WO2013157698A1 - 사운딩 레퍼런스 시그널을 위한 전송 전력 감소 방법 및 그 단말 - Google Patents

사운딩 레퍼런스 시그널을 위한 전송 전력 감소 방법 및 그 단말 Download PDF

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정만영
양윤오
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    • H04L5/0051—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver of dedicated pilots, i.e. pilots destined for a single user or terminal

Definitions

  • the present invention relates to a transmission power reduction scheme for a sounding reference signal.
  • 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 purpose of a wireless communication system is to enable a large number of users to communicate reliably regardless of location and mobility.
  • the wireless channel may include path loss, shadowing, fading, noise, limited bandwidth, power limitation of the terminal, and interference between different users.
  • Other challenges in the design of wireless communication systems include resource allocation, mobility issues related to rapidly changing physical channels, portability, and the provision of security and privacy. Include design.
  • a system that implements diversity using multiple transmission antennas and multiple reception antennas is called a multiple input multiple output (MIMO) system.
  • Techniques for implementing diversity in MIMO systems include Space Frequency Block Code (SFBC), Space Time Block Code (STBC), Cyclic Delay Diversity (CDD), frequency switched transmit diversity (FSTD), time switched transmit diversity (TSTD), Precoding Vector Switching (PVS) and Spatial Multiplexing (SM).
  • SFBC Space Frequency Block Code
  • STBC Space Time Block Code
  • CDD Cyclic Delay Diversity
  • FSTD frequency switched transmit diversity
  • TSTD time switched transmit diversity
  • PVS Precoding Vector Switching
  • MIMO general multiple antenna
  • the theoretical channel transmission capacity is proportional to the number of antennas, unlike when only a plurality of antennas are used in a transmitter or a receiver. Since this increases, it is possible to improve the transmission rate and to significantly improve the frequency efficiency.
  • the transmission rate according to the increase in the channel transmission capacity may be theoretically increased by multiplying the maximum rate RO in the case of using one antenna by the following rate increase rate Ri.
  • the research trends related to multi-antennas to date include information theory aspects related to calculation of multi-antenna communication capacity in various channel environments and multi-access environments, research on wireless channel measurement and model derivation of multi-antenna systems, and improvement of transmission reliability and transmission rate.
  • Active research is being conducted from various viewpoints, such as the study of space-time signal processing technology.
  • a reception signal input to each reception antenna may be expressed as follows.
  • the channel between each transmit / receive antenna can be distinguished according to the transmit / receive antenna index, and the channel passing from the transmit antenna j to the receive antenna i is represented by hij. If the transmit signal x is used when using a precoding scheme such as LTE, Equation 3 It can be expressed as
  • Wij of the precoding matrix W denotes a weight between the i th transmission antenna and the j th W o information.
  • P 1 , P 2 ,... , P NT transmission information whose transmission power is adjusted may be represented by a diagonal matrix P as follows.
  • the COMP (Coordinated Multipoint) method transmits data information to one UE by using a transmission antenna of several cells having different PSCs and cell specific pilot signals (Reference Signals) together. It is a technique that enables link selection and also obtains an effect of improving performance / capacity due to Tx diversity.
  • the proposed scheme maintains the radio link quality of a specific cell, and when the SIR value of a specific cell is worsened in a radio link, the cell in which a specific cell of COMP (Coordinated Multipoint) is cut off and maintained To make a COMP agreement again, so that data can be transferred constantly.
  • COMP Coordinatd Multipoint
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • OFDM converts serially input data into N parallel data and transmits the data on N orthogonal subcarriers. Subcarriers maintain orthogonality in the frequency dimension.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • the wireless communication system includes at least one base station 20 (BS).
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the user equipment (UE) 10 may be fixed or mobile, and may include a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a personal digital assistant (PDA), It may be called other terms such as a wireless modem and a handheld device.
  • the base station 20 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to as other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point. have.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • downlink means communication from the base station to the terminal
  • uplink means communication from the terminal to the base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal, and a receiver may be part of a base station.
  • 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.
  • the LTE system defined in 3GPP adopts such MIMO.
  • the LTE system will be described in more detail.
  • 3 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 from 0 to 19 slots.
  • 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.
  • one radio frame may have a length of 10 ms
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink slot in 3GPP LTE.
  • an uplink slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in a time domain, and a NUL resource block (RB) in a frequency domain. It includes.
  • the OFDM symbol is for representing one symbol period, and may be referred to as an SC-FDMA symbol, an OFDMA symbol, or a symbol period according to a system.
  • the RB includes a plurality of subcarriers in the frequency domain in resource allocation units.
  • the number NUL of resource blocks included in an uplink slot depends on an uplink transmission bandwidth set in a cell. 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 subcarriers and the OFDM symbols in the resource block is equal to this. It is not limited. The number of OFDM symbols or the number of subcarriers included in the resource block may be variously changed. The number of OFDM symbols may change depending on the length of a cyclic prefix (CP). 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.
  • CP cyclic prefix
  • a resource grid for one uplink slot may be applied to a resource grid for a downlink slot.
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • 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 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel). Becomes the data area to be allocated.
  • the PDSCH refers to a channel through which the base station transmits data to the terminal.
  • the PDCCH includes resource allocation of downlink-shared channel (DL-SCH) (also referred to as downlink grant) and transmission format, resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH) (also referred to as uplink grant).
  • DL-SCH downlink-shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • PCH paging channel
  • PCH system information on DL-SCH
  • resource allocation of higher layer control messages such as random access response transmitted on PDSCH
  • TPC transmission power control
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • Control information transmitted through the PDCCH as described above is called downlink control information (DCI).
  • DCI downlink control information
  • RS downlink reference signals
  • CRS cell-specific RS
  • DRS dedicated RS
  • the common reference signal is a reference signal shared by all terminals in a cell and is used for information acquisition and handover measurement of channel state.
  • the dedicated reference signal is used for data demodulation as a reference signal only for a specific terminal.
  • CRS may be regarded as a cell-specific reference signal
  • DRS may be regarded as a UE-specific reference signal.
  • the terminal measures the common reference signal and informs the base station of feedback information such as channel quality information (CQI), a peding matrix indicator (PMI), and a rank indicator (RI), and the base station uses downlink using the feedback information received from the terminal. Perform frequency domain scheduling.
  • CQI channel quality information
  • PMI peding matrix indicator
  • RI rank indicator
  • the base station determines the amount of radio resources to be allocated to the reference signal in order to transmit the reference signal to the terminal, the exclusive location of the joint reference signal and the dedicated reference signal, the synchronization channel (SCH) and the broadcast channel (BCH).
  • the resource is allocated in consideration of the location and the density of the dedicated reference signal.
  • DRS is used only for data demodulation
  • CRS is used for both purposes of channel information acquisition and data demodulation.
  • the CRS is transmitted every subframe for the broadband, and the CRS is transmitted for each antenna port of the base station. For example, when the number of transmitting antennas of the base station is two, the CRSs for antenna ports 0 and 1 are transmitted, and in the case of four, the CRSs for antenna ports 0 to 3 are transmitted.
  • FIG. 6 shows an example of a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • an uplink subframe may be divided into a control region to which a Physical Uplink Control Channel (PUCCH) carrying uplink control information is allocated and a data region to which a Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) carrying uplink data is allocated.
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • 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 a first slot and a second slot.
  • the frequency occupied by RBs belonging to the RB pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary.
  • the UE may obtain a frequency diversity gain.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / negative acknowledgment (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an SR radio resource allocation request (SR). scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK negative acknowledgment
  • CQI channel quality indicator
  • SR radio resource allocation request
  • 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), an HARQ ACK / NACK, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • each scattered band is designed to satisfy the basic requirements for operating an independent system, and multiple bands are combined in one system.
  • Carrier aggregation (CA) is introduced, which is a concept of grouping together.
  • each independent operation is defined as a component carrier (component carrier, CC).
  • Such carrier aggregation technology is employed not only in LTE systems but also in LTE-Advanced (hereinafter referred to as 'LTE-A') systems.
  • the carrier aggregation system refers to a system in which one or more carriers having a bandwidth smaller than the target broadband is configured to configure the broadband when the wireless communication system attempts to support the broadband.
  • the carrier aggregation system may be called other names such as a multiple carrier system, a bandwidth aggregation system, and the like.
  • the carrier aggregation system may be classified into a contiguous carrier aggregation system in which each carrier is continuous and a non-contiguous carrier aggregation system in which each carrier is separated from each other.
  • a multi-carrier system or a carrier aggregation system it should be understood to include both the case where the component carrier is continuous and the case where it is discontinuous.
  • a guard band may exist between each carrier.
  • a target carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system.
  • 3GPP LTE systems support bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz.
  • broadband can be configured by defining new bandwidth without using the bandwidth of the existing system.
  • a terminal may simultaneously transmit or receive one or a plurality of carriers according to capacity.
  • 6 may correspond to an example of communication in an LTE system.
  • a typical frequency division duplex (FDD) wireless communication system performs data transmission and reception through one downlink band and one uplink band corresponding thereto.
  • the base station and the terminal transmit and receive data and / or control information scheduled in subframe units. Data is transmitted and received through the data area set in the uplink / downlink subframe, and control information is transmitted and received through the control area set in the uplink / downlink subframe.
  • the uplink / downlink subframe carries signals through various physical channels.
  • FIG. 7 illustrates the FDD scheme for the sake of convenience, the above description may also be applied to the TDD scheme by dividing the radio frame into uplink / downlink links in the time domain.
  • 8 may correspond to an example of communication in an LTE-A system.
  • LTE-A system collects multiple uplink / downlink frequency blocks to use a wider frequency band.
  • Each frequency block is transmitted using a Component Carrier (CC).
  • CC Component Carrier
  • component carriers may refer to frequency blocks or center carriers of frequency blocks for carrier aggregation depending on the context, and they are mixed with each other.
  • the 3GPP LTE system supports a case in which the downlink bandwidth and the uplink bandwidth are set differently, which assumes one component carrier (CC).
  • the 3GPP LTE system supports up to 20MHz and may have different uplink and downlink bandwidths, but only one CC is supported for each of the uplink and the downlink.
  • spectrum aggregation (or bandwidth aggregation, also known as carrier aggregation) is to support a plurality of CCs. For example, if five CCs are allocated as granularity in a carrier unit having a 20 MHz bandwidth, a bandwidth of up to 100 MHz may be supported.
  • One DL CC or a pair of UL CCs and DL CCs may correspond to one cell.
  • One cell basically includes one DL CC and an optional UL CC. Accordingly, it can be said that a terminal communicating with a base station through a plurality of DL CCs receives a service from a plurality of serving cells.
  • the downlink is composed of a plurality of DL CCs, but only one CC may be used for the uplink.
  • a terminal receives a service from a plurality of serving cells for downlink, and a service can be provided from only one serving cell for uplink.
  • the serving cell may be divided into a primary cell and a secondary cell.
  • the primary cell is a cell that operates at the primary frequency and performs an initial connection establishment process, which is a terminal, initiates a connection reestablishment process, or is designated as a primary cell in a handover process.
  • the primary cell is also called a reference cell.
  • the secondary cell operates at the secondary frequency, can be established after the RRC connection is established, and can be used to provide additional radio resources. At least one primary cell is always configured, and the secondary cell may be added / modified / released by higher layer signaling (eg, RRC message).
  • CCs may be gathered in an uplink and a downlink to support a 100 MHz bandwidth.
  • CCs may be contiguous or non-contiguous in the frequency domain.
  • FIG. 9 illustrates a case in which the bandwidth of an uplink component carrier and the bandwidth of a downlink component carrier are the same and symmetrical for convenience. However, the bandwidth of each component carrier can be determined independently.
  • the bandwidth of an uplink component carrier may be configured as 5 MHz (UL CC0) + 20 MHz (UL CC1) + 20 MHz (UL CC2) + 20 MHz (UL CC3) + 5 MHz (UL CC4).
  • Asymmetrical carrier aggregation in which the number of uplink component carriers and the number of downlink component carriers are different is also possible.
  • Asymmetric carrier aggregation may occur due to the limitation of available frequency bands or may be artificially established by network configuration. For example, even if the entire system band is composed of N CCs, a frequency band that a specific UE can receive may be limited to M ( ⁇ N) CCs.
  • Various parameters for carrier aggregation may be set in a cell-specific, UE group-specific, or UE-specific manner.
  • FIG. 8 illustrates that an uplink signal and a downlink signal are transmitted through a one-to-one mapped component carrier
  • a component carrier in which a signal is actually transmitted may vary according to a network configuration or a type of signal.
  • a scheduling command when a scheduling command is transmitted downlink through DL CC1, data according to the scheduling command may be performed through another DL CC or UL CC.
  • control information related to the DL CC may be transmitted uplink through a specific UL CC regardless of mapping.
  • the downlink control information may similarly be transmitted through a specific DL CC.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an SC-FDMA transmission scheme, which is an uplink access scheme adopted in 3GPP LTE.
  • LTE Long-Term Evolution
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • FDMA single-carrier
  • SC-FDMA is also very similar to OFDM, which uses Fast Fourier Transforms (FFTs) and Inverse-FFTs (IFFTs) to divide and transmit signals on subcarriers.
  • FFTs Fast Fourier Transforms
  • IFFTs Inverse-FFTs
  • ISI inter-symbol interference
  • cyclic prefix cyclic prefix
  • the problem in the conventional OFDM transmitter is that the signals carried on each subcarrier on the frequency axis are converted into signals on the time axis by the IFFT. That is, since the IFFT is performed in the same parallel operation, an increase in PAPR occurs.
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • the PAPR of the time domain signal after the IFFT 14 does not increase significantly unlike OFDM, so that transmission power efficiency is increased. It is advantageous from the side.
  • SC-FDMA a transmission scheme in which IFFT is performed after DFT spreading.
  • SC-FDMA is also called DFT spread OFDM (DFT-s-OFDM) in the same sense.
  • a peak-to-average power ratio (PAPR) or cubic metric (CM) may be lowered.
