WO2015072715A1 - 하모닉 성분 및 혼변조 왜곡 성분을 제거하는 단말기 - Google Patents

하모닉 성분 및 혼변조 왜곡 성분을 제거하는 단말기 Download PDF

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WO2015072715A1
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band
carrier
mhz
lte
transmission
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이상욱
임수환
이동익
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엘지전자 주식회사
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    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex

Definitions

  • the present invention relates to a terminal for mobile communication, for example LTE-A.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • 1 shows a 3GPP LTE wireless communication system.
  • a wireless communication system includes at least one base station (BS) 20.
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • downlink downlink
  • uplink uplink
  • a harmonic component and intermodulation distortion (intermodulation distortion): IMD) components may occur and interfere with the navigation satellite band and the Industrial Scientific Medical (ISM) band.
  • ISM Industrial Scientific Medical
  • the terminal includes an antenna; A diplexer for synthesizing a carrier of a first band and a carrier of a second band and connecting to or separating the antenna; A filter connected between the switch and the diplexer; A first duplexer coupled to the filter for separating transmission and reception in the carrier of the first band; And a second duplexer connected to the filter to separate transmission and reception from the carrier of the second band.
  • the filter may remove a harmonic component and an intermodulation distortion (IMD) component that occur when the transmission on the carrier of the first band and the transmission on the carrier of the second band are performed simultaneously.
  • IMD intermodulation distortion
  • the carrier of the first band may be a low band carrier pi based on LTE / LTE-A
  • the carrier of the second band may be a LTE / LTE-A based high band carrier file. More specifically, the carrier of the first band may be band 5 based on LTE / LTE-A, and the carrier of the second band may be band 1 based on LTE / LTE-A.
  • the filter may remove the harmonic component and the IMD component that cause interference to a WLAN using an Industrial Scientific Medical (ISM) band.
  • ISM Industrial Scientific Medical
  • Insertion loss caused by the filter is absorbed by a margin of reference sensitivity in case of reception, and absorbed by a margin of maximum output power in case of transmission, thereby preventing reduction of cell coverage. .
  • the terminal includes an antenna; A switch for selectively coupling a carrier to the antenna; One or more duplexers coupled to the switch for separating transmission and reception on an intermediate band carrier; A diplexer connected to the switch to separate and synthesize a low band carrier and a high band carrier; A filter connected between the switch and the diplexer; A low band duplexer coupled to the diplexer for separating transmission and reception on the low band carrier; And a high band duplexer coupled to the diplexer to separate transmission and reception on the high band carrier.
  • the filter may remove harmonic components and intermodulation distortion (IMD) components that occur when the transmission on the low band carrier and the transmission on the high band carrier are simultaneously performed.
  • IMD intermodulation distortion
  • the present disclosure it is possible to remove the harmonic component and intermodulation distortion (IMD) component generated when the transmission on the low band carrier and the transmission on the high band carrier are performed at the same time.
  • IMD intermodulation distortion
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • 3 shows a structure of a downlink radio frame according to TDD in 3GPP LTE.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • FIG. 7 is a comparative example of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • FIG. 8 illustrates cross-carrier scheduling in a carrier aggregation system.
  • FIG 9 illustrates an example of scheduling when cross-carrier scheduling is configured in a carrier aggregation system.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating intra-band carrier aggregation (CA).
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating inter-band carrier aggregation.
  • FIG. 12 illustrates the concept of unwanted emission
  • FIG. 13 specifically illustrates radiation in an outer band of the unnecessary emission illustrated in FIG. 12
  • FIG. 14 illustrates a channel band (MHz) and resources illustrated in FIG. 12. The relationship of the block RB is shown.
  • 15 is an exemplary diagram illustrating a method of limiting transmission power of a terminal.
  • FIG. 16A to 16C illustrate examples in which transmission in an uplink band for legacy LTE / LTE-A interferes with a navigation satellite band and an Industrial Scientific Medical (ISM) band.
  • FIG. 16D illustrates a situation in which a harmonic or IMD component generated in transmission in an uplink band in a terminal interferes with an ISM band through antenna radiation or leakage power on an RF board in the terminal.
  • ISM Industrial Scientific Medical
  • 17A to 17D show an RF chain structure of a UE to which a harmonic filter is added, respectively.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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 wireless device to be used may be fixed or mobile, and may include a terminal, a mobile terminal (MT), a user equipment (UE), a mobile equipment (ME), a mobile station (MS), a user terminal (UT), It may be called in other terms such as subscriber station (SS), handheld device, and access terminal (AT).
  • MT mobile terminal
  • UE user equipment
  • ME mobile equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • AT access terminal
  • base station refers to a fixed station (fixed station) to communicate with the wireless device, in other terms such as eNB (evolved-NodeB), BTS (Base Transceiver System), Access Point (Access Point) Can be called.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • Access Point Access Point
  • LTE includes LTE and / or LTE-A.
  • the LTE system defined in 3GPP adopts such MIMO.
  • the LTE system will be described in more detail.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • the radio frame shown in FIG. 2 is a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release) 8) ".
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • 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.
  • one slot may include a plurality of OFDM symbols. How many OFDM symbols are included in one slot may vary depending on a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • 3 shows a structure of a downlink radio frame according to TDD in 3GPP LTE.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • Physical Channels and Modulation Release 8
  • TDD Time Division Duplex
  • the radio frame includes 10 subframes indexed from 0 to 9.
  • One subframe includes two consecutive slots.
  • the time it takes for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain.
  • OFDM symbol is only for representing one symbol period in the time domain, since 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink (DL), multiple access scheme or name There is no limit on.
  • OFDM symbol may be called another name such as a single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol, a symbol period, and the like.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • One slot includes 7 OFDM symbols as an example, but the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the length of a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements (REs). It may include.
  • a subframe having indexes # 1 and # 6 is called a special subframe and includes a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the terminal.
  • UpPTS is used for channel estimation at the base station and synchronization of uplink transmission of the terminal.
  • GP is a section for removing interference caused in the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • DL subframe In TDD, a downlink (DL) subframe and an uplink (UL) subframe coexist in one radio frame.
  • Table 1 shows an example of configuration of a radio frame.
  • 'D' represents a DL subframe
  • 'U' represents a UL subframe
  • 'S' represents a special subframe.
  • the terminal may know which subframe is the DL subframe or the UL subframe according to the configuration of the radio frame.
  • the DL (downlink) subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to three OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • PDCCH and other control channels are allocated to the control region, and PDSCH is allocated to the data region.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • an uplink slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in a time domain and includes NRB resource blocks (RBs) in a frequency domain. do.
  • the number of resource blocks (RBs), that is, NRBs may be any one of 6 to 110.
  • 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. That is, the number of OFDM symbols may change according to the length of the above-described CP.
  • 3GPP LTE defines that 7 OFDM symbols are included in one slot in the case of a normal CP, and 6 OFDM symbols are included in one slot in the case of an extended CP.
  • 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.
  • the number of subcarriers in one OFDM symbol can be used to select one of 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • 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.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • Physical Channels and Modulation Release 10
  • the radio frame includes 10 subframes indexed from 0 to 9.
  • One subframe includes two consecutive slots.
  • the radio frame includes 20 slots.
  • the time it takes for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • one subframe may have a length of 1 ms and one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain.
  • OFDM symbol is only for representing one symbol period in the time domain, since 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink (DL), multiple access scheme or name There is no limit on.
  • OFDM symbol may be called another name such as a single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol, a symbol period, and the like.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • 7 OFDM symbols are included in one slot by assuming a normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may change according to the length of a cyclic prefix (CP). That is, as described above, according to 3GPP TS 36.211 V10.4.0, one slot includes 7 OFDM symbols in a normal CP, and one slot includes 6 OFDM symbols in an extended CP.
  • CP cyclic prefix
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements (REs). It may include.
  • the DL (downlink) subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to three OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) and another control channel are allocated to the control region, and a PDSCH is allocated to the data region.
  • PDCH physical downlink control channel
  • a physical channel in 3GPP LTE is a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical downlink shared channel (PUSCH), a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical channel (PCFICH). It may be divided into a Control Format Indicator Channel (PHICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PUSCH physical downlink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PCFICH physical channel
  • It may be divided into a Control Format Indicator Channel (PHICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PHICH Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of a subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the wireless device first receives the CFI on the PCFICH and then monitors the PDCCH.
  • the PCFICH does not use blind decoding and is transmitted on a fixed PCFICH resource of a subframe.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (NACK) signal for a UL hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • HARQ UL hybrid automatic repeat request
  • the Physical Broadcast Channel (PBCH) is transmitted in the preceding four OFDM symbols of the second slot of the first subframe of the radio frame.
  • the PBCH carries system information necessary for the wireless device to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • DCI downlink control information
  • PDSCH also called DL grant
  • PUSCH resource allocation also called UL grant
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the terminal, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • RNTI a unique radio network temporary identifier
  • the PDCCH is for a specific terminal, a unique identifier of the terminal, for example, a cell-RNTI (C-RNTI) may be masked to the CRC.
  • C-RNTI cell-RNTI
  • a paging indication identifier for example, p-RNTI (P-RNTI) may be masked to the CRC.
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • blind decoding is used to detect the PDCCH.
  • Blind decoding is a method of demasking a desired identifier in a cyclic redundancy check (CRC) of a received PDCCH (referred to as a candidate PDCCH) and checking a CRC error to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the wireless device, attaches the CRC to the DCI, and masks a unique identifier (referred to as Radio Network Temporary Identifier (RNTI)) to the CRC according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI Radio Network Temporary Identifier
  • the uplink channel includes a PUSCH, a PUCCH, a sounding reference signal (SRS), and a physical random access channel (PRACH).
  • PUSCH PUSCH
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • SRS sounding reference signal
  • PRACH physical random access channel
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information is allocated to the control region.
  • the data area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) for transmitting data (in some cases, control information may also be transmitted).
  • 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. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the terminal may obtain a frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an uplink radio resource allocation request. (scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK non-acknowledgement
  • CQI channel quality indicator
  • the PUSCH is mapped to the UL-SCH, which is a transport channel.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the TTI.
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • SC Single-Carrier
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • SC-FDMA may also be referred to as DFT-s OFDM.
  • the SC-FDMA transmission scheme it is possible to avoid the non-linear distortion interval of the power amplifier (power amplifier), and thus the transmission power efficiency can be increased in the terminal with limited power consumption. Accordingly, user throughput may be high.
  • SC-FDMA is also very similar to OFDM in that signals are divided into subcarriers using Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse-FFT (IFFT).
  • FFT Fast Fourier Transform
  • IFFT Inverse-FFT
  • a problem in the conventional OFDM transmitter is that 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 Peak to Average Power Ratio (PAPR) occurs.
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • SC-FDMA is performed by IFFT after DFT spreading unlike OFDM. That is, a transmission scheme in which IFFT is performed after DFT spreading is called SC-FDMA. Therefore, SC-FDMA is also called DFT spread OFDM (DFT-s-OFDM) in the same sense.
  • DFT-s-OFDM DFT spread OFDM
  • SC-FDMA are similar to that of OFDM, which provides robustness for multipath channels, and at the same time fundamentally solves the disadvantage of increasing PAPR through conventional IFFT operation, enabling efficient power amplifiers. It was made.
  • the 3GPP camp has been actively standardizing LTE-Advanced, which is an improvement of LTE, and has adopted a clustered DFT-s-OFDM scheme that allows non-contiguous resource allocation. have.
  • the clustered DFT-s OFDM transmission scheme is a variation of the conventional SC-FDMA transmission scheme.
  • the clustered DFT-s OFDM transmission scheme divides the data symbols passed through the precoder into a plurality of sub-blocks and maps the data symbols separated from each other in the frequency domain.
  • 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
  • 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. In this case, it is difficult to maintain a single carrier characteristic.
  • FIG. 7 is a comparative example of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • a single carrier system supports only one carrier for uplink and downlink to a user equipment.
  • the bandwidth of the carrier may vary, but only one carrier is allocated to the terminal.
  • a carrier aggregation (CA) system a plurality of CCs (DL CC A to C, UL CC A to C) may be allocated to the UE.
  • a component carrier (CC) means a carrier used in a carrier aggregation system and may be abbreviated as a carrier. For example, three 20 MHz component carriers may be allocated to allocate a 60 MHz bandwidth to the terminal.
  • the carrier aggregation system may be divided into a continuous carrier aggregation system in which aggregated carriers are continuous and a non-contiguous carrier aggregation system in which carriers aggregated are separated from each other.
  • a carrier aggregation system simply referred to as 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.
  • the target carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system.
  • the 3GPP LTE system supports bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz, and the 3GPP LTE-A system may configure a bandwidth of 20 MHz or more using only the bandwidth of the 3GPP LTE system.
  • broadband can be configured by defining new bandwidth without using the bandwidth of the existing system.
  • the system frequency band of a wireless communication system is divided into a plurality of carrier frequencies.
  • the carrier frequency means a center frequency of a cell.
  • a cell may mean a downlink frequency resource and an uplink frequency resource.
  • the cell may mean a combination of a downlink frequency resource and an optional uplink frequency resource.
  • CA carrier aggregation
  • the terminal In order to transmit and receive packet data through a specific cell, the terminal must first complete configuration for the specific cell.
  • the configuration refers to a state in which reception of system information necessary for data transmission and reception for a corresponding cell is completed.
  • the configuration may include a general process of receiving common physical layer parameters required for data transmission and reception, media access control (MAC) layer parameters, or parameters required for a specific operation in the RRC layer.
  • MAC media access control
  • the cell in the configuration complete state may exist in an activation or deactivation state.
  • activation means that data is transmitted or received or is in a ready state.
