WO2018030625A1 - 무선 통신 시스템에서 신호를 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호를 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018030625A1
WO2018030625A1 PCT/KR2017/006055 KR2017006055W WO2018030625A1 WO 2018030625 A1 WO2018030625 A1 WO 2018030625A1 KR 2017006055 W KR2017006055 W KR 2017006055W WO 2018030625 A1 WO2018030625 A1 WO 2018030625A1
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WO
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terminal
power
base station
uplink
terminal group
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/006055
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English (en)
French (fr)
Inventor
이상림
김기준
김병훈
김은선
양석철
이호재
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엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/06—TPC algorithms
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
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    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
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    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting or receiving a signal in a contention-based multiple access scheme.
  • next-generation communication systems e.g., 5G or New RAT
  • Scenarios under discussion include Enhanced Mobile BroadBand (eMBB), Ultra-reliable Machine-Type Communications (uMTC) and Massive Machine-Type Communications (mMTC).
  • eMBB is a next generation mobile communication scenario having characteristics such as high spectrum efficiency, high user experience data rate, and high peak data rate.
  • uMTC is a next-generation mobile communication scenario with characteristics such as Ultra Reliable, Ultra Low Latency, and Ultra High Availability. For example, V2X, Emergency Service, Remote Remote Control and the like.
  • the mMTC is a next generation mobile communication scenario having characteristics of low cost, low energy and short packet, massive connectivity, and the like, and may include, for example, IoT.
  • the uMTC service has very limited OTA Latency Requirement, high mobility and high reliability (eg, OTA Latency ⁇ 1 ms, Mobility> 500 km / h, BLER ⁇ 10 -6 ).
  • New RAT new radio access technology
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting or receiving signals in a more efficient and accurate contention-based multiple access scheme in a wireless communication system.
  • a method for transmitting a signal by the terminal the first parameter indicating a plurality of terminal group-specific power offsets and the compensation level of the path loss from the base station Receiving; Selecting one of the plurality of terminal group-specific power offsets according to a measure of coupling loss including a path loss between the terminal and the base station; And transmitting an uplink signal with a first uplink transmission power calculated based on the selected terminal group-specific power offset, wherein the uplink signal is transmitted in a contention-based multiple access scheme.
  • the terminal may select such that the calculated first uplink transmit power does not exceed a second uplink transmit power whose path loss is only partially compensated through the first parameter. have.
  • a terminal for transmitting a signal receives a plurality of terminal group-specific power offsets and a first parameter representing a compensation level of a path loss from a base station.
  • a receiver for selecting any one of said plurality of terminal group-specific power offsets in accordance with a measurement of coupling loss including a path loss between said terminal and said base station;
  • a transmitter for transmitting an uplink signal at a first uplink transmission power calculated based on the selected terminal group-specific power offset, wherein the uplink signal is transmitted in a contention-based multiple access scheme.
  • the processor may select such that the calculated first uplink transmit power does not exceed a second uplink transmit power whose path loss is only partially compensated through the first parameter. have.
  • the terminal When there is more than one terminal group-specific power offset for preventing the first uplink transmission power from exceeding the second uplink transmission power value, the terminal randomizes any one of the two or more terminal group-specific power offsets. You can choose to.
  • the terminal is the largest of the two or more terminal group-specific power offsets. You can choose.
  • the terminal belongs to any one of a plurality of terminal groups, and the uplink signal transmitted by the terminal is an uplink signal transmitted by another terminal of the terminal group to which the terminal belongs. And may have the same reception power level at the base station.
  • the selected UE group-specific power offset may decrease.
  • the terminal may retransmit the uplink signal after increasing or decreasing the first uplink transmission power.
  • whether to increase or decrease the first uplink transmission power may be determined according to the contention level of the contention-based multiple access.
  • the terminal transmits an indicator indicating that the terminal will perform contention-based multiple access scheme transmission before transmitting or retransmitting the uplink signal, and the base station can estimate the contention level through the indicator.
  • each terminal since each terminal determines its uplink transmission power value in consideration of its coupling loss and path loss compensation degree, contention-based multiple access environment in which unspecified terminals attempt to access at the same time. The probability of success in signal transmission can be improved.
  • 1 illustrates a 5G service scenario and performance requirements.
  • FIG. 2 illustrates physical channels used in a 3GPP LTE / LTE-A system and a general signal transmission method using the same.
  • 3 illustrates a structure of a radio frame of the 3GPP LTE / LTE-A system.
  • FIG. 4 shows an FDD scheme and a TDD scheme of a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • FIG. 5 illustrates the structure of a self-contained subframe in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a received power level according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a received power level according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a signal transmission and reception method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 illustrates a terminal and a base station according to an embodiment of the present invention.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink as part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA.
  • LTE-A Advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • New RAT Before discussing New RAT, let's take a quick look at the 3GPP LTE / LTE-A system.
  • the following description of 3GPP LTE / LTE-A may be referred to to help understand New RAT, and some LTE / LTE-A operations and settings that do not conflict with the design of New RAT may be applied to New RAT.
  • New RAT may be referred to as 5G mobile communication for convenience.
  • FIG. 2 is a diagram for describing physical channels used in a 3GPP LTE / LTE-A system and a general signal transmission method using the same.
  • the terminal which is powered on again or enters a new cell while the power is turned off performs an initial cell search operation such as synchronizing with the base station in step S101.
  • the UE receives a Primary Synchronization Channel (P-SCH) and a Secondary Synchronization Channel (S-SCH) from the base station, synchronizes with the base station, and acquires information such as a cell ID. do.
  • the terminal may receive a physical broadcast channel (PBCH) from the base station to obtain broadcast information in a cell.
  • PBCH physical broadcast channel
  • the terminal may check a downlink channel state by receiving a downlink reference signal (DL RS) in an initial cell search step.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE After completing the initial cell search, the UE receives a physical downlink control channel (PDSCH) according to the physical downlink control channel (PDCCH) and the physical downlink control channel information in step S102.
  • PDSCH physical downlink control channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • System information can be obtained.
  • the terminal may perform a random access procedure such as steps S103 to S106 to complete the access to the base station.
  • the UE transmits a preamble through a physical random access channel (PRACH) (S103), a response message to the preamble through a physical downlink control channel and a corresponding physical downlink shared channel. Can be received (S104).
  • PRACH physical random access channel
  • S105 additional physical random access channel
  • S106 reception of a physical downlink control channel and a corresponding physical downlink shared channel
  • the UE After performing the above-described procedure, the UE performs a physical downlink control channel / physical downlink shared channel reception (S107) and a physical uplink shared channel (PUSCH) / as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the physical uplink control channel (PUCCH) transmission (S108) may be performed.
  • the control information transmitted from the terminal to the base station is collectively referred to as uplink control information (UCI).
  • UCI includes Hybrid Automatic Repeat ReQuest Acknowledgment / Negative-ACK (HARQ ACK / NACK), Scheduling Request (SR), Channel Quality Indicator (CQI), Precoding Matrix Indicator (PMI), Rank Indication (RI), and the like.
  • HARQ ACK / NACK is simply referred to as HARQ-ACK or ACK / NACK (A / N).
  • HARQ-ACK includes at least one of positive ACK (simply ACK), negative ACK (NACK), DTX, and NACK / DTX.
  • UCI is generally transmitted through PUCCH, but may be transmitted through PUSCH when control information and traffic data should be transmitted at the same time. In addition, the UCI may be aperiodically transmitted through the PUSCH by the request / instruction of the network.
  • 3 illustrates a structure of a radio frame in a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed in subframe units, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a type 1 radio frame structure applicable to frequency division duplex (FDD) and a type 2 radio frame structure applicable to time division duplex (TDD).
  • One frame consists of 10 subframes, and the subframe consists of two slots in the time domain.
  • the time taken 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
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • an OFDM symbol represents one symbol period.
  • An OFDM symbol may also be referred to as an SC-FDMA symbol or symbol period.
  • the RB may include a plurality of consecutive subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in the slot may vary according to a cyclic prefix (CP) configuration.
  • CP has an extended CP (normal CP) and a normal CP (normal CP).
  • normal CP when an OFDM symbol is configured by a normal CP, the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by the extended CP, since the length of one OFDM symbol is increased, the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that of the normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six.
  • an extended CP may be used to further reduce intersymbol interference.
  • one subframe When a normal CP is used, since one slot includes 7 OFDM symbols, one subframe includes 14 OFDM symbols. In this case, the first up to three OFDM symbols of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH). That is, when a normal CP is used, one RB is defined as 12 subcarriers and 7 OFDM symbols at intervals of 15 kHz.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the center frequency 6 RB is a primary synchronization signal (PSS) for synchronization, a secondary synchronization signal (SSS), and a physical broadcast channel (PBCH) for transmitting system information.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • PBCH physical broadcast channel
  • FIG. 4 illustrates FDD and TDD in an LTE / LTE-A system.
  • FDD frequency bands of downlink and uplink are divided.
  • TDD time division duplexing
  • the method of controlling the uplink transmission power of the terminal includes an open loop power control (OLPC) and a closed loop power control (CLPC).
  • OLPC open loop power control
  • CLPC closed loop power control
  • the former is a factor for power control in the form of estimating the downlink signal attenuation from the base station of the cell to which the terminal belongs and compensating it.
  • the uplink power is controlled by increasing the uplink transmission power.
  • the latter controls the uplink power by directly transmitting information (ie, a control signal) necessary for adjusting the uplink transmission power at the base station.
  • Equation 1 is a formula for determining a transmission power of a UE when only a PUSCH is transmitted without simultaneously transmitting a PUSCH and a PUCCH on a subframe index i in a serving cell c in a system supporting a carrier aggregation scheme.
  • Equation 1 determines the uplink transmit power of the UE in the serving cell c.
  • P CMAX, c (i) of Equation 1 represents the maximum transmittable power of the UE at the subframe index i
  • P ⁇ CMAX, c (i) of Equation 2 is P CMAX, c (i ) Is a linear value.
  • the P ⁇ PUCCH (i) in equation (2) represents a linear value (linear value) of P PUCCH (i) (where, P PUCCH (i) represents the transmit power of the PUCCH in the subframe index i.
  • J is 1 for PUSCH transmission / retransmission according to an uplink grant and j is 2 for PUSCH transmission / retransmission according to a random access response.
