KR20130124079A

KR20130124079A - 다중 요소 반송파 시스템에서 단말의 잉여전력 보고 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130124079A
Application number: KR1020120047705A
Authority: KR
Inventors: 권기범; 안재현; 허강석
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2013-11-13
Also published as: WO2013165228A1

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(PHR)를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법 및 장치는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령을 상기 기지국으로부터 수신하고; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하고; 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH)를 상기 PHR과 함께 상기 기지국으로 병렬 전송하며, 상기 PHR 트리거링 요건은 동일한 서브프레임내에서 상기 PHR 및 상기 PRACH를 병렬 전송하고자 할 때, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)의 송신전력이 감쇄 스케일링 되지 않을 것을 요건으로 한다. 본 발명에 따르면, 단말은 병렬 전송을 수행할 때, 물리 랜덤 액세스 채널 관련 송신전력 설정으로 인해 왜곡될 수 있는 잉여전력 정보를 제외함으로써, 기지국의 스케줄링 및 전력제어를 적절히 수행할 수 있다.

Description

다중 요소 반송파 시스템에서 단말의 잉여전력 보고 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPORTING POWER HEADROOM IN MULTIPLE COMPONENT CARRIER SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 요소 반송파 시스템에서 잉여전력보고의 수행 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 무선통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)에서도 단일 반송파를 기반으로 하여, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 수가 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적이다. 이러한 단일 반송파 시스템에서 랜덤 액세스는 하나의 반송파를 이용하여 랜덤 액세스를 수행하였다. 그런데, 최근 다중 반송파 시스템(multiple carrier system)이 도입됨에 따라 랜덤 액세스는 여러 개의 요소 반송파(component carrier)를 통해 구현될 수 있게 되었다.

다중 반송파 시스템(또는 다중 요소 반송파 시스템이라한다)은 반송파 집성(carrier aggregation)을 지원할 수 있는 무선통신 시스템을 의미한다. 반송파 집성이란 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 주파수 영역에서 물리적으로 비연속적인(non-continuous) 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 것이다.

단말이 망(network, 또는 네트워크)에 접속하기 위해서는 랜덤 액세스(random access : RA) 과정을 거치는데, 단말이 네트워크로 랜덤 액세스 과정을 수행하는 목적은 초기 접속(initial access), 핸드오버(handover), 무선자원 요청(Scheduling Request), 상향링크 시간 정렬(uplink timing alignment) 등이 있다.

기지국이 단말의 자원을 효율적으로 활용하기 위한 방법 중 한가지는 단말의 잉여전력(power headroom) 정보를 이용하는 것이다. 전력제어 기술(또는 전력 조절기술이라한다)은 무선통신에서 자원의 효율적 배분을 위해 간섭요소를 최소화하고 단말의 배터리 소모를 줄이기 위한 필수 핵심기술이다. 단말이 잉여전력정보를 기지국에 제공하면, 기지국은 단말이 감당할 수 있는 상향링크 최대송신전력(Maximum Transmission Power)이 어느 정도인지를 추정할 수 있다. 따라서, 기지국은 상기 추정된 상향링크 최대송신전력의 한도를 벗어나지 않는 범위 내에서 송신전력제어(Transmit Power Control; TPC), 변조 및 코딩 수준(Modulation and Coding Scheme; MCS), 대역폭등과 같은 상향링크 스케줄링을 단말에 제공할 수 있다.