  • the UE may monitor or receive a control channel (PDCCH) and a data channel (PDSCH) of an activated cell in order to identify resources (which may be frequency, time, etc.) allocated thereto.
  • PDCCH control channel
  • PDSCH data channel
  • Deactivation means that transmission or reception of traffic data is impossible, and measurement or transmission of minimum information is possible.
  • the terminal may receive system information (SI) required for packet reception from the deactivated cell.
  • SI system information
  • the terminal does not monitor or receive the control channel (PDCCH) and data channel (PDSCH) of the deactivated cell in order to check the resources (may be frequency, time, etc.) allocated to them.
  • PDCH control channel
  • PDSCH data channel
  • the cell may be divided into a primary cell, a secondary cell, and a serving cell.
  • the primary cell refers to a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which the terminal performs an initial connection establishment procedure or connection reestablishment with the base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency, and is established and used to provide additional radio resources once the RRC connection is established.
  • the serving cell is configured as a primary cell when the carrier aggregation is not set or the terminal cannot provide carrier aggregation.
  • the term serving cell indicates a cell configured for the terminal and may be configured in plural.
  • One serving cell may be configured with one downlink component carrier or a pair of ⁇ downlink component carrier, uplink component carrier ⁇ .
  • the plurality of serving cells may be configured as a set consisting of one or a plurality of primary cells and all secondary cells.
  • a primary component carrier refers to a component carrier (CC) corresponding to a primary cell.
  • the PCC is a CC in which the terminal initially makes a connection (connection or RRC connection) with the base station among several CCs.
  • the PCC is a special CC that manages a connection (Connection or RRC Connection) for signaling regarding a plurality of CCs and manages UE context, which is connection information related to a terminal.
  • the PCC is connected to the terminal and always exists in the active state in the RRC connected mode.
  • the downlink component carrier corresponding to the primary cell is called a downlink primary component carrier (DL PCC), and the uplink component carrier corresponding to the primary cell is called an uplink major component carrier (UL PCC).
  • DL PCC downlink primary component carrier
  • U PCC uplink major component carrier
  • Secondary component carrier refers to a CC corresponding to the secondary cell. That is, the SCC is a CC allocated to the terminal other than the PCC, and the SCC is an extended carrier for the additional resource allocation other than the PCC and may be divided into an activated or deactivated state.
  • the downlink component carrier corresponding to the secondary cell is referred to as a DL secondary CC (DL SCC), and the uplink component carrier corresponding to the secondary cell is referred to as an uplink secondary component carrier (UL SCC).
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC uplink secondary component carrier
  • the primary cell and the secondary cell have the following characteristics.
  • the primary cell is used for transmission of the PUCCH.
  • the primary cell is always activated, while the secondary cell is a carrier that is activated / deactivated according to specific conditions.
  • RLF Radio Link Failure
  • the primary cell may be changed by a security key change or a handover procedure accompanying a RACH (Random Access CHannel) procedure.
  • NAS non-access stratum
  • the primary cell is always configured with a pair of DL PCC and UL PCC.
  • a different CC may be configured as a primary cell for each UE.
  • the primary cell can be replaced only through a handover, cell selection / cell reselection process.
  • RRC signaling may be used to transmit system information of a dedicated secondary cell.
  • the downlink component carrier may configure one serving cell, and the downlink component carrier and the uplink component carrier may be connected to configure one serving cell.
  • the serving cell is not configured with only one uplink component carrier.
  • the activation / deactivation of the component carrier is equivalent to the concept of activation / deactivation of the serving cell.
  • activation of serving cell 1 means activation of DL CC1.
  • serving cell 2 assumes that DL CC2 and UL CC2 are configured to be configured, activation of serving cell 2 means activation of DL CC2 and UL CC2.
  • each component carrier may correspond to a serving cell.
  • the number of component carriers aggregated between the downlink and the uplink may be set differently.
  • the case where the number of downlink CCs and the number of uplink CCs are the same is called symmetric aggregation, and when the number is different, it is called asymmetric aggregation.
  • the size (ie bandwidth) of the CCs may be different. For example, assuming that 5 CCs are used for a 70 MHz band configuration, 5 MHz CC (carrier # 0) + 20 MHz CC (carrier # 1) + 20 MHz CC (carrier # 2) + 20 MHz CC (carrier # 3) It may be configured as + 5MHz CC (carrier # 4).
  • a plurality of component carriers (CCs), that is, a plurality of serving cells may be supported.
  • Such a carrier aggregation system may support cross-carrier scheduling.
  • Cross-carrier scheduling is a resource allocation of a PDSCH transmitted on another component carrier through a PDCCH transmitted on a specific component carrier and / or other components other than the component carrier basically linked with the specific component carrier.
  • a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier That is, the PDCCH and the PDSCH may be transmitted through different downlink CCs, and the PUSCH may be transmitted through another uplink CC other than the uplink CC linked with the downlink CC through which the PDCCH including the UL grant is transmitted. .
  • a carrier indicator indicating a DL CC / UL CC through which a PDSCH / PUSCH for which PDCCH provides control information is transmitted is required.
  • a field including such a carrier indicator is hereinafter called a carrier indication field (CIF).
  • a carrier aggregation system supporting cross carrier scheduling may include a carrier indication field (CIF) in a conventional downlink control information (DCI) format.
  • CIF carrier indication field
  • DCI downlink control information
  • 3 bits may be extended, and the PDCCH structure may include an existing coding method, Resource allocation methods (ie, CCE-based resource mapping) can be reused.
  • FIG. 8 illustrates cross-carrier scheduling in a carrier aggregation system.
  • the base station may set a PDCCH monitoring DL CC (monitoring CC) set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set includes some DL CCs among the aggregated DL CCs, and when cross-carrier scheduling is configured, the UE performs PDCCH monitoring / decoding only for DL CCs included in the PDCCH monitoring DL CC set. In other words, the base station transmits the PDCCH for the PDSCH / PUSCH to be scheduled only through the DL CC included in the PDCCH monitoring DL CC set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set may be configured UE-specifically, UE group-specifically, or cell-specifically.
  • three DL CCs (DL CC A, DL CC B, and DL CC C) are aggregated, and DL CC A is set to PDCCH monitoring DL CC.
  • the UE may receive the DL grant for the PDSCH of the DL CC A, the DL CC B, and the DL CC C through the PDCCH of the DL CC A.
  • the DCI transmitted through the PDCCH of the DL CC A may include the CIF to indicate which DCI the DLI is.
  • the value of the CIF is the same as the value of the serving cell index.
  • the serving sell index is transmitted to the UE through an RRC signal.
  • the serving sell index includes a value used to identify a serving cell, that is, a primary cell (primary cell) or a secondary cell (secondary cell). For example, a value of 0 can represent a primary cell (primary cell).
  • FIG 9 illustrates an example of scheduling when cross-carrier scheduling is configured in a carrier aggregation system.
  • DL CC 0, DL CC 2, and DL CC 4 are PDCCH monitoring DL CC sets.
  • the UE searches for DL grant / UL grant for DL CC 0 and UL CC 0 (UL CC linked to DL CC 0 and SIB 2) in the CSS of DL CC 0.
  • the DL grant / UL grant for the DL CC 1 and the UL CC 1 is searched for in SS 1 of the DL CC 0.
  • SS 1 is an example of USS. That is, SS 1 of DL CC 0 is a search space for searching for a DL grant / UL grant that performs cross-carrier scheduling.
  • CA carrier aggregation
  • the inter-band CA is a method of aggregating and using each CC existing in different bands
  • the intra-band CA is a method of aggregating and using each CC in the same frequency band.
  • the CA technology is more specifically, intra-band contiguous CA, intra-band non-contiguous CA and inter-band discontinuity. Non-Contiguous) CA.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating intra-band carrier aggregation (CA).
  • FIG. 10A shows an intraband continguous CA
  • FIG. 10B shows an intraband non-continguous CA.
  • CAs discussed in LTE-Advance include intra-band contiguous CAs shown in FIG. 10A and intra-band non-continuity shown in FIG. 10B. Contiguous) can be divided into CA.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating inter-band carrier aggregation.
  • FIG. 11A shows the combination of the low band and the high band for interband CA
  • FIG. 11B shows the combination of the similar frequency band for interband CA.
  • interband carrier aggregation is a low-band and high-band carrier having different RF characteristics of inter-band CA as shown in FIG.
  • the inter-band CA between the C-bands and the C-bands have similar radio frequency (RF) characteristics, so that similar RF terminals can be used for each component carrier. It can be divided into inter-band CA.
  • 3GPP LTE / LTE-A system defines operating bands for uplink and downlink as shown in Table 2 above. Based on Table 2, four CA cases of FIGS. 10 and 11 are distinguished.
  • F UL_low means the lowest frequency of the uplink operating band.
  • F UL_high means the highest frequency of the uplink operating band.
  • F DL_low means the lowest frequency of the downlink operating band.
  • F DL_high means the highest frequency of the downlink operating band.
  • frequency allocation organizations in each country may assign specific frequencies to service providers according to the circumstances of each country.
  • the intra band continuous CA band class and the corresponding guard band are shown in the table below.
  • N RB _ agg is the number of RBs aggregated in the aggregation channel band.
  • Table 4 shows a set of bandwidths corresponding to each intra band continuous CA configuration.
  • CA configuration represents an operating band and a CA bandwidth class.
  • CA_1C means operating band 2 of Table 2 and CA band class C of Table 3. All CA action classes can be applied to bands not shown in the above table.
  • class D has been added as shown in the above table, which allows up to three carriers to be simultaneously transmitted in an intraband continuous CA.
  • FIG. 12 illustrates the concept of unwanted emission
  • FIG. 13 specifically illustrates radiation in an outer band of the unnecessary emission illustrated in FIG. 12
  • FIG. 14 illustrates a channel band (MHz) and resources illustrated in FIG. 12. The relationship of the block RB is shown.
  • any transmit modem transmits a signal on the assigned channel bandwidth within any E-UTRA band.
  • the channel bandwidth is defined, as can be seen with reference to FIG. That is, the transmission bandwidth is set smaller than the channel bandwidth (BW Channel ).
  • the transmission bandwidth is set by a plurality of resource blocks (RBs).
  • the outer channel is the highest and lowest frequency separated by the channel bandwidth.
  • the 3GPP LTE system supports 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz as channel bandwidths.
  • the relationship between the channel bandwidth and the number of resource blocks is shown in the table below.
  • f OOB means the magnitude of the frequency of the Out Of Band (OOB).
  • emission on the outer band refers to occurring in a band close to the intended transmission band.
  • Spurious radiation refers to the emission of unwanted waves from a intended transmission band to a frequency band far away.
  • 3GPP Release 10 defines a basic spurious emission (SE) that should not be exceeded, depending on the frequency range.
  • SE basic spurious emission
  • the illustrated UTRA ACLR1 is a rate of leaking to the adjacent channel 1302, that is, the UTRA channel when the terminal immediately transmits on the E-UTRA channel 1301, the immediate channel 1302 is for UTRA, That is, the adjacent channel leakage ratio.
  • the UTRA ACLR2 leaks to the adjacent channel 1303, that is, the UTRA channel, that is, the adjacent channel 1302. Channel leakage ratio.
  • the E-UTRA ACLR when the UE transmits on the E-UTRA channel 1301, the rate of leakage into the adjacent channel 1304, that is, the E-UTRA channel, that is, the adjacent channel leakage Facility.
  • the interference due to the radiation caused by the base station transmission can reduce the amount of interference introduced into the adjacent band by the high cost and the design of a large size RF filter due to the characteristics of the base station to less than the allowed criteria.
  • the terminal it is difficult to completely prevent the entry into the adjacent band due to the limitation of the terminal size, the price limit for the power amplifier or pre-duplex filter RF element.
  • Pcmax means the maximum power (actual maximum transmit power) that the terminal can transmit in the cell
  • Pemax means the maximum power available in the cell signaled by the base station.
  • Pumax refers to power in consideration of the maximum power reduction (MPR), the additional maximum power reduction (A-MPR), etc., to the maximum power (P PowerClass ) of the terminal itself.
  • P PowerClass Maximum power
  • 15 is an exemplary diagram illustrating a method of limiting transmission power of a terminal.
  • the terminal 100 performs a transmission by limiting the transmission power.
  • the Maximum Power Reduction (MPR) value is less linear to the power amplifier (PA) if the peak-to-average power ratio (PAPR) is large.
  • PAPR peak-to-average power ratio
  • a maximum MPR value of 2 dB can be applied.
  • a multi-clustered transmission is adopted by a user equipment in a single component carrier (CC) to simultaneously transmit a PUSCH and a PUCCH.
  • the size of the IM3 component meaning the distortion signal generated due to intermodulation
  • the terminal may act as a greater interference in the adjacent band, the general spurious emission (SE) and the ACLR (Adjacent), which are the emission requirements of the terminal, which the terminal should observe uplink transmission.
  • the MPR value may be set to satisfy the channel leakage ratio and the general spectrum emission mask (SEM).
  • the base station may apply the additional maximum power reduction (A-MPR) by transmitting a network signal (NS) to the terminal 100.
  • A-MPR transmits a network signal (NS) to the terminal 100 operating in a specific operating band so that the base station does not affect the adjacent band or the like.
  • the transmission power is additionally determined by applying the A-MPR.
  • the table below shows the A-MPR values according to network signals.
  • the table below shows the A-MPR values when the network signal is NS_07.
  • RB start indicates the lowest RB index of the transmitting RB.
  • L CRB represents the length of consecutive RB allocations.
  • the terminal determines and transmits a transmission power according to the above table. That is, when the UE decodes the received uplink grant, when the start position of the RB indicates to send 5 RBs continuously in the 10th RB, the UE applies the A-MPR value up to 12 dB. Can be transferred.
