KR102014792B1

KR102014792B1 - 상향링크 신호 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102014792B1
Application number: KR1020147004591A
Authority: KR
Inventors: 김동철; 한승희; 조한규; 이현우
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2019-08-27
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: EP3451747B1; EP2760242A2; EP3334222A1; ES2663837T3; JP5727100B2; US9295012B2; US9549379B2; CN107371227B; US20170064646A1; KR20140066710A; EP2760242B1; CN107197512B; WO2013042980A3; US9814001B2; JP2015149756A; EP3451747A1; CN107197512A; US20160157183A1; JP2016174427A; CN103733698A

Abstract

상향링크 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법이 개시된다. 무선통신 시스템에서 하나 이상의 셀을 포함하는 TA(Timing Alignment) 그룹이 복수 개 있는 경우, 각 TA 그룹에 속한 셀들과 통신하는 단말의 상향링크 전송 전력 제어 방법에 있어서, 상기 복수 개의 TA 그룹들에 속한 각 특정 셀들에서 PUCCH(Physical Uplink Control Channel), 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), UCI를 포함하지 않은 PUSCH, PRACH(Physical Random Access Channel), SRS(Sounding Reference Signal) 중 적어도 2개 이상의 채널들이 동일한 서브프레임에서 동시에 전송되는 경우, 상기 적어도 하나의 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상향링크 전송 전력으로 상기 적어도 하나의 채널들을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 상향링크 전송 전력은 TA 그룹 인덱스를 고려하여 결정되는, 상향링크 전송 전력 제어 방법 및 단말 장치이다.

Description

상향링크 신호 전송 전력을 제어하는 단말 장치 및 그 방법{TERMINAL DEVICE FOR CONTROLLING UPLINK SIGNAL TRANSMISSION POWER, AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 캐리어 병합 (Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 지원하는 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전송 전력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 무선 접속 시스템의 요구 조건에서 가장 중요한 것 중 하나는 높은 데이터 전송율 요구량을 지원할 수 있어야 하는 것이다. 이를 위하여 다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output), CoMP(Cooperative Multiple Point transmission), 릴레이(relay) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

종래의 무선 접속 시스템에서는 상향링크와 하향링크 간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 캐리어(carrier)만을 고려하였다. 예를 들어, 단일 캐리어를 기반으로, 상향링크와 하향링크를 구성하는 캐리어의 개수가 각각 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적인 무선 통신 시스템이 제공되었다.

다만, 주파수 자원이 포화상태인 실정을 감안하여, 보다 높은 데이터 전송율 요구량을 충족시키기 위해 광대역 대역폭을 확보하기 위한 방안으로 산재해 있는 대역들 각각이 독립적인 시스템을 동작시킬 수 있는 기본적 요구사항을 만족하도록 설계하고, 다수의 대역들을 하나의 시스템으로 묶는 개념인 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation/Multiple Cells)을 도입하고 있다.

여기서, 각각의 독립적인 운용이 가능한 대역폭 단위의 캐리어를 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)라고 칭할 수 있다. 증가하는 송신 용량을 지원하기 위해, 최근의 3GPP LTE-A 또는 802.16m은 20MHz 또는 그 이상까지 계속 그 대역폭을 확장하고 있다. 이 경우 하나 또는 그 이상의 컴포넌트 캐리어를 집성하여 광대역을 지원한다. 예를 들어, 하나의 컴포넌트 캐리어가 5MHz, 10MHz 또는 20MHz의 대역폭을 지원한다면, 최대 5 개의 컴포넌트 캐리어를 묶어 최대 100MHz까지의 시스템 대역폭을 지원하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 캐리어 병합 상황에서 복수의 (multiple) TA(timing adjustment)를 갖는 경우 고려 해야 할 상향링크 전력 제어 전반에 대한 지원 방향에 대한 설계를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전송 전력을 제어하는 단말 장치를 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 단말이 전송 전력을 제어하는 방법은, TA 그룹을 고려하는 방법을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양상으로, 무선통신 시스템에서 하나 이상의 셀을 포함하는 TA(Timing Alignment) 그룹이 복수 개 있는 경우, 각 TA 그룹에 속한 셀들과 통신하는 단말의 상향링크 전송 전력 제어 방법에 있어서, 상기 복수 개의 TA 그룹들에 속한 각 특정 셀들에서 PUCCH(Physical Uplink Control Channel), 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), UCI를 포함하지 않은 PUSCH, PRACH(Physical Random Access Channel), SRS(Sounding Reference Signal) 중 적어도 2개 이상의 채널들이 동일한 서브프레임에서 동시에 전송되는 경우, 상기 적어도 하나의 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 상향링크 전송 전력으로 상기 적어도 하나의 채널들을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 상향링크 전송 전력은 TA 그룹 인덱스를 고려하여 결정되는, 상향링크 전송 전력 제어 방법을 제공한다.

특히, 상기 PRACH와 상기 PUCCH, 상기 PUSCH 및 상기 SRS가 서로 다른 TA 그룹에 속하고, 서로 다른 세컨더리 셀(Secondary Cell)에서 전송되는 경우, 상기 PRACH의 전송 우선순위를 최우선으로 한다.

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 2에서 속하는 셀의 PRACH 전송 전력은 다음 수학식 A에 따라 제어하는, 상향링크 전송 전력 제어 방법이다.

[수학식 A]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, P _CMAX,c(i) 는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력이고, 상기 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER 는 RACH 프리앰블의 수신 전력을 나타내며, PL_c은 특정 셀 인덱스 c의 단말의 하향링크 경로손실 추정치이며, ΔP _Ramp _- _Up _{_} _for _reference _{_} _TA _{_} _group 은 기준 TA 그룹에서 수행한 첫번째 프리앰블부터 마지막 프리앰플까지의 램프-업(ramp-up)된 전체 전력이다.

일 예로, 상기 수학식 A의 PREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER 에 TA 그룹 별로 적용한 PREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER _TA _{_} _group _{_} _index 로 적용한다.

일 예로, 상기 PREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER _TA _{_} _group _{_} _index 는 상위 계층, TA 그룹 특정, 단말 특정 중 적어도 하나의 값으로 시그널링한다.

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 1에서 속하는 셀의 PUCCH 전송 전력은 다음 수학식 B에 따라 제어하는, 상향링크 전송 전력 제어 방법이다.

[수학식 B]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, P _PUCCH(i) 는 상기 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에서의 PUCCH의 전송 전력이고, P _CMAX _,C(i) 는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력이며,

는 P _CMAX _,c(i) 의 선형 값이고,

는 서브프레임 인덱스 i에서의 RACH의 전송 전력인 P _PRACH(i) 의 선형 값이며, P _O _{_} _PUSCH _,c(j) 는 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P _O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j) 와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j) 의 합으로 구성된 파라미터이고, α _c(j) 는 셀-특정 파라미터이며, PL _c 은 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실 추정치이고, h(n _CQI ,n _HARQ ,n _SR ) 은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, n _CQI 는 채널 품질 정보(CQI)에 대한 정보 비트의 수이고, n _HARQ 는 HARQ 비트의 수이며, n _SR 은 특정 서브프레임이 PUSCH의 전송 블록(transport block)을 가지는지 여부를 나타내는 값이고, Δ_{F_} _PUCCH(F) 값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값이고, g(i) 는 인덱스 i 서브프레임의 현재 PUCCH 전력 제어 조정 상태를 나타내는 값이며, Δ _TxD (F')는 PUCCH 가 2개의 안테나 포트에서 전송되는 것으로 단말에 의해 구성된 경우, 각각의 PUCCH format F'가 정의된 상위계층에 의해 정해지는 값이다.

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 1에서 속하는 PUCCH과 동시 전송하지 않는 셀의 PUSCH 전송 전력은 다음 수학식 C에 따라 제어하는, 상향링크 전송 전력 제어 방법이다.

[수학식 C]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, P _PUCCH(i) 는 상기 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에서의 PUCCH의 전송 전력이고, P _CMAX _,C (i) 는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력이며,

는 P _CMAX _,c(i) 의 선형 값이고,

는 서브프레임 인덱스 i에서의 RACH의 전송 전력인 P _PRACH(i) 의 선형 값이며, M_PUSCH _,c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 인덱스 i의 서브프레임에 대해 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터이고, P _O _{_} _PUSCH _,c(j) 는 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P _O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j)와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P _{O_UE_PUSCH,c}(j) 의 합으로 구성된 파라미터이고, α _c (j) 는 셀-특정 파라미터이며, PL _c 은 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실 추정치이고, f _c (i)는 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값이며,

는 상기 특정 셀 인덱스 c의 하나의 코드워드에 대한 값이다.