  • PAPR peak-to-average power ratio
  • CM cubic metric
  • the 3GPP camp is actively promoting the standardization of LTE-Advanced, which is an improvement of LTE, and in the standardization process of LTE-Advanced, as in the LTE standardization process, the SC-FDMA series technology and the OFDM technology contend.
  • the Clustered-DFT-s-OFDM scheme has been adopted to allow non-contiguous resource allocation.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a clustered DFT-s-OFDM transmission scheme adopted as an uplink access scheme in the LTE-Advanced standard.
  • An important feature of the clustered DFT-s-OFDM scheme is that it enables frequency selective resource allocation, which can flexibly cope with a frequency selective fading environment.
  • the LTE system maintains a single carrier characteristic in the uplink, whereas the LTE-A system allows a case in which DFT_precoding data is discontinuously allocated on the frequency axis or simultaneously transmitted by the PUSCH and the PUCCH.
  • a terminal supporting an intra-contiguous CA transmits and receives two component carriers using one RF chain, and when such a terminal operates with COMP (Coordinated Multiple Points)
  • COMP Coordinatd Multiple Points
  • a technique of limiting a maximum output power that is, a maximum power reduction (MPR) technique, may be set, thereby reducing the coverage of the base station.
  • MPR maximum power reduction
  • one disclosure of the present specification is to adjust the value of the MPR for the SRS (Sounding Reference Signal) transmitted to inform the base station of the channel state information between the base station and the terminal according to the geographical location of the terminal, so as to transmit at a higher output It aims to do it.
  • SRS Sounding Reference Signal
  • multi-cluster in LTE-A UE that supports carrier aggregation (CA), which is one of the major technologies of LTE-Advanced in 3GPP
  • CA carrier aggregation
  • SIM power backoff
  • SRS powering reference signal
  • MPR maximum power reduction
  • the MPR value for limiting the transmission power of the SRS is different from the general MPR value, that is, By setting each base station independently of the MPR value applied to the channel, cell coverage of each base station can be extended to ensure excellent service to the UE.
  • the base station in order to optimize the coverage secured widely by using the SRS transmitted at a higher transmission power in the terminal, the base station from the channel band using PUCCH over-provisioning (over-provisioning) By transmitting the PUCCH in the PUSCH region rather than the edge of the cell, the data rate of the corresponding cell is increased by using the cell having the highest reception level of the SRS among the cells performing the coordinated multipoint (COM).
  • AMC adaptive modulation coding schemes
  • a method for transmitting a signal in a terminal includes setting a maximum power reduction (MPR) value for signal transmission power, wherein the maximum output limitation value is independently set for a sounding reference signal (SRS).
  • MPR maximum power reduction
  • SRS sounding reference signal
  • the maximum output limit value may be indicated through network signaling from a serving cell or may be known by the terminal.
  • Cell breathing may be performed by independently setting the maximum output limit value for the sounding reference signal (SRS).
  • SRS sounding reference signal
  • the maximum output limit value can be set independently.
  • the terminal may stop using the maximum output limit value independently set for the sounding reference signal (SRS).
  • SRS sounding reference signal
  • the first cell may be a primary cell and the second cell may be a secondary cell, the first cell may be a macrocell, and the second cell may be a picocell.
  • the method further includes receiving a control signal via an uplink control channel, wherein the control signal may be received in a data region that is not at the edge of the channel band.
  • the method may further comprise receiving a control signal by PUCCH over-provisioning.
  • a terminal includes a control unit for setting a maximum power reduction (MPR) value for the signal transmission power;
  • MPR maximum power reduction
  • the maximum output limit value may be independently set for a sounding reference signal (SRS), and the maximum power limit value set for the SRS may be different from the maximum output limit value set for another signal.
  • the terminal may include a transceiver for transmitting the SRS at a transmission power set according to the set maximum output limit value.
  • the maximum output limit value may be indicated through network signaling from a serving cell or may be known by the terminal.
  • Cell breathing may be performed by independently setting the maximum output limit value for the sounding reference signal (SRS).
  • SRS sounding reference signal
  • a method for controlling the transmission power of a terminal in a serving cell supports Carrier Aggregation (CA) with other cells or independently sets a maximum output limit value for a Sounding Reference Signal (SRS) when operating as a Coordinated Multipoint (COM) with another cell.
  • CA Carrier Aggregation
  • SRS Sounding Reference Signal
  • COM Coordinated Multipoint
  • the method may include receiving an SRS from the terminal.
  • Cell breathing may be performed by independently setting the maximum output limit value for the sounding reference signal (SRS).
  • SRS sounding reference signal
  • a serving base station for controlling the transmission power of the terminal.
  • the serving base station independently supports a carrier aggregation (CA) with another cell, or when operating as a coordinated multipoint (COM) with the other cell, independently sets a maximum output limit value for a sounding reference signal (SRS)
  • a control unit A transmitter for transmitting the set maximum output limit value to a terminal through a network signal; It may include a receiving unit for receiving the SRS from the terminal.
  • a Sounding Reference Signal (SRS) Power backoff that is, maximum power reduction (MPR) for conventionally, by setting the carrier component (CC) independently or between the cells in cooperative communication, so that SRS can be transmitted at higher power do.
  • MPR maximum power reduction
  • the SRS is transmitted at a higher power, so that the coverage of the cell can be widened.
  • MIMO general multiple antenna
  • 3 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink slot in 3GPP LTE.
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 shows an example of a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • 6 may correspond to an example of communication in an LTE system.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an SC-FDMA transmission scheme, which is an uplink access scheme adopted in 3GPP LTE.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a clustered DFT-s-OFDM transmission scheme adopted as an uplink access scheme in the LTE-Advanced standard.
  • 11 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • FIG. 12 illustrates a case in which picocells / femtocells are mixed in coverage of a macrocell.
  • FIG 13 shows an uplink subframe including an SRS symbol.
  • 15 shows various examples of SRS configuration in an intra band CA.
  • FIG. 17 illustrates a concept in which two base stations operate as a coordinated multipoint (COM) and a separate MPR for SRS on the uplink side in order to expand cell coverage when operating as a COMP, and PUCCH over provisioning (PUCCH) on the downlink side.
  • COM coordinated multipoint
  • PUCCH PUCCH over provisioning
  • 18 is an exemplary diagram illustrating in detail the concept of PUCCH over-provisioning for protecting adjacent channels in the downlink.
  • 19A to 19E illustrate various examples of extending cell coverage using independent MPR and PUCCH over provisioning according to the present invention for SRS when supporting intraband CA between heterogeneous base stations.
  • FIG. 20 is an example showing the scenario of FIG. 19 differently.
  • 21 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal 100 and a base station 220/300 according to the present invention.
  • 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 with 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 a wireless technology such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced
  • 3GPP LTE Advanced
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the UE includes a terminal, a mobile equipment (ME), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device (wireless). It may be called a Device, a Handheld Device, or an Access Terminal (AT).
  • the terminal may be a portable device having a communication function such as a mobile phone, a PDA, a smart phone, a wireless modem, a laptop, or the like, or a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device. .
  • 11 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • the network structure of FIG. 11 is based on the eNodeB 220 of the Evolved UTRAN and the 2 Tier Model of the Gateway of the Core Network.
  • the eNodeB 200 includes the functions of the NodeB 210 and the RNC of the existing UMTS system, and the gateway may be regarded as having the SGSN / GGSN function of the existing system.
  • the GW is a serving gateway (hereinafter referred to as 'S-GW') 520 and a packet data network gateway (hereinafter referred to as 'PDN-GW' or 'P-GW').
  • 'S-GW' serving gateway
  • 'PDN-GW' packet data network gateway
  • Pico cell or femto cell has a merit that it is possible to use a higher band than the frequency used in the existing cellular system by applying a cell having a small cell radius.
  • a picocell refers to a small cell having a smaller radius than a macro cell
  • a femtocell refers to a cell managed by a home eNodeB (HeNB). Since the picocell is installed by the operator and the femtocell is installed by the user, 3GPP assumes that the operator does not know exactly the existence of the femtocell.
  • the femtocell / picocell 300 as described above is started to be researched around the RAN WG3 under the name of Home (e) NodeB in 3GPP.
  • the eNodeB 220 or NodeB 210 is relatively called a macro cell.
  • reference numeral 200 will be used.
  • NodeB is used when referring to NodeB or eNodeB together.
  • the interface shown by the dotted line is for transmitting control signals between the eNodeB 220 and the femtocell / picocell 300 and the MME 510.
  • the interface shown in solid lines is for the transmission of data in the user plane.
  • FIG. 12 illustrates a case in which picocells / femtocells are mixed in coverage of a macrocell.
  • the picocell or femtocell is located in the macrocell, and under this situation, the UE located at the boundary of the overlapped cells acts as the signals transmitted from each cell interfere with each other.
  • the connection with the picocell 300 may be disconnected due to the interference from the macrocell 200, which is a pico cell. This means that cell 300 coverage is smaller than expected by the operator.
  • the terminal 100 connected to the macro cell 200 when the terminal 100 connected to the macro cell 200 is in the femtocell 300 region, the terminal 100 may be disconnected from the macro cell 200 due to interference from the femtocell 300. This means that a shaded area is generated in the cell 200.
  • the first example is called the Macro-Pico problem and the second is called Macro-Femto, which is emerging as an important problem to be solved in heterogeneous networks.
  • 3GPP attempts to solve such inter-cell interference problem by time division.
  • eICIC enhanced inter-cell interference coordination
  • the time division scheme introduced in LTE Release-10 is called enhanced inter-cell interference coordination (ICIC), which means that it has evolved compared to the existing frequency division scheme. It is called a primary cell, and the interfering cell is defined as a victim cell or a secondary cell, and in a specific subframe, an attacker cell or a primary cell performs data transmission. By stopping, the terminal can maintain the connection with the victim cell (Victim cell) or the secondary cell in the subframe. That is, when the macrocell-picocell or macrocell-femtocell coexist with each other, one base station temporarily stops transmitting a signal to a terminal that is significantly interfered in a certain area so that the interference signal is hardly transmitted.
  • IIC enhanced inter-cell interference coordination
  • the macro cell becomes the attacker cell or the primary cell, and the pico cell becomes the victim cell or the secondary cell.
  • the picocell becomes the attacker cell or the primary cell, and the macrocell becomes the victim cell or the secondary cell. It could be
  • ABS Almost Blank Subframe
  • the essential control information is, for example, a cell-secific reference signal (CRS).
  • CRS cell-secific reference signal
  • the CRS signal is present in the 0, 4, 7, 11th OFDM symbols in each subframe on the time axis.
  • an MBMS Multimedia Broadcast / Multicast Service
  • FIG 13 shows an uplink subframe including an SRS symbol.
  • SRS is used for power control, timing advances, and semi-selective scheduling in frequency resources at frequency base stations.
  • the generation of the SRS and the mapping between the physical resources can be easily understood by those skilled in the art with reference to TS 36.211, which will not be described in detail.
  • SRS transmission bandwidth does not include a PUCCH region.
  • SRS is always transmitted on the last SC-FDMA symbol in a subframe, as shown in FIG.
  • the minimum SRS bandwidth is composed of 4 resource blocks (RBs), and other SRS bandwidths may include multiple 4RBs.
  • Three bits in the PDCCH SIB represent one of several SRS bandwidth configurations. And two bits represent one in four SRS bandwidth layers.
  • SRS parameters unique to the UE are set by the higher layer:
  • SRS Transmission Duration Single or Periodic Transmission
  • the SRS channel bandwidth configuration for the 20 MHz system bandwidth in the frequency domain is defined by the SRS start point k0 defined in the table below and the equation below.
  • nb value is the frequency position index
  • the SRS transmission band is as shown in FIG.
  • m SRS , b and N b , b 0,1,2,3, Represents a value of the uplink band for.
  • the frequency hopping of the SRS is a parameter It is constructed by and given by the upper layer parameter srs-HoppingBandwidth.
  • SRS transmission is set single or periodically by the SRS_duration parameter.
  • the base station may request the UE for each individual SRS transmission, and the UE may periodically transmit the SRS as defined in Table 2 below.
  • Table 2 below shows UE-specific SRS periodicity T SRS and subframe offset configuration T offset .
  • FIG. 15 shows various examples of SRS configuration in an intraband CA
  • FIG. 16 shows ACLR.
  • 3GPP In order to configure SRS in intraband CA, 3GPP assumes that SRS simultaneous transmission is applied to a release-10 time frame. In addition, the following items are specified for SRS transmission in 3GPP.
  • Configuration parameters such as SRS band, start point and cyclic shift are independent for each component carrier.
  • SRS transmission bandwidth and frequency RF location are the same for all antenna pods.
  • Release-8 SRS resources time / frequency / code
  • the following Release-8 SRS resources may be reused.
  • Cell-specific SRS configuration parameters can be applied for both periodic and non-periodic sounding.
  • Aperiodic sounding using Release-8 resources is transmitted on cell specific SRS subframes.
  • UE-specific SRS configuration parameters such as SRS bandwidth, start point, transmit comb, cyclic shift may vary between periodic sounding and aperiodic sounding.
  • FIG. 15 an example of the worst configuration for SRS transmission is illustrated in FIG. 15 through the SRS simultaneous transmission for the intraband CA and the SRS transmission configuration for the single carrier.
  • MPR requires specific modulation orders (Spurious Emission (SE), Spectrum Emission Mask (SEM), Adjacent Channel Leakage Ratio (ACLR), Inter Modulation (IM) 3,5, etc.) to meet the RF requirements defined in the standard.
  • SE spurious Emission
  • SEM Spectrum Emission Mask
  • ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio
  • IM Inter Modulation 3,5, etc.
  • the amount of power reduction for the maximum transmit power defined for the modulation order (RB) or the number of resource blocks (RBs), and A-MPR is the maximum to satisfy the UE-to-UE coexistence defined by the local characteristics.
  • the amount of power reduction relative to the transmission power. Therefore, the maximum power of the terminal is further reduced by applying the A-MPR according to the situation, thereby inducing the transmission power of the terminal to a level satisfying the requirements set in the corresponding country for the PS band.