  • the channel bandwidth of the uplink can be increased up to 40 MHz (20 MHz + 20 MHz), and thus a larger MPR value is required. Therefore, when the base station transmits a network signal to the terminal to protect a specific band in a CA environment, it is possible to protect the adjacent band by performing additional power reduction to the terminal operating in the specific band.
  • FIG. 16A to 16C illustrate examples in which transmission in an uplink band for legacy LTE / LTE-A interferes with a navigation satellite band and an Industrial Scientific Medical (ISM) band.
  • FIG. 16D illustrates an example in which harmonics and IMDs caused by transmission in an uplink band for LTE / LTE-A in the terminal interfere with antenna radiation in the navigation satellite band and the ISM band or through leakage power on the RF board in the terminal. Indicates.
  • ISM Industrial Scientific Medical
  • the uplink of the band 21 and the uplink of the band 24, and navigation satellites such as Global Positioning System (GPS), GNSS (or GLONASS) (Global Navigation Satellite System, Galileo) of Table 2 Bands are shown on the frequency axis.
  • GPS Global Positioning System
  • GNSS or GLONASS
  • Galileo Global Navigation Satellite System, Galileo
  • the uplink of the band 40, the uplink of the band 41, and the ISM band (for example, used for Wi-Fi) of Table 2 are shown on the frequency axis.
  • the UE transmits on the uplink of the band 40 or the band 41 the UE may interfere with the ISM band.
  • the uplink of the band 5 the uplink of the band 1, the navigation satellite band, and the unlicensed ISM (Industry, Science and Medical) band of Table 2 are shown on the frequency axis.
  • Unlicensed ISM bands are 2400MHz-2494MHz and 5150MHz-5925MHz, but only one is shown in FIG. 16C.
  • the ISM band is interfered by the third harmonic component.
  • the effects of harmonics and IMDs generated by LTE / LTE-A frequency aggregation within a terminal enter an unlicensed band transmit / receive antenna via an antenna and interfere with an unlicensed band receiver, and then, inside the UE before passing the antenna. It shows the effect that the leakage power of RF board interferes with the receiver of unlicensed band.
  • the harmonic is also called harmonic, and refers to a multiple frequency component of the fundamental frequency at which transmission is performed.
  • the harmonic frequencies of 824MHz are 1648Hz, 2472Mzh ..., and so on.
  • Such harmonics are generated by a nonlinear amplifier (PA) or a passive element, a duplexer, a diplexer, or the like in the UE.
  • PA nonlinear amplifier
  • the UE when the UE performs transmission on the uplink of band 1, the ISM band, that is, 5150 MHz to 5925 MHz is interfered by the third harmonic component.
  • a device operating in the LTE / LTE-A-based UE and the ISM band may be transmitted and received at different times in a time division multiplexing (TDM) scheme.
  • the network may transmit a signal to each of the devices operating in the LTE / LTE-A-based UE and the ISM band.
  • TDM time division multiplexing
  • Another simple solution is to allow LTE / LTE-A based UEs to transmit on frequencies significantly distant from the ISM band.
  • this scheme is a solution to the case where the UE transmits in a band adjacent to the ISM band, and protects the ISM band by using time resources or frequency resources. It is not a fundamental solution because it does not solve the problem of the case where the harmonic component due to transmission affects the ISM band.
  • an LTE / LTE-A-based UE transmits on two uplink carriers using carrier aggregation (CA) technology
  • passive elements by a diplexer, a duplexer, or the like
  • Intermodulation distortion (IMD) components caused by active devices such as power amplifiers (PAs) and power amplifiers (PAs) can interfere with the navigation satellite band and the ISM band.
  • PAs power amplifiers
  • PAs power amplifiers
  • the UE aggregates the uplink of the band 1 and the uplink of the band 5 of Table 2 using CA technology, and the interference between the harmonic component and the IMD component on the navigation satellite band and the ISM band when performing transmission.
  • the purpose is to study the impact and to suggest a solution.
  • an example of aggregating an uplink of a band 1 and an uplink of a band 5 using a carrier aggregation (CA) technique is as follows.
  • the frequency at which the harmonic component occurs is far from each of the frequencies of band 1 and band 5 transmitted and received by the UE, so it can be seen that it does not directly affect band 1 and band 5. have.
  • the harmonic component affects band 41.
  • the third harmonic component of band 5 is designed on the premise that it affects the downlink of band 41.
  • exceptions to SE measurements were allowed when there were separate RBs in the transmission bandwidth where the second, third or fourth harmonic components completely or partially overlap the measurement bandwidth.
  • the frequency at which the IMD component occurs is far away from each frequency of band 1 and band 5 transmitted and received by the UE, so that it does not directly affect band 1 and band 5. have.
  • the two-tone tertiary IMD component affects downlink in band 22, downlink in band 42, downlink in band 43, and downlink in band 4.
  • the front-end filter of the UE can remove this IMD component sufficiently efficiently.
  • Table 13 below shows how the harmonic component and the IMD component influence the interference of the ISM band and the satellite navigation band, respectively.
  • the third harmonic component, the IMD, and the third harmonic component of the band 5 interfere with the ISM band.
  • the present specification may consider adding a harmonic filter to the UE to remove harmonic components that occur when performing transmission on the uplink band.
  • adding a harmonic filter to the UE may remove harmonic components that occur when performing transmission on the uplink band.
  • due to the coupling problem by the RF signal in the RF chain of the UE it may also affect the reception of the ISM band.
  • the 3rd harmonic component due to transmission on the uplink of band 1 and the 3rd harmonic component due to transmission on the uplink of band 1 are based on the existing LTE-based (ie, 3GPP Release 8) without using CA technology. Also occurs to the UE. However, when the legacy LTE-based (ie, 3GPP Release 8-based) UE transmits, it was observed that the harmonic component does not significantly affect the ISM band. Through this observation, it was confirmed that the existing LTE-based UE is implemented so that the harmonic component does not interfere with the ISM band.
  • the present specification proposes not to add a filter to the UE's RF chain that causes additional insertion loss, in contrast to a UE performing transmission on only one uplink carrier to remove the harmonic component and the IMD component. .
  • the present specification is a description of the UE that performs transmission on only one uplink carrier, even if the RF chain of the UE that aggregates band 1 and band 5 (ie, CA_1A-5A) using carrier aggregation (CA) technology. It is proposed to have only the same insertion loss as the RF chain.
  • CA carrier aggregation
  • a diplexer is required in the RF chain.
  • insertion loss is caused by this diplexer, which affects the maximum output power and the reference sensitivity level of reception.
  • the degree of insertion loss caused by the diplexer is different for each manufacturer of the RF filter, and can be summarized as shown in the following table.
  • IL stands for Insertion Loss and is expressed in dB.
  • the average of insertion loss IL can be expressed as shown in the table below.
  • the reference sensitivity referred to is a value indicating a reference reception power that can be reliably received data by the UE, a criterion for determining the cell radius when the mobile operator deploys a cell at a specific frequency do. If the base station shoots a radio wave with a constant power, the radio wave reaches the UE receiving antenna stage after undergoing attenuation. At this time, the attenuation of radio wave is attenuated in different form according to free space, city center, and rural area.
  • the energy reduction by the RF signal from the transmitting end to the receiving end follows the inverse square law. That is, the signal power measured at the receiver is inversely proportional to the square of the distance with respect to the signal power transmitted at the transmitter.
  • P TX is the transmit power
  • G TX is the transmit antenna gain
  • G RX is the receive antenna gain
  • ⁇ (Lambda) is the wavelength
  • d is the transmit-receive distance
  • L s (d) is the RF signal power A function indicating the amount of attenuation.
  • the radio channel between the transmitter and the receiver is modeled as a sum of average transmission power attenuation due to shadowing and the like and instantaneous fast fading.
  • the average path loss can be expressed as
  • PL is the path loss
  • d 1 is the distance between transmitters / receivers in meters
  • h BS is the base station height in meters
  • h UT is the terminal height in meters
  • f c is the center frequency in hertz (Hz).
  • the cell radius is about 3.5 km and assuming base station transmit power of 43 dBm (20 W), a reference sensitivity level signal reception of -97 dBm is assumed. can do.
  • the cell radius is reduced by 80m compared to the existing 3.5km. This is a 2% reduction in cell radius compared to the existing 3.5km. Therefore, in order to avoid the reduction of the cell radius from the mobile communication operator's point of view, it is necessary to minimize the value of insertion loss due to aggregation and transmission of two uplink carriers at the same time.
  • the insertion loss is very difficult in practice, and instead, it can be solved by reducing the margin for reference sensitivity at the UE end.
  • the reference sensitivity of an actual terminal has a margin of about 4-6 dB compared to the minimum requirement required by the standard. Therefore, the insertion loss of 0.4dB of additional receiver can be set to 0dB by reducing the margin of Reference Sensitivity, thereby eliminating cell radius reduction and making the UE side less influenced by 10% margin reduction. have.
  • ⁇ R IB, c may be 0 dB.
  • Table 16 The above ⁇ R IB, c is summarized in Table 16.
  • the allowed reference sensitivity relaxation, ⁇ R IB may be 0 dB due to supporting inter-band CA operation in the serving cell c of the corresponding band.
  • P CMAX_L, c MIN ⁇ P EMAX, c ⁇ T C, c , P PowerClass MAX (MPR , c + A-MPR , c + ⁇ T IB, c + ⁇ T C, c , P-MPR , c ) ⁇ .
  • P CMAX_H, c MIN ⁇ P EMAX, c , P PowerClass ⁇ .
  • P EMAX c is the maximum power given for the serving cell c.
  • P PowerClass is the maximum UE power without considering the allowance, and is -23 dBm.
  • MPR c and A-MPR c are MPR and A-MPR given for serving cell C.
  • ⁇ T IB, c is an additional allowance for the inter-band CA given for serving cell C.
  • the P-MPR c is an MPR for simultaneous transmission on multiple RATs (Radio access technology).
  • the reduction in maximum power due to insertion loss can be absorbed at + -2dB, which is the margin of the maximum output power of the UE.
  • the inter-band tolerance in the serving cell c of the corresponding band that is, ⁇ T IB, c is the maximum power Pcmax.
  • the margin at the value of) can be yielded to some extent to make 0.3 dB.
  • the inter-band tolerance in the serving cell c of the corresponding band that is, ⁇ T IB, c May be 0.3 dB.
  • 17A to 17D illustrate an RF chain structure of a UE to which a filter for removing or suppressing harmonics or an IMD is added, respectively.
  • an exemplary RF chain structure of a UE is shown.
  • the antenna is connected to a filter that removes / suppresses the harmonics and the IMD.
  • the filter is connected to a diplexer for low / high band separation.
  • the diplexer is connected to a duplexer for a first low band L1 (eg, band 5) and a duplexer for a first high band H1 (eg, band 1).
  • Each duplexer separates transmission and reception. Therefore, as described above, the filter has a harmonic component and an IMD component generated when a low band (for example, band 5) and a high band (for example, band 1) are simultaneously used for transmission by carrier aggregation (CA). It eliminates or suppresses leakage components due to radiation or entering by the UE internal RF circuitry.
  • CA carrier aggregation
  • FIG. 17B another exemplary RF chain structure of a UE is shown.
  • the antenna is connected to a diplexer, and the diplexer is connected to a filter.
  • the filter is coupled with a duplexer for the first low band L1 (eg band 5) and a duplexer for the first high band H1 (eg band 1). Each duplexer separates transmission and reception.
  • the filter removes harmonic and IMD components that occur when the low band (e.g., band 5) and high band (e.g., band 1) are used simultaneously for transmission by carrier aggregation (CA), as described above.
  • CA carrier aggregation
  • FIG. 17C another exemplary RF chain structure of a UE is shown.
  • An antenna is connected to the switch, the switch being connected to a duplexer for the first middle band M1, a duplexer for the second middle band M2, and a filter, the filter being die for the low / high band. It is connected to the flexure.
  • Each duplexer separates transmission and reception.
  • the switch separates the middle bands M1 and M2 from the low / high band and couples the antennas.
  • a filter is added between the switch and the diplexer according to one embodiment of the present specification. Therefore, as described above, the filter has a harmonic component and an IMD component generated when a low band (for example, band 5) and a high band (for example, band 1) are simultaneously used for transmission by carrier aggregation (CA). It eliminates or suppresses leakage components due to radiation or entering by the UE internal RF circuitry.
  • CA carrier aggregation
  • an RF chain structure of a UE for multiple CAs is illustrated.
  • the antenna is connected to the duplexer, and the duplexer separates the mid / high band from the low band and couples it to the antenna.
  • the duplexer is connected to a first filter and a second filter added according to one embodiment of the present specification. Each filter is connected to a first switch and a second switch.
  • the first switch is connected to a duplexer for a first middle band M1, a duplexer for a first high band H1, and a duplexer for a second high band H2, so as to couple to the first filter according to circumstances. Ring.
  • the second switch is connected to a duplexer for a first low band L1, a duplexer for a second low band L2, and a duplexer for a third low band L3, and coupled to the second filter according to circumstances. Ring.
  • Each duplexer separates transmission and reception.
  • each filter eliminates harmonic and IMD components that occur when the low band (e.g., band 5) and high band (e.g., band 1) are used simultaneously for transmission by carrier aggregation (CA), as described above. do.
  • CA carrier aggregation
  • a harmonic component and an IMD generated when performing transmission by aggregating uplink of band 1 and uplink of band 5 through an added filter according to an embodiment of the present specification.
  • the insertion loss generated by adding the filter prevents the cell coverage from being reduced by absorbing at the margin of reference sensitivity in case of reception, and the margin of maximum output power of the UE in case of transmission. Absorption at + -2dB prevents the reduction of cell coverage.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or 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. Specifically, this will be described with reference to FIG. 18.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 200 includes a processor 201, a memory 202, and an RF unit 203.
