WO2012064052A2 - 이동 통신 시스템의 캐리어 집성 환경에서의 캐리어 관리 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템의 캐리어 집성 환경에서의 캐리어 관리 방법 Download PDF

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WO2012064052A2
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terminal
base station
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이경석
김재흥
이국진
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한국전자통신연구원
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to an LTE-Advanced system, which is the next generation mobile communication being standardized in 3GPP, and, in particular, in a carrier aggregation environment in which a plurality of carriers are used to perform communication between a base station and a terminal, carrier deactivation of a base station and a terminal It relates to a carrier management method for performing a procedure.
  • LTE Long Term Evolution
  • ITU-R the LTE-Advanced system standard
  • the LTE specification supports up to 20 MHz of maximum wireless bandwidth for mobile communications, and the LTE-Advanced specification uses bandwidth aggregation (or "carrier aggregation") technology to support up to 100 MHz bandwidth. Accordingly, in the LTE-Advanced standard, a 100 MHz bandwidth is divided into a component carrier (CC) having a maximum size of 20 MHz, and a base station and a terminal can communicate by using a plurality of carriers at the same time.
  • CC component carrier
  • the terminal of the LTE-Advanced system is configured to activate the multi-carrier only when the communication volume is large and use it for communication, and to communicate by using only a single carrier when the communication volume is small.
  • the secondary carrier deactivation procedure and the DRX procedure should be stably controlled to prevent mismatch between states managed by the base station and the terminal.
  • the HARQ retransmission procedure performed in the terminal when the deactivation procedure is performed should be managed according to the deactivation state.
  • An object of the present invention is to provide a carrier management method of a base station in which a mismatch between carrier states managed by a base station and a terminal does not occur when a secondary carrier set and operated in a carrier aggregation environment is deactivated as a carrier state management method of a base station. .
  • Another object of the present invention is to provide a carrier management method of a terminal so that a mismatch between carrier states managed by a base station and a terminal does not occur when a secondary carrier set and operated in a carrier aggregation environment is deactivated as a carrier state management method of a terminal. do.
  • an example of the carrier state management method of the base station according to the present invention the step of transmitting a deactivation message for the secondary carrier to the terminal and the predetermined time after the transmission of the deactivation message And changing the secondary carrier to an inactive state.
  • the predetermined time may be a value previously promised to match the state information managed by the terminal with the state information managed by the base station for the secondary carrier.
  • an example of the carrier state management method of the base station further includes the step of receiving a reception success message for the deactivation message from the terminal after the step of transmitting the deactivation message, wherein the secondary carrier is deactivated
  • the step of changing to the state may be the step of the base station to change the secondary carrier to an inactive state after a predetermined time from the arrival time of the reception success message.
  • an example of the carrier state management method of the base station may further include the step of immediately stopping the data transmission and retransmission using the secondary carrier by the base station immediately after the step of transmitting the deactivation message.
  • an example of the carrier state management method of the base station may further include performing downlink transmission interruption and uplink and downlink retransmission buffer initialization of the secondary carrier after the step of transmitting the deactivation message. have.
  • the deactivation state of the secondary carrier state by determining whether or not the transmission and reception via the secondary carrier for a predetermined time And determining whether to change the subcarrier to the deactivated state after a predetermined time from the time when the change of the subcarrier state to the deactivated state is determined.
  • determining whether to change the subcarrier state to the deactivated state may be performed using a predetermined timer.
  • the predetermined time may be a value previously promised to match the state information managed by the terminal with the state information managed by the base station for the secondary carrier.
  • an example of a method for managing a carrier state of a terminal includes receiving a deactivation message for a secondary carrier from a base station and after a predetermined time from the reception of the inactive message. And changing the secondary carrier to an inactive state.
  • the predetermined time may be a value previously promised to match the state information managed by the terminal with the state information managed by the base station for the secondary carrier.
  • an example of the carrier state management method of the terminal further includes the step of transmitting a reception success message for the deactivation message to the base station after receiving the deactivation message, wherein the secondary carrier
  • the step of changing to the deactivated state may be configured such that the terminal changes the subcarrier to the deactivated state after a predetermined time after the transmission time of the reception success message.
  • an example of a method of managing a carrier state of the terminal may further include a step in which the terminal immediately stops data transmission and retransmission using the secondary carrier immediately after receiving the deactivation message.
  • an example of the carrier state management method of the terminal after the step of receiving the deactivation message further comprises the step of performing the uplink transmission interruption and uplink and downlink retransmission buffer initialization of the secondary carrier. Can be.
  • deactivation of the secondary carrier state by determining whether or not the transmission and reception via the secondary carrier for a predetermined time may include determining whether to change to a state, and changing the secondary carrier to an inactive state after a predetermined time from the time when the change of the secondary carrier state to the inactive state is determined.
  • determining whether to change the subcarrier state to the deactivated state may be performed using a predetermined timer.
  • the predetermined time may be a value previously promised to match the state information managed by the base station and the state information managed by the terminal for the secondary carrier.
  • the carrier management method according to the present invention it is possible to prevent unnecessary increase in the number of retransmissions in the mobile communication system using carrier aggregation. That is, according to the present invention, when the secondary carrier is deactivated in the carrier aggregation environment, the downlink retransmission buffer of the terminal is immediately initialized. Accordingly, since the terminal stops the reception operation of the corresponding carrier, the unnecessary terminal retransmission procedure is omitted and the base station is omitted. The operation of the terminal can be matched.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a general procedure for a base station to configure and activate a carrier of a terminal in a carrier aggregation environment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a power consumption reduction (DRX) operation of a terminal in a mobile communication system.
  • DRX power consumption reduction
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a downlink carrier management method according to the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a downlink data retransmission stop procedure in a carrier aggregation environment according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of managing an uplink carrier in terms of a base station according to the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a procedure for stopping uplink data retransmission in a carrier aggregation environment according to the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of managing an uplink carrier in a terminal side according to the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a carrier state management method of a base station according to the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a carrier state management method of a terminal according to the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a carrier state management method according to the present invention.
  • FIG. 11 is a secondary carrier deactivation procedure diagram according to the present invention.
  • a “terminal” includes a mobile station (MS), a user equipment (UE), a user terminal (UT), a wireless terminal, an access terminal (AT), a terminal, a subscriber unit, A subscriber station (SS), wireless device, wireless communication device, wireless transmit / receive unit (WTRU), mobile node, mobile or other terms may be referred to.
  • Various embodiments of the terminal may be photographed such as a cellular telephone, a smart phone having a wireless communication function, a personal digital assistant (PDA) having a wireless communication function, a wireless modem, a portable computer having a wireless communication function, or a digital camera having a wireless communication function.
  • PDA personal digital assistant
  • the present invention is not limited thereto.
  • a “base station” generally refers to a fixed or mobile point of communication with a terminal, and includes a base station, a Node-B, an eNode-B, and a BTS.
  • the term “base transceiver system”, “access point”, relay, and femto-cell may be used collectively.
  • the term “base station” in the present invention is used to mean a control device for controlling one cell.
  • a 'physical base station' may control a plurality of cells. In this case, it may be considered that the 'physical base station' includes several 'base stations' in the present invention. That is, a parameter allocated differently for each cell may be considered that each 'base station' allocates a different value.
  • carrier used in the present invention has the same meaning as "cell” of mobile communication because the base station transmits a radio channel in a specific frequency band for wireless communication.
  • the terminal of the present invention can simultaneously receive and communicate with a radio channel transmitted from a plurality of cells.
  • carrier may be used as a term referring to one component carrier among a plurality of component carriers constituting a carrier aggregation environment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a general procedure for a base station to configure and activate a carrier of a terminal in a carrier aggregation environment.
  • the LTE-Advanced system divides and controls the multicarrier management step into a configuration procedure 110, an activation procedure 120, and a deactivation procedure 130.
  • CCs component carriers
  • FIG. 1 three component carriers (DL CC # 1; 141, DL CC # 2; 142, DL) are downlink component carriers. The case where CC # 3; 143 is present is illustrated.
  • a multi-carrier communication environment is established using a configuration procedure.
  • the base station transmits a configuration message so that the terminal stores the configuration information for multi-carrier communication and prepares for communication of the carrier.
  • the terminal communicates with the base station using only a single carrier (DL CC # 1 of FIG. 1 and UL component carrier not shown-UL CC # 1 shown in FIG. 1).
  • the carrier used in a state of using a single carrier is called a primary carrier or a primary cell, and the wireless channel state of the primary carrier is measured in a fast cycle and managed as a stable communication state.
  • the base station uses an activation procedure to allow the terminal to actually use a plurality of component carriers when the communication amount of the terminal increases.
  • a carrier that is additionally activated for a multi-carrier environment is called a secondary carrier or a secondary cell, and manages a radio channel state at a lower level than the primary carrier.
  • the term carrier used in LTE-Advanced has the same meaning as a cell of a mobile communication because the base station transmits a radio channel in a specific frequency band for wireless communication.
  • the terminal of the present invention can simultaneously receive and communicate with a radio channel transmitted from a plurality of cells.
  • the base station transmits an activation message to the terminal, and upon receipt of the message, the terminal activates the secondary carrier and uses it for communication.
  • the base station transmits a deactivation message to change the terminal to use only a single carrier.
  • the downlink (DL) and the uplink (UL) component carrier (CC) may be independently set / released and activated / deactivated.
  • a component carrier of downlink (DL) and uplink (UL) may be simultaneously activated / deactivated in one message.
  • data is mapped and transmitted for each component carrier.
  • the scheduler of the base station divides data to be transmitted in component carrier units, and allocates divided data for each component carrier and transmits the data.
  • retransmission of the transmitted data is transmitted using the same component carrier.
  • retransmission (or HARQ) should be performed as DL CC # 1 when a reception error of the corresponding data occurs.
  • data is allocated to a data channel (ie PDSCH), and demodulation information of the data channel is indicated and transmitted on a control channel (ie PDCCH).