  • the base station In order to indicate the value of the A-MPR to the terminal, the base station signals a network signaling (hereinafter, NS) value.
  • the value of A-MPR corresponding to each NS is defined in 3GPP standard document TS36.101. That is, each NS indicates a corresponding A-MPR value.
  • the terminal transmits a signal by limiting the transmission power according to the A-MPR value.
  • the terminal may transmit the transmission power by limiting the maximum transmission power according to the MPR known to the terminal without network signaling from the base station. This may be to limit the maximum transmission power according to the MPR known to the terminal when the uplink resource allocated from the base station is a general operating band requiring no network signaling from the base station.
  • MPR value is related to cell coverage because it determines the maximum output power of the terminal, it is also an important factor in determining the system performance of the cell. Therefore, a very careful approach should be taken to determine the reduction value for this output power.
  • the main factors for determining the MPR value are the number of consecutive RBs of SRSs transmitted for each CC, the bandwidth difference between SRSs, and the power difference of each SRS.
  • the required MPR value increases. Also, if the difference in bandwidth gap between SRSs is large, the required MPR value increases. Also, the smaller the power difference between SRSs, the higher the required MPR value.
  • the SRS does not simultaneously transmit the PUSCH / PUCCH.
  • the SRS has the minimum SRS bandwidth of 4 RB, unlike the conventional PUSCH / PUCCH. All SRS channel bandwidths are set in multiples of four.
  • the SRS is set to exclude the edge portion of the system bandwidth, that is, the PUCCH region, so that the SRS hopping bandwidth is set to the middle portion as shown in FIG. 15, in which the SRS transmission is performed according to the hopping pattern.
  • FIG. 15 (a) the SRS configuration of the example that requires the most backoff power using these results is shown in FIG. 15 (a).
  • the proposal for the SRS channel of the UE that supports simultaneous SRS transmission is considered. Research is needed to reset the MPR value.
  • Modulator impairments are as follows.
  • I / Q imbalance is an I / Q imbalance, which means that performance is caused by acting as a spread between symmetric subcarriers.
  • the unit dBc represents a relative magnitude based on the power magnitude of the carrier frequency.
  • Carrier leakage is carrier leakage, which is an additional sinusoidal waveform with a frequency equal to the modulation wave carrier frequency.
  • Counter IM3 Counter Intermodulation Distortion
  • the adjacent channel 1402 that is, the UTRA channel
  • the adjacent channel 1402 is shown in FIG. 16. Is the rate of leakage at the adjacent channel, that is, the adjacent channel leakage rate.
  • the UTRAACLR2 leaks to the adjacent channel 1403, that is, the UTRA channel, that is, the adjacent channel. Leakage ratio.
  • the E-UTRAACLR is a rate at which the UE leaks to the adjacent channel 1404, that is, the E-UTRA channel when the UE transmits on the E-UTRA channel 1401. to be.
  • F UL _ low means the lowest frequency of the uplink operating band.
  • F UL _ high means the highest frequency of the uplink operating band.
  • FDL_low means the lowest frequency of the downlink operating band.
  • F DL_high means the highest frequency of the downlink operating band.
  • Table 5 Frequency permanent Level Measuring band 9 kHz ⁇ f ⁇ 150 kHz -36 dBm 1 kHz 150 kHz ⁇ f ⁇ 30 MHz -36 dBm 10 kHz 30 MHz ⁇ f ⁇ 1000 MHz -36 dBm 100 kHz 1 GHz ⁇ f ⁇ 12.75 GHz -30 dBm 1 MHz
  • the E-UTRA CA SEM as defined in Table 6 below will be used for the band class C (multi-cluster transmission in multiple CC).
  • Table 6 Spectrum emission limit [SEM] / BW Channel_CA ⁇ f OOB (MHz) 29.9 MHz 30 MHz 39.8 MHz Measuring band ⁇ 0-1 -22.5 -22.5 24 30 kHz ⁇ 1-5 -10 -10 -10 1 MHz ⁇ 5-29.9 -13 -13 -13 1 MHz ⁇ 29.9-30 -25 -13 -13 1 MHz ⁇ 30-34.9 -25 -25 -13 1 MHz ⁇ 34.9-35 -25 -13 1 MHz ⁇ 35-39.8 -13 1 MHz ⁇ 39.8-44.8 -25 1 MHz
  • ⁇ f OOB Frequency of Out Of Band emission, and indicates its frequency when it is emitted out of band.
  • Tables 7 and 8 below are MPR values obtained in consideration of the worst case among various configurations of the SRS, and the UE can easily apply them by formulating them.
  • Table 7 lists the MPR values required for the worst case.
  • L_CRB CC1 and L_CRB CC2 indicate the number of RBs of each component carrier.
  • Table 7 The values shown in Table 7 above may be arranged in Table 8 below, and may also be arranged in Equation 7 below.
  • N RB_agg is the number of RBs in the channel band
  • N RB_alloc may represent the total number of RBs transmitted simultaneously.
  • the value of the MPR may be stored in advance by the terminal even if it is not indicated through NS (Network Signaling) from the base station. That is, when the allocated uplink resource band is a general operating band that does not require NS (Network Signaling), the terminal may use the value of the MPR previously stored. Alternatively, in order to indicate the value of the A-MPR to the terminal, the base station may signal a network signaling (hereinafter referred to as NS) value.
  • NS network signaling
  • the A-MPR provides a power backoff of the terminal for the maximum output power of the terminal. Reduction was defined.
  • a terminal supporting an intra-contiguous CA transmits and receives two component carriers using one RF chain.
  • the MPR technique for limiting the maximum output power is applied, there is a possibility that the coverage of the base station is reduced.
  • the SRS transmitted from the UE is independently transmitted by applying different MPRs from the existing channels, thereby reducing the effect of reducing cell coverage due to the existing MPRs.
  • the present invention when multi-cluster simultaneous transmission is performed in an LTE-A terminal supporting carrier aggregation, which is one of the main technologies of LTE-Advanced in 3GPP, between the base station and the terminal according to the geographical location of the terminal Unlike conventional transmission of SRS (Sounding Reference Signal) to inform the base station of the channel status information between component carriers constituting heterogeneous networks that support CA or between base stations operating as COMP (Coordinated Multipoint) independently MPR ( Apply maximum power reduction to broaden cell coverage.
  • SRS Sounding Reference Signal
  • the SRS transmission power can be set independently for each base station independently of the backoff applied to another channel. Accordingly, the base station may be selectively set according to the quality of the reception level of the terminal, thereby ensuring excellent service to the terminal.
  • the base station may be selectively set according to the quality of the reception level of the terminal, thereby ensuring excellent service to the terminal.
  • this Coordinated Multipoint scenario not only one cell having an excellent SRS signal among the same intra frequency cells supporting cooperative communication can be selected, but the reception level of the SRS is the best according to the quality of the SRS signal of the two cells. By using an excellent cell to increase the data rate (data rate 0) in the cell, and in another cell using an adaptive modulation coding schemes (AMC) technique, it is possible to obtain excellent performance.
  • AMC adaptive modulation coding schemes
  • FIG. 17 illustrates a concept in which two base stations operate as a coordinated multipoint (COM) and a separate MPR for SRS on the uplink side in order to expand cell coverage when operating as a COMP, and PUCCH over provisioning (PUCCH) on the downlink side.
  • COM coordinated multipoint
  • PUCCH PUCCH over provisioning
  • FIG. 18 is an exemplary diagram illustrating in detail the concept of PUCCH over-provisioning for protecting adjacent channels in the downlink.
  • data rate performance is achieved by transmitting the same data or transmitting different data for each layer to transmit the same data in two or more nodes, for example.
  • the purpose is to increase.
  • the terminal when the UE exists in an overlapping region of two base stations, the terminal receives data from the two base stations as before. However, if the UE moves to the neighboring area of Cell B, the UE moves out of the coverage area in Cell A, and thus finds a better cell by cell selection rather than cooperative communication.
  • the SRS is transmitted at a higher transmission power than before, thereby increasing coverage of Cell A in terms of uplink.
  • heterogeneous base stations ie, a picocell and a macrocell
  • heterogeneous base stations ie, a picocell and a macrocell
  • CA intra-contiguous CA
  • the SRS is transmitted to the macro cell at maximum output.
  • CA is possible in both macro and pico cells. This will be described in detail below.
  • FIG. 19A to 19E illustrate various examples of extending cell coverage using independent MPR and PUCCH over provisioning according to the present invention for SRS when supporting intra-band CA between heterogeneous base stations, and FIG. 20 is illustrated in FIG. 19. This is another example of a scenario.
  • F1 and F2 denote cells, respectively, and an example having F1 and F2 cells positioned and overlapped with each other has almost the same coverage size.
  • the F1 cell and the F2 cell provide sufficient coverage size, and mobility can be supported between the F1 cell and the F2 cell.
  • the F1 cell and the F2 cell may use the same band, such as 2 GHz and 800 MHz.
  • the F1 cell provides macro coverage and the F2 Remote Radio Head (RRH) is used to improve performance at hot spots.
  • frequency selective repeaters are arranged to extend coverage for one of the carrier frequencies.
  • CA may support CA
  • the CA scenario commonly known as inter-frequency heterogeneous network, that is, the scenario shown in FIG. 19D may also be used in intra-contiguous CA scenario. Can be.
  • PUCCH over-provisioning may be applied so that the UE can properly receive a control channel from the downlink side.
  • the secondary cell may not be deactivated, and consequently, an intra-contiguous CA is performed on two component carriers. You will be able to continue to apply.
  • embodiments of the present invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • 21 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal 100 and a base station 220/300 according to the present invention.
  • the terminal 100 includes a storage unit 110, a controller 120, and a transceiver 130.
  • the base station 220/300 is a macro base station or a pico / femto base station, and includes a storage means 221/301, a controller 222/302, and a transceiver 223/303.
  • the storage means 110 (221/301) store the method shown in Figs.
  • the transceiver 130 (223/303) transmits and receives the aforementioned signals.
  • the controller 120 controls the storage means and the transceiver. Specifically, the controllers execute the methods stored in the storage means, respectively.
  • the present invention can be used in a terminal, base station, or other equipment of a wireless mobile communication system.

Abstract

본 발명의 일 개시에 의하면, 단말에서 시그널을 전송하는 방법을 제공한다. 상기 단말에서 시그널을 전송하는 방법은 시그널 전송 파워에 대한 최대 출력 제한(MPR: Maximum power reduction) 값을 설정하는 단계와, 여기서, 상기 최대 출력 제한 값은 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정되고, 상기 SRS를 위해서 설정된 최대 출력 제한(Maximum Power Reduction) 값은 다른 신호를 위해서 설정된 최대 출력 제한 값과는 다르며; 상기 설정된 최대 출력 제한 값에 따라 설정되는 전송 파워로 SRS를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

사운딩 레퍼런스 시그널을 위한 전송 전력 감소 방법 및 그 단말
본 발명은 사운딩 레퍼런스 시그널을 위한 전송 전력 감소 방안에 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. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선채널(wireless channel)은 경로손실(path loss), 쉐도우잉(shadowing), 페이딩(fading), 잡음(noise), 한정된 대역폭(limited bandwidth), 단말의 전력한계, 다른 사용자간의 간섭과 같은 여러 가지 문제를 겪는다. 무선 통신 시스템의 설계에 있어서 또 다른 난점들(challenges)은 자원할당, 급변하는 물리채널과 관련한 이동성 문제들(mobility issues), 휴대가능성(portability), 및 안전성(security)과 프라이버시(privacy) 제공의 설계를 포함한다.
전송채널이 큰 페이딩(deep fading)을 겪을 때, 수신기는 전송되는 신호의 다른 버전(version)이나 복사본(replica)이 별도로 전송되지 않는 경우 상기 전송되는 신호를 결정하기 어렵다. 이러한 별도의 다른 버전이나 복사본에 해당하는 자원은 다이버시티(diversity)라 불리며, 무선채널에 걸쳐 신뢰성 있는 전송에 기여하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 이러한 다이버시티를 이용하면 데이터 전송 용량 또는 데이터 전송 신뢰도를 극대화할 수 있는데, 다중 송신안테나 및 다중 수신 안테나로써 다이버시티를 구현하는 시스템을 다중입출력(Multiple Input Multiple Output; MIMO) 시스템이라 한다.
MIMO 시스템에서 다이버시티를 구현하기 위한 기법에는 SFBC(Space Frequency Block Code), STBC(Space Time Block Code), CDD(Cyclic Delay Diversity), FSTD(frequency switched transmit diversity), TSTD(time switched transmit diversity), PVS(Precoding Vector Switching), 공간 다중화(Spatial Multiplexing; SM)등이 있다.
도 1은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 송신 안테나의 수를 NT개로, 수신 안테나의 수를 NR개로 동시에 늘리게 되면, 송신기나 수신기에서만 다수의 안테나를 사용하게 되는 경우와 달리 안테나 수에 비례하여 이론적인 채널 전송 용량이 증가하므로, 전송 레이트를 향상시키고, 주파수 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 채널 전송 용량의 증가에 따른 전송 레이트는 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트(RO)에 다음과 같은 레이트 증가율(Ri)이 곱해진 만큼으로 이론적으로 증가할 수 있다.
즉, 예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후 이를 실질적인 데이터 전송률 향상으로 이끌어 내기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
[규칙 제26조에 의한 보정 07.05.2012]　
수학식 1
Figure WO-DOC-MATHS-1
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
일반적인 MIMO channel 환경을 갖는 단말 구조에서 각 수신 안테나에 들어오는 수신신호는 다음과 같이 표현 될 수 있다.
[규칙 제26조에 의한 보정 07.05.2012]　
수학식 2
Figure WO-DOC-MATHS-2
여기서 각 송수신 안테나간의 채널은 송수신 안테나 인덱스에 따라 구분할 수 있으며, 송신 안테나 j로부터 수신 안테나 i를 거치는 채널을 hij로 표시되며, 만일 송신 할 때 LTE 와 같이 precoding scheme 을 사용할 경우 송신신호 x 는 수식 3과 같이 표현될 수 있다.
