시가 불필요하다.

또한, 도 9에서와 같이 UE의 상향링크 전송이 SCell에 연결된 셀 레이어에서만 이루어지므로 적어도 일정 시간 구간 동안에는 PCell에 연결된 셀 레이어에서의 상향링크 전송이 불가능해지므로 eNB는 이를 고려하여 적절한 동작을 취해야 한다. 예를 들어, 상향링크 전송 셀 레이어가 SCell에 연결된 셀 레이어로 변경된다면, 사전에 Pcell로 연결된 셀 레이어로 전송하고 있던 주기적인 CSI (Channel Status Information) 보고나 SRS (Sounding Reference Signal) 전송, SPS (Semi-Persistent Scheduling) 전송 등이, 자동적으로 취소되는 것으로 동작할 수 있다.

다른 예로 네트워크는 특수한 PDCCH 명령(order)를 UE에게 전송함으로써 상향링크 동작의 셀 레이어를 변경시킬 수 있다. PDCCH 명령이란 특수한 필드를 가진 DCI (Downlink Control Information) 메시지로서, 이를 수신한 단말은 사전에 정해진 규칙에 따라서 랜덤 엑세스 과정을 수행한다. 본 발명에서는 기존의 PDCCH 명령에 특수한 필드를 추가하여, PDCCH 명령에 의한 랜덤 엑세스 동작이 수행될 상향링크 셀 레이어를 네트워크가 조절할 수 있도록 동작할 것을 제안한다. 다른 의미로는, PDCCH 명령에 대한 크로스 반송파 스케줄링을 수행하는 것이며, 이를 위하여 PDCCH 명령에 따른 랜덤 엑세스가 진행될 셀 레이어를 PDCCH 명령 내의 필드가 지정한다는 것이다.

이러한 PDCCH 명령을 수신한 단말은 도 9와 유사하게 지시받은 셀 레이어로 랜덤 엑세스 과정을 수행하고 그 이후에도 계속하여 지정된 셀 레이어를 통하여 상향링크 송신을 수행한다. 다만, PDCCH 명령으로 시작되는 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 하향링크의 동작은 이전과 동일하게 유지하는 것이 특징이다. 이 경우에도 Pcell에 연동된 셀 레이어에서의 상향링크 송신에 대해서는 상술한 바와 같이 제약이 발생하며, eNB는 이를 고려하여 적절한 동작을 취해야 한다. 예를 들어서, 상향링크 전송 셀 레이어가 SCell에 연결된 셀 레이어로 변경된다면, 사전에 Pcell로 연결된 셀 레이어로 전송하고 있던 주기적인 CSI 보고나 SRS 전송, SPS 전송 등이 자동적으로 취소되는 것으로 동작할 수 있다.

또 다른 예로, 네트워크는 MAC CE(control element)를 통하여 전송되는 콤포넌트 반송파 활성화 메시지를 이용하여 상향링크 동작의 셀 레이어를 변경시킬 수 있다. 현재 콤포넌트 반송파의 활성화 메시지는 일련의 비트맵으로 구성되고, 비트맵의 비트는 각 콤포넌트 반송파를 지칭하며 해당 비트가 1로 설정된 콤포넌트 반송파는 활성화되는 것으로 정의되어 있다. 여기서 콤포넌트 반송파 활성화 메시지의 대상이 되는 콤포넌트 반송파는 하향링크 콤포넌트 반송파를 기준으로 정의된다. 따라서, 특정 콤포넌트 반송파가 하향링크에서 활성화되는 경우, 해당 콤포넌트 반송파와 시스템 정보 상에서 연관된 상향링크 콤포넌트 반송파 역시 활성화된다. 물론 단말이 복수의 셀 레이어에 대해서 상향링크 송신을 수행하지 못한다면, SCell에 대하여 상향링크가 활성돠되는 것은 무의미할 수 있다.

이러한 상황에서 콤포넌트 반송파 활성화 메시지의 비트맵 비트에 하향링크의 셀 식별자 (혹은 셀 레이어)와 상향링크의 셀 식별자 (혹은 셀 레이어)의 조합을 정의 및 할당하고, 네트워크가 원하는 조합을 활성화시키는 형태로 동작할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 콤포넌트 반송파 활성화 메시지의 구조를 도시하는 도면이다.

