KR20120015228A - 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 방법 - Google Patents

다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법 및 장치를 제공한다.
이러한 본 명세서는 상기 단말의 상향링크 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 생성하는 단계, 및 상기 전력조정에 관한 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다. 그에 따라, 전력조정의 모호성으로 인한 기지국의 스케줄링 오류를 줄일 수 있고, 주어진 단말 또는 요소 반송파별 최대송신전력에 적응적으로 스케줄링을 수행할 수 있다.

Description

다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING INFORMATION ON POWER COORDINATION IN MULTIPLE COMPONENT CARRIER SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 무선통신 시스템의 후보로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)와 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m이 개발되고 있다. 802.16m 규격은 기존 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, 802.16m 규격은 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.
무선통신 시스템은 일반적으로 데이터 송신을 위해 하나의 대역폭을 이용한다. 예를 들어, 2세대 무선통신 시스템은 200KHz ~ 1.25MHz의 대역폭을 사용하고, 3세대 무선통신 시스템은 5MHz ~ 10 MHz의 대역폭을 사용한다. 증가하는 송신 용량을 지원하기 위해, 최근의 3GPP LTE 또는 802.16m은 20MHz 또는 그 이상까지 계속 그 대역폭을 확장하고 있다. 송신 용량을 높이기 위해서 대역폭을 늘리는 것은 필수적이라 할 수 있지만, 요구되는 서비스의 수준이 낮은 경우에도 큰 대역폭을 지원하는 것은 커다란 전력 소모를 야기할 수 있다.
따라서, 하나의 대역폭와 중심 주파수를 갖는 반송파를 정의하고, 복수의 반송파를 통해 광대역으로 데이터를 송신 및/또는 수신할 수 있도록 하는 다중 요소반송파(Multiple Component Carrier) 시스템이 등장하고 있다. 하나 또는 그 이상의 반송파를 사용함으로써 협대역과 광대역을 동시에 지원하는 것이다. 예를 들어, 하나의 반송파가 5MHz의 대역폭에 대응된다면, 4개의 반송파를 사용함으로써 최대 20MHz의 대역폭을 지원하는 것이다.
기지국이 단말의 자원을 효율적으로 활용하기 위한 한가지 방법은 단말의 전력정보를 이용하는 것이다. 전력제어 기술은 무선통신에서 자원의 효율적 배분을 위해 간섭요소를 최소화하고 단말의 배터리 소모를 줄이기 위한 필수 핵심기술이다. 단말은 기지국이 할당해주는 전송전력제어(Transmit Power Control; TPC), 변조 및 코딩 수준(Modulation and Coding Scheme; MCS), 대역폭등의 스케줄링 정보에 따라 상향링크 전송전력을 결정할 수 있다.
그런데, 다중 요소 반송파 시스템이 도입됨에 따라 요소 반송파의 상향링크 전송전력이 종합적으로 고려되어야 하므로, 단말의 전력제어는 더욱 복잡해진다. 이러한 복잡성은 단말의 최대송신전력(Maximum Transmission Power)의 측면에서 문제를 야기할 수 있다. 일반적으로 단말은 허용가능한 범위의 송신전력인 최대송신전력보다 낮은 전력에 의해 동작해야 한다.
만약 기지국이 상기 최대송신전력 이상의 송신전력을 요구하는 스케줄링을 할 경우, 실제 상향링크 전송전력이 상기 최대송신전력을 초과하거나 또는 단말의 하드웨어 용량에 의해 결정되어 있는 최대송신전력으로 제한되어 기지국에 의해 요구된 전송전력으로 신호를 전송할 수 없어 상향링크 성능이 열화되는 문제를 일으킬 수 있다.
이는 다중 요소 반송파의 전력제어가 명확히 정의되지 않거나, 또는 단말과 기지국간에 상향링크 전송전력에 관한 정보가 충분히 공유되지 않기 때문이다.
본 발명의 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 수신장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정의 설계장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정을 위한 정보를 확인하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 단말의 요소반송파의 개수를 고려하여 전력조정에 대한 정보를 구성하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 단말의 하드웨어 특성을 고려하여 전력조정에 대한 정보를 구성하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 단말의 상향링크 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 생성하는 단계, 및 상기 전력조정에 관한 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 전력조정에 관한 정보는 상기 단말을 위한 상향링크 스케줄링(scheduling)에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말에 지원되는 RF(radio frequency)의 개수 중 적어도 하나에 의해 특정된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다중 요소 반송파 시스템에서 기지국에 의한 전력조정에 관한 정보의 수신방법을 제공한다. 상기 방법은 단말에 관한 상향링크 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계, 상기 전력조정에 관한 정보를 기초로 상기 단말을 위한 상향링크 그랜트(uplink grant)를 구성하는 단계, 상기 구성된 상향링크 그랜트를 상기 단말로 전송하는 단계, 및 상기 구성된 상향링크 그랜트 및 상기 전력조정에 관한 정보를 기초로 생성되는 상향링크 데이터를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치를 제공한다. 상기 장치는 상기 전력조정에 관한 정보의 전송장치의 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 상기 전력조정에 관한 정보의 전송장치에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 전력조정에 관한 정보의 전송장치에 지원되는 RF의 개수에 의해 형성되는 모든 전력조정조건과, 각각의 전력조정조건하에서 허용되는 전력조정의 양 또는 범위간의 맵핑관계를 저장하는 전력조정 테이블 저장부, 상기 맵핑관계를 알려주는 전력조정에 관한 정보를 생성하는 전력조정에 관한 정보 생성부, 및 상기 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 전송하는 RRC 메시지 송수신부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 수신장치를 제공한다. 상기 장치는 상향링크 전송의 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 수신하는 RRC 메시지 송수신부, 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터를 설정하는 스케줄링부, 상기 설정된 파라미터에 따른 상향링크 전송이 상기 최대전송전력이내의 범위에서 유효하게 이루어질 수 있는지를 판단하는 스케줄링 유효성 판단부, 및 상기 설정된 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터로 구성되는 상향링크 그랜트를 전송하는 상향링크 그랜트 전송부를 포함한다.
다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정의 범위를 기지국에게 명시적으로(explicitly) 알려줌으로서, 전력조정의 모호성으로 인한 기지국의 스케줄링 오류를 줄일 수 있고, 주어진 단말 또는 요소 반송파별 최대송신전력에 적응적으로 스케줄링을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 같은 밴드내(intra-band) 인접(contiguous) 반송파 집성을 설명하는 설명도이다.
도 3은 같은 밴드내 비인접(non-contiguous) 반송파 집성을 설명하는 설명도이다.
도 4는 같은 밴드간(inter-band) 반송파 집성을 설명하는 설명도이다.
도 5는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6은 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.
도 8은 잉여전력을 시간-주파수축에서 나타낸 그래프의 일 예이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 잉여전력을 시간-주파수축에서 나타낸 그래프의 다른 예이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정량과 최대송신전력을 설명하는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 기지국에 의한 전력조정에 관한 정보의 수신방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 순서도이다.
도 17은 본 발명의 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 기지국에 의한 전력조정에 관한 정보의 수신방법을 나타내는 순서도이다.
도 18은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 수신장치를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템(10)은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀(cell)이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
단말(12; mobile station, MS)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 셀은 기지국(11)이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다.
상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
반송파 집성(carrier aggregation; CA)는 복수의 반송파를 지원하는 것으로서, 스펙트럼 집성 또는 대역폭 집성(bandwidth aggregation)이라고도 한다. 반송파 집성에 의해 묶이는 개별적인 단위 반송파를 요소 반송파(component carrier; 이하 CC)라고 한다. 각 CC는 대역폭과 중심 주파수로 정의된다. 반송파 집성은 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF(radio frequency) 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하고, 기존 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 도입되는 것이다.
예를 들어, 5MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 CC가 할당된다면, 최대 20Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
반송파 집성은 도 2와 같은 밴드내(intra-band) 인접(contiguous) 반송파 집성, 도 3과 같은 밴드내 비인접(non-contiguous) 반송파 집성, 그리고 도 4와 같은 밴드간(inter-band) 반송파 집성으로 나뉠 수 있다.
우선, 도 2를 참조하면, 밴드내 인접 반송파 집성은 동일 밴드내에서 연속적인 CC들 사이에서 이루어진다. 예를 들어, 집성되는 CC들인 CC#1, CC#2, CC#3, ... , CC #N이 모두 인접하다.
도 3을 참조하면, 밴드내 비인접 반송파 집성은 불연속적인 CC들 사이에 이루어진다. 예를 들어, 집성되는 CC들인 CC#1, CC#2는 서로 특정 주파수만큼 이격되어 존재한다.
도 4를 참조하면, 밴드간 반송파 집성은 다수의 CC들이 존재할 때, 그 중 하나 이상의 CC가 다른 주파수 대역상에서 집성되는 형태이다. 예를 들어, 집성되는 CC들인 CC #1은 밴드(band) #1에 존재하고, CC #2는 밴드 #2에 존재한다.
하향링크와 상향링크 간에 집성되는 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
또한, CC들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 CC들이 사용된다고 할 때, 5MHz CC(carrier #0) + 20MHz CC(carrier #1) + 20MHz CC(carrier #2) + 20MHz CC(carrier #3) + 5MHz CC(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.