[규칙 제26조에 의한 보정 07.05.2012]　
수학식 3
Figure WO-DOC-MATHS-3
여기서 precoding matrix W의 Wij는 i번째 송신안테나와 j번Wo 정보간의 가중치를 의미하며, 이때 각 송신되는 신호의 전송 전력을 P1, P2,…, PNT라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보는 다음과 같이 대각 행렬 P로 나타낼 수 있다.
[규칙 제26조에 의한 보정 07.05.2012]　
수학식 4
Figure WO-DOC-MATHS-4
이와는 달리 COMP(Coordinated Multipoint) 방식은 서로 다른 PSC와 셀 고유한(cell specific) 파일롯(pilot 신호)(Reference Signal)를 갖는 여러 셀들의 송신 안테나를 함께 사용하여, 하나의 UE 에게 데이터 정보를 실어 보내는 기술이며, 이는 링크 선택(link selection)을 가능하게 하며, 또한 송신 다이버시티(Tx diversity)에 의한 성능/용량(capacity) 향상 효과를 얻을 수 있는 방식이다.
하지만 현재까지 제안된 COMP(Coordinated Multipoint) 방식에서는 무선 링크(Radio link)의 품질(quality)에 관계없이 특정 셀에서의 무선 링크(Radio link)의 품질가 떨어질 경우, 현재 이용되고 있는 설정을 모두 끊고 다시 서빙셀(serving cell)을 찾아 재설정하는 것이 일반적이다.
그러나 현재까지 제안된 방식은 특정 셀의 무선 링크 품질이 유지 되고 있으며, 특정 셀의 RS 의 SIR값이 무선 링크(Radio link)가 나빠질 경우, COMP(Coordinated Multipoint)의 특정 셀을 끊고 유지되고 있는 셀들을 사용하여 다시 COMP 협약을 맺도록 함으로, 끊임없이 데이터를 전송할 수 있도록 하는 방식이다.
한편, 3세대 이후의 시스템에서 고려되는 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심볼간 간섭(inter-symbol interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하여, N개의 직교 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지한다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다.
도 2은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2을 참조하면, 무선 통신 시스템는 적어도 하나의 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), 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(20)은 일반적으로 단말(10)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.
이하에서 하향링크(downlink, DL)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink, UL)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 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.
한편, 3GPP 에서 정의하는 LTE 시스템은 이와 같은 MIMO를 채택하였다. 이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 3은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4을 참조하면, 상향링크 슬롯(slot)은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NUL 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 시스템에 따라 SC-FDMA 심벌, OFDMA 심벌 또는 심벌 구간이라고 할 수 있다. 자원블록은 자원 할당 단위로 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯에 포함되는 자원블록의 수 NUL 은 셀에서 설정되는 상향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원요소(resource element)라 한다.
여기서, 하나의 자원블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원블록 내 부반송파의 수와 OFDM 심벌의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 자원블록이 포함하는 OFDM 심벌의 수 또는 부반송파의 수는 다양하게 변경될 수 있다. OFDM 심벌의 수는 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix, 이하 CP)의 길이에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀(normal) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장된(extended) CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 5는 하향 링크 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. PDSCH는 기지국이 단말에게 데이터를 전송하는 채널을 의미한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel)의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다) 및 전송 포맷, UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), PCH(paging channel) 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(transmission power control, TPC) 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 상술한 바와 같은 PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다.
이하에서는 하향링크 기준신호에 대해서 상세히 설명한다.
3GPP LTE 시스템에서는 유니캐스트(unicast) 서비스를 위해서 두 가지 종류의 하향링크 기준신호인 공동 기준신호(common RS, cell-specific RS; CRS)와 전용 기준신호(dedicated RS, UE-specific RS; DRS)가 정의되어 있다.
공동 기준신호는 셀 내의 모든 단말이 공유하는 기준신호로서, 채널 상태에 대한 정보 획득 및 핸드오버 측정(measurement) 등을 위하여 사용된다. 전용 기준신호는 특정 단말만을 위한 기준신호로서 데이터 복조를 위해서 사용된다. CRS는 셀 특정(cell-specific) 기준신호고, DRS는 단말 특정(UE-specific) 기준신호라고 볼 수 있다.
단말은 공동 기준신호를 측정하여 CQI(channel quality information), PMI(pecoding matrix indicator), RI(rank indicator)와 같은 피드백 정보를 기지국으로 알려주고, 기지국은 단말로부터 수신한 상기 피드백 정보를 이용하여 하향링크 주파수 영역 스케줄링을 수행한다.
기지국은 기준신호를 단말로 전송하기 위하여 기준신호에 할당될 무선 자원의 양, 공동 기준신호와 전용 기준신호의 배타적 위치, 동기 채널(synchronization channel; SCH) 및 브로드캐스트 채널(broadcast channel; BCH)의 위치 및 전용 기준신호의 밀도 등을 고려하여 자원을 할당한다.
이때, 기준신호에 상대적으로 많은 자원을 할당하면 높은 채널 추정 성능을 얻을 수 있지만 데이터 전송률이 상대적으로 떨어지게 되며, 기준신호에 상대적으로 적은 자원을 할당하면 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있으나 기준신호의 밀도가 낮아져서 채널 추정 성능의 열화가 발생할 수 있다. 따라서 채널 추정 및 데이터 전송률 등을 고려한 기준신호에 대한 효율적인 자원 할당은 시스템 성능에 중요한 요소가 된다.
한편, 3GPP LTE 시스템에서 DRS는 데이터 복조용으로만 사용되며 CRS는 채널 정보 획득 및 데이터 복조의 두 가지 목적으로 모두 사용된다. 특히, CRS는 광대역에 대해서 매 서브프레임마다 전송되며, 기지국의 각 안테나 포트 별로 CRS가 전송된다. 예를 들어, 기지국의 송신 안테나의 개수가 두 개일 경우에는 0번과 1번 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되고, 네 개인 경우에는 0번 ~ 3번 안테나 포트에 대한 CRS가 각각 전송된다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 상향링크 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 제어영역과 상향링크 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 단일 반송파 특성(single carrier property)을 유지하기 위해, 하나의 단말에게 할당되는 자원블록들은 주파수 영역에서 연속된다. 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수 없다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 단말이 상향링크 제어정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득이 얻어질 수 있다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(negative 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-SCH(Uplink Shared Channel)에 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 ACK/NACK, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 아니면, 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
한편, 높은 데이터 전송률이 요구되고 있다. 이를 위한 가장 기본적이고 안정적인 해결 방안은 대역폭을 늘리는 것일 것이다.
그러나 주파수 자원은 현재를 기준으로 포화상태이며 다양한 기술들이 광범위한 주파수 대역에서 부분부분 사용되고 있는 실정이다. 이러한 이유로 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위하여 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작할 수 있는 기본적인 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 도입하고 있다. 이 때 각각의 독립적인 운용이 가능한 대역을 컴포넌트 캐리어(component carrier, CC)라고 정의한다.
이러한 캐리어 집성 기술은 LTE 시스템 뿐만 아니라, LTE-Advanced(이하에서는 ‘LTE-A’라 한다) 시스템에서도 채용되고 있다.
Carriers Aggregation
반송파 집성 시스템은 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 시스템을 의미한다. 반송파 집성 시스템은 다중 반송파시스템(multiple carrier system), 대역폭 집합(Bandwidth aggregation) 시스템 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 반송파 집성 시스템은 각 반송파가 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 각 반송파가 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 다중 반송파 시스템 또는 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
연속 반송파 집성 시스템에서 각 반송파 사이에 가드 밴드(guard band)가 존재할 수 있다. 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 LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원한다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
반송파 집성 시스템에서 단말은 용량에 따라서 하나 또는 복수의 반송파를 동시에 전송 또는 수신할 수 있다.
도 7은 단일 콤포넌트 캐리어 상황에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다. 도 6는 LTE 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.
도 7을 참조하면, 일반적인 FDD (Frequency Division Duplex) 방식 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크 대역을 통해 데이터 송수신을 수행한다. 기지국과 단말은 서브프레임 단위로 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 상/하향링크 서브프레임은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 나른다. 도 7는 편의상 FDD 방식을 위주로 설명했지만, 상술한 내용은 무선프레임을 시간 영역에서 상/하향링크로 구분함으로써 TDD (Time Division Duplex) 방식에도 적용될 수 있다.
도 8은 다중 콤포넌트 캐리어 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 8은 LTE-A 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.
LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상/하향링크 주파수 블록을 모다 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation) 또는 대역폭 집성(bandwidth aggregation) 또는 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 기술을 사용한다. 각각의 주파수 블록은 콤포넌트 캐리어(Component Carrier; CC)를 이용하여 전송된다. 본 명세서에서, 콤포넌트 캐리어는 문맥에 따라 반송파 집성을 위한 주파수 블록 또는 주파수 블록의 중심 반송파를 의미할 수 있고 이들은 서로 혼용된다.
반면, 대조적으로 3GPP LTE 시스템은 하향링크 대역폭과 상향링크 대역폭이 다르게 설정되는 경우를 지원하기는 하나, 이는 하나의 요소 반송파(component carrier, CC)를 전제한다. 3GPP LTE 시스템은 최대 20MHz을 지원하고, 상향링크 대역폭과 하향링크 대역폭을 다를 수 있지만, 상향링크와 하향링크 각각에 하나의 CC만을 지원한다.
그러나, 스펙트럼 집성(spectrum aggregation)(또는, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 반송파 집성(carrier aggregation)이라고도 함)은 복수의 CC를 지원하는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
하나의 DL CC 또는 UL CC와 DL CC의 쌍(pair)는 하나의 셀(Cell) 에 대응될 수 있다. 하나의 셀은 기본적으로 하나의 DL CC를 포함하고 임의로(Optional) UL CC를 포함한다. 따라서, 복수의 DL CC를 통해 기지국과 통신하는 단말은 복수의 서빙 셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있다. 이때, 하향링크는 복수의 DL CC로 구성되나, 상향링크는 하나의 CC만이 이용될 수 있다. 이 경우, 단말에서 하향링크에 대해서는 복수의 서빙셀로부터 서비스를 제공받는다고 할 수 있고, 상향링크에 대해서는 하나의 서빙셀로부터만 서비스를 제공받는다고 할 수 있다.
이러한 의미에서, 서빙 셀은 1차 셀(primary cell)과 2차 셀(secondary cell)로 구분될 수 있다. 1차 셀은 1차 주파수에서 동작하고, 단말인 초기 연결 확립 과정을 수행하거나, 연결 재확립 과정을 개시하거나, 핸드오버 과정에서 1차셀로 지정된 셀이다. 1차 셀은 기준 셀(reference cell)이라고도 한다. 2차 셀은 2차 주파수에서 동작하고, RRC 연결이 확립된 후에 설정될 수 있으며, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 항상 적어도 하나의 1차 셀이 설정되고, 2차 셀은 상위 계층 시그널링(예, RRC 메시지)에 의해 추가/수정/해제될 수 있다.
도 8를 참조하면, 상/하향링크에 각각 5개의 20MHz CC들이 모여서 100MHz 대역폭을 지원할 수 있다. CC들은 주파수 영역에서 인접하거나 비-인접할 수 있다. 도 9는 편의상 상향링크 콤포넌트 캐리어의 대역폭과 하향링크 콤포넌트 캐리어의 대역폭이 모두 동일하고 대칭인 경우를 도시하였다. 그러나, 각 콤포넌트 캐리어의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. 일 예로, 상향링크 콤포넌트 캐리어의 대역폭은 5MHz(UL CC0) + 20MHz(UL CC1) + 20MHz(UL CC2) + 20MHz(UL CC3) + 5MHz(UL CC4)와 같이 구성될 수 있다. 또한, 상향링크 콤포넌트 캐리어의 개수와 하향링크 콤포넌트 캐리어의 개수가 다른 비대칭적 반송파 집성도 가능하다. 비대칭적 반송파 집성은 가용한 주파수 대역의 제한으로 인해 발생되거나 네트워크 설정에 의해 인위적으로 조성될 수 있다. 일 예로, 시스템 전체 대역이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 반송파 집성에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정 방식으로 설정될 수 있다.
도 8는 상향링크 신호와 하향링크 신호가 일대일로 매핑된 콤포넌트 캐리어를 통해 전송되는 것으로 예시하고 있지만, 네트워크 설정 또는 신호의 종류에 따라 실제로 신호가 전송되는 콤포넌트 캐리어는 달라질 수 있다.
일 예로, DL CC1을 통해 스케줄링 명령이 하향링크 전송되는 경우, 스케줄링 명령에 따른 데이터는 다른 DL CC 또는 UL CC를 통해 수행될 수 있다. 또한, DL CC와 관계된 제어 정보는 매핑 여부와 무관하게 특정 UL CC를 통해 상향링크 전송될 수 있다. 하향링크 제어 정보도 유사하게 특정 DL CC를 통해 전송될 수 있다.
도 9는 3GPP LTE에서 채택된 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA 전송 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
LTE(Long-Term Evolution)의 상향링크에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 유사한 방식이지만, PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 줄임으로써 휴대단말기의 전력소모와 전력증폭기(power amplifier) 비용을 줄일 수 있는 SC(Single-Carrier)-FDMA를 채택하였다.
SC-FDMA 역시 FFT(Fast Fourier Transform)와 IFFT(Inverse-FFT)를 사용하여 부반송파에 나누어 신호를 전달하는 OFDM과 매우 유사한 기술이다. 또한, guard interval(cyclic prefix)을 사용함으로써 다중 경로 페이딩이 만드는 심볼간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference)에 대하여 주파수 영역에서의 간단한 등화기(equalizer)의 사용이 가능한 것 역시 기존의 OFDM 기술과 동일하다. 그러나, 추가적인 독특한 기술로 송신기 단에서의 PAPR을 약 2~3dB 줄여서 송신기의 전력효율을 개선하였다.
