WO2012008786A2 - 무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법 Download PDF

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조한규
이욱봉
이현우
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    • H04W52/50—TPC being performed in particular situations at the moment of starting communication in a multiple access environment

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a terminal apparatus and a method for controlling uplink transmission power for initial data transmission after network entry in a wireless communication system.
  • the broadband wireless communication system is based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), and transmits a physical channel signal using a plurality of subcarriers. High speed data transmission is possible.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • synchronization between a transmitter and a receiver is required to receive and demodulate data.
  • synchronization and synchronization between the base station and the terminal must be synchronized for successful transmission and reception of data.
  • downlink this is not a problem because the base station transmits a batch to a plurality of terminals at a single reference timing.
  • propagation delays may appear differently because each terminal transmits different signals.
  • timing synchronization method which is ranging. That is, this is a procedure for allowing multiple terminals to correctly adjust synchronization for transmission time.
  • the plurality of terminals synchronize downlink synchronization with data frames transmitted from the base station.
  • the base station may insert a preamble for synchronization into a part of a frame to be transmitted.
  • the terminals synchronize synchronization with the downlink channel through the preamble.
  • the base station may use a separate synchronization channel.
  • each terminal In uplink, each terminal must transmit data to the base station through a time and / or frequency domain allocated to the terminal to avoid interference between the terminals and the base station can receive data. Therefore, for uplink synchronization, it is necessary to adjust synchronization through signaling between the base station and the terminal in consideration of the channel environment of each terminal.
  • the initial ranging process is a process for obtaining a precise timing offset between the terminal and the base station and initially adjusting the transmission power.
  • the terminal acquires downlink synchronization from the received downlink preamble signal. Subsequently, the terminal performs initial ranging to adjust uplink timing offset and transmit power.
  • periodic ranging is a process for obtaining a precise timing offset between the terminal and the base station and initially adjusting the transmission power.
  • Handover ranging is a process of periodically tracking an uplink timing offset and a received signal strength after initial ranging.
  • a bandwidth request ranging in which a terminal requests bandwidth from a base station and a handover ranging process performed by the terminal for synchronization with another base station during handover.
  • Handover ranging is a process required for a mobile terminal to perform handover to a target base station.
  • Handover ranging is the same as initial ranging except that the terminal and the target base station may acquire an initial ranging transmission opportunity of a contention-free method to perform a management message transmission / reception procedure for network entry / reentry.
  • the terminal may inform the target base station that it is currently performing handover by including the serving base station ID and ranging purpose indicator information in the ranging request message. In this case, if the target base station has not previously received the information of the terminal through the backbone, the target base station may request information of the terminal from the base station through the backbone.
  • the terminal transmits data for the first time after successfully completing initial ranging.
  • the terminal determines uplink transmission power during signal transmission.
  • the method of determining the uplink transmit power value for sending the first data after the initial ranging has been successfully completed and the method of determining the initial offset value parameter used to determine the uplink transmit power value have not been proposed. There was no.
  • An object of the present invention is to provide a method for controlling uplink transmission power for initial data transmission by a user equipment after network entry in a wireless communication system.
  • Another object of the present invention is to provide a terminal device for controlling uplink transmission power for initial data transmission after network entry in a wireless communication system.
  • a method for controlling uplink transmission power for initial data transmission after initial entry into a network in a wireless communication system includes a power value last used for initial ranging transmission and an initial value. Determining an initial offset value using the ranging subcarrier number; And determining an uplink transmission power value of initial data transmission using the determined initial offset value. The method may further include transmitting initial data to a base station using the determined uplink transmission power value of the initial data transmission. The method may further include determining the power value used for the initial ranging transmission, wherein the power value last used for the initial ranging transmission is initially determined.
  • At least one of a power value used for initial ranging transmission, a number of power ramp-ups, a size unit of the power ramp-ups, and a power level adjustment value according to a predetermined number of ranging response messages received from a base station It can be determined based on.
  • the initial offset value may be further determined using an initial ranging signal to interference plus noise ratio (SINR) value.
  • the initial offset value determining step may further include at least one of a value L corresponding to a transmit antenna gain and a path loss of the terminal, and an average noise and an interference level (NI) per subcarrier estimated by a base station.
  • the initial offset value can be determined by using.
  • the initial offset value is calculated by the following equation A, which is
  • Is the power value finally used for the initial ranging transmission Is the initial ranging subcarrier count
  • the power value last used for the initial ranging transmission may be expressed as Equation B below.
  • P IR, Step is a unit of the size of the power ramp-up
  • Power level adjustment value of one RNG-ACK message Is a power value used for initial initial ranging transmission of the terminal.
  • the number of initial ranging subcarriers may be different depending on the type of ranging channel, and the number of initial ranging subcarriers is 139/2 when the subcarrier spacing of the ranging channel is 1/2 of the subcarrier spacing for data transmission.
  • the initial ranging subcarrier number may be 557/8 or 557 when the subcarrier spacing of the ranging channel is 1/8 of the subcarrier spacing for data transmission.
  • the initial offset value may be determined to be 0 or a predetermined specific value.
  • a terminal device for controlling uplink transmission power for initial data transmission after network entry may include a power value last used for initial ranging transmission and an initial ranging subcarrier number.
  • the processor may include a processor configured to determine an initial offset value by using and to determine an uplink transmission power value of the initial data transmission using the determined initial offset value.
  • the terminal device may further include a transmitter for transmitting the initial data to the base station at the determined uplink transmission power value of the initial data transmission.
  • the processor determines a power value last used for the initial ranging transmission to determine the initial offset value, wherein the power value last used for the initial ranging transmission is the first power value used for the initial ranging transmission,
  • the determination may be based on at least one of a number of power ramp-ups, a unit of size of the power ramp-ups, and a power level adjustment value according to a predetermined number of ranging response messages received from the base station.
  • the terminal can efficiently determine the uplink transmission power value to be used for transmitting the first data after entering the network based on the power value used to finally transmit the initial ranging.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of initial ranging by a terminal in an IEEE 802.16m system
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an NS-RCH format structure in an IEEE 802.16m system
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an S-RCH format structure in an IEEE 802.16m system.
  • a terminal collectively refers to a mobile or fixed user terminal device such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), and the like.
  • the base station collectively refers to any node of the network side that communicates with the terminal such as a Node B, an eNode B, a base station (BS), and an access point (AP).
  • a user equipment may receive information from a base station through downlink, and the terminal may also transmit information through uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist according to the type and purpose of the information transmitted or received by the terminal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more terminals. .
  • the base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit / receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, and a receiver ( 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 175, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 are provided with a plurality of transmit and receive antennas. Accordingly, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system. In addition, the base station 105 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • MIMO multiple input multiple output
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends them to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a null signal value.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives a stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency up-converts) these analog signals, A downlink signal suitable for transmission over a wireless channel is generated, and then the transmitting antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • the receiving antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • Receiver 140 adjusts the received signal (eg, filtering, amplifying, and frequency downconverting), and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 155 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150. Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • the processor 155 of the terminal 110 and the processor 180 of the base station 105 instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) the operation in the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memories 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 155, 180 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal 110 and the base station 105 between the wireless communication system (network) are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in the communication system. , Second layer L2, and third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the terminal and the base station may exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • Equation 1 a method for a UE to determine uplink transmission power using the following Equation 1 in an IEEE 802.16m system, which is an example of a mobile communication system, will be briefly described.