이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 반송파 집성을 지원하는 시스템을 말한다. 다중 반송파 시스템에서 인접 반송파 집성 및/또는 비인접 반송파 집성이 사용될 수 있으며, 또한 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성 어느 것이나 사용될 수 있다.
도 5는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 공용 MAC(Medium Access Control) 개체(510)는 복수의 반송파를 이용하는 물리(physical) 계층(520)을 관리한다. 특정 반송파로 전송되는 MAC 관리 메시지는 다른 반송파에게 적용될 수 있다. 즉, 상기 MAC 관리 메시지는 상기 특정 반송파를 포함하여 다른 반송파들을 제어할 수 있는 메시지이다. 물리계층(520)은 TDD(Time Division Duplex) 및/또는 FDD(Frequency Division Duplex)로 동작할 수 있다.
물리계층(520)에서 사용되는 몇몇 물리 제어채널들이 있다. 물리 제어정보를 전송하는 물리 하향링크 제어채널(physical downlink control channel; PDCCH)은 단말에게 PCH(paging channel)와 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 그랜트(uplink grant)를 나를 수 있다.
PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NAK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. PUSCH(Physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다.
단말이 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하는 상황은 다음과 같다.
단말은 CQI(Channel Quality Information), 또는 측정된 공간채널정보를 기반으로 선택한 PMI(Precoding Metrix Index), 또는 RI(Rank Indicator)에 대한 정보들 중 적어도 하나 이상의 정보에 대하여 PUCCH를 구성하고 이를 기지국으로 주기적으로 전송한다.
또한, 단말은 기지국으로부터 수신한 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK(Acknowlagement/non-Acknowlagement)에 대한 정보를 상기 하향링크 데이터를 수신한 후 일정한 개수의 서브프레임 이후에 기지국으로 전송하여야 한다. 일 예로 n번째 서브프레임에서 하향링크 데이터를 수신한 경우 n+4 서브프레임에서 상기 하향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 정보로 구성된 PUCCH를 전송한다.
만일 기지국으로부터 할당받은 PUCCH상으로 ACK/NACK 정보를 모두 전송할 수 없는 경우, 또는 ACK/NACK를 전송할 수 있는 PUCCH를 기지국으로부터 할당받지 못한 경우, 기지국으로부터 수신한 UL grant 내에 CQI request 정보를 통하여 PUSCH내에 UCI (Uplink Control Information) 정보를 포함한 전송이 가능하다고 판단된 경우에 한하여 ACK/NACK 정보를 PUSCH에 실어 보낼 수 있다.
도 6은 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10개 서브프레임으로 구성된다. 서브프레임은 복수의 OFDM 심벌을 포함한다. 각 CC는 자신의 제어채널(예를 들어 PDCCH)를 가질 수 있다. CC는 서로 인접할 수도 있고, 인접하지 않을 수도 있다. 단말은 자신의 역량에 따라 하나 또는 그 이상의 CC를 지원할 수 있다.
CC는 방향성에 따라 전 설정(fully configured) CC와 부분 설정(partially configured) CC로 나뉠 수 있다. 전 설정 CC는 양방향(bidirectional) 반송파로 모든 제어신호와 데이터를 송신 및/또는 수신할 수 있는 반송파를 가리키고, 부분 설정 CC는 단방향(unidirectional) 반송파로 하향링크 데이터만을 송신할 수 있는 반송파를 가리킨다.
CC는 활성화 여부에 따라 PCC(Primary Component Carrier; 이하 PCC)와 SCC(Secondary Component Carrier; 이하 SCC)로 나뉠 수 있다. PCC는 항상 활성화되어 있는 반송파이고, SCC는 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다.
활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다.
단말은 하나의 PCC만을 사용하거나, PCC와 더불어 하나 또는 그 이상의 SCC를 사용할 수 있다. 단말은 PCC 및/또는 SCC를 기지국으로부터 할당받을 수 있다. PCC는 전 설정 반송파일 수 있으며, 기지국과 단말간의 주요 제어 정보들이 교환되는 반송파이다. SCC는 전 설정 반송파 또는 부분 설정 반송파일 수 있으며, 단말의 요청이나 기지국의 지시에 따라 할당되는 반송파이다. PCC는 단말의 네트워크 진입 및/또는 SCC의 할당에 사용될 수 있다. PCC는 특정 반송파에 고정되는 것이 아닌, 전 설정 반송파들 중에서 단말 또는 기지국에 의해 각 단말마다 다르게 선택될 수 있다. SCC로 설정된 반송파도 PCC로 변경될 수 있다.
도 7은 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 하향링크에서, 하향링크 요소 반송파(이하 DL CC) D1, D2, D3이 집성되어(aggregated) 있고, 상향링크에서 상향링크 요소 반송파(이하 UL CC) U1, U2, U3이 집성되어 있다. 여기서 Di는 DL CC의 인덱스이고, Ui는 UL CC의 인덱스이다(i=1, 2, 3). 적어도 하나의 DL CC는 PCC이고, 나머지는 SCC이다. 마찬가지로, 적어도 하나의 UL CC는 PCC이고, 나머지는 SCC이다. 예를 들어, D1, U1이 PCC이고, D2, U2, D3, U3은 SCC이다.
FDD 시스템에서 DL CC와 UL CC는 1:1로 연결 설정되며, D1은 U1과, D2는 U2와, D3은 U3과 각각 1:1로 연결 설정된다. 단말은 논리채널 BCCH가 전송하는 시스템정보 또는 DCCH가 전송하는 단말전용 RRC메시지를 통해, 상기 DL CC들과 UL CC들간의 연결설정을 한다. 각 연결설정은 셀 특정하게(cell specific) 설정할 수도 있으며, 단말 특정하게(UE specific) 설정할 수도 있다.
도 7은 DL CC와 UL CC간의 1:1 연결설정만을 예시로 들었으나, 1:n 또는 n:1의 연결설정도 성립할 수 있음은 물론이다. 또한, 요소 반송파의 인덱스는 요소 반송파의 순서 또는 해당 요소 반송파의 주파수 대역의 위치에 일치하는 것은 아니다.
이하에서, 잉여전력(Power Headroom; PH)에 관하여 설명된다.
잉여전력은 현재 단말이 상향링크 전송에 사용하는 전력이외에 추가적으로 사용할 수 있는 여분의 전력을 의미한다. 예를 들어, 허용가능한 범위의 송신전력인 최대송신전력이 10W인 단말을 가정해 보자. 그리고 현재 단말이 10Mhz의 주파수 대역에서 9W의 전력을 사용한다고 가정하자. 단말은 1W를 추가적으로 사용할 수 있으므로, 잉여전력은 1W가 된다.
여기서, 기지국이 단말에게 20Mhz의 주파수 대역을 할당한다면, 9Wㅧ2=18W의 전력이 필요하다. 그러나 상기 단말의 최대 전력이 10W이므로, 상기 단말에게 20Mhz를 할당한다면, 상기 단말은 상기 주파수 대역을 모두 사용할 수 없거나, 혹은 전력이 부족하여 기지국이 상기 단말의 신호를 제대로 수신할 수 없을 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 단말은 잉여전력이 1W임을 기지국으로 보고하여, 기지국이 잉여전력 범위내에서 스케줄링을 할 수 있도록 한다. 이러한 보고를 잉여전력 보고(Power Headroom Report; PHR)라 한다.
잉여전력은 수시로 변하기 때문에, 주기적 (Periodic) 잉여전력 보고 방식이 사용될 수 있다. 주기적 잉여전력 보고 방식에 따르면, 단말은 주기적 타이머 (Periodic timer)가 만료되면, 잉여전력 보고를 트리거링(triggering)하고, 잉여전력이 보고되면, 주기적 타이머를 재구동한다.
또한, 단말이 측정한 경로손실(Path Loss; PL) 추정치(Estimate)가 일정 기준 값 이상으로 변화했을 때도 잉여전력 보고는 트리거링될 수 있다. 경로손실 추정치는 RSRP(reference symbol received power)에 기반하여 단말에 의해 측정된다.
잉여전력(PPH)은 수학식 1과 같이 단말에 설정된(configured) 최대송신전력 Pmax과 상향링크 전송에 관해 추정된 전력 Pestimated간의 차이로 정의되며, dB로 표현된다.
Figure pat00001
잉여전력(PPH)은 전력 헤드룸(PH), 잔여 전력(remaining power), 또는 여분 전력(surplus power)라 불릴 수도 있다. 즉, 기지국에 의해 설정된 단말의 최대송신전력에서 각 요소반송파에서 사용하고 있는 송신 전력의 합인 상기 Pestimated 을 제외한 나머지 값이 PPH값이 된다.
일 예로서, Pestimated는 물리 상향링크 공용채널(Physical Uplink Shared CHannel; 이하 PUSCH)의 전송에 관해 추정된 전력 PPUSCH와 같다. 따라서, 이 경우 PPH는 수학식 2에 의해 구할 수 있다.