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 1에서 속하는 PUCCH과 동시 전송하는 셀의 PUSCH 전송 전력은 다음 수학식 D에 따라 제어하는, 상향링크 전송 전력 제어 방법이다.

[수학식 D]

여기서, c 는 상기 특정 셀 인덱스이고, i 는 서브프레임 인덱스이며, P _PUCCH(i)는 상기 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에서의 PUCCH의 전송 전력이고, P _CMAX _,C (i) 는 단말이 전송 가능한 최대 전송 전력이며,

는 P _CMAX _,c (i) 의 선형 값이고,

는 서브프레임 인덱스 i에서의 RACH의 전송 전력인 P _PRACH(i) 의 선형 값이며, M_PUSCH,c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 인덱스 i의 서브프레임에 대해 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터이고,

는 PUCCH의 전송 전력의 선형값이고, P _O _{_} _PUSCH _,c(j) 는 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P _{O_NOMINAL_PUSCH,c}(j) 와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j)의 합으로 구성된 파라미터이고, α _c (j)는 셀-특정 파라미터이며, PL _c 은 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실 추정치이고, f _c (i) 는 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값이며,

본 발명의 다른 양상으로, 무선통신 시스템에서 하나 이상의 셀을 포함하는 TA(Timing Alignment) 그룹이 복수 개 있는 경우, 각 TA 그룹에 속한 셀들과 통신하는 단말의 상향링크 전송 전력 제어에 있어서, 상기 복수 개의 TA 그룹들에 속한 각 특정 셀들에서 PUCCH(Physical Uplink Control Channel), 복수의 UCI(Uplink Control Information)를 포함한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), UCI를 포함하지 않은 PUSCH, PRACH(Physical Random Access Channel), SRS(Sounding Reference Signal) 중 적어도 2개 이상의 채널들이 동일한 서브프레임에서 동시에 전송되는 경우, 상기 적어도 하나의 채널들에 대한 상향링크 전송 전력을 결정하는 프로세서; 및 상기 결정된 상향링크 전송 전력으로 상기 적어도 하나의 채널들을 전송하는 송신부를 포함하도록 구성되되, 상기 상향링크 전송 전력은 TA 그룹 인덱스를 고려하여 결정되는, 단말 장치를 제공한다.

일 예로, 상기 PRACH와 상기 PUCCH, 상기 PUSCH 및 상기 SRS가 서로 다른 TA 그룹에 속하고, 서로 다른 세컨더리 셀(Secondary Cell)에서 전송되는 경우, 상기 PRACH의 전송 우선순위를 최우선으로 한다.

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 2에서 속하는 셀의 PRACH 전송 전력은 다음 수학식 A에 따라 제어하는, 단말이다.

[수학식 A]

일 예로, 상기 PREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER _TA _{_} _group _{_} _index 는 상위 계층, TA 그룹 특정, 단말 특정 중 적어도 하나의 값으로 시그널링한다,

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 1에서 속하는 셀의 PUCCH 전송 전력은 다음 수학식 B에 따라 제어하는, 단말이다.

[수학식 B]

는 P _CMAX _,c (i) 의 선형 값이고,

는 서브프레임 인덱스 i에서의 RACH의 전송 전력인 P _PRACH(i) 의 선형 값이며, P _O _{_} _PUSCH _,c(j) 는 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P _O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j) 와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j) 의 합으로 구성된 파라미터이고, α _c (j) 는 셀-특정 파라미터이며, PL _c 은 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실 추정치이고, h(n _CQI ,n _HARQ ,n _SR ) 은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, n _CQI 는 채널 품질 정보(CQI)에 대한 정보 비트의 수이고, n _HARQ 는 HARQ 비트의 수이며, n _SR 은 특정 서브프레임이 PUSCH의 전송 블록(transport block)을 가지는지 여부를 나타내는 값이고, Δ_{F_} _PUCCH(F) 값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값이고, g(i) 는 인덱스 i 서브프레임의 현재 PUCCH 전력 제어 조정 상태를 나타내는 값이며, Δ _TxD (F')는 PUCCH 가 2개의 안테나 포트에서 전송되는 것으로 단말에 의해 구성된 경우, 각각의 PUCCH format F'가 정의된 상위계층에 의해 정해지는 값이다.

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 1에서 속하는 PUCCH과 동시 전송하지 않는 셀의 PUSCH 전송 전력은 다음 수학식 C에 따라 제어하는, 단말이다.

[수학식 C]

는 P _CMAX _,c(i) 의 선형 값이고,

일 예로, PUCCH와 PUSCH를 전송하는 셀과 PUSCH를 전송하는 셀이 TA 그룹 1에 속하고, PRACH를 전송하는 셀이 TA 그룹 2에 속하는 경우, 상기 TA 그룹 1에서 속하는 PUCCH과 동시 전송하는 셀의 PUSCH 전송 전력은 다음 수학식 D에 따라 제어하는, 단말이다.

[수학식 D]

는 P _CMAX _,c(i) 의 선형 값이고,

는 서브프레임 인덱스 i에서의 RACH의 전송 전력인 P _PRACH(i) 의 선형 값이며, M_PUSCH _,c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 인덱스 i의 서브프레임에 대해 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터이고,

본 발명에 따른 전송 전력 제어 방법에 의하면, 복수의 TA 그룹들에 속한 각 셀로 상향링크 신호들의 전송이 동시에 있는 경우, 단말의 전송 전력을 설정할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

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 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면,
도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 3GPP LTE 시스템에서 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면,
도 5는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6(a)은 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 6(b)는 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 7(a)은 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 7(b)는 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 8(a)은 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 8(b)는 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면,
도 9는 기지국 및 RRH 구조의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 10은 본 발명이 적용되는 다중 노드 통신 환경의 일 예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 3GPPL LTE, LTE-A 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용 가능하다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(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.

도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(280), 메모리(285), 수신기(290), 심볼 복조기(295), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(275), 송신기(275), 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.

기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리한 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, 280)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.

도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나의 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.

LTE 시스템에서 하나의 자원블록(Resource Block, RB)은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 또는 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 3은 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 하나의 하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심볼들이 제어채널들이 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

3GPP LTE 시스템 등에서 사용되는 하향링크 제어 채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어 채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(Downlink Control Information, DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 전력 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Negative Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다. 이제, 하향링크 물리채널인 PDCCH에 대해 기술한다.

기지국은 PDCCH를 통해 PDSCH의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 DL grant라고도 한다), PUSCH의 자원 할당 정보(이를 UL grant라고도 한다), 임의의 단말, 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 전력 제어(Transmit Power Control, TPC) 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 전송할 수 있다. 기지국은 복수의 PDCCH를 제어 영역 내에서 전송할 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 다수의 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 기지국은 하나 또는 다수의 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH를 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송할 수 있다. 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 비트 수가 결정된다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 다음 표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.

DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1~2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 전력 제어(Transmit Power Control, TPC) 명령을 가리킨다. DCI 포맷 3/3A는 복수의 단말들에 대한 TPC 명령들을 포함한다. DCI 포맷 3/3A의 경우, 기지국은 CRC에 TPC-ID를 마스킹한다. TPC-ID는 단말이 TPC 명령(command)을 나르는 PDCCH를 모니터링하기 위해 디마스킹(demasking)하는 식별자이다. TPC-ID는 PDCCH 상으로 TPC 명령의 전송 여부를 확인하기 위해 단말이 PDCCH의 디코딩에 사용하는 식별자라 할 수 있다. TPC-ID는 기존의 식별자들인 C-RNTI(Radio Network Temporary Identifier)나 PI-RNTI, SC-RNTI, RA-RNTI를 재사용하여 정의할 수도 있고, 또는 새로운 식별자로 정의할 수도 있다. TPC-ID는 셀 내의 특정 집합의 단말들을 위한 식별자인 점에서 특정 단말을 위한 식별자인 C-RNTI와 다르고, 또한 셀 내의 모든 단말들을 위한 식별자인 PI-RNTI, SC-RNTI 및 RA-RNTI와 다르다. DCI가 N개의 단말을 위한 TPC 명령을 포함하는 경우, 상기 N개의 단말들만이 상기 TPC 명령들을 수신하면 되기 때문이다. 만약 DCI에 셀 내 모든 단말들에 대한 TPC 명령들이 포함되는 경우 TPC-ID는 셀 내 모든 단말들을 위한 식별자가 된다.

