WO2013009052A2 - 무선 통신 시스템에서 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법 및 장치 Download PDF

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    • H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/242—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account path loss

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for determining a transmit power of a preamble in a wireless communication system.
  • the next generation multimedia wireless communication system which is being actively researched recently, requires a system capable of processing and transmitting various information such as video, wireless data, etc., out of an initial voice-oriented service.
  • the fourth generation of wireless communication which is currently being developed after the third generation of wireless communication systems, aims to support high-speed data services of downlink 1 gigabits per second (Gbps) and uplink 500 megabits per second (Mbps).
  • Gbps gigabits per second
  • Mbps megabits per second
  • the purpose of a wireless communication system is to enable a large number of users to communicate reliably regardless of location and mobility.
  • a wireless channel is a path loss, noise, fading due to multipath, inter-symbol interference (ISI) or mobility of UE.
  • ISI inter-symbol interference
  • There are non-ideal characteristics such as the Doppler effect.
  • Various techniques have been developed to overcome the non-ideal characteristics of the wireless channel and to improve the reliability of the wireless communication.
  • a carrier aggregation (CA) supporting a plurality of cells may be applied.
  • the CA may be called another name such as bandwidth aggregation.
  • CA means that when a wireless communication system attempts to support broadband, one or more carriers having a bandwidth smaller than the target broadband are collected to form a broadband.
  • a target carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system. For example, in 3GPP LTE, bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz are supported, and in 3GPP LTE-A, a bandwidth of 20 MHz or more can be configured using only the bandwidth of the 3GPP LTE system.
  • broadband can be configured by defining new bandwidth without using the bandwidth of the existing system.
  • the random access procedure is a process performed by the terminal to access the base station.
  • the UE may perform a random access procedure by transmitting a random access preamble to the base station. If the CA is supported, the terminal may perform a random access process for a plurality of cells.
  • CA is supported, a method for efficiently determining the transmit power of the random access preamble in a random access process for a plurality of cells is required.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for determining the transmit power of a preamble in a wireless communication system.
  • the present invention provides a method for determining the transmission power of a physical random access channel (PRACH) preamble in a random access process when a random access procedure for a secondary cell (SCell; secondary cell) of a terminal is initiated by an indication of a base station. do.
  • PRACH physical random access channel
  • SCell secondary cell
  • the present invention provides a method for determining the transmit power of a PRACH preamble based on the DL pathloss of the SCell.
  • a method for determining transmit power of a preamble by a user equipment (UE) in a wireless communication system includes a SCell path loss for a downlink (DL) CC in a linkage relationship with an uplink (UL) component carrier (CC) in a secondary cell (SCell).
  • DL downlink
  • UL uplink
  • SCell secondary cell
  • the SCell and the primary cell constitutes a carrier aggregation system (CA)
  • the PCell is the terminal performs radio resource control (RRC) connection with the base station
  • RRC radio resource control
  • the DL CC may be in a SystemInformationBlockType2 (SIB2) connection relationship with a UL CC in the SCell.
  • SIB2 SystemInformationBlockType2
  • P CAMX, c (i) is the transmit power of the configured terminal defined for the subframe i of the PCell
  • PL C represents the estimated SCell path loss.
  • the transmission power of the PRACH preamble may be determined based on a difference between the path loss of the PCell and the estimated SCell path loss.
  • P CAMX, c (i) is the transmission power of the terminal configured for the subframe i of the PCell
  • PL C is the path loss of the PCell
  • PL diff is the path loss of the PCell and the estimated Scell path The difference value of the loss is shown.
  • the difference between the path loss of the PCell and the estimated SCell path loss may be received from the base station.
  • the difference between the path loss of the PCell and the estimated SCell path loss may be received from the base station through any one of a radio resource control (RRC) layer, a media access control (MAC) layer, or a physical layer (PHY) layer.
  • RRC radio resource control
  • MAC media access control
  • PHY physical layer
  • the difference between the path loss of the PCell and the estimated SCell path loss may be received from a base station through a physical downlink control channel (PDCCH) order.
  • PDCH physical downlink control channel
  • the difference between the path loss of the PCell and the estimated SCell path loss may be included in downlink control information (DCI) format 1A and received from the base station through a PDCCH indication.
  • DCI downlink control information
  • the UL CC in the SCell may be a UL extension carrier that cannot operate as a stand-alone carrier.
  • the DL CC may be a DL CC having a virtual connection relationship with an UL extension carrier.
  • the DL CC in a virtual connection relationship with the UL extension carrier may be indicated by a base station through a higher layer.
  • the DL CC in a virtual connection relationship with the UL extension carrier may be predetermined.
  • the PCell provides at least one of non-access stratum (NAS) mobility information and security input at RRC establishment, RRC re-establishmenet, or handover. It may be a cell.
  • NAS non-access stratum
  • a terminal for determining a transmit power of a preamble in a wireless communication system includes a radio frequency (RF) unit for transmitting or receiving a radio signal, and a processor connected to the RF unit, wherein the processor includes an uplink (UL) configuration in a secondary cell (SCell).
  • RF radio frequency
  • SCell secondary cell
  • a CA carrier aggregation system
  • the PCell is a cell in which the UE performs radio resource control (RRC) connection with the base station
  • RRC radio resource control
  • Remaining is characterized in that at least one cell, in the cell.
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • FIG 3 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • 5 shows a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 6 shows an example of a subframe structure of a 3GPP LTE-A system that is cross-carrier scheduled through CIF.
  • FIG. 7 shows an example in which two cells have different UL transmission timings in a CA environment.
  • FIG 8 shows an example in which a random access procedure for the SCell of the UE is initialized according to the indication of the base station.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of a general random access procedure.
  • FIG. 10 shows an embodiment of a method for determining the transmit power of the proposed preamble.
  • FIG. 11 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • 1 is a wireless communication system.
  • the wireless communication system 10 includes at least one base station (BS) 11.
  • Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the UE 12 may be fixed or mobile and may have a mobile station (MS), a mobile terminal (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, or a PDA. (personal digital assistant), wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms.
  • the base station 11 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 12, and may be called in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like. have.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like. have.
  • a terminal typically belongs to one cell, and a cell to which the terminal belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • a base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are relatively determined based on the terminal.
  • downlink means communication from the base station 11 to the terminal 12
  • uplink means communication from the terminal 12 to the base station 11.
  • the transmitter may be part of the base station 11 and the receiver may be part of the terminal 12.
  • the transmitter may be part of the terminal 12 and the receiver may be part of the base station 11.
  • the wireless communication system may be any one of a multiple-input multiple-output (MIMO) system, a multiple-input single-output (MIS) system, a single-input single-output (SISO) system, and a single-input multiple-output (SIMO) system.
  • MIMO multiple-input multiple-output
  • MIS multiple-input single-output
  • SISO single-input single-output
  • SIMO single-input multiple-output
  • the MIMO system uses a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas.
  • the MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna.
  • the SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna.
  • the SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas.
  • the transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream
  • the receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • a radio frame consists of 10 subframes, and one subframe consists of two slots. Slots in a radio frame are numbered with slots # 0 through # 19. The time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI). TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission. For example, one radio frame may have a length of 10 ms, one subframe may have a length of 1 ms, and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the OFDM symbol is used to represent one symbol period since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, and may be called a different name according to a multiple access scheme.
  • SC-FDMA when SC-FDMA is used as an uplink multiple access scheme, it may be referred to as an SC-FDMA symbol.
  • a resource block (RB) includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units.
  • the structure of the radio frame is merely an example. Accordingly, the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, or the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • 3GPP LTE defines that one slot includes 7 OFDM symbols in a normal cyclic prefix (CP), and one slot includes 6 OFDM symbols in an extended CP. .
  • CP normal cyclic prefix
  • Wireless communication systems can be largely divided into frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the uplink transmission and the downlink transmission are time-divided in the entire frequency band, and thus the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the terminal cannot be simultaneously performed.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed in different subframes.
  • FIG 3 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and N RB resource blocks in the frequency domain.
  • the number N RB of resource blocks included in the downlink slot depends on the downlink transmission bandwidth set in the cell. For example, in the LTE system, N RB may be any one of 6 to 110.
  • One resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the structure of the uplink slot may also be the same as that of the downlink slot.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • an exemplary resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements including 7 OFDM symbols in the time domain and 12 subcarriers in the frequency domain, but the number of OFDM symbols and the number of subcarriers in the resource block is equal to this. It is not limited. The number of OFDM symbols and the number of subcarriers can be variously changed according to the length of the CP, frequency spacing, and the like. For example, the number of OFDM symbols is 7 for a normal CP and the number of OFDM symbols is 6 for an extended CP. The number of subcarriers in one OFDM symbol may be selected and used among 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • the downlink subframe includes two slots in the time domain, and each slot includes seven OFDM symbols in the normal CP.
  • the leading up to 3 OFDM symbols (up to 4 OFDM symbols for 1.4Mhz bandwidth) of the first slot in the subframe are the control regions to which control channels are allocated and the remaining OFDM symbols are the physical downlink shared channel (PDSCH). Becomes the data area to be allocated.
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the terminal, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • RNTI a unique radio network temporary identifier
  • the PDCCH is for a specific terminal, a unique identifier of the terminal, for example, a cell-RNTI (C-RNTI) may be masked to the CRC.
  • C-RNTI cell-RNTI
  • a paging indication identifier for example, p-RNTI (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • 5 shows a structure of an uplink subframe.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information.
  • the data region is allocated a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting data.
  • the terminal may support simultaneous transmission of the PUSCH and the PUCCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers in each of the first slot and the second slot.
  • the frequency occupied by the resource block belonging to the resource block pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the terminal may obtain a frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an uplink radio resource allocation request. (scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK non-acknowledgement
  • CQI channel quality indicator
  • the PUSCH is mapped to the UL-SCH, which is a transport channel.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the TTI.
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • a carrier aggregation (CA) supporting a plurality of cells may be applied.
  • a plurality of base stations and terminals can communicate through up to five cells.
  • Five cells may correspond to a bandwidth of up to 100 MHz. That is, the CA environment represents a case in which a specific UE has two or more configured serving cells (hereinafter, referred to as cells) having different carrier frequencies.
  • the carrier frequency represents the center frequency of the cell.
  • the cell represents a combination of DL resources and optionally UL resources. That is, the cell must include DL resources, and may optionally include UL resources combined with the DL resources.
  • the DL resource may be a DL component carrier (CC).