Figure pat00002
다른 예로서, Pestimated는 PUSCH의 전송에 관해 추정된 전력 PPUSCH및 물리 상향링크 제어채널(Physical Uplink Control CHannel; 이하 PUCCH)의 전송에 관해 추정된 전력 PPUCCH의 합과 같다. 따라서, 이 경우 잉여전력은 수학식 3에 의해 구할 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3에 따른 잉여전력을 시간-주파수축에서 그래프로 표현하면 도 8과 같다. 이는 하나의 CC에 대한 잉여전력을 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 단말의 설정된 최대송신전력 Pmax는 PPH(805), PPUSCH(810) 및 PPUCCH(815)로 구성된다. 즉, Pmax에서 PPUSCH(810)및 PPUCCH(815)를 제외한 나머지가 전력이 PPH(805)로 정의된다. 각 전력은 매 전송시간구간 (transmission time interval, TTI)단위로 계산된다.
주서빙셀(primary serving cell)은 PUCCH를 전송할 수 있는 UL PCC를 보유하는 유일한 서빙셀이다. 따라서, 부서빙셀(secondary serving cell)에서는 PUCCH를 전송할 수 없으므로 잉여전력은 수학식 2와 같이 정해지며, 수학식 3에 의해 정해지는 잉여전력의 보고방법에 대한 파라미터 및 동작은 정의되지 않는다.
반면, 주서빙셀에서는 수학식 3에 의해 정해지는 잉여전력의 보고방법에 대한 동작과 파라미터들이 정의될 수 있다. 만일, 단말이 기지국으로부터 상향링크 그랜트를 수신하여 주서빙셀에서 PUSCH를 전송하여야 하고 정해진 규칙에 의해 동일한 서브프레임에 PUCCH를 동시에 전송하는 경우, 단말은 잉여전력보고가 트리거링되는 시점에 상기 수학식 2 및 수학식 3에 따른 잉여전력을 모두 계산하여 기지국으로 전송한다.
다중 요소 반송파 시스템에서는 다수의 설정된 CC에 관해 개별적으로 잉여 전력이 정의될 수 있으며, 이를 시간-주파수축에서 그래프로 표현하면 도 9와 같다.
도 9를 참조하면, 단말의 설정된 최대송신전력 Pmax는 각 CC #1, CC #2,..., CC #N에 대한 최대송신전력 PCC #1, PCC #2,..., PCC #N의 합과 같다. 각 CC당 최대송신전력을 일반화하면 다음의 수학식과 같다.
Figure pat00004
CC #1의 PPH(905)는 PCC #1-PPUSCH(910)-PPUCCH(915)와 같고, CC #n의 PPH(920)는 PCC #n-PPUSCH(925)-PPUCCH(930)와 같다. 이와 같이, 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 설정된 최대송신전력은 각 요소 반송파의 최대송신전력을 고려해야 한다. 따라서, 단일 요소 반송파 시스템에서의 최대송신전력과는 달리 정의된다.
단일 요소 반송파 시스템이든, 다중 요소 반송파 시스템이든, 단말에 설정된 최대송신전력은 단말의 전력조정(Power Coordination; PC)에 의해 영향을 받는다. 전력조정이란 단말에 설정된 최대송신전력을 허용된 일정한 범위내에서 감소시키는 것을 의미하며, 최대전력감소(Maximum Power Reduction; MPR)라 불릴 수 있다. 그리고, 전력조정에 의해 감소되는 전력량을 전력조정량이라 한다. 단말에 설정된 최대송신전력을 감소시키는 이유는 다음과 같다. 단말내 하드웨어 구성(특히 RF(Radio Frequency))을 기반으로 현재 전송하여야 하는 신호의 형태에 의해 최대송신전력을 제한하여야 하는 경우가 발생한다.
여기서, 상기 단말내 하드웨어 구성은 RF을 포함하며, RF 체인(chain)이라고 불릴 수도 있다. 상기 RF는, 상기 단말내 하드웨어 구성 중 파워앰프(Power amp), 필터(filter), 안테나(antenna) 등의 조합을 포함함을 특징으로 한다. 또한, RF는 파워앰프, 필터, 안테나 각각에 의해 정의될 수도 있다. 상기 RF는 하나의 단말에 하나가 구성될 수도 있고, 다수개의 RF가 하나의 단말에 구성될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 단말이, 하나의 안테나를 가지고 있으며, 상기 안테나는 제 1 필터와 연결된 제 1 파워앰프와 연결되어 있으며, 동시에 상기 안테나가 제2필터와 연결된 제2파워앰프와 연결되는 경우, 상기 하나의 단말은 두 개의 RF 체인을 구성하고 있다.
상향링크 전송 대역폭이 결정되면 해당 신호는 필터에 의해 설정된 대역폭에 대해서만 신호를 전송하도록 제어된다. 이때, 대역폭의 넓이가 넓을수록 필터를 구성하는 탭(예를 들어, 레지스터) 의 개수가 늘어나게 된다. 이상적인 필터 특성을 만족시키기 위해서는 동일한 대역폭이라 하더라도 필터의 설계 복잡도 및 크기는 기하급수적으로 증가한다.
따라서, 필터의 특성에 의해 상향링크로 전송하지 않아야 하는 대역에 대한 간섭전력이 발생할 수 있다. 이와 같은 간섭전력을 줄이려면, 전력조정을 통해 최대송신전력을 줄여 발생하는 간섭전력을 감소시킬 필요가 있다.
전력조정을 고려한 최대송신전력의 범위는 다음의 수학식과 같다.
Figure pat00005
여기서, Pmax는 단말에 설정된 최대송신전력이고, Pmax-L는 Pmax의 최소값, Pmax-H는 Pmax의 최대값이다. 보다 구체적으로, Pmax-L과 Pmax-H는 각각 다음의 수학식에 의해 계산된다.
Figure pat00006
Figure pat00007
여기서, MIN[a,b]는 a와 b중 작은 값이고, PEmax는 기지국의 RRC 시그널링에 의해 결정되는 최대전력이며, △TC는 대역의 가장자리(edge)에서 상향링크 전송이 있는 경우 적용되는 전력량으로서, 대역폭에 따라 1.5dB 또는 0dB를 가진다. Ppowerclass는 시스템에서 다양한 단말의 사양을 지원하기 위해 정의해 놓은 수개의 전력클래스(power class)에 따른 전력값이다.
일반적으로 LTE 시스템에서는 전력클래스 3을 지원하며, 전력클래스 3에 의한 Ppowerclass는 23dBm이다. PC는 전력조정량이고, APC(Additional Power Coordination)는 기지국에 의해 시그널링되는 추가적인 전력조정량이다.
전력조정은 특정한 범위(range)로 설정되거나, 특정한 상수로 설정될 수도 있다. 전력조정은 단말 단위로 정의될 수도 있고, 각 CC단위로 정의될 수도 있고, 각 CC 단위내에서 다시 범위 또는 상수로 설정될 수 있다. 또한, 전력조정은 각 CC의 PUSCH 자원할당이 연속적인지 또는 비연속적인지에 따른 범위 또는 상수로 설정될 수 있다. 그리고, 전력조정은 PUCCH 존재 여부에 따른 범위 또는 상수로 설정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정량과 최대송신전력을 설명하는 설명도이다. 설명의 편의상 단말에는 하나의 UL CC만이 할당되어 있다고 가정한다.
도 10을 참조하면, △TC=0이라 가정할 때, 최대송신전력(Pmax)의 최대값(Pmax-H)은 전력클래스 3에 해당하는 23dB일 수 있다. 최대송신전력(Pmax)의 최소값(Pmax-L)은 최대값(Pmax-H)에서 전력조정량(PC, 1000)과 추가적인 전력조정량(APC, 1005)를 뺀 값이다. 즉, 단말은 전력조정량(PC, 1000)과 추가적인 전력조정량(APC, 1005)을 이용하여 최대송신전력(Pmax)의 최소값(Pmax-L)을 감소시킨다. 최대송신전력(Pmax)은 최대값(Pmax-H)과 최소값(Pmax-L)사이에서 결정된다.
한편, 상향링크 송신전력(1030)은 대역폭(BW), MCS, RB에 의해 결정되는 전력(1015), 경로손실(PL, 1020), 그리고 PUSCH 전송전력제어(PUSCH TPCs, 1025)의 합으로 나타난다. 잉여전력(PH, 1010)은 최대송신전력(Pmax)에서 상향링크 송신전력(1030)을 뺀 값이다.
도 10에서는 하나의 UL CC만이 설명되어 있으나, 다수의 UL CC가 할당된 경우에는 최대송신전력은 UL CC단위가 아닌 단말 단위로 주어질 것이며, 단말 단위의 최대송신전력은 모든 UL CC에 대한 각각의 최대송신전력의 합으로 주어질 수 있다.
아래의 표는 단일 요소 반송파 시스템에 대하여 설계된 전력조정의 일 예이다. 이는 전력클래스 3인 경우의 전력조정량을 나타낸다.

Modulation		 Channel bandwidth /
Transmission bandwidth configuration (RB)
PC (dB)
1.4
MHz		 3.0
MHz		 5
MHz		 10
MHz		 15
MHz		 20
MHz
QPSK > 5 > 4 > 8 > 12 > 16 > 18 ≤1
16 QAM ≤5 ≤4 ≤8 ≤12 ≤16 ≤18 ≤1
16 QAM > 5 > 4 > 8 > 12 > 16 > 18 ≤2
표 1을 참조하면, 변조(modulation), 채널 대역폭(Channel bandwidth), 자원블록(Resource Block; RB)는 기지국의 상향링크 스케줄링에 의해 결정되는 요소이다. 전력조정량(PC)은 표 1의 요구사항(requirement)를 만족시켜야 한다.