즉, 기존의 OFDM 송신기에서 문제가 되었던 것은 주파수 축상의 각 부반송파에 실려 있던 신호들이 IFFT에 의하여 시간 축의 신호로 변환된다는 데에 있다. 즉, IFFT가 병렬의 동일한 연산이 수행되는 형태이기에 PAPR의 증가가 발생하는 것이다.
도 9을 참조하면, 이러한 문제의 해결책의 하나로서, SC-FDMA에서는 부반송파에 신호를 매핑하기 이전에 먼저 정보를 DFT(Discrete Fourier Transform; 102)를 거치도록 한다. DFT에 의해 spreading(스프레딩)(또는 동일한 의미로 프리코딩) 된 신호를 부반송파에 매핑(13)을 한 뒤에 다시 IFFT(14)를 하여 시간축상의 신호로 만들어준다.
이 때, DFT(12), 부반송파 맵핑(13) 및 IFFT(14)의 상관관계에 의해 SC-FDMA에서는 IFFT(14) 이 후의 시간 영역 신호의 PAPR이 OFDM과는 달리 크게 증가하지 않아 송신 전력 효율 측면에서 유리하게 된다.
즉, DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다.
이와 같은, SC-FDMA의 장점은 OFDM과 비슷한 구조를 가짐으로써 다중 경로 채널에 대한 강인성을 얻는 동시에, 기존의 OFDM이 IFFT 연산을 통해 PAPR이 증가하는 단점을 근본적으로 해결함으로써 효율적인 전력증폭기(power amplifier) 사용을 가능하게 하였다. 한편, SC-FDMA는 동일한 의미로 DFT spread OFDM(DFT-s-OFDM)으로도 불린다.
즉, SC-FDMA에서는 PAPR(peak-to-average power ratio) 또는 CM(cubic metric)이 낮아질 수 있다. 또한, SC-FDMA 전송 방식을 이용하는 경우, 전력 증폭기(power amplifier)의 비선형(non-linear) 왜곡 구간을 피할 수 있으므로 전력 소모가 제한된 단말에서 전송 전력 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 사용자 수율(user throughput)이 높아질 수 있다.
한편, 3GPP 진영에서는 LTE를 보다 개선한, LTE-Advanced의 표준화를 활발히 진행하고 있으며, LTE-Advanced의 표준화 과정에서도 LTE에서의 표준화 과정에서와 마찬가지로 SC-FDMA 계열의 기술과 OFDM 기술이 경합하였으나, 비연속적(non-contiguous)인 자원할당을 허용하는 Clustered- DFT-s-OFDM 방식이 채택된 바 있다.
한편, LTE-A 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 10은 LTE-Advanced 표준에서 상향링크 액세스 방식으로 채택된 clustered DFT-s-OFDM 전송 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
Clustered DFT-s-OFDM 방식의 중요한 특징은, 주파수 선택적 자원할당을 가능하게 함으로서, 주파수 선택적인 페이딩(frequency selective fading) 환경에 유연하게 대처할 수 있다는 점이라 할 수 있다.
이때, LTE-Advanced의 상향링크 액세스 방식으로 채택된 클러스터(clustered) DFT-s-OFDM 방식에서는 종래 LTE의 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA와는 다르게 비연속적인 자원 할당이 허용되므로, 전송되는 상향링크 데이터가 여러 개의 클러스터 단위로 분할되어질 수 있다.
즉, LTE 시스템은 상향링크의 경우 단일 반송파 특성을 유지하도록 되어 있는 반면, LTE-A 시스템에서는 DFT_precoding을 한 데이터를 주파수축으로 비연속적으로 할당하거나 PUSCH와 PUCCH가 동시에 전송하는 경우를 허용하고 있다.
인트라-컨티규어스(intra-contiguous) CA를 지원하는 단말은, 하나의 RF 체인을 이용하여, 두 개의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier)를 송수신 하는데, 이러한 단말이 COMP(Coordinated Multiple Points)로 동작할 경우, 최대 출력 파워(maximum output power)를 제한하는 기법, 즉 MPR(Maximum Power Reduction) 기법이 설정되어, 기지국의 커버리지가 줄어 들 가능성이 있다.
따라서, 본 명세서의 일 개시는 단말의 지리적 위치에 따른 기지국과 단말간의 채널 상태 정보를 기지국에 알리기 위해 전송되는 SRS(Sounding Reference Signal)에 대한 MPR의 값을 조정하여, 보다 높은 출력으로 전송할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시에 의하면, 3GPP에서 LTE-어드밴스드(Advanced)의 주요 기술 중 하나인 캐리어 집성(CA: carrier aggregation)을 지원하는 LTE-A UE 에서 멀티 클러스터(multi cluster)동시 전송을 하는 경우, SRS(Sounding Reference Signal)에 대한 파워 백오프(power backoff), 즉 MPR(Maximum power reduction)을 기존과 달리 컴포넌트 캐리어(CC)간 또는 협력 통신하는 셀들간 독립적으로 설정함으로써, 보다 높은 전력으로 SRS를 전송할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 개시에 의하면, 하나의 단말을 위해 기지국들 간 협력 통신을 수행하는 경우(COMP: Coordinated Multiple Points), SRS의 전송 파워를 제한하기 위한 MPR 값을 일반적인 MPR의 값, 즉 다른 채널에 적용되는 MPR의 값과 별도로 독립적으로 각 기지국 마다 설정함으로써, 각 기지국의 셀 커버리지를 확장시켜, UE에게 우수한 서비스를 보장할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 다른 일 개시에 의하면, 단말에서 보다 높은 전송 전력으로 송신되는 SRS를 이용하여 넓게 확보된 커버리지를 최적화하기 위해, 기지국 입장에서는 PUCCH 오버-프로비저닝(over-provisioning)을 이용하여 채널 대역의 외곽(edge)이 아닌 PUSCH 영역에서 PUCCH를 전송함으로써, COMP(Coordinated Multipoint) 를 수행하는 셀들 중 SRS의 수신 레벨이 가장 우수한 셀을 이용하여 해당 셀에서의 데이터 전송율(data rate)을 증가시키는 한편 다른 셀에서의 코드 레이트(code rate)을 감소하는 AMC(adaptive modulation coding schemes) 기법을 이용하여, data T-put 관점에서 우수한 성능을 얻을 수 있도록 한다.
즉, 현재 3GPP WG RAN4 에서 논의 되고 있는 캐리어 집성(CA)에서의 멀티-클러스터(multi-cluster) 동시 전송을 하는 UE의 최대 출력 파워(maximum output power)를 제한하는 기법에 의한 MPR을 이용하지 않고, SRS만을 위한 독립적인 파워 백오프(power back off)를 적용함으로써, 기존의 MPR을 적용할 때 발생하는 셀 커버리지 감소 문제를 막을 수 있으며, 이러한 SRS 독립적인 파워 백오프와 함께, Rel-10 에서 수행 될 수 있는 PUCCH 오버-프로비저닝(over-provisioning) 기법을 함께 적용하여, 이종 네트워크(heterogeneous Network)에서나 혹은 COMP(Coordinated Multipoint)를 적용할 때 보다 더 넓은 셀 커버리지를 확보하고, 보다 안정적으로 데이터 수신을 가능하게 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시에 의하면, 단말에서 시그널을 전송하는 방법을 제공한다. 상기 단말에서 시그널을 전송하는 방법은 시그널 전송 파워에 대한 최대 출력 제한(MPR: Maximum power reduction) 값을 설정하는 단계와, 여기서, 상기 최대 출력 제한 값은 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정되고, 상기 SRS를 위해서 설정된 최대 출력 제한(Maximum Power Reduction) 값은 다른 신호를 위해서 설정된 최대 출력 제한 값과는 다르며; 상기 설정된 최대 출력 제한 값에 따라 설정되는 전송 파워로 SRS를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최대 출력 제한의 값은 서빙 셀로부터 네트워크 시그널링을 통해 지시된 것이거나, 상기 단말이 알고 있는 것일 수 있다.
상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 통하여 셀 브리딩(breathing)을 수행할 수 있다.
제1 셀이 제2 셀과 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation)를 지원하는 거나, 상기 제1 셀이 다른 제2 셀과 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 경우, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정할 수 있다.
상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것은: 상기 단말이 상기 제1 셀의 커버지리를 벗어나 상기 제2 셀의 커버리지로 이동하는 경우, 혹은 상기 제2 셀의 커버지리를 벗어나 상기 제1 셀의 커버리지 내로 이동하는 경우에 수행될 수 있다.
상기 단말이 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 중첩 영역으로 다시 이동하는 경우, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정된 상기 최대 출력 제한 값의 사용을 중지할 수 있다.
상기 제1 셀은 프라이머리 셀(Primary Cell)이고 상기 제2 셀은 세컨더리 셀(Secondary Cell)이거나, 상기 제1 셀은 매크로셀이고, 상기 제2 셀은 피코셀일 수 있다.
상기 방법은 업링크 제어 채널을 통해 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고,상기 제어 신호는 채널 대역의 외곽(edge)이 아닌 데이터 영역에서 수신될 수 있다.
상기 방법은 PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)에 의한 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시에 의하면, 단말이 제공된다. 상기 단말은 시그널 전송 파워에 대한 최대 출력 제한(MPR: Maximum power reduction) 값을 설정하는 제어부와; 여기서, 상기 최대 출력 제한 값은 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정되고, 상기 SRS를 위해서 설정된 최대 출력 제한(Maximum Power Reduction) 값은 다른 신호를 위해서 설정된 최대 출력 제한 값과는 다를 수 있다. 상기 단말은 상기 설정된 최대 출력 제한 값에 따라 설정되는 전송 파워로 SRS를 전송하는 송수신부를 포함할 수 있다.
상기 최대 출력 제한의 값은 서빙 셀로부터 네트워크 시그널링을 통해 지시된 것이거나, 상기 단말이 알고 있는 것일 수 있다.
상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 통하여 셀 브리딩(breathing)을 수행할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시에 의하면, 서빙셀에서 단말의 전송 전력을 제어하는 방법이 제시된다. 상기 제어 방법은 다른 셀과 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation)를 지원하는 거나, 상기 다른 셀과 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 경우, SRS(Sounding Reference Signal)를 위한 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 단계와; 상기 설정된 최대 출력 제한 값을 네그워크 시그널을 통해 단말로 전송하는 단계와; 상기 단말로부터 SRS를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 통하여 셀 브리딩(breathing)을 수행할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 개시에 의하면, 단말의 전송 전력을 제어하는 서빙 기지국이 제시된다. 상기 서빙 기지국은 다른 셀과 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation)를 지원하는 거나, 상기 다른 셀과 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 경우, SRS(Sounding Reference Signal)를 위한 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 제어부와; 상기 설정된 최대 출력 제한 값을 네그워크 시그널을 통해 단말로 전송하는 송신부와; 상기 단말로부터 SRS를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면 단말에서 전송되는 SRS에 대해 기존의 채널에 적용된 MPR과는 다르게 독립적인 MPR을 전송함으로써, 기존의 MPR 에 의한 셀 커버리지 감소 영향을 줄일 수 있게 된다.
즉, 3GPP에서 LTE-어드밴스드(Advanced)의 주요 기술 중 하나인 캐리어 집성(CA: carrier aggregation)을 지원하는 LTE-A UE 에서 멀티 클러스터(multi cluster)동시 전송을 하는 경우, SRS(Sounding Reference Signal)에 대한 파워 백오프(power backoff), 즉 MPR(Maximum power reduction)을 기존과 달리 캐리어 컴포넌트(CC: Carrier Component)간 또는 협력 통신하는 셀들간 독립적으로 설정함으로써, 보다 높은 전력으로 SRS를 전송할 수 있도록 한다. 이와 같이, 보다 높은 전력으로 SRS가 전송됨으로써, 셀의 커버리지가 넓어질 수 있다.
도 1은 일반적인 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도이다.
도 2은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 하향 링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조의 예를 나타낸다.
도 7은 단일 콤포넌트 캐리어 상황에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다. 도 6는 LTE 시스템에서의 통신 예에 대응할 수 있다.
도 8은 다중 콤포넌트 캐리어 상황 하에서 통신을 수행하는 예를 나타낸다.
도 9는 3GPP LTE에서 채택된 상향링크 액세스 방식인 SC-FDMA 전송 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 LTE-Advanced 표준에서 상향링크 액세스 방식으로 채택된 clustered DFT-s-OFDM 전송 방식을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 12는 매크로셀의 커버리지 내에 피코셀/펨토셀이 혼재하는 경우를 나타낸다.
도 13은 SRS 심볼을 포함하는 업링크 서브프레임을 나타낸다.
도 14는 SRS의 최소 및 최대 대역폭을 나타낸다.
도 15는 인트라 밴드 CA에서 SRS 구성의 다양한 예를 나타낸다.
도 16는 ACLR을 나타낸다
도 17은 두 기지국이 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 개념과, COMP로 동작할 때 셀 커버리지를 확장하기 위해서 업링크 측면에서 SRS에 대한 MPR을 별도로 적용하고, 다운링크 측면에서 PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)을 사용하는 예를 나타낸다.
도 18은 다운링크에서 인접 채널을 보호하기 위한 PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)의 개념을 상세하게 나타낸 예시도이다.
도 19a 내지 19e는 이종 기지국 간에 인트라 밴드 CA를 지원할 때, SRS을 위한 본 발명에 따른 독립적인 MPR과, PUCCH 오버 프로비저닝을 이용하여 셀 커버지리를 확장하는 다양한 예를 나타낸다.
도 20은 도 19의 시나리오를 다르게 나타낸 예이다.
도 21은 본 발명의 따른 단말(100) 및 기지국(220/300)의 구성 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 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 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. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 도면에서는 UE(User Equipment)가 도시되어 있으나, 상기 UE는 단말(Terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 무선 모뎀(Wireless Modem), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
도 11은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 11의 네트워크 구조의 가장 큰 특징 중 하나는 진화(Evolved) UTRAN의 eNodeB(220)와 핵심 네트워크(Core Network)의 게이트웨이(Gateway)의 2 계층 모델(2 Tier Model)을 기반으로 하고 있다는 점이며, 정확하게 일치하는 것은 아니나 eNodeB(200)는 기존 UMTS 시스템의 NodeB(210)와 RNC의 기능을 포함하며, 게이트웨이는 기존 시스템의 SGSN/GGSN 기능을 가지고 있다고 볼 수 있다.