  • the control channel can be transmitted on the same component carrier as the data channel or on another component carrier. If the component carrier positions are different, the control channel can be used to determine the position of the data channel using a carrier identifier (or CIF: Carrier Indicator Field) within the control channel. Display.
  • a carrier identifier or CIF: Carrier Indicator Field
  • the data reception error of the receiver increases, thereby increasing the number of retransmissions.
  • a reception error increases rapidly when a radio channel state of the corresponding component carrier is poor.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a power consumption reduction (DRX) operation of a terminal in a mobile communication system.
  • DRX power consumption reduction
  • the terminal is configured to perform a reception operation of a downlink control channel transmitted by a base station (On Duration) 201 and a period of stopping operation and reducing power consumption (sleep) 202. Control the terminal by dividing.
  • the terminal determines that there is no need to receive data and switches to the sleep operation. In addition, if a control channel is received during On Duration, the wakeup state is maintained for a certain time using an inactivity timer. The period in which the terminal performs the On Duration operation is indicated by a DRX Cycle 203.
  • the DRX Cycle is divided into Long DRX and Short DRX. Long DRX can reduce power consumption as much as the data reception cycle of the terminal is large.
  • all carriers use the same DRX operation procedure.
  • one carrier is On Duration
  • all activated carriers perform On Duration operation
  • the sleep state is equally applied to all carriers.
  • DRX related timers are managed for each carrier, and when one carrier performs a downlink control channel reception operation by a timer, all carriers wake up, and thus all carriers perform the same wakeup operation. Can be.
  • a downlink radio channel state is measured by a terminal and transmits measured channel state information (CSI) to a base station.
  • CSI channel state information
  • the base station analyzes the received downlink channel state information to manage the radio channel state of the carrier and use it as information for scheduling.
  • the downlink radio channel state can be known by analyzing the uplink channel state at the base station, thereby managing the carrier. .
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a downlink carrier management method according to the present invention.
  • the downlink carrier management method is a downlink carrier management method in a carrier aggregation environment, and a base station determines a downlink component carrier having an unstable radio channel state from among carrier aggregated multicarriers to a corresponding component carrier. Can be configured to stop the data transmission of the.
  • a base station determines a downlink component carrier having an unstable radio channel state (S210) and a downlink component carrier having an unstable radio channel state determined at the step. It may be configured to include a step (S220) to stop the data transmission.
  • the determination of the wireless channel state may be configured based on wireless channel state information (CSI) received from the terminal or the base station directly measures and determines the wireless channel state.
  • CSI wireless channel state information
  • the controller may be configured to determine that the channel state value determined from the received channel state information is lowered below a certain threshold reference value for a predetermined time.
  • the base station may be configured to determine that the radio channel state of the carrier is unstable even when the reception success information of the data is not received a predetermined number of times from the terminal.
  • the base station fails to receive data reception success information
  • the base station fails to receive the reception failure information (NACK) from the terminal or during the receiver for which the reception success information (ACK) or the reception failure information (NACK) is determined ( If the reception failed).
  • step S220 of stopping data transmission to the downlink component carrier whose radio channel state is unstable is performed.
  • step S220 the base station stops allocating data to the corresponding downlink component carrier, and in step S220, the base station sends a message notifying that the retransmission is stopped to the corresponding downlink component carrier to the terminal through another downlink component carrier. May be configured to perform the step of transmitting.
  • the carrier used for the message transmission may be a primary carrier or a secondary carrier having a good radio channel state, and the position of the carrier used for the message transmission may be indicated by using a carrier indicator field (CIF).
  • CIF carrier indicator field
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a downlink data retransmission stop procedure in a carrier aggregation environment according to the present invention.
  • the data transmission procedure of the base station and the terminal consists of repetition of initial data transmission 310, reception error report 320 of the terminal, wireless channel status report 330, and data retransmission 340 of the base station.
  • the base station is based on the radio channel status report 330 or the reception error report 320 of the multi-carrier received from the terminal-also, the fact of not receiving the reception error report-, It determines whether the radio channel state of some downlink component carriers is bad, notifies the terminal of the data transmission to the component carrier having a bad radio channel state (350), and stops the data transmission to the component carrier (360).
  • the order of notification 350 of data transmission interruption and data transmission interruption 360 may be reversed.
  • the terminal stops the reception error report or retransmission procedure.
  • a method for transmitting the retransmission stop information to the terminal may include a method using a control channel and a method using a data channel, and four methods will be described in detail below.
  • the display method may use some field (eg, TB: Transport Block field) of the control channel.
  • TB Transport Block field
  • it may be configured to indicate carrier information to stop retransmission using a carrier identifier (or CIF) in the control channel.
  • a carrier identifier or CIF
  • -Retransmission-related fields can be configured to indicate that the data information to be retransmitted is interrupted or indicated by a distinguishable value to indicate that all data transmission to the carrier is stopped. have.
  • Indicating the retransmission stop of the carrier on the data channel and transmitting it to the terminal, and the method of displaying information may be configured to notify the retransmission stop by defining a predetermined field similar to the method using the control channel.
  • Such control information may be configured as a new control message (or MAC Control Element).
  • the size of the data channel to be allocated (or indicating a new data transmission, rather than retransmitting old data on the control channel (e.g., by changing (or toggle) the New-Data Indicator (NDI) field of the PDCCH)) TB field) to minimize resource allocation.
  • NDI New-Data Indicator
  • the retransmission stop control information described above may be transmitted.
  • the base station transmits a deactivation message for the corresponding downlink component carrier to the terminal, the terminal performs a deactivation procedure of the corresponding downlink component carrier when receiving the deactivation message, and at the same time the base station All transmissions (initial transmission, retransmission) to the downlink component carrier can be stopped.
  • the terminal notified of the suspension of data transmission by using the above-described method may be configured to notify the base station that the suspension message has been successfully received.
  • the terminal if the terminal is notified of the retransmission stop information may be configured to stop the data retransmission procedure by terminating the control channel reception operation for receiving the retransmission data to the designated carrier.
  • the reception buffer of the carrier or the retransmission block is initialized to prevent a demodulation operation error of the retransmission.
  • DRX Discontinuous Reception
  • a carrier deactivation procedure may be performed.
  • the terminal cannot perform the DRX operation by demodulating the control channel for a predetermined time in order to receive data in which a reception error occurs. According to the procedure of the present invention, the terminal immediately stops the control channel demodulation operation. You can proceed with the DRX operation.
  • the uplink radio channel state is measured by the base station, and the base station manages the radio channel state of the received carrier and uses the uplink scheduling information.
  • Uplink scheduling is performed by the base station, and information such as uplink carrier information and transmission data size to be used by the terminal determined by the scheduling is transmitted to the terminal through the control channel (PDCCH).
  • PDCCH control channel
  • the uplink carrier management method is an uplink carrier management method in a carrier aggregation environment, and the base station determines an uplink component carrier having an unstable radio channel state among the multicarriers and transmits the uplink component carrier to the terminal. May be instructed to cease data transmission to the furnace.
  • the terminal may be configured to stop data retransmission to the designated uplink component carrier and to initialize the retransmission transmission buffer of the designated uplink component carrier when receiving a command to stop data transmission from the base station to the uplink component carrier unstable. Can be.
  • FIG. 5 illustrates an uplink carrier management method according to an embodiment of the present invention on a base station side
  • FIG. 7 illustrates an uplink carrier management method according to the present invention on a terminal side
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a procedure for stopping uplink data retransmission in a carrier aggregation environment according to the present invention, which is referred to in parallel with FIGS. 5 and 7.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an uplink carrier management method in a base station side according to the present invention.
  • a base station determines an uplink component carrier having an unstable radio channel state among multi-carriers (S410) and the radio channel state determined in the step is And instructing the terminal to stop transmitting data to the unstable uplink component carrier (S420).
  • the determination of the radio channel state is determined based on the channel state value of a specific uplink component carrier being lowered to a reference value or less for a predetermined time by using the radio channel state information collected by the base station, or from the terminal.
  • the reception error of the uplink data received from the uplink component carrier may be configured to be determined by the occurrence of the number of times or more a reference value for a predetermined time.
  • the BS may instruct the terminal to stop the data transmission may include a method using a control channel and a method using a data channel.
  • the display method may use some fields (eg, TB) of the control channel.
  • control channel may be configured to indicate an uplink component carrier to stop retransmission by using a carrier indicator field (CIF).
  • CIF carrier indicator field
  • a retransmission-related field (eg, NDI: New Data Indicator, RV: Redundancy Version) indicates data information for which retransmission is stopped or a distinguishable value to indicate that all data transmission to the corresponding UL component carrier is stopped.
  • Indicating that the retransmission of the corresponding uplink component carrier is to be stopped in the data channel and transmitting to the terminal, and the method of displaying information may be configured to indicate a stop of retransmission by defining a predetermined field similar to the method of using the control channel. .
  • Such control information may be configured as a new control message (or MAC Control Element).
  • the terminal may transmit meaningless data (or padding) to the allocated data channel.
  • the base station instructs the terminal to stop data retransmission using a carrier deactivation message, and when the terminal receives the carrier deactivation message from the base station, the terminal performs the deactivation procedure of the carrier and simultaneously (or before and after the deactivation procedure) to the carrier. All transmissions (initial transmission, retransmission) of can be stopped.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a procedure for stopping uplink data retransmission in a carrier aggregation environment according to the present invention.
  • the data transmission procedure of the base station and the terminal consists of the initial data transmission permission of the base station and the initial data transmission of the terminal, and the data retransmission permission of the base station and the retransmission operation of the terminal.
  • the base station determines the radio channel state (550), if the radio channel state of the uplink component carrier received from the terminal is bad, the transmission stop instruction 560 of the carrier do. Accordingly, the base station stops the permission for retransmission to the carrier (570), and the terminal stops the retransmission procedure when receiving the transmission stop instruction (580).
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of managing an uplink carrier in a terminal side according to the present invention.
  • the terminal receives an instruction to stop data transmission from an base station to an uplink component carrier having an unstable radio channel state (S610) and the step.