예를 들어, 단말을 위해 20MHz 시스템에서 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)의 변조, 18RB가 스케줄링되어 있다고 하면, 해당 단말의 전력조정량의 최대값은 2dB까지이다. 따라서, 단말은 설정된 최대송신전력을 2dB까지 감소시키도록 설계될 수 있다.
이와 같이, 단말은 상기 표 1의 변조/채널 대역폭/RB의 스케줄링 조건에서 일정 범위(PC≤1dB 또는 PC≤2dB)를 만족시키도록 설계되어야 한다. 이처럼, 전력조정량이 요구사항의 성격을 가지는 이유는 단말의 구현(implementation)형태 또는 전력 증폭기(power amplifier)의 특성에 따라 각각 서로 다른 전력조정량이 설정될 수 있기 때문이다.
예를 들어, 고급사양(High-end)의 단말은 스케줄링 파라미터의 변화에 따라 전력조정량의 변화가 크기 않지만, 저급사양(Low-end)의 단말은 전력조정량의 변화가 클 수 있다.
최대송신전력의 계산에 있어서 PEmax, △TC, Ppowerclass, 추가적인 전력조정량(APC)은 기지국이 알거나 알 수 있는 정보이다. 그러나, 기지국은 전력조정량(PC)을 알 수 없으므로, 전력조정량(PC)에 따른 최대송신전력도 정확히 알 수 없다. 다만, 단말이 잉여전력을 기지국으로 보고한 때, 기지국은 잉여전력을 통해 단말기가 잉여전력을 계산한 서브프레임에서의 최대송신전력이 대략 어느 정도 범위인지 추정할 수 있을 뿐이다.
이에, 기지국은 추정된 최대송신전력내에서 불확실한 상향링크 스케줄링을 수행하므로, 최악의 경우 단말에 대해 최대송신전력 이상의 송신전력을 요구하는 변조/채널 대역폭/RB로 스케줄링할 수도 있다. 이러한 문제는 다중 요소 반송파 시스템에서 더 현저하게 발생할 수 있다.
일 예로, 요소 반송파가 다수 개 존재할 경우 및/또는 무선 주파수(RF)가 하나 이상 존재할 경우, 형성되는 통신 환경은 매우 다양할 것이며, 상향링크 스케줄링의 경우의 수도 매우 많을 것이다. 이는 전력조정의 변화량(variance) 또한 예측하기 어려울 정도로 다양할 수 있음을 의미한다.
따라서, 상향링크 스케줄링 파라미터(변조, 채널 대역폭, RB개수 등)뿐만 아니라, 요소 반송파와 RF를 고려하여, 여러가지 경우의 수에 따른 전력조정이 새롭게 설계될 필요가 있다.
이하에서, 전력조정에 관한 정보의 정의, 형식(format), 그리고 전송절차에 관하여 상세히 설명한다.
1. 전력조정에 관한 정보
통신 환경이 다양하지 않은 경우에는 전력조정의 범위도 1dB~2dB 정도이면 커버 가능하다. 이 경우 기지국이 전력조정의 범위를 예측하기 쉬우므로 전력조정에 관한 별도의 정보가 없이도 스케줄링에 무리가 없다.
그러나, 단말은 집성가능한(aggregatable) CC의 개수, 사용가능한 RF의 개수, 변조 방식, 할당되는 주파수 대역폭 및 자원블록의 양의 조합에 의해 구체적으로 정의되는 다양한 통신 환경에 처할 수 있다.
예를 들어 어떤 통신 환경은 2개의 CC, 1개의 RF, 16QAM 변조, 20MHz 대역폭, 10개의 자원블록으로 특정되고, 또 다른 통신 환경은 1개의 CC, 1개의 RF, QPSK 변조, 10MHz 대역폭, 5개의 자원블록으로 특정된다. 즉, 각각의 통신 환경은 매우 많은 경우의 수를 가질 수 있다. 다양한 통신 환경은 필연적으로 전력조정에 대한 다양한 변화량(variance)을 요구한다.
따라서, 단말은 다양한 통신 환경에 대한 다양한 전력조정의 양 또는 범위를 지원해야 하고, 기지국은 단말이 지원하는 다양한 전력조정의 양 또는 범위를 알아야 정확한 스케줄링을 수행할 수 있다. 정확한 스케줄링을 위해, 기지국은 전력조정에 관한 정보를 필요로 한다.
상기 전력조정에 관한 정보는 단말에 관한 상향링크 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위에 관한 정보로서 정의된다. 전력조정에 관한 정보는 단말이 처할 수 있는 다양한 통신 환경 조건별로 특정된 전력조정의 양 또는 범위를 기지국에 제공한다. 전력조정에 관한 정보는, 단말을 위한 상향링크 스케줄링(scheduling)에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말에 지원되는 RF(radio frequency)의 개수 중 적어도 하나에 의해 형성되는 조건에 특정된다.
단말은 전력조정에 관한 정보를 기지국에게 명시적으로(explicitly) 알려줌으로써, 전력조정의 모호성으로 인한 기지국의 스케줄링 오류를 줄이고, 주어진 단말 또는 요소 반송파별 최대송신전력에 적응적으로 스케줄링을 수행할 수 있다.
2. 전력조정에 관한 정보의 형식
전력조정에 관한 정보는 테이블(table), 인덱스(index), 및 여러 가지 정보요소(information element)들의 집합과 같은 다양한 형식으로 구성될 수 있다.
일 예로서, 전력조정에 관한 정보는, 단말을 위한 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말에 지원되는 RF의 개수에 의해 형성되는 모든 조건과, 상기 모든 조건의 각각에 대해 허용되는 전력조정의 양 또는 범위간의 맵핑관계를 나타내는 테이블 형식으로 구성될 수 있다.
아래의 표는 전력조정에 관한 정보를 테이블로 구성한 예이다. 이는 단말의 집성가능한 CC의 개수가 총 5개, 전력클래스가 3이고, 지원가능한 RF가 2개인 경우이다.
Modulation Channel bandwidth /
Transmission bandwidth configuration (RB)		 PC (dB)
1.4MHz 2.5MHz 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz
#CCs=1,
#RF=1		 QPSK >5 >4 >8 >12 >16 >18 ≤1
16QAM ≤5 ≤4 ≤8 ≤12 ≤16 ≤18 ≤1
16QAM >5 >4 >8 >12 >16 >18 ≤2
#CCs=2,
#RF=1		 QPSK,QPSK >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 3≤x≤4
QPSK,16QAM >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤ 12 >16,≤16 >18,≤18 3≤x≤4
QPSK,16QAM >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 5≤x≤6
16QAM×2 ≤5,≤5 ≤4,≤4 ≤8,≤8 ≤12,≤12 ≤16,≤16 ≤18,≤18 3≤x≤4
16QAM×2 >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤12 >16,≤16 >18,≤18 5≤x≤6
16QAM×2 >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 8≤x≤10
#CCs=2,
#RF=2




 QPSK,QPSK >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 ≤2
QPSK,16QAM >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤12 >16,≤16 >18,≤18 3≤x≤5
QPSK,16QAM >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 5≤x≤7
16QAM×2 ≤5,≤5 ≤4,≤4 ≤8,≤8 ≤12,≤12 ≤16,≤16 ≤18,≤18 5≤x≤7
16QAM×2 >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤12 >16,≤16 >18,≤18 7≤x≤9
16QAM×2 >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 9≤x≤11
...
...
...
...

#CCs=5,
#RF= 2

 QPSK,QPSK,
QPSK,QPSK,
QPSK		 >5,>5,>
5,>5,>5		 >4,>4
,>4,>
4,>4		 >8,>8,>8,>8,>8 >12,>1
2,>12,>
12,>12		 >16,>16
,>16,>1
6,>16		 >18,>1
8,>18,>
18,>18		 ≤2
QPSK,QPSK,
QPSK,QPSK,
16QAM		 >5,>5,>
5,>5,≤
5		 >4,>4
,>4,>
4,≤4		 >8,>8,>8,>8,≤8 >12,>1
2,>12,>
12,≤12		 >16,>16
,>16,>1
6,≤16		 >18,>1
8,>18,>
18,≤18		 2≤x≤4
.
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.
16QAM×5 >5,>5,>
5,>5,>5		 >4,>4
,>4,>
4,>4		 >8,>8,>8,>8,>8 >12,>1
2,>12,>
12,>12		 >16,>16
,>16,>1
6,>16		 >18,>1
8,>18,>
18,>18		 10≤x≤1
2
표 2를 참조하면, #CCs는 단말에 집성가능한 전체 CC중에서 실제 설정된 CC의 개수이고, #RF는 지원가능한 전체 RF 중 실제 사용되는 RF의 개수이다. 표 2는 단말에 관한 CC의 개수, RF의 개수, 변조(modulation), 채널 대역폭(channel bandwidth), 자원블록(RB)개수에 의해 특정되는 여러가지 조건의 통신 환경에서, 전력조정(PC)의 양 또는 범위를 정의한다.