우선, 도 8과 도 10의 (a)를 참조하면, 네트워크는 사전에 RRC와 같은 상위 계층 신호를 통해서 콤포넌트 반송파 활성화/비활성화 메시지의 제 1 비트에 하향링크와 상향링크 모두가 마크로 eNB2와 통신하는 조합을 할당하고, 제 2 비트에 하향링크는 마크로 eNB2와 상향링크는 피코 eNB5와 통신하는 조합을 할당한 후, 제 1 비트와 제 2 비트 중 네트워크가 원하는 조합을 선택한다. 따라서, 하향링크의 서빙 셀은 유지하면서도 상향링크 동작 셀 레이어를 변경하도록 동작할 수 있다

이러한 시그널링 형식이 사용되는 경우, 만일 단말이 동시에 전송에 활용할 수 있는 셀 레이어가 하나로 제한되는 상황이라면, 특정 비트가 하향링크와 상향링크 동작 셀 레이어의 조합으로 나타나는 경우에 있어서 해당 단말의 하향링크 동작은 항상 PCell에서 이루어지도록 제한될 수 있다. 이는 해당 비트가 1인 경우, 활성화되는 하향링크 셀이 자동으로 PCell로 지정된다는 의미이므로, 별도의 시그널링 없이 해당 비트를 상향링크 동작이 이루어지는 셀 레이어에 대한 지시자로 활용하는 것도 가능하다. 즉, 도 10(a)에서 b0과 b1이 각각 상향링크 관점에서 활성돠되는 셀이 마크로 eNB2인지 피코 eNB5인지를 지시하는 것으로 해석하는 것이다. 또한 상향링크의 동작과의 조합으로 나타나지 않는 나머지 스테이트(state)들은 모두 하향링크에서만의 활성화 여부를 나타내는 것으로 해석될 수 있다.

다음으로, 우선, 도 8과 도 10의 (b)를 참조하면, PCell인 마크로 eNB2는 항상 하향링크 관점에서는 활성화된다고 가정 또는 규정하고, 특정 SCell의 하향링크와 특정 SCell과는 상이할 수 있는 특정 셀 레이어의 상향링크의 조합을 콤포넌트 반송파 활성화 메시지의 비트맵에 할당할 수 있다. 특히, 도 10(b)에서는 제 1 비트에 하향링크는 pico eNB5에서 상향링크는 macro eNB2에서 활성화되는 조합을 할당하였고 제 2 비트에 상향링크 및 하향링크 모두가 pico eNB5에서 활성화되는 조합을 할당하였다. 물론, PCell인 마크로 eNB2는 별도의 시그널링없이도 하향링크에서 항상 활성화된다.

추가적으로, 하향링크의 서빙 셀이 유지되는 상황에서 활성화되는 셀 레이어가 변화하는 경우에는, 단말이 지속되는 서빙 셀의 하향링크 신호를 계속해서 수신할 수 있으므로 CSI나 RRM (Radio Resource Management)등의 각종 측정에 대해서 별도의 제약을 둘 필요가 없게 된다. 또한 상향링크가 동작하는 셀 레이어가 바뀜으로써 상향링크 동기를 새로이 맞추어야 하기 때문에, 일정한 시간 이내에 단말은 새로이 활성화된 셀 레이어에서 랜덤 엑세스 과정을 자동적으로 수행하도록 규정할 수 있다. 이 때 사용할 랜덤 엑세스 프리앰블의 종류를 사전에 eNB가 시스템 정보나 RRC 시그널링 등으로 알려줄 수 있다. 특히, 이러한 랜덤 엑세스 과정에서 사용하는 프리앰블은 일반적으로 초기 접속(initial access) 등의 용도로 사용하는 경쟁 기반(contention-based) 랜덤 엑세스 프리앰블를 제외하도록 설정될 수 있다 이는 별도로 사용할 랜덤 엑세스 프리앰블의 종류가 지정되지 않는다면, 단말은 경쟁 기반 랜덤 엑세스에서 사용하는 프리앰블로 설정된 것들을 제외한 나머지 중 하나를 임의로 선택하여 사용한다는 것을 의미할 수 있다.