단말은 서브프레임 내의 검색 공간(search space)에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링하여 TPC-ID를 찾는다. 이때, TPC-ID는 공용 검색 공간에서 찾을 수도 있고, 단말-특정(UE-sepcific) 검색 공간에서 찾을 수도 있다. 공용 검색 공간은 셀 내 모든 단말이 검색하는 검색 공간이고, 단말 특정 검색 공간은 특정 단말이 검색하는 검색 공간을 말한다. 만약 해당하는 PDCCH 후보에서 TPC-ID를 디마스킹하여 CRC 에러가 검출되지 않으면 단말은 PDCCH상의 TPC 명령을 수신할 수 있다.

다수의 TPC 명령들만을 나르는 PDCCH를 위한 식별자, TPC-ID를 정의한다. 단말은 TPC-ID가 검출되면 해당하는 PDCCH 상의 TPC 명령을 수신한다. 상기 TPC 명령은 상향링크 채널의 전송 전력을 조절하기 위해 사용된다. 따라서, 잘못된 전력 제어로 인한 기지국으로의 전송 실패나 다른 단말에게로의 간섭을 방지할 수 있다.

이하에서는 LTE 시스템 등에서 기지국이 PDCCH를 전송을 위해 자원을 매핑하는 방안에 대해 간단히 살펴본다.

일반적으로, 기지국은 PDCCH를 통하여 스케줄링 할당 정보 및 다른 제어정보를 전송할 수 있다. 물리 제어 채널은 하나의 집합(aggregation) 또는 복수 개의 연속 제어 채널 요소(Control Channel Element, CCE)로 전송될 수 있다. 하나의 CCE는 9개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)들을 포함한다. PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel) 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel)에 할당되지 않은 RBG의 개수는 NREG이다. 시스템에서 이용가능한 CCE는 0부터 NCCE-1까지 이다(여기서

이다). PDCCH는 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 다중 포맷을 지원한다. n개의 연속 CCE들로 구성된 하나의 PDCCH는 i mod n =0을 수행하는 CCE부터 시작한다(여기서 i는 CCE 번호이다). 다중 PDCCH들은 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있다.

표 2를 참조하면, 기지국은 제어정보 등을 몇 개의 영역으로 보낼 지에 따라 PDCCH 포맷을 결정할 수 있다. 단말은 CCE 단위로 제어정보 등을 읽어서 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 3의 (b)를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역 및 데이터 영역으로 나누어질 수 있다. 제어 영역은 상향링크 제어정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)로 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위하여, 하나의 단말은 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말을 위한 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 RB 페어로 할당된다. RB 페어에 속하는 RB들은 각 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있다. PUCCH에 할당된 RB 페어는 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 호핑된다.

도 4는 3GPP LTE 시스템에서 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면이다.

각 슬롯에서 전송되는 하향링크 신호는

개의 부반송파(subcarrier)와

개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되는 자원 격자(resource grid) 구조로 이용한다. 여기서,

은 하향링크에서의 자원 블록(RB: Resource Block)의 개수를 나타내고,

는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,

는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

의 크기는 셀 내에서 구성된 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라지며

을 만족해야 한다. 여기서,

는 무선통신 시스템이 지원하는 가장 작은 하향링크 대역폭이며

는 무선통신 시스템이 지원하는 가장 큰 하향링크 대역폭이다.

이고

일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치(Cyclic Prefix, CP) 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.

각 안테나 포트에 대한 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(RE: Resource Element)라고 불리며, 슬롯 내의 인덱스 쌍 (k,l)에 의해 유일하게 식별된다. 여기서, k는 주파수 영역에서의 인덱스이고, l는 시간 영역에서의 인덱스이며 k는 0......

중 어느 하나의 값을 갖고, l는 0......

중 어느 하나의 값을 갖는다.

도 4에 도시된 자원 블록은 어떤 물리 채널과 자원 요소들 간의 매핑(mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)과 가상 자원 블록(VRB: Virtual Resource Block)으로 나눌 수 있다. 상기 하나의 PRB는 시간 영역의

개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의

개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 여기서

과

는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어

과

는 다음 표 1과 같이 주어질 수 있다. 따라서 하나의 PRB는

개의 자원 요소로 구성된다. 하나의 PRB는 시간 영역에서는 하나의 슬롯에 대응되고 주파수 영역에서는 180kHz에 대응될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

PRB는 주파수 영역에서 0에서

까지의 값을 갖는다. 주파수 영역에서의 PRB 넘버(number) nPRB와 하나의 슬롯 내에서의 자원 요소 (k,l) 사이의 관계는

를 만족한다.

상기 VRB의 크기는 PRB의 크기와 같다. VRB는 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)와 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)로 나뉘어 정의될 수 있다. 각 타입의 VRB에 대해, 하나의 서브프레임 내의 두 개의 슬롯에 있는 한 쌍의 VRB는 단일 VRB 넘버 nVRB가 함께 할당된다.

상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB이 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다. 각 타입의 VRB에 대해, 한 쌍(pair)의 VRB이 단일의 VRB 인덱스 (이하, VRB 넘버(number)로 지칭될 수도 있다)를 가지고 1개의 서브프레임의 2개의 슬롯에 걸쳐 할당된다. 다시 말하면, 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 중 제 1 슬롯에 속하는

개의 VRB들은 각각 0부터

중 어느 하나의 인덱스 (Index)를 할당받고, 위의 2개의 슬롯 중 제 2 슬롯에 속하는

개의 VRB들도 마찬가지로 각각 0부터

중 어느 하나의 인덱스를 할당받는다.

이하에서 LTE 시스템에서 기지국이 단말에게 PDCCH를 내려 보내기 위한 과정을 설명한다.

기지국은 단말에게 보내려는 DCI(Downlink Control Information)에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지(paging 메시지)를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 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. 다음 표 4는 PDCCH에 마스킹되는 식별자들의 예를 나타낸다.

C-RNTI가 사용되면 PDCCH는 각각 해당하는 특정 단말을 위한 제어정보를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH는 각각 셀 내 모든 또는 복수의 단말이 수신하는 공용 제어정보를 나른다. 기지국은 CRC가 부가된 DCI에 대해 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 그리고, 기지국은 PDCCH 포맷에 할당된 CCE의 수에 따른 레이트 매칭(rate mathching)을 수행한다. 그 후, 기지국은 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심벌들을 생성한다. 그리고, 기지국은 변조 심볼들을 물리적인 자원 요소에 맵핑한다.

도 5는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상향링크 신호를 전송하기 위해 단말의 스크램블링(scrambling) 모듈(510)은 단말-특정 스크램블 신호를 이용하여 전송 신호를 스크램블할 수 있다. 스크램블 된 신호는 변조 맵퍼(520)에 입력되어 전송 신호의 종류 및/또는 채널 상태에 따라 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 16QAM/64QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식을 이용하여 복소 심볼(complex symbol)로 변조된다. 변조된 복소 심볼은 변환 프리코더(530)에 의해 처리된 후, 자원 요소 맵퍼(540)에 입력되며, 자원 요소 맵퍼(540)는 복소 심볼을 시간-주파수 자원 요소에 맵핑할 수 있다. 이와 같이 처리된 신호는 SC-FDMA 신호 생성기(550)를 거쳐 안테나를 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

이하에서 LTE Release-8에 정의된 PUCCH 포맷과 단말의 상향링크 전송 전력에 관한 내용을 살펴본다. PUCCH는 상향링크 제어 정보를 실어나르는 상향링크 제어 채널이며, LTE 시스템에서는 단일 캐리어(single carrier) 특성 때문에 단말은 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하지 못한다. 그러나, LTE-A 시스템에서는 멀티캐리어를 도입함에 따라 단말은 PUCCH를 특정 콤퍼넌트 캐리어(예를 들어, 주 콤퍼넌트 캐리어 또는 Pcell)에서는 PUSCH와 함께 전송할 수도 있다. PUCCH는 다수의 포맷을 지원하며, LTE Release-8에서 지원되는 PUCCH 포맷은 다음 표 5와 같다. 여기서, PUCCH 포맷 2a 및 2b는 normal CP 만을 지원한다.