단말에 설정된 #CCs=5, #RF=2인 통신 환경을 가정하자. 단말을 위해 20MHz 시스템에서 5개의 CC가 각각 QPSK, QPSK, QPSK, QPSK, 16QAM으로 변조되고, 5개의 CC에 대해 각각 20RB가 스케줄링되어 있다고 하면, 해당 단말의 전력조정의 범위는 2dB~4dB이다. 따라서, 단말은 설정된 최대송신전력을 2dB~4dB까지 감소시킬 수 있다.
표 2는 단말의 집성가능한 CC의 개수가 총 5개, 전력클래스가 3이고, 지원가능한 RF가 2개인 경우를 나타내는 일 예의 테이블로서, 단말의 고유한 사양을 결정하는 요소이다. 이는 설계시에 단말에 고정적으로 저장된 것일 수 있다.
따라서, 집성가능한 CC의 개수, 지원가능한 RF 개수 및 전력클래스의 새로운 조합에 의해 새로운 테이블이 정의될 수 있다. 다만, 기지국은 이를 알 수 없으므로, 단말은 테이블 자체를 전력조정에 관한 정보로서 기지국으로 전송해준다. 이하에서, 이러한 전력조정에 관한 정보인 테이블을 전력조정 테이블이라 한다.
전력조정 테이블은 단말에 대한 스케줄링 파라미터, 단말에 설정된 요소 반송파의 개수, 및 단말이 지원가능한 RF의 개수 중 적어도 하나에 의해 형성되는 전력조정조건하에서 단말에 허용되는 전력조정의 양 또는 범위를 알려준다. 기지국은 상기 전력조정조건을 알 수 있으므로, 전력조정 테이블을 명시적으로(explicitly) 수신하면 상기 전력조정조건에 따른 전력조정의 양 또는 범위를 추정할 수 있다. 기지국은 상기 추정된 전력조정의 양 또는 범위, 그리고 단말에 의한 잉여전력보고에 기초하여, 상기 단말의 상향링크 최대전송전력을 초과하지 않도록 스케줄링 파라미터를 설정할 수 있다.
다른 예로서, 전력조정에 관한 정보는 인덱스 형식으로 구성될 수 있다. 즉, 전력조정에 관한 정보는, 단말을 위한 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말에 지원되는 RF의 개수에 의해 형성되는 일 조건(a certain condition)과, 상기 일 조건하에서 허용되는 전력조정의 양 또는 범위를 지시한다.
아래의 표는 전력조정에 관한 정보를 인덱스로 구성한 예이다.
인덱스 1 2 ... N-1 N
테이블 번호 테이블 1 테이블 2 ... 테이블 N-1 테이블 N
표 3을 참조하면, 현재 시스템내에 상기 표 2와 같은 전력조정 테이블이 단말의 사양에 따라 N개 정의되어 있다고 가정할 때, 각각의 전력조정 테이블은 인덱싱(indexing)된다.
단말은 전력조정 테이블의 인덱스만을 전력조정에 관한 정보로서 기지국으로 전송하면 되므로, N개의 전력조정 테이블을 모두 전송하는 경우에 비해 오버헤드를 현저히 줄일 수 있다. 이 경우, 단말과 기지국은 시스템에서 지원되는 모든 경우의 전력조정 테이블과 각 전력조정 테이블의 인덱스를 메모리에 저장하고 있어야 한다.
전력조정 테이블의 개수가 N이면, 이를 모두 나타내는 인덱스 또한 N개가 필요하다. N개의 인덱스를 모두 표현할 수 있는 비트수는 ceiling(log2(N))이다. 여기서, ceiling(x)는 x보다 큰 최소 정수이다. 예를 들어, 10개의 테이블이 존재한다고 할 때, ceiling(log2(10))=4이므로, 전력조정에 관한 정보는 4비트이다.
인덱스 형식의 전력조정에 관한 정보를 수신하면, 기지국은 인덱스에 의해 지시되는 특정 전력조정 테이블을 선택하고, 이를 참조하여 스케줄링을 수행할 수 있다.
또 다른 예로서, 전력조정에 관한 정보는 여러가지 정보요소(information element)들이 집합된 형식으로 구성된다. 정보요소는 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터(parameter)로서, 전력클래스, 지원가능한 송수신 RF의 개수, 단말의 집성가능한 CC의 개수를 포함한다. 정보요소의 조합에 의해 전력조정 테이블이 특정될 수 있다. 예를 들어, 전력조정에 관한 정보가 아래의 표 4와 같이 구성되어 있다고 가정하자.
전력조정에 관한 정보
전력클래스 3
RF 2
집성가능한 CC 5
단말의 전력클래스가 3이고, 지원가능한 RF가 2개, 집성가능한 CC가 5개이므로, 상기 표 2의 전력조정 테이블이 특정될 수 있다. 다만, 단말과 기지국은 모든 경우의 전력조정 테이블을 메모리에 저장하고 있어야 한다. 단말은 여러가지 정보요소로 구성되는 전력조정에 관한 정보를 기지국에 알려주면, 메모리에 저장된 모든 전력조정 테이블 중 상기 정보요소에 의해 특정되는 전력조정 테이블을 선택할 수 있고, 상기 선택된 전력조정 테이블을 참조하여 상향링크 스케줄링을 수행할 수 있다.
3. 전력조정에 관한 정보의 전송
휴지상태(idle mode)의 단말은 RRC 연결상태(connected mode)로 천이하기 위한 RRC 연결설정(connection establishment)절차를 이용하여 전력조정에 관한 정보를 전송할 수 있다. RRC 연결설정절차는 기지국이 휴지상태의 단말로 페이징(paging)을 수행하거나, 휴지상태의 단말이 호(call) 설정절차를 수행하는 경우에 이루어진다. 이하에서는 휴지상태의 단말이 RRC 연결설정절차를 이용하여 전력조정에 관한 정보를 전송하는 방법에 관하여 설명된다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단말은 전력조정에 관한 정보를 기지국으로 전송한다(S1100). 상기 전력조정에 관한 정보는 전술된 바와 같이 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 특정 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는데 사용되는 여러가지 정보요소의 집합일 수도 있다. 상기 전력조정에 관한 정보는 RRC 메시지 또는 MAC 메시지를 통해 전송될 수 있다.
기지국은 전력조정에 관한 정보를 기초로 결정되는 전력조정 테이블을 참조하여, 상향링크 스케줄링을 수행한다(S1105). 여기서, 상향링크 스케줄링은 상기 참조되는 전력조정 테이블상의 전력조정 범위 또는 양에 기초하여 단말의 최대송신전력을 초과하지 않는 변조방식과 할당할 자원블록을 결정한다.
기지국은 상기 상향링크 스케줄링에 따라 생성되는 상향링크 그랜트(UL grant)를 단말로 전송한다(S1110). 상기 상향링크 그랜트는 상기 단말에 대한 상향링크 자원할당을 위한 형식(format) 0의 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)로서, PDCCH상으로 전송된다. 상기 상향링크 그랜트는 하기의 표 5와 같이 구성된다.
Figure pat00008
표 5를 참조하면, 상향링크 그랜트는 RB, 변조 및 코딩 기법(MCS), TPC등의 정보를 포함한다.
단말은 상기 상향링크 그랜트에 포함된 RB개수, MCS, TPC등을 기초로 생성된 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다(S1115).
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 단말은 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 연결설정요청(connection establishment request) 메시지를 기지국으로 전송한다(S1200).
상기 RRC 연결설정요청 메시지는, 단말의 RRC 계층에 의해 생성되는 메시지이다. RRC 연결설정요청 메시지에 포함된 전력조정에 관한 정보는 전술된 바와 같이 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는데 사용되는 여러가지 정보요소의 집합일 수도 있다.
여기서, 상기 전력조정 테이블은, 집성가능한(aggregatable) CC의 개수, 사용가능한 RF의 개수, 변조 방식, 할당되는 주파수 대역폭 및 자원블록의 양 중 적어도 두 개 이상의 정보들의 조합으로 구성된 테이블이다. 또한, 상기 전력조정 테이블은, 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터(parameter)인, 전력클래스, 지원가능한 송신 RF의 개수의 조합에 의해 구성될 수 있다.
기지국은 상기 RRC 연결설정요청 메시지에 대한 응답으로, RRC 연결 수락(connection setup) 메시지를 단말로 전송한다(S1205).
상기 RRC 연결 수락메시지를 수신한 단말은, RRC 연결설정완료 (connection setup complete) 메시지를 기지국에 전송하고(S1210), 이로써 RRC 연결설정절차가 완료된다.
여기서는 전력조정에 관한 정보가 RRC 연결설정 요청 메시지에 포함되는 것으로 설명하였으나, 단말로부터 기지국으로 전송되는 다른 RRC 메시지, 예를 들어 RRC 연결설정 완료 메시지에 포함될 수도 있다. 또는 전력조정에 관한 정보는 RRC 연결설정 요청 메시지와 RRC 연결설정 완료 메시지에 분할되어 전송될 수도 있다.