  • the UL resource may be a UL CC.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL CC and the carrier frequency of the UL CC may be indicated by system information transmitted on the DL CC.
  • the system information may be system information block type2 (SIB2).
  • a terminal supporting a CA may use a primary cell (PCell) and one or more secondary cells (SCell) for increased bandwidth. That is, when two or more cells exist, one cell becomes a PCell and the other cells become Scells. Both PCell and SCell can be serving cells.
  • a terminal in an RRC_CONNECTED state that does not support CA or cannot support CA may have only one serving cell including a PCell.
  • a terminal in an RRC_CONNECTED state supporting CA may have one or more serving cells including a PCell and all SCells. Meanwhile, the UL-DL configuration of all cells in the TDD system may be all the same.
  • the PCell may be a cell operating at a primary frequency.
  • the PCell may be a cell in which the terminal performs radio resource control (RRC) connection with the network.
  • the PCell may be a cell having the smallest cell index.
  • the PCell may be a cell that first attempts random access through a physical random access channel (PRACH) among a plurality of cells.
  • the PCell may be a cell in which the terminal performs an initial connection establishment process or a connection reestablishment process in a CA environment. Alternatively, the PCell may be a cell indicated in the handover process.
  • the terminal may acquire non-access stratum (NAS) mobility information (eg, a tracking area indicator (TAI)) during RRC connection / reconfiguration / handover through the PCell.
  • NAS non-access stratum
  • TAI tracking area indicator
  • the terminal may obtain a security input during RRC reset / handover through the PCell.
  • the UE may receive and transmit the PUCCH only in the PCell.
  • the terminal may apply system information acquisition and system information change monitoring only to the PCell.
  • the network may change the PCell of the UE supporting the CA in the handover process by using the RRCConnectionReconfiguration message including the MobilityControlInfo.
  • the SCell may be a cell operating at a secondary frequency. SCell is used to provide additional radio resources.
  • the PUCCH is not allocated to the SCell.
  • the network When adding the SCell, the network provides all the system information related to the operation of the related cell in the RRC_CONNECTED state to the terminal through dedicated signaling.
  • the change of system information with respect to the SCell may be performed by releasing and adding related cells, and the network may independently add, remove, or modify the SCell through an RRC connection reconfiguration process using an RRCConnectionReconfiguration message.
  • the LTE-A terminal supporting CA may simultaneously transmit or receive one or a plurality of CCs according to capacity.
  • the LTE rel-8 terminal may transmit or receive only one CC when each CC constituting the CA is compatible with the LTE rel-8 system. Therefore, if at least the number of CCs used in the uplink and the downlink is the same, all CCs need to be configured to be compatible with the LTE rel-8.
  • the plurality of CCs may be managed by a media access control (MAC).
  • MAC media access control
  • the receiver in the terminal When the CA is configured in the DL, the receiver in the terminal should be able to receive a plurality of DL CCs, and when the CA is configured in UL, the transmitter in the terminal should be able to transmit a plurality of UL CCs.
  • the backward compatible carrier is a carrier that can be connected to a terminal of all LTE releases including LTE rel-8, LTE-A, and the like.
  • the backward compatibility carrier may operate as a single carrier or as a CC configuring a CA.
  • the backward compatibility carrier may always be configured as a pair of DL and UL in an FDD system.
  • the non-compatible carrier can not be connected to the terminal of the previous LTE release, and can only access more than the terminal of the LTE release defining the carrier.
  • the non-compatible carrier may operate as a single carrier or as a CC constituting a CA like the backward compatible carrier.
  • An extension carrier is a carrier that cannot operate as a single carrier.
  • the extended carrier should be a CC constituting a CA including at least one carrier capable of operating as a single carrier.
  • a non-compliant carrier is referred to as an extended carrier.
  • a DL CC and a UL CC in a cell have an SIB2 linkage. For example, when a UL grant is transmitted through a PDCCH allocated to a DL CC, a PUSCH is allocated to a UL CC having a SIB2 connection relationship with the DL CC.
  • control channel in the DL and UL may be performed based on the CC in the SIB2 connection relationship.
  • the corresponding DL / UL extended carrier does not have a UL / DL CC having a SIB2 connection.
  • cross carrier scheduling may be applied.
  • a PDCCH on a specific DL CC may schedule a PDSCH on any one of a plurality of DL CCs or a PUSCH on any one of a plurality of UL CCs.
  • a carrier indicator field may be defined for cross carrier scheduling.
  • CIF may be included in the DCI format transmitted on the PDCCH. The presence or absence of the CIF in the DCI format may be indicated by the higher layer semi-statically or UE-specifically.
  • the CIF may indicate a DL CC on which the PDSCH is scheduled or an UL CC on which the PUSCH is scheduled.
  • the CIF may be fixed 3 bits and may exist in a fixed position regardless of the size of the DCI format. If there is no CIF in the DCI format, the PDCCH on a specific DL CC may schedule a PDSCH on the same DL CC or may schedule a PUSCH on a UL CC connected to the specific DL CC with the SIB2.
  • the base station may allocate the PDCCH monitoring DL CC set to reduce the complexity of blind decoding of the terminal.
  • the PDCCH monitoring DL CC set is part of the entire DL CC, and the UE performs blind decoding only on the PDCCH in the PDCCH monitoring DL CC set. That is, in order to schedule PDSCH and / or PUSCH for the UE, the base station may transmit the PDCCH through only the DL CCs in the PDCCH monitoring DL CC set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set may be configured to be UE specific, UE group specific, or cell specific.
  • FIG. 6 shows an example of a subframe structure of a 3GPP LTE-A system that is cross-carrier scheduled through CIF.
  • a first DL CC of three DL CCs is configured as a PDCCH monitoring DL CC. If cross carrier scheduling is not performed, each DL CC transmits a respective PDCCH to schedule a PDSCH. When cross carrier scheduling is performed, only the first DL CC set as the PDCCH monitoring DL CC transmits the PDCCH.
  • the PDCCH transmitted on the first DL CC schedules the PDSCHs of the first DL CC as well as the PDSCHs of the second DL CC and the third DL CC using CIF.
  • the second DL CC and the third DL CC not configured as the PDCCH monitoring DL CC do not transmit the PDCCH.
  • cross carrier scheduling is not supported for the PCell. That is, the PCell is always scheduled by its PDCCH.
  • the UL grant and DL assignment of a cell are always scheduled from the same cell. That is, if the DL is scheduled on the second carrier in the cell, the UL is also scheduled on the second carrier.
  • the PDCCH order can be transmitted only on the PCell.
  • frame timing, super frame number (SFN) timing, and the like in the aggregated cells may be aligned.
  • the UE may transmit uplink control information such as channel state information (CSI), ACK / NACK signal, etc. received, detected, or measured from one or more DL CCs to a base station through a predetermined UL CC.
  • CSI channel state information
  • the terminal may receive a plurality of ACKs / ACKs for data received from each DL CC.
  • NACK signals may be multiplexed or bundled and transmitted to the base station through the PUCCH of the UL CC of the PCell.
  • intra-band CA and inter-band CA may be considered.
  • intraband CA is considered first.
  • the band means operating bandwidth and is defined as a frequency range in which the system operates.
  • Table 1 shows an example of an operating bandwidth used in 3GPP LTE. This may refer to Table 5.5-1 of 3GPP TS 36.104 V10.0.0.
  • a plurality of DL CCs or UL CCs configuring a CA environment are adjacent to each other in a frequency domain. That is, a plurality of DL CCs or UL CCs configuring the CA environment may be located within the same operating bandwidth. Therefore, in the intra band CA, each cell may be configured on the premise that they have similar propagation characteristics. At this time, the propagation characteristics may include propagation / path delay, propagation / path loss, fading channel impact, and the like, which may vary according to frequency or center frequency.
  • the terminal may acquire UL transmission timing for the UL CC in the PCell, and the UL transmission timing of the UL CCs in the SCell may be set to be the same as the transmission timing of the acquired PCell. have. Accordingly, the UL subframe boundaries between cells are identically aligned in the terminal, and the terminal may communicate with the base station in a CA environment through one radio frequency (RF). However, the PRACH transmission timing may be different for each cell.
  • RF radio frequency
  • a plurality of DL CCs or UL CCs configuring a CA environment may not be adjacent to each other in the frequency domain. Due to allocation of remaining frequencies, reuse of frequencies previously used for other purposes, and the like, a plurality of CCs constituting the CA environment may not be adjacent to each other in the frequency domain.
  • the carrier frequency of one cell may be 800 MHz in DL and UL, and the carrier frequency of the other cell may be 2.5 GHz in DL and UL.
  • the carrier frequency of one cell may be 700 MHz in DL and UL
  • the carrier frequency of the other cell may be 2.1 GHz in DDL and 1.7 GHz in UL.
  • the terminal may communicate with the base station through a plurality of RF in an interband CA environment.
  • FIG. 7 shows an example in which two cells have different UL transmission timings in a CA environment.
  • FIG. 7- (a) shows the UL transmission timing of the first cell
  • FIG. 7- (b) shows the UL transmission timing of the second cell.
  • the base station transmits a DL signal at the same time through the first cell and the second cell.
  • the terminal receives the DL signal through the first cell and the second cell.
  • the DL propagation delay of the second cell is greater than the DL propagation delay of the first cell. That is, the terminal receives the DL signal through the second cell later than the DL signal through the first cell.
  • Each cell may have a different timing advance (TA) value.
  • the TA value of the first cell is TA 1
  • the TA value of the second cell is TA 2 .
  • Each cell may have a different UL transmission timing.
  • the UL subframe of the first cell and the UL subframe of the second cell are not aligned with each other.
  • Each cell must perform UL transmission based on a different TA value.
  • Current 3GPP LTE-A does not support different UL transmission timing between cells.
  • the UL propagation delay of the second cell is greater than the UL propagation delay of the first cell.
  • FIG. 7 it is assumed for convenience that both DL / UL propagation delays of the second cell are larger than DL / UL propagation delays of the first cell. However, this is only an example, and the DL propagation delay and the UL propagation delay may not be proportional to each other. .
  • a method for efficiently obtaining a plurality of UL transmission timings when CA is supported.
  • the method of obtaining a plurality of UL transmission timings described below may be applied regardless of an UL access scheme.
  • the UL access scheme is SC-FDMA, but may also be applied when the UL access scheme is OFDMA or the like.