  • the UE needs to determine an uplink transmission power value when transmitting an uplink signal.
  • P represents a transmission power level (in dBm units) for each subcarrier and stream for the current transmission
  • L represents a current average downlink propagation loss estimated by the terminal.
  • L includes the transmit antenna gain and path loss of the terminal.
  • SINR Target is a target uplink signal to interference plus noise ratio (SINR) value received from a base station.
  • SINR is a target uplink signal to interference plus noise ratio (SINR) value received from a base station.
  • NI is an average noise and interference level (in dBm) per subcarrier estimated by the base station, and is a value received by the terminal from the base station.
  • Offset is a correction term for power offset for each terminal. The offset values are transmitted on the power control message from the base station, to present these two types of offset value one has an offset value of Offsetcontrol Offsetdata, control information, the offset value used for transmission is used for data transmission.
  • the processor 155 of the terminal is a signal to noise and interference ratio (SINR) value corresponding to the control channel in the case of a control channel for transmitting control information It can be applied immediately using the following table 1 defined in advance.
  • SINR signal to noise and interference ratio
  • SINR MIN (dB) is a minimum SINR value required by the base station and is a value set in a unicast power control message.
  • SINR MIN is represented by 4 bits, the value of which is one of ⁇ - ⁇ , -3, -2.5, -1, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 ⁇ Can be the value of.
  • SIR DL means a ratio of downlink signal to interference power measured by the terminal.
  • ⁇ IoT is a fairness and IoT control factor and the base station broadcasts to the terminal.
  • Alpha ( ⁇ ) is a coefficient according to the number of receiving antennas at the base station and is signaled in 3 bits as MAC power control mode signaling, where the value is, for example, ⁇ 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1 / 16, 0 ⁇ .
  • Beta ( ⁇ ) may be set to 0 or 1 by 1 bit of MAC power control mode signaling.
  • TNS is the total number of streams in the Logical Resource Unit (LRU) indicated by UL-A-MAP IE.
  • LRU Logical Resource Unit
  • Mt the number of streams per user.
  • TNS the total number of streams.
  • control channel transmission this value may be set to one.
  • the processor 155 of the terminal may determine the uplink transmission power using L, NI, offset, and SINR target values.
  • the offset value used when the UE determines uplink transmission power for data channel transmission is offset data
  • This parameter is used to determine uplink transmission power for control channel transmission.
  • offset control Parameter Such offset data Parameters and offset control
  • the parameter may be included in the AAI-UL-POWER-ADJ message and transmitted by the base station. Table 2 below shows some fields of the AAI-UL-POWER-ADJ message type in the IEEE 802.16m system.
  • OffsetData is a transmission power adjustment value transmitted by the base station and is expressed in units of 0.5 dB from -15.5 dB to 16 dB.
  • N / A offsetControl 6 OffsetContol is a transmission power adjustment value transmitted by the base station. The offset control is expressed in 0.5dB steps from -15.5dB to 16dB. N / A
  • the base station may transmit an offsetdata parameter and an offsetcontrol parameter value with a size of 6 bits to the terminal, respectively.
  • the offsetdata parameter value is a transmit power adjustment value for transmitting the data channel
  • the offsetcontrol parameter value is a transmit power adjustment value for transmitting the control channel, respectively, from -15.5 dB to 16 dB in 0.5 dB steps. It is expressed as
  • the processor 155 of the UE calculates Equation 1 by substituting the offset data parameter value received through the AAI-UL-POWER-ADJ message from the base station through the AAI-UL-POWER-ADJ message when the data channel is transmitted, thereby calculating uplink transmission power. The value can be determined. In the same manner, the processor 155 of the UE calculates Equation 1 by substituting the offset control parameter value received through the AAI-UL-POWER-ADJ message from the base station through the AAI-UL-POWER-ADJ message when the control channel is transmitted and calculates Equation 1 uplink The transmission power value can be determined.
  • the base station may transmit an offsetdata parameter value used for data channel transmission and an offsetcontrol parameter value used for control channel transmission to the terminal through an AAI-UL-POWER-ADJ message.
  • the UE may receive these values offsetdata parameter and offsetcontrol parameter values through the most recent AAI-UL-POWER-ADJ message that precedes T DL_Rx_Processing before the first uplink subframe of the frame.
  • T DL_Rx_Processing means a time required for the UE to process data burst reception.
  • the processor 155 of the terminal receives an offset value for transmitting a data channel and a control channel through an AAI-UL-POWER-ADJ message, and assigns the offset value to the offset item of Equation 1 to each data channel.
  • An uplink transmission power value for transmission and an uplink transmission power value for control channel transmission may be determined.
  • the processor 155 of the terminal needs to set an initial offsetdata parameter value to offset initial to determine an uplink transmission power for initial (or initial) data channel transmission.
  • offset initial is a value calculated by the processor 155 of the terminal in the initial ranging process.
  • the processor 155 of the terminal needs to set an initial offsetcontrol parameter value for initial control channel transmission to a sum of an offset initial parameter value and an offsetcontrol parameter value.
  • the offset initial parameter value is a value calculated by the processor 155 of the terminal during the initial ranging process as described above, and the offsetcontrol parameter value is a value transmitted by the base station to the terminal through a CDMA Allocation A-MAP IE message. .
  • the offsetcontrol parameter value is a transmission power adjustment value for transmitting a control channel, and is expressed in units of 0.5 dB from -15.5 dB to 16 dB, respectively.
  • the processor 155 of the terminal may initialize and set the offsetcontrol parameter value to 0 before starting the initial ranging process.
  • the base station may transmit the power correction value in the PC-A-MAP IE message to allow the terminal to change the transmission power.
  • Table 3 below shows a PC-A-MAP IE message type.
  • the PC-A-MAP IE message includes a power correction value of 2 bits.
  • the base station may indicate to the terminal any one of -0.5 dB, 0 dB, 0.5 dB and 1 dB as a power correction value.
  • the processor 155 of the terminal may change the offsetcontrol parameter as shown in Equation 3 below.
  • the offsetcontrol parameter value received by the UE through the AAI-UL-POWER-ADJ message in the i th frame may be replaced by an offsetControl value indicated by the AAI-UL-POWER-ADJ message from the i + 1 th frame. Also, this offsetControl value replaced in the i + 1 frame is valid for PC-A-MAP IE messages from the i + 1 th frame.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of initial ranging by a terminal in an IEEE 802.16m system.
  • the terminal may transmit an initial ranging code to a base station in a randomly selected ranging channel (S210).
  • the initial transmit power is determined by the measured RSS. If the terminal does not receive the RNG-ACK response from the base station, the terminal may increase the power level for initial ranging transmission by PIR, Step (S220). In addition, the terminal may transmit a new initial ranging code to the base station at the ramp-up transmit power (S230).
  • P IR, Step is a unit size for ramping up the transmission power whenever the terminal fails in the initial ranging attempt and may be 2 dB as an example.
  • the processor 155 of the terminal may increase the transmit power until the maximum transmit power is reached for initial ranging success.
  • the initial ranging transmission power of the terminal may be calculated as in Equation 4 below.
  • the UE may receive from the base station through S-SFH (Secondary-SuperFrame Header) SP2 (SubPacket2) and SP1 (SubPacket1), respectively.