  • the memory 202 is connected to the processor 201 and stores various information for driving the processor 201.
  • the RF unit 203 is connected to the processor 201 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 201 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 51.
  • the wireless device 100 includes a processor 101, a memory 102, and an RF unit 103.
  • the memory 102 is connected to the processor 101 and stores various information for driving the processor 101.
  • the RF unit 103 is connected to the processor 101 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 101 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the wireless device may be implemented by the processor 101.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

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Abstract

본 명세서의 일 개시는 단말기를 제시한다. 상기 단말기는 안테나와; 제1 대역의 반송파와 제2 대역의 반송파를 합성하여 상기 안테나에 연결하거나, 분리하는 다이플렉서와; 상기 다이플렉서에 연결되는 필터와; 상기 필터에 연결되어 상기 제1 대역의 반송파에서 송신과 수신을 분리하는 제1 듀플렉서와; 상기 다이플렉서에 연결되어 상기 제2 대역의 반송파에서 송신과 수신을 분리하는 제2 듀플렉서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 필터는 상기 제1 대역의 반송파 상에서의 송신과 상기 제2 대역의 반송파 상에서의 송신이 동시에 수행될 경우 발생하는 하모닉 성분과 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분을 제거할 수 있다.

Description

하모닉 성분 및 혼변조 왜곡 성분을 제거하는 단말기
본 발명은 이동통신, 예컨대 LTE-A를 위한 단말기에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다.
3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. OFDMA 이해하기 위해서는 OFDM을 알아야 한다. OFDM은 낮은 복잡도로 심볼간 간섭(inter-symbol interference) 효과를 감쇄시킬 수 있어, 사용되고 있다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터를 N개의 병렬 데이터로 변환하여, N개의 직교 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지한다. 한편, OFDMA은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다.
도 1은 3GPP LTE 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 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.
이때, 기지국에서 단말로의 통신을 하향링크(downlink, DL)라 하며 단말에서 기지국으로의 통신을 상향링크(uplink, UL)라 한다.
만약, 각 지리적 영역(15a, 15b, 15c)에 여러 서비스 사업자에 의한 기지국들이 존재하는 경우, 서로 간섭을 일으킬 수 있다.
또한, 단말이 LTE-A 기술의 반송파 집성(CA)을 이용하여, 제1 대역의 반송파와 제2 대역의 반송파를 동시에 이용하여 송신하는 경우, 하모닉(harmonic) 성분 및 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분이 발생하여, 항법 위성 대역 및 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역에 간섭을 미칠 수 있다.
따라서, 본 명세서의 개시들은 전술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 단말기를 제시한다. 상기 단말기는 안테나와; 제1 대역의 반송파와 제2 대역의 반송파를 합성하여 상기 안테나에 연결하거나, 분리하는 다이플렉서와; 상기 스위치와 상기 다이플렉서 사이에 연결되는 필터와; 상기 필터에 연결되어 상기 제1 대역의 반송파에서 송신과 수신을 분리하는 제1 듀플렉서와; 상기 필터에 연결되어 상기 제2 대역의 반송파에서 송신과 수신을 분리하는 제2 듀플렉서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 필터는 상기 제1 대역의 반송파 상에서의 송신과 상기 제2 대역의 반송파 상에서의 송신이 동시에 수행될 경우 발생하는 하모닉 성분과 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분을 제거할 수 있다.
상기 제1 대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 저대역 반송파이고, 상기 제2 대역이 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 고대역 반송파일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 대역 5이고, 상기 제2 대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 대역 1일 수 있다.
상기 필터는 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역을 사용하는 WLAN에 간섭을 야기하는 상기 하모닉 성분과 상기 IMD 성분을 제거할 수 있다.
상기 필터에 의해서 야기되는 삽입 손실(Insertion loss)은 수신의 경우 수신 감도(reference sensitivity)의 마진에 의해 흡수되고, 송신의 경우 최대 출력 파워의 마진에 흡수되어, 셀 커버리지의 축소가 방지될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서의 일 개시는 또 다른 단말기를 제시한다. 상기 단말기는 안테나와; 상기 안테나에 반송파를 선택적으로 커플링하는 스위치와; 상기 스위치에 연결되어, 중간 대역의 반송파 상의 송신과 수신을 분리하는 위한 하나 이상의 듀플렉서와; 상기 스위치에 연결되어, 저대역의 반송파와 고대역의 반송파를 분리 합성하는 다이플렉서와; 상기 스위치와 상기 다이플렉서 사이에 연결되는 필터와; 상기 다이플레서에 연결되어 상기 저대역의 반송파 상에서 송신과 수신을 분리하는 저대역 듀플렉서와; 상기 다이플레서에 연결되어 상기 고대역의 반송파 상에서의 송신과 수신을 분리하는 고대역 듀플렉서를 포함할 수 있다. 여기서 상기 필터는 상기 저대역의 반송파 상에서의 송신과 상기 고대역의 반송파 상에서의 송신이 동시에 수행될 경우 발생하는 하모닉 성분과 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분을 제거할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 저대역의 반송파 상에서의 송신과 고대역의 반송파 상에서의 송신이 동시에 수행될 경우 발생하는 하모닉 성분과 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분을 제거할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 9는 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 스케줄링 예를 나타낸다.
도 10은 인트라 밴드(intra-band) 캐리어 집성(Carrier Aggregation; CA)을 도시한 개념도이다.
도 11은 인터 밴드(inter-band) 캐리어 집성을 도시한 개념도이다.
도 12는 불요 방사(unwanted emission)의 개념을 나타내며, 도 13은 도 12에 도시된 불요 방사 중 외부 대역에서의 방사를 구체적으로 나타내고, 도 14은 도 12에 도시된 채널 대역(MHz)와 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 15는 단말의 송신 전력을 제한하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 16a 내지 도 16c는 기존 LTE/LTE-A를 위한 상향링크 대역에서의 전송이 항법 위성 대역 및 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역에 간섭을 미치는 예를 나타낸다. 도 16d 는 단말 내에서 상향링크 대역에서의 전송에서 발생한 하모닉 혹은 IMD 성분이 안테나 방사를 통해 혹은 단말 내 RF 보드 상의 누설 전력을 통해 ISM 대역으로 간섭을 미치는 상황을 나타낸다.
도 17a 내지 17d는 하모닉 필터가 추가된 UE의 RF 체인 구조를 각각 나타낸다.
도 18은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
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, 사용되는 무선기기는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 단말(Terminal), MT(mobile terminal), UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 휴대기기(Handheld Device), AT(Access Terminal)등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하에서 사용되는 기지국이라는 용어는 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
한편, 3GPP 에서 정의하는 LTE 시스템은 이와 같은 MIMO를 채택하였다. 이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2에 도시된 무선 프레임은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V8.2.0 (2008-03) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 8)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 사이클릭 프리픽스(CP: cyclic prefix)에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V8.7.0 (2009-05) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다..
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
하나의 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 3GPP TS 36.211 V8.7.0에 의하면, 정규 CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot: DwPTS), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
표 1
UL-DL 설정 스위치 포인트 주기(Switch-point periodicity) 서브프레임 인덱스
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 ms D S U U U D S U U U
1 5 ms D S U U D D S U U D
2 5 ms D S U D D D S U D D
3 10 ms D S U U U D D D D D
4 10 ms D S U U D D D D D D
5 10 ms D S U D D D D D D D
6 5 ms D S U U U D S U U D
'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, 단말은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(Resource Block, RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다.
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. 즉, OFDM 심벌의 수는 전술한 CP의 길이에 따라 변경될 수 있다. 특히, 3GPP LTE에서는 노멀 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 7개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로, 그리고 확장 CP의 경우 하나의 슬롯 내에 6개의 OFDM 심볼이 포함되는 것으로 정의하고 있다.
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.
한편, 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다.
도 4의 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 슬롯에 대한 자원 그리드는 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드에도 적용될 수 있다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 4절을 참조할 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 0~9의 인덱스가 매겨진 10개의 서브프레임을 포함한다. 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함한다. 따라서, 무선 프레임은 20개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 하고, 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
도 5에서는 노멀 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다. 그러나, CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 바뀔 수 있다. 즉 전술한 바와 같이, 3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 노멀(normal) CP에서 1 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 슬롯은 6 OFDM 심벌을 포함한다.
자원블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element, RE)를 포함할 수 있다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0에 개시된 바와 같이, 3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB; system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 디코딩을 사용한다. 블라인드 디코딩은 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다. 기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0에 의하면, 상향링크 채널은 PUSCH, PUCCH, SRS(Sounding Reference Signal), PRACH(Physical Random Access Channel)을 포함한다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
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. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다.
단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
한편, 이하에서는 SC-FDMA 전송 방식에 대해서 설명하기로 한다.
LTE(Long-Term Evolution)의 상향링크에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 유사한 SC(Single-Carrier)-FDMA를 채택하였다.
SC-FDMA는 DFT-s OFDM(DFT-spread OFDM)이라고도 할 수 있다. SC-FDMA 전송 방식을 이용하는 경우, 전력 증폭기(power amplifier)의 비선형(non-linear) 왜곡 구간을 피할 수 있고, 따라서 전력 소모가 제한된 단말에서 전송 전력 효율이 높아질 수 있다. 이에 따라, 사용자 수율(user throughput)이 높아질 수 있다.
SC-FDMA 역시 FFT(Fast Fourier Transform)와 IFFT(Inverse-FFT)를 사용하여 부반송파에 나누어 신호를 전달하는 점에서, OFDM과 매우 유사하다. 그러나, 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 PAPR(Peak to Average Power Ratio)의 증가가 발생하는 것이다. 이러한 PAPR의 증가를 방지하기 위해, SC-FDMA는 OFDM과 달리 DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행한다. 즉, DFT 확산(spreading) 후 IFFT가 수행되는 전송 방식을 SC-FDMA라 한다. 따라서, SC-FDMA는 동일한 의미로 DFT spread OFDM(DFT-s-OFDM)으로도 불린다.
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 사용을 가능하게 하였다.
한편, 3GPP 진영에서는 LTE를 보다 개선한, LTE-Advanced의 표준화를 활발히 진행하고 있으며, 비연속적(non-contiguous)인 자원할당을 허용하는 클러스터된(clustered) DFT-s-OFDM 방식이 채택된 바 있다.
클러스터된(clustered) DFT-s OFDM 전송 방식은 기존의 SC-FDMA 전송 방식의 변형으로, 프리코더를 거친 데이터 심벌들을 복수의 서브 블록으로 나누고 이를 주파수 영역에서 서로 분리시켜 맵핑하는 방법이다.
한편, LTE-A 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
클러스터된(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 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. 이 경우, 단일 반송파 특성을 유지하기 어렵다.
이제 반송파 집성 시스템에 대해 설명한다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 7을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 단말에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, 단말에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 반송파 집성(carrier aggregation, CA) 시스템에서는 단말에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 요소 반송파(component carrier : CC)는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 예를 들어, 단말에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속한 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1개 이상의 요소 반송파를 집성할 때 대상이 되는 요소 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 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
무선 통신 시스템의 시스템 주파수 대역은 복수의 반송파 주파수(Carrier-frequency)로 구분된다. 여기서, 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(Center frequency of a cell)를 의미한다. 이하에서 셀(cell)은 하향링크 주파수 자원과 상향링크 주파수 자원을 의미할 수 있다. 또는 셀은 하향링크 주파수 자원과 선택적인(optional) 상향링크 주파수 자원의 조합(combination)을 의미할 수 있다. 또한, 일반적으로 반송파 집성(CA)을 고려하지 않은 경우, 하나의 셀(cell)은 상향 및 하향링크 주파수 자원이 항상 쌍으로 존재할 수 있다.
특정 셀을 통하여 패킷(packet) 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, 단말은 먼저 특정 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC(media access control) 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.
설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.
비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. 단말은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(SI)를 수신할 수 있다. 반면, 단말은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다.
프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 단말이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다.
세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
서빙 셀은 반송파 집성이 설정되지 않거나 반송파 집성을 제공할 수 없는 단말인 경우에는 프라이머리 셀로 구성된다. 반송파 집성이 설정된 경우 서빙 셀이라는 용어는 단말에게 설정된 셀을 나타내며 복수로 구성될 수 있다. 하나의 서빙 셀은 하나의 하향링크 요소 반송파 또는 {하향링크 요소 반송파, 상향링크 요소 반송파}의 쌍으로 구성될 수 있다. 복수의 서빙 셀은 프라이머리 셀 및 모든 세컨더리 셀들 중 하나 또는 복수로 구성된 집합으로 구성될 수 있다.
PCC(primary component carrier)는 프라이머리 셀에 대응하는 요소 반송파(component carrier: CC)를 의미한다. PCC는 단말이 여러 CC 중에 초기에 기지국과 접속(Connection 혹은 RRC Connection)을 이루게 되는 CC이다. PCC는 다수의 CC에 관한 시그널링을 위한 연결(Connection 혹은 RRC Connection)을 담당하고, 단말과 관련된 연결정보인 단말문맥정보(UE Context)를 관리하는 특별한 CC이다. 또한, PCC는 단말과 접속을 이루게 되어 RRC 연결상태(RRC Connected Mode)일 경우에는 항상 활성화 상태로 존재한다. 프라이머리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DownLink Primary Component Carrier, DL PCC)라 하고, 프라이머리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다.