도 10의 예시에서 단말이 동시에 활성화할 수 있는 상향링크 셀 레이어의 개수는 제한되어 있으므로, 이는 특정한 비트들은 동시에 1로 설정될 수가 없다는 것을 의미한다. 일례로 도 10(a)의 경우 b₀와 b₁이 동시에 1로 설정된다면, 단말은 마크로 셀 레이어와 피코 셀 레이어 모두에서 상항 링크 동작을 수행해야 하는데, 해당 UE에게는 그러한 능력이 없다. 따라서 이러한 조합은 사전에 eNB가 설정하지 말아야 하는 조합이며, 이를 위해서 UE가 사전에 몇 개의 셀 레이어에서 동시에 상향링크 동작을 수행할 수 있는지를 알려주어야 한다.

추가적으로, 단말이 현재 동작하는 셀 레이어와 상이한 셀 레이어로 랜덤 엑세스를 시도하는 경우, 예상치 못한 단말의 이동이나 간섭 문제 등으로 그 랜덤 엑세스가 실패하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 단말이 계속적으로 해당 셀 레이어에서 상향링크 송신을 수행하려 시도한다면 기본적인 제어 신호조차 전송이 불가능해질 수 있다. 따라서, 사전에 특정 타이머를 정의하고, 타이머 구동 시간 이내에 변경된 셀 레이어에서 랜덤 엑세스가 성공하지 못한다면 단말은 기존에 동작하던 상향링크 셀 레이어나 PCell과 연동된 상향링크 셀 레이어로 되돌아가서 상향링크 동작을 수행하도록 규정될 수 있다. 특히 이러한 경우, 별도의 지시 없이도 단말이 랜덤 엑세스 과정을 수행함으로써 새롭게 상향링크 동기를 맞추도록 동작할 수 있다.

혹은 새로운 셀 레이어에서 랜덤 엑세스를 수행하는 도중이라 하더라도, 네트워크로부터 상향링크를 위하여 또 다른 셀 레이어로 변경할 것을 지시받은 경우, 상위 계층으로 랜덤 엑세스 종료를 보고하는 등의 방법으로 진행 중이던 랜덤 엑세스 과정을 종료하고, 새롭게 옮겨간 셀 레이어에서 지시된 랜덤 엑세스를 수행할 수도 있다. 여기서 랜덤 엑세스의 종료를 알리는 방법으로는, 실제로 랜덤 엑세스가 성공적으로 종료되기 전인데도 종료를 선언하거나 실제로 랜덤 엑세스가 진행 중인데도 실패를 중간에 선언하는 방법이 있다.

한편 상기 설명한 상향링크가 동작하는 셀 레이어를 변경하는 동작은 네트워크의 지시 없이 단말이 자발적으로 수행할 수도 있다. 특히 자발적 셀 레이어 변경 동작은 단말이 이동하여 기존의 상향링크 셀 레이어를 통한 통신이 불가능해진 상황임에도 네트워크가 이를 인지하지 못하는 경우에 유용할 수 있다. 일례로, 단말은 PDSCH를 수신 성공하여 ACK을 송신하였지만, PDSCH가 계속하여 재전송되는 상황이 일정 회수 이상 발생한다면 이를 상향링크 ACK이 올바르게 수신되지 못해서 발생하는 현상으로 간주하고 상향링크 동작 셀 레이어를 변경할 수 있다. 특히 이러한 변경은 SCell로 설정된 피코 셀 레이어로부터 PCell로 설정된 마크로 셀 레이어로 상향링크 동작을 전환하여 보다 넓은 영역에서 안정적으로 상향링크 신호가 네트워크에 도달하도록 하는 것이 유리하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 11을 참조하면, 통신 장치(1100)는 프로세서(1110), 메모리(1120), RF 모듈(1130), 디스플레이 모듈(1140) 및 사용자 인터페이스 모듈(1150)을 포함한다.

통신 장치(1100)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 통신 장치(1100)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(1100)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1110)는 도면을 참조하여 예시한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 프로세서(1110)의 자세한 동작은 도 1 내지 도 10에 기재된 내용을 참조할 수 있다.