  • RSS represents the strength of the received signal strength measured by the terminal.
  • the terminal transmits an initial ranging code to the base station at the transmission power determined by Equation 4, and continues mode without power adjustment (power level adjustment indication bit is 0) in response to transmission of the corresponding ranging code from the base station. If the RNG-ACK is received, the UE may use the most recent ranging transmission power as the initial transmission power level for the next continuous ranging transmission. However, if there is no RNG-ACK response from the base station within a predetermined time, the processor 155 of the terminal may ramp up the transmit power for the next ranging transmission.
  • the transmit power for the continue mode May be based on power most recently used for ranging, and the processor 155 of the UE may adjust the transmit power using the value of the power level adjustment field of the RNG-ACK.
  • the most recent ranging transmission power may be used as the initial transmission power level for the next subsequent ranging transmission. However, if there is no RNG-ACK response from the base station within a predetermined time, the processor 155 of the terminal may ramp up the transmit power for the next ranging transmission.
  • the RNG-ACK message may include, for example, a 4-bit power level adjustment field.
  • the power level adjustment field informs the user of a power level adjustment value to be applied to the current transmit power for initial ranging in multiples of 1 dB.
  • the processor 155 of the terminal may adjust the power level using a value indicated by the power level adjustment field, and use the adjusted power level as a power level for the next continuous ranging transmission.
  • the processor 155 of the terminal needs to determine an offset initial parameter value that is an initial offset value.
  • the processor 155 of the terminal may determine the offset initial parameter value using the following equation (5).
  • L represents the current average downlink propagation loss estimated by the terminal.
  • L includes the transmit antenna gain and path loss of the terminal.
  • NI is an average noise and interference level (in dBm) per subcarrier estimated by the base station and is a value received by the terminal from the base station.
  • the processor 155 of the terminal in order for the processor 155 of the terminal to determine the offset initial parameter value using Equation 5, besides the downlink propagation loss L, , , We need to calculate
  • Equation 6 Is a value that the base station informs the terminal through a CDMA Allocation A-MAP IE message. Is the default value of the initial ranging target SINR. Default values of the other uplink power control parameters, including the following are shown in Table 4.
  • the value is set to 0 dB. These are shown in Table 4 Other uplink power control parameters, including the value of the pre-set is a value known to the terminal.
  • the terminal receives from the base station through the CDMA Allocation A-MAP IE message And default values Sum the values Can be calculated.
  • Equation 5 Is the number of initial ranging subcarrier numbers. That is, the number of subcarriers allocated for ranging.
  • the subcarrier spacing of the ranging channel may be different from the normal subcarrier (ie, subcarrier for data transmission). Therefore, the subcarrier spacing of the ranging channel can be expressed by 1 / S times the subcarrier spacing. In general, the subcarrier spacing of the ranging channel is smaller than the subcarrier spacing for data transmission.
  • the ranging channels include Non-Synchronized-Ranging CHannel (NS-RCH) and Synchronized-Ranging CHannel (S-RCH).
  • NS-RCH Non-Synchronized-Ranging CHannel
  • S-RCH Synchronized-Ranging CHannel
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an S-RCH format structure in an IEEE 802.16m system.
  • the S-RCH is used for periodic ranging, and a terminal which is already synchronized with a target base station targeted for handover is allowed to transmit a periodic ranging signal.
  • the physical structure of the S-RCH occupies 6 OFDMA symbols and 72 subcarriers starting with the first OFDMA symbol in one subframe. Six OFDMA symbols have two repeated signal waveforms. As a basic unit, each signal waveform is generated by a ranging preamble code over three OFDMA symbols and 72 subcarriers.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an NS-RCH format structure in an IEEE 802.16m system.
  • the NS-RCH is used for ranging and negotiation for a target base station by the terminal during initial access, handover, and handover.
  • the physical NS-RCH is ranging subcarrier spacing Depending on the Ranging Preamble (RP) having a length, It consists of a ranging Cyclic Prefix (RCP) having a length.
  • the physical structure of the NS-RCH occupies a localized bandwidth corresponding to one subband.
  • NS-RCH format 0 is allocated to one uplink subframe
  • NS-RCH format 1 is allocated to three uplink subframes. Format 0 has a repeating structure as shown in FIG. NS-RCH has different S values depending on the format.
  • the transmission start point of the NS-RCH is aligned with the start point of the corresponding uplink subframe in the downlink synchronized UE.
  • the S-RCH and the NS-RCH have different physical structures and types.
  • the ranging channel uses a frequency region of one subband.
  • One subband contains a total of 72 subcarriers. If S is 2, the total number of subcarriers is 144. Actually, 139 subcarriers are used and the remaining five subcarriers are not used.
  • the PSD level of the offset initial needs to maintain the same subcarrier spacing with the control channels except for the data channel and NS-RCH. have.
  • Offset initial is the subcarrier power of the ranging channel.
  • an operation is performed after converting the subcarrier power of the ranging channel to the general subcarrier power to become an offset initial for the general subcarrier.
  • the processor 255 of the terminal We need to calculate Is the final initial ranging transmission power. May be expressed as in Equation 7 below.
  • P IR, Step is a unit of power ramp-up (2dB)
  • Power level adjustment value of the -ACK message Is a value calculated by Equation 4 above as the initial ranging transmission power of the terminal.
  • the processor 155 of the terminal determines the final initial ranging transmit power value ( ) Can be calculated.
  • the initial offset value ( initial offset) for initial data channel transmission can be calculated using.
  • the processor 155 of the terminal may determine the uplink transmission power value for the initial data channel transmission according to Equation 1 by substituting the calculated offset initial value into the offset parameter in Equation 1. .
  • the UE When the UE transmits a ranging request message (eg, an AAI-RNG-REQ message) after performing an initial ranging process, the UE may include an Offset initial value in the AAI-RNG-REQ message and transmit it to the serving base station.
  • the number of times the terminal attempts initial ranging is limited to not more than a few times. Therefore, when the offset initial exceeds the maximum initial ranging attempt number, the terminal resets this value to 0 or an arbitrary value. When such a situation occurs, the terminal may attempt initial ranging again to the base station which initially attempted, or may attempt initial ranging to another base station.
  • the terminal may calculate an uplink transmission power value for transmitting the initial data channel after the initial ranging success.
  • a method of controlling uplink transmission power for initial data transmission after network entry and a terminal device using the same may be industrially applied to a wireless communication system such as IEEE 802.16m, 3GPP LTE, and LTE-A system. .

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Abstract

무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 단말 장치에서, 프로세서는 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값과 초기 레인징 부반송파 개수를 이용하여 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력을 결정하기 위한 초기 옵셋값을 결정하고, 결정한 초기 옵셋값을 이용하여 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다. 송신기는 결정된 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값으로 초기 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다. 프로세서는 초기 옵셋값을 결정하기 위해 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값을 결정하되, 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값을 초기 레인징 전송에 사용한 전력값, 전력 램프-업(ramp-up)한 횟수, 전력 램프-업의 크기 단위 및 기지국으로부터 소정 횟수의 레인징 응답 메시지 수신에 따른 전력 레벨 조정값 중 적어도 하나에 기초하여 결정할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
광대역 무선 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM), 직교 주파수 분할 다중화 접속 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 방식에 기반하고 있으며, 다수의 부반송파들을 이용하여 물리채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 전송이 가능하다.