SCC(secondary component carrier)는 세컨더리 셀에 대응하는 CC를 의미한다. 즉, SCC는 PCC 이외에 단말에 할당된 CC로서, SCC는 단말이 PCC 이외에 추가적인 자원할당 등을 위하여 확장된 반송파(Extended Carrier)이며 활성화 혹은 비활성화 상태로 나뉠 수 있다. 세컨더리 셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL Secondary CC, DL SCC)라 하고, 세컨더리 셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다.
프라이머리 셀과 세컨더리 셀은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 프라이머리 셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 둘째, 프라이머리 셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 세컨더리 셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 셋째, 프라이머리 셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)된다. 넷째, 프리이머리 셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH(Random Access CHannel) 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 프라이머리 셀을 통해서 수신한다. 여섯째, FDD 시스템의 경우 언제나 프라이머리 셀은 DL PCC와 UL PCC가 쌍(pair)으로 구성된다. 일곱째, 각 단말마다 다른 요소 반송파(CC)가 프라이머리 셀로 설정될 수 있다. 여덟째, 프라이머리 셀은 핸드오버, 셀 선택/셀 재선택 과정을 통해서만 교체될 수 있다. 신규 세컨더리 셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 세컨더리 셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
서빙 셀을 구성하는 요소 반송파는, 하향링크 요소 반송파가 하나의 서빙 셀을 구성할 수도 있고, 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파가 연결 설정되어 하나의 서빙 셀을 구성할 수 있다. 그러나, 하나의 상향링크 요소 반송파만으로는 서빙 셀이 구성되지 않는다.
요소 반송파의 활성화/비활성화는 곧 서빙 셀의 활성화/비활성화의 개념과 동등하다. 예를 들어, 서빙 셀1이 DL CC1으로 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀1의 활성화는 DL CC1의 활성화를 의미한다. 만약, 서빙 셀2가 DL CC2와 UL CC2가 연결 설정되어 구성되어 있다고 가정할 때, 서빙 셀2의 활성화는 DL CC2와 UL CC2의 활성화를 의미한다. 이러한 의미에서, 각 요소 반송파는 서빙 셀(cell)에 대응될 수 있다.
하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 또한, CC들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 CC들이 사용된다고 할 때, 5MHz CC(carrier #0) + 20MHz CC(carrier #1) + 20MHz CC(carrier #2) + 20MHz CC(carrier #3) + 5MHz CC(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(component carrier, CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다. 즉, PDCCH와 PDSCH가 서로 다른 하향링크 CC를 통해 전송될 수 있고, UL 그랜트를 포함하는 PDCCH가 전송된 하향링크 CC와 링크된 상향링크 CC가 아닌 다른 상향링크 CC를 통해 PUSCH가 전송될 수 있다. 이처럼 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템에서는 PDCCH가 제어정보를 제공하는 PDSCH/PUSCH가 어떤 DL CC/UL CC를 통하여 전송되는지를 알려주는 반송파 지시자가 필요하다. 이러한 반송파 지시자를 포함하는 필드를 이하에서 반송파 지시 필드(carrier indication field, CIF)라 칭한다.
교차 반송파 스케줄링을 지원하는 반송파 집성 시스템은 종래의 DCI(downlink control information) 포맷에 반송파 지시 필드(CIF)를 포함할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링을 지원하는 시스템 예를 들어 LTE-A 시스템에서는 기존의 DCI 포맷(즉, LTE에서 사용하는 DCI 포맷)에 CIF가 추가되므로 3 비트가 확장될 수 있고, PDCCH 구조는 기존의 코딩 방법, 자원 할당 방법(즉, CCE 기반의 자원 맵핑)등을 재사용할 수 있다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 8을 참조하면, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC(모니터링 CC) 집합을 설정할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 집성된 전체 DL CC들 중 일부 DL CC로 구성되며, 교차 반송파 스케줄링이 설정되면 단말은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC에 대해서만 PDCCH 모니터링/디코딩을 수행한다. 다시 말해, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC를 통해서만 스케줄링하려는 PDSCH/PUSCH에 대한 PDCCH를 전송한다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 단말 특정적, 단말 그룹 특정적, 또는 셀 특정적으로 설정될 수 있다.
도 8에서는 3개의 DL CC(DL CC A, DL CC B, DL CC C)가 집성되고, DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 예를 나타내고 있다. 단말은 DL CC A의 PDCCH를 통해 DL CC A, DL CC B, DL CC C의 PDSCH에 대한 DL 그랜트를 수신할 수 있다. DL CC A의 PDCCH를 통해 전송되는 DCI에는 CIF가 포함되어 어느 DL CC에 대한 DCI인지를 나타낼 수 있다.
상기 CIF의 값은 serving cell index의 값과 동일하다. 상기 serving sell index는 RRC 시그널을 통해서 UE에게 전송된다. 상기 serving sell index는 서빙셀, 즉, 1차 셀(프라이머리 셀) 또는 2차 셀(세컨더리 셀)을 식별하는데 사용되는 값을 포함한다. 예컨대, 값 0은 1차 셀(프라이머리 셀)을 나타낼 수 있다.
도 9는 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링이 설정된 경우 스케줄링 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, DL CC 0, DL CC 2, DL CC 4가 PDCCH 모니터링 DL CC 집합이다. 단말은 DL CC 0의 CSS에서 DL CC 0, UL CC 0(DL CC 0과 SIB 2로 링크된 UL CC)에 대한 DL 그랜트/UL 그랜트를 검색한다. 그리고, DL CC 0의 SS 1에서 DL CC 1, UL CC 1에 대한 DL 그랜트/UL 그랜트를 검색한다. SS 1은 USS의 일 예이다. 즉, DL CC 0의 SS 1은 교차 반송파 스케줄링을 수행하는 DL 그랜트/UL 그랜트를 검색하는 검색 공간이다.
한편, 캐리어 집성(carrier aggregation; CA) 기술은 전술한 바와 같이, 크게 인터 밴드(inter-band) CA 와 인트라 밴드(intra-band) CA 기술로 나뉠수 있다. 상기 인터 밴드(inter-band) CA는 서로 다른 대역에 존재하는 각 CC를 집성하여 사용하는 방법이며, 인트라 밴드(intra-band) CA는 동일 주파수 대역내의 각 CC 를 집성하여 사용하는 방법이다. 또한, 상기 CA 기술은 더 상세하게는 다시 인트라 밴드(Intra-Band) 연속(Contiguous) CA, 인트라 밴드(Intra-Band) 비연속(Non-Contiguous) CA와 인터밴드(Inter-Band) 비연속(Non-Contiguous) CA로 나뉘어 진다.
도 10은 인트라 밴드(intra-band) 캐리어 집성(Carrier Aggregation; CA)을 도시한 개념도이다.
도 10의 (a)는 인트라 밴드 근접(continguous) CA를 나타내고 있고, 도 10의 (b)는 인트라 밴드 비근접(non-continguous) CA를 나타내고 있다.
LTE-Advance의 경우 고속 무선 전송의 실현을 위하여 상향링크(Uplink) MIMO 와 캐리어 집성(Carrier Aggregation)을 포함한 다양한 기법이 추가되어 있다. LTE-Advance에서 논의되고 있는 CA는 도 10의 (a)에 나타낸 인트라 밴드(intra-band) 연속(Contiguous) CA와 도 10의 (b)에 나타낸 인트라 밴드(intra-band) 비연속(Non-Contiguous) CA로 나누어 질 수 있다.
도 11은 인터 밴드(inter-band) 캐리어 집성을 도시한 개념도이다.
도 11의 (a)는 인터 밴드 CA을 위한 낮은 밴드와 높은 밴드의 결합을 나타내고 있고, 도 11의 (b)는 인터 밴드 CA를 위한 비슷한 주파수 밴드의 결합을 나타내고 있다.
즉, 인터 밴드 캐리어 집성은 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이 인터 밴드(inter-band) CA의 RF 특성이 서로 다른 낮은 밴드(low-band)와 높은 밴드(high-band)의 캐리어(carrier)들 간의 인터 밴드(inter-band) CA와 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이 RF(radio frequency) 특성이 유사하여 각 요소 반송파(component carrier)별로 공통의 RF 단자를 사용할 수 있는 유사 주파수의 인터 밴드(inter-band) CA로 나누어 질 수 있다.
표 2
E-UTRA 동작대역(Operating Band) 상향링크 동작 대역(Uplink (UL) operating band) 하향링크 동작 대역Downlink (DL) operating band 듀플렉스모드Duplex 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
61 830 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
26 814 MHz 849 MHz 859 MHz 894 MHz FDD
27 807 MHz 824 MHz 852 MHz 869 MHz FDD
28 703 MHz 748 MHz 758 MHz 803 MHz FDD
29 N/A N/A 717 MHz 728 MHz FDD
30 2305 MHz 2315 MHz 2350 MHz 2360 MHz FDD
31 452.5 MHz 457.5 MHz 462.5 MHz 467.5 MHz FDD
32 N/A N/A 1452 MHz 1496 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
44 703 MHz 803 MHz 703 MHz 803 MHz TDD
한편, 3GPP LTE/LTE-A시스템에서는 위의 표 2와 같은 상향링크 및 하향 링크를 위한 동작 대역(operating bands)에 대해서 정의하고 있다. 표 2를 기준으로 도 10와 도 11의 4가지의 CA 케이스(case)가 구분된다.
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.
표 2과 같이 동작 대역이 정해져 있을 때, 각 국가의 주파수 배분 기구는 각국의 상황에 맞추어 서비스 사업자에게 특정 주파수를 배정할 수 있다.
한편, 인트라 밴드 연속 CA 대역 클래스 및 대응하는 보호 대역은 아래의 표와 같다.
표 3
CA 대역폭 클래스(Bandwidth Class) 집성 전송 대역폭 구성(Aggregated Transmission Bandwidth Configuration) CC의 최대 개수Maximum number of CC 일반 보호 대역(Nominal Guard) Band BWGB
A NRB,agg = 100 1 a1BWChannel(1) -0.5Df1 (NOTE2)
B NRB,agg = 100 2 0.05 max(BWChannel(1), BWChannel(2)) -0.5Δf1
C 100 < NRB,agg = 200 2 0.05 max(BWChannel(1),BWChannel(2)) -0.5Δf1
D 200 < NRB,agg = 300 FFS 0.05 max(BWChannel(1),BWChannel(2)) -0.5Δf1
E [300] < NRB,agg = [400] FFS FFS
F [400] < NRB,agg = [500] FFS FFS
NOTE1: BWChannel(j),j=1,2,3, 은 TS36.101 table 5.6-1 에 정의된 E-UTRA 요소 반송파의 채널 주파수 대역폭이며, Df1 은 하향링크시 Df의 subcarrier spacing 을 나타내며, 하향링크에서는 Df1=0이다.NOTE2: 채널 주파수 대역폭이 1.4MHz 일 경우 a1=0.16/1.4 이며, 나머지 주파수 대역에서는 a1=0.05 이다.
위 표에서 대괄호 []는 아직 확실하게 정해지 않았으며, 변경될 수 있음을 나타낸다. FFS는 For Further Study 의 약자 이다. NRB_agg는 집성 채널 대역 내에 집성된 RB들의 개수이다.
아래의 표 4는 각각의 인트라 밴드 연속 CA Configuration과 대응하는 Bandwidth의 세트를 나타낸다.
표 4
E-UTRA CA 설정(configuration) / 대역폭 조합 세트(Bandwidth combination set)
E-UTRA CA 설정(configuration) 각 반송파에서 허용하는 채널 주파수 대역폭 각 반송파에서 허용하는 채널 주파수 대역폭 각 반송파에서 허용하는 채널 주파수 대역폭 최대 집성 대역폭(Maximum aggregated bandwidth)[MHz] 대역폭 조합 세트(Bandwidth Combination Set)
CA_1C 15 15 40 0
20 20
CA_3C 5,10,15 20 40 0
20 5,10,15,20
CA_7C 15 15 40 0
20 20
10 20 40 1
15 15,20
20 10,15,20
CA_23B 10 10 20 0
5 15
CA_27B 1.4, 3, 5 5 13 0
1.4, 3 10
CA_38C 15 15 40 0
20 20
CA_39C 5,10,15 20 35 0
20 5, 10, 15
CA_40C 10 20 40 0
15 15
20 10, 20
CA_41C 10 20 40 0
15 15, 20
20 10, 15, 20
5, 10 20 40 1
15 15, 20
20 5, 10, 15, 20
CA_40D 10, 20 20 20 60 0
20 10 20
20 20 10
CA_41D 10 20 15 60 0
10 15, 20 20
15 20 10, 15
15 10, 15, 20 20
20 15, 20 10
20 10, 15, 20 15, 20
CA_42C 5, 10, 15, 20 20 5, 10, 15, 20 40 0
20 5, 10, 15 20
위 표에서 CA configuration은 동작 대역과 CA 대역폭 클래스를 나타낸다. 예를 들어, CA_1C는 표 2의 동작 대역2와 표 3의 CA 대역 클래스 C를 의미한다. 위 표에서 나타나지 않은 밴드에 대해서는 모든 CA 동작 클래스가 적용될 수 있다. 또한 Rel-12 에서는 클래스 D 가 위의 표와 같이 추가 되었으며, 이를 통해 최대 3개의 반송파를 인트라 밴드 연속 CA에서 동시에 전송가능하게 되었다.
도 12는 불요 방사(unwanted emission)의 개념을 나타내며, 도 13은 도 12에 도시된 불요 방사 중 외부 대역에서의 방사를 구체적으로 나타내고, 도 14은 도 12에 도시된 채널 대역(MHz)와 리소스 블록(RB)의 관계를 나타낸다.
도 12를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 임의의 송신 모뎀이 임의의 E-UTRA 대역 내에서 할당된 채널 대역폭 상에서 신호를 전송한다.