  • f c (i) is a value indicating the current PUSCH power control adjustment state for the subframe index i, and may be expressed as a current absolute value or an accumulated value.
  • DCI format 0 for serving cell c where accumulation is enabled based on parameters provided from higher layers or the TPC command ⁇ PUSCH, c is scrambled with a CRC Temporary C-RNTI
  • f c (i) f c (i-1) + ⁇ PUSCH, c (iK PUSCH ) is satisfied.
  • ⁇ PUSCH, c (iK PUSCH ) is signaled in PDCCH with DCI format 0/4 or 3 / 3A in subframe iK PUSCH , where f c (0) is the first value after a reset of the accumulated value .
  • K PUSCH The value of K PUSCH is defined as follows in the LTE standard.
  • K PUSCH For FDD (Frequency Division Duplex), the value of K PUSCH is four.
  • the values of K PUSCH in TDD are shown in Table 1 below.
  • the UE has a PDCCH of DCI format 0/4 with a C-RNTI of the UE or a PDCCH and SPS C- of DCI format 3 / 3A with a TPC-PUSCH-RNTI of the UE. Attempt to decode DCI format for RNTI. If DCI format 0/4 and DCI format 3 / 3A for the serving cell c are detected in the same subframe, the terminal should use ⁇ PUSCH, c provided in DCI format 0/4. ⁇ PUSCH, c is 0 dB for a subframe in which there is no TPC command decoded for serving cell c, a DRX is generated, or an index i is not an uplink subframe in TDD.
  • ⁇ PUSCH, c accumulation values signaled on the PDCCH with DCI format 0/4 are shown in Table 2 below.
  • ⁇ PUSCH, c is 0 dB.
  • the ⁇ PUSCH, c accumulation value signaled on the PDCCH with DCI format 3 / 3A is either one of SET1 of Table 2 below or one of SET2 of Table 3 determined by the TPC-index parameter provided in the upper layer.
  • Equation 3 is an equation related to uplink power control for PUCCH in LTE system.
  • Equation 3 i is a subframe index and c is a cell index. If the UE is set by the higher layer to transmit PUCCH on two antenna ports, the value of ⁇ TxD (F ′) is provided to the UE by the higher layer and 0 otherwise.
  • the parameter described below is for a serving cell having a cell index c.
  • P CMAX, c (i) represents the maximum transmittable power of the UE
  • P 0_ PUCCH is a parameter consisting of a sum of cell-specific parameters
  • the base station informs through higher layer signaling, PL C
  • h (n) is a value that depends on the PUCCH format
  • n CQI is the number of information bits for channel quality information (CQI)
  • n HARQ indicates the number of HARQ bits.
  • ⁇ F_PUCCH (F) is a value corresponding to PUCCH format #F as a value relative to PUCCH format 1a and is a value reported by the base station through higher layer signaling.
  • g (i) represents the current PUCCH power control adjustment state of the index i subframe.
  • Tables 4 and 5 below show ⁇ PUCCH values indicated by the TPC command field in the DCI format.
  • Table 4 is a delta PUCCH value indicated by DCI except for DCI format 3A
  • Table 5 is a delta PUCCH value indicated by DCI format 3A.
  • a self-contained subframe may be referred to simply as a subframe.
  • resource sections eg, a downlink control channel and an uplink control channel
  • downlink control channel e.g., a downlink control channel and an uplink control channel
  • subframes are configured in the order of DL control region-data region-UL control region, but the present invention is not limited thereto.
  • subframes may be configured in the order of a DL control region-UL control region-data region.
  • Self-contained subframes may be divided into DL self-contained subframes and UL self-contained subframes according to the direction of data transmitted in the corresponding subframe.
  • a time gap is required for a base station and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or a process of switching from a reception mode to a transmission mode.
  • at least one OFDM symbol corresponding to a time point of switching from DL to UL in a self-contained subframe structure is set to a guard period (GP).
  • the GP is located at the time of transition from DL to UL. For example, in a DL subframe, the GP is located between the DL data area and the UL control area, and in the UL subframe, the GP is located between the DL control area and the UL data area.
  • one subframe may be defined as a certain length of time.
  • the duration of one subframe in NR may be fixed to 1 ms.
  • the number of symbols included in one subframe may be determined according to the subcarrier spacing.
  • the subcarrier interval is 15 kHz
  • 14 symbols may be included in one subframe.
  • the subcarrier interval is doubled to 30 kHz
  • the duration of one symbol is reduced by half, so that a total of 28 symbols may be included in one subframe.
  • the subcarrier interval may be 15 kHz * 2 n
  • the number of symbols included in one subframe may be 14 * 2 n .
  • n is an integer such as 0, 1, 2., and the like, and is not necessarily limited to a positive integer. For example, if n is a negative integer ⁇ 1, one subframe may include a total of seven symbols.
  • New RAT requires a technology for supporting massive connectivity.
  • contention based transmission schemes may be more efficient than IoT scheduled schemes (e.g., UL transmission based on UL grant) for IoT terminals that mainly transmit short packets.
  • IoT scheduled schemes e.g., UL transmission based on UL grant
  • contention-based transmission was used only for initial access (e.g., random access for uplink synchronization), and UL data transmission was performed in a scheduled manner.
  • the terminals may transmit a packet at a desired time point through a resource belonging to the corresponding resource pool. This approach is called contention based multiple access.
  • a base station Compared to the conventional scheduled method, it is difficult for a base station to control resources such as power of terminals in detail in a contention-based multiple access environment. Therefore, power control is necessary to increase the transmission success probability in the simultaneous access situation of unspecified terminals such as a contention-based multiple access environment. In addition to the initial connection, a power control mechanism is also required to increase the probability of success in retransmission after transmission failure.
  • a method of making the power received by the base station constant for the terminals in the cell may be considered.
  • the base station may set the minimum received power P0_ ⁇ contention MA resource ⁇ of the contention-based multiple access resource pool.
  • the terminal acquires the corresponding information and transmits the signal with power that completely compensates for the path loss.
  • the signal received by the base station from the terminals may have a reception power of P0_ ⁇ contention MA resource ⁇ .
  • the terminal may calculate the transmission power as shown in Equation 4.
  • P_ ⁇ MAX ⁇ means the maximum power that the terminal can transmit.
  • the base station may transmit the corresponding information to the terminal through higher layer signaling (e.g., RRC) so that the terminal knows P0_ ⁇ contention MA resource ⁇ .
  • Pathloss represents the path loss of the terminal.
  • the terminal may calculate the transmit power for each level as shown in Equation 5.
  • P0_ ⁇ contention MA resource L # n ⁇ means a minimum received power for level n.
  • an alpha value may be set differently for each level and applied to a path loss parameter Pathloss.
  • the reception power may be different for each terminal through the terminal grouping.
  • the base station sets power differently for each terminal group, so that power can be set more flexibly than using alpha.
  • the terminal may determine the transmission power based on P_fc and P_i. Equation 10 illustrates a transmission power determination method using P_fc and P_i.
  • the signal transmitted by the terminal located at the cell boundary needs to be transmitted with very large power in order to have the received power P0 + G5 after arriving at the base station.
  • the signal may reach the serving base station correctly, but it is not preferable in terms of the entire system because the signal causes a large interference to other terminals or neighboring base stations. Therefore, in the present embodiment, a Gi value is selected at a level not exceeding P_fc to which a predetermined alpha value is applied.
  • the terminal may determine a contention resource zone, that is, a resource to be transmitted, according to a range to which its coupling loss belongs. For example, when the UE selects G4 as the power offset value because the coupling loss belongs to CL1 to CL2, the UE transmits a signal through a resource connected (or mapped) with G4.
  • the corresponding terminals may be configured as terminals having different coupling losses. That is, terminals having different offset values of transmission power may be set to one transmission resource, thereby providing a difference between powers of different terminal signals received from one resource. In this way, the configuration of the terminals on the same resource may be set in advance RRC signaling, it may be reset later.
  • FIG. 7 illustrates a reception power level for each terminal group according to another embodiment of the present invention.
  • Example 3 Initial transmit power value of contention based multiple access CLPC How to link with other controlled channels
  • CLPC Closed loop power control
  • OLPC open loop power control
  • CLPC has disadvantages compared to OLPC in terms of signaling overhead and delay.
  • xChannel represents a specific channel (e.g., PUCCH) on which a conventionally scheduled transmission is performed
  • P_ ⁇ xChannel ⁇ represents the most recently updated xChannel power.
  • the P_ ⁇ xChannel ⁇ value may be a long-term value minus a dynamic offset according to the instantaneous channel.
  • offset_ ⁇ between xChannel and Contention based MA ⁇ represents an offset value due to a target SINR difference (e.g., different MCS).
  • the PUCCH transmit power value set through the TPC may be used as P_ ⁇ xChannel ⁇ .
  • the difference between the received power for satisfying the target block error rate (BLER) of the corresponding PUCCH and the target received power of the contention-based multiple access resource pool may be offset_ ⁇ between xChannel and Contention based MA ⁇ .
  • the offset_ ⁇ between xChannel and Contention based MA ⁇ value may be set in advance in the terminal or may be set in the terminal through higher layer signaling.
  • a PUSCH may be used as the xChannel, or P_ ⁇ init ⁇ may be determined by using a power value of an uplink channel recently updated through a TPC.
  • the offset value according to the present embodiment may also be applied to the above-described example of multi-level resource pool, non-uniform power setting, and terminal grouping.
  • a method using a value in an existing scheduled transmission and an open loop based (e.g., equal / non-uniform power setting) method may be adaptively selected. If the current time point for transmitting the contention-based multiple access has a large time difference from the past time point when the previous scheduled way transmission is performed, the reliability of the power value used in the previous scheduled way transmission is low at the present time point. In this case, rather, the open loop based power control may be more accurate.
  • the lack of power transmitted by the terminal may be the cause of the initial transmission failure. For example, there may be a case where signal reception fails because the actual SINR of the received signal does not reach the minimum SINR value for correctly receiving the signal at the base station.
  • the terminal may increase the transmission power to increase the probability of signal detection (or signal reception success) of the base station.
  • the terminal may retransmit the signal by increasing power by a predetermined step size.
  • the step size may be set for each terminal or for each terminal group.