무선통신 시스템에서 데이터의 수신 및 복조를 위해서는 송신기 및 수신기 간에 동기화하는 것이 필요하다. 특히 기지국과 단말 간의 채널 환경이 지속적으로 변하는 무선통신 시스템에서, 성공적인 데이터의 송신 및 수신을 위해서는 기지국 및 단말 간에 시그널링(signaling)을 통해 동기를 맞추어야 한다. 하향링크에서는 기지국이 여러 단말들에게 하나의 기준 타이밍으로 일괄 송신하므로 문제가 되지 않으나, 상향링크에서는 여러 단말들이 제각각 송신하여 각각의 신호가 동일하지 않게 도착하므로 전파 지연이 다르게 나타날 수 있다. 이를 위한 별도의 타이밍 동기화 방법이 필요하게 되는데 이것이 바로 레인징(Ranging)이다. 즉, 여러 단말이 송신 시간에 대한 동기를 올바르게 조정할 수 있게 하기 위한 절차이다.
다수의 단말들은 기지국에서 전송하는 데이터 프레임과 하향링크 동기를 맞춘다. 단말들이 동기를 맞출 수 있도록 하기 위한 하나의 방식으로 기지국은 전송하는 프레임의 일부에 동기화를 위한 프리앰블(preamble)을 삽입할 수 있다. 이와 같이 단말들은 프리앰블을 통해 하향링크 채널에 대한 동기를 맞춘다. 또는 기지국은 별도의 동기화 채널(synchronization channel)을 이용할 수 있다. 상향링크에서는 각 단말이 자신에게 할당된 시간 및/또는 주파수 영역을 통해 기지국으로 데이터를 전송해야 단말 간 간섭을 피하고 기지국이 데이터를 수신할 수 있다. 따라서, 상향링크 동기를 위해서는 각 단말의 채널환경을 고려하여, 기지국 및 단말 간에 시그널링을 통해 동기를 조정할 필요가 있다.
초기 레인징(initial ranging) 과정은 단말과 기지국 간의 정확한 타이밍 옵셋(timing offset)을 얻고, 초기에 전송전력을 조정하기 위한 과정이다. 단말의 전원이 온(ON)되면, 단말은 수신되는 하향링크 프리앰블 신호로부터 하향링크 동기를 획득한다. 이어서, 단말은 상향링크 타이밍 오프셋과 전송 전력을 조정하기 위해 초기 레인징을 수행한다. 초기 레인징과 달리 주기적 레인징(periodic
ranging)은 초기 레인징 후에 상향링크 타이밍 오프셋과 수신신호 강도를 주기적으로 추적하는(track) 과정이다. 그 외에 단말이 기지국에 대역폭을 요구하는 목적의 대역폭 요청 레인징(Bandwidth Request Ranging)과 단말이 핸드오버 동안 다른 기지국과의 동기화를 위해 단말에 의해 수행되는 핸드오버 레인징(Handover Ranging) 과정이 있다. 핸드오버 레인징은 이동하는 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하기 위해 필요한 과정이다. 핸드오버 레인징은 단말과 타겟 기지국이 망 진입/재진입을 위한 관리 메시지 송수신 절차를 수행하기 위해 비경쟁 방식의 초기 레인징 전송 기회를 획득할 수도 있다는 점을 제외하고는 초기 레인징과 같다. 단말은 서빙 기지국 ID와 레인징 목적 지시자(indicator) 정보를 레인징 요청 메시지에 포함함으로써 현재 핸드오버를 수행하고 있다는 것을 타겟 기지국에게 알릴 수 있다. 이 경우 타겟 기지국이 해당 단말의 정보를 백본을 통해 미리 수신하지 못하였다면, 타겟 기지국은 백본을 통해 기지국에게 단말의 정보를 요청할 수도 있다.
단말이 초기 레인징을 성공적으로 완료한 후에 처음으로 데이터를 전송하게 된다. 단말은 신호 전송 시 상향링크 전송 전력을 결정한다. 그러나, 초기 레인징을 성공적으로 완료한 후 첫 데이터를 보내기 위한 상향링크 전송 전력값을 결정하는 방법과 이 상향링크 전송 전력값 결정에 사용되는 초기 옵셋값 파라미터를 결정하는 방법에 대해서 아직까지 제안한 바가 없었다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 단말이 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 단말이 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법은, 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값과 초기 레인징 부반송파 개수를 이용하여 초기 옵셋값을 결정하는 단계; 및 상기 결정한 초기 옵셋값을 이용하여 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 결정된 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값으로 초기 데이터를 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 초기 옵셋값을 결정하는 단계는 상기 최종적으로 초기 레인징 전송에 사용된 전력값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있되, 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값은 처음으로 초기 레인징 전송에 사용한 전력값, 전력 램프-업(ramp-up)한 횟수, 상기 전력 램프-업의 크기 단위 및 기지국으로부터 소정 횟수의 레인징 응답 메시지 수신에 따른 전력 레벨 조정값 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 초기 옵셋값 결정 단계는 초기 레인징 신호대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR) 값을 더 이용하여 상기 초기 옵셋값을 결정할 수 있다. 초기 옵셋값 결정 단계는 상기 단말의 송신 안테나 이득 및 경로 손실(path loss)에 해당하는 값(L)과 기지국에서 추정한 부반송파 별(per subcarrier) 평균 잡음 및 간섭 레벨(NI) 중 적어도 하나를 더 이용하여 상기 초기 옵셋값을 결정할 수 있다. 여기서, 초기 옵셋값은 다음 수학식 A에 의해 계산되며, 수학식 A는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000001
이고, 여기서,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000002
는 상기 최종적으로 초기 레인징 전송에 사용된 전력값,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000003
는 초기 레인징 부반송파 개수,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000004
는 상기 초기 레인징 SINR값이다. 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값은 다음 수학식 B와 같이 표현될 수 있으며 수학식 B는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000005
이며, 여기서, PIR,Step 은 전력 램프-업(ramp up) 하는 크기 단위, PRNG-ACK (m)은 레인징 과정 수행 시 단말이 m(m=1, 2, … , M)번째 수신한 RNG-ACK 메시지의 전력 레벨 조정 값,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000006
은 단말의 최초의 초기 레인징 전송에 사용된 전력값이다. 상기 초기 레인징 부반송파 개수는 레인징 채널의 타입에 따라 서로 다를 수 있으며, 상기 초기 레인징 부반송파 개수는 레인징 채널의 부반송파 간격이 데이터 전송을 위한 부반송파 간격의 1/2인 경우에는 139/2 또는 139일 수 있고, 상기 초기 레인징 부반송파 개수는 레인징 채널의 부반송파 간격이 데이터 전송을 위한 부반송파 간격의 1/8인 경우에는 557/8 또는 557일 수 있다. 상기 초기 레인징 시도 횟수가 사전에 설정된 횟수를 초과하게 되면 상기 초기 옵셋값은 0 또는 사전에 설정된 특정 값으로 결정될 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치는, 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값과 초기 레인징 부반송파 개수를 이용하여 초기 옵셋값을 결정하고, 상기 결정한 초기 옵셋값을 이용하여 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 단말 장치는 결정된 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값으로 상기 초기 데이터를 기지국으로 전송하는 송신기를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 상기 초기 옵셋값을 결정하기 위해 상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값을 결정하되, 상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값을 처음으로 초기 레인징 전송에 사용한 전력값, 전력 램프-업(ramp-up)한 횟수, 상기 전력 램프-업의 크기 단위 및 기지국으로부터 소정 횟수의 레인징 응답 메시지 수신에 따른 전력 레벨 조정값의 합 중 적어도 하나에 기초하여 결정할 수 있다.