다음 수학식 1은 LTE Release-8에서 단말의 상향링크 제어 채널 전송을 위한 상향링크 전력을 dBm 단위로 나타낸 식이다.

[수학식 1]

여기서, i는 서브프레임 인덱스, P_CMAX는 단말의 전송가능한 최대 전력을 나타내고, P_O _{_} _PUCCH는 셀-특정(cell-specific) 파라미터의 합으로 구성된 파라미터로서 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주며, PL은 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PL=referenceSignalPower-higher layer filteredRSRP 로 표현된다. h(n)은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, n_CQI는 채널 품질 정보(CQI)에 대한 숫자 정보 비트이고, n_HARQ는 HARQ 비트의 수를 나타낸다.

값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값으로 PUCCH 포맷 (F)에 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. h(n_CQI, n_HARQ)는 PUCCH 포맷 1, 1a 및 1b에서는 0이고, PUCCH 포맷 2, 2a, 2b에서 normal CP(Cyclic Prefix)인 경우에는 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 2]

다음 표 6은 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/3에서 TPC 명령 필드에 매핑된

값들을 나타낸 표이고, 표 7은 DCI 포맷 3A에서 TPC 명령 필드에 매핑된

값들을 나타낸 표이다. 여기서

는 단말 별로 특정한 보정 값(혹은 전력 보정 값(correction value))을 나타낸다.

도 6(a)-도 8(b)는 기지국의 다중 캐리어(Multiple carrier) 및 단말의 다중 캐리어(Multiple carrier)를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 고려하는 환경은 일반적인 다중 캐리어 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 명시하는 다중 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합 시스템(carrier aggregation system)이라 함은 광대역을 지원하기 위해서 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1개 이상의 캐리어를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 병합 할 때, 병합 되는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility)를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, LTE_advanced 시스템에서는 LTE에서 지원하는 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 하는 것이다. 또는 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.

다중(multiple) 캐리어는 캐리어 병합, 대역폭(BW) 병합과 혼용되어 사용될 수 있는 명칭임을 명시한다. 캐리어 병합은 연속적(인접) 캐리어 병합(contiguous carrier aggregation)과 불-연속적 캐리어 병합(non-contiguous carrier aggregation) 스펙트럼 병합(spectrum aggregation)을 모두 통칭하는 표현이다.

다중 캐리어를 효율적으로 사용하기 위해 여러 개의 캐리어를 하나의 MAC이 관리하는 기술에 대해서 설명한다. 이에 대한 송신부는 도 6(a)에, 수신부는 도 6(b)에 각각 도시되었다. 이 때, 다중 캐리어를 효과적으로 송/수신 하기 위해서는 송신기 및 수신기가 모두 다중 캐리어를 송/수신할 수 있어야 한다.

간단히 말하면, 하나의 MAC이 하나 이상의 주파수(frequency) 캐리어를 관리/운영하여 송/수신하는 것을 말한다. 또한, 하나의 MAC에서 관리되는 주파수(frequency) 캐리어 들은 서로 인접 (contiguous) 할 필요가 없기 때문에 자원(resource) 관리 측면에서 보다 유연 (flexible) 하다는 장점이 있다. 연속(contiguous), 불연속(non-contiguous) 캐리어 병합(carrier aggregation)이 모두 가능하다.

또는 도 6(a), 도 6(b)와 같은 구조 이외에도 도 7(a), 도 7(b), 도 8(a), 도 8(b)와 같이 여러 개의 PHY를 하나의 MAC이 아닌 하나 이상의 여러 개의 MAC이 제어할 수도 있다.

도 7(a), 도 7(b)와 같이 각각의 캐리어를 각각의 MAC이 1:1로 제어할 수도 있고, 도 8(a), 도 8(b)와 같이 일부 캐리어에 대해서는 각각의 캐리어를 각각의 MAC이 1:1로 제어하고 나머지 일부 캐리어에 대해서는 1개 이상의 캐리어를 하나의 MAC이 제어할 수도 있다.

상기의 시스템은 1개부터 N개까지의 다수의 캐리어를 포함하는 시스템이며 각 캐리어는 연속(contiguous)하게 혹은 불연속(non-contiguous)하게 사용될 수 있다. 이는 상, 하향링크에 구분 없이 적용될 수 있다. TDD 시스템의 경우에는 각각의 캐리어안에 DL과 UL의 전송을 포함하면서 N개의 다수 캐리어를 운용하도록 구성되며, FDD 시스템의 경우에는 다수의 캐리어를 상, 하향링크에 각각 사용할 수 있도록 구성된다. 기존 LTE Rel-8에서는 상, 하향링크의 대역폭은 다르게 설정될 수 있으나 기본적으로 단일 캐리어 내에서의 송/수신을 지원하였다. 하지만 LTE-A 시스템에서는 상기 설명과 같이 캐리어 병합(aggregation)을 통해서 다수개의 캐리어를 운용할 수 있다. 이에 더해 FDD 시스템에서는 상, 하향링크에서 병합하는 캐리어의 수 및/또는 캐리어의 대역폭이 다른 비대칭적(asymmetric) 캐리어 병합(aggregation)도 지원할 수 있다.

CA는 인트라 대역(Intra band) 내의 컴포넌트 캐리어(component carrier: CC)/셀(본 발명에서는 설명의 편의를 위해 CC로 통칭)들로만 구성되거나 혹은 인터 대역(Inter band) 들간의 컴포넌트 캐리어(component carrier) 들의 조합으로 구성된다. 종래 기술에서는 CA 구성에 상관없이 상향링크 타이밍 조정(UL timing adjustment: UL TA)는 하나로 설정 되어 있다. 여기서, 상향링크 타이밍 조정은 기지국 관점에서 셀내 분포하는 모든 단말들의 전송신호가 동일한 시점에 기지국에 도달할 수 있도록 상향링크 전송 시점을 단말별로 조절하는 기능을 한다. 하지만, 인터 대역(inter band)간 주파수 특성 차이에 의해 하나로 설정하여 사용하기 어려 울 수 있다. 또한, 이를 반영하여 복수의(multiple) TA 그룹(group) 형태가 지원 되는 경우에는 복수의 프라이머리 셀(multiple Primary cell: PCell)이 가능할 수도 있고 Pcell은 하나로 존재하고 Pcell의 TA 그룹(group)과 다른 Scell(Secondary Cell)들로 구성된 TA 그룹으로 구성 될 수 있다. 여기서 TA 그룹은 동일한 TA 값을 공유하는 상향 링크 자원의 세트를 의미한다. 하나의 TA 그룹은 하나의 서빙 셀로 구성될 수 있다. 구성된(configured) CC와 TA 그룹의 관계는 기지국에 의하여 규정되어야 한다. 하나의 TA 그룹에는 하나 혹은 그 이상의 셀/컴포넌트 캐리어 들로 구성된다. PCell이 하나 이상 있는 경우, PUCCH도 PCell의 개수만큼 단말이 동시에 전송 할 수 있다. 현재 PCell의 개념은 FDD인 경우 링키지 또는 페어링(likage or paired)된 DL/UL 셀/컴포넌트 캐리어(이하, 셀로 통일)로 되어 있다. 이렇게 되는 경우 전력 제어(power control) 관점에서 접근 할 때, DL 경로 손실(path-loss)을 추정하는 DL 셀의 개수도 DL Pcell의 개수만큼 확장 되어야 한다. 단말은 설정된(configured) DL PCell의 RSRP(reference signal의 received power)를 측정하여 DL 경로 손실(pathloss)를 계산 후 UL 전력 제어(power control)에 이용할 수 있다. 단말은 설정된 Pcell 별로 RSRP / RSRQ를 추정하여 기지국에 리포트 해야 한다.

종래 기술은 하나의 TA 와 하나의 PCell을 기반하여 설계 되어 있기 때문에 복수개의 TA 이 지원 되는 경우 이에 대한 문제점들이 발생 할 수 있다. 또한, 복수개의 TA상황이 아닌 CA 상황에서, PCell에서 랜덤 엑세스 신호(Random access sign)인 프리앰블/시퀀스(preamble/sequence)를 전송함과 동시에 SCell에서 PUSCH/SRS를 전송하는 경우에 대한 파워컨트롤 및 제반 상황에 대한 구체적인 방법이 없다.