  • the step size may be set differently (e.g., gradually increased) according to the number of retransmission attempts such as primary, secondary, and tertiary retransmissions.
  • the strategy reduction may be performed with a predetermined step size, and the corresponding step size may be set for each terminal or for each terminal group.
  • the step size may be set differently (e.g., gradually reduced) according to the number of retransmission attempts such as primary, secondary, and tertiary retransmissions.
  • the base station may allow the terminal to attempt contention-based multiple access to transmit specific information to the base station before the uplink transmission.
  • a 1-bit signal may be defined indicating that a contention-based multiple access attempt will be performed similarly to a scheduling request (SR).
  • the base station may separately allocate resources for transmitting the 1-bit signal, and the terminal may transmit the 1-bit signal in advance before uplink transmission through the corresponding resource. In this way, the base station can more accurately grasp the contention of the terminal through the 1-bit signal transmitted by the terminal.
  • the base station may include information indicating whether the terminal should increase or decrease the transmission power in retransmission in the initial configuration for the terminal (e.g., RRC connection configuration message or system information, etc.). Thereafter, the base station may determine the power increase or decrease according to the terminal contention degree, and may reset the power increase or decrease rule in the determined retransmission to the terminal.
  • information indicating whether the terminal should increase or decrease the transmission power in retransmission in the initial configuration for the terminal e.g., RRC connection configuration message or system information, etc.
  • the base station may determine the power increase or decrease according to the terminal contention degree, and may reset the power increase or decrease rule in the determined retransmission to the terminal.
  • a method of distinguishing an initial transmission resource pool and a retransmission resource pool from each other may be considered. For example, it is possible to improve the probability of success of retransmission by setting resources with less interference, resource pools with relatively low modulation orders, resource pools with high transmission power, and the like as retransmission resource pools.
  • the terminal receives a plurality of terminal group-specific power offsets and a first parameter representing a compensation level of a path loss from the base station (805).
  • the terminal measures a coupling loss including a path loss between itself and the base station (810).
  • the terminal selects any one of the plurality of terminal group-specific power offsets in accordance with the measurement of the coupling loss (815).
  • the terminal calculates a first uplink transmission power based on the selected terminal group-specific power offset (820).
  • the terminal transmits an uplink signal at a first uplink transmission power (825).
  • the uplink signal may be transmitted in a contention-based multiple access scheme.
  • the terminal includes a second uplink transmission in which the first uplink transmission power calculated through the terminal group-specific power offset is only partially compensated for the path loss through the first parameter. If the power is not exceeded, the corresponding UE group-specific power offset may be selected.
  • the UE when there is more than one UE group-specific power offset such that the first UL transmission power does not exceed the second UL transmission power value, the UE randomly selects any one of the two or more UE group-specific power offsets. You can choose.
  • the terminal selects the largest one of the two or more terminal group-specific power offsets. Can be.
  • the selection of the terminal group-specific power offset causes the terminal to belong to any one of a plurality of terminal groups.
  • the uplink signal transmitted by the terminal may have the same reception power level at the base station and the uplink signal transmitted by another terminal of the terminal group to which the terminal belongs.
  • the selected UE group-specific power offset may decrease.
  • the terminal may retransmit the uplink signal after increasing or decreasing the first uplink transmission power.
  • whether to increase or decrease the first uplink transmission power may be determined according to the contention level of the contention-based multiple access.
  • the terminal transmits an indicator (eg, 1-bit information) indicating that the terminal will perform contention-based multiple access transmission before transmitting or retransmitting an uplink signal, and the base station can estimate a contention level through the indicator.
  • an indicator eg, 1-bit information
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the base station 105 and the terminal 110 in the wireless communication system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more terminals. .
  • Base station 105 is a transmit (Tx) data processor 115, symbol modulator 120, transmitter 125, transmit and receive antenna 130, processor 180, memory 185, receiver 190, symbol demodulator ( 195, receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 170, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the transmit and receive antennas 130 and 135 are shown as one in the base station 105 and the terminal 110, respectively, the base station 105 and the terminal 110 are provided with a plurality of transmit and receive antennas.
  • the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the base station 105 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency upconverts) the analog signals to provide a wireless channel. Generates a downlink signal suitable for transmission via the transmission antenna 130, the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • the receiving antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • Receiver 140 adjusts the received signal (eg, filtering, amplifying, and frequency downconverting), and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 155 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150. Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • the transmitter and the receiver in the terminal and the base station may be configured as one radio frequency (RF) unit.
  • RF radio frequency
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • Processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations at the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 180 to store the operating system, applications, and general files.
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • the present invention can be applied to various wireless communication systems.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송신하는 방법은, 기지국으로부터 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 및 경로 손실의 보상 레벨을 나타내는 제1 파라미터를 수신하는 단계; 상기 단말과 상기 기지국 간의 경로 손실을 포함하는 커플링 손실(coupling loss)의 측정 값에 따라서, 상기 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋에 기반하여 계산된 제1 상향링크 송신 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 상향링크 신호는 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 송신되고, 상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 있어서, 상기 단말은, 상기 계산된 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제1 파라미터를 통해서 경로 손실이 부분적으로만 보상된 제2 상향링크 송신 전력을 초과하지 않도록 하는 것을 선택한다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호를 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 신호를 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 최근 차세대 통신 시스템(e.g., 5G 또는 New RAT)의 시나리오들이 논의되고 있다. 논의 중인 시나리오들은 eMBB(Enhanced Mobile BroadBand), uMTC(Ultra-reliable Machine-Type Communications) 및 mMTC(Massive Machine-Type Communications)를 포함한다. eMBB는 높은 스펙트럼 효율성(High Spectrum Efficiency), 높은 사용자 경험 데이터 전송률(High User Experienced Data Rate), 높은 피크 데이터 전송률(High Peak Data Rate) 등의 특성을 갖는 차세대 이동 통신 시나리오이다. uMTC는 매우 높은 신뢰성(Ultra Reliable), 매우 낮은 지연(Ultra Low Latency) 및 매우 높은 사용성(Ultra High Availability) 등의 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오로서, 예컨대, V2X, 긴급 서비스(Emergency Service), 원격 제어(Remote Control) 등을 포함한다. mMTC는 저 비용(Low Cost), 저 전력(Low Energy) 및 작은 패킷(Short Packet), 대규모 연결(Massive Connectivity) 등의 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오로서, 예컨대 IoT를 포함 할 수 있다.
도 1은 5G를 위한 IMT 2020에서 제시된 핵심 성능 요구 사항과 서비스 시나리오 별 5G 성능 요구사항과의 연관성을 나타낸다. 특히, uMTC 서비스는 OTA 지연 요구 사항 (Over The Air Latency Requirement)이 매우 제한적이고, 높은 이동성과 높은 신뢰성이 요구된다 (e.g., OTA Latency < 1ms, Mobility > 500km/h, BLER < 10-6).
이와 같이 eMBB, mMTC 및 URLCC 등을 고려한 새로운 무선 접속 기술(New RAT)이 차세대 무선 통신을 위하여 논의되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 무선 통신 시스템에서 보다 효율적이고 정확하게 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 신호를 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 상술된 기술적 과제에 제한되지 않으며, 다른 기술적 과제들이 본 발명의 실시예로부터 유추될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송신하는 방법은, 기지국으로부터 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 및 경로 손실의 보상 레벨을 나타내는 제1 파라미터를 수신하는 단계; 상기 단말과 상기 기지국 간의 경로 손실을 포함하는 커플링 손실(coupling loss)의 측정 값에 따라서, 상기 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋에 기반하여 계산된 제1 상향링크 송신 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 상향링크 신호는 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 송신되고, 상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 있어서, 상기 단말은, 상기 계산된 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제1 파라미터를 통해서 경로 손실이 부분적으로만 보상된 제2 상향링크 송신 전력을 초과하지 않도록 하는 것을 선택할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 통신 시스템에서 신호를 송신하는 단말은, 기지국으로부터 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 및 경로 손실의 보상 레벨을 나타내는 제1 파라미터를 수신하는 수신기; 상기 단말과 상기 기지국 간의 경로 손실을 포함하는 커플링 손실(coupling loss)의 측정 값에 따라서, 상기 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중 어느 하나를 선택하는 프로세서; 및 상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋에 기반하여 계산된 제1 상향링크 송신 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 송신기를 포함하고, 상기 상향링크 신호는 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 송신되고, 상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 계산된 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제1 파라미터를 통해서 경로 손실이 부분적으로만 보상된 제2 상향링크 송신 전력을 초과하지 않도록 하는 것을 선택할 수 있다.
상기 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 상기 단말은 상기 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 어느 하나를 랜덤하게 선택할 수 있다.
또는, 상기 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 상기 단말은 상기 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 가장 큰 것을 선택할 수 있다.
상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 의해 상기 단말은 다수의 단말 그룹들 중 어느 하나에 속하게 되고, 상기 단말이 송신한 상향링크 신호는 상기 단말이 속한 단말 그룹의 다른 단말이 송신한 상향링크 신호와 상기 기지국에서 동일한 수신 전력 레벨을 가질 수 있다.
상기 커플링 손실의 측정 값이 커질 수록 상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 작아질 수 있다.
상기 상향링크 신호의 송신이 실패하면, 상기 단말은 상기 제1 상향링크 송신 전력을 증가 또는 감소시킨 뒤 상기 상향링크 신호를 재송신할 수 있다. 이 때, 상기 제1 상향링크 송신 전력을 증가시킬 것인지 아니면 감소 시킬 것인지 여부는, 경쟁 기반 다중 접속의 경쟁 레벨에 따라서 결정될 수 있다.
상기 단말은 상기 상향링크 신호의 송신 또는 재송신 이전에 상기 단말이 경쟁 기반 다중 접속 방식의 송신을 수행할 것임을 알리는 지시자를 송신하고, 상기 기지국은 상기 지시자를 통해서 상기 경쟁 레벨을 추정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 단말이 자신의 커플링 손실 및 경로 손실 보상 정도를 고려하여 자신의 상향링크 송신 전력 값을 결정하므로, 불 특정한 단말들이 동시에 접속을 시도하는 경쟁 기반 다중 접속 환경에서 신호 송신의 성공 확률이 향상될 수 있다.