본 발명에 따라, 단말은 최종적으로 초기 레인징을 전송하는데 사용된 전력값 등에 기초하여 네트워크 진입 후 처음 데이터를 전송하는데 사용할 상향링크 전송 전력값을 효율적으로 결정할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도
도 2는 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 초기 레인징을 수행하는 과정을 나타낸 도면,
도 3은 IEEE 802.16m 시스템에서의 NS-RCH 포맷 구조를 나타낸 도면, 그리고,
도 4는 IEEE 802.16m 시스템에서의 S-RCH 포맷 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 IEEE 802.16m 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16m의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, BS(Base Station), AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO), MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로(null)의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(up-converting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110)의 프로세서(155) 및 기지국(105)의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(155, 180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말(110)과 기지국(105)이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
이하에서 이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 다음 수학식 1을 이용하여 상향링크 전송 전력을 결정하는 방법에 대해 간단히 설명한다. 일반적으로, 단말은 상향링크 신호를 전송할 때 상향링크 전송 전력값을 결정할 필요가 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2011005207-appb-M000001
여기서, P는 현재 전송에 대한 부반송파 및 스트림 별로의 전송 전력 레벨(dBm 단위)을 나타내고, L은 단말에 의해 추정된 현재의 평균 하향링크 전파 손실(propagation loss)을 나타낸다. L은 단말의 송신 안테나 이득 및 경로 손실(path loss)를 포함하고 있다. SINRTarget은 기지국으로부터 수신한 타겟 상향링크 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 값이다. NI는 기지국에서 추정한 부반송파 별(per subcarrier) 평균 잡음 및 간섭 레벨(dBm 단위)로서, 단말이 기지국으로부터 수신하는 값이다. Offset(옵셋)은 단말 별로의 전력 옵셋을 위한 보정 항목(term)이다. 이 옵셋값은 기지국으로부터 전력 제어 메시지를 통해 전송되며, 두 가지 종류의 옵셋 값이 존재하는데 하나는 데이터 전송에 사용되는 옵셋값인 Offsetdata, 제어 정보 전송을 위해 사용되는 옵셋값인 Offsetcontrol가 있다.
상기 수학식 1을 적용하는 데 있어서, 단말의 프로세서(155)는 제어 정보를 전송하는 제어 채널의 경우 해당 제어 채널에 대응하는 타겟 신호대 잡음 및 간섭비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR) 값을 사전에 정의된 다음 표 1을 이용하여 바로 적용 가능하다.
표 1
Figure PCTKR2011005207-appb-T000001
그러나, 단말이 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력값을 결정하는 경우에는 다음 수학식 2를 이용하여 타겟 SINR 값을 설정할 필요가 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2011005207-appb-M000002
여기서, SINRMIN(dB)는 기지국에서 요구하는 최소 SINR값으로, 유니캐스트 전력 제어 메시지로 설정되는 값이다. SINRMIN는 4 비트로 표현되며, 그 값은 예를 들어, {-∞, -3, -2.5, -1, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5} 중에서 하나의 값이 될 수 있다. SIRDL는 단말이 측정한 하향링크 신호 대 간섭 전력의 비율을 의미한다.
γIoT는 공평(fairness) 및 IoT 제어 계수(factor)이고 기지국이 단말로 방송해 준다. Alpha(α)는 기지국에서 수신 안테나의 수에 따른 계수이고, MAC 전력 제어 모드 시그널링으로서 3비트로 시그널링되며, 이때 값은 예를 들어, {1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 0}와 같은 값으로 표현될 수 있다. Beta(β)는 1 비트의 MAC 전력 제어 모드 시그널링 으로 0 또는 1로 설정될 수 있다.
TNS는 UL-A-MAP IE에 의해 지시되는 LRU(Logical Resource Unit)에서의 총 스트림 수 이다. SU-MIMO(Single User-MIMO)의 경우에, 이 값은 Mt로 설정되는데 Mt는 사용자 별 스트림 수이다. CSM의 경우, 이 값은 TNS로 설정되고 총 스트림 수이다. 제어 채널 전송의 경우에, 이 값은 1로 설정될 수 있다.
이와 같이, 단말의 프로세서(155)는 L, NI, offset, SINRTarget 값을 이용하여 상향링크 전송 전력을 결정할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 단말이 데이터 채널 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 결정할 때 사용하는 옵셋값은 offset data 파라미터이고, 제어 채널 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 결정할 때에 사용하는 offset control 파라미터이다. 이러한 offset data 파라미터 및 offset control 파라미터는 기지국이 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지에 포함시켜 단말 별로 전송해 줄 수 있다. 다음 표 2는 IEEE 802.16m 시스템에서의 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지 타입 중 일부 필드를 나타낸 표이다.
표 2
필드(Field) 크기(비트) 값/설명 조건
offsetData 6 OffsetData는 기지국이 전송한 전송 전력 조정값으로서, 각 -15.5 dB에서 16dB까지 0.5dB 단위로 표현된다. N/A
offsetControl 6 OffsetContol는 기지국이 전송한 전송 전력 조정값으로서, 각 -15.5dB에서 16dB까지 0.5dB 단위로 표현된다 N/A
표 2를 참조하면, 기지국은 단말에게 각각 6 비트 크기로 offsetdata 파라미터 및 offsetcontrol 파라미터 값을 전송해 줄 수 있다. offsetdata 파라미터 값은 데이터 채널을 전송하기 위한 전송 전력 조정값(transmit power adjustment value), offsetcontrol 파라미터 값은 제어 채널을 전송하기 위한 전송 전력 조정값으로서, 각각 -15.5 dB에서 16dB까지 0.5dB 단계(step)로 표현된다.
단말의 프로세서(155)는 데이터 채널 전송 시에는 기지국으로부터 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지를 통해 수신한 offsetdata 파라미터 값을 상기 수학식 1의 offset 값에 대입하여 수학식 1을 계산하여 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다. 마찬가지로, 단말의 프로세서(155)는 제어 채널 전송 시에는 기지국으로부터 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지를 통해 수신한 offsetcontrol 파라미터 값을 상기 수학식 1의 offset 값에 대입하여 수학식 1을 계산하여 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다.
이와 같이, 기지국이 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지를 통해 데이터 채널 전송에 사용되는 offsetdata 파라미터 값 및 제어 채널 전송에 사용되는 offsetcontrol 파라미터 값을 단말에게 전송해 줄 수 있다. 이때, 단말은 프레임의 첫 번째 상향링크 서브프레임 보다 TDL_Rx_Processing 만큼 선행하는 가장 최근 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지를 통해 이 값들 offsetdata 파라미터 및 offsetcontrol 파라미터 값을 수신할 수 있다. 여기서, TDL_Rx_Processing 은 단말이 데이터 버스트 수신을 처리하는데 필요한 시간을 의미한다.
살펴본 바와 같이, 단말의 프로세서(155)는 데이터 채널 및 제어 채널을 전송을 위한 옵셋값을 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지를 통해 수신하고, 이를 상기 수학식 1의 옵셋 항목에 대입하여 각각 데이터 채널 전송을 위한 상향링크 전송 전력값과 제어 채널 전송을 위한 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다.