  • a random access procedure for the SCell of the UE may be initialized. That is, when a specific SCell is added, the terminal may acquire UL transmission timing of the corresponding SCell.
  • the random access procedure for the SCell of the terminal may be initialized by the instruction of the base station.
  • the base station may instruct the terminal to perform a random access procedure for the SCell after the SCell is added, or after the SCell is activated.
  • the time point at which the base station instructs the terminal to perform a random access process is not limited thereto.
  • the base station instructs the terminal to perform a random access process after the corresponding SCell is activated.
  • the indication of the base station may be a PDCCH order.
  • FIG 8 shows an example in which a random access procedure for the SCell of the UE is initialized according to the indication of the base station.
  • step S50 the base station transmits an RRC reconfiguration message to the terminal.
  • the SCell may be added by the RRC reconfiguration message.
  • step S51 the terminal transmits an RRC reconfiguration complete message to the base station in response to the RRC reconfiguration message.
  • step S52 the base station needs activation of the added SCell.
  • step S53 the base station transmits an SCell activation message to the terminal.
  • step S54 the UE transmits an HARQ ACK message for the SCell activation message.
  • step S55 the base station initializes a random access procedure for the SCell.
  • step S56 the base station transmits a PDCCH indication to the terminal.
  • step S57 a random access process for the SCell between the terminal and the base station is performed.
  • step S58 the terminal adjusts the UL transmission timing after completing the random access process, and transmits data to the base station.
  • the SCell may be extended to an extended carrier. That is, in the above description, the SCell may be replaced with a UL extended carrier.
  • a specific UL extension carrier is added, when the added specific UL extension carrier is activated, or according to an indication of the base station, a random access procedure for the UL extension carrier of the terminal may be initialized.
  • the base station may inform the terminal to initialize the random access procedure in various ways. For example, the base station may inform the terminal to initialize the random access procedure through a specific field in the RRC message used when adding the UL extended carrier or through a separate RRC message.
  • the base station may inform the terminal to initialize the random access process through a specific field in the MAC message used to activate the added UL extended carrier or through a separate MAC message.
  • whether or not cross-carrier scheduling for the UL extended carrier may be indicated by a higher layer, or the system may be configured to always be performed without explicit indication.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of a general random access procedure.
  • the random access process may be divided into a contention-based random access process and a non-contention based random access process.
  • the random access procedure for the above-described SCell may be performed through one or more predetermined methods among two random access procedures.
  • step S61 the UE transmits a random access preamble to the base station.
  • the random access preamble may be called a PRACH preamble.
  • the random access preamble may be referred to as a first message in the random access procedure.
  • step S62 the base station transmits a random access response to the terminal in response to the random access preamble.
  • the random access preamble may be called a RACH response.
  • the random access response may be called a second message in the random access procedure.
  • step S63 the terminal performs the scheduled transmission to the base station.
  • the scheduled transmission may be called a third message in the random access procedure.
  • step S64 the base station performs a contention resolution message to the terminal.
  • the conflict resolution message may be called a fourth message during the random access process.
  • step S70 the base station allocates a random access preamble to the terminal.
  • step S71 the terminal transmits a first message to the base station.
  • step S72 the base station transmits a second message to the terminal in response to the first message.
  • the transmit power of the PRACH preamble may be determined by estimating a pathloss of the PCell. Equation 1 shows an example of an equation for determining the transmission power of the PRACH preamble.
  • P PRACH min ⁇ P CAMX, c (i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PLc ⁇ [dBm]
  • Equation 1 P CAMX, c (i) represents the transmission power of the configured terminal defined for subframe i of the PCell, and PL C represents an estimated value of the DL path loss calculated at the terminal for the PCell.
  • a random access procedure may be performed on the SCell to obtain a plurality of UL transmission timings.
  • a new method for determining the transmit power of the PRACH preamble transmitted by the SCell is required.
  • a method of determining the transmit power of the PRACH preamble proposed by the present invention will be described.
  • the contention-based random access process will be described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the present invention may be equally applied to the contention-free random access process.
  • the transmission power of the PRACH preamble may be determined by estimating the path loss of the SCell through which the PRACH preamble is transmitted. That is, the path loss used to determine the transmit power of the PRACH preamble may be the path loss of the DL CC connected to the UL CC in the SCell to which the PRACH preamble is transmitted. Equation 2 shows an example of equations for determining the transmit power of the PRACH preamble according to the proposed PRACH preamble transmit power determination method.
  • P PRACH min ⁇ P CAMX, c (i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PLc ⁇ [dBm]
  • Equation 2 has the same form as in Equation 1, but in Equation 2, PL C represents an estimated value of the DL path loss calculated by the terminal with respect to the DL CC connected to the UL CC in the SCell.
  • the transmission power of the PRACH preamble may be determined by the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell through which the PRACH preamble is transmitted.
  • Equation 3 shows another example of the equation for determining the transmit power of the PRACH preamble according to the proposed PRACH preamble transmit power determination method.
  • P PRACH min ⁇ P CAMX, c (i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PLc + PL diff ⁇ [dBm]
  • Equation 3 P CAMX, c (i) is the transmission power of the configured terminal defined for the subframe i of the PCell, PL C is an estimate of the DL path loss calculated at the terminal for the PCell, PL diff is in the PCell and SCell It represents the difference between the DL path loss estimate calculated at the terminal for the UL CC and the SIB2 connected DL CC. PL diff is zero when the PRACH preamble is transmitted in the PCell.
  • the base station signals the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell in which the PRACH preamble is transmitted to the terminal, and the terminal may determine the transmission power of the PRACH preamble using the terminal.
  • the base station may transmit the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell to the terminal through any one of RRC signaling, MAC signaling, or PHY signaling.
  • the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell may be broadcasted or unicasted. Since the base station already serves the terminals supporting the CA, it is possible to estimate the difference in the UL transmit power between the PCell and a specific SCell. Equation 4 shows another example of the equation for determining the transmit power of the PRACH preamble according to the proposed PRACH preamble transmit power determination method.
  • P PRACH min ⁇ P CAMX, c (i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PLc + PL diff ⁇ [dBm]
  • P CAMX, c (i) represents the transmission power of the configured terminal defined for subframe i of the PCell
  • PL C represents an estimated value of the DL path loss calculated at the terminal for the PCell
  • PL diff is a difference between the DL path loss estimate calculated at the terminal for the UL CC and the SIB2 connected DL CC in the PCell and the SCell, which is signaled from the base station.
  • PL diff is zero when the PRACH preamble is transmitted in the PCell.
  • the BS may inform the UE of the initialization of the random access procedure through the PDCCH indication. Therefore, the base station may signal the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell through the PDCCH indication.
  • the PDCCH indication may be transmitted through a PCell or may be transmitted through an SCell performing a random access procedure.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the base station may instruct the terminal of the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell by using a specific field in the DCI format transmitted through the PDCCH. Since the base station already serves the terminals supporting the CA, it is possible to estimate the difference in the UL transmit power between the PCell and a specific SCell.
  • DCI format 1A may refer to section 5.3.3.1.3 of 3GPP TS 36.212 V10.2.0 (2011-06).
  • a specific field indicates information for the PRACH, and the remaining bits are filled with zeros.
  • DCI format 1A is a CIF, DCI format 0 / 1A differentiation flag, localized / distributed VRB.
  • the CIF may be included in the DCI format 1A only when cross-carrier scheduling is indicated by an upper layer and the DCI format 1A is transmitted in a UE-specific search space (USS).
  • UFS UE-specific search space
  • CIF is not included in DCI format 1A.
  • the base station may instruct the terminal of the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell through the DCI format 1A.
  • DCI format 1A is used for the random access procedure initialized by the PDCCH indication, extra bits such as a HARQ process number and a DL allocation index are generated.
  • the base station may inform the terminal of the difference between the path loss of the PCell and the path loss of the SCell through the remaining bits.
  • Equation 5 shows another example of equations for determining the transmit power of the PRACH preamble according to the proposed PRACH preamble transmit power determination method.
  • P PRACH min ⁇ P CAMX, c (i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PLc + PL diff ⁇ [dBm]
  • P CAMX, c (i) represents the transmission power of the configured terminal defined for subframe i of the PCell
  • PL C represents an estimated value of the DL path loss calculated at the terminal for the PCell
  • PL diff is a difference between the DL path loss estimate calculated at the UE for the UL CC and the SIB2 connected DL CC in the PCell and the SCell, which is signaled by the PDCCH indication from the base station.
  • PL diff is zero when the PRACH preamble is transmitted in the PCell.
  • DCI format 1A may include PL diff .
  • FIG. 10 shows an embodiment of a method for determining the transmit power of the proposed preamble.
  • step S100 the UE estimates a DL path loss for a DL CC in the SCell.
  • step S110 the UE determines the transmit power of the PRACH preamble based on the DL path loss.
  • the transmit power of the PRACH preamble may be determined by Equations 2 to 5 described above.
  • step S120 the terminal transmits the PRACH preamble to the base station based on the determined transmission power.
  • the SCell includes only one cell, but this is for convenience and the present invention is not limited thereto. That is, in the above description, the SCell may be one cell group including one or more cells except the PCell. Similarly, the PCell may be one cell group including a cell different from the PCell.
  • the transmission power determination method of the PRACH preamble described above is possible even when the UL extension carrier is defined. Since the UL extension carrier does not have a DL CC in the SIB2 connection relationship, in order to determine the transmission power of the PRACH preamble according to Equations 2 to 5, it is necessary to set the DL CC associated with the UL extension carrier in a different manner. In addition, since there is no DL CC having a SIB connection relationship with the UL extension carrier, cross carrier scheduling should always be performed.
  • the UL extension carrier is defined, a method of setting a DL CC associated with the UL extension carrier will be described.
  • a DL CC that is virtually linked with an UL extended carrier may be indicated by a base station from a higher layer.
  • the base station may indicate a DL CC that is virtually connected to the UL extension carrier through RRC signaling or MAC signaling.
  • a physical layer identifier including a DL CC virtually connected to an UL extension carrier may be indicated through a 'PhysCellID', which is an RRC parameter indicating a physical layer identity of a cell.
  • a new RRC parameter indicating a DL CC virtually connected to the UL extension carrier may be defined.
  • the DL CC virtually connected to the UL extension carrier may be indicated through a MAC message or an RRC message activating the corresponding UL extension carrier.
  • the DL CC virtually connected to the UL extension carrier may be indicated through a MAC message or an RRC message for adding or modifying the corresponding UL extension carrier.