본 발명의 기술적 효과는 상술된 기술적 효과에 제한되지 않으며, 다른 기술적 효과들이 본 발명의 실시예로부터 유추될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다. 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 5G 서비스 시나리오와 성능 요구사항을 나타낸다.
도 2는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 3은 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다.
도 4는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 FDD 방식과 TDD 방식을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체-포함(self-contained) 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 전력 레벨을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수신 전력 레벨을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송수신 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말과 기지국을 도시한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 기반의 이동 통신 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
New RAT을 논의 하기에 앞서, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대해서 간략히 살펴본다. 후술하는 3GPP LTE/LTE-A에 대한 설명은 New RAT의 이해를 돕기 위해 참조 될 수 있으며, New RAT의 설계와 상충되지 않는 몇몇의 LTE/LTE-A 동작과 설정들은 New RAT에도 적용될 수도 있다. New RAT은 편의상 5G 이동 통신으로 지칭될 수도 있다.
● 3GPP LTE / LTE -A 시스템
도 2는 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 단계 S101에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(Identity) 등의 정보를 획득한다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel, PBCH)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 단계 S102에서 물리 하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S103 내지 단계 S106과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S103), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S105) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S106)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S107) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S108)을 수행할 수 있다. 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 3은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 무선 프레임의 구조를 예시한다. 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
하나의 프레임(frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. RB는 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix) 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP는 확장 CP(extended CP)와 노멀 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 노멀 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 노멀 CP인 경우보다 적다. 확장 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널 상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 CP가 사용될 수 있다. 노멀 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다. 즉, 노멀 CP가 사용되는 경우 15 kHz 간격의 부반송파 12개와 7개의 OFDM Symbol로 하나의 RB가 정의된다.
중심 주파수 6 RB(Center Frequency 6RB)는 동기화를 위한 주 동기 신호(Primary Synchronization Signal, PSS), 부 동기 신호(Secondary Synchronization Signal, SSS) 및 시스템 정보 전송을 위한 물리 방송 신호(Physical Broadcast Channel, PBCH)를 전달한다. 상술된 프레임 구조, 신호 및 채널들의 위치는 노멀/확장 CP, TDD/FDD에 따라서 변경될 수 있다.
도 4는 LTE/LTE-A 시스템에서의 FDD 및 TDD를 예시한다. 도 4를 참조하면, FDD 의 경우, 하향링크와 상향링크의 주파수 대역이 구분되어 있다. TDD의 경우 동일 밴드 내에서 서브프레임 단위로 하향링크 영역과 상향링크 영역이 구분된다.
이하, LTE 시스템에서 상향링크 전송 전력 제어 방법에 관하여 설명한다.
단말이 자신의 상향링크 전송 전력을 제어하는 방법은 개루프 전력 제어 (Open Loop Power Control; OLPC)와 폐루프 전력 제어 (Closed Loop Power Control; CLPC))를 포함한다. 이 중에서, 전자는 단말이 속하는 셀의 기지국으로부터의 하향링크 신호 감쇄를 추정하고 이를 보상하는 형태로 전력 제어를 하기 위한 인자로서, 단말에서부터 기지국까지의 거리가 더 멀어져서 하향링크의 신호 감쇄가 크면 상향링크의 전송 전력을 더 높이는 방식으로 상향링크 전력을 제어한다. 그리고 후자는 기지국에서 상향링크 전송 전력을 조절하는데 필요한 정보(즉, 제어 신호)를 직접 전달하는 방식으로 상향링크 전력을 제어한다.
다음 수학식 1은 반송파 집성 기법을 지원하는 시스템에 있어서 서빙 셀 c 에서 서브프레임 인덱스 i 상에서 PUSCH와 PUCCH를 동시에 전송하지 않고 PUSCH만 전송하는 경우의 단말의 전송 전력을 결정하기 위한 식이다
[수학식 1]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000001
다음 수학식 2는 반송파 집성 기법을 지원하는 시스템에 있어서 서빙 셀 c 의 서브프레임 인덱스 i 에서 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 경우에, PUSCH 전송 전력을 결정하기 위한 식이다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000002
이하에서 상기 수학식 1 및 수학식 2와 관련하여 기술할 파라미터들은 서빙 셀 c 에서의 단말의 상향링크 전송 전력을 결정하는 것이다. 여기서, 상기 수학식 1의 PCMAX,c(i)는 서브프레임 인덱스 i 에서의 단말의 전송 가능한 최대 전력을 나타내고, 상기 수학식 2의 P^ CMAX,c(i)는 PCMAX,c(i)의 선형 값(linear value)을 나타낸다. 상기 수학식 2의 P^ PUCCH(i)는 PPUCCH(i)의 선형 값(linear value)을 나타낸다(여기서, PPUCCH(i)는 서브프레임 인덱스 i 에서의 PUCCH 전송 전력을 나타낸다.
다시 수학식 1에서, MPUSCH,c(i)는 서브프레임 인덱스 i에 대해 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터로서, 기지국이 할당하는 값이다. P0_ PUSCH,c(i) 는 상위 계층으로부터 제공된 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) P0_NOMINAL_ PUSCH,c(j)와 상위 계층에서 제공된 단말-특정 콤포넌트 P0_ UE _ PUSCH,c(j)의 합으로 구성된 파라미터로서, 기지국이 단말에게 알려주는 값이다.
상향링크 그랜트에 따른 PUSCH 전송/재전송의 경우 j 는 1이고, 랜덤 액세스 응답에 따른 PUSCH 전송/재전송의 경우 j 는 2이다. 그리고, P0 _ UE _ PUSCH,c(2)=0 및 P0_NOMINAL_PUSCH,c(2)=P0_PRE +△PREAMBLE_ Msg3 이며, 파라미터 P0_PRE 와 △PREAMBLE_ Msg3는 상위 계층에서 시그널링된다.
αc(j)는 경로손실 보상 인자(pathloss compensation factor)로서, 상위 계층에서 제공되어 기지국이 3 비트로 전송해 주는 셀-특정 파라미터로서 j는 0 또는 1일 때, α∈{0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}이고, j는 2일 때, αc(j)=1 이다. αc(j)는 기지국이 단말에게 알려주는 값이다.
경로 손실 PLC는 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PLC = referenceSignalPower - higher layer filteredRSRP 로 표현되며 여기서 referenceSignalPower는 기지국이 상위 계층으로 단말에게 알려줄 수 있다.
fc(i)는 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 PUSCH 전력 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다. 축적(accumulation)이 상위 계층으로부터 제공되는 파라미터에 기초하여 인에이블(enable)되거나 또는 TPC command δPUSCH,c가 CRC가 임시(Temporary) C-RNTI로 스크램블링된 서빙 셀 c에 대한 DCI 포맷 0와 함께 PDCCH에 포함되면 fc(i)=fc(i-1)+δPUSCH,c(i-KPUSCH)을 만족한다. δPUSCH,c(i-KPUSCH)는 서브프레임 i-KPUSCH에서 DCI 포맷 0/4 또는3/3A와 함께 PDCCH로 시그널링되며, 여기서, fc(0)는 축적값의 리셋(reset) 후의 첫 번째 값이다.
KPUSCH 의 값은 LTE 표준에서 다음과 같이 정의되어 있다.
FDD(Frequency Division Duplex)에 대해서는, KPUSCH의 값은 4이다. TDD에서 KPUSCH의 값은 다음 표 1와 같다.
[표 1]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000003
DRX 상태일 경우를 제외하고, 매 서브프레임에서 단말은 단말의 C-RNTI를 가지고 DCI 포맷 0/4의 PDCCH를 또는 단말의 TPC-PUSCH-RNTI를 가지고 DCI 포맷 3/3A의 PDCCH 및 SPS C-RNTI에 대한 DCI 포맷을 디코딩하려고 시도한다. 서빙 셀 c에 대한 DCI 포맷 0/4 및 DCI 포맷 3/3A는 동일 서브프레임에서 검출되면, 단말은 DCI 포맷 0/4에서 제공되는 δPUSCH,c를 이용하여야 한다. 서빙 셀 c를 위해 디코딩되는 TPC 명령(command)가 없거나 DRX가 생기거나 또는 인덱스 i인 서브프레임이 TDD에서 상향링크 서브프레임이 아닌 서브프레임에 대해 δPUSCH,c은 0 dB 이다.
DCI 포맷 0/4와 함께 PDCCH 상에서 시그널링되는 δPUSCH,c축적값은 다음 표 2과와 같다. DCI 포맷 0과 함께하는 PDCCH는 SPS activation으로 인증(validation)되거나 PDCCH를 릴리즈(release)하면, δPUSCH,c는 0dB 이다. DCI 포맷 3/3A와 함께 PDCCH 상에서 시그널링되는 δPUSCH,c축적값은 다음 표 2의 SET1의 하나이거나 상위 계층에서 제공되는 TPC-인덱스(index) 파라미터에 의해 결정되는 다음 표 3의 SET2의 하나이다.
[표 2]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000004
[표 3]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000005
서빙 셀 c에서의 전송 최대 전력 P^ CMAX(i)에 도달하면, 서빙 셀 c에 대해 양(positive)의 TPC 명령(command)이 축적되지 않는다. 반면, 단말이 최저 전력에 도달하면, 음(negative)의 TPC 명령이 축적되지 않는다.
다음 수학식 3은 LTE 시스템에서의 PUCCH에 대한 상향링크 전력 제어 관련 식이다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000006
상기 수학식 3에서, i는 서브프레임 인덱스, c는 셀(cell) 인덱스이다. 단말이 두 개의 안테나 포트 상에서 PUCCH를 전송하도록 상위 계층에 의해 설정되어 있다면 △TxD(F')의 값은 상위 계층에 의해 단말에 제공되며 그 이외의 경우에는 0이다. 이하 설명하는 파라미터는 셀 인덱스 c인 서빙 셀에 대한 것이다.
여기서, PCMAX,c(i)는 단말의 전송가능한 최대 전력을 나타내고, P0_ PUCCH는 셀-특정(cell-specific) 파라미터의 합으로 구성된 파라미터로서 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주며, PLC은 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PLC=referenceSignalPower - higher layer filteredRSRP 로 표현된다. h(n)은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, nCQI는 채널 품질 정보(CQI)에 대한 정보 비트의 수이고, nHARQ는 HARQ 비트의 수를 나타낸다. △F_PUCCH(F) 값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값으로 PUCCH 포맷 #F에 대응하는 값으로 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주는 값이다. g(i)는 인덱스 i 서브프레임의 현재 PUCCH 전력 제어 조정 스테이트(adjustment state)를 나타낸다.