  • step S620 when receiving the data transmission stop instruction, stopping data retransmission to a designated uplink component carrier and initializing a retransmission transmission buffer of a designated uplink component carrier (S620).
  • the step (S610) of receiving a data transmission stop from the base station to the uplink component carrier having an unstable radio channel state corresponds to the method of instructing the stop of data transmission transmitted by the base station in step S410 of FIG. Repeated description is omitted since it may be configured.
  • step S620 when the terminal receives an instruction to stop data transmission to an uplink component carrier having an unstable wireless channel state, the terminal stops data retransmission to a specified component carrier and retransmits a transmission buffer of the specified component carrier. It can be configured to initialize.
  • step S620 the terminal stops data retransmission to the designated uplink component carrier and initializes the corresponding uplink component carrier or the corresponding retransmission transmission buffer to prevent a modulation operation error of retransmission.
  • an operation for reducing power consumption (or DRX: Discontinuous Reception) or a carrier deactivation (or deactivation) procedure may be performed.
  • the terminal continuously retransmits even if the base station does not allow retransmission.
  • the terminal determines that a reception error has occurred and retransmits the data to the corresponding carrier after a predetermined time has elapsed.
  • the uplink carrier management method according to the present invention can prevent unnecessary retransmission operation when the radio channel state is unstable, thereby reducing the radio resource waste and the base station performance degradation due to power consumption and unnecessary retransmission of the terminal.
  • the deactivation message may be used to signal a data transmission stop indication in the above-described downlink and uplink carrier management methods.
  • the subcarrier used for communication may be deactivated by the deactivation message.
  • the following subcarrier deactivation operation can be applied to the general subcarrier deactivation procedure using the deactivation message as well as the case where the deactivation message is used to signal the data transmission stop indication.
  • the terminal initializes the buffer used for data retransmission of the secondary carrier, and a detailed deactivation procedure will be described below.
  • the base station transmits a secondary carrier deactivation message to the terminal when the base carrier stops using.
  • the terminal receives the deactivation message, the terminal changes the subcarrier to the deactivation state.
  • the secondary carriers deactivated through the procedure by the deactivation message includes an uplink component carrier and a downlink component carrier.
  • Changing the deactivation state of the terminal according to the present invention includes the following.
  • the demodulation procedure of the corresponding downlink subcarrier is stopped.
  • the base station When the base station transmits the deactivation message, in order to support the deactivation state of the terminal, the base station should operate to maintain the same state information as the state information managed by the terminal for the corresponding subcarrier.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a carrier state management method of a base station according to the present invention
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a carrier state management method of a terminal according to the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a carrier state management method according to the present invention, and illustrates a message exchanged between a base station and a terminal, and operations performed at both sides of transmission and reception of these messages.
  • the vertical axis of FIG. 10 is the time axis and the vertical down direction means the passage of time.
  • FIG. 10 is referred to in parallel.
  • a step of transmitting a deactivation message for a subcarrier to a terminal (S810) and a deactivation state of the subcarrier after a predetermined time from the transmission of the deactivation message are performed. It may be configured to include a step (S820).
  • a time delay for receiving and demodulating the deactivation message occurs until the terminal side receives and demodulates the carrier state change procedure. In view of this, it is used to solve the mismatch between the state information and the state change time for the subcarriers managed by the base station and the terminal.
  • the base station transmits a deactivation message to the terminal at time t 1 (S810 of FIG. 8).
  • the base station may stop data transmission and retransmission to the corresponding secondary carrier immediately after transmission of the deactivation message.
  • the base station may further perform a step of stopping downlink transmission of the corresponding subcarrier and initializing uplink and downlink retransmission buffers.
  • the base station may perform the step S820 of changing the state information on the corresponding subcarrier managed by the base station to a deactivated state at a time t 5 after a predetermined time t 5- t 1 elapses.
  • the base station may be configured to perform the step of receiving the reception message (acknowledgement) for the deactivation message from the terminal after the step of transmitting the deactivation message (S810).
  • changing the secondary carrier to the inactive state (S820) changes the secondary carrier to the inactive state after a predetermined time (t 5 -t 4 ) from a time point t 4 of receiving the reception success message.
  • t 5 -t 4 a predetermined time
  • the predetermined time may be a value previously promised to match state information managed by the terminal and state information managed by the base station for the secondary carrier.
  • the method of managing a carrier state of a terminal includes receiving an inactivation message for a secondary carrier from a base station (S910) and receiving the secondary carrier after a predetermined time from reception of an inactive message. It may be configured to include a step (S920) to change to an inactive state.
  • the terminal may be configured to immediately stop data transmission and retransmission using the secondary carrier upon receiving (demodulating) the deactivation message in step S910.
  • the terminal may be configured to further perform uplink transmission interruption and uplink and downlink retransmission buffer initialization of the secondary carrier after receiving the deactivation message.
  • the base station Since the base station is to change the status information for the sub-carrier under its management at a predetermined time (t 5 -t 2)) the time (t 5) and the subsequent lapse from the received (t2) in the deactivation message to the inactive Step S920 may be performed.
  • the terminal may be configured to transmit an acknowledgment message for the deactivation message received from the base station to the base station.
  • changing the secondary carrier to the inactive state changes the secondary carrier to the inactive state after a predetermined time (t 5 -t 3 ) from a time point t 3 at which the reception success message is transmitted.
  • t 5 -t 3 time point at which the reception success message is transmitted.
  • the terminal is time differences (t 3 -t 2) between (t 2) and the other hand receives a success message transmission time (t 3) of the terminal is transmitted is configured to have a fixed value, for receiving a deactivation message in If (t 5 -t 3 ) is defined, then (t 5 -t 2 ) can also be defined.
  • the predetermined time may be a value previously promised to match the state information managed by the terminal with the state information managed by the base station for the secondary carrier.
  • the predetermined time which is the elapsed time until the base station changes the state information of the corresponding subcarrier to the inactive state, and the elapsed time until the terminal changes the state information of the secondary carrier to the inactive state
  • the predetermined time which is time, is configured differently. That is, the predetermined times should be set in consideration of the transmission delay of the deactivation message and the reception success message, the processing time for demodulation thereof, and the like.
  • “matching" of the carrier state information may not mean that the state information managed by the base station and the terminal is kept in precisely synchronized synchronization and the state change time point is exactly the same.
  • FIG. 10 illustrates that the base station and the terminal perform the carrier state change at the same time t5
  • the " matching " of the carrier state information in the present invention means that the state information and the change time managed by the base station and the terminal are changed. It should be understood that the problems that can arise from remaining differences mean a degree of agreement that can be avoided. For example, even though the base station manages a specific subcarrier in an inactive state, the terminal meets the purpose of the present invention to prevent problems that may occur when the subcarrier is managed in an active state. Can mean.
  • the base station and the terminal changes the secondary carrier to the deactivated state, and the deactivation state change procedure is described above. Same as bar.
  • the base station determines whether or not the transmission and reception via the secondary carrier for a predetermined time to determine whether to change the secondary carrier state to the inactive state
  • the secondary carrier may be configured to change to a deactivated state after a predetermined time from the time when the subcarrier state is changed to the deactivated state.
  • the terminal determines whether or not the transmission and reception via the secondary carrier for a predetermined time to determine whether to change the secondary carrier state to an inactive state and
  • the secondary carrier may be configured to change to a deactivated state after a predetermined time from the time when the subcarrier state is changed to the deactivated state.
  • whether to change a subcarrier state to an inactive state may be determined using a timer. For example, if the timer that continuously decreases (or increases) while the communication through the corresponding subcarrier is not being made expires, it is determined that the communication through the corresponding subcarrier has not been performed for a predetermined time and the corresponding subcarrier is deactivated. You can decide to change to the state. At this time, whenever a communication through the corresponding subcarrier is made, the timer may operate to be reset.
  • the predetermined time in another example of the carrier state management method of the base station and the terminal described above is similar to the predetermined time in the example of the carrier state management method described above, and the state information managed by the terminal and the base station manages the corresponding subcarrier. It may be a value previously promised to match the state information, and may be configured such that the base station and the terminal have different values.
  • the timer should be designed so that the procedure of changing to the inactive state for the secondary carrier can be performed at the same time point, so that the timing of changing the carrier state of both sides can be the same. Certain times will also have to be designed.
  • the terminal stops the power consumption reduction operation DRX of the secondary carrier, and a detailed procedure will be described below.
  • a power consumption reduction operation of a terminal is performed in parallel to control a plurality of carriers. Accordingly, the terminal controls the DRX operation for each multicarrier, and in particular, a timer related to HARQ retransmission control is managed for each HARQ process unit.
  • the HARQ retransmission procedure is performed on a subcarrier basis and retransmission is performed on the same subcarrier when initial transmission fails.
  • the terminal manages a drx-RetransmissionTimer and an HARQ RTT timer and manages each HARQ process. Accordingly, if the data transmission fails, the HARQ RTT timer is set to 8 and the drx-RetransmissionTimer is set to a constant value for the data block in which the transmission fails.
  • the terminal receives the retransmission data by sleeping for 8 subframe times according to the specified value, terminating the HARQ RTT timer, starting drx-RetransmissionTimer, and wakeup.
  • the HARQ RTT timer and the drx-RetransmissionTimer are initialized to prevent the wakeup operation for the retransmission procedure.
  • FIG. 11 is a secondary carrier deactivation procedure diagram according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a secondary carrier deactivation procedure according to the present invention, and indicates that the drx-RetransmissionTimer and the HARQ RTT timer are operated because retransmission of the secondary carrier is repeated. At this time, if the deactivation message is received, the terminal terminates the operation of the drx-RetransmissionTimer to stop the unnecessary wakeup state.
  • the terminal when the secondary carrier is operating in the On Duration state or the wakeup state is maintained by the inactivity timer, when receiving the deactivation message of the secondary carrier from the base station, the terminal immediately stops the On Duration state or inactivity timer wakeup Stops operation.