  • Cell groups may be defined for supporting different UL transmission timings between cells and / or for supporting different TDD UL / DL configurations between cells.
  • a cell group When a cell group is defined to support different UL transmission timings between cells, cells belonging to one cell group may have the same UL transmission timing.
  • cells belonging to one cell group when a cell group is defined to support different TDD UL / DL configurations between cells, cells belonging to one cell group may have the same TDD UL / DL configuration.
  • a virtual connection with the UL extension carrier may be defined.
  • the DL CC virtually connected to the UL extension carrier may always be determined by a predetermined rule.
  • the UL extended carrier may be set to always have a virtual connection with the DL CC in the PCell.
  • the UL extended carrier may be configured to be virtually connected to the DL CC in the cell having the smallest cell index among the cells.
  • the UL extension carrier may be configured to be virtually connected to the DL CC in the cell having the smallest cell index among the activated cells. Even when the cell group is defined, the DL CC in which the UL extension carrier and the virtual connection in the cell group are defined may be predetermined.
  • FIG. 11 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 800 includes a processor 810, a memory 820, and an RF unit 830.
  • Processor 810 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 810.
  • the memory 820 is connected to the processor 810 and stores various information for driving the processor 810.
  • the RF unit 830 is connected to the processor 810 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 900 includes a processor 910, a memory 920, and an RF unit 930.
  • Processor 910 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 910.
  • the memory 920 is connected to the processor 910 and stores various information for driving the processor 910.
  • the RF unit 930 is connected to the processor 910 to transmit and / or receive a radio signal.
  • Processors 810 and 910 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory 820, 920 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the RF unit 830 and 930 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memory 820, 920 and executed by the processor 810, 910.
  • the memories 820 and 920 may be inside or outside the processors 810 and 910, and may be connected to the processors 810 and 910 by various well-known means.

Landscapes

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Abstract

무선 통신 시스템에서 프리앰블(preamble)의 전송 전력을 결정하는 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 2차 셀(SCell; secondary cell) 내의 상향링크(UL; uplink) 구성 반송파(CC; component carrier)와 연결(linkage) 관계에 있는 하향링크(DL; downlink) CC에 대하여 SCell 경로 손실(pathloss)을 추정하고, 상기 추정된 Scell 경로 손실을 기반으로 PRACH(physical random access channel) 프리앰블의 전송 전력을 결정하고, 상기 결정된 전송 전력을 기반으로 상기 PRACH 프리앰블을 상기 SCell 내의 UL CC를 통해 기지국으로 전송한다. 이때 상기 SCell과 1차 셀(PCell; primary cell)은 반송파 집합(CA; carrier aggregation system)을 구성하고, 상기 PCell은 상기 단말이 상기 기지국과 RRC(radio resource control) 연결을 수행하는 셀이며, 상기 Scell은 상기 반송파 집합에서 상기 PCell을 제외한 나머지 셀 중 적어도 하나의 셀이다.

Description

무선 통신 시스템에서 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 현재 3세대 무선 통신 시스템에 이어 개발되고 있는 4세대 무선 통신은 하향링크 1Gbps(gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(megabits per second)의 고속의 데이터 서비스를 지원하는 것을 목표로 한다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌 간 간섭(ISI; inter-symbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
3GPP LTE-A에서 복수의 셀을 지원하는 반송파 집합(CA; carrier aggregation) 이 적용될 수 있다. CA는 대역폭 집합(bandwidth aggregation) 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다. CA는 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 것을 의미한다. 1개 이상의 반송파를 모을 때 대상이 되는 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
랜덤 액세스 과정(random access procedure)은 단말이 기지국에 접속하기 위하여 수행되는 과정이다. 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송하여 랜덤 액세스 과정을 수행할 수 있다. CA가 지원되는 경우, 단말은 복수의 셀에 대하여 랜덤 액세스 과정을 수행할 수 있다.
CA가 지원되는 경우, 복수의 셀에 대한 랜덤 액세스 과정에서 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 전력을 효율적으로 결정하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은 기지국의 지시에 의해서 단말의 2차 셀(SCell; secondary cell)을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화 되는 경우, 랜덤 액세스 과정에서 PRACH(physical random access channel) 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법을 제공한다. 본 발명은 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 SCell의 DL 경로 손실(pathloss)을 기반으로 결정하는 방법을 제공한다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 프리앰블(preamble)의 전송 전력을 결정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 2차 셀(SCell; secondary cell) 내의 상향링크(UL; uplink) 구성 반송파(CC; component carrier)와 연결(linkage) 관계에 있는 하향링크(DL; downlink) CC에 대하여 SCell 경로 손실(pathloss)을 추정하고, 상기 추정된 Scell 경로 손실을 기반으로 PRACH(physical random access channel) 프리앰블의 전송 전력을 결정하고, 상기 결정된 전송 전력을 기반으로 상기 PRACH 프리앰블을 상기 SCell 내의 UL CC를 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되, 상기 SCell과 1차 셀(PCell; primary cell)은 반송파 집합(CA; carrier aggregation system)을 구성하고, 상기 PCell은 상기 단말이 상기 기지국과 RRC(radio resource control) 연결을 수행하는 셀이며, 상기 Scell은 상기 반송파 집합에서 상기 PCell을 제외한 나머지 셀 중 적어도 하나의 셀인 것을 특징으로 한다.
상기 DL CC는 상기 SCell 내의 UL CC와 SIB2(SystemInformationBlockType2) 연결 관계에 있을 수 있다.
상기 PRACH 프리앰블의 전송 전력은 수학식 PPRACH=min {PCAMX,c(i), REAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc}에 의해 결정될 수 있다. 단, PCAMX,c(i)는 상기 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 상기 단말의 전송 전력, PLC는 상기 추정된 SCell 경로 손실을 나타낸다.
상기 PRACH 프리앰블의 전송 전력은 상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값을 기반으로 결정될 수 있다.
상기 PRACH 프리앰블의 전송 전력은 수학식 PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc+PLdiff}에 의해 결정될 수 있다. 단, PCAMX,c(i)는 상기 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 상기 단말의 전송 전력, PLC는 상기 PCell의 경로 손실, PLdiff는 상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 Scell 경로 손실의 차이값을 나타낸다.
상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 기지국으로부터 수신될 수 있다.
상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 계층, MAC(media access control) 계층 또는 PHY(physical) 계층 중 어느 하나를 통해 수신될 수 있다.
상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 기지국으로부터 PDCCH(physical downlink control channel) 지시(order)를 통해 수신될 수 있다.
상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 DCI(downlink control information) 포맷 1A에 포함되어 기지국으로부터 PDCCH 지시를 통해 수신될 수 있다.
상기 SCell 내의 UL CC는 단일(stand-alone) 반송파로 동작할 수 없는 UL 확장 반송파(extension carrier)일 수 있다.
상기 DL CC는 UL 확장 반송파와 가상(virtual) 연결 관계에 있는 DL CC일 수 있다.
상기 UL 확장 반송파와 가상 연결 관계에 있는 상기 DL CC는 상위 계층(higher layer)를 통해 기지국에 의해 지시될 수 있다.
상기 UL 확장 반송파와 가상 연결 관계에 있는 상기 DL CC는 미리 결정될 수 있다.
상기 PCell은 RRC 설정(establishment), RRC 재설정(re-establishmenet) 또는 핸드오버(handover) 시에 NAS(non-access stratum) 이동성 정보(mobility information) 및 보안 입력(security input) 중 적어도 하나를 제공하는 셀일 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 프리앰블(preamble)의 전송 전력을 결정하는 단말이 제공된다. 상기 단말은 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio frequency)부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 2차 셀(SCell; secondary cell) 내의 상향링크(UL; uplink) 구성 반송파(CC; component carrier)와 연결(linkage) 관계에 있는 하향링크(DL; downlink) CC에 대하여 SCell 경로 손실(pathloss)을 추정하고, 상기 추정된 Scell 경로 손실을 기반으로 PRACH(physical random access channel) 프리앰블의 전송 전력을 결정하고, 상기 결정된 전송 전력을 기반으로 상기 PRACH 프리앰블을 상기 SCell 내의 UL CC를 통해 기지국으로 전송하도록 구성되며, 상기 SCell과 1차 셀(PCell; primary cell)은 반송파 집합(CA; carrier aggregation system)을 구성하고, 상기 PCell은 상기 단말이 상기 기지국과 RRC(radio resource control) 연결을 수행하는 셀이며, 상기 Scell은 상기 반송파 집합에서 상기 PCell을 제외한 나머지 셀 중 적어도 하나의 셀인 것을 특징으로 한다.
기지국의 지시에 의해서 단말의 2차 셀(SCell; secondary cell)을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화 되는 경우, PRACH 프리앰블의 전송 전력을 효과적으로 결정할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 CIF를 통하여 크로스 캐리어 스케줄링 되는 3GPP LTE-A 시스템의 서브프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 CA 환경에서 2개의 셀이 서로 다른 UL 전송 타이밍을 가지는 일 예를 나타낸다.
도 8은 기지국의 지시에 의해서 단말의 SCell을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화되는 일 예를 나타낸다.
도 9는 일반적인 랜덤 액세스 과정의 일 실시예를 나타낸다.
도 10은 제안된 프리앰블의 전송 전력 결정 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; base station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
단말은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템은 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템, MISO(multiple-input single-output) 시스템, SISO(single-input single-output) 시스템 및 SIMO(single-input multiple-output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나(transmit antenna)와 다수의 수신 안테나(receive antenna)를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다. 도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원블록(RB; resource block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(CP; cyclic prefix)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.
무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
도 3은 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB은 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함하고, 각 슬롯은 노멀 CP에서 7개의 OFDM 심벌을 포함한다. 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌들(1.4Mhz 대역폭에 대해서는 최대 4 OFDM 심벌들)이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심벌들은 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB; system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 5는 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(physical uplink shared channel)이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
3GPP LTE-A에서 복수의 셀을 지원하는 반송파 집합(CA; carrier aggregation) 이 적용될 수 있다. 복수의 기지국과 단말은 최대 5개까지의 셀들을 통해 통신할 수 있다. 5개의 셀은 최대 100MHz이 대역폭에 대응될 수 있다. 즉, CA 환경은 특정 단말이 반송파 주파수(carrier frequency)가 서로 다른 2개 이상의 구성 서빙 셀(configured serving cell, 이하 셀이라 한다)을 가지는 경우를 나타낸다. 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(center frequency)를 나타낸다.