이와 같이, 전력조정에 관한 정보는 RRC 연결설정절차에 편승하여 전송될 수 있으며, 이에 따라 RRC 관련 메시지는 전력조정에 관한 정보를 포함하는 구조를 새롭게 가지게 된다.
이하의 도 13 및 도 14는 전력조정에 관한 정보의 전송 또는 수신을 위해 RRC 연결설정절차를 수행하는 단말과 기지국의 동작을 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 단말에 의해 RRC 연결설정요청(connection establishment request) 메시지의 구성이 트리거링(triggering)된다. 이는, 일 예로, 기지국으로부터 페이징 메시지(paging message)를 수신하거나, 또는 자신에 의해 호(call) 설정이 필요한 경우에 상기 RRC 연결설정요청(connection establishment request)이 트리거링 된다(S1300).
단말은 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 연결설정요청 메시지를 구성하여 기지국으로 전송한다(S1305).
상기 전력조정에 관한 정보(ex, MPR)는 전술된 바와 같이 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는데 사용되는 여러 가지 정보요소의 집합일 수도 있다. 여기서, 상기 전력조정 테이블은, 집성가능한(aggregatable) CC의 개수, 사용가능한 RF의 개수, 변조 방식, 할당되는 주파수 대역폭 및 자원블록의 양 중 적어도 두 개 이상의 정보들의 조합으로 구성된 테이블이다. 또한, 상기 전력조정 테이블은, 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터(parameter)인, 전력클래스, 지원가능한 송신 RF의 개수의 조합에 의해 구성될 수 있다.
이후, 단말은 상기 RRC 연결설정요청 메시지에 대한 응답으로, 기지국으로부터 RRC 연결수락 메시지를 수신한다(S1310).
다시, 단말은 상기 RRC 연결수락 메시지에 대한 응답으로, 기지국으로 RRC 연결설정 완료 메시지를 전송한다(S1315).
단말과 기지국간에 RRC 연결설정이 완료되었으므로, 단말은 RRC 연결모드로 진입하고, 데이터를 주고받을 수 있는 상태에 있다. 단말은 상향링크 데이터를 기지국으로 전송하는데 필요한 스케줄링 정보인 상향링크 그랜트를 기지국으로부터 수신한다(S1320). 상기 상향링크 그랜트는 상향링크 데이터의 전송에 필요한 전력정보, 자원할당정보, 변조 및 코딩 기법등을 단말에 제공한다. 단말은 상기 전력조정에 관한 정보를 기초로, 상기 상향링크 데이터의 송신전력을 설정한다(S1325).
단말은 상기 상향링크 그랜트에 따라 처리된 상기 상향링크 데이터를, 상기 설정된 송신전력을 기초로, 기지국으로 전송한다(S1330).
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 기지국에 의한 전력조정에 관한 정보의 수신방법을 나타내는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 기지국은 단말로 페이징 메시지를 전송하거나, 또는 단말에 의한 호 설정절차에 관한 정보를 수신한다(S1400). 단말은 휴지모드 상태에 있으며, 상기 페이징 메시지는 휴지모드인 단말을 RRC 연결모드로 전환시키기 위해 전송된다.
기지국은 상기 페이징 메시지에 대한 응답 또는 호 설정절차의 일환으로, RRC 연결설정요청 메시지를 단말로부터 수신한다(S1405).
이때, 상기 RRC 연결설정요청 메시지는 전력조정에 관한 정보를 포함하며, 이는 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는데 사용되는 여러가지 정보요소의 집합일 수도 있다.
여기서, 상기 전력조정 테이블은, 집성가능한(aggregatable) CC의 개수, 사용가능한 RF의 개수, 변조 방식, 할당되는 주파수 대역폭 및 자원블록의 양 중 적어도 두 개 이상의 정보들의 조합으로 구성된 테이블이다. 또한, 상기 전력조정 테이블은, 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터(parameter)인, 전력클래스, 지원가능한 송신 RF의 개수의 조합에 의해 구성될 수 있다. 기지국은 RRC 연결설정 요청 메시지에 대한 응답으로, RRC 연결수락 메시지를 단말로 전송한다(S1410). 상기 RRC 연결수락 메시지는 단말에 설정할 CC에 관한 정보를 포함할 수 있다.
이후, 기지국은 RRC 연결설정 완료 메시지를 단말로부터 수신한다(S1415). 기지국은 상기 전력조정에 관한 정보를 포함하는 단말의 환경정보(UE context)를 구성한다(S1420). 단말의 환경정보는, 상기 기지국(eNB), 또는 RNC(Radio Network Controller), SGSN(Serving GPRS Supporting Node), GGSN(Gateway GPRS Support Node)등에 저장되어 관리된다.
기지국은 상기 전력조정에 관한 정보를 기초로, 단말에 대한 스케줄링을 수행한다(S1425). 여기서, 상기 스케줄링은 상향링크 스케줄링을 의미하며, 기지국은 스케줄링의 결과물인 상향링크 그랜트를 단말로 전송한다(S1430).
기지국은 단말이 상기 상향링크 그랜트에 따라 처리한 상향링크 데이터를 단말로부터 수신한다(S1435).
도 15는 본 발명의 또 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 흐름도이다.
상기 도 15는 전력조정에 관한 정보가 RRC 연결재설정(connection reestablishment) 절차에 편승하여 전송 또는 수신된다는 점에서, 상기 도 12와 차이가 있다.
도 15를 참조하면, 단말은 RRC 연결재설정 요청(connection reestablishment request) 메시지를 기지국으로 전송한다(S1500). 여기서, RRC 연결재설정 요청 메시지는 무선링크실패(Radio Link Failure; RLF)등과 같은 상황이 발생한 경우, 단말이 RRC 연결설정을 회복하기 위해 기지국으로 전송하는 RRC 계층 수준의 메시지이다. RRC 연결재설정 요청 메시지에 의해, 기존의 RRC 연결설정의 복구절차가 진행된다.
한편, 상기 RRC 연결재설정 요청 메시지는 전력조정에 관한 정보를 포함하며, 이는 전술된 바와 같이 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는데 사용되는 여러 가지 정보요소의 집합일 수도 있다. 여기서, 상기 전력조정 테이블은, 집성가능한(aggregatable) CC의 개수, 사용가능한 RF의 개수, 변조 방식, 할당되는 주파수 대역폭 및 자원블록의 양 중 적어도 두 개 이상의 정보들의 조합으로 구성된 테이블이다. 또한, 상기 전력조정 테이블은, 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터(parameter)인, 전력클래스, 지원가능한 송신 RF의 개수의 조합에 의해 구성될 수 있다.
기지국은 상기 RRC 연결재설정 요청 메시지에 대한 응답으로, RRC 연결재설정 수락(connection reestablishment setup) 메시지를 단말로 전송한다(S1505).
단말은, 상기 RRC 연결재설정 수락 메시지에 대한 응답으로, RRC 연결재설정 완료 메시지를 기지국으로 전송한다(S1510).
여기서는 전력조정에 관한 정보가 RRC 연결재설정 요청 메시지에 포함되는 것으로 설명하였으나, 단말로부터 기지국으로 전송되는 다른 RRC 메시지, 예를 들어, RRC 연결재설정 완료 메시지에 포함될 수도 있다. 또는 전력조정에 관한 정보는 RRC 연결재설정 요청 메시지와 RRC 연결재설정 완료 메시지에 분할되어 전송될 수도 있다.
이하의 도 16 및 도 17은 전력조정에 관한 정보의 전송 또는 수신을 위해 RRC 연결재설정절차를 수행하는 단말과 기지국의 동작을 설명한다.
도 16은 본 발명의 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법을 나타내는 순서도이다.
도 16을 참조하면, 단말은 무선링크실패를 인지한다(S1600). 단말이 RRC 연결모드에 있는 경우, 단말과 기지국은 무선링크(Radio Link)가 접속된(Connected) 상태에 있게 된다. 그런데, 채널의 상태가 악화되면 단말의 물리계층에서 무선링크의 탈동기(out-of-synchronization)가 발생할 수 있다. 탈동기의 횟수가 일정 횟수 이상 계속하여 발생하는 경우, 단말은 무선링크실패를 인지한다.
무선링크실패가 인지되면, 단말은 품질이 좋은 셀을 재선택(cell reselection)하는 절차를 수행한 후 셀을 재선택한다(S1605).
단말은 상기 재선택된 셀로부터 새로운 시스템 정보(System Information; SI)를 수신한다(S1610).
단말은 RRC 연결재설정 절차를 수행하는데 필요한 자원을 획득하기 위하여, 랜덤 액세스(Random Access) 절차에 진입하며, 이 때 단말은 RACH 프리앰블(RACH preamble)을 기지국으로 전송한다(S1615). 상기 RACH 프리앰블은 랜덤 액세스 채널(Random Access CHannel; RACH)이라는 물리채널을 통해 전송된다.
단말은 기지국으로부터 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답(Random Access Response; RAR) 메시지를 수신한다(S1620). 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 단말의 상향링크 전송에 필요한 상향링크 자원을 알려주는 제1 상향링크 그랜트를 포함한다. 상기 제1 상향링크 그랜트는 RRC 연결재설정 요청 메시지의 전송을 위한 자원을 제공한다.