P0_ UE _ PUCCH값이 상위 계층에서 변경될 때, g(0)=0이고 그렇지 않으면, g(0)=△Prampup + δmsg2이다. δmsg2는 랜덤 액세스 응답에서 지시되는 TPC 명령(command)이며, △Prampup는 상위 계층에서 제공하는 첫 번째부터 마지막 프리앰블까지 총 전력 램프-업(ramp-up)에 해당한다.
프라이머리 셀에서의 전송 최대 전력 PCMAX,c(i)에 도달하면, 프라이머리 셀에 대해 양(positive)의 TPC 명령이 축적되지 않는다. 반면, 단말이 최저 전력에 도달하면, 음(negative)의 TPC 명령이 축적되지 않는다. 단말은 P0_ UE _ PUCCH값이 상위 계층에 의해 변경되거나 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 때 축적(accumulation)을 리셋한다.
한편, 다음 표 4 및 표 5는 DCI 포맷에서의 TPC 명령(Command) 필드가 지시하는 δPUCCH값을 나타낸다. 특히, 표 4는 DCI 포맷 3A를 제외한 나머지 DCI에서 지시하는 δPUCCH값이고, 표 5는 DCI 포맷 3A에서 지시하는 δPUCCH값이다.
[표 4]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000007
[표 5]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000008
● New RAT
New RAT 성능 요구 사항 중, 저지연 요구조건을 만족시키기 위하여 서브프레임이 새롭게 설계될 필요가 있다.
[Self-contained Subframe]
도 5는 New RAT을 위해서 새롭게 제안되는 Self-contained Subframe 을 예시한다. 이하에서, self-contained subframe은 간략히 서브프레임으로 지칭될 수도 있다.
TDD 기반의 Self-contained Subframe 구조에 따르면 하나의 서브프레임 내에 하향링크와 상향링크를 위한 자원구간(예를 들어, 하향링크 제어 채널 및 상향링크 제어 채널)이 존재한다.
도 5에 도시된 self-contained subframe 구조에서는 DL 제어 영역-데이터 영역-UL 제어 영역 순서로 서브프레임이 구성되는 것을 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 다른 Self-contained Subframe 구조로서, DL 제어 영역-UL 제어 영역-데이터 영역의 순서로 서브프레임이 구성될 수도 있다.
Self-contained subframe은 해당 서브프레임에서 전송되는 데이터의 방향에 따라서 DL Self-contained subframe과 UL Self-contained subframe으로 구분될 수 있다.
이러한 self-contained subframe 구조에서 기지국과 UE가 송신 모드에서 수신모드로 전환 과정 또는 수신모드에서 송신모드로 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이를 위하여 self-contained subframe 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점에 해당하는 적어도 하나의 OFDM symbol이 GP(guard period)로 설정된다. GP는 DL에서 UL로 전환되는 시점에 위치한다. 예컨대, DL 서브프레임에서 GP는 DL 데이터 영역과 UL 제어 영역 사이에 위치하고, UL 서브프레임에서 GP는 DL 제어 영역과 UL 데이터 영역 사이에 위치한다.
한편, 1 서브프레임은 일정한 시간 길이로 정의될 수도 있다. 예를 들어, NR에서 1 서브프레임의 시간 길이(duration)은 1 ms로 고정될 수도 있다. 이 때, 1 심볼 길이는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)에 따라서 결정되므로, 1 서브프레임에 포함되는 심볼의 개수는 서브캐리어 간격에 따라서 결정될 수 있다. 예를 들어, 서브캐리어 간격이 15 kHz일 경우, 1 서브프레임에는 14개의 심볼들이 포함될 수 있다. 하지만, 서브캐리어 간격이 2배로 증가하여 30 kHz 가 되면, 1 심볼의 길이(duration)은 반으로 줄어들기 대문에 1 서브프레임에 총 28개의 심볼들이 포함될 수 있다. 서브캐리어 간격은 15 kHz * 2n이 될 수 있고, 1 서브프레임에 포함되는 심볼들의 개수는 14 * 2n이 될 수 있다. n은 0, 1, 2.. 등의 정수로서, 반드시 양의 정수에 한정되지 않는다. 예를 들어, n이 음의 정수 -1 이라면, 1 서브프레임에는 총 7개의 심볼들이 포함될 수 있다.
[Power Control for Contention based multiple access in New RAT]
스마트 폰 및 IoT 단말들의 기하급수적인 보급에 따라 통신 시스템이 기존보다 훨씬 많은 단말들의 통신을 지원할 수 있어야 한다. 따라서, New RAT에서는 대규모 연결성(massive connectivity)을 지원하기 위한 기술이 요구된다. 특히 짧은 패킷(short packet)을 주로 보내는 IoT 단말들에게는 기존의 스케줄된(Scheduled) 방식(e.g., UL grant에 따른 UL 송신)이 아닌 경쟁 기반의 송신(Contention based transmission) 방식이 보다 효율적일 수 있다. 기존의 LTE 시스템에서는 경쟁 기반의 송신은 초기 접속(e.g., 상향링크 동기화를 위한 랜덤 엑세스)에서만 사용되었으며, UL 데이터 송신은 스케줄된 방식으로 수행되었다.
본 발명의 일 실시에에 따르면, 기지국이 특정 자원 풀(resource pool)을 지정하여 이를 단말들에게 알려 주면, 단말들은 해당 자원 풀에 속한 자원을 통해서 자신이 원하는 시점에 패킷을 송신할 수 있다. 이와 같은 방식을 경쟁 기반 다중 접속(contention based Multiple Access)라고 명명한다.
기존 스케줄된 방식에 비해, 경쟁 기반 다중 접속 환경에서는 기지국이 단말들의 전력과 같은 자원들을 세밀하게 제어하기 힘들다. 따라서, 경쟁 기반 다중 접속 환경과 같이 불특정 단말들의 동시 접속 상황에서 전송 성공 확률을 높이기 위해서는 전력 제어가 필요하다. 초기 접속 뿐 아니라 전송 실패 이후, 재전송 시 전송 성공 확률을 높이기 위한 전력 제어 매커니즘 또한 필요하다.
이러한 논의를 바탕으로 이하에서는 경쟁 기반 다중 접속 환경에서의 전력 제어 방안을 살펴보기로 한다. 후술하는 예시들에 부여된 인덱스는 설명의 편의를 위한 것으로서, 각 인덱스가 반드시 독립된 발명을 구성하는 것은 아니며 서로 다른 인덱스를 갖는 예시들의 조합이 하나의 발명으로 구현될 수도 있다.
초기 전송 전력 설정
- Example 1: 다중-레벨 자원 풀들에 대한 균등한 전력 설정
초기 전송 시 수신 성공 확률을 높이기 위해서는 먼저 기지국에 수신된 전력이 셀 안의 단말들에 대하여 일정하게 만드는 방법이 고려될 수 있다.
이를 위해서는 기지국은 해당 경쟁기반 다중 접속 자원 풀의 최소 수신 전력 P0_{contention MA resource}를 설정할 수 있다. 단말은 해당 정보를 획득하고 경로 손실(path loss) 전부를(fully) 보상한 전력으로 신호를 전송한다. 이 경우, 기지국이 단말들로부터 수신된 신호는 P0_{contention MA resource}의 수신 전력을 가질 수 있다.
일 예로, 단말은 송신 전력을 수학식 4와 같이 계산할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000009
수학식 4에서 P_{MAX}는 단말이 전송할 수 있는 최대 전력을 의미한다. 또한, 기지국은 단말이 P0_{contention MA resource}를 알 수 있도록, 해당 정보를 상위 계층 시그널링 (e.g., RRC)을 통해서 단말에게 전송할 수 있다. Pathloss는 해당 단말의 경로 손실을 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 경쟁 기반 다중 접속을 위한 자원 풀이 다중-레벨(multi-level) (e.g., 여러 개의 MCS)로 설정될 수 있다. 이 경우, 각 자원 풀 마다 상이한 타켓 수신 SINR이 요구된다. 따라서, 해당 자원 풀마다 다른 송신 전력이 필요하다. 여기서, 자원 풀은 반드시 시간-주파수 자원에 한정되는 것은 아니며, 전력 자원, 코드 자원 또는 MCS 자원을 의미할 수도 있다.
일 예로, 단말은 각 레벨 별 송신 전력을 수학식 5와 같이 계산할 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000010
수학식 5에서 P0_{contention MA resource L#n}은 레벨 n에 대한 최소 수신 전력을 의미한다.
혹은, 다른 일 예로 단말은 각 레벨 별 송신 전력을 수학식 6과 같이 계산할 수 있다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000011
수학식 6에서 P0_{contention MA resource L#0}은 기준(baseline) 전력 값을 나타내고, L_offset은 각 레벨 별 전력 오프셋 값을 나타낸다. 또한, 기지국은 상위 계층 시그널링을 통해서 L_offset 을 알려 줄 수 있다.
- Example 2: 다중-레벨 자원 풀들에 대한 비균등한 전력 설정
Example 1과는 반대로, 기지국이 SIC(Successive interference cancellation)을 가정하는 상황에서는, 성능 향상을 위해서 수신 전력을 동일하게 만들지 않는 방법이 고려될 수도 있다. 이 경우 기지국은 단말들이 송신한 신호들 간의 수신 전력의 차이를 활용하여 수신 성능을 더 향상 시킬 수 있다. 예를 들어, 기지국이 수신된 전력 값의 차이를 통해서 서로 다른 단말의 신호를 구분하는 경우 등(e.g., 전력 도메인 상에서의 non-orthogonal multiple access, NOMA)에 있어서는, 각 단말 마다 다른 수신 전력 값이 나타나는 것이 수신 성능 향상에 보다 유리할 수 있다.
이와 같이, 단말별로 수신 전력을 다르게 하는 방법으로 먼저 지오메트리(geometry) 기반의 방법을 고려할 수 있다.