셀은 DL 자원과 선택적으로(optionally) UL 자원의 결합을 나타낸다. 즉, 셀은 DL 자원을 반드시 포함하며, DL 자원과 결합되는 UL 자원은 선택적으로 포함할 수 있다. DL 자원은 DL 구성 반송파(CC; component carrier)일 수 있다. UL 자원은 UL CC일 수 있다. 특정 단말이 하나의 구성 서빙 셀을 가지는 경우, 하나의 DL CC와 하나의 UL CC를 가질 수 있다. 특정 단말이 2개 이상의 셀을 가지는 경우, 셀의 개수만큼의 DL CC와 셀의 개수보다 작거나 같은 개수의 UL CC를 가질 수 있다. 즉, 현재 3GPP LTE-A에서 CA가 지원되는 경우, DL CC의 개수는 UL CC의 개수보다 항상 많거나 같을 수 있다. 그러나 3GPP LTE-A 이후의 릴리즈(release)에서는 DL CC의 개수가 UL CC의 개수보다 적은 CA가 지원될 수도 있다.
DL CC의 반송파 주파수와 UL CC의 반송파 주파수의 연결(linkage)은 DL CC 상으로 전송되는 시스템 정보에 의해서 지시될 수 있다. 상기 시스템 정보는 SIB2(system information block type2)일 수 있다.
CA를 지원하는 단말은 증가된 대역폭을 위하여 1차 셀(PCell; primary cell)과 하나 이상의 2차 셀(SCell; secondary cell)을 사용할 수 있다. 즉, 2개 이상의 셀이 존재하는 경우, 하나의 셀은 PCell이 되고, 나머지 셀들은 Scell이 된다. PCell과 SCell 모두 서빙 셀이 될 수 있다. CA를 지원하지 않거나 지원할 수 없는 RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말은 오직 PCell을 포함하는 하나의 서빙 셀만을 가질 수 있다. CA를 지원하는 RRC_CONNECTED 상태에 있는 단말은 PCell과 모든 SCell들을 포함하는 하나 이상의 서빙 셀을 가질 수 있다. 한편, TDD 시스템에서 모든 셀들의 UL-DL 구성(configuration)은 모두 같을 수 있다.
PCell은 1차 주파수(primary frequency)에서 동작하는 셀일 수 있다. PCell은 단말이 네트워크와 RRC(radio resource control) 연결을 수행하는 셀일 수 있다. PCell은 셀 인덱스(cell index)가 가장 작은 셀일 수 있다. PCell은 복수의 셀 중 PRACH(physical random access channel)를 통해 처음 랜덤 액세스를 시도하는 셀일 수 있다. PCell은 CA 환경에서 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정 또는 연결 재설정(connection re-establishment) 과정을 수행하는 셀일 수 있다. 또는 PCell은 핸드오버(handover) 과정에서 지시된 셀일 수 있다. 단말은 PCell을 통해서 RRC 연결/재설정/핸드오버 시에 NAS(non-access stratum) 이동성 정보(mobility information) (예를 들어, TAI(tracking area indicator))를 획득할 수 있다. 또한, 단말은 PCell을 통해서 RRC 재설정/핸드오버 시에 보안 입력(security input)을 획득할 수 있다. 단말은 PCell에서만 PUCCH를 할당 받고 전송할 수 있다. 또한, 단말은 PCell에 대해서만 시스템 정보 획득(system information acquisition) 및 시스템 정보 변경 모니터링(system information change monitoring)을 적용할 수 있다. 네트워크는 MobilityControlInfo를 포함하는 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 이용하여 핸드오버 과정에서 CA를 지원하는 단말의 PCell을 변경할 수 있다.
SCell은 2차 주파수(secondary frequency)에서 동작하는 셀일 수 있다. SCell은 추가적인 무선 자원을 제공하기 위하여 사용된다. SCell에는 PUCCH가 할당되지 않는다. 네트워크는 SCell을 추가할 때 RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 전용 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말에 제공한다. SCell에 대하여 시스템 정보의 변경은 관련된 셀의 해제 및 추가에 의해서 수행될 수 있으며, 네트워크는 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 이용한 RRC 연결 재설정 과정을 통해 독립적으로 SCell을 추가, 제거 또는 수정할 수 있다.
CA를 지원하는 LTE-A 단말은 용량에 따라서 하나 또는 복수의 CC를 동시에 전송 또는 수신할 수 있다. LTE rel-8 단말은 CA를 구성하는 각 CC가 LTE rel-8 시스템과 호환될 때 하나의 CC만을 송신 또는 수신할 수 있다. 따라서 적어도 상향링크와 하향링크에서 사용되는 CC의 개수가 같은 경우, 모든 CC가 LTE rel-8과 호환되도록 구성될 필요가 있다. 또한, 복수의 CC를 효율적으로 사용하기 위하여 복수의 CC를 MAC(media access control)에서 관리할 수 있다. DL에서 CA가 구성되는 경우 단말 내의 수신기는 복수의 DL CC를 수신할 수 있어야 하며, UL에서 CA가 구성되는 경우 단말 내의 전송기는 복수의 UL CC를 전송할 수 있어야 한다.
한편, LTE-A 시스템에서 하위 호환성을 유지하는 반송파(backward compatible carrier)와 하위 호환성을 유지하지 않는 반송파(non-backward compatible carrier)가 존재할 수 있다. 하위 호환성 반송파는 LTE rel-8, LTE-A 등을 포함하는 모든 LTE release의 단말에 접속 가능한 반송파이다. 하위 호환성 반송파는 단일 반송파로 동작하거나 또는 CA를 구성하는 CC로 동작 가능하다. 하위 호환성 반송파는 FDD 시스템에서 항상 DL과 UL의 쌍(pair)으로 구성될 수 있다. 반면 비하위 호환성 반송파는 이전 LTE release의 단말은 접속할 수 없으며, 해당 반송파를 정의하는 LTE release의 단말 이상만 접속할 수 있다. 예를 들어, LTE rel-11 단말만이 접속할 수 있고, LTE rel-8 내지 rel-10 단말은 접속할 수 없는 반송파가 존재할 수 있다. 비하위 호환성 반송파도 하위 호환성 반송파와 마찬가지로 단일 반송파로 동작하거나 또는 CA를 구성하는 CC 로 동작 가능하다.
확장 반송파(extension carrier)는 단일 반송파로 동작할 수 없는 반송파이다. 다만, 확장 반송파는 단일 반송파로 동작할 수 있는 적어도 하나의 반송파를 포함하는 CA를 구성하는 CC여야 한다. 이하에서는 설명의 편의상 비하위 호환성 반송파를 확장 반송파로 칭한다. 일반적으로 LTE rel-8/9/10에서는 셀 내의 DL CC와 UL CC는 SIB2 연결(linkage)을 가진다. 예를 들어 DL CC에 할당된 PDCCH를 통해 UL 그랜트가 전송되면, 상기 DL CC와 SIB2 연결 관계에 있는 UL CC에 PUSCH가 할당된다. 또한, DL 및 UL에서의 제어 채널은 SIB2 연결 관계에 있는 CC를 기준으로 수행될 수 있다. 그러나 DL/UL 확장 반송파가 정의되는 경우, 해당 DL/UL 확장 반송파는 SIB2 연결 관계에 있는 UL/DL CC를 가지지 않는다.
CA 환경이 도입됨에 따라, 크로스 캐리어 스케줄링(cross carrier scheduling)이 적용될 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 특정 DL CC 상의 PDCCH가 복수의 DL CC 중 어느 하나의 DL CC 상의 PDSCH를 스케줄링 하거나, 복수의 UL CC 중 어느 하나의 UL CC 상의 PUSCH를 스케줄링 할 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링을 위하여 반송파 지시자 필드(CIF; carrier indicator field)가 정의될 수 있다. CIF는 PDCCH 상으로 전송되는 DCI 포맷에 포함될 수 있다. DCI 포맷 내의 CIF의 존재 여부는 반정적(semi-statically) 또는 단말 특정하게 상위 계층에 의해서 지시될 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행될 때, CIF는 PDSCH가 스케줄링 되는 DL CC 또는 PUSCH가 스케줄링 되는 UL CC를 지시할 수 있다. CIF는 고정된 3비트일 수 있으며, DCI 포맷의 크기에 관계 없이 고정된 위치에 존재할 수 있다. DCI 포맷 내에 CIF가 존재하지 않는 경우, 특정 DL CC 상의 PDCCH는 동일한 DL CC 상의 PDSCH를 스케줄링 하거나, 상기 특정 DL CC와 SIB2 연결된 UL CC 상의 PUSCH를 스케줄링 할 수 있다.
CIF를 이용하여 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되는 경우, 기지국은 단말의 블라인드 디코딩(blind decoding)의 복잡도(complexity)를 줄이기 위하여 PDCCH 모니터링 DL CC 집합을 할당할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 전체 DL CC의 일부이며, 단말은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합 내의 PDCCH에 대하여만 블라인드 디코딩을 수행한다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 및/또는 PUSCH를 스케줄링 하기 위하여, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합 내의 DL CC만을 통하여 PDCCH를 전송할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 단말 특정(UE specific)하게, 단말 그룹(UE group specific) 특정하게 또는 셀 특정(cell specific)하게 설정될 수 있다.
도 6은 CIF를 통하여 크로스 캐리어 스케줄링 되는 3GPP LTE-A 시스템의 서브프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 3개의 DL CC 중 제1 DL CC가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되지 않는 경우, 각 DL CC는 각각의 PDCCH를 전송하여 PDSCH를 스케줄링 한다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되는 경우, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 제1 DL CC만이 PDCCH를 전송한다. 제1 DL CC 상으로 전송되는 PDCCH는 제1 DL CC의 PDSCH 뿐만 아니라 제2 DL CC 및 제3 DL CC의 PDSCH를 CIF를 이용하여 스케줄링 한다. PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 제2 DL CC 및 제3 DL CC는 PDCCH를 전송하지 않는다.
한편, PCell에 대해서는 크로스 캐리어 스케줄링(cross carrier scheduling)이 지원되지 않는다. 즉, PCell은 언제나 자신의 PDCCH에 의해서 스케줄링 된다. 셀의 UL 그랜트(grant)와 DL 할당(assignment)은 항상 동일한 셀로부터 스케줄링 된다. 즉, 셀 내에서 DL이 제2 반송파 상으로 스케줄링 된다면, UL도 제2 반송파 상으로 스케줄링 된다. PDCCH 순서(order)는 오직 PCell 상으로만 전송될 수 있다. 또한, 집합된 셀에서 프레임 타이밍, SFN(super frame number) 타이밍 등은 정렬될(aligned) 수 있다.