잉여전력보고를 하는 과정에서 단말이 병렬 전송(Parallel Transmission)을 수행하는 경우, 잉여전력을 계산하는 과정에 있어서 왜곡이 발생하고, 이로 인해 기지국이 상향링크 스케줄링을 적절히 수행하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 잉여전력보고의 수행 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 절차와 동시에 잉여전력보고를 효율적으로 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 전력 스케일링으로 인하여 왜곡되지 않은 잉여전력 값을 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(PHR)를 전송하는 방법은 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계; 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH)를 상기 PHR과 함께 상기 기지국으로 병렬 전송하는 단계를 포함하며, 상기 PHR 트리거링 요건은, 동일한 서브프레임내에서 상기 PHR 및 상기 PRACH를 병렬 전송하고자 할 때, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)의 송신전력이 감쇄 스케일링 되지 않을 것을 요건으로 한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고를 수행하는 방법은 물리 하향링크 제어 채널을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계; 동일한 서브프레임내에서, 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널과 상기 PHR의 병렬 전송으로 인하여, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널의 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우 또는 상기 PHR이 전송되는 PUSCH의 송신전력이 감쇄 스케일링 되는 경우에는 상기 PHR의 전송을 차단하는 단계; 및 상기 PHR의 전송이 차단되지 않은 경우, 상기 PHR 및 상기 PRACH를 상기 기지국으로 병렬 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선통신시스템에서 잉여전력보고를 수행하는 단말은 물리 하향링크 제어 채널을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령을 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 PHR 트리거링부; 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널을 상기 PHR과 함께 상기 기지국으로 병렬 전송하는 전송부를 포함하며, 상기 PHR 트리거링부는, 동일한 서브프레임내에서 상기 PHR 및 상기 PRACH를 병렬 전송하고자 할 때, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널의 송신전력이 감쇄 스케일링 되지 않을 것을 요건으로 PHR 트리거링을 수행한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면 무선통신시스템에서 잉여전력보고를 수행하는 단말은 물리 하향링크 제어 채널을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령을 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부; PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 PHR 트리거링부; 동일한 서브프레임내에서, 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널과 상기 PHR의 병렬 전송으로 인하여, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널의 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우 또는 상기 PHR이 전송되는 PUSCH의 송신전력이 감쇄 스케일링 되는 경우에는 상기 PHR의 전송을 차단하는 PHR 차단부; 및 상기 PHR의 전송이 차단되지 않은 경우, 상기 PHR 및 상기 PRACH를 상기 기지국으로 병렬 전송하는 전송부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 병렬 전송을 수행하는 단말은 물리 랜덤 액세스 채널 관련 송신전력 설정으로 인해 왜곡될 수 있는 잉여전력 정보를 기지국에게 선택적으로 제공할 수 있고, 기지국의 스케줄링 및 전력제어를 적절히 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 적용되는 다중 시간 정렬 값 획득 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 6은 전파 지연을 포함한 실제 TA 값 적용 시점 타이밍을 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 랜덤 액세스 수행 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 8은 확장된 PHR MAC CE의 일 예를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 MAC PDU의 서브헤더의 일 예를 나타낸 것이다.
도 11는 본 발명에 적용되는 MPR 계산 오류의 일 예를 나타내는 것이다.
도 12는 본 발명에 적용되는 전력 스케일링 오류의 일 예를 나타내는 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 단말과 기지국 사이의 잉여전력보고를 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 일 예이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 일 예이다.
도 17은 본 발명에 따른 단말과 기지국 사이의 잉여전력보고의 다른 예를 나타낸 흐름도이다.
도 18은 본 발명에 따라서 전력 스케일링을 고려한 PHR 전송을 수행하는 단말의 환경의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 19는 본 발명에 따른 단말의 동작의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 20은 본 발명에 따른 기지국의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 21은 본 발명의 일 예에 따른 단말과 기지국을 도시한 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.

도 1은 본 발명이 적용되는 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 셀(cell)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.

단말(User Equipment: UE, 12)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), 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 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토(femto) 기지국, 가내 기지국(Home nodeB), 릴레이(relay) 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)은 복수의 반송파를 지원하는 것으로서, 스펙트럼 집성 또는 대역폭 집성(bandwidth aggregation)이라고도 한다. 반송파 집성에 의해 묶이는 개별적인 단위 반송파를 요소 반송파(component carrier; CC)라고 한다. 각 요소 반송파는 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, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 요소 반송파가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.

반송파 집성은 주파수 영역에서 연속적인 요소 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 반송파 집성과 불연속적인 요소 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 반송파 집성으로 나눌 수 있다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 요소 반송파 수와 상향링크 요소 반송파 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.