예컨대, 단말은 수학식 7과 같은 전력 제어 방법을 사용할 수 있다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000012
수학식 7에서 alpha는 경로 손실의 보상 정도를 결정하는 파라미터로서 0~1 범위에서 결정될 수 있다. alpha가 1일때는 경로 손실에 따른 전력 손실을 모두 보상하게 되고, 0인 경우 경로 손실을 전혀 보상되지 않는다. 기지국은 상위 계층 시그널링을 통해서 alpha를 전송 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다르면 다중-레벨 자원 풀의 경우에도, alpha값을 각 레벨 마다 다르게 설정하여 경로 손실 파라미터 Pathloss 에 적용할 수도 있다.
다른 일 예로, 단말 그룹핑을 통해서도 단말 별로 수신 전력을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 각 단말 그룹 마다 전력을 다르게 설정함으로써, alpha를 이용할 때 보다 더 유연하게 전력을 설정할 수 있다.
수학식 8은 단말 그룹 별 전력 설정을 위한 일 예를 나타낸다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000013
예를 들어, 그룹 넘버와 SIC 디코딩 차수 (또는 디코딩 순서)를 맵핑 시킬 수 있다. 다시 말해, SIC 디코딩 차수를 고려하여 단말 그룹핑이 수행될 수 있다.
편의상 2개의 그룹들을 가정하면, 그룹 #1에 속하는 단말이 송신한 신호의 수신 전력이 그룹 #2보다 높은 수신 전력을 가지게 함으로써, 수신단에서는 그룹 #1에 속하는 단말을 먼저 디코딩 하도록 할 수 있다. 기지국은 그룹 #1에 속하는 단말이 송신한 신호를 먼저 디코딩 하는데, 이 때 그룹 #2에 속하는 단말이 송신한 신호는 상대적으로 수신 전력이 작기 때문에 잡음으로 간주될 수 있다. 이후, 기지국은 전체 수신 신호에서 그룹 #1에 속하는 단말이 송신한 신호를 제거하고 그룹 #2에 속하는 단말이 송신한 신호를 디코딩 한다. 이 때, 그룹 #1에는 SIC 디코딩 차수/순서 '1'이 맵핑되고, 그룹 #2에는 SIC 디코딩 차수/순서 '2'가 맵핑될 수 있다.
또 다른 예로, 기지국의 수신 전력 관점에서 각 단말 그룹 별로 서로 다른 전력 레벨의 후보를 설정하는 방법을 고려될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 전력 파라미터들 P_fc 및 P_i가 수학식 9와 같이 정의된다고 가정한다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000014
수학식 10에서 G_i는 각 단말 그룹 특정한 전력 오프셋 값을 의미한다. P0_offset은 단말 특정한 전력 오프셋으로서, 0 보다 큰 정수 일 수 있다.
단말은 P_fc 및 P_i를 기반으로 송신 전력을 결정할 수 있다. 수학식 10은 P_fc 및 P_i를 이용한 송신 전력 결정 방법을 예시한다.
[수학식 10]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000015
수학식 10에서, maxi{P_fc > P_i}는, P_fc > P_i를 만족하는 P_i들 중에서 가장 큰 P_i를 의미한다.
수학식 10을 이용한 송신 전력 결정 방법을 도 6을 참조하여 살펴본다.
도 10은 커플링 손실(Coupling loss)에 따른 기지국의 수신 전력 레벨을 예시한다. 편의상 P_fc의 alpha가 0.7이라고 가정하였다. 즉, 도 10에서 점선 화살표로 지시된 사선은, 수학식 9에 정의된 P_fc 전력에 alpha=0.7을 적용하고, 단말이 P_fc 전력으로 신호를 송신하였을 때 기지국에 수신된 전력의 크기를 나타낸다. alpha=0.7은 경로 손실을 모두 보상한 것이 아니라 70 퍼센트만 보상 한 경우 에 해당하므로, 결국 경로 손실 또는 커플링 손실 값이 점차 증가함에 따라서 기지국에 수신된 전력은 점점 감소하게 된다.
그룹별 전력 오프셋 Gi는 총 5그룹으로 G1부터 G5까지 설정되었다고 가정한다.
x축은 커플링 손실을 나타내고 maximum CL은 최대 커플링 손실을 나타낸다. 3GPP TR 36.824 문서에 따르면 커플링 손실은 eNB 안테나 포트와 단말 안테나 포트 간의 총 롱-텀 채널 손실을 나타내며, 경로 손실을 포함한다. 커플링 손실에는 경로 손실에 추가적으로 안테나 이득, shadowing 및 body loss가 더 포함될 수 있다. 예를 들어, pathloss = 80dB, shadowing = 10dB, body loss = 3dB, antenna gain = 6dB 라고 하면, Coupling loss = 80+10+3-6 이 된다. 즉, 경로 손실은 채널 상황과는 독립적인 값으로서, 커플링 손실은 경로 손실에 현재의 롱-텀 채널 상황이 더 반영된 것이라고 볼 수 있다. 단, 안테나 이득, shadowing 및 body loss이 상대적으로 작은 경우, 커플링 손실은 경로 손실과 실질적으로 동일하다고 간주될 수도 있다.
단말은 자신과 기지국 간의 커플링 손실을 측정 할 수 있는데, 예를 들어 DL을 기준으로 커플링 손실을 측정하는 과정 살펴보면, 단말은 기지국이 송신한 RS의 RSRP를 측정할 수 있다. 만약, Tx power가 43dBm이고, RSRP가 -80dBm이라고 하면 단말이 측정한 커플링 손실은 43 - (-80) = 123 dB이 될 수 있다.
maximum CL은 해당 서비스가 전달될 수 있는 커플링 손실의 한계 값으로서, 결국 서비스의 커버리지를 정의하게 된다. maximum CL는 반송파 주파수와는 독립적인 것으로서, UL의 경우 maximum CL은 상향링크 최대 송신 전력에서 eNB의 민감도(sensitivity)를 뺀 값으로 정의되고, DL의 경우 maximum CL은 하향링크 최대 송신 전력에서 단말의 민감도(sensitivity)를 뺀 값으로 정의될 수 있다.
y축의 PRx 는 기지국에서의 수신 전력을 나타낸다. 그리고, P0는 앞서 정의된 파라미터 P0_{contention MA resource} 즉, 디코딩을 위한 최소 수신 전력을 의미한다. Gi는 그룹별 전력 오프셋을 의미한다. 여기서 G1은 0일 수도 있다.
단말이 P_fc의 전력 값으로 신호를 송신한다고 가정할 때, 커플링 손실이 큰 단말 또는 기지국으로부터 원거리에 위치한 단말이 송신한 신호는 기지국에 수신되었을 때 P0에 가까운 수신 전력을 갖는다. 반면에 커플링 손실이 작은 단말 또는 기지국으로부터의 거리가 작은 단말이 송신한 신호는 기지국에 수신되었을 때 PRx_max 에 가까운 수신 전력을 가지게 된다.
단말이 Pi의 전력 값으로 신호를 송신한다고 가정할 때, 각 단말이 속하는 그룹에 따라서 기지국에서는 5개의 수신 전력 레벨이 나타날 수 있다. 단말이 Pi의 전력 값으로 신호를 송신하는 경우에는 커플링 손실과 무관하게 단말 그룹에 의해 수신 전력이 결정될 수 있다. 다시 말해, 커플링 손실이 큰 단말이라도 기지국에 수신된 전력의 레벨이 해당 단말 그룹의 P0+Gi 값으로 나타날 수 있다. 단 단말이 Pi의 전력 값으로 신호를 송신하는 경우에도 그 송신 전력은 P_{MAX}를 넘지 않는다.
이하에서는 위 두 가지 전력 제어 기법(e.g., P_fc, Pi)를 기반으로 한 수학식 10의 maxi{P_fc > Pi}를 설명한다. 본 실시예에 따르면, 커플링 손실과 시스템이 결정한 그룹별 Gi를 기반으로 단말이 사용하는 전력, 즉, 기지국 입장에서의 수신 전력이 결정된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 커플링 손실이 큰 단말이 신호를 송신하면, 기지국에 수신된 신호가 수신 전력 레벨 P0+G1을 가지게 된다. 반면에 커플링 손실이 작아 질수록 기지국에 수신된 신호의 수신 전력 레벨 P0+Gi 값은 PRx_max에 가까워 진다.
결국, 커플링 손실이 큰 단말은 수신 전력이 높은 그룹 특정 오프셋 값을 가질 수 없도록 제어를 할 수 있다. 예를 들어, 커플링 손실이 CL4 ~ Maximum CL 범위에 속하는 단말의 경우, 자신이 송신한 신호가 기지국에 도달하였을 수신 전력 값이 P0 + G1이 되어야 한다. 따라서, 해당 단말은 그룹 특정 오프셋 값으로 G2~G5를 사용할 수 없다. 이는 셀 경계에 위치한 단말의 전력을 제어함으로써 셀간 간섭을 감소시키는데 유리한 효과가 있다. 다시 말해, 커플링 손실은 일반적으로 기지국에서 멀어지는 경우에 증가하는 경향이 있고, 커플링 손실이 최대가 되는 단말은 셀 경계에 위치하였을 확률이 높다. 셀 경계에 위치한 단말이 송신한 신호가, 기지국에서 도달 후 수신 전력 P0 + G5을 갖기 위해서는 매우 큰 전력으로 송신될 필요가 있다. 이 경우, 서빙 기지국에 신호가 올바르게 도달할 수는 있겠지만, 해당 신호가 다른 단말들 또는 인접 기지국에 큰 간섭을 주기 때문에 전체 시스템 측면에서는 바람직하지 않다. 따라서, 본 실시예에서는 소정의 alpha 값을 적용한 P_fc를 초과하지 않는 수준에서 Gi값이 선택된다.
또한, 기지국은 alpha 값과 그룹 특정한 전력 오프셋 값을 설정함으로써 셀 안 단말들의 수신 전력 레벨을 효율적으로 결정할 수 있다. 단말은 해당 설정에 기반하여 자신이 어떤한 그룹 특정 전력 오프렛 레벨을 사용해야 하는 지를 알 수 있다. 예를 들어, 단말은 커플링 손실을 측정하고, 자신의 커플링 손실이 CL1~CL2 범위에 속하는 경우 그룹 특정한 전력 오프셋 값으로서 G4를 선택한다.