또한, 단말은 하나 이상의 DL CC로부터 수신, 검출 또는 측정된 채널 상태 정보(CSI; channel state information), ACK/NACK 신호 등의 상향링크 제어 정보 등을 미리 정해진 하나의 UL CC를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말이 PCell의 DL CC와 SCell들의 DL CC들로부터 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송해야 할 필요가 있을 때, 단말은 각 DL CC로부터 수신한 데이터에 대한 복수의 ACK/NACK 신호들을 다중화(multiplexing) 또는 번들링(bundling)하여 PCell의 UL CC의 PUCCH를 통해 기지국으로 전송할 수 있다.
CA를 지원함에 있어서, 인트라 밴드(intra-band) CA와 인터 밴드(inter-band)CA가 고려될 수 있다. 일반적으로 인트라 밴드 CA가 먼저 고려된다. 이때 밴드는 동작 대역폭(operating bandwidth)을 의미하는 것으로, 시스템이 동작하는 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. 표 1은 3GPP LTE에서 사용되는 동작 대역폭의 일 예를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.104 V10.0.0의 표 5.5-1을 참조할 수 있다.
EUTRA
동작 대역폭		 UL 동작 대역폭
FUL_low - FUL_high 		DL 동작 대역폭
FDL_low - FDL_high 		듀플렉스
모드
1 1920 MHz - 1980 MHz 2110 MHz - 2170 MHz FDD
2 1850 MHz - 1910 MHz 1930 MHz - 1990 MHz FDD
3 1710 MHz - 1785 MHz 1805 MHz - 1880 MHz FDD
4 1710 MHz - 1755 MHz 2110 MHz - 2155 MHz FDD
5 824 MHz - 849 MHz 869 MHz - 894MHz FDD
6 830 MHz - 840 MHz 875 MHz - 885 MHz FDD
7 2500 MHz - 2570 MHz 2620 MHz - 2690 MHz FDD
8 880 MHz - 915 MHz 925 MHz - 960 MHz FDD
9 1749.9 MHz - 1784.9 MHz 1844.9 MHz - 1879.9 MHz FDD
10 1710 MHz - 1770 MHz 2110 MHz - 2170 MHz FDD
11 1427.9 MHz - 1447.9 MHz 1475.9 MHz - 1495.9 MHz FDD
12 698 MHz - 716 MHz 728 MHz - 746 MHz FDD
13 777 MHz - 787 MHz 746 MHz - 756 MHz FDD
14 788 MHz - 798 MHz 758 MHz - 768 MHz FDD
15 Reserved Reserved FDD
16 Reserved Reserved FDD
17 704 MHz - 716 MHz 734 MHz - 746 MHz FDD
18 815 MHz - 830 MHz 860 MHz - 875 MHz FDD
19 830 MHz - 845 MHz 875 MHz - 890 MHz FDD
20 832 MHz - 862 MHz 791 MHz - 821 MHz
21 1447.9 MHz - 1462.9 MHz 1495.9 MHz - 1510.9 MHz FDD
...
33 1900 MHz - 1920 MHz 1900 MHz - 1920 MHz TDD
34 2010 MHz - 2025 MHz 2010 MHz - 2025 MHz TDD
35 1850 MHz - 1910 MHz 1850 MHz - 1910 MHz TDD
36 1930 MHz - 1990 MHz 1930 MHz - 1990 MHz TDD
37 1910 MHz - 1930 MHz 1910 MHz - 1930 MHz TDD
38 2570 MHz - 2620 MHz 2570 MHz - 2620 MHz TDD
39 1880 MHz - 1920 MHz 1880 MHz - 1920 MHz TDD
40 2300 MHz - 2400 MHz 2300 MHz - 2400 MHz TDD
41 2496 MHz - 2690 MHz 2496 MHz - 2690 MHz TDD
인트라 밴드 CA에서 CA 환경을 구성하는 복수의 DL CC 또는 UL CC들은 주파수 영역에서 인접하여 위치한다. 즉, CA 환경을 구성하는 복수의 DL CC 또는 UL CC들이 동일한 동작 대역폭 내에 위치할 수 있다. 따라서 인트라 밴드 CA에서 각 셀은 서로 비슷한 전파 특성을 가지고 있다는 전제 하에 구성될 수 있다. 이때 전파 특성은 주파수 또는 중심 주파수에 따라서 달라질 수 있는 전파/경로 지연(propagation/path delay), 전파/경로 손실, 페이딩 채널 영향(fading channel impact) 등을 포함할 수 있다. 복수의 CC들이 동일한 동작 대역폭 내에 위치하므로, 단말은 PCell 내의 UL CC에 대해서 UL 전송 타이밍(transmission timing)을 획득하고, SCell 내의 UL CC들의 UL 전송 타이밍은 획득한 PCell의 전송 타이밍과 동일하게 설정할 수 있다. 이에 따라 단말에서 셀 간의 UL 서브프레임 경계(boundary)가 동일하게 정렬되고, 단말은 하나의 RF(radio frequency)를 통해 CA환경에서 기지국과 통신할 수 있다. 단, PRACH 전송 타이밍은 셀마다 다를 수 있다.
인터 밴드 CA에서 CA 환경을 구성하는 복수의 DL CC 또는 UL CC들은 주파수 영역에서 인접하여 위치하지 않을 수 있다. 남은 주파수의 할당, 이전에 다른 용도로 사용되던 주파수의 재사용 등으로 인하여 CA 환경을 구성하는 복수의 CC들이 주파수 영역에서 인접하여 위치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 2개의 셀이 CA 환경을 구성할 때, 하나의 셀의 반송파 주파수는 DL과 UL에서 800MHz이고, 나머지 하나의 셀의 반송파 주파수는 DL과 UL에서 2.5GHz일 수 있다. 또는, 하나의 셀의 반송파 주파수는 DL과 UL에서 700MHz이고, 나머지 하나의 셀의 반송파 주파수는 DDL에서 2.1GHz, UL에서 1.7GHz일 수 있다. 이와 같은 인터 밴드 CA 환경에서는 각 셀 간의 전파 특성이 동일하다는 가정을 할 수 없다. 즉, 인터 밴드 CA 환경에서 셀 간의 UL 서브프레임 경계가 동일하게 정렬될 수 없고, 셀 간 서로 다른 UL 전송 타이밍을 획득할 필요가 있다. 단말은 인터 밴드 CA 환경에서 복수의 RF를 통해 기지국과 통신할 수 있다.
도 7은 CA 환경에서 2개의 셀이 서로 다른 UL 전송 타이밍을 가지는 일 예를 나타낸다.
도 7-(a)는 제1 셀의 UL 전송 타이밍을, 도 7-(b)는 제2 셀의 UL 전송 타이밍을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 기지국이 제1 셀과 제2 셀을 통하여 동일한 시점에 DL 신호를 전송한다. 단말은 제1 셀과 제2 셀을 통하여 DL 신호를 수신한다. 이때 제1 셀의 DL 전파 지연보다 제2 셀의 DL 전파 지연이 더 크다. 즉, 단말이 제1 셀을 통한 DL 신호보다 제2 셀을 통한 DL 신호가 더 늦게 수신된다. 각 셀은 서로 다른 타이밍 어드밴스(TA; timing advance) 값을 가질 수 있다. 도 7에서 제1 셀의 TA값은 TA1, 제2 셀의 TA값은 TA2로 나타난다. 각 셀은 서로 다른 UL 전송 타이밍을 가질 수 있다. 제1 셀의 UL 서브프레임과 제2 셀의 UL 서브프레임은 서로 정렬되지 않는다. 각 셀은 서로 다른 TA값을 기반으로 UL 전송을 수행해야 한다. 현재의 3GPP LTE-A는 셀 간의 서로 다른 UL 전송 타이밍을 지원하지 않는다. 또한, 제1 셀의 UL 전파 지연보다 제2 셀의 UL 전파 지연이 더 크다. 도 7에서는 편의상 제1 셀의 DL/UL 전파 지연보다 제2 셀의 DL/UL 전파 지연이 모두 더 큰 것으로 가정하였으나, 이는 예시에 불과하며 DL 전파 지연과 UL 전파 지연은 서로 비례하지 않을 수 있다.
이하, CA가 지원되는 경우, 복수의 UL 전송 타이밍을 효율적으로 획득하기 위한 방법을 설명한다. 이하에서 설명되는 복수의 UL 전송 타이밍을 획득하는 방법은 UL 접속 방식(access scheme)에 상관 없이 적용될 수 있다. 이하에서 UL 접속 방식은 SC-FDMA인 것을 가정하나, UL 접속 방식이 OFDMA 등인 경우에도 적용될 수 있다.
1) 먼저 기지국에 의해 특정한 SCell이 추가되었을 때 단말의 SCell을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화될 수 있다. 즉, 단말은 특정 SCell이 추가되면 바로 해당 SCell의 UL 전송 타이밍을 획득할 수 있다.
2) 또는, 기지국에 의해 특정한 SCell이 활성화(activation)되었을 때 단말의 SCell을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화될 수 있다. 특정한 SCell이 추가된다고 하더라도 해당 SCell은 활성화 되지 않고 실제로 사용되지 않을 수 있다. 단말이 이러한 SCell의 UL 전송 타이밍을 획득하고 유지하는 것은 효율적이지 않다. 따라서 단말은 특정 SCell이 추가되고 활성화 될 때, 해당 SCell의 UL 전송 타이밍을 획득할 수 있다.
3) 또는, 기지국의 지시에 의해서 단말의 SCell을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화될 수 있다. 기지국은 해당 SCell이 추가된 후, 또는 해당 SCell이 활성화된 이후에 SCell을 위한 랜덤 액세스 과정을 수행하도록 단말에 지시할 수 있다. 그러나 기지국이 단말에 랜덤 액세스 과정을 수행하도록 지시하는 시점은 이에 제한되지 않는다. 이하의 설명에서는 편의상 해당 SCell이 활성화된 이후에 기지국이 단말에 랜덤 액세스 과정을 수행하도록 지시하는 것을 가정한다. 예를 들어, 기지국의 지시는 PDCCH 지시(order)일 수 있다.