단말의 프로세서(155)는 초기 레인징을 성공한 후에 초기(혹은 처음) 데이터(initial data) 채널 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 결정하기 위해 초기 offsetdata 파라미터 값을 offsetinitial으로 설정할 필요가 있다. 여기서, offsetinitial는 초기 레인징 과정에서 단말의 프로세서(155)가 계산하는 값이다. 또한, 단말의 프로세서(155)는 초기 레인징을 성공한 후에 초기 제어 채널 전송을 위한 초기 offsetcontrol 파라미터 값을 offsetinitial 파라미터 값과 offsetcontrol 파라미터 값의 합으로 설정할 필요가 있다. 여기서, offsetinitial 파라미터 값은 상술한 바와 같이 단말의 프로세서(155)가 초기 레인징 과정에서 계산하는 값이며, offsetcontrol 파라미터 값은 기지국이 CDMA Allocation A-MAP IE 메시지를 통해 단말에게 전송해 주는 값이다. offsetcontrol 파라미터 값은 제어 채널을 전송하기 위한 전송 전력 조정값으로서, 각각 -15.5 dB에서 16dB까지 0.5dB 단위로 표현된다. 단말의 프로세서(155)는 초기 레인징 과정을 시작하기 전에는 offsetcontrol 파라미터 값은 0으로 초기화하여 설정해 놓을 수 있다.
한편, 기지국은 PC-A-MAP IE 메시지에서 전력 보정값에 전송해 줌으로써 단말이 전송 전력을 변경하도록 할 수 있다. 다음 표 3은 PC-A-MAP IE 메시지 타입을 나타낸 표이다.
표 3
Syntex 크기(비트) 설명(Notes)
PC-A-MAP IE format {
Power correction value 2 0b00 = -0.5dB0b01 = 0.0 dB0b10 = -0.5dB0b11 = 1dB
}
표 3을 참조하면, PC-A-MAP IE 메시지는 2 비트 크기의 전력 보정값(power correction value)을 포함하고 있다. 기지국은 단말에게 전력 보정값으로 -0.5 dB, 0 dB, 0.5 dB 및 1 dB 중 어느 하나를 단말에게 지시해 줄 수 있다. 단말이 기지국으로부터 PC-A-MAP IE 메시지를 수신하면, 단말의 프로세서(155)는 offsetcontrol 파라미터를 다음 수학식 3과 같이 변경될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2011005207-appb-M000003
여기서,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000007
는 기지국으로부터 PC-A-MAP IE 메시지를 통해 수신한 상기 표 3에 있는 하나의 전력 보정값일 수 있다. 단말이 i 번째 프레임에서 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지를 통해 수신한 offsetcontrol 파라미터 값은 i+1 번째 프레임으로부터의 AAI-UL-POWER-ADJ 메시지에 의해 지시된 offsetControl 값에 의해 대체될 수 있다. 또한, i+1 프레임에서 대체된 이 offsetControl 값이 i+1 번째 프레임으로부터의 PC-A-MAP IE 메시지에 유효하다.
이하에서는 단말이 초기 레인징을 수행하는 과정과 초기 레인징 성공 후에 초기 데이터를 전송하기 위한 상향링크 전송 전력값을 결정하는 방법을 설명한다.
도 2는 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 초기 레인징을 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 초기 레인징을 위해, 단말은 임의로 선택된 레인징 채널에서 초기 레인징 코드를 기지국으로 전송할 수 있다(S210). 초기 전송 전력은 측정된 RSS에 따라 결정된다. 단말이 기지국으로부터 RNG-ACK 응답을 수신하지 못하면, 단말은 초기 레인징 전송을 위한 전력 레벨을 PIR,Step 만큼 증가시킬 수 있다(S220). 그리고, 단말은 램프-업된 전송 전력으로 새로운 초기 레인징 코드를 기지국으로 전송할 수 있다(S230).
여기서, PIR,Step는 단말이 초기 레인징 시도 실패시 마다 전송 전력을 램프-업(ramp up)하는 단위 크기이며 일 예로서 2dB 일 수 있다. 단말의 프로세서(155)는 초기 레인징 성공을 위해 최대 전송 전력에 도달할 때까지 전송 전력을 증가시킬 수 있다. 단말의 초기 레인징 전송 전력은 다음 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2011005207-appb-M000004
여기서,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000008
는 최소 타겟팅 수신 전력이며,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000009
는 기지국의 전송 전력으로 각각 기지국으로부터 S-SFH(Secondary-SuperFrame Header) SP2(SubPacket2) 및 SP1(SubPacket1)을 통해 단말이 수신할 수 있다. RSS는 단말이 측정한 수신신호 세기 강도를 나타낸다.
단말이 상기 수학식 4에 의해 결정된 전송 전력으로 기지국으로 초기 레인징 코드를 전송하고, 기지국으로부터 해당 레인징 코드 전송에 대한 응답으로 전력 조정 없이(전력 레벨 조정 지시 비트가 0) 계속 모드(continue mode)를 위한 RNG-ACK를 수신한다면, 단말은 가장 최근의 레인징 전송 전력을 다음 계속되는 레인징 전송을 위한 초기 전송 전력 레벨로 사용할 수 있다. 그러나, 만약 소정 시간 내에 기지국으로부터 RNG-ACK 응답이 없다면, 단말의 프로세서(155)는 다음 레인징 전송을 위해 전송 전력을 램프-업(Ramp-up) 시킬 수 있다.
단말이 기지국으로부터 해당 레인징 코드 전송에 대한 응답으로 전력 조정 있는(전력 레벨 조정 지시 비트가 1) 계속 모드(continue mode)를 위한 RNG-ACK를 수신한다면, 계속 모드(continue mode)를 위한 전송 전력은 가장 최근에 레인징에 사용된 전력에 기초할 수 있으며, 단말의 프로세서(155)는 RNG-ACK의 전력 레벨 조정 필드의 값을 이용하여 전송 전력을 조정할 수 있다.
가장 최근의 레인징 전송 전력을 다음 계속되는 레인징 전송을 위한 초기 전송 전력 레벨로 사용할 수 있다. 그러나, 만약 소정 시간 내에 기지국으로부터 RNG-ACK 응답이 없다면, 단말의 프로세서(155)는 다음 레인징 전송을 위해 전송 전력을 램프-업 시킬 수 있다. RNG-ACK 메시지는 일 예로서 4 비트 크기의 전력 레벨 조정 필드를 포함할 수 있으며, 전력 레벨 조정 필드는 단말이 초기 레인징을 위해 현재 전송 전력에 적용할 전력 레벨 조정값을 1dB의 배수로 알려준다. 단말의 프로세서(155)는 전력 레벨 조정 필드가 지시하는 값을 이용하여 전력 레벨을 조정하고, 조정된 전력 레벨을 다음 계속되는 레인징 전송을 위한 전력 레벨로서 사용할 수 있다.