또한, 단말은 자신의 커플링 손실이 속하는 범위에 따라, Contention Resource zone 즉, 전송할 자원을 결정할 수 있다. 예를 들어, 커플링 손실이 CL1~CL2에 속해 단말이 전력 오프셋 값으로 G4를 선택한 경우, 단말은 G4와 연결(또는 맵핑)된 자원을 통해 신호를 전송 한다.
해당 전송 자원과 전력 오프셋 값과의 맵핑(또는 연결)은 기지국과 단말간에 미리 약속될 수 있다. 또는, 기지국이 RRC와 같은 상위 시그널링 신호를 통해서 해당 자원과 전력 오프셋 값과의 맵핑을 단말 특정하게 시그널링할 수도 있다. 또한, 여러 개의 전력 오프셋 값들이 한 개의 전송 자원과 연결될 수 있다. 예를 들어, G1~G3까지는 자원 1에 G4 이상은 자원 2에 전송하도록 할 수 있다. 또한, 한 개의 오프셋이 여러 개의 전송 자원들과 연결될 수 있다. 예를 들어, G3는 자원 1과 2 모두에 맵핑될 수도 있다. 이 경우는 단말이 2개의 자원들 중에서 어느 하나를 랜덤하게 선택하여 전송할 수 있다.
또한, 하나의 전송 자원 상에서 여러 단말들이 전송할 수 있도록 설정될 때, 해당 단말들은 서로 다른 커플링 손실을 가지는 단말들로 구성될 수 있다. 즉, 송신 전력의 오프셋 값이 상이한 단말들이 하나의 전송 자원에 설정됨으로써 하나의 자원에서 수신되는 서로 다른 단말 신호들의 전력들 간에 차등을 줄 수 있다. 이와 같이 동일한 자원 상의 단말들의 설정은 사전에 RRC 시그널링을 설정될 수 있으며, 이후 재설정될 수도 있다.
기존의 그룹 기반의 전력 제어를 따를 경우는 단말의 이동으로 인해 단말의 커플링 손실이 커짐에도 불구하고 기 설정된 그룹 전력 값이 그대로 사용된다. 커플링 손실이 반영되지 않은 그룹 전력 값이 사용됨으로써, 셀간 간섭이 야기될 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따르면 커플링 손실을 고려하고, P_fc값에 의해서 최대 그룹 전력이 결정됨으로써 셀 간 간섭이 줄어들 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말 그룹 별 수신 전력 레벨을 나타낸다.
도 7의 실시예에 따르면, 단말은 자신의 커플링 손실에 따라서 수신 전력 레벨의 세트를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 단말은 커플링 손실에 따라서 자신이 사용할 수 있는 그룹 특정한 전력 오프셋들의 세트를 결정할 수 있다. 만약, 커플링 손실이 GL1 미만이라면, 단말은 {G1, G2, G3, G4, G5} 세트에서 어느 하나의 그룹 특정한 전력 오프셋을 선택할 수 있다. 세트내에서 Gi의 선택은 랜덤하게 수행될 수 있다. 이는 결국 단말이 단말 그룹을 랜덤하게 선택하는 것으로 이해될 수도 있다. 이와 달리, 커플링 손실이 GL2~G3 범위에 속하는 경우, 단말은 {G1, G2, G3} 세트에서 어느 하나의 그룹 특정한 전력 오프셋을 선택할 수 있다. 이 때, 단말은 G4 및 G5를 선택할 수는 없다. 단말이 G4 및 G5를 선택하는 경우 P_i를 통해 송신된 신호의 수신 전력 값이 P_fc를 통해 송신된 신호의 수신 전력 값을 초과하게 되기 때문이다.
수학식 11은 도 7의 실시예에 따른 송신 전력 값 결정 방법을 나타낸다.
[수학식 11]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000016
수학식 11은 P_fc > P_i를 만족하는 P_i 값들 중에서 어느 하나를 랜덤하게 선택하는 것을 나타낸다. 본 실시예에 따르면, 커플링 손실의 정도가 유사한 단말들 간에서도 수신 전력이 달라질 수 있으므로, SIC 수신 성능이 개선될 수 있다. 즉, 커플링 손실 정도가 유사한 단말들이 송신한 신호가 전력 도메인 상에서 구분될 수 있고, 따라서 NOMA 동작 등이 보다 정확하고 효율적으로 수행될 수 있다.
- Example 3: 경쟁 기반 다중 접속의 초기 송신 전력 값을 CLPC 제어되는 다른 채널과 연동시키는 방법
폐루프 전력 제어(CLPC)는 개루프 전력 제어(OLPC)에 비해 좀 더 세밀하게 전력을 제어할 수 있으므로, 기지국 입장에서 원하는 수신 전력이 더 정확하게 획득 될 수 있다. 하지만, CLPC는 시그널링 오버헤드 및 딜레이 측면에서 OLPC에 비하여 불리한 측면이 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 OLPC와 CLPC의 하이브리드 형태로, CLPC 제어되는 다른 상향링크 채널의 가장 최근 송신 전력값을 이용하여 경쟁 기반 다중 접속의 초기 송신 전력 값을 결정할 것이 제안된다.
일 예로, 경쟁 기반 다중 접속 송신의 초기 전송 전력을 결정하기 위하여 다른 상향링크 채널의 전력 제어 값들이 이용될 수 있다.
구체적으로 수학식 12와 같이 기존 스케줄된 방식의 송신(e.g., UL grant DCI 기반의 UL 송신)을 하는 채널에서의 전력 값에 기반하여 P_{init}이 설정될 수 있다.
[수학식 12]
Figure PCTKR2017006055-appb-I000017
수학식 12에서, xChannel은 기존 스케줄된 방식의 송신이 수행된 특정 채널 (e.g., PUCCH)를 나타내고, P_{xChannel}은 가장 최근에 업데이트 된 xChannel 전력을 나타낸다. P_{xChannel} 값은 순시 채널에 따른 동적 오프셋을 뺀 롱-텀(long-term) 값일 수도 있다. 또한, 오프셋_{between xChannel and Contention based MA}은 타겟 SINR 차이 (e.g., 서로 다른 MCS)로 인한 오프셋 값을 나타낸다.
예를 들어, TPC를 통해서 설정된 PUCCH 전송 전력 값이 P_{xChannel}로 사용될 수 있다. 해당 PUCCH의 타겟 BLER(Block Error Rate)을 만족시키기 위한 수신 전력과 경쟁 기반 다중 접속 자원 풀의 타겟 수신 전력간의 차이가 offset_{between xChannel and Contention based MA}일 수 있다. offset_{between xChannel and Contention based MA}값은 단말에 사전에 설정되거나 또는 상위 계층 시그널링을 통해 단말에 설정될 수도 있다.
한편, xChannel로서 PUCCH 외에도 PUSCH가 사용되거나 또는 TPC를 통해서 최근에 업데이트된 상향링크 채널의 전력값을 활용하여 P_{init}이 결정될 수도 있다. 또한 상술된 다중-레벨 자원 풀, 비 균등 전력 설정, 단말 그룹핑 등의 예시에서도 본 실시예에 따른 오프셋 값이 적용될 수도 있다.
- Example 4: 적응적 초기 전송 전력 값 설정 방법
초기 전송 전력 파라미터 P_{init}를 결정함에 있어서, 기존 스케줄(scheduled) 방식 전송에서의 값을 이용하는 방법과 개루프 기반(e.g., 균등/비균등 전력 설정) 방법이 적응적으로 선택될 수 있다. 경쟁 기반 다중 접속을 전송하는 현재 시점이 이전 스케줄된 방식 전송이 수행된 과거 시점과 많은 시간 차이를 가지는 경우, 현재 시점에서는 이전 스케줄된 방식 전송에서 사용된 전력 값의 신뢰도가 떨어진다. 즉, 이 경우에는 오히려 개루프 기반 방식의 전력 제어가 더 정확할 수 있다.
이와 같은 상황을 고려한다면, 코히어런트 시간(Coherence time)을 나타내는 파라미터 T_{co}를 기반으로 적응적으로 P_{init}가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 경쟁 기반 다중 접속의 전송 시점과 이전에 수행된 스케줄된 방식의 전송 시점의 차이가 T_{co} 이하인 경우는 P_{init}_ch을 사용되고, T_{co}보다 큰 경우는 P_{init}_eq 또는 P_{init}_uneq을 사용하는 것을 고려할 수 있다. T_{co}의 경우는 상위 계층 시그널링을 통해 단말들에게 전달될 수 있다.
재전송 전력 설정
- Example A: 전력 증가(ramping up) 방법
경우에 따라서는 단말이 전송한 전력이 부족한 것이 초기 전송 실패의 원인이 될 수 있다. 예를 들어, 수신된 신호의 실제 SINR이 기지국에서 신호를 올바르게 수신하기 위한 최소 SINR 값에 미치지 못하여 신호 수신에 실패하는 경우가 있을 수 있다.
이 경우 단말이 송신 전력을 증가시킴으로써 기지국의 신호 검출(또는 신호 수신 성공)의 확률을 높일 수 있다. 단말은 초기 전송이 실패한 이 후, 일정 스텝 크기(step size)만큼 전력을 증가시켜 신호를 재송신 할 수 있다. 일 예로, 스텝 크기는 단말 별로 설정되거나 또는 단말 그룹 별로 설정될 수 있다. 또한, 1차, 2차, 3차 재전송 등 재전송 시도 횟수에 따라서 스텝 크기가 다르게 설정(e.g., 점차적으로 증가)될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 초기 전송하는 단말들 대비, 재전송 단말들이 송신하는 신호의 수신 전력이 더 크게 설정된다. 따라서, 재전송을 하는 단말의 전송의 성공 확률이 초기 전송의 성공 확률 보다 더 높게 설정될 수 있다.
- Example B: 전력 감소(ramping down) 방법
초기 전송이 실패하는 다른 원인으로서, 스몰 셀(small cell)과 같은 환경에서는 셀들 간 간섭으로 인한 수신 실패가 고려될 수 있다. 이와 같은 실패 원인 하에서는, 재전송 시 단말들이 송신 전력을 감소(ramping down)함으로써 셀들 간의 간섭을 낮추고, 이를 통해 재전송 수신 성공 확률이 향상될 수 있다.