여기서, 채널 대역폭은 도 14를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 정의된다. 즉, 채널 대역폭(BWChannel) 보다 작게 전송 대역폭 설정이 이루어진다. 전송 대역폭 설정은 복수의 리소스 블록(Resource Block: RB)들에 의해 이루어진다. 그리고 채널 외곽은 채널 대역폭에 의해 분리된 가장 높고 낮은 주파수이다.
한편, 전술한 바와 같이 3GPP LTE 시스템에서는 채널 대역폭으로 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz을 지원한다. 이러한 채널 대역폭과 리소스 블록의 개수의 관계는 아래의 표와 같다.
표 5
채널 대역폭BWChannel [MHz] 1.4 3 5 10 15 20
전송 대역폭 설정 NRB 6 15 25 50 75 100
다시 도 12를 참조하면, △fOOB의 대역에서 불요 방사가 생기고, 또한 도시된 바와 같이, 스퓨리어스(Spurious) 영역 상에서도 불요 방사가 생긴다. 여기서, fOOB는 외부 대역(Out Of Band: OOB)의 주파수의 크기를 의미한다. 한편, 외부 대역(Out Of Band) 상의 방사(emission)는 의도된 전송 대역과 근접한 대역에서 발생하는 것을 말한다. 스퓨리어스 방사란 의도된 전송 대역으로부터 멀리 떨어진 주파수 대역까지 불요파가 방사되는 것을 말한다.
한편, 3GPP 릴리즈 10은 주파수 범위에 따라 최소한으로 넘지말아야 할 기본적인 SE(Spurious emission)을 정의하고 있다.
한편, 도 13에 나타난 바와 같이, E-UTRA 채널 대역(1301)에서 전송을 수행하면, 외부 대역들(도시된 fOOB 영역내의 1302, 1303, 1304)으로 누설, 즉 불요 방사된다.
여기서, 도시된 UTRAACLR1은 단말이 E-UTRA 채널(1301)에서 전송을 할 때, 바로 인접한 채널(1302)이 UTRA를 위한 것일 경우, 상기 인접한 채널(1302), 즉 UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다. 그리고, 상기 UTRAACLR2은 도 13에 나타난 바와 같이, 인접한 채널(1302) 옆에 위치하는 채널(1303)이 UTRA를 위한 것일 경우, 상기 인접한 채널(1303), 즉 UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다. 그리고, 상기 E-UTRAACLR은 도 13에 나타난 바와 같이, 단말이 E-UTRA 채널(1301)에서 전송을 할 때, 인접한 채널(1304), 즉 E-UTRA 채널로 누설되는 비율, 즉 인접 채널 누설비이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 할당된 채널 대역에서 전송을 수행하면 인접한 채널들로 불요 방사가 일어난다.
설명한 바와 같이, 무선 송신에 의해, 서로 인접한 대역으로 불요 방사(unwanted emission)가 발생하게 된다. 이때, 기지국 송신에 따른 방사에 의한 간섭은, 기지국의 특성상 고가와 큰 크기의 RF 필터 설계 등에 의해 인접 대역으로 인입되는 간섭양을 허용된 기준 이하로 줄일 수 있다. 반면 단말의 경우, 단말 크기의 제한, 전력 증폭기나 전치 듀플렉스 필터 RF 소자에 대한 가격 제한 등으로 인해 인접 대역으로 인입되는 것을 완벽히 막기 어렵다.
따라서, 단말의 송신 전력을 제한하는 것이 필요하다.
LTE 시스템에서 단말이 실제로 사용 가능한 최대 전력(Pcmax)을 간단히 표현하면 다음과 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2014010772-appb-M000001
여기서 Pcmax는 단말이 해당 셀에서 송신 가능한 최대 전력(실제 최대 송신 전력)을 의미하며, Pemax는 기지국이 시그널링하는 해당 셀 내에서 사용 가능한 최대 전력을 의미한다. 또한, Pumax는 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)에 최대 전력 감소량(Maximum Power Reduction; 이하 MPR), 추가 최대 전력 감소량(Additive-MPR; 이하 A-MPR) 등을 고려한 전력을 지칭한다.
상기 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)은 아래의 표와 같다.
표 6
동작 대역 파워 클래스 1 (dBm) 파워 클래스 3 (dBm)
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,17,18, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 23dBm
14 31 dBm
한편, 인트라 밴드-연속 CA의 경우, 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)은 아래의 표와 같다.
표 7
동작 대역 파워 클래스 3 (dBm)
CA_1C 23dBm
CA_3C 23dBm
CA_7C 23dBm
CA_38C 23dBm
CA_39C 23dBm
CA_40C 23dBm
CA_41C 23dBm
CA_42C 23dBm
도 15는 단말의 송신 전력을 제한하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 15의 (a)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 단말(100)은 송신 전력을 제한하여 전송을 수행한다.
송신 전략을 제한하기 위한, MPR(Maximum Power Reduction) 값은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 클 경우 이에 대한 전력 증폭기(Power amplifier: PA)의 선형성이 떨어지게 됨 이러한 선형성을 유지하기 위해 변조(modulation) 방식에 따라서 최대 2dB 의 MPR 값을 적용할 수 있다.
<3GPP 릴리즈 11에 따른 MPR>
한편, 3GPP 릴리즈 11에 따르게 되면, 싱글 CC(Component carrier)에서 단말이 멀티-클러스터 전송(multi-clustered transmission)이 채택되어, PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송할 수 있다. 이와 같이, PUSCH와 PUCCH를 동시 전송하게 되면, 대역 외곽(Out-Of-Band) 영역에서 발생하는 IM3 성분(상호변조(intermodulation)으로 인해 발생한 왜곡신호를 의미함)의 크기가 기존 대비 커질 수 있으며, 이에 의해 인접한 대역에서의 더 큰 간섭으로 작용할 수 있으므로, 단말이 상향링크 전송 지켜야 할 단말의 방사 요구사항(emission requirements)인 일반(general) 슈퍼리어스 방사(SE: Spurious Emission), ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio) 및 일반(general) 스펙트럼 방사 마스크(SEM: Spectrum Emission Mask) 을 만족시킬 수 있도록, MPR 값을 설정할 수 있다.
<A-MPR>
도 15의 (b)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국은 네트워크 시그널(NS)을 단말(100)로 전송하여 A-MPR(Additional Maximum Power Reduction)을 적용시킬 수 있다. 상기 A-MPR은 위에서 언급한 MPR과 달리 인접한 대역 등에 간섭 등의 영향을 주지 않기 위해, 기지국이 특정한 동작 대역에서 동작하는 단말(100)에게 네트워크 시그널(NS)을 전송하여, 단말(100)이 추가적으로 전력 감소를 수행하도록 하는 것이다. 즉, MPR을 적용한 단말이 네트워크 시그널(NS)을 수신하게 되면, 추가적으로 A-MPR을 적용하여 전송 전력을 결정한다.
아래의 표는 네트워크 시그널에 따른 A-MPR의 값을 나타낸다.
표 8
Network Signalling value Channel bandwidth (MHz) Resources Blocks (NRB) A-MPR (dB)
NS_01 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 미정
NS_03 3 >5 = 1
5 >6 = 1
10 >6 = 1
15 >8 = 1
20 >10 = 1
NS_04 5 >6 = 1
NS_05 10,15,20 = 50 = 1
NS_06 1.4, 3, 5, 10 - 미정
NS_07 10 표 9로 나타냄
NS_08 10, 15 > 44 = 3
NS_09 10, 15 > 40 = 1
> 55 = 2
NS_18 5 = 2 = 1
10, 15, 20 = 1 = 4
아래의 표는 네트워크 시그널이 NS_07일 때의 A-MPR값을 나타낸다.
표 9
　파라미터 Region A Region B Region C
RBstart 0 - 12 13 -18 19 -42 43 - 49
LCRB [RBs] 6-8 1-5, 9-50 =8 =18 =2
A-MPR [dB] = 8 = 12 = 12 = 6 = 3
위 표에서 RBstart는 전송 RB의 가장 낮은 RB 인덱스를 나타낸다. 그리고, LCRB 는 연속하는 RB 할당의 길이를 나타낸다.
예를 들어 설명하면, 대역 13 에서 10MHz 채널 대역폭를 사용하여 서비스를 제공받는 단말이 네트워크 시그널로서 NS_07을 수신하는 경우, 단말은 위 표에 따라서 전송 전력을 결정하여 전송한다. 즉, 단말이 수신한 상향링크 그랜트(Uplink grant)를 디코딩했을 때, RB의 시작 위치가 10번째 RB에서 5 RB를 연속적으로 보내라고 지시할 경우, 단말은 A-MPR 값을 최대 12 dB 로 적용하여 전송할 수가 있다.
<CA에 따른 A-MPR>
다른 한편, CA를 고려했을 경우 상향링크의 채널 대역폭(channel bandwidth)은 최대 40MHz (20MHz+20MHz) 까지 증가 될 수 있으며, 이에 따라 더 큰 MPR 값이 필요하게 된다. 따라서, CA 환경에서 특정 대역을 보호하기 위해 기지국이 네트워크 시그널을 단말로 전송할 경우, 상기 특정 대역에서 동작하는 단말에 추가적인 전력 감소를 수행하여 인접한 대역을 보호할 수 있다.
<본 명세서의 개시>
도 16a 내지 도 16c는 기존 LTE/LTE-A를 위한 상향링크 대역에서의 전송이 항법 위성 대역 및 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역에 간섭을 미치는 예를 나타낸다. 도 16d는 단말 내 LTE/LTE-A를 위한 상향링크 대역에서의 전송에 의한 하모닉과 IMD가 항법 위성 대역 및 ISM 대역에 안테나 방사에 의해 혹은 단말 내 RF 보드상 누설 전력을 통해 간섭을 미치는 예를 나타낸다.
도 16a을 참고하면, 표 2의 대역 21의 상향링크와 대역 24의 상향링크, 그리고 항법 위성, 예컨대 GPS(Global Positioning System), GNSS)(혹은 GLONASS라고도 함)(Global Navigation Satellite System, Galileo)을 위한 대역이 주파수 축 상에 나타나 있다. 이때, UE가 대역 21 또는 대역 24의 상향링크 상에서 전송을 하는 경우, 상기 항법 위성을 위한 대역에 간섭을 미칠 수 있다.
또한, 도 16b를 참고하면, 표 2의 대역 40의 상향링크와 대역 41의 상향링크, 그리고 ISM 대역(예컨대, Wi-Fi를 위해 사용됨)이 추파수 축 상에 나타나 있다. 이때, UE가 대역 40 또는 대역 41의 상향링크 상에서 전송을 하는 경우, 상기 ISM 대역에 간섭을 미칠 수 있다.
또한, 도 16c를 참고하면, 표 2의 대역 5의 상향링크, 대역 1의 상향링크와, 항법 위성 대역, 그리고 비면허 ISM(Industry, Science and Medical) 대역이 주파수 축 상에 나타나 있다. 비면허 ISM 대역은 2400MHz-2494MHz와 5150MHz-5925MHz이나, 도 16c에서는 하나만 나타내었다. 이때, UE가 주파수 대역 5의 상향링크 상에서 전송을 수행하는 경우, 3차 하모닉(harmonic) 성분에 의해서 ISM 대역이 간섭을 받는다.
또한 도 16d를 참고하면 단말 내 LTE/LTE-A 주파수 집성에 의해서 생긴 하모닉과 IMD가 안테나를 거쳐서 비면허 대역 송-수신 안테나로 타고 들어가서 비면허 대역 수신부에 간섭을 미치는 영향과, 안테나를 거치기 전에 UE 내부의 RF 보드를 타고 누설되는 전력이 비면허 대역의 수신부에 간섭을 미치는 영향을 나타낸다.
물론 하나의 단말 내부에서의 간섭 뿐만 아니라 단말과 단말 사이의 간섭에 의한 상향링크 주파수 집성 단말에 의해 발생한 하모닉과 IMD의 영향이 지리적으로 인접에 위치한 비면허 대역 수신을 하고 있는 단말의 성능 열화도 고려되어질 수 있다.
여기서 하모닉은 고조파라고도 불리며, 전송이 수행되는 원 주파수(Fundamental Frequency)의 배수 주파수 성분을 말한다. 예를 들어 824MHz의 하모닉 주파수는 1648Hz, 2472Mzh... 등이 된다. 이러한 하모닉은 UE 내의 비선형 증폭기(Power Amplifier; PA) 또는 수동 소자인 듀플렉서(Duplexer), 다이플렉서(Diplexer) 등에 의해서 발생한다.
또한, 도시되지는 않았으나, UE가 대역1의 상향링크 상에서 전송을 수행하는 경우, 3차 하모닉(harmonic) 성분에 의해서 ISM 대역, 즉 5150MHz-5925MHz이 간섭을 받는다.
위에서 설명한 도 16a의 상황 및 도 16b의 상황에서의 간섭은 이미 많은 연구를 통해 해소가 되고 있다. 그러나, 도 16c와 같이 하모닉 성분에 의한 간섭에 대해서는 현재까지 연구가 많이 진행되지 않았다. 특히, Wi-Fi(혹은 WLAN)를 위해 사용되는 ISM 대역과 항법 위성 대역이 하모닉 성분에 의해 간섭의 영향을 받을 수 있다는 것에 대해서는 연구가 진행되지 않았다.