따라서, 본 발명에서는, CA를 지원하는 시스템에서 복수의 TA 그룹이 형성되는 경우 프라이머리 셀(Primary cell: PCell)이 TA 그룹(group) 별로 존재 할 수도 있고 안 할 수도 있다. 하나의 TA 그룹에는 하나 혹은 그 이상의 셀/컴포넌트 캐리어들로 구성된다. 복수의 TA 그룹이 있고 Pcell은 특정 TA 그룹에만 있고 다른 TA 그룹은 Scell들로만 구성되는 경우도 고려 할 수 있다. TA 그룹별로 프리앰블을 포함하는 랜덤 엑세스 신호를 전송하여 TA를 지원하는 경우 TA 그룹별로 랜덤 엑세스 신호를 동시에 전송할 수도 있고 시간차를 두고 TA 그룹별로 랜덤 엑세스 신호를 전송 할 수도 있다. 시간차를 두고 전송하는 경우, 첫 번째 TA 그룹의 UL 전송(PUCCH/PUSCH/SRS)과 두 번째 TA 그룹에서 전송하는 랜덤 엑세스 신호는 동시 전송 될 수 있다. 이 때 단말의 동시 전송 파워 합들이 단말의 최대 전송파워 수준을 초과하는 경우 다음과 같은 방법을 고려 할 수 있다.

제 1 방안으로, 전송 신호간의 우선 순위에 의해 전송파워를 할당하는 방법이다. 즉, 맨 왼쪽에 위치할수록 제일 높은 우선 순위를 갖는다. 상향링크 전송 신호의 우선 순위는 다음과 같이 11가지 방식 중 어느 하나에 해당될 수 있다. 상기 전송신호는 랜덤 엑세스 신호(Random Access Signal), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) with UCI(Uplink Control Information), PUSCH without UCI중의 어느 하나이고, 이러한 전송신호가 동시에 전송되는 경우의 우선순위는 다음과 같다.

1. Random Access Signal＞PUCCH＞PUSCH with UCI＞PUSCH

2. (Random Access Signal=PUCCH)＞PUSCH with UCI＞PUSCH

3. PUCCH ＞Random Access Signal＞PUSCH with UCI＞PUSCH

4. PUCCH ＞PUSCH with UCI＞Random Access Signal ＞PUSCH

5. PUCCH＞PUSCH with UCI＞PUSCH＞ Random Access Signal

6. Random Access Signal＞SRS

7. 임의의 TA 그룹이 활성화(activated) 되어 있을 때, 추가적인 TA 그룹이 램던 엑세스를 시도하면, 다른 TA 그룹에는 PUCCH를 동시 전송하지 않거나, 어떤 채널의 신호도 동시 전송하지 않는다

8. PUSCH for Message 3 ＞ PUCCH＞PUSCH with UCI＞PUSCH

9. PUSCH for Message 3 = PUCCH＞PUSCH with UCI＞PUSCH

10. PUCCH ＞ PUSCH for Message 3 ＞ PUSCH with UCI＞PUSCH

11. PUCCH ＞ PUSCH with UCI ＞ PUSCH for Message 3 ＞ PUSCH

예를 들어, 본 발명의 제 1방안에서, 1번 우선순위인 Random Access Signal＞PUCCH＞PUSCH with UCI＞PUSCH without UCI 에 따라, 전송 파워를 할당하는 경우, PRACH, PUCCH, PUSCH에 대한 파워 컨트롤 수식은 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 해당하는 상향링크 신호를 동시 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, Pcell 및 Scell_1을 포함하는 TA 그룹 1 및 Scell_2을 포함하는 TA 그룹 2이 존재하는 통신환경에서, 상기 Pcell에서 PUCCH, PUSCH를 전송하고, Scell_1에서 PUSCH를 전송하는 동시에, Scell_2에서 PRACH를 전송하는 경우를 예를 들어 설명하고자 한다.

이때, TA 그룹 2에서 속하는 Scell_2에서 PRACH를 전송하는 전력은 다음의 수학식 1 또는 수학식 2와 같다.

[수학식 1]

[수학식 2]

수학식 1 및 2를 참조하면, P _CMAX _,C 는 서빙 셀(c)에 대해 구성되는 단말의 전송 가능한 최대 전력을 나타내고, 상기 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER는 기지국이 목적으로 하는 RACH 프리앰블의 수신 전력을 나타낸다. PL_c은 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PL=referenceSignalPower- higher layer filteredRSRP 로 표현된다.

수학식 1 및 2에서, 상기 PREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER 는 TA 그룹 별로 PREAMBLE _RECEIVED_TARGET_POWER _{TA_group_index} 로 변경되며, TA 그룹 별로 상위 계층(higher layers)으로 또는 TA 그룹 특정(group specific)으로 또는, 단말 특정(UE specific)하게 단말에게 상기 정보를 알려 주는 방법이 있다. 또는 하나의 값으로 시그널링 되는 값을 알려 주는 방법 혹은 서빙셀 별로 알려 주는 방법이 있다.

PL _c 은 TA 그룹 별로 경로 손실을 추정하기 위한 기준 셀에 대한 정보로서, 상위 계층에서 단말로 알려 주는 방법 혹은 하나의 기준 다운링크(DL) 셀의 경로손실을 추정하여 공통으로 사용할 수 있다.

상기 수학식 2에서, 레퍼런스(reference) TA 그룹(group)의 성공한 PRACH 전송파워를 기준 삼아 다음 TA 그룹의 PRACH 초기 전송 파워에 적용하는 방법이다. 수학식 2에서 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER는 기준 TA그룹에서의 사용된 값으로 상위 계층에서 하나의 값을 시그널링 하며, PLc는 기준 TA그룹에서 사용된 값을 재사용하거나 해당 TA 그룹에서의 경로 손실 값을 사용할 수 있다. 각 TA 그룹 별로 경로 손실 추정을 위한 기준 DL 셀의 정보를 알려 주어야 한다. ΔP _Ramp _- _Up _{_} _for _{reference_TA_group} 은 기준 TA 그룹에서 수행한 첫번째 프리앰블부터 마지막 프리앰플까지의 램프-업(ramp-up)된 전체 전력이다.

수학식 3은 TA 그룹 1의 서빙셀 중 PUCCH를 전송 하는 셀에서의 PUCCH 전송 전력에 관한 수학식이다. 이때 서빙셀은 프라이머리 셀(Primary cell)일 수 있고, 복수의(multiple) Pcell일 경우 PPUCCH,c 처럼 인덱스가 추가 되여야 한다.

[수학식 3]

수학식 3을 참조하면,

는

는 P _PRACH(i) 의 선형 값(linear value)이고,

는 P _CMAX,c(i)의 선형 값(linear value)이다.

수학식 3에서, i는 서브프레임 인덱스, P_CMAX _,c는 특정 셀 인덱스 c의 단말의 전송 가능한 최대 전력을 나타내고, P_O _{_} _PUCCH _,c는 셀-특정(cell-specific) 파라미터의 합으로 구성된 파라미터로서 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주며, PL은 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PL=referenceSignalPower-higher layer filteredRSRP 로 표현된다. h(n _CQI ,n _HARQ ,n _SR ) 은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, 여기서, n_CQI는 특정 서브프레임에서의 채널 품질 정보(CQI)에 대한 정보 비트의 수이고, n_HARQ는 특정 서브프레임에서의 HARQ 비트의 수를, n_SR 는 특정 서브프레임이 UL-SCH에 대한 관련된 전송 블록(transport block)을 가지지 않는 단말에 대한 SR로 구성된 경우에는 1이고 그 이외에는 0이다.

Δ_{F_} _PUCCH(F)값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값으로 PUCCH 포맷 (F)에 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. 여기서, n_CQI는 특정 서브프레임에서의 채널 품질 정보(CQI)에 대한 정보 비트의 수이고, n_HARQ는 특정 서브프레임에서의 HARQ 비트의 수를, n_SR 는 특정 서브프레임이 UL-SCH에 대한 관련된 전송 블록(transport block)을 가지지 않는 단말에 대한 SR로 구성된 경우에는 1이고 그 이외에는 0이다. Δ _TxD (F')는 PUCCH 가 2개의 안테나 포트에서 전송되는 것으로 단말에 의해 구성된 경우, 각각의 PUCCH format F'가 정의된 상위계층에 의해 정해지는 값이다.