단말은 RRC 연결재설정 요청 메시지를 기지국으로 전송한다(S1625). 여기서, 상기 RRC 연결재설정 요청 메시지는 전력조정에 관한 정보를 포함하며, 이는 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는데 사용되는 여러가지 정보요소의 집합일 수도 있다.
상기 RRC 연결재설정 요청 메시지에 대한 응답으로, 단말은 RRC 연결재설정 수락 메시지를 기지국으로부터 수신하고(S1630), RRC 연결재설정 완료 메시지를 기지국으로 전송한다(S1635).
단말이 무선링크실패로부터 복구되어, 무선연결이 재설정되었으므로, 다시 기지국으로부터 제2 상향링크 그랜트를 수신한다(S1640). 여기서 제2 상향링크 그랜트는 단말의 상향링크 데이터의 전송에 관한 스케줄링을 제공한다.
단말은 상기 전력조정에 관한 정보를 기초로, 송신전력을 설정하고(S1645), 상기 설정된 송신전력으로 상기 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다(S1650). 상기 상향링크 데이터는 상기 상향링크 그랜트에 포함된 MCS, TPC등에 의해 처리된 것이다.
도 17은 본 발명의 다른 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 기지국에 의한 전력조정에 관한 정보의 수신방법을 나타내는 순서도이다.
도 17을 참조하면, 기지국은 RACH 프리앰블을 단말로부터 수신한다(S1700).
기지국은 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S1705). 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 단말의 상향링크 전송에 필요한 상향링크 자원을 알려주는 제1 상향링크 그랜트를 포함한다. 상기 제1 상향링크 그랜트는 단말이 RRC 연결재설정 요청 메시지를 전송할 때 사용할 자원을 제공한다.
기지국은 RRC 연결재설정 요청 메시지를 단말로부터 수신한다(S1710). 여기서, 상기 RRC 연결재설정 요청 메시지는 전력조정에 관한 정보를 포함하며, 이는 전력조정 테이블 자체일 수도 있고, 전력조정 테이블을 지시하는 인덱스일 수도 있으며, 전력조정 테이블을 특정하는 정보요소일 수도 있다.
상기 RRC 연결재설정 요청 메시지에 대한 응답으로, 기지국은 RRC 연결재설정 수락 메시지를 단말로 전송하고(S1715), RRC 연결재설정 완료 메시지를 단말로부터 수신한다(S1720). 기지국은 상기 전력조정에 관한 정보를 포함하는 단말의 환경정보를 구성한다(S1725).
기지국은 상향링크로 수신된 버퍼상태보고(Buffer State Report; BSR), 네트워크 상황, 자원이용 상황등을 고려하여 MCS, TPC, 자원할당정보와 같은 스케줄링 파라미터를 설정한다(S1730).
기지국은 잉여전력보고(PHR)를 수신한 이력이 있는지를 판단한다(S1735). 여기서, 상기 잉여전력보고에 의한 잉여전력값은 가장 최근(last)에 수신한 잉여전력값이다. 잉여전력보고를 수신한 이력이 있는지 여부는 단말의 환경정보를 통해 알 수 있다.
만약, 기지국이 잉여전력보고를 수신한 이력이 없는 경우, 최초로 전송하는 신규데이터지시자(new data indicator; NDI)를 포함하는 상향링크 그랜트의 구성에 있어서, 잉여전력보고등 스케줄링과 관련된 파라미터를 고려하지 않는다. 따라서, 기지국은 상기 설정된 스케줄링 파라미터에 기초하여 상향링크 그랜트를 구성하고, 이를 단말로 전송한다(S1750).
만약, 기지국이 잉여전력보고를 수신한 이력이 있는 경우, 기지국은 스케줄링 유효성(scheduling validation)을 판단한다(S1740). 스케줄링 유효성 판단이란 전력조정의 추정값에 영향을 주는 스케줄링 파라미터가 변경되는 경우, 기지국이 마지막으로 수신한 잉여전력보고를 기반으로 상기 변경된 스케줄링 파라미터가 상향링크 최대전송전력의 관점에서 유효한지를 판단함을 의미한다.
스케줄링 유효성 판단의 일 예는 다음의 수학식 8과 같다.
Figure pat00009
수학식 8을 참조하면, ΔEPC은 현재 스케줄링 파라미터를 기준으로 추정된 전력조정 추정값(Estimated Power Coordination; EPC)에서 이전 스케줄링 파라미터를 기준으로 추정된 전력조정 추정값을 뺀 값이다. 전력조정 추정값에 영향을 미치는 스케줄링 파라미터에는 자원블록의 개수, 변조방식, PUSCH 자원할당 형태(연속적 또는 비연속적 할당여부), PUCCH 존재여부(PUCCH와 PUSCH의 병렬전송인지 또는 PUSCH 단독 전송인지 여부)등이 있다.
한편, ΔTxPw=ΔPUSCH+ΔPUCCH이다. 여기서, ΔPUCCH는 주요셀의 경우에만 고려된다. ΔPUSCH는 현재 스케줄링 파라미터에 의해 계산된 PUSCH의 전력에서 가장 최근에 스케줄링한 PUSCH의 전력을 뺀 값이다. ΔPUCCH는 해당 서브프레임에서 주요셀을 통하여 수신될 PUCCH의 전력에서 가장 최근에 수신한 PUCCH의 전력을 뺀 값이다. 여기서, PUCCH는 기지국에 의하여 각 단말마다 설정된 주기에 따라 단말의 주요셀을 통하여 수신되므로 기지국은 서브프레임에 따라 PUCCH의 수신여부를 예측할 수 있다.
스케줄링 유효성 판단이 수학식 8에 의해 이루어지는 경우, 만약, 수학식 8이 거짓(false)이면, 해당 기지국의 정책에 따라 ΔEPC 또는 ΔTxPw가 줄어들도록 스케줄링 파라미터를 수정한다(S1745).
만약 수학식 8이 참(true)이면, 상기 설정된 스케줄링 파라미터가 유효함을 나타내므로, 기지국은 상기 설정된 스케줄링 파라미터에 기초하여 상향링크 그랜트를 구성하고, 이를 단말로 전송한다(S1750). 이후, 단말로부터 상향링크 데이터를 수신한다(S1755).
도 18은 본 발명의 일 예에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치 및 수신장치를 나타내는 블록도이다.
도 18을 참조하면, 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)는 전력조정 테이블 저장부(1805), 전력조정에 관한 정보 생성부(1810), RRC 메시지 생성부(1815), RRC 메시지 송수신부(1820), 상향링크 그랜트 수신부(1825) 및 데이터 송신부(1830)를 포함한다.
전력조정 테이블 저장부(1805)는 전력조정 테이블을 저장한다. 전력조정 테이블의 예는 아래의 표 6과 같다.
Modulation Channel bandwidth /
Transmission bandwidth configuration (RB)		 PC (dB)
1.4MHz 2.5MHz 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz
#CCs=1,
#RF=1		 QPSK >5 >4 >8 >12 >16 >18 ≤1
16QAM ≤5 ≤4 ≤8 ≤12 ≤16 ≤18 ≤1
16QAM >5 >4 >8 >12 >16 >18 ≤2
#CCs=2,
#RF=1		 QPSK,QPSK >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 3≤x≤4
QPSK,16QAM >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤ 12 >16,≤16 >18,≤18 3≤x≤4
QPSK,16QAM >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 5≤x≤6
16QAM×2 ≤5,≤5 ≤4,≤4 ≤8,≤8 ≤12,≤12 ≤16,≤16 ≤18,≤18 3≤x≤4
16QAM×2 >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤12 >16,≤16 >18,≤18 5≤x≤6
16QAM×2 >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 8≤x≤10
#CCs=2,
#RF=2




 QPSK,QPSK >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 ≤2
QPSK,16QAM >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤12 >16,≤16 >18,≤18 3≤x≤5
QPSK,16QAM >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 5≤x≤7
16QAM×2 ≤5,≤5 ≤4,≤4 ≤8,≤8 ≤12,≤12 ≤16,≤16 ≤18,≤18 5≤x≤7
16QAM×2 >5,≤5 >4,≤4 >8,≤8 >12,≤12 >16,≤16 >18,≤18 7≤x≤9
16QAM×2 >5,>5 >4,>4 >8,>8 >12,>12 >16,>16 >18,>18 9≤x≤11
...
...
...
...

#CCs=5,
#RF= 2

 QPSK,QPSK,
QPSK,QPSK,
QPSK		 >5,>5,>
5,>5,>5		 >4,>4
,>4,>
4,>4		 >8,>8,>8,>8,>8 >12,>1
2,>12,>
12,>12		 >16,>16
,>16,>1
6,>16		 >18,>1
8,>18,>
18,>18		 ≤2
QPSK,QPSK,
QPSK,QPSK,
16QAM		 >5,>5,>
5,>5,≤
5		 >4,>4
,>4,>
4,≤4		 >8,>8,>8,>8,≤8 >12,>1
2,>12,>
12,≤12		 >16,>16
,>16,>1
6,≤16		 >18,>1
8,>18,>
18,≤18		 2≤x≤4
.
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.		 .
.
.