요소 반송파들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 요소 반송파들이 사용된다고 할 때, 5MHz 요소 반송파(carrier #0) + 20MHz 요소 반송파(carrier #1) + 20MHz 요소 반송파(carrier #2) + 20MHz 요소 반송파(carrier #3) + 5MHz 요소 반송파(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.

이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템(또는 다중 요소 반송파 시스템)이라 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 2는 본 발명이 적용되는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 공용 MAC(Medium Access Control) 개체(210)는 복수의 반송파를 이용하는 물리(physical) 계층(220)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(220)은 TDD(Time Division Duplex) 및/또는 FDD(Frequency Division Duplex)로 동작할 수 있다.

물리계층(220)에서 사용되는 몇몇 물리 제어채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 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. PDSCH(physical downlink shared channel)에는 DL-SCH가 맵핑된다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 하향링크 채널로서, 상향링크 전송의 응답인 HARQ ACK/NACK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK 신호, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. PUSCH(Physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다. PRACH(physical random access channel)는 랜덤 액세스 프리앰블을 나른다.

도 3은 본 발명이 적용되는 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 프레임은 10개 서브프레임으로 구성된다. 서브프레임은 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 각 반송파는 자신의 제어채널(예를 들어, PDCCH)를 가질 수 있다. 다중 반송파들은 서로 인접할 수도 있고, 인접하지 않을 수도 있다. 단말은 자신의 역량에 따라 하나 또는 그 이상의 반송파를 지원할 수 있다.

요소 반송파는 주요소 반송파(Primary Component Carrier; PCC)와 부요소 반송파(Secondary Component Carrier; SCC)로 나뉠 수 있다. 단말은 하나의 주요소 반송파만을 사용하거나, 주요소 반송파와 더불어 하나 또는 그 이상의 부요소 반송파를 사용할 수 있다. 단말은 주요소 반송파 및/또는 부요소 반송파를 기지국으로부터 할당받을 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용되는 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 하향링크에서, 하향링크 요소 반송파 D1, D2, D3이 집성되어(aggregated) 있고, 상향링크에서 상향링크 요소 반송파 U1, U2, U3이 집성되어 있다. 여기서 Di는 하향링크 요소 반송파의 인덱스이고, Ui는 상향링크 요소 반송파의 인덱스이다(i=1, 2, 3). 적어도 하나의 하향링크 요소 반송파는 주요소 반송파이고, 나머지는 부요소 반송파이다. 마찬가지로, 적어도 하나의 상향링크 요소 반송파는 주요소 반송파이고, 나머지는 부요소 반송파이다. 예를 들어, D1, U1이 주요소 반송파이고, D2, U2, D3, U3은 부요소 반송파이다.

FDD 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파는 1:1로 연결설정된다. 예를 들어 D1은 U1과, D2는 U2와, D3은 U3과 각각 1:1로 연결설정된다. 단말은 논리채널 BCCH가 전송하는 시스템정보 또는 DCCH가 전송하는 단말전용 RRC메시지를 통해, 상기 하향링크 요소 반송파들과 상향링크 요소 반송파들간의 연결설정을 한다. 각 연결설정은 셀 특정하게(cell specific) 설정할 수도 있으며, 단말 특정하게(UE specific) 설정할 수도 있다.

도 4는 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 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.

주서빙셀(primary serving cell)은 RRC 연결 설립(establishment, 또는 설정이라한다) 또는 재설립(re-establishment, 또는 재설정이라한다) 상태에서, 보안입력(security input)과 NAS(non-access stratum) 이동 정보(mobility information)을 제공하는 하나의 서빙셀을 의미한다. 단말의 성능(capabilities)에 따라, 적어도 하나의 셀이 주서빙셀과 함께 서빙셀의 집합을 형성하도록 구성될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 셀을 부서빙셀(secondary serving cell)이라 한다.