수학식 4는 TA 그룹 1의 셀 중에서 PUCCH와 PUSCH를 동시 전송하지 않는 서빙 셀에서의 PUSCH 전송 전력에 관한 수학식이다.

[수학식 4]

수학식 4를 참조하면, P_CMAX _,c는 상기 특정 셀 인덱스 c의 단말의 전송 가능한 최대 전력이고, M_PUSCH _,c(i)는 서브프레임 인덱스 i에 대해 상기 특정 셀 인덱스 c의 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터로서, 기지국이 할당하는 값이다. P_O _{_} _PUSCH _,c(j)는 상기 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j)와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 콤포넌트 P_O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j)의 합으로 구성된 파라미터로서, 기지국이 단말에게 알려주는 값이다. α_c(j)는 상기 특정 셀 인덱스 c의 상위 계층에서 제공되어 기지국이 3 비트로 전송해 주는 셀-특정 파라미터로서 j=0 또는 1일 때, α∈{0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}이고, j=2일 때, α(j)=1이다. α_c(j)는 기지국이 단말에게 알려주는 값이다. pathloss (PL_c)는 상기 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PL_c=referenceSignalPower- higher layer filteredRSRP 로 표현되며 여기서 referenceSignalPower는 기지국이 상위 레이어로 단말에게 알려줄 수 있다. f_c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다.

3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 정의된

는 상기 특정 셀 인덱스 c의 하나의 코드워드에 대한 값으로 설정되는 것이 기본이다. 특정 코드워드 인덱스에 대해, K _S=1.25 이면

이고, K _S=0 이면 Δ _TF (i) =0이 된다. 여기서 Ks는 기지국이 단말에게 상위 레이어로 코드워드 별로 제공하는 단말-특정 파라미터 deltaMCS - Enabled 일 수 있다. K _S =0 이면 Δ _TF (i)=0가 되고 코드워드 별로 전송 전력이 동일하게 된다. 그러나, K _S =1.25 이면 각 코드워드의 할당된 자원으로 정규화된 전송 정보 크기(혹은 스케줄링된 MCS 레벨)에 따라 코드워드 별로 전송 전력이 달라질 수 있다. 여기서, 파라미터 MPR은 파라미터 Bits Per Resource Element (BPRE) 등으로 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 즉, Ks가 0인 아닌 경우에는 각 코드워드 별로의 단위 자원 당 정보량(예를 들어, BPRE)에 기초하여

가 생성될 수 있다.

여기서 본 발명에 따라, TA 그룹 별로 α _c (j) 값이 설정 되도록 상위 계층(higher layer)으로 알려 주거나 셀 특정(Cell specific)하게 알려 주거나 단말 특정(UE specific)하게 알려 줄 수 있다. 또한, PL _c 도 TA 그룹 별로 서로 다르게 추정하여 사용할 수 있도록 기준 하향링크 셀(DL cell) 정보를 상위 계층(higher layer)으로 알려 주거나 셀 특정(Cell specific)하게 알려 주거나 단말 특정(UE specific)하게 알려 줄 수 있다. 혹은 TA 그룹에 상관 없이 상기 두 가지 요소를 하나의 공통된 값으로 사용하는 것도 가능하다.

랜덤 엑세스 응답 그랜트(Random access response grant)에 의해 PUSCH를 (재)전송((re)transmission)하는 경우(j=2), P _O _{_} _PUSCH _,c(j) 의 P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(2) 와 P _{O_NOMINAL_PUSCH,c}(2)는 TA 그룹 별로 시그널링이 되어야 한다. 상위 계층을 통하여 알려 줄 수 있다. 혹은 기준 TA 그룹은 상위 계층(higher layer)으로 전송하고 다른 TA 그룹에 대해서는 그 차이 값을 브로드캐스트(broadcast) 혹은 단말 특정(UE specific)하게 알려 줄 수 있다.

TA group 1의 셀 중에서 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 서빙셀에서의 PUSCH전송 파워는 다음 수학식 5와 같다.

[수학식 5]

수학식 5를 참조하면,

는 P _PUCCH(i) 의 선형값이고, TA 그룹 별로 α _c (j) 값이 설정 되도록 상위 계층으로 알려 주거나 TA 그룹 특정하게 알려 주거나 단말 특정하게 알려 줄 수 있다. 또한, PL _c 도 TA 그룹 별로 서로 다르게 추정하여 사용할 수 있도록 기준 하향링크 셀(DL cell) 정보를 상위 계층으로 알려 주거나 TA 그룹 특정하게 알려 주거나 단말 특정하게 알려 줄 수 있다. 혹은 TA 그룹 상관 없이 상기 두 가지 요소를 하나의 공통된 값으로 사용하는 것도 가능하다.

랜덤 엑세스 응답 그랜트(Random access response grant)에 의해 PUSCH를 (재)전송((re)transmission)하는 경우(j=2), P _O _{_} _PUSCH _,c(j) 의 P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(2) 와 P _{O_NOMINAL_PUSCH,c}(2) 는 TA 그룹(group) 별로 시그널링이 되어야 한다. 상위 계층(Higher layer)을 통하여 알려 줄 수 있다. 혹은 기준 TA 그룹은 상위 계층으로 전송하고 다른 TA 그룹에 대해서는 그 차이 값을 브로드캐스트 혹은 단말 특정하게 알려 줄 수 있다.

상기 도 9의 특정 상황에서의 전송 전력 설정의 예를 일반화하는 경우, 앞에서 언급한 우선순위 1에서 11까지의 11 가지 경우에 대해서 우선 순위가 뒤인 것들의 경우는 기존 전력 제어(power control) 식의 최대 전력 제한(max power limitation)을 기존의 값보다 앞의 우선 순위의 전송 전력만큼을 줄인 것으로 대체하도록 설정하여야 한다.

PRACH 전송 파워와 PUCCH, UCI를 포함한 PUSCH, UCI를 포함하지 않은 PUSCH들의 전송 파워 합이 단말의 최대 전송파워를(

) 초과 하는 경우, 단말은 다음과 같은 조건으로 각 서빙 셀에 대한 각각의 전송파워를 조절 할 수 있다.

PUCCH가 하나의 서빙 셀에서만 전송 되는 경우에, PUCCH와 PRACH만 동시 전송되는 경우에는 수학식 1과 수학식 3을 이용하여, PUCCH 전송 전력을 조절할 수 있다.

PUCCH가 하나의 서빙 셀에서만 전송 되는 경우에, PUCCH, PUSCH, PRACH가 동시 전송되는 경우에, 다음의 수학식 6을 만족하도록 PUCCH 전송 전력을 조절할 수 있다. 이때, PUCCH 전송이 없는 경우를 포함한다. PUCCH의 전송이 없는 경우에는

이다. 즉, PUSCH의 전송 전력은 단말의 가능한 최대 전송 전력의 선형값에서, 우선순위에 따른 PRACH와 PUCCH의 전송 전력의 선형값을 제외하고, 나머지 전송 전력에서, 스케일링 팩터 w(i)를 적용하여, PUSCH의 전송 전력 값을 조정할 수 있다.

[수학식 6]

수학식 7은 UCI를 포함한 PUSCH, UCI를 포함하지 않은 PUSCH, PRACH가 동시 전송되는 경우의 UCI를 포함하지 않은 PUSCH 의 전송 전력의 조건이다. 수학식 7을 참조하면, 최대 단말의 전송 전력에서, PRACH의 전송 전력의 선형 값 및 UCI를 포함한 PUSCH 의 전송 전력의 선형값을 고려하여, UCI를 포함하지 않은 PUSCH 의 전송 전력을 결정한다.

[수학식 7]

수학식 8 및 수학식 9는 서빙 셀 j에서 PUCCH와 UCI를 포함한 PUSCH를 동시에 전송하고, 다른 서빙 셀에서 UCI를 포함하지 않은 PUSCH를 전송하고 다른 서빙셀에서 PRACH를 전송하는 경우의 PUSCH 전송 전력은 다음의 수학식 8 또는 9를 만족하도록 한다.

수학식 8을 참조하면, 최대 단말의 전송 전력에서, PRACH의 전송 전력의 선형 값 및 PUCCH의 전송 전력의 선형값을 고려하여, PUSCH의 전송 전력을 결정한다.