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Abstract

이동 통신 시스템의 캐리어 집성 환경에서의 캐리어 관리 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 캐리어 상태 관리 방법은 기지국이 단말기에게 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 전송하고, 비활성화 메시지의 전송으로부터 소정 시간 이후에 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하도록 구성된다. 단말기는 기지국이 전송한 비활성화 메시지를 수신하고, 비활성화 메시지의 전송으로부터 소정 시간 이후에 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경한다. 이때, 기지국과 단말기가 관리하는 해당 부 캐리어의 상태 정보에 불일치가 발생되지 않도록 상기 소정시간은 미리 약속된 값이 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 캐리어 상태 관리 방법을 이용하면, 부 캐리어 비활성화시에 기지국과 단말기가 관리하는 부 캐리어 상태의 불일치가 발생되는 것을 막을 수 있어, 기지국과 단말기의 부 캐리어 상태 불일치에 의해서 발생될 수 있는 문제점들을 방지할 수 있다.

Description

이동 통신 시스템의 캐리어 집성 환경에서의 캐리어 관리 방법
본 발명은 3GPP에서 표준화 중인 차세대 이동통신인 LTE-Advanced 시스템에 관한 것으로, 특히, 복수 개의 캐리어를 사용하여 기지국과 단말기 간의 통신을 수행하는 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서, 기지국 및 단말기의 캐리어 비활성화 절차를 수행하는 캐리어 관리 방법에 관한 것이다.
이동통신 표준화 기구인 3GPP는 차세대 이동통신 규격 개발을 위하여 LTE(Long Term Evolution) 시스템 규격을 개발하였다. 또한, ITU-R에서 제안한 IMT-Advanced 요구 사항을 충족하기 위하여 LTE 규격을 확장한 LTE-Advanced 시스템 규격을 개발하고 있다.
LTE 규격은 이동통신을 위한 최대 무선 대역폭을 20MHz까지 지원하며, LTE-Advanced 규격은 최대 100MHz 대역폭을 지원하도록 대역폭 통합(또는, "캐리어 집성"; carrier aggregation) 기술을 사용한다. 이에 따라, LTE-Advanced 규격에서는 100MHz 대역폭을 최대 20MHz 크기의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)로 구분하고, 기지국과 단말기는 복수 개의 캐리어를 동시에 사용하여 통신할 수 있다.
멀티 캐리어 통신을 지원하는 단말기는 복수 개의 무선 채널을 광대역으로 사용할 수 있으므로, 통신에 사용하는 주파수 대역폭이 넓을수록 전력소모가 증가한다. 그러므로, LTE-Advanced 시스템의 단말기는 통신 량이 많은 경우에만 멀티 캐리어를 활성화하여 통신에 사용하고 통신 량이 작으면 단일 캐리어만을 사용하여 통신하는 동작을 하도록 구성된다.
한편, 멀티 캐리어 환경에서 부 캐리어가 설정되어 동작할 경우 기지국과 단말기가 관리하는 상태의 불일치가 발생하지 않도록 부 캐리어 비활성화 절차와 DRX 절차가 안정적으로 제어되어야 한다. 또한, 비활성화 절차가 수행될 때 단말기에서 수행되는 HARQ 재전송 절차는 비활성화 상태에 따라 관리되어야 한다.
본 발명의 목적은 기지국의 캐리어 상태 관리 방법으로서 캐리어 집성 환경에서 설정되어 동작하던 부 캐리어가 비활성화될 경우에 기지국과 단말기가 관리하는 캐리어 상태의 불일치가 발생하지 않도록 하는 기지국의 캐리어 관리 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 단말기의 캐리어 상태 관리 방법으로서 캐리어 집성 환경에서 설정되어 동작하던 부 캐리어가 비활성화될 경우에 기지국과 단말기가 관리하는 캐리어 상태의 불일치가 발생하지 않도록 하는 단말기의 캐리어 관리 방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는, 단말기에게 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 전송하는 단계 및 상기 비활성화 메시지의 전송으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있다.
여기에서, 상기 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는 상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계이후에 상기 비활성화 메시지에 대한 수신 성공 메시지를 단말기로부터 수신하는 단계를 추가로 포함하고, 이때, 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계는 상기 기지국이 상기 수신 성공 메시지의 도착 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계일 수 있다.
여기에서, 상기 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는 상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계 직후에 상기 기지국이 상기 부 캐리어를 이용한 데이터 전송과 재전송을 즉시 중단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는 상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계 이후에 상기 부 캐리어의 하향링크 전송 중단과 상향링크 및 하향링크 재전송 버퍼 초기화를 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 다른 예는, 일정시간 동안 부 캐리어를 통한 송수신이 이루어지지 않았는지 여부를 판단하여 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계 및 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경을 결정한 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계는 소정의 타이머(timer)를 이용하여 수행될 수 있다.
여기에서, 상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는, 기지국으로부터 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 수신하는 단계 및 상기 비활성 메시지의 수신으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있다.
여기에서, 상기 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는 상기 비활성화 메시지를 수신하는 단계이후에 상기 비활성화 메시지에 대한 수신 성공 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 추가로 포함하고, 이때, 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계는 상기 단말기가 상기 수신 성공 메시지의 전송 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는 상기 비활성화 메시지를 수신하는 단계 직후에 상기 단말기가 상기 부 캐리어를 이용한 데이터 전송과 재전송을 즉시 중단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예는, 상기 비활성화 메시지를 수신하는 단계 이후에 상기 부 캐리어의 상향링크 전송 중단과 상향링크 및 하향링크 재전송 버퍼 초기화를 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 다른 예는, 일정시간 동안 부 캐리어를 통한 송수신이 이루어지지 않았는지 여부를 판단하여 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계 및 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경을 결정한 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계는 소정의 타이머(timer)를 이용하여 수행될 수 있다.
여기에서, 상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 기지국이 관리하는 상태 정보와 상기 단말기가 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 캐리어 관리 방법을 이용하면, 캐리어 집성을 사용하는 이동통신 시스템에서 불필요한 재전송 횟수의 증가를 방지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 캐리어 집성 환경에서 부 캐리어가 비활성화 되었을 때 단말기의 하향링크 재전송 버퍼가 즉시 초기화되며, 이에 따라 단말기는 해당 캐리어의 수신 동작을 중지하기 때문에 불필요한 단말기의 재전송 절차를 생략하고 기지국과 단말기의 동작을 일치시킬 수 있다.
이에 의하여 단말기의 불필요한 재전송 동작과 전력소모를 줄이는 효과를 가져올 수 있고, 불필요한 재전송으로 인하여 무선 자원 낭비와 기지국 성능 저하를 막을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 부 캐리어 비활성화시에 기지국과 단말기가 관리하는 부 캐리어 상태의 불일치가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 해당 부 캐리어에서 동작하는 DRX 관련 타이머를 초기화함으로써 단말기가 비활성화된 캐리어와 연관된 DRX 절차에 의해 불필요하게 wakeup하는 문제를 해결할 수 있어 단말기의 전력소모도 감소된다. 특히, 이와 같은 절차는 해당 부 캐리어가 아닌 모든 캐리어의 동작에 영향을 미치므로 전력소모 감소 효과가 증가한다.
도 1은 캐리어 집성 환경에서 기지국이 단말기의 캐리어를 설정 및 활성화하기 위한 일반적인 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 이동통신시스템에서 단말기의 전력 소모 감소(DRX) 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 캐리어 집성 환경에서의 하향링크 데이터 재전송 중단 절차를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국 측면에서의 상향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 캐리어 집성 환경에서의 상향링크 데이터 재전송 중단 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 단말기 측면에서의 상향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 캐리어 상태 관리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 부 캐리어 비활성화 절차도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 "단말"은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 "기지국"은 일반적으로 단말과 통신하는 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point), 릴레이(relay) 및 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어일 수 있다. 또한, 본 발명에서의 “기지국”은 '하나의 셀(cell)을 제어하는 제어장치'의 의미로 사용된다. 실제 통신 시스템에서의 '물리적인 기지국'은 복수의 셀을 제어할 수 있는데 이 경우에 '물리적인 기지국'은 본 발명에서의 '기지국'을 여러 개 포함하고 있는 것으로 생각할 수 있다. 즉, 각 셀마다 다르게 할당되는 파라미터는 각 '기지국'이 서로 다른 값을 할당한다고 생각할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 "캐리어(carrier)"란 용어는 기지국이 무선 통신을 위하여 특정 주파수 대역으로 무선 채널을 송신하는 의미이므로 이동통신의 "셀(cell)"과 동일한 의미를 가진다. 다시 말해서, 본 발명의 단말기는 복수개의 셀에서 송신되는 무선 채널을 동시에 수신하여 통신할 수 있다. 또한, 본 발명에서 "캐리어"라는 용어는 캐리어 집성 환경을 구성하는 복수개의 컴포넌트 캐리어 중에서 하나의 컴포넌트 캐리어를 지칭하는 용어로 사용될 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 캐리어 집성 환경에서 기지국이 단말기의 캐리어를 설정 및 활성화하기 위한 일반적인 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, LTE-Advanced 시스템은 멀티 캐리어 관리 단계를 설정(configuration) 절차(110), 활성화(activation) 절차(120) 및 비활성화(deactivation) 절차(130)로 나누어 제어한다. 현행 LTE-Advanced 규격에서는 최대 다섯 개의 컴포넌트 캐리어(CC; Component Carrier)가 존재할 수 있으나, 도 1에서는 하향링크 컴포넌트 캐리어로 세 개의 컴포넌트 캐리어(DL CC#1; 141, DL CC#2; 142, DL CC#3; 143)가 있는 경우를 예시하고 있다.
단말기가 멀티 캐리어 통신을 제공하는 기지국에 접속할 때 설정(configuration) 절차를 사용하여 멀티 캐리어 통신 환경을 구축한다. 기지국은 설정 메시지를 송신하여 단말기가 멀티 캐리어 통신에 대한 설정 정보를 저장하고 해당 캐리어의 통신을 준비하도록 한다.