메모리(1120)는 프로세서(1110)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1130)은 프로세서(1110)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1130)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1140)은 프로세서(1110)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1140)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1150)은 프로세서(1110)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.

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

본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 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.

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

상술한 바와 같은 반송파 집성 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크와 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
하향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로부터 하향링크 신호를 수신하고, 제 1 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상향링크 신호를 송신하는 단계;
상기 네트워크로부터 상향링크 셀을 변경하기 위한 특정 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 특정 메시지에 따라 상향링크 셀을 제 2 상향링크 셀로 변경하고, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상기 상향링크 신호를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 하향링크 셀은 유지되는 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 메시지는,
핸드오버 명령 메시지, RRC 연결 재설정 메시지 (Radio Resource Control connection reconfiguration message), PDCCH 명령 (Physical Downlink Control Channel Order) 및 콤포넌트 반송파 활성화 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 제 1 상향링크 셀을 통하여 전송되는 채널 상태 보고, 사운딩 참조 신호 전송 및 반 정적 스케줄링 기반 전송은 취소되는 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 특정 메시지는,
상기 제 2 상향링크 셀에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 랜덤 엑세스 프리앰블을 송신하는 단계를 더 포함하고,
상기 랜덤 엑세스 프리앰블은,
시스템 정보 또는 RRC (Radio Resource Control) 계층 메시지를 통하여 미리 수신되는 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 랜덤 엑세스 프리앰블은,
경쟁 기반(contention-based) 랜덤 엑세스를 위한 프리앰블이 제외되는 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상향링크 셀 변경 시, 타이머 동작 기간 동안 상기 제 2 상향링크 셀과 랜덤 엑세스 절차를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 타이머 만료 시까지 상기 랜덤 엑세스 절차가 완료되지 않은 경우, 상기 상향링크 셀을 상기 제 1 상향링크 셀로 재변경하는 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
신호 송수신 방법.
무선 통신 시스템에서 단말 장치로서,
하향링크 셀을 통하여 네트워크로부터 하향링크 신호를 수신하고, 제 1 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상향링크 신호를 송신하기 위한 무선 통신 모듈; 및
상기 하향링크 신호 및 상기 상향링크 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 네트워크로부터 상향링크 셀을 변경하기 위한 특정 메시지를 수신한 경우, 상기 특정 메시지에 따라 상향링크 셀을 제 2 상향링크 셀로 변경하고, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 상기 상향링크 신호를 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하고,
상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 하향링크 셀은 유지되는 것을 특징으로 하는,
단말 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 특정 메시지는,
핸드오버 명령 메시지, RRC 연결 재설정 메시지 (Radio Resource Control connection reconfiguration message), PDCCH 명령 (Physical Downlink Control Channel Order) 및 콤포넌트 반송파 활성화 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는,
단말 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 제 1 상향링크 셀을 통하여 전송되는 채널 상태 보고, 사운딩 참조 신호 전송 및 반 정적 스케줄링 기반 전송은 취소하는 것을 특징으로 하는,
단말 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 특정 메시지는,
상기 제 2 상향링크 셀에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
단말 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 상향링크 셀 변경 시, 상기 제 2 상향링크 셀을 통하여 상기 네트워크로 랜덤 엑세스 프리앰블을 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하고,
상기 랜덤 엑세스 프리앰블은,
시스템 정보 또는 RRC (Radio Resource Control) 계층 메시지를 통하여 미리 수신되는 것을 특징으로 하는,
단말 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 랜덤 엑세스 프리앰블은,
경쟁 기반(contention-based) 랜덤 엑세스를 위한 프리앰블이 제외되는 것을 특징으로 하는,
단말 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 상향링크 셀 변경 시, 타이머 동작 기간 동안 상기 제 2 상향링크 셀과 랜덤 엑세스 절차를 수행하고,
상기 타이머 만료 시까지 상기 랜덤 엑세스 절차가 완료되지 않은 경우, 상기 상향링크 셀을 상기 제 1 상향링크 셀로 재변경하는 것을 특징으로 하는,
단말 장치.