수학식 9를 참조하면, 다른 셀에서 UCI를 포함한 PUSCH를 전송하는 경우에는, UCI를 포함한 PUSCH의 전송 전력을 고려하여, UCI를 포함하지 않은 PUSCH의 전송 전력에 스케일링 팩터 w(i)을 적용하여, PUSCH의 전송 전력을 조정할 수 있다.

[수학식 8]

[수학식 9]

수학식 10은 PUCCH가 하나 이상의 서빙 셀에서 전송되는 경우에 만족하도록 한다.

[수학식 10]

수학식 10을 참조하면,

PUCCH가 할당된 셀들에서의 PUCCH전송 파워의 합에 해당한다. 즉, 각 셀에 따른 PUCCH의 전송 전력의 합이, 단말의 최대 전송 전력의 선형값과 PRACH 전송 전력의 선형값의 차이를 넘지 않는 조건을 만족하도록 한다.

수학식 11은 PUCCH, PUSCH, PRACH가 동시 전송되는 경우에 PUSCH 전송 전력이 만족하여야 하는 조건이다.

[수학식 11]

수학식 11을 참조하면,

는 PUCCH가 할당된 셀들에서의 PUCCH전송 파워의 합이고,

는 PUSCH가 할당된 셀들에서의 PUSCH전송 파워의 합이다.

UCI를 포함한 PUSCH, UCI를 포함하지 않은 PUSCH, PRACH가 동시 전송되는 경우에는 수학식 12에 따른다.

[수학식 12]

서빙 셀 j에서 PUCCH와 UCI를 포함한 PUSCH 를 동시에 보내고 다른 서빙셀에서 UCI를 포함하지 않은 PUSCH를 전송 하고 다른 서빙 셀에서 PRACH를 전송하는 경우에는 수학식 13 및 수학식 14에 따른다.

[수학식 13]

[수학식 14]

수학식 13을 참조하면, 상기 UCI를 포함하지 않은 PUSCH의 전송전력은 단말의 최대 전송 전력 및 PRACH 전송 전력의 선형값을 고려하고, 복수 개의 PUCCH의 전송 전력의 선형값을 고려하여 결정할 수 있다.

수학식 14를 참조하면, 상기 UCI를 포함하지 않은 PUSCH의 전송전력은 단말의 최대 전송 전력 및 PRACH 전송 전력의 선형값을 고려하고, 복수 개의 PUCCH의 전송 전력의 선형값 및 복수 개의 UCI를 포함한 PUSCH의 전송 전력의 선형값을 고려하여 결정할 수 있다. 즉, 상기 UCI를 포함하지 않은 PUSCH의 전송전력이 상기 수학식 14의 조건을 만족하도록, w(i)의 비례 상수를 적용하여 각각의 PUSCH 전송 전력을 조정할 수 있다.

상기 우선 순위 방법 2-11의 방법도 같은 개념으로 확장 적용할 수 있다. 각 신호 간의 우선 순위에 따라 방법 1과 같이 적용할 수 있다.

우선순위 방법 5에 의해 전송파워를 할당 하는 경우 PRACH, SRS에 대한 전력 제어 수식은 다음과 같다.

수학식 15 또는 16은 PRACH 전송 전력을 나타낸 수식이다.

[수학식 15]

[수학식 16]

여기서, PREAMBLE _ RECEIVED _ TARGET _ POWER _TA _{_} _group _{_} _index 은 TA 그룹 별로 상위 계층, TA 그룹 특정, 단말 특정하게 단말에 알려 주는 방법 혹은 하나의 값으로 시그널링 되는 값을 알려 주는 방법 혹은 서빙셀 별로 알려 주는 방법이 있다.

PL _c 은 TA 그룹 별로 경로 손실을 추정하기 위한 기준 셀에 대한 정보를 상위 계층에서 단말에 알려 주는 방법 혹은 하나의 기준 하향링크 셀의 경로 손실을 추정하여 공통으로 사용할 수 있다.

수학식 2는 참조(reference) TA 그룹의 성공한 PRACH 전송파워를 기준 삼아 다음 TA 그룹의 PRACH 초기 전송 파워에 적용하는 방법이다. 수학식 2에서 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER는 기준 TA그룹에서의 사용된 값으로 상위 계층에서 하나의 값을 시그널링 하며, PLc는 기준 TA그룹에서 사용된 값을 재사용하거나 해당 TA 그룹에서의 경로손실 값을 사용할 수 있다. 각 TA 그룹 별로 경로손실 추정을 위한 기준 하향링크 셀의 정보를 알려 주어야 한다. ΔP _Ramp _- _Up _{_} _for _reference _{_} _TA _{_} _group 은 기준 TA 그룹에서 수행한 첫번째 프리앰블부터 마지막 프리앰블까지의 램프-업된 전체 전력이다.

수학식 17은 SRS 전송 전력을 나타낸 수식이다. 이때, SRS 전송 전력에 있어서, 각 채널간의 우선 순위에 따라, PRACH의 전송 전력의 선형값을 고려하여 결정할 수 있다.

[수학식 17]

수학식 17을 참조하면, i는 서브프레임 인덱스이며, P_SRS _,c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 i 에서 전송되는 SRS 전력을 말한다. P_SRS _{_} _OFFSET _,c(m), M_SRS _,c, P_{O_PUSCH,c}(j), α_c(j)는 기지국이 상위 계층 신호를 통해 단말에게 알려주며, f_c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 기지국이 PDCCH의 TPC command를 통해 단말에게 동적으로 알려준다. P_SRS _{_} _OFFSET _,c(m)은 특정 셀 인덱스 c의 SRS 전송을 위한 전력 옵셋값인 단말-특정 파라미터로서(예를 들어, 4 비트) 상위 레이어에서 반-정적으로(semi-statically) 구성되는 값으로 기지국이 단말에게 시그널링해주는 값이다. M _SRS _,c는 자원 블록의 수로 표현되는 SRS 전송 대역폭이며, f_c(i)는 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다. α _c (j)는 특정 셀 인덱스 c의 상위 계층에서 기지국이 예를 들어 3 비트로 전송해 주는 셀-특정 파라미터로서 j=0 또는 1일 때, α_c∈{0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}이고, j=2일때, α_c(j)=1이다. α_c(j)는 기지국이 단말에게 알려주는 값이다.

P_CMAX _,c(i)는 특정 셀 인덱스 c의 단말의 전송 가능한 최대 전력이고, M_SRS _,c는 특정 셀 인덱스 c의 자원블록의 수로 표현된 서브프레임 i에서 SRS 전송의 대역폭을 나타내고, P_O _{_} _PUSCH _,c(j)는 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j)와 특정 셀 인덱스 c의 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P_O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j)의 합으로 구성된 파라미터로서, 기지국이 단말에게 알려주는 값이다.

PL_,c은 특정 셀 인덱스 c의 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실 (또는 신호 손실) 추정치로서, PL_,c=referenceSignalPower- higher layer filteredRSRP 로 표현된다. 기지국은 주기적 SRS 전송과 비주기적 SRS 전송을 구분하여 별도로 P_{SRS_OFFSET,c}(m)값을 단말에게 시그널링해 줄 수 있다. 예를 들어, 트리거 타입 0 (trigger type 0)은 m=0인 경우로, 기지국은 주기적 SRS 전송을 위한 전력 옵셋값을 상위 계층 시그널링으로 단말에게 알려줄 수 있다. 또한, 트리거 타입 1(trigger type 1)은 m=1인 경우로, 기지국은 비주기적 SRS 전송을 위한 전력 옵셋값을 상위 계층 시그널링으로 단말에게 알려줄 수 있다.

PRACH 전송 파워와 SRS들의 전송 파워 합이 단말의 최대 전송파워를(

) 초과 하는 경우, 단말은 다음과 같은 수학식 18의 조건으로 각 서빙 셀에 대한

를 조절 할 수 있다. 수학식 17의 경우와 동일하게, SRS 전송 전력에 있어서, 각 채널간의 우선 순위에 따라, PRACH의 전송 전력의 선형값을 고려하여 결정할 수 있다.

[수학식 18]

이때,

은 P _SRS _,c(i) 의 선형값이고,

는 P _PRACH (i) 의 선형값이며,

은 서브프레임 i에서 정의된 P _CMAX 의 선형값이다. 또한, w(i) 는 서빙셀 c 를 위한

의 스케일링 팩터이고, 이때, 0＜w(i)≤1 을 만족한다. 이때, w(i) 값은 서빙셀 사이에서 동일한 값을 갖는다.