단말기가 통신 량이 적을 때에는 단일 캐리어만을 사용하여 기지국과 통신한다(도 1의 DL CC #1과 미 도시된 상향링크 컴포넌트 캐리어 - UL CC #1 사용). 단일 캐리어를 사용하는 상태에서 사용하는 캐리어는 주 캐리어(Primary Carrier) 또는 주 셀(Primary Cell)로 지칭하며, 주 캐리어의 무선 채널 상태는 빠른 주기로 측정하여 안정적인 통신 가능 상태로 관리한다.
기지국은 단말기의 통신 량이 증가하면 활성화(activation) 절차를 사용하여 단말기가 복수 개의 컴포넌트 캐리어를 실제로 사용하도록 한다. 멀티 캐리어 환경을 위하여 추가적으로 활성화되는 캐리어는 부 캐리어(Secondary Carrier) 또는 부 셀(Secondary Cell)로 지칭하며, 주 캐리어보다 낮은 단계로 무선 채널 상태를 관리한다.
LTE-Advanced에서 사용하는 캐리어란 용어는 기지국이 무선 통신을 위하여 특정 주파수 대역으로 무선 채널을 송신하는 의미이므로 이동통신의 셀과 동일한 의미를 가진다. 다시 말해서, 본 발명의 단말기는 복수개의 셀에서 송신되는 무선 채널을 동시에 수신하여 통신할 수 있다.
부 캐리어의 활성화를 위하여 기지국은 단말기로 활성화 메시지(activation message)를 송신하며, 단말기는 해당 메시지를 수신하면 해당 부 캐리어를 활성화하고 통신에 사용한다.
따라서, 멀티 캐리어로 대용량의 데이터를 송수신하게 되어 데이터 전송률이 증가한다. 기지국은 단말기와의 통신 량이 감소하면 비활성화 메시지(deactivation message)를 송신하여 단말기가 단일 캐리어만을 사용하도록 변경한다. 하향링크(DL)와 상향링크(UL)의 컴포넌트 캐리어(CC)는 독립적으로 설정/해제 및 활성화/비활성화 될 수 있다. 또한, 하나의 메시지로 하향링크(DL)와 상향링크(UL)의 컴포넌트 캐리어가 동시에 활성화/비활성화 될 수 있다.
멀티 캐리어 통신을 수행할 때 데이터는 컴포넌트 캐리어 별로 매핑하여 송신한다. 기지국의 스케줄러는 송신할 데이터를 컴포넌트 캐리어 단위로 나누고, 나뉘어진 데이터는 컴포넌트 캐리어 별로 할당하여 송신한다. 또한, 송신한 데이터의 재전송은 동일한 컴포넌트 캐리어를 사용하여 송신한다.
도 1에 기초하여 상기 개념을 기술하면, 하나의 데이터 블록을 DL CC #1에 할당하여 초기 전송한 후, 해당 데이터의 수신 오류가 발생하면 재전송(또는 HARQ)은 DL CC #1으로 수행하여야 한다. 하향링크 데이터를 송신할 때, 데이터는 데이터 채널(즉, PDSCH)에 할당하고, 데이터 채널의 복조 정보는 제어 채널(즉, PDCCH)에 표시하여 송신한다.
제어 채널은 데이터 채널과 동일한 컴포넌트 캐리어로 송신하거나 다른 컴포넌트 캐리어로 송신할 수 있으며, 컴포넌트 캐리어 위치가 서로 다른 경우에는 제어 채널 내에 캐리어 식별자(또는 CIF: Carrier Indicator Field)를 사용하여 데이터 채널의 위치를 표시한다.
기지국과 단말기의 통신 량이 증가하여 멀티 캐리어를 사용하는 상태에서 일부 컴포넌트 캐리어의 무선 채널 상태가 나빠지면 수신부의 데이터 수신 오류가 증가하여 재전송 횟수가 증가한다. 특히, LTE-Advanced 시스템과 같이 재전송을 데이터 초기 전송 시에 사용한 컴포넌트 캐리어로만 수행하는 구조에서, 해당 컴포넌트 캐리어의 무선 채널 상태가 불량할 경우 수신 오류가 급격하게 증가하는 문제점이 있다.
또한, 한번 송신한 데이터는 무선 채널 상태와 관계없이 최대 재전송 횟수 동안 수신이 성공할 때까지 재전송하는 문제점이 있다. 이러한 절차는 단말기의 불필요한 재전송 동작과 전력소모를 가져다 준다. 또한, 불필요한 재전송으로 인하여 다른 단말기가 해당 자원을 사용할 수 없는 무선 자원 낭비와 기지국 성능 저하가 발생하는 문제점이 있다.
도 2는 이동통신시스템에서 단말기의 전력 소모 감소(DRX) 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 단말기는 기지국에서 송신하는 하향링크 제어 채널의 수신 동작을 수행하는 기간(On Duration; 201)과 수신 동작을 중지하고 전력소모를 줄이는 동작을 수행하는 기간(sleep; 202)으로 나뉘어 단말기를 제어한다.
단말기가 On Duration 수행 중에 기지국이 단말기로 제어 채널을 송신하지 않으면, 단말기는 데이터를 수신할 필요가 없는 것으로 판단하여 sleep 동작으로 전환한다. 또한, On Duration 수행 중에 제어 채널이 수신되면 inactivity timer를 사용하여 일정시간동안 wakeup 상태를 유지한다. 단말기가 On Duration 동작을 수행하는 주기는 DRX Cycle(203)로 표시한다. DRX Cycle은 Long DRX와 Short DRX로 나뉘어 표시되며, Long DRX는 단말기의 데이터 수신 주기가 크기 때문에 전력소모를 최대한 줄일 수 있다.
멀티캐리어 구조의 이동통신 시스템에서 모든 캐리어는 동일한 DRX 동작 절차를 사용한다. 하나의 캐리어가 On Duration일 경우에는 활성화된 모든 캐리어가 On Duration 동작을 수행하며, sleep 상태도 모든 캐리어에 동일하게 적용된다.
각 캐리어의 DRX 동작을 유지하기 위해서는 각 캐리어별로 DRX 관련 타이머를 관리하며, 타이머에 의하여 하나의 캐리어가 하향링크 제어 채널 수신 동작을 수행하면 모든 캐리어가 wakeup하게 되므로 모든 캐리어가 동일한 wakeup 동작을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 하향링크 캐리어 관리 방법
FDD(Frequency Division Duplexing) 방식의 이동통신 시스템에서 하향링크의 무선 채널 상태는 단말기에서 측정하며, 측정된 채널 상태 정보(CSI; Channel State Information)를 기지국으로 송신한다. 이때, 기지국은 수신된 하향링크 채널 상태 정보를 분석하여 캐리어의 무선 채널 상태를 관리하고 스케줄링을 위한 정보로서 이용하게 된다.
TDD(Time Division Duplexing) 방식의 이동통신 시스템은 동일한 주파수 대역을 상향링크와 하향링크로 사용하므로, 하향링크 무선 채널 상태는 기지국에서 상향링크 채널 상태를 분석함으로써 알 수 있으며 이를 통하여 캐리어를 관리하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 하향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 의한 하향링크 캐리어 관리 방법은 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서의 하향링크 캐리어 관리 방법으로서, 기지국은 캐리어 집성된 멀티 캐리어 중에서 무선 채널 상태가 불안정한 하향링크 컴포넌트 캐리어를 판단하여 해당 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신을 중단하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 하향링크 캐리어 관리 방법은 기지국이 무선 채널 상태가 불안정한 하향링크 컴포넌트 캐리어를 판단하는 단계(S210) 및 상기 단계에서 판단된 무선 채널 상태가 불안정한 하향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 전송을 중지하는 단계(S220)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 단계(S210)에서, 무선 채널 상태의 판단은 단말기로부터 수신한 무선 채널 상태 정보(CSI; Channel State Information)에 기반하거나 기지국이 무선 채널 상태를 직접 측정하여 판단하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 수신된 채널 상태 정보로부터 파악된 채널 상태 값이 일정시간 동안 일정한 임계(threshold) 기준값 이하로 낮아진 것을 기준으로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 기지국은 단계(S210)에서, 단말기로부터 데이터의 수신 성공 정보를 일정 횟수 이상 수신하지 못한 경우에도 해당 캐리어의 무선 채널 상태가 불안정한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다. 기지국이 데이터의 수신 성공 정보를 수신하지 못한 경우는 단말기로부터 수신 실패 정보(NACK)를 수신하거나 수신 성공 정보(ACK) 또는 수신 실패 정보(NACK)를 정하여진 수신기한 동안 기지국이 수신하지 못한 경우(수신 실패한 경우)이다.
다음으로, 상기 단계(S210)에서 무선 채널 상태가 불안정한 하향링크 컴포넌트 캐리어를 판단한 경우에는, 무선 채널 상태가 불안정한 하향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 전송을 중지하는 단계(S220)가 수행된다.
단계(S220)에서 기지국은 해당 하향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 할당을 중단하며, 단계(S220)에서 기지국은 해당 하향링크 컴포넌트 캐리어로의 재전송 중단을 통보하는 메시지를 다른 하향링크 컴포넌트 캐리어를 통하여 단말기로 전송하는 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 메시지 전송에 사용하는 캐리어는 주 캐리어이거나 무선 채널 상태가 양호한 부 캐리어이며, 상기 메시지 전송에 사용하는 캐리어의 위치는 캐리어 식별자(CIF; Carrier Indicator Field)를 사용하여 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 캐리어 집성 환경에서의 하향링크 데이터 재전송 중단 절차를 나타낸 개념도이다.
일반적인 절차에서 기지국과 단말기의 데이터 전송 절차는 데이터 초기 전송(310), 단말기의 수신 오류 보고(320), 무선 채널 상태 보고(330)와 기지국의 데이터 재전송(340)의 반복으로 이루어진다.