따라서, 하나의 단말에 대해 설정된 서빙셀의 집합은 하나의 주서빙셀만으로 구성되거나, 또는 하나의 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀로 구성될 수 있다.

주서빙셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DL PCC)라 하고, 주서빙셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다. 또한, 하향링크에서, 부서빙셀에 대응하는 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL SCC)라 하고, 상향링크에서, 부서빙셀에 대응하는 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다. 하나의 서빙셀에는 하향링크 요소 반송파만이 대응할 수도 있고, DL CC와 UL CC가 함께 대응할 수도 있다.

따라서, 반송파 시스템에서 단말과 기지국간의 통신이 DL CC 또는 UL CC를 통해 이루어지는 것은 단말과 기지국간의 통신이 서빙셀을 통해 이루어지는 것과 동등한 개념이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 랜덤 액세스 수행방법에서, 단말이 UL CC를 이용하여 프리앰블을 전송하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 프리앰블을 전송하는 것과 동등한 개념으로 볼 수 있다. 또한, 단말이 DL CC를 이용하여 하향링크 정보를 수신하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 하향링크 정보를 수신하는 것과 동등한 개념으로 볼 수 있다.

한편, 주서빙셀과 부서빙셀은 다음과 같은 특징을 가진다.

첫째, 주서빙셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 반면, 부서빙셀은 PUCCH를 전송할 수 없으나, PUCCH 내의 정보 중 일부 제어정보를 PUSCH를 통하여 전송할 수 있다.

둘째, 주서빙셀은 항상 활성화되어(activated) 있는 반면, 부서빙셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 상기 특정 조건은 기지국의 활성화/비활성화 지시자를 수신하였거나 단말내의 비활성화 타이머가 만료되는 경우가 될 수 있다. 활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 비활성화(deactivation)는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다.

셋째, 주서빙셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링(triggering)되지만, 부서빙셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다. 무선링크실패는 하향링크 성능이 임계치 이하로 일정시간 이상 유지되는 경우 또는 랜덤 액세스(RA)가 임계치 이상 횟수만큼 실패했을 경우에 발생한다.

넷째, 주서빙셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 단, 경합 해결(contention resolution: CR) 메시지의 경우, 경합 해결 메시지를 지시하는 PDCCH만 주서빙셀를 통하여 전송되어야 하고 경합 해결 메시지는 주서빙셀 또는 부서빙셀을 통하여 전송될 수 있다.

다섯째, NAS 정보는 주서빙셀을 통해서 수신한다.

여섯째, 언제나 주서빙셀은 DL PCC와 UL PCC가 짝(pair)으로 구성된다.

일곱째, 각 단말마다 다른 CC를 주서빙셀로 설정할 수 있다.

여덟째, 부서빙셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 무선 리소스 제어(RRC) 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 부서빙셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 부서빙셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.

아홉째, 주서빙셀은 제어정보를 전송하는 영역 내에서 특정 단말에 한하여 제어정보를 전송하기 위해 설정된 단말-특정 검색 공간(UE-specific search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 하향링크 할당정보 또는 상향링크 그랜트 정보) 및 셀 내 모든 단말들 또는 특정조건에 부합하는 다수의 단말들에게 제어정보를 전송하기 위해 설정된 공용 검색 공간(common search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 시스템 정보(System Information), 랜덤 액세스 응답(Random Access Response), 또는 송신전력제어(transmit power control: TPC))를 모두 제공할 수 있다. 반면, 부서빙셀은 단말-특정 검색 공간만 설정될 수 있다. 즉, 단말은 부서빙셀을 통해서 공용 검색 공간을 확인할 수 없으므로, 단말은 공용 검색 공간을 통해서만 전송되는 제어정보들 및 상기 제어정보들이 지시하는 데이터 정보들을 수신할 수 없다.

부서빙셀들 중에서 공용 검색 공간이 정의될 수 있는 부서빙셀을 정의할 수 있으며, 이러한 부서빙셀은 특수 부서빙셀(special SCell)이라고 지칭한다. 상기 특수 부서빙셀은 교차 반송파 스케줄링(cross carrier scheduling) 시 언제나 스케줄링 셀로 설정된다. 또한 주서빙셀에 설정되는 PUCCH가 상기 특수 부서빙셀에 대하여 정의될 수 있다.