추가 하여 상기 발명과 비슷한 맥락에서 PUCCH/PUSCH의 수식에서 TPC 명령(command)가 축적 모드(accumulation mode) 인 경우 f _c (i), g(i) 에 대한 리셋(reset)은 TA 그룹 별로 특정 서빙 셀에서 랜덤 엑세스 응답 메시지를 수신하는 경우 해당 메시지를 수신한 서빙 셀은 accumulated TPC 명령(commands)을 0 혹은 특정 값으로, 예를 들어, 미리 정한 값 혹은 기지국으로부터 시그널링 된 값으로 재설정 해야 한다.

다음은 상기 2 요소 f _c (i), g(i) 에 대한 초기 값 설정에 대한 내용이다.

PUSCH 의 전송 전력을 결정하는 f _c (i) 요소는 다음과 같이 초기값이 설정된다. f _c (i) 는 특정 셀 인덱스 c의 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다.

P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c 값이 상위 계층에 의하여 변경되고 서빙 셀 c 가 프라이머리 셀인 경우 또는, P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c가 상위계층에서 수신되고 서빙 셀 c 가 세컨더리 셀인 경우에는 f _c (0)=0 이다.

P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c 값이 상위 계층에 의하여 변경되고 서빙 셀 c 가 프라이머리 셀인 경우 및, P _O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c가 상위계층에서 수신되고 서빙 셀 c 가 세컨더리 셀인 경우에 해당되지 않는 경우에는, f _c (0)=ΔP _rampup +δ _msg2 를 따른다. 이때의 서빙 셀 c 는 각 TA group에서 PRACH(Random access signal)를 전송한 서빙 셀에 해당된다. δ _msg2 는 TA group별로 PRACH를 전송한 서빙셀을 위해 전송된 랜덤 엑세스 응답 메시지로부터 수신된 TPC 명령(command)이고, ΔP _rampup 는 상위 계층에 의해 제공되고, 첫 번째부터 마지막 프리앰블까지 램프-업된 전체 전력에 해당된다.

PUCCH 의 전송 전력을 결정하는 g(i) 요소는 다음과 같이 초기값이 설정된다. g(i) 는 인덱스 i 서브프레임의 현재 PUCCH 전력 제어 조정 스테이트(adjustment state)를 나타낸다.

P _O _{_} _UE _{_} _PUCCH 값이 상위 계층에 의하여 변경되는 경우에는 g(0)=0 로 초기값이 설정된다.

그러나, P _O _{_} _UE _{_} _PUCCH 값이 상위 계층에 의하여 변경되지 않는 경우에는, g(0)=ΔP _rampup +δ _msg2 에 따라 초기값이 설정된다. 이때, δ _msg2 는 TA group별로 PRACH를 전송한 서빙셀을 위해 전송된 랜덤 엑세스 응답 메시지로부터 수신된 TPC 명령(command)이고, ΔP _rampup 는 상위 계층에 의해 제공되고, 첫 번째부터 마지막 프리앰블까지 램프-업된 전체 전력에 해당된다.

상기 발명은 복수개의 TA 그룹에서 발생 할 수 있는 상황에 대해서 주로 언급하였지만, 3GPP LTE 릴리즈(release)-10과 같이 타이밍 어드밴스드(Timing advance) 기법을 사용하고 있는 상황에서도 상기 방법을 적용할 수 있다.

예를 들어, 램던 엑세스 프리앰블을 전송하는 PCell과 SCell(s)에서는 PUSCH/SRS전송 하게 되는 경우에도 상기 언급된 동시 전송에 따른 전력 분배 문제 및 TA 그룹을 고려한 전력 제어 문제가 발생하게 되며 제안된 방법들을 적용할 수 있다. PCell에서 상향링크 동기를 확보하는 것 이외의 목적으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 경우, 즉 스케줄링 요청(Scheduling request) 용 혹은 단말 포지셔닝(UE positioning) 용으로 전송하는 경우이다. 물론 동기 확보를 위해 전송하는 경우를 배제 하지는 않는다.

또한, 상향링크 동기를 확보한 후에 전송하는 랜덤 엑세스 프리앰블은 1 서브프레임(1ms)을 사용하는(혹은 그 이하의 시간 길이를 갖는) PRACH 포맷/시그널로 제한 하도록 한다. PRACH 포맷은 셀 크기에(혹은 셀반경) 따라 여러 형태로 되어 있다. 2ms 과 3ms(3 서브프레임)도 있기 때문에 시간 동기용일 때는 적합하나 동기 맞은 다음에도 재 사용하는 것은 큰 이득이 없다.

즉, 본 발명에서는 싱크 조정이 가능하도록 각 전송 전력을 이루는 인자값을 TA 그룹을 기초로 조정할 수 있다.

또한, 전송 채널의 우선 순위에 있어서, RACH에 우선순위를 두는 1방식으로 상기 전송 전력을 계산하였다. 따라서, 복수의 TA 그룹들에 속하는 각각의 셀에서 채널이 동시 전송되는 경우, 단말의 상향링크 전송 전력의 설정이 가능하도록 할 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 아니 되고 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.

전송 전력을 제어하는 기지국 장치 및 그 방법은 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용 가능하다.

Claims

무선통신 시스템에서 단말이 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서,
소정 시간 구간에서 제 1 서빙 셀(serving cell)의 물리 랜덤 액세스 채널(physical random access channel, PRACH) 전송과 제 2 서빙 셀의 사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal, SRS) 전송이 오버랩(overlap)되는 경우에 기초하여 상기 PRACH 전송을 위한 PRACH 전송 전력과 상기 SRS 전송을 위한 SRS 전송 전력의 전송 전력 합이 상기 단말에 설정된 최대 전송 전력을 초과하는지 여부를 체크하는 단계; 및
상기 소정 시간 구간 내에서 상기 전송 전력 합이 상기 단말에 설정된 최대 전송 전력을 초과하는 경우에 기초하여 상기 SRS 전송 보다 상기 PRACH 전송에 우선적으로 전송 전력을 할당하는 단계를 포함하는, 전송 전력 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 PRACH 전송을 위해 우선적으로 할당된 전송 전력에 기초하여 상기 PRACH를 상기 제 1 서빙 셀 상에서 전송하는 단계를 더 포함하는, 전송 전력 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 SRS 전송 보다 상기 PRACH 전송에 우선적으로 전송 전력을 할당하되 상기 전송 전력 합이 상기 단말에 설정된 최대 전송 전력을 초과하지 않도록 할당하는, 전송 전력 제어 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 서빙 셀은 제 1 타이밍 어드밴스 그룹(Timing Advance Group, TAG)에 속하고 상기 제 2 서빙 셀은 제 2 TAG에 속하는, 전송 전력 제어 방법.
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무선통신 시스템에서 전송 전력을 제어하는 단말에 있어서,
소정 시간 구간에서 제 1 서빙 셀(serving cell)의 물리 랜덤 액세스 채널(physical random access channel, PRACH) 전송과 제 2 서빙 셀의 사운딩 참조 신호(Sounding Reference Signal, SRS) 전송이 오버랩(overlap)되는 경우에 기초하여 상기 PRACH 전송을 위한 PRACH 전송 전력과 상기 SRS 전송을 위한 SRS 전송 전력의 전송 전력 합이 상기 단말에 설정된 최대 전송 전력을 초과하는지 여부를 체크하고,
상기 소정 시간 구간 내에서 상기 전송 전력 합이 상기 단말에 설정된 최대 전송 전력을 초과하는 경우에 기초하여, 상기 SRS 전송 보다 상기 PRACH 전송에 우선적으로 전송 전력을 할당하는 프로세서를 포함하는, 단말.
제 6항에 있어서,
상기 PRACH 전송을 위해 우선적으로 할당된 전송 전력에 기초하여 상기 PRACH를 상기 제 1 서빙 셀 상에서 전송하는 송신기를 더 포함하는, 단말.
제 6항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 SRS 전송 보다 상기 PRACH 전송에 우선적으로 전송 전력을 할당하되 상기 전송 전력 합이 상기 단말에 설정된 최대 전송 전력을 초과하지 않도록 할당하는, 단말.
제 6항에 있어서,
상기 제 1 서빙 셀은 제 1 타이밍 어드밴스 그룹(Timing Advance Group, TAG)에 속하고 상기 제 2 서빙 셀은 제 2 TAG에 속하는, 단말.
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