상술된 본 발명에 따른 하량링크 캐리어 관리 방법에서, 기지국은 단말기로부터 수신한 멀티 캐리어의 무선 채널 상태 보고(330) 또는 수신 오류 보고(320)-또한, 수신 오류 보고의 미 수신 사실-를 토대로, 일부 하향링크 컴포넌트 캐리어의 무선 채널 상태가 나쁜지를 판단하여 무선 채널 상태가 나쁜 해당 컴포넌트 캐리어로의 데이터 전송 중단을 단말기로 통보하고(350), 해당 컴포넌트 캐리어로의 데이터 전송을 중단한다(360). 물론, 데이터 전송 중단의 통보(350)와 데이터 전송 중단(360)의 순서는 역으로 수행될 수도 있을 것이다.
이에 따라, 단말기는 전송 중단 지시를 수신하면 수신 오류 보고 또는 재전송 절차를 중단한다.
이때, 기지국이 재전송 중단 정보를 단말기로 송신하는 방법은 제어 채널을 이용하는 방법과 데이터 채널을 이용하는 방법 등이 있을 수 있으며, 이하에서는 네 가지 방법을 상술한다.
1) 제어 채널(PDCCH; Physical Downlink Control Channel)을 이용하는 방법
- 제어 채널에 캐리어의 재전송 중단을 표시하여 단말기로 송신하며, 표시 방법은 제어 채널의 일부 필드(예, TB: Transport Block field)를 이용할 수 있다.
- 이때, 제어 채널에 캐리어 식별자(또는 CIF)를 사용하여 재전송을 중단할 캐리어 정보를 표시하도록 구성될 수 있다.
- 재전송 관련 필드(예: NDI: New Data Indicator, RV: Redundancy Version)로 재전송을 중단할 데이터 정보를 표시하거나 구별 가능한 값으로 표시하여 해당 캐리어로의 모든 데이터 송신을 중단함을 표시하도록 구성될 수 있다.
2) 데이터 채널(PDSCH; Physical Downlink Shared Channel)을 이용하는 방법
- 데이터 채널에 캐리어의 재전송 중단을 표시하여 단말기로 송신하며, 정보의 표시 방법은 제어 채널을 이용하는 방법과 유사하게 소정의 필드를 정의하여 재전송 중단을 통보하도록 구성될 수 있다.
- 이와 같은 제어 정보는 새로운 제어 메시지(또는 MAC Control Element)로 구성할 수도 있다.
3) 기존의 방법을 이용하는 방법
- 제어 채널에 이전 데이터의 재전송이 아닌 새로운 데이터 전송을 표시하고(예, PDCCH의 NDI(New-Data Indicator) 필드를 변경(또는 toggle)하여 새로운 데이터 전송을 표시) 할당할 데이터 채널의 크기(또는 TB field)를 최소화하여 할당함으로써 자원 소모를 회피하도록 구성될 수 있다.
- 이 때, 불안정한 채널을 사용한 데이터 전송 지연을 회피하기 위하여 데이터 채널에 무의미한 데이터(또는 padding)를 송신할 수 있다. 또는 앞에서 기술한 재전송 중단 제어 정보를 전송할 수 있다.
4) 컴포넌트 캐리어 비활성화(deactivation) 메시지를 이용하는 방법
또한 기존의 캐리어 비활성화 메시지를 사용하여, 기지국은 단말기에게 해당 하향링크 컴포넌트 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 전송하고, 단말기는 비활성화 메시지를 수신하면 해당 하향링크 컴포넌트 캐리어의 비활성화 절차를 수행하며, 동시에 기지국은 해당 하향링크 컴포넌트 캐리어로의 모든 전송(초기 전송, 재전송)을 중단할 수 있다.
한편, 상술된 방법을 이용하여 데이터 전송의 중지를 통보받은 단말기는 중단 메시지를 성공적으로 수신하였음을 기지국으로 통보하도록 구성될 수도 있다.
본 발명에서 단말기가 재전송 중단 정보를 통보받으면 지정한 캐리어로의 재전송 데이터 수신을 위한 제어 채널 수신 동작을 종료함으로써 데이터 재전송 절차를 중단하도록 구성될 수 있다. 또한, 해당 캐리어 또는 해당 재전송 블록의 수신 버퍼를 초기화하여 재전송의 복조 동작 오류를 방지한다.
또한, 해당 캐리어의 재전송 절차를 중단하면 전력 소모를 감소하기 위한 동작(DRX: Discontinuous Reception) 또는 캐리어 비활성화(deactivation) 절차가 진행될 수 있다. 보다 상세히 기술하면, 단말기는 수신 오류가 발생한 데이터를 수신하기 위하여 일정시간 동안 제어 채널을 복조 함으로써 DRX 동작을 수행하지 못하게 되는데, 본 발명의 절차를 사용하면, 단말기가 즉시 제어 채널 복조 동작을 중지하고 DRX 동작을 진행할 수 있다.
종래의 방법에서는, 특정 하향링크 컴포넌트 캐리어로 데이터의 초기 전송이 이루어진 데이터는 무선 채널 상태가 불안정한 경우에도 이미 설정한 최대 재전송 횟수(예: 8회)까지 해당 컴포넌트 캐리어로 재전송을 반복 수행하게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 하향링크 채널 관리 방법에서는 무선 채널 상태가 불안정한 단말기에 대한 불필요한 재전송 동작을 방지함으로써 단말기의 전력소모와 불필요한 재전송으로 인한 무선 자원 낭비와 기지국 성능 저하를 줄이는 효과를 가져올 수 있다.
본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법
상향링크의 무선 채널 상태는 기지국이 측정하며, 기지국은 수신된 캐리어의 무선 채널 상태를 관리하고 상향링크 스케줄링 정보로 사용한다. 상향링크 스케줄링은 기지국에서 수행하며, 스케줄링에 의하여 결정된 단말기가 사용할 상향링크 캐리어 정보 및 송신 데이터 크기 등의 정보는 기지국이 단말기로 제어 채널(PDCCH)을 통하여 송신한다.
본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법은 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서의 상향링크 캐리어 관리 방법으로서, 기지국이 멀티 캐리어 중에서 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어를 판단하여 단말기에게 해당 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신을 중단하도록 지시하는 것으로 구성될 수 있다. 이때, 단말기는 기지국으로부터 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신 중단 지시를 수신하면 지정된 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 재전송을 중단하고 지정한 상향링크 컴포넌트 캐리어의 재전송 송신 버퍼를 초기화하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법을 기지국 측면에서의 동작과 단말기 측면의 동작으로 분리하여 설명한다. 도 5는 기지국 측면에서의 본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 것이며, 도 7은 단말기 측면에서의 본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 것이다. 도 6은 본 발명에 따른 캐리어 집성 환경에서의 상향링크 데이터 재전송 중단 절차를 설명하기 위한 개념도로서, 도 5와 도 7에서 병행 참조된다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국 측면에서의 상향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 기지국 측면에서의 상향링크 캐리어 관리 방법은 기지국이 멀티 캐리어 중에서 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어를 판단하는 단계(S410) 및 상기 단계에서 판단한 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신을 중단하도록 단말기에게 지시하는 단계(S420)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 단계(S410)에서 무선 채널 상태의 판단은 기지국이 수집한 무선 채널 상태 정보를 사용하여 특정 상향링크 컴포넌트 캐리어의 채널 상태 값이 일정시간 동안 기준값 이하로 낮아진 것을 기준으로 판단하거나, 단말기로부터 특정 상향링크 컴포넌트 캐리어로부터 수신한 상향링크 데이터의 수신 오류가 일정시간 동안 기준값 이상의 횟수로 발생하는 것에 의해서 판단하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 단계(S420)에서 기지국이 데이터 송신의 중단을 단말기에게 지시하는 방법은 제어 채널을 이용하는 방법과 데이터 채널을 이용하는 방법 등이 있을 수 있으며, 이하에서는 네 가지 방법을 상술한다.
1) 제어 채널(PDCCH)을 이용하는 방법
- 제어 채널에 데이터 송신을 중단할 것을 표시하여 단말기로 송신하며, 표시 방법은 제어 채널의 일부 필드(예, TB: Transport Block field)를 이용할 수 있다.
- 이때, 제어 채널에 캐리어 식별자(CIF; Carrier Indicator Field)를 사용하여 재전송을 중단할 상향링크 컴포넌트 캐리어를 표시하도록 구성될 수 있다.
- 재전송 관련 필드(예: NDI: New Data Indicator, RV: Redundancy Version)로 재전송이 중단된 데이터 정보를 표시하거나 구별 가능한 값으로 표시하여 해당 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 모든 데이터 송신이 중단됨을 표시한다.
2) 데이터 채널(PDSCH)을 이용하는 방법
- 데이터 채널에 해당 상향링크 컴포넌트 캐리어의 재전송을 중단할 것을 표시하여 단말기로 송신하며, 정보의 표시 방법은 제어 채널을 이용하는 방법과 유사하게 소정의 필드를 정의하여 재전송 중단을 지시하도록 구성될 수 있다.
- 이와 같은 제어 정보는 새로운 제어 메시지(또는 MAC Control Element)로 구성할 수 있다.
3) 기존의 방법을 이용하는 방법
- 제어 채널에 이전 데이터의 재전송이 아닌 새로운 데이터 전송을 표시하고 (예, PDCCH의 NDI 필드를 변경(또는 toggle)하여 새로운 데이터 전송을 표시) 할당할 데이터 채널의 크기(또는 TB field)를 최소화하여 지정함으로써 단말기가 상향링크 데이터를 송신할 때 자원 소모를 회피한다.
- 이 때, 불안정한 채널을 사용한 데이터 전송 지연을 회피하기 위하여 단말기는 할당된 데이터 채널에 무의미한 데이터(또는 padding)를 송신할 수 있다.