상기 하모닉 성분에 의한 간섭의 영향을 최소화하기 위해서, 간단하게는 LTE/LTE-A 기반의 UE와 ISM 대역에서 동작하는 기기는 TDM(Time Division Multiplexing) 방식으로 서로 다른 시간에 송수신하도록 할 수 있다. 이를 위해, 네트워크는 LTE/LTE-A 기반의 UE와 ISM 대역에서 동작하는 기기 각각에게 시그널을 전송할 수 있다. 또 다른 간단한 방안으로는, LTE/LTE-A 기반의 UE가 ISM 대역에서 상당히 멀리 떨어진 주파수 상에서 송신을 하도록 함으로써, 해결할 수 있다. 그러나, 이러한 방안은 ISM 대역과 인접한 대역에서 단말이 송신할 경우에 대한 해결책으로 시간 자원 혹은 주파수 자원을 사용함으로써 ISM 대역을 보호하는 방식으로 단말 송신 대역이 ISM 대역과 수백 MHz 이상 떨어져 있는 상황에서 단말 송신에 의한 하모닉 성분이 ISM 대역으로 영향을 미치는 경우에 대한 문제를 해결하지 못함으로 인해 근본적인 해결책이 아니다.
한편, LTE/LTE-A 기반의 UE가 반송파 집성(Carrier Aggregation: CA) 기술을 이용하여 2개의 상향링크 반송파 상에서 전송을 수행하는 경우, 다이플렉서(Diplexer), 듀플렉서(Duplexer) 등에 의한 수동 소자와 전력 증폭기(Power Amplifier : PA)와 같은 능동 소자에 의한 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분에 의해서 항법 위성 대역 및 ISM 대역에 간섭을 미칠 수 있다. 그러나, 이에 대해서 기존에는 연구가 진행되지 않았다.
따라서, 본 명세서는 UE가 CA 기술을 이용하여 표 2의 대역 1의 상향링크와 대역 5의 상향링크를 집성하여, 송신을 수행할 때에 하모닉 성분과 IMD 성분이 항법 위성 대역 및 ISM 대역에 미치는 간섭 영향을 연구하고, 그 해결책을 제시하는 것을 목적으로 한다.
이하, 구체적인 연구와 그에 따른 해결책에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 반송파 집성(CA) 기술을 이용하여 대역 1의 상향링크와 대역 5의 상향링크를 집성하는 예를 표로 정리하면 다음과 같다.
표 10
E-UTRA CA 대역 E-UTRA 대역 상향링크 (UL) 대역 하향링크 (DL) 대역 듀플렉스모드
기지국 수신 / UE 송신 Channel BW (MHz) 기지국 수신 / UE 송신 채널 대역폭(MHz)
FUL_low - FUL_high FUL_low - FUL_high
CA_1-5 1 1920 MHz 1980 MHz 10 2110 MHz 2170 MHz 10 FDD
5 824 MHz 849 MHz 10 869 MHz 894 MHz 10
위 표에서 채널 대역폭을 정리하여 나타내면 아래의 표와 같다.
표 11
E-UTRA 대역 / 채널 대역폭
E-UTRA CA 대역 E-UTRA 대역 1.4MHz 3MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz 대역폭 조합 세트
CA_1A-5A 1 Yes 0
5 Yes
위와 같이, 대역 1의 상향링크와 대역 5의 상향링크를 집성하여 송신을 수행할 경우에, 발생하는 하모닉 성분과 IMD 성분을 분석하여, 아래의 표 12에 나타내었다.
먼저, 아래의 표 12를 참고하면, 하모닉 성분이 발생하는 주파수는 UE가 송수신하는 대역 1과 대역 5의 각 주파수와는 상당히 멀리 떨어져 있어서, 대역 1과 대역 5에는 직접적인 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 하모닉 성분은 대역 41에는 영향을 미친다. UE간 공존 요구 사항을 위한 종래 SE(Spurious Emission)에서, 대역 5의 3차 하모닉 성분은 대역 41의 하향링크 상에 영향을 미치는 것을 전제로 설계되었다. 다만 2차, 3차 또는 4차 하모닉 성분이 측정 대역폭과 완전히 혹은 부분적으로 겹치는 전송 대역폭 내에 개별 RB가 있는 경우에 SE 측정에 대한 예외가 허용되었다.
또한, 아래의 표 12를 참조하면, IMD 성분이 발생하는 주파수는 UE가 송수신하는 대역 1과 대역 5의 각 주파수와는 상당히 멀리 떨어져 있어서, 대역 1과 대역 5에는 직접적인 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 투톤(two-tone) 3차 IMD 성분은 대역 22의 하향링크, 대역 42의 하향링크, 대역 43의 하향링크, 그리고 대역 4의 하향링크에는 영향을 미친다. 그러나, 이러한 대역 22, 대역 42 및 대역 43은 대역 1 및 대역 5와 상당히 떨어져 있기 때문에, UE의 전단 필터(front-end filter)가 충분히 효율적으로 이러한 IMD 성분을 제거할 수 있다.
표 12
UE UL 반송파 fx_low fx_high fy_low fy_high
UL 주파수 (MHz) 1920 1980 824 849
2차 하모닉 주파수 제한 2*fx_low 2*fx_high 2* fy_low 2* fy_high
2차 하모닉 주파수 제한 (MHz) 3840 to 3960 1648 to 1698
3차 하모닉 주파수 제한 3*fx_low 3*fx_high 3* fy_low 3* fy_high
3차 하모닉 주파수 제한 (MHz) 5760 to 5940 2472 to 2547
2차 IMD 성분 |fy_low fx_high| |fy_high fx_low| |fy_low + fx_low| |fy_high + fx_high|
IMD 주파수 제한(MHz) 1071 to 1156 2744 to 2829
투톤(Two-tone) 3차 IMD 성분 |2*fx_low fy_high| |2*fx_high fy_low| |2*fy_low fx_high| |2*fy_high fx_low|
IMD 주파수 제한(MHz) 2991 to 3136 222 to 332
투톤(Two-tone) 3차 IMD 성분 |2*fx_low + fy_low| |2*fx_high + fy_high| |2*fy_low + fx_low| |2*fy_high + fx_high|
IMD 주파수 제한(MHz) 4664 to 4809 3568 to 3678
위 표 12로부터, UE가 대역 1 및 대역 5를 반송파 집성하여 송신함에 따라 발생하는 3차 하모닉 성분에 의해 ISM 대역에서 동작하는 Wi-Fi 시스템은 간섭의 영향을 받는 것을 알 수 있다.
아래의 표 13은 하모닉 성분 및 IMD 성분이 각각이 ISM 대역과 위성 항법 대역 각각에 간섭의 영향을 미치는 지를 정리하여 나타낸다.
표 13
간섭의 영향을 받는 희생 시스템 주파수 범위[MHz] 간섭 영향 여부 지역 간섭의 원인
COMPASS(Beidou) 1559 - 1591 No
Galileo 1559 - 1591 No
GLONASS 1591 - 1610 No
GPS 1563 - 1587 No
ISM 대역 (2.4GHz) 2400 - 2483.5 Yes US/Europe 대역 5의 3차 하모닉
2400 - 2494 Yes Asia 대역 5의 3차 하모닉
ISM 대역 (5GHz) 5150 - 5925 Yes US 대역 1의 3차 하모닉
5150 - 5350 No Europe
5470 - 5725 No
5150 - 5825 Yes Asia 대역 1의 3차 하모닉 및 IMD
위 표로부터 정리된 바와 같이, 대역 1의 3차 하모닉 성분과 IMD 그리고 대역 5의 3차 하모닉 성분이 ISM 대역에 간섭을 미치는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 확인된 간섭을 완화하기 위한 방안이 필요하다. 이를 위해, 본 명세서는 상향링크 대역 상에서 전송을 수행할 때 발생하는 하모닉 성분을 제거하기 위한 하모닉 필터를 UE에게 추가하는 것을 고려할 수 있다. 그런데, 이때 UE의 RF 체인에서 RF 신호에 의한 커플링 문제로 인하여, ISM 대역의 수신에 또한 영향을 미칠 수 있다.
한편, 주목할 점은 대역 1의 상향링크 상에서의 전송에 의한 3차 하모닉 성분과 대역 1의 상향링크 상에서의 전송에 의한 3차 하모닉 성분들은 CA 기술을 사용하지 않는 기존 LTE 기반(즉, 3GPP 릴리즈 8 기반)의 UE에게도, 발생한다는 것이다. 그러나, 기존 LTE 기반(즉, 3GPP 릴리즈 8 기반)의 UE가 송신을 할 때, 하모닉 성분은 ISM 대역에 큰 영향을 미치지 않음을 관찰하였다. 이러한 관찰을 통해, 기존 LTE 기반의 UE는 하모닉 성분이 ISM 대역으로의 간섭을 미치지 않도록 구현되어 있는 것을 확인하였다.
따라서, 본 명세서는 하모닉 성분 및 IMD 성분을 제거하기 위해서 하나의 상향링크 반송파 상에서만 전송을 수행하는 UE와 대비하여, 추가적인 삽입 손실을 야기시키는 필터를 UE의 RF 체인에 추가하지 않도록 하는 것을 제안한다.
대안적으로, 본 명세서는 UE가 2개의 상향링크 반송파(즉, 대역 1의 상향링크 및 대역 5의 상향링크)를 집성하여 전송을 수행하는 경우, 간섭 누설에 인해 ISM 대역으로의 성능 열화가 발생하므로, 상기 UE의 RF 체인에 하모닉 필터와 같은 필터링 방식을 추가하는 것을 제안한다. 그 이유는, 하나의 상향링크 반송파에서만 전송을 수행하는 UE의 경우, 하모닉 성분만 발생하므로, IMD 성분에 의한 ISM 대역의 성능 열화를 고려할 필요가 없지만, 2개의 상향링크 반송파(즉, 대역 1의 상향링크 및 대역 5의 상향링크)를 집성하여 전송을 수행하는 UE의 경우, 하모닉 성분과 IMD 성분이 모두 발생하므로, ISM 대역의 성능 열화가 발생하기 때문이다.
다른 한편, 본 명세서는 반송파 집성(CA) 기술을 이용하여 대역 1과 대역 5를 집성(즉, CA_1A-5A)하는 UE의 RF 체인일 지라도, 하나의 상향링크 반송파 상에서만 전송을 수행하는 UE의 RF 체인과 동일한 정도의 삽입 손실만을 가지도록 하는 것을 제안한다.
구체적으로, 2개의 상향링크 반송파를 동시에 이용하여 송신을 하기 위해서는 RF 체인에 다이플렉서(diplexer)가 필요하다. 그런데 이 다이플렉서에 의해서 삽입 손실이 야기되고, 이는 최대 출력 파워와 수신의 기준 감도 레벨(reference sensitivity level)에 영향을 미친다. 상기 다이플렉서에 의해서 유발되는 삽입 손실의 정도는 RF 필터의 제조사 마다 다르며, 아래의 표와 같이 정리될 수 있다.
표 14
E-UTRA 대역 IL (dB) IL (dB) IL (dB) IL (dB) IL (dB)
1 0.38 0.66 0.53 0.41 0.45
5 0.36 0.49 0.45 0.35 0.3
위 표에서 IL은 Insertion Loss(삽입 손실)의 약자이며, 단위는 dB로 표현된다.
위와 같이 정리된 삽입손실(IL)의 값에 대해서 송신(Tx)/수신(Rx)의 경로에서 마진 차이는 없을 수 있다. 그러므로, 삽입손실(IL)의 평균은 아래의 표와 같이 나타내질 수 있다.
표 15
인터-밴드 CA 설정 E-UTRA 대역 Tx IL [dB] Rx IL [dB]
삽입손실의 평균 1 0.49 0.49
5 0.39 0.39
삽입 손실이 표 14와 같고, 이를 평균한 값이 표 15와 같다면, UE가 실제로 사용 가능한 기준 감도(Reference Sensitivity)을 산출 할 때, 위 표에 나타난 값을 그대로 사용하여 기준 감도(Reference Sensitivity)의 열화를 받아들여야 한다.
여기서, 언급한 기준 감도(Reference Sensitivity)라 함은 UE가 안정적으로 데이터를 수신할 수 있는 기준 수신 파워를 나타내는 값으로서, 이동통신 사업자가 특정 주파수에서 셀을 배치할 경우 셀 반경을 결정하는 기준이 된다. 만약 기지국에서 일정한 파워로 전파를 쏘게 되면 이 전파는 감쇠를 겪은 이후 UE 수신 안테나 단에 도달하게 된다. 이때 전파의 감쇠는 자유공간, 도심, 시골 지역에 따라 다른 형태로 감쇠가 이루어 지며 자유공간의 경우 아래의 식과 같다.
이상적인 자유공간 전파 모델에서, 송신단에서 수신단으로의 RF 신호에 의한 에너지 감소는 역 제곱 법칙(inverse square law)를 따른다. 즉 수신단에서 측정된 신호 파워는 송신단에서 전송한 신호 파워에 대하여 거리의 제곱에 반비례한다.
수학식 2
Figure PCTKR2014010772-appb-M000002
식에서 PTX는 송신 파워, GTX는 송신 안테나 이득, GRX는 수신 안테나 이득, λ(Lambda)는 파장, d는 송-수신기간 거리를 나타내며 Ls(d)는 거리에 따른 RF 신호 파워의 감쇠 정도를 나타내는 함수이다. 송수신단간의 무선 채널은 쉐도잉(shadowing) 등에 의한 평균전송파워 감쇠와 순시적인 패스트 패이딩(fast fading)의 합으로 모델링 된다. 평균적인 경로 손실 는 아래 식과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2014010772-appb-M000003
이러한 배경 아래에서 일반적으로 표준에서 사용되는 도시 매크로 모델(Urban Macro Model)의 경우를 살펴보자. 이때 경로 손실은 아래 식과 같다.
수학식 4
Figure PCTKR2014010772-appb-M000004
여기서 PL는 경로 손실, d1 은 미터 단위의 송/수신기 간 거리, hBS 는 미터 단위의 기지국 높이, hUT 는 미터 단위의 단말 높이, fc 는 헤르츠(Hz) 단위의 중심 주파수이다.