상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는 특수 부서빙셀 구성 시 고정적으로 설정될 수도 있고, 또는 기지국이 해당 부서빙셀에 대한 재구성 시 RRC 시그널링(RRC 재구성 메시지)에 의해 할당(구성) 또는 해제될 수도 있다.

상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는, 해당 부 시간 전진 그룹(secondary Timing Alignment Group : sTAG) 내에 존재하는 부서빙셀들의 ACK/NACK 정보 또는 CQI(channel quality information)를 포함하며, 상기 언급한 바와 같이, 기지국에 의해 RRC 시그널링을 통해 구성될 수 있다.

또한, 기지국은 sTAG내에 다수의 부서빙셀들 중 하나의 특수 부서빙셀을 구성하거나, 또는 특수 부서빙셀을 구성하지 않을 수도 있다. 상기 특수 부서빙셀을 구성하지 않는 이유는 공용검색공간 및 PUCCH가 설정될 필요가 없다고 판단되기 때문이다. 일 예로, 경합 기반 랜덤 액세스 절차가 어떤 부서빙셀에서도 진행될 필요가 없다고 판단하거나, 또는 현재 주서빙셀의 PUCCH의 용량이 충분하다고 판단하여 추가적인 부서빙셀에 대한 PUCCH를 설정할 필요가 없는 경우가 이에 해당한다.

주서빙셀과 부서빙셀의 특징에 관한 본 발명의 기술적 사상은 반드시 상기의 설명에 한정되는 것은 아니며, 이는 예시일 뿐이고 더 많은 예를 포함할 수 있다.

무선 통신 환경에서는 송신기에서 전파가 전파되어 수신기에서 전달되는 동안에 전파지연(propagation delay)을 겪을 수 있다. 따라서 송수신기 모두 정확히 송신기에서 전파가 전파되는 시간을 알고 있다 하더라도 수신기에 신호가 도착하는 시간은 송수신기간 거리, 주변 전파 환경 등에 의해 영향을 받게 되고 수신기가 이동하는 경우 시간에 따라 변하게 된다. 만일 수신기가 송신기가 전달하는 신호가 수신되는 시점을 정확히 알 수 없는 경우 신호 수신이 실패하거나 수신하더라도 왜곡된 신호를 수신하게 되어 통신이 불가능하게 된다.

따라서, 무선 통신 시스템에서는 하향링크/상향링크를 막론하고, 정보 신호를 수신하기 위해 기지국과 단말간 동기(synchronization)가 반드시 선결되어야 한다. 동기의 종류는 프레임 동기(frame synchronization), 정보 심볼 동기(information symbol synchronization), 샘플링 주기 동기(sampling period synchronization) 등 다양하다. 여기서, 샘플링 주기 동기는 물리적 신호를 구분하기 위해 가장 기본적으로 획득하여야 하는 동기이다.

하향링크 동기 획득은 기지국의 신호를 기반으로 단말에서 수행된다. 기지국은 단말에서 하향링크 동기 획득이 용이하도록 상호 약속된 특정 신호를 송신한다. 단말은 기지국에서 보내온 특정 신호가 송신된 시간을 정확히 분별할 수 있어야 한다. 하향링크의 경우 하나의 기지국이 다수의 단말들에게 동시에 동일한 동기신호를 송신하므로 단말들은 각각 독립적으로 동기를 획득할 수 있다.

상향링크의 경우 기지국은 다수의 단말들로부터 송신된 신호를 수신한다. 각 단말과 기지국간 거리가 상이한 경우 각 기지국이 수신하는 신호들은 서로 다른 송신지연 시간을 갖게 되고, 각 단말이 획득한 하향링크 동기를 기준으로 상향링크 정보를 송신하는 경우 각 단말의 정보가 서로 다른 시간에 해당 기지국에서 수신되게 된다. 이러한 경우, 기지국은 어느 하나의 단말을 기준으로 동기를 획득할 수가 없다. 따라서 상향링크 동기 획득은 하향링크와는 다른 절차가 필요하다.