16QAM×5 >5,>5,>
5,>5,>5		 >4,>4
,>4,>
4,>4		 >8,>8,>8,>8,>8 >12,>1
2,>12,>
12,>12		 >16,>16
,>16,>1
6,>16		 >18,>1
8,>18,>
18,>18		 10≤x≤1
2
이는 일 예에 따른 전력조정 테이블이므로, 전력조정 테이블은 이 외에도 다양한 조합에 의해 여러개가 존재할 수 있다.
전력조정에 관한 정보 생성부(1810)는 전력조정에 관한 정보를 생성한다. 전력조정에 관한 정보는 단말이 처할 수 있는 다양한 통신 환경별로 특정된 전력조정의 양 또는 범위를 기지국에 제공하는 정보이다.
일 예로서, 전력조정에 관한 정보는 상기 표 6과 같이 테이블 자체이다.
다른 예로서, 전력조정에 관한 정보는 인덱스 형식으로 구성될 수 있다. 아래의 표 7은 전력조정에 관한 정보를 인덱스로 구성한 예이다.
인덱스 1 2 ... N-1 N
테이블 번호 테이블 1 테이블 2 ... 테이블 N-1 테이블 N
또 다른 예로서, 전력조정에 관한 정보는 여러가지 정보요소들이 집합된 형식으로 구성된다. 정보요소는 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터로서, 전력클래스, 지원가능한 송수신 RF의 개수, 단말의 집성가능한 CC의 개수를 포함한다. 정보요소의 조합에 의해 전력조정 테이블이 특정될 수 있다. 예를 들어, 전력조정에 관한 정보는 아래의 표 8과 정의될 수 있다.
전력조정에 관한 정보
전력클래스 3
RF 2
집성가능한 CC 5
RRC 메시지 생성부(1815)는 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 생성한다. 예를 들어, 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 연결설정 요청(connection establishment request) 메시지, 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 연결재설정 요청(connection reestablishment request) 메시지, 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 연결설정 완료(connection establishment complete) 메시지, 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 연결재설정 완료(connection reestablishment complete) 메시지를 생성한다. 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지는 본래 RRC 메시지의 컨텐츠(contents)뿐만 아니라, 전력조정에 관한 정보를 추가적으로 포함한다.
RRC 메시지 송수신부(1820)는 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 전력조정에 관한 정보의 수신장치(1850)로 전송한다.
상향링크 그랜트 수신부(1825)는 전력조정에 관한 정보의 수신장치(1850)로부터 상향링크 그랜트를 수신한다. 상향링크 그랜트의 일 예는 아래의 표 9와 같다.
Figure pat00010
데이터 송신부(1830)는 상기 수신된 상향링크 그랜트에 따른 스케줄링 파라미터 및 전력조정에 관한 정보에 기초하여 상향링크 데이터를 전력조정에 관한 정보의 수신장치(1850)로 전송한다.
전력조정에 관한 정보의 수신장치(1850)는 RRC 메시지 송수신부(1855), 스케줄링부(1860), 스케줄링 유효성 판단부(1865), 상향링크 그랜트 전송부(1870) 및 데이터 수신부(1875)를 포함한다.
RRC 메시지 송수신부(1855)는 RRC 메시지를 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)로 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 전송하거나, 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)로부터 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 수신한다.
스케줄링부(1860)는 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)의 채널상황, 버퍼상태보고, 네트워크 상황, 자원이용 상황등을 고려하여 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)에 대한 MCS, TPC, 자원할당정보와 같은 스케줄링 파라미터를 설정한다.
스케줄링 유효성 판단부(1865)는 스케줄링부(1860)에 의해 전력조정의 추정값에 영향을 주는 스케줄링 파라미터가 변경되는 경우, 전력조정에 관한 정보의 수신장치(1850)가 마지막으로 수신한 잉여전력보고를 기반으로 상기 변경된 스케줄링 파라미터가 상향링크 최대전송전력의 관점에서 유효한지를 판단한다. 스케줄링 유효성 판단의 일 예는 상기 수학식 8에 의해 수행된다.
상향링크 그랜트 전송부(1870)는 스케줄링 유효성 판단의 결과 유효하다고 판단되는 스케줄링 파라미터에 기초하여 상향링크 그랜트를 구성하고, 상기 구성된 상향링크 그랜트를 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)로 전송한다.
데이터 수신부(1875)는 전력조정에 관한 정보의 전송장치(1800)로부터 상향링크 데이터를 수신한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 다중 요소 반송파 시스템에서 단말에 의한 전력조정에 관한 정보의 전송방법에 있어서,
    상기 단말의 상향링크 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 전력조정에 관한 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 전력조정에 관한 정보는, 상기 단말을 위한 상향링크 스케줄링(scheduling)에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말을 구성하는 RF(radio frequency)의 개수 중 적어도 하나에 의해 특정되는 것을 특징으로 하는 전력조정에 관한 정보의 전송방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    RRC(Radio Resource Control) 연결설정을 상기 기지국에 요청하는 RRC 연결설정 요청(connection establishment request) 메시지를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 전송방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    상기 단말과 상기 기지국간의 무선링크실패(radio link failure; RLF)에 의해 RRC 연결을 재설정하기 위한 RRC 연결재설정 요청(connection reestablishment request) 메시지를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 전송방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스케줄링에 관한 파라미터는,
    상기 단말의 상향링크 전송에 적용되는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 및 상기 단말의 상향링크 전송에 할당되는 자원블록(resource block)의 개수를 포함함을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 전송방법.
  5. 다중 요소 반송파 시스템에서 기지국에 의한 전력조정에 관한 정보의 수신방법에 있어서,
    단말에 관한 상향링크 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 전력조정에 관한 정보를 기초로 상기 단말을 위한 상향링크 그랜트(uplink grant)를 구성하는 단계;
    상기 구성된 상향링크 그랜트를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 구성된 상향링크 그랜트 및 상기 전력조정에 관한 정보를 기초로 생성되는 상향링크 데이터를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전력조정에 관한 정보의 수신방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    단말을 위한 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말에 지원되는 RF의 개수에 의해 형성되는 모든 조건과, 상기 모든 조건의 각각에 대해 허용되는 전력조정의 양 또는 범위간의 맵핑관계를 나타내는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 수신방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    단말을 위한 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 상기 단말에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 단말에 지원되는 RF의 개수에 의해 형성되는 일 조건(a certain condition)과, 상기 일 조건하에서 허용되는 전력조정의 양 또는 범위를 지시하는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 수신방법.
  8. 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 전송장치에 있어서,
    상기 전력조정에 관한 정보의 전송장치의 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 상기 전력조정에 관한 정보의 전송장치에 설정되는 요소 반송파의 개수 및 상기 전력조정에 관한 정보의 전송장치에 지원되는 RF의 개수에 의해 형성되는 모든 전력조정조건과, 각각의 전력조정조건하에서 허용되는 전력조정의 양 또는 범위간의 맵핑관계를 저장하는 전력조정 테이블 저장부;
    상기 맵핑관계를 알려주는 전력조정에 관한 정보를 생성하는 전력조정에 관한 정보 생성부; 및
    상기 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 전송하는 RRC 메시지 송수신부를 포함함을 특징으로 하는 전력조정에 관한 정보의 전송장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    상기 맵핑관계에 의해 구성되는 테이블을 지시하는 인덱스(index)인 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 전송장치.
  10. 다중 요소 반송파 시스템에서 전력조정에 관한 정보의 수신장치에 있어서,
    상향링크 전송의 최대전송전력을 조정하는 양 또는 범위를 나타내는 전력조정에 관한 정보를 포함하는 RRC 메시지를 수신하는 RRC 메시지 송수신부;
    상향링크 스케줄링에 관한 파라미터를 설정하는 스케줄링부;
    상기 설정된 파라미터에 따른 상향링크 전송이 상기 최대전송전력이내의 범위에서 유효하게 이루어질 수 있는지를 판단하는 스케줄링 유효성 판단부; 및
    상기 설정된 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터로 구성되는 상향링크 그랜트를 전송하는 상향링크 그랜트 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 수신장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    상향링크 스케줄링에 관한 파라미터, 요소 반송파의 개수 및 지원되는 RF(radio frequency)의 개수 중 적어도 하나에 의해 특정되는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 수신장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 스케줄링 유효성 판단부는,
    상기 전력조정에 관한 정보 및 상기 설정된 상향링크 스케줄링에 관한 파라미터를 기초로, 상기 설정된 파라미터에 따른 상향링크 전송이 상기 최대전송전력이내의 범위에서 유효하게 이루어질 수 있는지를 판단하는 것을 특징으로 하는, 전력조정에 관한 정보의 수신장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    단말의 집성가능한(aggregatable) CC의 개수, 사용가능한 RF의 개수, 변조 방식, 할당되는 주파수 대역폭 및 자원블록의 양 중 적어도 두 개 이상의 정보의 조합으로 구성됨을 특징으로 하는 전력조정에 관한 정보의 수신장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는,
    단말의 전력조정에 관한 하드웨어 특성을 나타내는 파라미터(parameter)에 의해 구성됨을 특징으로 하는 전력조정에 관한 정보의 수신장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 전력조정에 관한 정보는, 단말의 전력클래스, 지원가능한 송신 RF의 개수의 조합에 의해 구성됨을 특징으로 하는 전력조정에 관한 정보의 수신장치.
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