도 8은 기지국의 지시에 의해서 단말의 SCell을 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화되는 일 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 단계 S50에서 기지국은 RRC 재구성(reconfiguration) 메시지를 단말로 전송한다. RRC 재구성 메시지에 의해서 SCell이 추가될 수 있다. 단계 S51에서 단말은 RRC 재구성 메시지에 대한 응답으로 RRC 재구성 완료 메시지를 기지국으로 전송한다. 단계 S52에서 기지국이 추가된 SCell의 활성화를 필요로 한다. 단계 S53에서 기지국은 SCell 활성화 메시지를 단말로 전송한다. 단계 S54에서 단말은 SCell 활성화 메시지에 대한 HARQ ACK 메시지를 전송한다. 단계 S55에서 기지국은 SCell에 대한 랜덤 액세스 과정을 초기화한다. 단계 S56에서 기지국은 PDCCH 지시를 단말로 전송한다. 단계 S57에서 단말과 기지국 간의 SCell에 대한 랜덤 액세스 과정이 수행된다. 단계 S58에서 단말은 랜덤 액세스 과정을 완료한 이후 UL 전송 타이밍을 조정하고, 기지국으로 데이터를 전송한다.
한편, 이상의 설명에서 SCell은 확장 반송파로 확장 가능하다. 즉, 이상의 설명에서 SCell은 UL 확장 반송파로 대체될 수 있다. 특정한 UL 확장 반송파가 추가되었을 때, 추가된 특정 UL 확장 반송파가 활성화 되었을 때, 또는 기지국의 지시에 의해서 단말의 UL 확장 반송파를 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화될 수 있다. 기지국의 지시에 의해서 단말의 UL 확장 반송파를 위한 랜덤 액세스 과정이 초기화되는 경우, 기지국은 다양한 방법으로 랜덤 액세스 과정을 초기화 하도록 단말에 알려줄 수 있다. 예를 들어 기지국은 UL 확장 반송파를 추가할 때 사용되는 RRC 메시지 내의 특정 필드를 통하여 또는 별도의 RRC 메시지를 통하여 랜덤 액세스 과정을 초기화 하도록 단말에 알려줄 수 있다. 또는, 기지국은 추가된 UL 확장 반송파를 활성화할 때 사용되는 MAC 메시지 내의 특정 필드를 통하여 또는 별도의 MAC 메시지를 통하여 랜덤 액세스 과정을 초기화 하도록 단말에 알려줄 수 있다. 또한, UL 확장 반송파에 대한 크로스 캐리어 스케줄링 여부는 상위 계층에 의해 지시될 수도 있고, 명시적인 지시 없이 항상 수행되도록 시스템이 구성될 수도 있다.
도 9는 일반적인 랜덤 액세스 과정의 일 실시예를 나타낸다.
랜덤 액세스 과정은 경쟁 기반(contention based) 랜덤 액세스 과정과 비경쟁 기반(non-contention based) 랜덤 액세스 과정으로 구분될 수 있다. 앞서 설명한 SCell에 대한 랜덤 액세스 과정은 두 가지 랜덤 액세스 과정 중 미리 정해진 하나 이상의 방법을 통해 수행될 수 있다.
도 9-(a)는 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정을 나타낸다. 단계 S61에서 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송한다. 랜덤 액세스 프리앰블은 PRACH 프리앰블이라 불릴 수 있다. 또한, 랜덤 액세스 프리앰블은 랜덤 액세스 과정에서 제1 메시지로 불릴 수 있다. 단계 S62에서 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답(random access response)을 단말로 전송한다. 랜덤 액세스 프리앰블은 RACH 응답이라 불릴 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 랜덤 액세스 과정에서 제2 메시지로 불릴 수 있다. 단계 S63에서 단말은 스케줄링된 전송을 기지국으로 수행한다. 스케줄링된 전송은 랜덤 액세스 과정에서 제3 메시지로 불릴 수 있다. 단계 S64에서 기지국은 충돌 해결(contention resolution) 메시지를 단말로 수행한다. 충돌 해결 메시지는 랜덤 액세스 과정에서 제4 메시지로 불릴 수 있다
도 9-(b)는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 과정을 나타낸다. 단계 S70에서 기지국은 단말로 랜덤 액세스 프리앰블을 할당한다. 단계 S71에서 단말은 제1 메시지를 기지국으로 전송한다. 단계 S72에서 기지국은 제1 메시지에 대한 응답으로 제2 메시지를 단말로 전송한다.
3GPP LTE-A rel-10에서는 PCell에서만 랜덤 액세스 과정이 수행되므로, PRACH 프리앰블의 전송 전력은 PCell의 경로 손실(pathloss)을 추정하여 결정될 수 있다. 수학식 1은 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 수식의 일 예를 나타낸다.
<수학식 1>
PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc} [dBm]
수학식 1에서 PCAMX,c(i)는 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 단말의 전송 전력, PLC는 PCell에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실의 추정값을 나타낸다.
앞에서 설명한 바와 같이 복수의 UL 전송 타이밍을 획득하기 위하여 SCell에 대하여 랜덤 액세스 과정이 수행될 수 있다. SCell에 대하여 랜덤 액세스 과정이 수행되는 경우, SCell에서 전송되는 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하기 위한 새로운 방법이 요구된다. 이하에서, 본 발명이 제안하는 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 방법을 설명한다. 이하의 설명에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정을 예시로 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 비경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
1) PRACH 프리앰블이 전송되는 SCell의 경로 손실을 추정하여 PRACH 프리앰블의 전송 전력이 결정될 수 있다. 즉, PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하기 위하여 사용되는 경로 손실은 PRACH 프리앰블이 전송되는 SCell 내의 UL CC와 SIB2 연결된 DL CC의 경로 손실일 수 있다. 수학식 2는 제안된 PRACH 프리앰블 전송 전력 결정 방법에 따라 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 수학식의 일 예를 나타낸다.
<수학식 2>
PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc} [dBm]
수학식 2는 수학식 1과 동일한 형태를 가지나, 수학식 2에서 PLC는 SCell 내의 UL CC와 SIB2 연결된 DL CC에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실의 추정값을 나타낸다.
2) PCell의 경로 손실과 PRACH 프리앰블이 전송되는 SCell의 경로 손실의 차이에 의하여 PRACH 프리앰블의 전송 전력이 결정될 수 있다. 수학식 3은 제안된 PRACH 프리앰블 전송 전력 결정 방법에 따라 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 수학식의 또 다른 예를 나타낸다.
<수학식 3>
PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc+PLdiff} [dBm]
수학식 3에서 PCAMX,c(i)는 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 단말의 전송 전력, PLC는 PCell에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실의 추정값, PLdiff는 PCell과 SCell 내의 UL CC와 SIB2 연결된 DL CC에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실 추정값 간의 차이를 나타낸다. PLdiff는 PRACH 프리앰블이 PCell에서 전송되는 경우에는 0이다.
3) PCell의 경로 손실과 PRACH 프리앰블이 전송되는 SCell의 경로 손실의 차이를 기지국이 단말로 시그널링 해주고, 단말은 이를 이용하여 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정할 수 있다. 기지국은 RRC 시그널링, MAC 시그널링 또는 PHY 시그널링 중 어느 하나를 통하여 PCell의 경로 손실과 SCell의 경로 손실의 차이를 단말로 전송할 수 있다. 또한, PCell의 경로 손실과 SCell의 경로 손실의 차이는 브로드캐스트(broadcast) 되거나 유니캐스트(unicast) 될 수 있다. 기지국은 CA를 지원하는 단말들을 이미 서비스하고 있으므로 PCell과 특정 SCell 간의 UL 전송 전력의 차이를 추정할 수 있다. 수학식 4는 제안된 PRACH 프리앰블 전송 전력 결정 방법에 따라 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 수학식의 또 다른 예를 나타낸다.
<수학식 4>
PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc+PLdiff} [dBm]
수학식 4에서 PCAMX,c(i)는 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 단말의 전송 전력, PLC는 PCell에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실의 추정값을 나타낸다. PLdiff는 PCell과 SCell 내의 UL CC와 SIB2 연결된 DL CC에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실 추정값 간의 차이이며, 이는 기지국으로부터 시그널링 된다. PLdiff는 PRACH 프리앰블이 PCell에서 전송되는 경우에는 0이다.
한편, 앞에서 설명한 바와 같이 기지국의 지시에 의하여 SCell에 대한 랜덤 액세스 과정을 SCell의 활성화 이후에 초기화하는 경우, 기지국은 PDCCH 지시를 통해 랜덤 액세스 과정의 초기화를 단말에 알려줄 수 있다. 따라서 기지국은 PCell의 경로 손실과 SCell의 경로 손실의 차이도 PDCCH 지시를 통해 시그널링 할 수 있다. 이때 PDCCH 지시는 PCell를 통해서 전송될 수도 있고, 랜덤 액세스 과정을 수행하는 SCell을 통해서 전송될 수도 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 기지국은 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷 내의 특정 필드를 이용하여 PCell의 경로 손실과 SCell의 경로 손실의 차이를 단말에 지시할 수 있다. 기지국은 CA를 지원하는 단말들을 이미 서비스하고 있으므로 PCell과 특정 SCell 간의 UL 전송 전력의 차이를 추정할 수 있다.
3GPP LTE-A에서 PDCCH 지시에 의해서 초기화되는 랜덤 액세스 과정은 DCI 포맷 1A를 통해 수행된다. DCI 포맷 1A는 3GPP TS 36.212 V10.2.0(2011-06)의 5.3.3.1.3절을 참조할 수 있다. DCI 포맷 1A가 PDCCH 지시에 의해서 초기화되는 랜덤 액세스 과정을 위하여 사용되는 경우, 특정 필드가 PRACH를 위한 정보를 지시하고, 나머지 비트들은 0으로 채워진다. 예를 들어, DCI 포맷 1A가 PDCCH 지시에 의해서 초기화되는 랜덤 액세스 과정을 위하여 사용되는 경우, DCI 포맷 1A는 CIF, DCI 포맷 0/1A 구분 플래그(differentiation flag), 국소/분산(localized/distributed) VRB(virtual RB) 할당 플래그(assignment flag), 자원 블록 할당(resource block assignment), 프리앰블 인덱스(preamble index), PRACH 마스크 인덱스(mask index) 등의 필드를 포함하고, HARQ 프로세스 번호(process number), DL 할당 인덱스(assignment index) 등의 필드는 0으로 채워질 수 있다. 이때 CIF는 크로스 캐리어 스케줄링이 상위 계층에 의해서 지시되고 상기 DCI 포맷 1A가 단말 특정 탐색 영역(USS; UE-specific search space)에서 전송되는 경우에만 DCI 포맷 1A에 포함될 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되지 않거나 DCI 포맷 1A가 공통 탐색 영역(CSS; common search space)을 통해 전송되는 경우에는 CIF가 DCI 포맷 1A에 포함되지 않는다.