이제, 단말의 상향링크 동기획득을 위한 시간 정렬(timing alignment : TA, 또는 시간 전진(timing advance : TA)) 및 다중 시간 정렬(multiple TA, 또는 다중 시간 전진)에 대해서 설명한다.

단말의 상향링크 동기 획득을 위해 랜덤 액세스 절차(random access procedure)가 수행되며, 랜덤 액세스 과정 중에 단말은 기지국으로부터 전송되는 시간 정렬값(timing alignment value, 또는 TA 값이라한다)에 기반하여 상향링크 동기를 획득한다. 상향링크 시간을 앞당기도록(advance) 하는 점에서, 시간 정렬 값은 시간 전진 값(timing advanced value)이라 불릴 수도 있다.

단말이 상향링크 동기를 획득하면, 단말은 시간 정렬 타이머(timing alignment timer : TAT)를 시작한다. 시간 정렬 타이머가 작동 중인 동안 단말과 기지국은 서로 상향링크 동기가 이루어진 상태이다. 시간 정렬 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면, 단말과 기지국은 서로 동기가 이루어져 있지 않은 상태로 판단하여, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 이외의 상향링크 전송은 수행하지 않는다.

한편, 다중 반송파 시스템에서는 하나의 단말이 복수의 요소 반송파 또는 복수의 서빙셀들을 통해 기지국과 통신을 수행한다. 단말에 설정되는 복수의 서빙셀의 신호들이 모두 동일한 시간지연을 가지면, 단말은 하나의 시간 정렬 값만으로도 모든 서빙셀들에 대한 상향링크 동기 획득이 가능하다. 반면 복수의 서빙셀의 신호들이 서로 다른 시간지연을 가지면, 각 서빙셀마다 다른 시간 정렬 값이 요구된다. 즉, 다중 시간 정렬 값들(multiple timing alignment values)이 요구된다. 만약 다중 시간 정렬 값들을 획득하기 위해 단말이 각 서빙셀에 대해 일일이 랜덤 액세스를 수행한다면, 한정된 상향링크 자원에 오버헤드가 발생하고, 랜덤 액세스의 복잡도가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드와 복잡도를 줄이기 위해 시간 정렬 그룹(timing alignment group: TAG)이 정의된다.

시간 정렬 그룹은 UL CC가 구성된 서빙셀들 중에서 동일한 시간 정렬 값과 동일한 타이밍 참조(timing reference)를 사용하는 서빙셀(들)을 포함하는 그룹이다. 각 시간 정렬 그룹은 UL CC가 구성된 서빙셀만을 포함하며 상기 UL CC가 구성된 적어도 하나의 서빙셀을 포함한다. 각 시간 정렬 그룹에 맵핑된(mapping) 서빙셀에 대한 정보를 시간정렬그룹 구성정보(이하 'TAG 구성정보'라 함)라 한다.

예를 들어, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 동일한 시간 정렬 그룹에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 동일한 시간 정렬 값 TA1이 적용된다. 반면 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 다른 시간 정렬 그룹에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 서로 다른 시간 정렬 값 TA1과 TA2가 각각 적용된다.

시간 정렬 그룹은 주서빙셀을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있으며, 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있다.

시간 정렬 그룹은 해당 서빙셀을 구성한 서빙 기지국의 의해 최초 그룹설정 및 그룹 재편성이 결정되며, TAG 구성정보는 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송된다.

주서빙셀은 TAG를 변경하지 않는다.