단말이 N번의 전력 램프-업, M번의 RNG-ACK 수신으로 초기 레인징 과정을 성공적으로 완료하면, 단말의 프로세서(155)는 초기 옵셋값인 offsetinitial 파라미터 값을 결정할 필요가 있다. 단말의 프로세서(155)는 offsetinitial 파라미터 값을 다음 수학식 5를 이용하여 결정할 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2011005207-appb-M000005
여기서, L은 단말에 의해 추정된 현재의 평균 하향링크 전파 손실(propagation loss)을 나타낸다. L은 단말의 송신 안테나 이득 및 경로 손실(path loss)를 포함하고 있다. NI는 기지국에서 추정한 부반송파 별(per subcarrier) 평균 잡음 및 간섭 레벨(dBm 단위)로서, 단말이 기지국으로부터 수신한 값이다. 그리고, 단말의 프로세서(155)가 상기 수학식 5를 이용하여 offsetinitial 파라미터 값을 결정하기 위해서는, 하향링크 전파 손실 L외에
Figure PCTKR2011005207-appb-I000010
,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000011
,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000012
을 먼저 계산할 필요가 있다.
여기서,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000013
는 다음 수학식 6와 같이 나타낼 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2011005207-appb-M000006
상기 수학식 6에서,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000014
은 기지국이 CDMA Allocation A-MAP IE 메시지를 통해 단말에게 알려주는 값이며,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000015
은 초기 레인징 타겟 SINR의 디폴트(default)값이다.
Figure PCTKR2011005207-appb-I000016
을 비롯한 다른 상향링크 전력 제어 파라미터들의 디폴트값은 다음 표 4와 같다.
표 4
Figure PCTKR2011005207-appb-T000002
표 4를 참조하면,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000017
값은 0dB로 설정되어 있다. 이러한 표 4에 나타낸
Figure PCTKR2011005207-appb-I000018
을 비롯한 다른 상향링크 전력 제어 파라미터들의 값은 사전에 설정되어 단말이 알고 있는 값이다. 단말은 기지국으로부터 CDMA Allocation A-MAP IE 메시지를 통해 수신한
Figure PCTKR2011005207-appb-I000019
과 디폴트값으로 설정되어 있는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000020
값을 합하여
Figure PCTKR2011005207-appb-I000021
를 계산할 수 있다.
또한, 단말의 프로세서(155)는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000022
를 결정할 필요가 있다. 상기 수학식 5에서
Figure PCTKR2011005207-appb-I000023
는 초기 레인징 부반송파 번호의 수(the number of initial ranging subcarrier number)이다. 즉, 레인징을 위해 할당된 부반송파의 수를 말한다. IEEE 802.16m 시스템에서의 레인징 채널의 부반송파 간격은 통상 부반송파(즉, 데이터 전송을 위한 부반송파) 간격과 다를 수 있다. 따라서, 레인징 채널의 부반송파 간격은 통상 부반송파 간격의 1/S 배로 표현할 수 있다. 일반적으로, 레인징 채널의 부반송파 간격이 데이터 전송을 위한 부반송파 간격 보다 작다.
레인징 채널에는 비-동기화된 레인징 채널(Non-Synchronized-Ranging CHannel, NS-RCH), 동기화된 레인징 채널(Synchronized-Ranging CHannel, S-RCH)이 있다. 레인징 채널은 그 레인징 채널 타입에 따라 구조가 다르다.
도 3은 IEEE 802.16m 시스템에서의 S-RCH 포맷 구조를 나타낸 도면이다.
S-RCH는 주기적 레인징을 위해 사용되며, 이미 핸드오버의 대상이 되는 타겟 기지국과 동기화되어 있는 단말은 주기적 레인징 신호를 전송하도록 허용된다. S-RCH의 물리적 구조는 한 서브프레임 내의 첫 번째 OFDMA 심볼부터 시작하여 6개의 OFDMA 심볼과 72개의 부반송파를 차지하고 있다. 6개의 OFDMA 심볼에는 2개의 반복된 신호 파형을 가지고 있다. 기본 유닛(basic unit)으로서 각 신호 파형은 3개의 OFDMA 심볼과 72개의 부반송파 상에 걸쳐서 레인징 프리앰블 코드에 의해 생성된다.
도 4는 IEEE 802.16m 시스템에서의 NS-RCH 포맷 구조를 나타낸 도면이다.
한편, NS-RCH는 단말이 초기 접속 및 핸드오버, 핸드오버 시 타겟 기지국에 대한 레인징과 협상을 위해 사용된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 물리적 NS-RCH는 레인징 부반송파 간격
Figure PCTKR2011005207-appb-I000024
에 따라
Figure PCTKR2011005207-appb-I000025
길이를 갖는 레인징 프리앰블(Ranging Preamble, RP),
Figure PCTKR2011005207-appb-I000026
길이를 갖는 레인징 사이클릭 프리픽스(Ranging Cyclic Prefix, RCP)로 구성된다. NS-RCH의 물리적 구조는 1개의 부대역(subband)에 해당하는 로컬화된 대역폭(localized bandwidth)을 차지하고 있다. 도 3을 참조하면, NS-RCH 포맷 0은 1개의 상향링크 서브프레임에 할당되어 있고, NS-RCH 포맷 1은 3개의 상향링크 서브프레임에 할당되어 있다. 포맷 0은 도 3에 도시한 바와 같이 반복되는 구조를 가지고 있다. NS-RCH은 포맷에 따라 S 값이 다르다. NS-RCH의 전송 시작점은 하향링크 동기화된 단말에서의 해당 상향링크 서브프레임 시작점과 타이밍이 맞춰져(aligned) 있다. 예를 들면, NS-RCH의 부반송파 간격은 포맷에 따라 데이터 전송을 위한 부반송파 간격의 1/2 혹은 1/8이 될 수 있다(즉, S=2, 또는 8). 이와 같이, 도 3 및 도 4에서 살펴본 바와 같이 S-RCH와 NS-RCH는 물리적 구조와 타입이 다르다.
IEEE 802. 16m 시스템에서 레인징 채널은 1 부대역(subband) 단위의 주파수 영역을 사용한다. 1 부대역은 총 72개의 부반송파를 포함하고 있다. S가 2일 경우에는 총 부반송파 수는 144개가 되며 실제로 사용되는 부반송파는 139개이고 나머지 5개의 부반송파는 사용되지 않는다. 이 경우, 단말의 프로세서(155)는 139개의 부반송파 만큼만 파워를 할당하게 된다. S=8일 경우 실제로 사용되는 부반송파 수는 557개가 된다. 따라서 단말의 프로세서(155)는 초기 레인징 부반송파의 수를 나타내는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000027
를 139 또는 557로 하여 Offsetinitial을 계산할 수 있다. 혹은 단말의 프로세서(155)는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000028
를 139/2 또는 557/8 로 하여 Offsetinitial을 계산할 수 있다. 여기서,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000029
가 소수점으로 표시되는 경우에는 ceil 함수를 이용하여 소수점 이하를 올림하거나, floor 함수를 이용하여 소수점 이하를 버림하여 정수로 나타낼 수 있다.
부반송파 별 PSD 레벨로 상향링크 전력 제어(ULPC)가 동작하는 관점에서, Offsetinitial의 PSD 레벨은 데이터 채널, NS-RCH을 제외한 제어 채널들과의 부반송파 스페이싱(subcarrier spacing)을 동일하게 유지 시켜줄 필요가 있다.