본 실시예에서도 전략 감소는 일정 스텝 크기로 수행될 수 있으며, 해당 스텝 크기는 단말 별로 설정되거나 또는 단말 그룹별로 설정될 수 있다. 또한, 1차, 2차, 3차 재전송 등 재전송 시도 횟수에 따라서 스텝 크기가 다르게 설정(e.g., 점차적으로 감소)될 수 있다.
- Example C: 적응적 전력 증감 (ramping up/down) 방법
기지국은 경쟁 기반 다중 접속 자원 풀에서 단말 경쟁의 정도를 파악하고, 이를 기반으로 기지국은 단말 송신 전력의 증가 또는 감소를 결정할 수 있다. 기지국은 결정된 단말 송신 전력의 증가 또는 감소를 나타내는 정보를 단말 공통 시그널링을 통해서 송신할 수 있다.
일 예로, 기지국은 경쟁 자원 풀에서의 단말 경쟁의 정도를 참조 신호 (RS)를 통해서 추정할 수 있다. 기지국은 블라인드 검출 방식 등으로 수신된 RS의 수신 전력을 측정할 수 있다. 측정된 RS의 수신 전력이 임계치를 넘는지 여부에 따라서 단말 송신 전력의 증가 또는 감소가 결정될 수 있다. 기지국은 RS 수신 전력이 크면 많은 단말 들이 상향링크 송신을 위하여 경쟁하고 있다고 판단할 수 있다.
기지국은 단말 경쟁의 정도를 기반으로 간섭 레벨이 높을 경우(i.e., 단말 경쟁이 심한 경우)는 송신 전력을 감소할 것을 단말 공통 시그널링으로 지시할 수 있다. 반대로, 단말 경쟁 정도가 낮은 경우 기지국은 단말의 송신 전력을 증가하도록 시그널링 할 수 있다.
한편으로, 단말 경쟁의 정도를 조금 더 정확하게 파악하기 위해서, 기지국은 경쟁 기반 다중 접속을 시도하는 단말들에게, 상향링크 송신 이전에 특정 정보를 기지국에 송신하도록 할 수 있다. 예를 들어, SR(scheduling request)과 유사하게 경쟁 기반 다중 접속 시도를 수행할 것임을 알리는 1-비트 신호가 정의될 수 있다. 기지국은 1-비트 신호를 전송하기 위한 자원을 별도로 할당하고, 단말은 해당 자원을 통해서 상향링크 송신 이전에 1-비트 신호를 미리 전송하도록 할 수 있다. 기지국은 이와 같이 단말이 송신하는 1-비트 신호를 통해서 단말 경쟁의 정보를 보다 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 기지국은, 재전송에서 단말이 송신 전력을 증가시켜야 하는지 아니면 감소시켜야 하는지를 지시하는 정보를 단말에 대한 초기 설정에 포함시킬 수 있다(e.g., RRC 연결 설정 메시지 또는 시스템 정보 등). 이후, 기지국은 단말 경쟁 정도에 따라서 전력 증감을 결정하여, 결정된 재전송에서의 전력 증가 또는 감소 규칙을 단말에 재설정할 수도 있다.
- Example D: 재전송 전력을 유지하면서 초기 전송과 재전송 자원을 구분하는 하는 방법
재전송의 성공 확률을 높이는 또 다른 예로 초기 전송 자원 풀과 재전송 자원 풀을 서로 구분하여 설정하는 방법을 고려할 수 있다. 예를 들어, 간섭이 적게 유입되는 자원, 상대적으로 낮은 변조 차수가 설정되는 자원 풀, 송신 전력을 높게 할당 할 수 있는 자원 풀 등을 재전송 자원 풀로 설정하여 재전송의 성공 확률을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송신 방법의 흐름을 나타낸다. 상술된 설명과 중복하는 내용은 생략될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 및 경로 손실의 보상 레벨을 나타내는 제1 파라미터를 수신한다(805).
단말은 자신과 기지국 간의 경로 손실을 포함하는 커플링 손실(coupling loss)을 측정한다(810).
단말은 커플링 손실의 측정 값에 따라서, 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중 어느 하나를 선택한다(815).
단말은 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋에 기반하여 제1 상향링크 송신 전력을 계산한다(820).
이후, 단말은 제1 상향링크 송신 전력으로 상향링크 신호를 송신한다(825). 이 때, 상향링크 신호는 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 송신될 수 있다.
단말은, 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 있어서, 단말 그룹-특정 전력 오프셋을 통해 계산된 제1 상향링크 송신 전력이, 제1 파라미터를 통해서 경로 손실이 부분적으로만 보상된 제2 상향링크 송신 전력을 초과하지 않으면 해당 단말 그룹-특정 전력 오프셋을 선택할 수 있다.
일 예로, 제1 상향링크 송신 전력이 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 단말은 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 어느 하나를 랜덤하게 선택할 수 있다.
다른 일 예로, 제1 상향링크 송신 전력이 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 단말은 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 가장 큰 것을 선택할 수 있다.
단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 의해 단말은 다수의 단말 그룹들 중 어느 하나에 속하게 된다. 단말이 송신한 상향링크 신호는 단말이 속한 단말 그룹의 다른 단말이 송신한 상향링크 신호와 기지국에서 동일한 수신 전력 레벨을 가질 수 있다.
또한, 커플링 손실의 측정 값이 커질 수록 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 작아 질 수 있다.
상향링크 신호의 송신이 실패하면, 단말은 제1 상향링크 송신 전력을 증가 또는 감소시킨 뒤 상향링크 신호를 재송신할 수 있다. 이 때, 제1 상향링크 송신 전력을 증가시킬 것인지 아니면 감소 시킬 것인지 여부는, 경쟁 기반 다중 접속의 경쟁 레벨에 따라서 결정될 수 있다.
단말은 상향링크 신호의 송신 또는 재송신 이전에 단말이 경쟁 기반 다중 접속 방식의 송신을 수행할 것임을 알리는 지시자(e.g., 1-비트 정보)를 송신하고, 기지국은 해당 지시자를 통해서 경쟁 레벨을 추정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다. 단말 및 기지국에서의 송신기 및 수신기는 하나의 RF(Radio Frequency) 유닛으로 구성될 수도 있다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술된 바와 같이 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 및 경로 손실의 보상 레벨을 나타내는 제1 파라미터를 수신하는 단계;
    상기 단말과 상기 기지국 간의 경로 손실을 포함하는 커플링 손실(coupling loss)의 측정 값에 따라서, 상기 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋에 기반하여 계산된 제1 상향링크 송신 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 상향링크 신호는 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 송신되고,
    상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 있어서, 상기 단말은, 상기 계산된 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제1 파라미터를 통해서 경로 손실이 부분적으로만 보상된 제2 상향링크 송신 전력을 초과하지 않도록 하는 것을 선택하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 상기 단말은 상기 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 어느 하나를 랜덤하게 선택하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 상기 단말은 상기 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 가장 큰 것을 선택하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 의해 상기 단말은 다수의 단말 그룹들 중 어느 하나에 속하게 되고,
    상기 단말이 송신한 상향링크 신호는 상기 단말이 속한 단말 그룹의 다른 단말이 송신한 상향링크 신호와 상기 기지국에서 동일한 수신 전력 레벨을 갖는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플링 손실의 측정 값이 커질 수록 상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 작아지는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 신호의 송신이 실패하면, 상기 제1 상향링크 송신 전력을 증가 또는 감소시킨 뒤 상기 상향링크 신호를 재송신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제1 상향링크 송신 전력을 증가시킬 것인지 아니면 감소 시킬 것인지 여부는, 경쟁 기반 다중 접속의 경쟁 레벨에 따라서 결정되는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말은 상기 상향링크 신호의 송신 또는 재송신 이전에 상기 단말이 경쟁 기반 다중 접속 방식의 송신을 수행할 것임을 알리는 지시자를 송신하고,
    상기 기지국은 상기 지시자를 통해서 상기 경쟁 레벨을 추정하는, 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 신호를 송신하는 단말에 있어서,
    기지국으로부터 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 및 경로 손실의 보상 레벨을 나타내는 제1 파라미터를 수신하는 수신기;
    상기 단말과 상기 기지국 간의 경로 손실을 포함하는 커플링 손실(coupling loss)의 측정 값에 따라서, 상기 다수의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중 어느 하나를 선택하는 프로세서; 및
    상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋에 기반하여 계산된 제1 상향링크 송신 전력으로 상향링크 신호를 송신하는 송신기를 포함하고,
    상기 상향링크 신호는 경쟁 기반 다중 접속 방식으로 송신되고,
    상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 계산된 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제1 파라미터를 통해서 경로 손실이 부분적으로만 보상된 제2 상향링크 송신 전력을 초과하지 않도록 하는 것을 선택하는, 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 상기 프로세서는 상기 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 어느 하나를 랜덤하게 선택하는, 단말.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 송신 전력이 상기 제2 상향링크 송신 전력 값을 초과하지 않도록 하는 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 둘 이상인 경우, 상기 프로세서는 상기 둘 이상의 단말 그룹-특정 전력 오프셋들 중에서 가장 큰 것을 선택하는, 단말.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 단말 그룹-특정 전력 오프셋의 선택에 의해 상기 단말은 다수의 단말 그룹들 중 어느 하나에 속하게 되고,
    상기 단말이 송신한 상향링크 신호는 상기 단말이 속한 단말 그룹의 다른 단말이 송신한 상향링크 신호와 상기 기지국에서 동일한 수신 전력 레벨을 갖는, 단말.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 커플링 손실의 측정 값이 커질 수록 상기 선택된 단말 그룹-특정 전력 오프셋이 작아지는, 단말.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 상향링크 신호의 송신이 실패하면, 상기 프로세서는 상기 제1 상향링크 송신 전력을 증가 또는 감소시킨 뒤 상기 상향링크 신호를 재송신하되,
    상기 제1 상향링크 송신 전력을 증가시킬 것인지 아니면 감소시킬 것인지 여부는, 경쟁 기반 다중 접속의 경쟁 레벨에 따라서 결정되는, 단말.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 송신기를 통해, 상기 상향링크 신호의 송신 또는 재송신 이전에 상기 단말이 경쟁 기반 다중 접속 방식의 송신을 수행할 것임을 알리는 지시자를 송신하고,
    상기 기지국은 상기 지시자를 통해서 상기 경쟁 레벨을 추정하는, 단말.
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