4) 컴포넌트 캐리어 비활성화 메시지를 이용하는 방법
또한 기지국은 캐리어 비활성화 메시지를 사용하여 데이터 재전송의 중단을 단말기로 지시하고, 단말기는 기지국으로부터 캐리어 비활성화 메시지를 수신하면 해당 캐리어의 비활성화 절차를 수행하고 동시에(또는, 비활성화 절차의 전후에) 해당 캐리어로의 모든 전송(초기 전송, 재전송)을 중단할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 캐리어 집성 환경에서의 상향링크 데이터 재전송 중단 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
일반적인 절차에서 기지국과 단말기의 데이터 전송 절차는 기지국의 데이터 초기 전송 허가 및 단말기의 데이터 초기 전송, 그리고 기지국의 데이터 재전송 허가 및 단말기의 재전송 동작의 반복으로 이루어진다.
그러나, 본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법에서는 기지국이 무선 채널 상태를 판단하여(550), 단말기로부터 수신하는 상향링크 컴포넌트 캐리어의 무선 채널 상태가 나쁜 경우에는 해당 캐리어의 전송 중단 지시(560)를 한다. 이에 따라, 기지국은 해당 캐리어로의 재전송 허가를 중단(570)하며, 단말기는 전송 중단 지시를 수신하면 재전송 절차를 중단한다(580).
도 7은 본 발명에 따른 단말기 측면에서의 상향링크 캐리어 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 단말기 측면에서의 상향링크 캐리어 관리 방법은, 단말기가 기지국으로부터 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신 중단 지시를 수신하는 단계(S610) 및 상기 단계에서 상기 데이터 송신 중단 지시를 수신한 경우, 지정한 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 재전송을 중단하고 지정한 상향링크 컴포넌트 캐리어의 재전송 송신 버퍼를 초기화하는 단계(S620)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 단말기가 기지국으로부터 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신 중단 지시를 수신하는 단계(S610)는 도 4의 단계(S410)에서 기지국이 전송하는 데이터 송신의 중단 지시 방법에 대응되도록 구성될 수 있으므로 반복적인 설명은 생략한다.
다음으로, 단계(S620)에서 단말기는 무선 채널 상태가 불안정한 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 송신을 중단하라는 지시를 수신한 경우, 지정한 컴포넌트 캐리어로의 데이터 재전송을 중단하고 지정한 컴포넌트 캐리어의 재전송 송신 버퍼를 초기화하도록 구성될 수 있다.
즉, 단계(S620)에서 단말기는 지정된 상향링크 컴포넌트 캐리어로의 데이터 재전송을 중단하고, 해당 상향링크 컴포넌트 캐리어 또는 해당 재전송 송신 버퍼를 초기화하여 재전송의 변조 동작 오류를 방지한다. 또한, 해당 캐리어의 재전송을 중단하면 전력 소모를 감소하기 위한 동작(또는 DRX: Discontinuous Reception) 또는 캐리어 비활성화(또는 deactivation) 절차가 진행될 수 있다.
종래의 방법에서는, 특정 상향링크 컴포넌트 캐리어로 데이터의 초기 전송이 이루어진 데이터는 무선 채널 상태가 불안정한 경우에도 이미 설정된 최대 재전송 횟수(예: 8회)까지 해당 캐리어로 재전송을 계속 수행하여야 한다. 특히, 상술된 바 있는 하향링크의 경우와 달리 상향링크에서는 기지국이 재전송을 허가하지 않아도 단말기는 계속적으로 재전송하는 문제점이 있다. 보다 상세히 기술하면, 단말기는 데이터 송신 후 기지국으로부터 제어 채널을 통한 데이터 재전송 지시를 수신하지 않은 경우에도 일정 시간이 경과하면 수신 오류가 발생한 것으로 판단하여 해당 캐리어로 데이터를 재전송한다는 문제점이 있다. 그러나, 본 발명에 따른 상향링크 캐리어 관리 방법에서는 무선 채널 상태가 불안정한 경우 불필요한 재전송 동작을 방지함으로써 단말기의 전력소모와 불필요한 재전송으로 인한 무선 자원 낭비와 기지국 성능 저하를 줄이는 효과를 가져올 수 있다.
기지국과 단말기의 캐리어 상태 관리 방법
한편 상술된 하향링크 및 상향링크 캐리어 관리 방법들에서 데이터 송신 중단 지시를 시그널링하기 위해서 비활성화 메시지가 이용될 수 있음을 설명한 바와 같이, 비활성화 메시지에 의해서 통신에 사용되는 부 캐리어가 비활성화될 수 있다. 다만, 이하의 부 캐리어 비활성화시의 동작은 데이터 송신 중단 지시를 시그널링하기 위해서 비활성화 메시지가 이용되는 경우 뿐아니라 비활성화 메시지를 이용한 일반적인 부 캐리어 비활성화 절차에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이때, 통신에 사용하는 부 캐리어가 비활성화되면 단말기는 해당 부 캐리어의 데이터 재전송에 사용하는 버퍼를 초기화하며, 이하에서 상세한 비활성화 절차를 기술한다.
기지국은 부 캐리어의 사용을 중단할 때 단말기로 부 캐리어 비활성화 메시지를 송신한다. 단말기는 비활성화 메시지를 수신하면 해당 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경한다. 여기에서, 비활성화 메시지에 의한 절차를 통해 비활성화되는 부 캐리어는 상향링크 컴포넌트 캐리어와 하향링크 컴포넌트 캐리어를 포함한다.
본 발명에 따른 단말기의 비활성화 상태 변경은 다음을 포함한다.
- 해당 하향링크 부 캐리어의 복조(demodulation) 절차를 중단한다.
- 해당 상향링크 부 캐리어를 사용한 데이터 송신을 중단한다.
- 해당 부 캐리어의 하향링크 재전송 버퍼를 초기화하고, 재전송 절차를 중단한다.
- 해당 부 캐리어의 상향링크 재전송 버퍼를 초기화하고, 재전송 절차를 중단한다.
기지국은 비활성화 메시지를 송신하였을 때 단말기의 비활성화 상태를 지원하기 위하여 단말기가 해당 부 캐리어에 대해서 관리하는 상태 정보와 동일한 상태 정보가 유지되도록 동작하여야 한다.
도 8은 본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이며, 도 9는 본 발명에 따른 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
또한, 도 10은 본 발명에 따른 캐리어 상태 관리 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 기지국과 단말기간에 교환되는 메시지와 이 메시지들의 전송, 수신 시점들 및 양 측에서 수행되는 동작들을 도시한 것이다. 도 10의 수직축이 시간축으로서 수직하방향이 시간의 경과를 의미한다.
도 8 및 도 9를 통한 기지국 및 단말기 각각의 캐리어 상태 관리 방법을 설명하기 위해서 도 10이 병행 참조된다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법은, 단말기에게 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 전송하는 단계(S810) 및 상기 비활성화 메시지의 전송으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계(S820)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법은, 기지국이 비활성화 메시지를 전송하였을 때, 단말기측에서 이를 수신하고 복조하여 캐리어 상태 변경 절차를 수행하기까지 비활성화 메시지 수신 및 복조를 위한 시간 지연이 발생함을 감안하여, 이로 인한 기지국과 단말기가 관리하는 부 캐리어에 대한 상태 정보와 상태 변경 시간의 불일치를 해결하기 위하여 이용된다.
도 10을 참조하면, 기지국은 시점(t1)에서 단말기에게 비활성화 메시지를 전송하는 단계(도 8의 S810)를 수행한다. 이때, 기지국은 비활성화 메시지의 전송 이후 즉시 해당 부 캐리어로의 데이터 송신 및 재전송을 중단할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계(S810) 이후에 해당 부 캐리어의 하향링크 전송 중단과 상향링크 및 하향링크 재전송 버퍼 초기화를 수행하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
기지국은 소정 시간(t5-t1)이 경과한 이후의 시점(t5)에서 자신이 관리하는 해당 부 캐리어에 대한 상태 정보를 비활성화 상태로 변경하는 단계(S820)를 수행할 수 있다.
한편, 기지국은 단말기로부터 비활성화 메시지에 대한 수신 성공(acknowledgement) 메시지를 수신하는 단계를 상기 비활성화 메시지의 전송 단계(S810) 이후에 수행하도록 구성될 수도 있다. 이러한 경우는, 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계(S820)는 상기 수신 성공 메시지를 수신하는 시점(t4)으로부터 소정 시간(t5-t4)이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 것으로 구체화될 수도 있을 것이다. 통상적으로, 기지국의 비활성화 메시지 전송 시점(t1)과 이에 대해 단말기가 전송하는 수신 성공 메시지의 수신 시점(t4)간의 차이(t4-t1)는 수신 성공 메시지의 전파 지연(propagation delay)에 의한 영향을 제외하면 고정된 값을 가지도록 구성됨으로 (t5-t4)가 정의되면 (t5-t1)도 정의될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 단말기의 캐리어 상태 관리 방법은, 기지국으로부터 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 수신하는 단계(S910) 및 비활성 메시지의 수신으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계(S920)를 포함하여 구성될 수 있다.
단말기는 단계(S910)에서 비활성화 메시지를 성공적으로 수신(복조)하면 즉시 상기 부 캐리어를 이용한 데이터 전송과 재전송을 즉시 중단하도록 구성될 수 있다. 또한, 단말기는 비활성화 메시지를 수신하는 단계 이후에 상기 부 캐리어의 상향링크 전송 중단과 상향링크 및 하향링크 재전송 버퍼 초기화를 수행하는 단계를 추가로 수행하도록 구성될 수 있다.
이후에 기지국은 비활성화 메시지의 수신(t2)으로부터 소정 시간(t5-t2))이 경과한 이후의 시점(t5)에서 자신이 관리하는 해당 부 캐리어에 대한 상태 정보를 비활성화 상태로 변경하는 단계(S920)를 수행할 수 있다.
한편, 단말기가 기지국으로부터 수신한 비활성화 메시지에 대한 수신 성공(acknowledgement) 메시지를 기지국으로 전송하도록 구성될 수도 있다. 이러한 경우는, 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계(S920)는 상기 수신 성공 메시지를 전송하는 시점(t3)으로부터 소정 시간(t5-t3)이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 것으로 구체화될 수도 있을 것이다. 통상적으로, 단말기가 비활성화 메시지를 수신하는 시점(t2)과 이에 대해 단말기가 전송하는 수신 성공 메시지의 전송 시점(t3)간의 차이(t3-t2)는 고정된 값을 가지도록 구성됨으로 (t5-t3)가 정의되면 (t5-t2)도 정의될 수 있기 때문이다.