만약 2GHz 중심 주파수, 25m 기지국 높이, 1.5m 단말 높이에서 140dB의 경로 손실을 가정한다면 셀 반경은 약 3.5km이고 43dBm (20W)의 기지국 전송 파워를 가정할 경우 -97dBm의 기준 감도 레벨 신호 수신을 가정할 수 있다.
여기서 예컨대 삽입 손실 0.4 dB를 적용하면 PL = 140 ? 0.4 = 139.6dB로 줄어들고 위의 식에 대입하여 보면 셀 반경은 기존 3.5km 대비 80 m만큼 셀반경의 축소가 일어난다. 이는 기존 3.5km 대비 2% 가량 셀 반경이 줄어든 값이다. 따라서 이동통신 사업자 관점에서 셀 반경의 축소를 피하기 위해서는 2개의 상향링크 반송파를 집성하여 동시에 송신함에 따른 삽입 손실의 값을 최소화할 필요가 있다.
다만, 삽입 손실을 줄이는 것은 실제로는 매우 어려우므로, 대신에 UE 단에서 기준 감도(Reference sensitivity)에 대한 마진을 줄임으로써, 해결할 수 있다. 통상적으로 실제 단말의 기준 감도(Reference sensitivity)는 표준에서 요구하는 최소 요구사항(minimum requirement) 대비 4~6dB 가량의 마진을 갖고 있다. 따라서 0.4dB의 추가적인 수신단의 삽입 손실은 기준 감도(Reference Sensitivity)의 마진으로 줄임으로써 0 dB로 설정할 수 있고 이로 인해 셀 반경 축소를 없애고 10% 가량의 마진 양 축소를 통해 UE 단의 영향을 적게 만들수 있다.
다시 말해서, UE 단에서 구현 시에 확보하고 있는 기준 감도(Reference Sensitivity)에 대한 구현 마진이 어느 정도 있기 때문에, 기준 감도(Reference sensitivity)의 마진을 양보하여, 허용 기준 감도 완화(Allowed reference sensitivity relaxation), 즉 ΔRIB,c는 0dB로 할 수 있다. 상기 ΔRIB,c를 정리하면, 표 16과 같다.
표 16
인터 밴드 CA 설정 E-UTRA 대역 ΔRIB,c [dB]
CA_1A-5A 1 0
5 0
즉, 위 표 16과 같이 해당 대역의 서빙셀 c에서 인터-밴드 CA 동작을 지원함에 따른 허용 기준 감도 완화(Allowed reference sensitivity relaxation), 즉 ΔRIB는 0dB일 수 있다.
다른 한편, 삽입 손실이 표 14와 같고, 이를 평균한 값이 표 15와 같다면, UE가 실제로 상향링크 전송을 위해 사용 가능한 최대 전력(Pcmax)을 산출 할 때, 위 표에 나타난 값을 그대로 사용하여 최대 전력(Pcmax)의 감쇠를 받아들여야 한다. 여기서, 먼저 UE가 인터-밴드(inter-band) CA를 지원할 경우 송신 전력을 설명하면 다음과 같다.
수학식 5
Figure PCTKR2014010772-appb-M000005
여기서, PCMAX_L, c = MIN {PEMAX, c ΔTC, c , PPowerClass MAX(MPR, c + A-MPR, c + ΔTIB,c + ΔTC, c , P-MPR, c )}이다. 그리고, PCMAX_H, c = MIN {PEMAX, c , PPowerClass}이다.
여기서, PEMAX, c 는 서빙 셀 c에 대해서 주어지는 최대 파워이다. 그리고, PPowerClass는 허용치를 고려하지 않은 최대 UE 파워로서, -23dBm이다. 그리고 MPR c 및 A-MPR c 은 서빙셀 C에 대해서 주어지는 MPR 및 A-MPR이다. 또한, ΔTIB,c는 서빙 셀 C에 대해서 주어지는 인터-밴드 CA를 위한 추가 허용치이다. ΔTC, c = 1.5 dB, ΔTC, c = 0 dB이다. 상기 P-MPR c 는 다중 RAT(Radio access technology) 상에서 동시 전송이 이루어지는 경우를 위한 MPR이다.
따라서, 앞서 설명한 삽입 손실에 의한 최대 전력의 감소는 결국 셀 커버리지의 감소로 이어진다.
그러므로, 삽입 손실로 인한 최대 전력의 감소를 UE의 최대 출력 파워의 마진인 +-2dB에서 흡수할 수 있다. 구체적으로, UE 단에서 구현 시에 확보하고 있는 구현 마진이 어느 정도 있기 때문에, 해당 대역의 서빙셀 c에서의 인터 밴드(inter-band) 허용치(tolerance), 즉 ΔTIB,c는 최대 전력(Pcmax)의 값에 존재하는 마진을 어느 정도 양보하여 0.3dB로 할 수 있다. 상기 ΔTIB,c를 정리하면, 표 17과 같다.
표 17
인터 밴드 CA 설정 E-UTRA 대역 ΔTIB,c [dB]
CA_1A-5A 1 0.3
5 0.3
위 표 17과 같이 대역 1의 상향링크와 대역 5의 상향링크를 통해서 동시에 전송을 수행하는 경우, 해당 대역의 서빙셀 c에서의 인터 밴드(inter-band) 허용치(tolerance), 즉 ΔTIB,c는 0.3dB일 수 있다.
도 17a 내지 17d는 하모닉이나 IMD를 제거하거나 억압하는 필터가 추가된 UE의 RF 체인 구조를 각각 나타낸다.
도 17a를 참조하면, UE의 예시적인 RF 체인 구조가 나타나 있다. 안테나는 하모닉과 IMD를 제거/억압하는 필터와 연결되어 있다. 상기 필터는 저/고대역 구분을 위한 다이플렉서와 연결되어 있다. 상기 다이플렉서는 제1 저대역(L1)(예컨대, 대역 5)를 위한 듀플렉서와, 제1 고대역(H1)(예컨대, 대역 1)를 위한 듀플렉서와 연결되어 있다. 각각의 듀플렉서는 송신과 수신을 분리한다. 따라서, 상기 필터는, 앞서 설명한 바와 같이 저대역(예컨대, 대역 5)과 고대역(예컨대 대역 1)이 반송 집성(CA)에 의해 송신에 동시에 이용될 경우 발생하는 하모닉 성분 및 IMD 성분이 안테나로 인해 방사되거나 UE 내부 RF 회로에 의해 타고 들어가는 누설 성분을 제거 또는 억압한다.
도 17b를 참조하면, UE의 예시적인 또 다른 RF 체인 구조가 나타나 있다.
안테나는 다이플렉서와 연결되어 있고, 상기 다이플렉서는 필터와 연결되어 있다. 상기 필터는 제1 저대역(L1)(예컨대, 대역 5)를 위한 듀플렉서와, 제1 고대역(H1)(예컨대, 대역 1)를 위한 듀플렉서와 연결되어 있다. 각각의 듀플렉서는 송신과 수신을 분리한다. 상기 필터는, 앞서 설명한 바와 같이 저대역(예컨대, 대역 5)과 고대역(예컨대 대역 1)이 반송 집성(CA)에 의해 송신에 동시에 이용될 경우 발생하는 하모닉 성분 및 IMD 성분을 제거한다.
도 17c를 참조하면, UE의 예시적인 또 다른 RF 체인 구조가 나타나 있다.
안테나는 스위치와 연결되어 있고, 상기 스위치는 제1 중간 대역(M1)을 위한 듀플렉서, 제2 중간 대역(M2)를 위한 듀플렉서, 그리고 필터에 연결되어 있고, 상기 필터는 저/고대역을 위한 다이플렉서와 연결되어 있다. 각각의 듀플렉서는 송신과 수신을 분리한다. 상기 스위치는 중간 대역(M1, M2)와 저/고대역을 분리하여 안테나와 커플링한다. 상기 스위치와 상기 다이플렉서 사이에는 본 명세서의 일 실시예에 따라 필터가 추가되어 있다. 따라서, 상기 필터는, 앞서 설명한 바와 같이 저대역(예컨대, 대역 5)과 고대역(예컨대 대역 1)이 반송 집성(CA)에 의해 송신에 동시에 이용될 경우 발생하는 하모닉 성분 및 IMD 성분이 안테나로 인해 방사되거나 UE 내부 RF 회로에 의해 타고 들어가는 누설 성분을 제거 또는 억압한다.
도 17d를 참조하면, Multiple CA를 위한 UE의 RF 체인 구조를 나타나 있다. 안테나는 듀플레서에 연결되어 있고, 듀플렉서는 중간/고대역과 저대역을 분리하여 안테나에 커플링한다. 상기 듀플렉서는 본 명세서의 일 실시예에 따라 추가된 제1 필터 및 제2 필터에 연결되어 있다. 상기 각 필터에는 제1 스위치 및 제2 스위치가 연결되어 있다. 상기 제1 스위치는 제1 중간대역(M1)을 위한 듀플렉서, 제1 고대역(H1)을 위한 듀플렉서, 제2 고대역(H2)을 위한 듀플렉서와 연결되어, 상황에 따라 상기 제1 필터에 커플링한다. 상기 제2 스위치는 제1 저대역(L1)을 위한 듀플렉서, 제2 저대역(L2)을 위한 듀플렉서, 제3 저대역(L3)을 위한 듀플렉서와 연결되어, 상황에 따라 상기 제2 필터에 커플링한다. 각각의 듀플렉서는 송신과 수신을 분리한다.
따라서, 상기 각 필터는, 앞서 설명한 바와 같이 저대역(예컨대, 대역 5)과 고대역(예컨대 대역 1)이 반송 집성(CA)에 의해 송신에 동시에 이용될 경우 발생하는 하모닉 성분 및 IMD 성분을 제거한다.
도 17a 내지 도 17d에 나타난 바와 같이, 본 명세서의 일 실시예에 따라 추가된 필터를 통하여, 대역 1의 상향링크와 대역 5의 상향링크를 집성하여, 송신을 수행할 때에 발생하는 하모닉 성분과 IMD 성분을 제거함으로써, 항법 위성 대역 및 ISM 대역에 미치는 간섭 영향을 최소할 수 있다. 다만, 상기 필터를 추가함으로써 발생하는 삽입 손실은, 앞서 설명한 바와 같이, 수신의 경우 기준 감도(Reference Sensitivity)의 마진에서 흡수함으로써 셀 커버리지의 축소를 방지하고, 송신의 경우 UE의 최대 출력 파워의 마진인 +-2dB에서 흡수함으로써 셀 커버리지의 축소를 방지할 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. 구체적으로는 도 18을 참조하여 설명하기로 한다.
도 18은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.
무선기기(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF부(103)을 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 무선기기의 동작은 프로세서(101)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 안테나와;
    제1 대역의 반송파와 제2 대역의 반송파를 합성하여 상기 안테나에 연결하거나, 분리하는 다이플렉서와;
    상기 안테나와 상기 다이플렉서 사이에 연결되는 필터와;
    상기 필터에 연결되어 상기 제1 대역의 반송파에서 송신과 수신을 분리하는 제1 듀플렉서와;
    상기 필터에 연결되어 상기 제2 대역의 반송파에서 송신과 수신을 분리하는 제2 듀플렉서를 포함하고,
    상기 필터는 상기 제1 대역의 반송파 상에서의 송신과 상기 제2 대역의 반송파 상에서의 송신이 동시에 수행될 경우 발생하는 하모닉 성분과 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 저대역 반송파이고, 상기 제2 대역이 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 고대역 반송파인 것을 특징으로 하는 단말기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 대역 5이고, 상기 제2 대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 대역 1인 것을 특징으로 하는 단말기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필터는
    ISM(Industrial Scientific Medical)을 사용하는 WLAN에 간섭을 야기하는 상기 하모닉 성분과 상기 IMD 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터에 의해서 야기되는 삽입 손실(Insertion loss)은 수신의 경우 수신 감도(reference sensitivity)의 마진에 의해 흡수되고, 송신의 경우 최대 출력 파워의 마진에 흡수되어, 셀 커버리지의 축소가 방지되는 것을 특징으로 하는 단말기.
  6. 안테나와;
    상기 안테나에 반송파를 선택적으로 커플링하는 스위치와;
    상기 스위치에 연결되어, 중간 대역의 반송파 상의 송신과 수신을 분리하는 위한 하나 이상의 듀플렉서와;
    상기 스위치에 연결되어, 저대역의 반송파와 고대역의 반송파를 분리 합성하는 다이플렉서와;
    상기 스위치와 상기 다이플렉서 사이에 연결되는 필터와;
    상기 다이플레서에 연결되어 상기 저대역의 반송파 상에서 송신과 수신을 분리하는 저대역 듀플렉서와;
    상기 다이플렉서에 연결되어 상기 고대역의 반송파 상에서의 송신과 수신을 분리하는 고대역 듀플렉서를 포함하고,
    상기 필터는 상기 저대역의 반송파 상에서의 송신과 상기 고대역의 반송파 상에서의 송신이 동시에 수행될 경우 발생하는 하모닉 성분과 혼변조 왜곡(intermodulation distortion: IMD) 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 저대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 대역 5이고, 상기 고대역의 반송파는 LTE/LTE-A 기반의 대역 1인 것을 특징으로 하는 단말기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 필터는
    ISM(Industrial Scientific Medical)을 사용하는 WLAN에 간섭을 야기하는 상기 하모닉 성분과 상기 IMD 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 필터에 의해서 야기되는 삽입 손실(Insertion loss)은 수신의 경우 수신 감도(reference sensitivity)의 마진에 의해 흡수되고, 송신의 경우 최대 출력 파워의 마진에 흡수되어, 셀 커버리지의 축소가 방지되는 것을 특징으로 하는 단말기.
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