단말은 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우 적어도 2개의 TAG을 지원한다. 일 예로, 주서빙셀이 포함된 pTAG(primary TAG)와 주서빙셀이 포함되지 않은 sTAG(secondary TAG)로 구분된 TAG를 지원한다. 여기서, pTAG는 언제나 단 하나만 존재하는 반면, sTAG는 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우에 하나 이상 존재할 수 있다. 이때, TAG 개수는 최대 2개 또는 최대 4개로 설정될 수 있다. 또한, pTAG에 대해서 TAG ID = 0의 값을 항상 갖도록 설정될 수 있다.

서빙 기지국과 단말은 각 시간 정렬 그룹들에 대한 시간 정렬 값 획득 및 유지를 위해 다음 동작들의 전부 또는 일부가 진행할 수 있다.

1. pTAG의 TA 값 획득 및 유지는 항상 주서빙셀을 통해 진행된다. 또한 pTAG의 TA값 계산을 위한 하향링크 동기의 기준이 되는 타이밍 참조(timing reference)는 언제나 주서빙셀 내의 DL CC이다.

2. 단말이 sTAG에 대한 초기 상향링크 시간정렬 값을 얻기 위해서는 반드시 기지국에 의해 초기화되는 랜덤 액세스 절차가 사용된다.

3. sTAG에 대한 타이밍 참조는 활성화된 부서빙셀들 중 하나가 사용될 수 있다. 단, 불필요한 타이밍 참조의 변경은 없다고 가정한다.

4. 각 TAG는 하나의 타이밍 참조와 하나의 시간 정렬 타이머(TAT)를 가진다. 각 TAT는 서로 다른 타이머 만료 값(timer expiration value) 으로 구성될 수 있으며 서로 독립적으로 동작될 수 있다. TAT는 각 시간정렬그룹이 획득하고 적용한 시간정렬값의 유효성 여부를 판단하기 위해 서빙 기지국으로부터 시간정렬값을 획득한 직후부터 시작 또는 재시작한다.

5. pTAG의 TAT가 진행중이 아니면, 모든 sTAG에 대한 TAT는 진행중이 아니다.즉, pTAG를 포함한 모든 TAG의 TAT가 만료되며, pTAG에 대한 TAT가 진행 중이지 않을 때 모든 sTAG에 대한 TAT는 시작하지 않는다. pTAT의 TAT가 만료되면, 단말은 모든 서빙셀들의 HARQ 버퍼들을 초기화(flush)한다. 또한 단말은 모든 하향링크 및 상향링크에 대한 자원할당 구성을 초기화(clear)한다. 일 예로, 반지속적 스케줄링(semi-persistent scheduling : SPS) 방식과 같이 PDCCH와 같은 하향링크 또는 상향링크에 대한 자원할당을 목적으로 전송되는 제어정보 없이 주기적인 자원할당이 구성되어 있는 경우, 상기 SPS 구성을 초기화한다. 또한 모든 서빙셀들의 PUCCH 및 타입0 SRS(주기적 SRS(Sounding Reference Signal))의 구성을 해제한다.

6. 만일 sTAG의 TAT만 만료된 경우, 단말은 sTAG내 부서빙셀들의 UL CC를 통한 SRS 전송을 중지하고, 단말은 타입0 SRS(주기적 SRS) 구성을 해제하고 타입1 SRS(비주기적 SRS) 구성은 유지하고, 단말은 CSI 보고에 대한 구성정보는 유지하고, 단말은 sTAG내 부서빙셀들의 상향링크에 대한 HARQ 버퍼들을 초기화(flush)한다.

7. 만일 sTAG에 대한 TAT가 진행중인 경우, 상기 sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화된 경우에도 단말은 해당 sTAG의 TAT를 중지하지 않고 진행한다. 이는 sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화되어 상향링크 동기를 추적하기 위한 어떠한 SRS 의 전송 및 상향링크 전송이 이루지지 못하는 상황이 특정 시간동안 유지되는 상태에서도 TAT를 통해 해당 sTAG의 TA값의 유효성을 보증할 수 있음을 의미한다.

8. 만일 sTAG내의 마지막 부서빙셀이 제거된 경우, 즉, sTAG내의 어떠한 부서빙셀도 구성되어 있지 않은 경우, 해당 sTAG내의 TAT는 중지된다.