이때, 상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 상기 기지국이 해당 부 캐리어에 대한 상태 정보를 비활성화 상태로 변경하기까지의 경과 시간인 소정 시간과, 상기 단말기가 해당 부 캐리어에 대한 상태 정보를 비활성화 상태로 변경하기까지의 경과 시간인 소정 시간은 서로 다르게 구성된다. 즉, 비활성화 메시지 및 수신 성공 메시지의 전송 지연, 이들의 복조에 소요되는 처리 시간등을 감안하여 상기 소정 시간들이 설정되어야 한다.
한편, 캐리어 상태 정보의 "일치"라 함은 기지국과 단말기가 관리하는 상태 정보가 엄밀히 정확하게 동기되어 유지되고 상태 변경 시점이 정확히 일치하여야 함을 의미하지는 않을 수 있다. 비록, 도 10에서는 기지국과 단말기가 동일한 시점(t5)에서 캐리어 상태 변경을 실시하는 것으로 예시되어 있지만, 본 발명에서의 캐리어 상태 정보의 "일치"는 기지국과 단말기가 관리하는 상태 정보 및 변경 시점이 차이가 남으로써 발생될 수 있는 문제점들이 방지될 수 있는 정도의 일치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예컨대, 기지국이 특정 부 캐리어를 비활성화 상태로 관리하고 있음에도, 단말기는 해당 부 캐리어를 활성화 상태로 관리하고 있을 경우 등에 발생될 수 있는 문제점이 생기지 않도록 하는 본 발명의 목적을 충족하는 수준의 일치성을 의미할 수 있다.
한편, 비활성화 메시지를 사용하지 않고, 일정시간 동안 기지국과 단말기가 사용하는 부 캐리어로 통신이 수행되지 않은 경우에도 기지국과 단말기는 해당 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하며, 비활성화 상태 변경 절차는 앞에서 언급한 바와 동일하다.
즉, 본 발명에 따른 기지국의 캐리어 상태 관리 방법의 다른 예는, 기지국이 일정시간 동안 부 캐리어를 통한 송수신이 이루어지지 않았는지 여부를 판단하여 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하고, 해당 부 캐리어 상태를 비활성화 상태로 변경하기로 결정한 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 다른 예는, 단말기가 일정시간 동안 부 캐리어를 통한 송수신이 이루어지지 않았는지 여부를 판단하여 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하고, 해당 부 캐리어 상태를 비활성화 상태로 변경하기로 결정한 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 기지국과 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 다른 예에서 부 캐리어 상태를 비활성화 상태로 변경할지의 여부는 타이머(timer)를 이용하여 판단할 수 있다. 예컨대, 해당 부 캐리어를 통한 통신이 이루어지지 않고 있는 동안에 지속적으로 감소(또는 증가)하는 타이머가 종료(expiry)되면 일정 시간동안 해당 부 캐리어를 통한 통신이 이루어지지 않은 것으로 판단하여 해당 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경할 것으로 결정할 수 있다. 이때, 해당 부 캐리어를 통한 통신이 이루어질 때마다 타이머는 초기화(reset)되도록 동작할 수 있다.
상술된 기지국과 단말기의 캐리어 상태 관리 방법의 다른 예에서의 소정 시간은 앞서 설명된 캐리어 상태 관리 방법의 일 예에서의 소정 시간과 마찬가지로 해당 부 캐리어에 대해 단말기가 관리하는 상태 정보와 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값일 수 있으며, 기지국과 단말기가 서로 다른 값을 가지도록 구성될 수도 있다.
다만, 기지국과 단말기 각자가 타이머를 따로 관리하는 경우에는 동일한 시점에서 부 캐리어에 대한 비활성화 상태로의 변경 절차를 수행할 수 있도록 타이머의 설계가 이루어져야 하며, 양측의 캐리어 상태 변경 시점이 일치할 수 있도록 소정 시간 또한 설계되어야 할 것이다.
캐리어 상태 정보와 캐리어 상태 변경 시점의 "일치"의 개념은 앞서 설명된 본 발명에 따른 캐리어 상태 관리 방법의 일 예의 경우와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략된다.
본 발명에 따른 부 캐리어 비활성화 절차의 상세
본 발명에서 단말기가 사용하는 부 캐리어가 비활성화되면 단말기는 해당 부 캐리어의 전력소모 감소 동작(DRX)을 중단하며, 이하에서 상세한 절차를 기술한다.
멀티캐리어 구조의 이동통신 시스템에서 단말기의 전력소모 감소 동작은 복수 개의 캐리어를 제어하기 위하여 병렬로 수행된다. 이에 따라 단말기는 각 멀티캐리어 별로 DRX 동작을 제어하며 특히 HARQ 재전송 제어와 관련된 타이머는 각 HARQ 프로세스 단위로 관리된다.
보다 구체적으로, HARQ 재전송 절차는 부 캐리어 단위로 수행되어 초기전송이 실패한 경우에 재전송은 동일한 부 캐리어를 통하여 이루어진다. 데이터 전송이 실패한 경우에 단말기는 drx-RetransmissionTimer, HARQ RTT timer를 관리하며 각 HARQ 프로세스별로 관리한다. 이에 따라, 데이터 전송이 실패하면 전송이 실패한 데이터 블록에 대하여 HARQ RTT timer를 8로 지정하고 drx-RetransmissionTimer를 일정한 값으로 지정한다. 단말기는 지정된 값에 따라 8 서브프래임 시간동안 sleep한 후 HARQ RTT timer를 종료하고, drx-RetransmissionTimer를 시작하여 wakeup함으로써 재전송 데이터를 수신한다.
그러나, 부 캐리어가 비활성화되어 재전송을 수행할 필요가 없는 경우에는 HARQ RTT timer, drx-RetransmissionTimer를 초기화하여 재전송 절차를 위한 wakeup 동작을 수행하지 않도록 한다.
도 11은 본 발명에 따른 부 캐리어 비활성화 절차도이다.
도 11은 본 발명에 따른 부 캐리어 비활성화 절차를 나타낸 도이며, 부 캐리어의 재전송이 반복되어 drx-RetransmissionTimer, HARQ RTT timer가 동작 중인 것을 나타낸다. 이 때 비활성화 메시지가 수신되면 단말기는 drx-RetransmissionTimer의 동작을 종료하여 불필요한 wakeup 상태를 중단한다.
또한 본 발명에서, 부 캐리어가 On Duration 상태로 동작 중이거나 inactivity timer에 의하여 wakeup 상태를 유지하고 있을 때 기지국으로부터 해당 부 캐리어의 비활성화 메시지를 수신하면, 단말기는 즉시 On Duration 상태 또는 inactivity timer를 중지하여 wakeup 동작을 중지한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서 기지국의 캐리어 상태 관리 방법으로서,
    단말기에게 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 비활성화 메시지의 전송으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함한 캐리어 상태 관리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값인 것을 특징으로 하는 캐리어 상태 관리 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계이후에 상기 비활성화 메시지에 대한 수신 성공 메시지를 단말기로부터 수신하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계는 상기 기지국이 상기 수신 성공 메시지의 도착 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계인 것을 특징으로 하는 캐리어 관리 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계 직후에 상기 기지국이 상기 부 캐리어를 이용한 데이터 전송과 재전송을 즉시 중단하는 단계를 추가로 포함한 캐리어 관리 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 비활성화 메시지를 송신하는 단계 이후에 상기 부 캐리어의 하향링크 전송 중단과 상향링크 및 하향링크 재전송 버퍼 초기화를 수행하는 단계를 추가로 포함한 캐리어 관리 방법.
  6. 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서 기지국의 캐리어 관리 방법으로서,
    일정시간 동안 부 캐리어를 통한 송수신이 이루어지지 않았는지 여부를 판단하여 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계;
    상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경을 결정한 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함한 캐리어 관리 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계는 소정의 타이머(timer)를 이용하여 수행되는 캐리어 관리 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값인 캐리어 상태 관리 방법.
  9. 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서 단말기의 캐리어 관리 방법으로서,
    기지국으로부터 부 캐리어에 대한 비활성화 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 비활성 메시지의 수신으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함한 캐리어 관리 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 단말기가 관리하는 상태 정보와 상기 기지국이 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값인 캐리어 상태 관리 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 비활성화 메시지를 수신하는 단계이후에 상기 비활성화 메시지에 대한 수신 성공 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계는 상기 단말기가 상기 수신 성공 메시지의 전송 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계인 것을 특징으로 하는 캐리어 관리 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 비활성화 메시지를 수신하는 단계 직후에 상기 단말기가 상기 부 캐리어를 이용한 데이터 전송과 재전송을 즉시 중단하는 단계를 추가로 포함한 캐리어 관리 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 비활성화 메시지를 수신하는 단계 이후에 상기 부 캐리어의 상향링크 전송 중단과 상향링크 및 하향링크 재전송 버퍼 초기화를 수행하는 단계를 추가로 포함한 캐리어 관리 방법.
  14. 캐리어 집성(Carrier Aggregation) 환경에서 단말기의 캐리어 관리 방법으로서,
    일정시간 동안 부 캐리어를 통한 송수신이 이루어지지 않았는지 여부를 판단하여 상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계; 및
    상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경을 결정한 시점으로부터 소정 시간 이후에 상기 부 캐리어를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함한 캐리어 관리 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 부 캐리어 상태의 비활성화 상태로의 변경여부를 결정하는 단계는 소정의 타이머(timer)를 이용하여 수행되는 캐리어 관리 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 소정 시간은 상기 부 캐리어에 대해 상기 기지국이 관리하는 상태 정보와 상기 단말기가 관리하는 상태 정보를 일치시키기 위해 미리 약속된 값인 캐리어 상태 관리 방법.
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