또 하나 중요한 특징으로는 접속 네트워크(Access network)과 핵심 네트워크 사이의 제어평면(Control Plane)과 사용자평면(User Plane)이 서로 다른 인터페이스(Interface)로 교환된다는 점이다. 기존의 UMTS 시스템에서는 RNC와 SGSN사이에 Iu 하나의 인터페이스가 존재했었던 반면 제어신호(Control Signal)의 처리를 담당하는 MME(Mobility Management Entity)(510)가 GW(Gateway)와 분리된 구조를 가짐으로써, S1-MME, S1-U 두 개의 인터페이스가 각각 사용되게 되었다. 상기 GW는 서빙 게이트웨이(Serving-Gateway)(이하, ‘S-GW’)(520)와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway)(이하, ‘PDN-GW’또는 ‘P-GW’라 함)(530)가 있다.
한편, 3세대 또는 4세대 이동 통신 시스템에서는 멀티미디어 컨텐츠, 스트리밍 등 고용량 서비스와 양방향 서비스를 지원하기 위해 셀 용량을 늘리는 시도는 계속되고 있다.
즉, 통신의 발달과 멀티미디어 기술의 보급과 더불어 다양한 대용량 전송기술이 요구됨에 따라 무선 용량을 증대시키기 위한 방법으로 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 방법이 있지만, 한정된 주파수 자원을 다수의 사용자에게 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 것은 한계가 있다.
셀 용량을 늘리기 위해서 높은 주파수 대역을 사용하고 셀 반경을 줄이는 접근이 있어왔다. 피코셀(Pico cell) 또는 펨토셀(Femto Cell)은 셀 반경이 작은 셀을 적용하면 기존 셀룰라 시스템에서 쓰던 주파수 보다 높은 대역을 사용할 수 있게 되어, 더 많은 정보를 전달하는 것이 가능한 장점이 있다. 그러나 같은 면적에 더 많은 기지국을 설치해야 하므로 비용이 많이 들게 되는 단점 있다.
이와 같이 작은 셀을 사용하여 셀 용량을 올리는 접근 중에 최근에는 펨토셀/피코셀이 제안되었다. 피코셀은 매크로셀(Macro Cell)보다 반경이 작은 소형 셀을 말하며, 펨토셀은 HeNB(Home eNodeB)가 관리하는 셀을 말한다. 피코셀은 사업자가 설치하고 펨토셀은 사용자가 설치하기 때문에, 3GPP에서는 사업자가 펨토셀의 존재를 정확히 알지 못한다고 가정한다.
이와 같은 상기 펨토셀/피코셀(300)는 3GPP에서 Home (e)NodeB라는 이름으로, RAN WG3를 중심으로 연구되기 시작하였다. 이때, 상기 eNodeB(220) 또는 NodeB(210)는 상대적으로 매크로 셀이라고 한다. 이하에서는 NodeB(210)와 eNodeB(220)을 매크로셀이라 할 때, 도면 부호 200을 사용하기로 한다.
본 명세서에서는 3GPP의 용어를 기반으로 설명하고자 하며, (e)NodeB는 NodeB 혹은 eNodeB를 함께 언급할 때 사용한다.
점선으로 도시된 인터페이스는 eNodeB(220)와 펨토셀/피코셀(300)와 상기 MME(510) 간의 제어 신호 전송을 위한 것이다. 그리고, 실선으로 도시된 인터페이스는 사용자 평면의 데이터의 전송을 위한 것이다.
도 12는 매크로셀의 커버리지 내에 피코셀/펨토셀이 혼재하는 경우를 나타낸다.
도 12에 나타난 바와 같이, 매크로셀 커버리지 내에 피코셀/펨토셀 등의 이종 망이 혼재하는 경우, 이들 사이의 간섭이 문제가 된다.
즉, 피코셀 혹은 펨토셀은 매크로셀 내에 위치하게 되고, 이 상황하에서 중첩된 셀의 경계에 위치한 단말은 각각의 셀에서 송신된 신호가 상호간에 서로 간섭으로써 작용한다.
구체적인 예를 들어, 피코셀(300)에 접속한 단말(100)이 피코셀 경계면에 있을 때 매크로셀(200)로부터의 간섭으로 인해 피코셀(300)과의 접속이 끊어질수 있는데, 이는 곧 피코셀(300) 커버리지가 사업자의 예상보다 작아짐을 의미한다.
또 다른 예로 매크로셀(200)에 접속한 단말(100)이 펨토셀(300) 영역에 있을 때 펨토셀(300)로부터의 간섭으로 인해 매크로셀(200)과의 접속이 끊어질 수 있는데, 이는 곧 매크로셀(200) 내에 음영지역이 발생함을 의미한다.
첫 번째 예를 Macro-Pico 문제라고 하고 두 번째 예를 Macro-Femto라고 하는데, 이종 망에서 해결해야 할중요한 문제로 대두되고 있다.
이러한 간섭 문제를 해결하는 가장 근본적인 방법은 이종망 간에 주파수를 서로 다르게 사용하는 것이다. 그러나, 주파수는 희소하고 값비싼 자원이기 때문에 사업자에게는 주파수 분할을 통한 해결 방법이 그다지 환영받지 못하였다.
따라서, 3GPP에서는 이러한 셀 간의 간섭(inter-cell interference) 문제를 시간분할을 통해 해결하고자 하였다.
이에 따라 최근 3GPP 에서는 간섭 협력 방법의 하나로써 eICIC(enhanced inter-cell interference coordination) 에 대한 활발한 연구가 수행되고 있다.
LTE Release-10에 도입된 시간분할 방식은 기존의 주파수 분할 방식에 대비하여 진화했다는 의미로 enhanced ICIC(Enhanced inter-cell interference Coordination)라고 불리는데, 간섭을 일으키는 셀을 각각 공격자 셀(Aggressor cell) 또는 1차 셀(Primary Cell)이라고 하고, 간섭을 받는 셀을 희생 셀(Victim cell) 또는 2차 셀(Secondary Cell)로 정의하고, 특정 서브프레임에서는 공격자 셀(Aggressor cell) 또는 1차 셀이 데이터 전송을 중지하여, 단말이 해당 서브프레임에서 희생 셀(Victim cell) 또는 2차 셀과 접속을 유지할 수 있게 하는 방법이다. 즉, 이 방법은 매크로셀-피코셀 혹은 매크로셀-펨토셀이 서로 공존할 경우, 어느 영역에서 상당히 높은 간섭을 받는 단말에 대해서 한쪽 기지국이 신호의 전송을 잠시 중단함으로써 간섭 신호를 거의 보내지 않게 한다.
전술한 Macro-Pico 문제 또는 Macro-Femto 문제에서, 매크로셀이 상기 공격자 셀(Aggressor cell) 또는 1차 셀(Primary Cell)이 되고, 피코셀이 상기 희생 셀(Victim cell) 또는 2차 셀(Secondary Cell)이 될 수도 있고, 반대로, 상기 피코셀이 상기 공격자 셀(Aggressor cell) 또는 1차 셀(Primary Cell)이 되고, 상기 매크로셀이 상기 희생 셀(Victim cell) 또는 2차 셀(Secondary Cell)이 될 수도 있다.
한편, 상기 데이터 전송이 중지되는 특정 서브프레임을 ABS(Almost Blank Subframe)라고 하며, 상기 ABS에 해당하는 서브프레임에서는 꼭 필요한 제어 정보 외에는 어떠한 데이터도 전송도 되지 않는다. 상기 꼭 필요한 제어 정보는 예를 들어, 공동 기준신호(CRS: Cell-secific Reference Signal)이다. 현재 3GPP LTE/LTE-A 규격에서 상기 CRS 신호는 시간 축으로 각 서브 프레임 내의 0, 4, 7, 11 번째 OFDM 심볼에 존재한다. 상기 ABS에 해당하는 서브프레임에서는
한편 차세대 이동통신 시스템에서는 방송 서비스를 위해서 MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)(멀티미디어 브로드캐스트/멀티캐스트 서비스)가 제시되었다.
도 13은 SRS 심볼을 포함하는 업링크 서브프레임을 나타낸다.
SRS는 파워 제어, 타이밍 어드밴스, 및 주파수 기지국에서 주파수 자원에서의 세미(semi)-선택 스케줄링을 위해서 사용된다. SRS의 생성과 물리 자원과의 매핑은 TS 36.211을 참고하면, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는바, 상세하게 설명하지 않기로 한다.
싱글 캐리어 전송을 위한 SRS의 일반적인 특징들을 설명하면 다음과 같다.
- SRS 전송 대역폭은 PUCCH 영역을 포함하지 않는다.
- SRS은 도 13에 도시된 바와 같이, 서브 프레임에서 항상 마지막 SC-FDMA 심볼 상에서 전송된다.
- 최소 SRS 대역폭은 4 RB(Resource Block)으로 구성되고, 다른 SRS 대역폭들은 4RB를 여러 개 포함할 수 있다.
- PDCCH SIB 내에서 3비트는 여러 SRS 대역폭 구성들 중 하나를 나타낸다. 그리고 2비트는 4개의 SRS 대역폭 계층에서 하나를 나타낸다.
- 상위 계층에 의해 아래와 같은 UE에 고유한 SRS 파라미터들이 설정된다:
시작 물리 리소스 블록 할당
SRS 전송 지속 시간: 싱글 또는 주기적 전송
SRS 주기 및 SRS 서브프레임 오프셋을 위한 SRS 구성 인덱스 I_srs
SRS 채널 대역, 프리퀀시 호핑 대역, 사이클릭 시프트 값
도 14는 SRS의 최소 및 최대 대역폭을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 주파수 도메인에서 20MHz 시스템 대역폭을 위한 SRS 채널 대역폭 구성은 아래의 표와 아래의 수학식에 정의된 SRS 시작 지점 k0에 의해서 정의된다.
수학식 5
Figure PCTKR2012004783-appb-M000005
여기서, 초기 시작 지점
Figure PCTKR2012004783-appb-I000001
은 아래와 같이 정의될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2012004783-appb-M000006
Figure PCTKR2012004783-appb-I000002
은 SRS 시퀀스의 길이이다. 그리고, nb 값은 주파수 위치 인덱스이다.
따라서, SRS 전송 대역은 도 14에 도시된 바와 같다.
아래의 표1에서는 mSRS, b와 Nb, b=0,1,2,3이고,
Figure PCTKR2012004783-appb-I000003
을 위한 업링크 대역의 값을 나타낸다.
표 1
SRS 대역폭 구성CSRS SRS-대역폭BSRS=0 SRS-대역폭BSRS=1 SRS-대역폭BSRS=2 SRS-대역폭BSRS=3
mSRS,0 N0 mSRS,1 N1 mSRS,2 N2 mSRS,3 N3
0 96 1 48 2 24 2 4 6
1 96 1 32 3 16 2 4 4
2 80 1 40 2 20 2 4 5
3 72 1 24 3 12 2 4 3
4 64 1 32 2 16 2 4 4
5 60 1 20 3 4 5 4 1
6 48 1 24 2 12 2 4 3
7 48 1 16 3 8 2 4 2
또한, SRS의 주파수 호핑(hopping)은 파라미터
Figure PCTKR2012004783-appb-I000004
에 의해서 구성되고, 상위 계층 파라미터 srs-HoppingBandwidth에 의해서 제시된다.
시간 도메인에서, SRS 전송은 SRS_duration 파라미터에 의해서 싱글 또는 주기적으로 설정된다. 일반적으로, UE를 위해 주기적인 SRS 전송이 설정된경우, 기지국은 UE에게 개별 SRS 전송 마다 요청할 수 있고, UE는 아래의 표 2에 정의된 바에 따라 주기적으로 SRS를 전송할 수 있다.
아래의 표 2는 UE에 고유한 SRS 주기성 TSRS와 서브프레임 오프셋 구성 Toffset을 나타낸다.
표 2
SRS 구성 인덱스ISRS SRS 주기성 TSRS (ms) 서브프레임 오프셋 Toffset
0 -1 2 ISRS
2 -6 5 ISRS - 2
7 -16 10 ISRS - 7
17 -36 20 ISRS - 17
37 - 76 40 ISRS - 37
77 - 156 80 ISRS - 77
157 - 316 160 ISRS - 157
317 -636 320 ISRS - 317
637 - 1023 현재 정의 안됨, 추후 다른 용도를 위해 사용 예정 현재 정의 안됨, 추후 다른 용도를 위해 사용 예정
도 15는 인트라 밴드 CA에서 SRS 구성의 다양한 예를 나타내고, 도 16는 ACLR을 나타낸다
인트라 밴드 CA에서 SRS 구성을 위해 3GPP에서는 SRS 동시 전송이 릴리즈-10 시간 프레임에 적용되는 것으로 하였다. 또한, 3GPP에서 SRS 전송을 위해 다음 사항을 정하였다.
- SRS 동시 전송은 인트라 밴드 CA에 적용된다.
- SRS와 PUSCH/PUCCH 동시 전송은 릴리즈-10에서의 인트라 밴드 CA에는적용되지 않는다.
- SRS 대역, 시작 지점, 사이클릭 시프트와 같은 구성 파라미터는 각 콤퍼넌트 캐리아마다 독립적이다.
- SRS 전송 대역폭 및 주파수 RF 위치는 모든 안테나 포드에 대해 동일하다.
- 아래와 같은 릴리즈-8 SRS 자원들(시간/주파수/코드)은 재사용될 수 있다.
: 셀 고유한 SRS 구성 파라미터들은 주기적 및 비 주기적 사운딩 둘다를 위해서 모두 적용될 수 있다.
: 릴리즈-8 자원들을 사용하는 비주기적 사운딩은 셀 고유한 SRS 서브프레임상에서 전송된다.