레인징 채널이 다른 데이터 채널의 부반송파 스페이싱(subcarrier spacing)과 같다면 Offsetinitial은 레인징 채널의 부반송파 전력(
Figure PCTKR2011005207-appb-I000030
)에서 일반 부반송파 파워 레벨의 L+SINRsynchRanging+NI을 뺀 값과 같을 수 있다. 그러나, 이때에도 레인징 채널의 부반송파 전력을 일반 부반송파 전력으로 변환 후 연산이 이루어져야 일반 부반송파를 위한 Offsetinitial이 되는 것이다.
또한, 단말의 프로세서(255)는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000031
를 계산할 필요가 있다.
Figure PCTKR2011005207-appb-I000032
는 최종 초기 레인징 전송 전력값(final initial ranging transmission power)이다.
Figure PCTKR2011005207-appb-I000033
는 다음 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2011005207-appb-M000007
여기서, PIR,Step 은 전력 램프-업(ramp up) 하는 크기 단위로 2dB, PRNG-ACK (m)은 레인징 과정 수행 시 m(m=1, 2, … , M)번째 수신한 RNG-ACK 메시지의 전력 레벨 조정 값이다.
Figure PCTKR2011005207-appb-I000034
은 단말의 초기 레인징 전송 전력으로 앞서 상기 수학식 4에서 계산되는 값이다. 수학식 7을 이용하여 단말의 프로세서(155)는 최종 초기 레인징 전송 전력값(
Figure PCTKR2011005207-appb-I000035
)을 계산할 수 있다.
이와 같이, 단말의 프로세서(155)는
Figure PCTKR2011005207-appb-I000036
,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000037
,
Figure PCTKR2011005207-appb-I000038
등 을 이용하여 초기 데이터 채널 전송을 위한 초기 옵셋값(offsetinitial)을 계산할 수 있다. 또한, 단말의 프로세서(155)는 계산한 초기 옵셋값(offsetinitial)을 상기 수학식 1에 offset 파라미터에 대입하여 상기 수학식 1에 따라 초기 데이터 채널 전송을 위한 상향링크 전송 전력값을 결정할 수 있다.
단말은 초기 레인징 과정 수행 후에 레인징 요청 메시지(예를 들어, AAI-RNG-REQ 메시지)를 전송할 때, AAI-RNG-REQ 메시지에 Offsetinitial의 값을 포함시켜 서빙 기지국으로 전송할 수 있다. 한편, 단말이 초기 레인징을 시도하는 횟수는 몇 회 이상 하지 못하도록 제한되어 있다. 따라서, 상기 Offsetinitial은 최대 초기 레인징 시도 횟수를 초과하게 되면 단말은 이 값을 0 또는 임의의 값으로 리셋한다. 이러한 상황이 발생하면 단말은 초기 시도했던 기지국에 다시 초기 레인징을 시도 할 수도 있고 다른 기지국으로 초기 레인징을 시도 할 수도 있다.
상술한 내용에 따라, 단말은 초기 레인징 성공 후에 초기 데이터 채널을 전송하기 위한 상향링크 전송 전력값을 계산할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.
네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법 및 이를 이용하는 단말 장치는 IEEE 802.16m, 3GPP LTE, LTE-A 시스템 등과 같은 무선통신 시스템에서 산업상으로 적용이 가능하다.

Claims (17)

  1. 무선통신 시스템에서 단말이 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서,
    초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값과 초기 레인징 부반송파 개수를 이용하여 초기 옵셋값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정한 초기 옵셋값을 이용하여 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값을 결정하는 단계를 포함하는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결정한 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값으로 초기 데이터를 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 옵셋값 결정 단계는 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값을 결정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값은 초기 레인징 전송에 처음으로 사용한 전력값, 전력 램프-업(ramp-up)한 횟수, 상기 전력 램프-업의 크기 단위 및 기지국으로부터 소정 횟수의 레인징 응답 메시지 수신에 따른 전력 레벨 조정값 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 초기 옵셋값 결정 단계는 초기 레인징 신호대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR) 값을 더 이용하여 상기 초기 옵셋값을 결정하는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 초기 옵셋값 결정 단계는 상기 단말의 송신 안테나 이득 및 경로 손실(path loss)에 해당하는 값(L)과 기지국에서 추정한 부반송파 별(per subcarrier) 평균 잡음 및 간섭 레벨(NI) 중 적어도 하나를 더 이용하여 상기 초기 옵셋값을 결정하는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 초기 옵셋값은 다음 수학식 A에 의해 계산되는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법:
    [수학식 A]
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000039
    여기서,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000040
    는 상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000041
    는 초기 레인징 부반송파 개수,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000042
    는 상기 초기 레인징 SINR값이다.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값은 다음 수학식 B와 같이 표현되는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법:
    [수학식 B]
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000043
    여기서, PIR,Step 은 전력 램프-업(ramp up) 하는 크기 단위, PRNG-ACK (m)은 레인징 과정 수행 시 단말이 m(m=1, 2, … , M)번째 수신한 RNG-ACK 메시지의 전력 레벨 조정 값,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000044
    은 단말의 최초의 초기 레인징 전송에 사용된 전력값이다.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 레인징 부반송파 개수는 레인징 채널의 타입에 따라 서로 다른 것을 특징으로 하는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 초기 레인징 시도 횟수가 사전에 설정된 횟수를 초과하게 되면 상기 초기 옵셋값은 0 또는 사전에 설정된 특정 값으로 결정되는, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 레인징 부반송파 개수는 레인징 채널의 부반송파 간격이 데이터 전송을 위한 부반송파 간격의 1/2인 경우에는 139/2 또는 139인, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 레인징 부반송파 개수는 레인징 채널의 부반송파 간격이 데이터 전송을 위한 부반송파 간격의 1/8인 경우에는 557/8 또는 557인, 초기 데이터 전송을 위한 상향링크 전송 전력 제어 방법.
  12. 무선통신 시스템에서 네트워크 진입 후 초기 데이터(initial data) 전송을 위한 상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치에 있어서,
    초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값과 초기 레인징 부반송파 개수를 이용하여 초기 옵셋값을 결정하고,
    상기 결정한 초기 옵셋값을 이용하여 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 단말 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 결정된 초기 데이터 전송의 상향링크 전송 전력값으로 초기 데이터를 기지국으로 전송하는 송신기를 더 포함하는, 단말 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 초기 옵셋값을 결정하기 위해 상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값을 결정하되,
    상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값은 초기 레인징 전송에 처음으로 사용한 전력값, 전력 램프-업(ramp-up)한 횟수, 상기 전력 램프-업의 크기 단위 및 기지국으로부터 소정 횟수의 레인징 응답 메시지 수신에 따른 전력 레벨 조정값 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 단말 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 프로세서는 초기 레인징 신호대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR) 값을 더 이용하여 상기 초기 옵셋값을 결정하는, 단말 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 단말의 송신 안테나 이득 및 경로 손실(path loss)에 해당하는 값(L)과 기지국에서 추정한 부반송파 별(per subcarrier) 평균 잡음 및 간섭 레벨(NI) 중 적어도 하나를 더 이용하여 상기 초기 옵셋값을 결정하는, 단말 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 초기 옵셋값을 다음 수학식 A에 의해 계산하는, 단말 장치:
    [수학식 A]
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000045
    여기서,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000046
    는 상기 초기 레인징 전송에 마지막으로 사용된 전력값,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000047
    는 초기 레인징 부반송파 개수,
    Figure PCTKR2011005207-appb-I000048
    는 상기 초기 레인징 SINR값이다.
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