기지국은 DCI 포맷 1A를 통해 PCell의 경로 손실과 SCell의 경로 손실의 차이를 단말에 지시할 수 있다. DCI 포맷 1A가 PDCCH 지시에 의해서 초기화되는 랜덤 액세스 과정을 위하여 사용되는 경우, HARQ 프로세스 번호, DL 할당 인덱스 등 남는 비트들이 생기게 된다. 기지국은 이와 같이 남는 비트들을 통해 PCell의 경로 손실과 SCell의 경로 손실의 차이를 단말에 알려줄 수 있다.
수학식 5는 제안된 PRACH 프리앰블 전송 전력 결정 방법에 따라 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하는 수학식의 또 다른 예를 나타낸다.
<수학식 5>
PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc+PLdiff} [dBm]
수학식 5에서 PCAMX,c(i)는 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 단말의 전송 전력, PLC는 PCell에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실의 추정값을 나타낸다. PLdiff는 PCell과 SCell 내의 UL CC와 SIB2 연결된 DL CC에 대하여 단말에서 계산된 DL 경로 손실 추정값 간의 차이이며, 이는 기지국으로부터 PDCCH 지시에 의해 시그널링 된다. PLdiff는 PRACH 프리앰블이 PCell에서 전송되는 경우에는 0이다. DCI 포맷 1A가 PDCCH 지시에 의해서 초기화되는 랜덤 액세스 과정을 위하여 사용되는 경우, DCI 포맷 1A는 PLdiff를 포함할 수 있다.
도 10은 제안된 프리앰블의 전송 전력 결정 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 단계 S100에서 단말은 SCell 내의 DL CC에 대한 DL 경로 손실을 추정한다. 단계 S110에서 단말은 상기 DL 경로 손실을 기반으로 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정한다. PRACH 프리앰블의 전송 전력은 앞에서 설명한 수학식 2 내지 수학식 5에 의해서 결정될 수 있다. 단계 S120에서 단말은 상기 결정된 전송 전력을 기반으로 상기 PRACH 프리앰블을 기지국으로 전송한다.
이상의 설명에서 SCell은 하나의 셀만을 포함하는 것으로 가정하였으나, 이는 편의상의 이유이며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 즉, 이상의 설명에서 SCell은 PCell을 제외한 하나 이상의 셀을 포함하는 하나의 셀 그룹일 수 있다. 마찬가지로 PCell도 PCell과 다른 셀을 포함하는 하나의 셀 그룹일 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 PRACH 프리앰블의 전송 전력 결정 방법은 UL 확장 반송파가 정의되는 경우에도 가능하다. UL 확장 반송파는 SIB2 연결 관계에 있는 DL CC를 가지지 않으므로, 수학식 2 내지 5에 의해서 PRACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하기 위해서는 UL 확장 반송파와 다른 방법으로 연관된 DL CC를 설정해 줄 필요가 있다. 또한, UL 확장 반송파와 SIB 연결 관계에 있는 DL CC가 없으므로, 항상 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되어야 한다. 이하, UL 확장 반송파가 정의되는 경우, UL 확장 반송파와 연관되는 DL CC를 설정하는 방법을 설명하도록 한다.
1) UL 확장 반송파와 가상 연결(virtual linkage)되는 DL CC는 상위 계층에 의해서 기지국으로부터 지시될 수 있다. 기지국은 RRC 시그널링 또는 MAC 시그널링을 통해 UL 확장 반송파와 가상 연결되는 DL CC를 지시할 수 있다. 예를 들어, 셀의 물리 계층 식별자(physical layer identity)를 지시하는 RRC 파라미터인 ‘PhysCellID’를 통해 UL 확장 반송파와 가상 연결되는 DL CC가 포함되는 물리 계층 식별자를 지시할 수 있다. 또는, UL 확장 반송파와 가상 연결되는 DL CC를 지시하는 새로운 RRC 파라미터가 정의될 수도 있다. 또는, UL 확장 반송파와 가상 연결되는 DL CC는 해당 UL 확장 반송파를 활성화하는 MAC 메시지 또는 RRC 메시지를 통해 지시될 수 있다. 또는, UL 확장 반송파와 가상 연결되는 DL CC는 해당 UL 확장 반송파를 추가 또는 수정하는 MAC 메시지 또는 RRC 메시지를 통해 지시될 수 있다.
셀들 간에 서로 다른 UL 전송 타이밍의 지원 및/또는 셀들 간의 서로 다른 TDD UL/DL 구성의 지원을 위한 셀 그룹이 정의될 수 있다. 셀들 간에 서로 다른 UL 전송 타이밍의 지원을 위하여 셀 그룹이 정의되는 경우, 하나의 셀 그룹에 속하는 셀들은 동일한 UL 전송 타이밍을 가질 수 있다. 또한, 셀들 간의 서로 다른 TDD UL/DL 구성의 지원을 위하여 셀 그룹이 정의되는 경우, 하나의 셀 그룹에 속하는 셀들은 동일한 TDD UL/DL 구성을 가질 수 있다. 이러한 경우에도 UL 확장 반송파와의 가상 연결이 정의될 수 있다.
2) UL 확장 반송파와 가상 연결되는 DL CC는 항상 미리 정해진 규칙에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, UL 확장 반송파는 항상 PCell 내의 DL CC와 가상 연결을 가지도록 설정될 수 있다. 또는, UL 확장 반송파는 셀들 중에서 가장 작은 셀 인덱스를 가지는 셀 내의 DL CC와 가상으로 연결되도록 설정될 수 있다. 또는, UL 확장 반송파는 활성화 된 셀들 중에서 가장 작은 셀 인덱스를 가지는 셀 내의 DL CC와 가상으로 연결되도록 설정될 수 있다. 셀 그룹이 정의된 경우에도 셀 그룹 내의 UL 확장 반송파와 가상 연결이 정의된 DL CC가 미리 결정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; radio frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말(UE; user equipment)에 의한 프리앰블(preamble)의 전송 전력을 결정하는 방법에 있어서,
    2차 셀(SCell; secondary cell) 내의 상향링크(UL; uplink) 구성 반송파(CC; component carrier)와 연결(linkage) 관계에 있는 하향링크(DL; downlink) CC에 대하여 SCell 경로 손실(pathloss)을 추정하고,
    상기 추정된 Scell 경로 손실을 기반으로 PRACH(physical random access channel) 프리앰블의 전송 전력을 결정하고,
    상기 결정된 전송 전력을 기반으로 상기 PRACH 프리앰블을 상기 SCell 내의 UL CC를 통해 기지국으로 전송하는 것을 포함하되,
    상기 SCell과 1차 셀(PCell; primary cell)은 반송파 집합(CA; carrier aggregation system)을 구성하고,
    상기 PCell은 상기 단말이 상기 기지국과 RRC(radio resource control) 연결을 수행하는 셀이며,
    상기 Scell은 상기 반송파 집합에서 상기 PCell을 제외한 나머지 셀 중 적어도 하나의 셀인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 DL CC는 상기 SCell 내의 UL CC와 SIB2(SystemInformationBlockType2) 연결 관계에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 PRACH 프리앰블의 전송 전력은 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    PPRACH=min {PCAMX,c(i), REAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc} [dBm]
    단, PCAMX,c(i)는 상기 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 상기 단말의 전송 전력, PLC는 상기 추정된 SCell 경로 손실을 나타낸다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 PRACH 프리앰블의 전송 전력은 상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 PRACH 프리앰블의 전송 전력은 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    PPRACH=min {PCAMX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLc+PLdiff} [dBm]
    단, PCAMX,c(i)는 상기 PCell의 서브프레임 i에 대하여 정의된 구성된 상기 단말의 전송 전력, PLC는 상기 PCell의 경로 손실, PLdiff는 상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 Scell 경로 손실의 차이값을 나타낸다.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 기지국으로부터 RRC(radio resource control) 계층, MAC(media access control) 계층 또는 PHY(physical) 계층 중 어느 하나를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 기지국으로부터 PDCCH(physical downlink control channel) 지시(order)를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 PCell의 경로 손실과 상기 추정된 SCell 경로 손실의 차이값은 DCI(downlink control information) 포맷 1A에 포함되어 기지국으로부터 PDCCH 지시를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 SCell 내의 UL CC는 단일(stand-alone) 반송파로 동작할 수 없는 UL 확장 반송파(extension carrier)인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 DL CC는 UL 확장 반송파와 가상(virtual) 연결 관계에 있는 DL CC인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 UL 확장 반송파와 가상 연결 관계에 있는 상기 DL CC는 상위 계층(higher layer)를 통해 기지국에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 UL 확장 반송파와 가상 연결 관계에 있는 상기 DL CC는 미리 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCell은 RRC 설정(establishment), RRC 재설정(re-establishmenet) 또는 핸드오버(handover) 시에 NAS(non-access stratum) 이동성 정보(mobility information) 및 보안 입력(security input) 중 적어도 하나를 제공하는 셀인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 프리앰블(preamble)의 전송 전력을 결정하는 단말에 있어서,
    무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    2차 셀(SCell; secondary cell) 내의 상향링크(UL; uplink) 구성 반송파(CC; component carrier)와 연결(linkage) 관계에 있는 하향링크(DL; downlink) CC에 대하여 SCell 경로 손실(pathloss)을 추정하고,
    상기 추정된 Scell 경로 손실을 기반으로 PRACH(physical random access channel) 프리앰블의 전송 전력을 결정하고,
    상기 결정된 전송 전력을 기반으로 상기 PRACH 프리앰블을 상기 SCell 내의 UL CC를 통해 기지국으로 전송하도록 구성되며,
    상기 SCell과 1차 셀(PCell; primary cell)은 반송파 집합(CA; carrier aggregation system)을 구성하고,
    상기 PCell은 상기 단말이 상기 기지국과 RRC(radio resource control) 연결을 수행하는 셀이며,
    상기 Scell은 상기 반송파 집합에서 상기 PCell을 제외한 나머지 셀 중 적어도 하나의 셀인 것을 특징으로 하는 단말.
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