: SRS 대역폭, 시작지점, 전송 comb , 사이클릭 시프트와 같은 UE 고유한SRS 구성 파라미터들은 주기적 사운딩과 비주기적 사운딩 간에 달라질 수 있다.
: 주기성
이와 같이 인트라 밴드 CA를 위한 SRS 동시 전송 및 싱글 캐리어를 위한 SRS 전송 구성을 통해, SRS 전송을 위한 가장 나쁜 구성의 일 예가 도 15에 나타나 있다.
한편 MPR은 표준에서 정의된 RF 요구사항(Spurious Emission (SE), Spectrum Emission Mask(SEM), Adjacent Channel Leakage Ratio(ACLR), Inter Modulation (IM)3,5 등)을 만족시키기 위해 특정 변조 차수(modulation order)나 RB(Resource Block)수에 대해 정의된 최대 송신 전력에 대한 전력 감소량이며, A-MPR은 지역적 특성으로 인해 정의된 UE 대 UE 공존(UE-to-UE coexistence) 를 만족시키기 위한 최대 송신 전력에 대한 전력 감소량을 의미한다. 따라서 상황에 맞는 A-MPR을 적용하여 단말의 최대 전력을 추가로 더 감소시켜, 단말의 송신 전력을 PS 밴드에 대한 해당 국가에서 정해놓은 요구사항에 만족하는 수준으로 유도한다. 상기 A-MPR의 값을 단말에 지시하기 위해 기지국은 네트워크 시그널링(Network Signaling; 이하 NS라 함) 값을 시그널링하게 된다. 각 NS에 대응하는 A-MPR의 값은 3GPP 표준 문서 TS36.101에서 정의되어 있다. 즉, 각 NS는 대응하는 A-MPR 값 지시한다. 그러면, 상기 단말은 해당 A-MPR 값에 따라 전송 전력을 제한하여, 신호를 송신한다. 상기 단말은 기지국으로부터의 네트워크 시그널링 없이 상기 단말이 알고 있는 MPR에 따라서 최대 전송 파워를 제한하여 전송할 수 있다. 이는, 상기 기지국으로부터 할당받은 상향링크 자원이 기지국으로부터의 네트워크 시그널링이 필요없는 일반적인 동작 대역인 경우에, 상기 단말이 알고 있는 MPR에 따라서 최대 전송 파워를 제한하는 것일 수 있다.
한편, MPR 값은 단말의 최대 출력 파워를 결정하기 때문에 셀 커버리지 와 관련이 있으며, 또한 셀의 시스템 성능를 결정하는 중요한 요소이다. 따라서 이 출력 파워에 대한 감소 값을 결정하기 위해서는 매우 신중히 접근을 해야 한다. 일반적으로 MPR 값을 결정하는 주요한 요소는 각 CC별 전송되는 SRS의 연속한 RB들의 수, SRS 간의 대역폭 차이이며, 그리고 각 SRS의 파워 차이 이다.
예를 들어 설명하면, 만일 연속하는 RB 수가 점점 작아질 경우에는, 요구되는 MPR 값은 증가한다. 또한, SRS간의 대역폭 갭의 차이가 커질 경우, 요구되는 MPR 값이 증가한다. 또한, SRS간의 파워 차이가 적으면 적을수록, 요구되는 MPR 값이 증가 한다.
한편 전술한 바와 같이, 인트라 밴드 CA를 지원하는 단말인 경우 SRS는 PUSCH/PUCCH와 동시 전송을 하지 않으며, 특히 SRS는 기존의 PUSCH/PUCCH가 1RB씩 설정되는 것과 달리 가장 최소의 SRS 대역폭은 4RB가 되며, 모든 SRS 채널 대역폭은 4의 배수로 설정된다. 또한 SRS는 시스템 대역폭의 가장자리 부분 즉 PUCCH 영역을 제외하고 설정을 하게 됨으로 SRS 호핑 대역폭은 도 15에 도시된 바 같이 중간부분으로 설정되며, 이 안에서 호핑 패턴에 따라 SRS 전송이 이루어진다.
따라서, 이러한 결과를 이용하여 가장 많은 백오프 파워(backoff power)를 요구하는 예의 SRS 구성은 도 15(a) 와 같으며, 이 경우를 고려하여 SRS 동시 전송을 지원 하는 UE의 SRS 채널을 위한 제안될 MPR 값 재설정을 위한 연구가 필요하다.
이하에서는, 도 15에 도시된 예들을 고려하여, 본 발명에서 제안하는 MPR의 값에 대해서 설명하기로 한다.
현재 TS36.211 에 정의된 것과 같이 SRS를 동시 전송할 때, 콤퍼넌트 캐리어 당 4RB가 할당되어 SRS 동시 전송이 이루어지고, 대역폭 외곽으로부터 각 SRS가 2RB 떨어져있는 경우의 구성을 고려하여,RF 시뮬레이션을 통해 ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio), SE (Spurious emission) 및 SEM(Spectrum Emission Mask)을 충족하기 위한 MPR의 값을 분석하여 기존의 MPR 값과 비교를 하도록 하기로 한다. 이를 위해 기본적인 RF 시뮬레이션 가정 및 파라미터에 대해서 설명하면 다음과 같다.
- 정규(nominal) 채널 간격(spacing)을 갖는 20+20 MHz 콤퍼넌트 캐리어 조합
- 변조 손실(Modulator impairments)은 아래와 같다.
I/Q imbalance : 25 dBc
Carrier leakage : 25 dBc
Counter IM3 : 60dBc
여기서 I/Q imbalance는 I/Q 불균형으로서, 대칭되는 부반송파 간 확산으로 작용하여 성능 저하를 일으키는 것을 의미한다. 이때, 단위 dBc는 캐리어 주파수의 파워 크기를 기준으로 한 상대적인 크기를 나타낸다. Carrier leakage는 반송파 누설로서, 변조파 캐리어 주파수와 동일한 주파수를 갖는 부가적인 정현(사인)파형이다. Counter IM3(카운터 혼변조 왜곡)은 RF 시스템에서 혼합기와 증폭기 같은 컴포넌트에 의해 유발되는 요소를 나타낸다.
- ACLR 요구사항은 아래의 표에 정의된다.
표 3
채널 1 MHz 보호 대역을 가진 최소 채널 스페이싱(spacing)
UTRAACLR1 33 dB
인접채널 중심 주파수 오프셋(MHz) +19+BWUTRA/2/-19-BWUTRA/2
UTRAACLR2 36 dB
인접채널 중심 주파수 오프셋(MHz) +19+3*BWUTRA/2/-19-3*BWUTRA/2
UTRA 5MHz 채널 측정 대역폭 3.84 MHz
E-UTRAACLR 30 dB
인접채널 중심 주파수 오프셋(MHz) +38/-38
E-UTRA 채널 측정 대역폭 36 MHz
위 표에서 UTRAACLR1은 도 16에 나타난 바와 같이, 단말이 E-UTRA 채널(1401)에서 전송을 할 때, 바로 인접한 채널(1402)이 UTRA를 위한 것일 경우, 상기 인접한 채널(1402), 즉 UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다. 그리고, 상기 UTRAACLR2은 도 16에 나타난 바와 같이, 인접한 채널(1402) 옆에 위치하는 채널(1403)이 UTRA를 위한 것일 경우, 상기 인접한 채널(1403), 즉 UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다. 그리고, 상기 E-UTRAACLR은 도 16에 나타난 바와 같이, 단말이 E-UTRA 채널(1401)에서 전송을 할 때, 인접한 채널(1404), 즉 E-UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다.
한편, 동작 대역은 아래의 표 4을 통해서 알 수 있다.
표 4
E-UTRA 동작 대역 상향 링크 동작 대역 하향 링크 동작 대역 Duplex Mode
FUL_low - FUL_high FDL_low - FDL_high
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
12 699 MHz 716 MHz 729 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 FDD
21 1447.9 MHz 1462.9 MHz 1495.9 MHz 1510.9 MHz FDD
22 3410 MHz 3490 MHz 3510 MHz 3590 MHz FDD
23 2000 MHz 2020 MHz 2180 MHz 2200 MHz FDD
24 1626.5 MHz 1660.5 MHz 1525 MHz 1559 MHz FDD
25 1850 MHz 1915 MHz 1930 MHz 1995 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
42 3400 MHz 3600 MHz 3400 MHz 3600 MHz TDD
43 3600 MHz 3800 MHz 3600 MHz 3800 MHz TDD
여기서 FUL_low는 상향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, FUL_high는 상향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다. 또한, FDL_low는 하향 링크 동작 대역의 가장 낮은 주파수를 의미한다. 그리고, FDL_high는 하향링크 동작 대역의 가장 높은 주파수를 의미한다.
한편, SEM(Spectrum Emission Mask) 요구 사항을 위해, 아래의 표 5에 정의된 SE 요구사항을 사용하기로 한다.
즉, 주파수 범위에 따라 최소한으로 넘지말아야 할 기본적인 SE(Spurious emission)을 정리하면, 다음과 같다.
표 5
주파수 영억 최대 레벨 측정 대역
9 kHz ≤f < 150 kHz -36 dBm 1 kHz
150 kHz ≤f < 30 MHz -36 dBm 10 kHz
30 MHz ≤f < 1000 MHz -36 dBm 100 kHz
1 GHz ≤f < 12.75 GHz -30 dBm 1 MHz
또한, 캐리어 집성을 위한 SEM을 위해서는 밴드 클래스 C(multi-cluster transmission in multiple CC)를 위해 아래의 표 6에 정의된 바와 같은 E-UTRA CA SEM을 사용하기로 한다.
표 6
SEM(Spectrum emission limit) [dBm]/BWChannel_CA
ΔfOOB(MHz) 29.9MHz 30MHz 39.8MHz 측정 대역
±0-1 -22.5 -22.5 24 30 kHz
±1-5 -10 -10 -10 1 MHz
±5-29.9 -13 -13 -13 1 MHz
±29.9-30 -25 -13 -13 1 MHz
±30-34.9 -25 -25 -13 1 MHz
±34.9-35 -25 -13 1 MHz
±35-39.8 -13 1 MHz
±39.8-44.8 -25 1 MHz
여기서, ΔfOOB는 Frequency of Out Of Band emission의 약자로서, 대역 밖으로 방사될 때, 그 주파수를 나타낸다. 그리고 dBm은 전력(Watt)를 나타내는 단위로서, 1mW=0dBm이다.
위와 같은 파라미터들을 통하여, LTE-A 단말이 SRS 동시전송을 지원하기 위한 SRS 채널만을 위한 최적의MPR 값을 산출하면 다음과 같다. 아래의 표 7과 표 8은 SRS의 다양한 구성들 중에 가장 나쁜 케이스를 고려하여 얻어진 MPR 값으로, 단말은 이를 수식화하여 쉽게 적용할 수 있게 된다. 표 7은 가장 나쁜 케이스에서 요구되는 MPR의 값을 정리한다.
표 7
L_CRBCC1 [RBs] L_CRBCC2 [RBs] 기존에 제안된 MPR [dB] 본 발명에서 제안되는 MPR[dB]
호핑 BW (96+96) 호핑 BW (48+48)
4 4 7.2 5.93 5.448
4 8 7.04 4.92
4 16 6.4 3.168
4 32 5.12 2.987
4 48 3.965 2.953 2.123
4 64 3.698 2.972
4 76 3.498 2.973
4 84 3.482 2.972
4 96 3.415 2.967
위 표에서L_CRBCC1과 L_CRBCC2는 각 콤퍼넌트 캐리어의 RB 개수를 나타낸다.
위 표 7에 도시된 값들은 아래의 표 8로 정리될 수 있으며, 또한 아래의 수학식 7로 정리될 수 있다.
표 8
A = NRB_alloc / NRB_agg 0 0.06 0.1 1
Mask limit (dB) 6.0 5.0 3.2 3
수학식 7
Figure PCTKR2012004783-appb-M000007
상기 NRB_agg는 채널 대역 내에 RB들의 개수이고, NRB_alloc는 동시에 전송되는 RB들의 전체 개수를 나타낼 수 있다.
MPR의 값은 기지국으로부터의 NS(Network Signaling)를 통해 지시되지 않았더라도, 상기 단말이 미리 저장하고 있는 것일 수 있다. 즉, 상기 할당받은 상향링크 자원의 대역이 NS(Network Signaling)을 요구하지 않는 일반 동작 대역일 경우, 상기 단말이 미리 저장하고 있는 MPR의 값을 이용하는 것일 수 있다. 또는, 대안적으로, 상기 A-MPR의 값을 단말에 지시하기 위해 기지국은 네트워크 시그널링(Network Signaling; 이하 NS라 함) 값을 시그널링할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 동작 대역 13 또는 동작 대역 26 과 같이 인접한 주파수 영역에 보호해야 할 대역이 존재할 경우, A-MPR에 의해서 단말의 파워 백오프(power backoff)를 통하여 단말의 최대 출력 파워에 대한 감소를 정의하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 특히 인트라-컨티규어스(intra-contiguous) CA 를 지원하는 단말은 하나의 RF 체인(chain)을 이용하여, 두 컴포넌트 캐리어들을 송수신 한다. 이때, 최대 출력 파워(maximum output power)를 제한하는 MPR기법이 적용되기 때문에, 기지국의 커버리지가 줄어 들 가능성이 있다.
따라서, 이러한 단점을 보완하기 위해 단말에서 전송되는 SRS는 기존의 채널과는 서로 다른 MPR 을 적용하여 독립적으로 전송함으로써, 기존의 MPR 에 의한 셀 커버리지 감소 영향을 줄일 수 있게 된다.
즉 다시 말해서, 본 발명은 3GPP 에서 LTE-Advanced 의 주요 기술 중 하나인 캐리어 집성(carrier aggregation)을 지원하는 LTE-A 단말에서 멀티 클러스터 동시 전송을 하는 경우, 단말의 지리적 위치에 따른 기지국과 단말간의 채널 상태 정보를 기지국에 알리기 위한 SRS(Sounding Reference Signal) 전송 시 기존과 달리 CA를 지원하는 이종 네트워크를 구성하는 콤퍼넌트 캐리어들 간 또는 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 기지국들간 독립적으로 SRS에 대한 MPR(Maximum power reduction)을 적용하여 셀의 커버리지를 넓힐 수 있도록 한다.
특히 하나의 단말을 위해 기지국간 협력 통신을 수행하는 경우(COMP: Coordinated Multiple Points), 기지국 마다 SRS 전송 파워를 다른 채널에 적용되는 백오프와는 별도로 독립적으로 설정할 수 있도록 한다. 따라서, 단말의 수신 레벨의 품질에 따라 기지국이 선택적으로 설정되어, 단말에게 우수한 서비스를 보장하도록 할 수 있다. 또한, 이러한 COMP(Coordinated Multipoint) 시나리오에서 협력 통신을 지원하는 동일한 인트라 프리퀀시 셀들 중 SRS 신호가 우수한 하나의 셀을 선택할 수 있을 뿐 아니라, 두 개의 셀들의 SRS 신호의 품질에 따라 SRS의 수신 레벨이 가장 우수한 셀을 이용하여 해당 셀에서의 데이터 레이트(data rate0을 증가시키고, 다른 셀에서는 코드 레이트(code rate)을 감소하는 AMC(adaptive modulation coding schemes) 기법을 이용하여, 우수한 성능을 얻을 수 있게 한다.
이상에서 설명한 SRS는 업링크 시그널이므로, 업링크 측면에서 셀 커버리지를 확장할 수 있다. 이하에서는, 다운링크 측면에서 셀 커버리지를 확장하는 것에 대해서 설명하기로 한다.
도 17은 두 기지국이 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 개념과, COMP로 동작할 때 셀 커버리지를 확장하기 위해서 업링크 측면에서 SRS에 대한 MPR을 별도로 적용하고, 다운링크 측면에서 PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)을 사용하는 예를 나타낸다. 그리고, 도 18은 다운링크에서 인접 채널을 보호하기 위한 PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)의 개념을 상세하게 나타낸 예시도이다.
도 17(a)을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 두 개 또는 그 이상의 노드, 예컨대에서 동일한 데이터를 전송하기 위해 서로 동일한 데이터를 전송하거나 레이어(layer) 별로 서로 다른 데이터를 전송함으로써, 데이터 전송률 성능을 증가 시키는데 목적이 있다.
도 17(a)과 같이 두 기지국의 중첩 영역에 존재할 경우 단말은 기존과 같이 두 기지국에서 데이터를 수신하게 된다. 하지만 만일 단말이 Cell B의 인접지역으로 이동하게 될 경우 단말은 Cell A에서의 커버리지 영역밖으로 이동하게 되는 것이므로, 협력 통신이 아닌 셀 선택으로 더 우수한 셀을 찾아 통신을 수행한다.
하지만, 전술한 바와 같이 SRS 만을 위한 독립적인 MPR 을 사용하게 될 경우, 기존보다 더 높은 전송 파워로 SRS를 전송하게 됨으로써, 업링크 측면에서 Cell A의 커버리지를 넓힐 수 있다.
그러나, 높은 파워로 SRS을 전송함으로써, 셀 커버리지가 확장된 영역에서는 업링크 제어를 위한 데이터, 즉 PUCCH/PUSCH 데이터를 올바르게 받지 못할 수 있는 영역이므로, 이 경우 도 18과 같이 PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)을 수행하여 제어(control) 채널을 주파수 도메인의 외곽에 할당시키지 않고 안쪽에 넣어 줌으로써, 패이딩 채널(fading channel)에서 제어(control) 영역의 데이터(data)를 더욱 roast 하게 보호해 줌으로써, 더욱 우수한 통신 품질을 제공할 수 있게 된다. 따라서, 다운링크 측명세서도 셀 커버리지를 확장시킬 수 있고, 더 우수한 성능을 낼 수 있다.
한편, 이와 같이 셀 커버리지를 확장하는 개념은 이종 네트워크에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 이종의 기지국들, 즉 피코셀과 매크로셀이 인트라 컨티규어스(intra-contiguous) CA를 지원 할 경우, 단말이 피코 셀 커버리지 에 존재할 경우, 매크로 셀로 SRS를 최대 출력으로 전송하게 되면 매크로와 피코 셀 모두에서 CA가 가능하게 된다. 이하, 이에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 19a 내지 19e는 이종 기지국 간에 인트라 밴드 CA를 지원할 때, SRS을 위한 본 발명에 따른 독립적인 MPR과, PUCCH 오버 프로비저닝을 이용하여 셀 커버지리를 확장하는 다양한 예를 나타내고, 도 20은 도 19의 시나리오를 다르게 나타낸 예이다.
먼저, 도 19a를 참조하면, F1과 F2는 각기 셀을 의미하며, F1 셀과, F2 셀이 함께 위치하고 중첩되면서, 거의 동일한 커버리지 크기를 갖는 예가 나타나 있다. F1 셀과, F2 셀은 충분한 커버리지 크기를 제공하며, F1 셀과, F2 셀 간에 이동성이 지원될 수 있다. 예를 들어, F1 셀과, F2 셀은 동일한 밴드, 예컨대, 2 GHz, 800 MHz와 같이 동일한 밴드를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 19b를 참조하면, F1 셀과, F2 셀은 거의 동일한 위치에 존재하며, 커버지가 중첩된다. 다만, F2 셀의 커버리지는 경로 손실(path loss)에 의해 보다 F1 셀의 커버리지 보다 작은 것으로 가정한다. 이 경우, F1 셀만이 충분한 커버리지를 제공하는 반면, F2 셀은 성능 개선을 위해 이용될 수 있다. 이동성은 F1 셀의 커버리지를 기준으로 수행되며, F1 셀과, F2 셀은 서로 다른 밴드, 예컨대, F1 = {800 MHz, 2 GHz} and F2 = {3.5 GHz}를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 19c를 참조하면, F1 셀과, F2 셀은 거의 동일한 위치에 존재한다, 다만, F2 안테나들은 F1의 셀 경계 쪽으로 향해 있어서, 셀 외곽의 성능을 향상시킨다. F1 셀만이 충분한 커버리지를 제공하는 반면, F2 셀은 커버리지의 빈 공간을 채우기 위해서 이용될 수 있다. 이동성은 F1 셀의 커버리지를 기준으로 수행되며, F1 셀과, F2 셀은 서로 다른 밴드, 예컨대, F1 = {800 MHz, 2 GHz} and F2 = {3.5 GHz}를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 19d를 참조하면, F1 셀은 매크로 커버리지를 제공하고, F2 리모트 라디오 헤드(RRH: Remote Radio Head)는 핫스폿에서의 성능을 개선하기 위해서 이용된다. 이동성은 F1 셀의 커버리지를 기준으로 수행되며, F1 셀과, F2 셀은 서로 다른 밴드, 예컨대, F1 = {800 MHz, 2 GHz} and F2 = {3.5 GHz}를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 19e를 참조하면, 도 19(b)와 유사하게, 캐리어 프리퀀시들 중 하나를 위해 커버리지를 확장하기 위해서 주파수 선택적 리피터(frequency selective repeate)들이 배치된다.
위와 같은 다양한 예시에서 CA를 지원할 수 있으며, 일반적으로 인터-프리퀀시(inter-frequency) 이종 네트워크로 알려진 CA 시나리오, 즉 도 19d에 나타난 시나리오는 인트라-컨티규어스(intra-contiguous) CA 시나리오에서도 이용될 수 있다.
이와 같이 도 19d에 도시된 시나리오에서, 도 20과 같이 단말이 매크로 셀 영역 에서 벗어난 영역에 존재할 경우, 2차 셀(Secondary cell)을 비활성화하지 않고 계속해서 CA 를 유지할 수 있도록 하기 위해, SRS 만을 위한 독립적인 MPR 을 사용함으로써 업링크 측면에서 셀 커버리지를 넓힐 수 있다. 이때, 상기 단말이 상기 매크로 셀 영역 내로 이동할 경우, 상기 SRS 만을 위한 독립적인 MPR 을 그대로 사용하지 않고, 다른 채널에 적용되는 MPR을 사용할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 매크로 셀의 커버리지를 다수 축소시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 SRS를 위한 독립적인 MPR을 사용하는지 여부에 따라 셀 커버리지를 확장할 수도 있고, 반대로 축소시킬 수도 있다. 이를 셀 숨쉬기(cell breathing)이라고 할 수 있다.
아울러 다운링크 측면에서 제어 채널(control channel) 을 단말이 제대로 수신할 수 있도록 PUCCH 오버-프로버저닝(over-provisioning)을 적용할 수 있다. 그렇게 되면, 단말이 매크로 셀 영역에서 벗어나게 되더라도, 2차 셀(Secondary cell)을 비활성화하지 않을 수 있고, 결과적으로 두 개의 컴포넌크 캐리어(component carrier)에서 인트라-컨티규어스(intra-contiguous) CA를 계속적으로 지원할 수 있게 된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 현재 3GPP WG RAN4 에서 논의 되고 있는 CA 에서의 멀티 클러스터 동시 전송을 하는 UE의 최대 출력 파워를 제한하기 위한 MPR 을 이용하지 않고, SRS만을 위한 독립적인 MPR를 적용함으로써, 기존의 MPR에 의한 셀 커버리지 감소를 막을 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
도 21은 본 발명의 따른 단말(100) 및 기지국(220/300)의 구성 블록도이다.
도 21에 도시된 바와 같이 상기 단말(100)는 저장수단(110), 컨트롤러(120), 송수신부(130)을 포함한다. 그리고, 기지국(220/300)은 매크로기지국 또는 피코/펨토 기지국으로서, 저장수단(221/301), 컨트롤러(222/302), 송수신부(223/303)을 포함한다.
상기 저장 수단(110)(221/301)은 도 11 내지 도 20에 도시된 방법을 저장한다. 상기 송수신부(130)(223/303)은 전술한 신호들을 송수신한다.
상기 컨트롤러(120)(222/302)는 상기 저장 수단 및 상기 송수신부를 각기 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들은 상기 저장 수단에 각기 저장된 상기 방법들을 실행한다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.
본 발명은 무선 이동 통신 시스템의 단말기, 기지국, 또는 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 단말에서 시그널을 전송하는 방법으로서,
    시그널 전송 파워에 대한 최대 출력 제한(MPR: Maximum power reduction) 값을 설정하는 단계와,
    여기서, 상기 최대 출력 제한 값은 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정되고, 상기 SRS를 위해서 설정된 최대 출력 제한(Maximum Power Reduction) 값은 다른 신호를 위해서 설정된 최대 출력 제한 값과는 다르며;
    상기 설정된 최대 출력 제한 값에 따라 설정되는 전송 파워로 SRS를 전송하는 단계를 포함하는 시그널 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최대 출력 제한의 값은 서빙 셀로부터 네트워크 시그널링을 통해 지시된 것이거나, 상기 단말이 알고 있는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 통하여 셀 브리딩(breathing)을 수행하는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 셀이 제2 셀과 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation)를 지원하는 거나, 상기 제1 셀이 다른 제2 셀과 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 경우,
    상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것은:
    상기 단말이 상기 제1 셀의 커버지리를 벗어나 상기 제2 셀의 커버리지로 이동하는 경우, 혹은 상기 제2 셀의 커버지리를 벗어나 상기 제1 셀의 커버리지 내로 이동하는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단말이 상기 제1 셀과 상기 제2 셀의 중첩 영역으로 다시 이동하는 경우, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정된 상기 최대 출력 제한 값의 사용을 중지하는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 셀은 프라이머리 셀(Primary Cell)이고 상기 제2 셀은 세컨더리 셀(Secondary Cell)이거나,
    상기 제1 셀은 매크로셀이고, 상기 제2 셀은 피코셀인 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    업링크 제어 채널을 통해 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어 신호는 채널 대역의 외곽(edge)이 아닌 데이터 영역에서 수신되는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    PUCCH 오버 프로비저닝(PUCCH over-provisioning)에 의한 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시그널 전송 방법.
  10. 시그널 전송 파워에 대한 최대 출력 제한(MPR: Maximum power reduction) 값을 설정하는 제어부와;
    여기서, 상기 최대 출력 제한 값은 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 독립적으로 설정되고, 상기 SRS를 위해서 설정된 최대 출력 제한(Maximum Power Reduction) 값은 다른 신호를 위해서 설정된 최대 출력 제한 값과는 다르며;
    상기 설정된 최대 출력 제한 값에 따라 설정되는 전송 파워로 SRS를 전송하는 송수신부를 포함하는 단말.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 최대 출력 제한의 값은 서빙 셀로부터 네트워크 시그널링을 통해 지시된 것이거나, 상기 단말이 알고 있는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제1항에 있어서, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 통하여 셀 브리딩(breathing)을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 서빙셀에서 단말의 전송 전력을 제어하는 방법으로서,
    다른 셀과 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation)를 지원하는 거나, 상기 다른 셀과 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 경우, SRS(Sounding Reference Signal)를 위한 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 단계와;
    상기 설정된 최대 출력 제한 값을 네그워크 시그널을 통해 단말로 전송하는 단계와;
    상기 단말로부터 SRS를 수신하는 단계를 포함하는 단말의 전송 전력을 제어하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 SRS(Sounding Reference Signal)를 위해서 상기 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 것을 통하여 셀 브리딩(breathing)을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말의 전송 전력을 제어하는 방법.
  15. 단말의 전송 전력을 제어하는 서빙 기지국으로서,
    다른 셀과 캐리어 집성(CA: Carrier Aggregation)를 지원하는 거나, 상기 다른 셀과 COMP(Coordinated Multipoint)로 동작하는 경우, SRS(Sounding Reference Signal)를 위한 최대 출력 제한 값을 독립적으로 설정하는 제어부와;
    상기 설정된 최대 출력 제한 값을 네그워크 시그널을 통해 단말로 전송하는 송신부와;
    상기 단말로부터 SRS를 수신하는 수신부를 포함하는 서빙 기지국.
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