9. 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 활성화된 부서빙셀에 대해서 기지국이 PDCCH 명령(PDCCH order)만을 전송함으로써 진행될 수 있다. 즉, 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차만을 통해서만 진행된다. PDCCH 명령내의 포함된 랜덤 액세스 프리앰블 정보는 '000000' 이외의 정보로 지시된다.

10. 랜덤 액세스 응답 전송을 위한 PDCCH는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 부서빙셀 이외의 다른 서빙셀을 통해 전송될 수 있다.

11. 부서빙셀의 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 횟수가 최대 허용 재전송 횟수에 도달한 경우의 절차는 다음과 같다.

A) MAC 계층은 랜덤 액세스 절차를 중지한다.

B) MAC 계층은 랜덤 액세스가 실패하였음을 RRC 계층에 알리지 않고, 따라서 RLF의 트리거링을 유발하지 않는다.

C) 단말은 기지국에게 부서빙셀의 랜덤 액세스가 실패했음을 알리지 않는다.

12. pTAG의 경로손실(pathloss, 또는 경로감쇄) 참조는 주서빙셀 또는 pTAG내의 부서빙셀이 될 수 있으며, pTAG 내의 각 서빙셀마다 기지국에 의한 RRC 시그널링을 통해 서로 다르게 설정될 수 있다.

13. sTAG내의 각 서빙셀들의 UL CC들의 경로손실 참조는 각각 시스템 정보 블록 2(System Information Block 2) 연결설정된 DL CC이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 다중 시간 정렬 값 획득 절차를 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단말은 선택된 셀을 통해 기지국과 RRC 연결 설정 절차(RRC connection establishment procedure, 또는 RRC 연결 설립 절차라한다)를 수행한다(S500). 상기 선택된 셀은 주서빙셀이 된다.

기지국은 하나 이상의 부서빙셀을 단말에 추가로 구성하기 위한 RRC 연결 구성 절차(RRC connection configuration procedure) 또는 RRC 연결 재구성 절차를 수행한다(S505). 일 예로, 단말의 요청, 네트워크의 요청 또는 기지국의 자체판단에 의해 더 많은 무선자원의 단말에 할당해야 하는 경우에 부서빙셀이 추가될 수 있다.

기지국은 단말에 추가된 서빙셀에 대해 시간 정렬 그룹을 구성한다(또는 정의(define)한다)(S510). 반송파 집성 상황에서 서빙셀간 TAG 설정은 셀 특정(cell-specific)하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 특정 주파수 대역의 서빙셀이 항상 FSR(Frequency Selective Repeater)이나 원격 무선 헤드(remote radio head: RRH)를 통해 서비스되는 경우, 기지국의 서비스 지역 내 모든 단말에 대해서 상기 특정 주파수 대역의 서빙셀과 기지국으로부터 직접 서비스되는 서빙셀은 비록 동일한 TA 값으로 설정될 수 있다 하더라도 서로 다른 TAG에 속하도록 설정된다.

만약, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀에 주서빙셀과 동일한 시간정렬 값을 적용할 수 있다고 판단하는 경우, 상기 추가된 부서빙셀을 주서빙셀과 동일한 TAG으로 설정한다. 이 경우 이하의 단계 S515와 같은 TAG 구성정보는 전송되지 않을 수 있다. 만약 단말이 TAG 구성정보의 수신없이 상기 추가된 부서빙셀에 대한 활성화 지시자와 상향링크 스케줄링 정보를 수신하는 경우, 단말은 상기 추가된 부서빙셀이 주서빙셀과 동일한 TAG으로 설정된 것으로 판단할 수 있다.

만약, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀에 주서빙셀과 동일한 시간정렬 값을 적용할 수 없다고 판단하는 경우, 기지국은 상기 추가된 부서빙셀을 포함하는 sTAG을 구성한다. 각 TAG에는 TAG를 식별하는 TAG ID가 부여된다. 다만, 기지국은 sTAG에 대한 TAG ID를 선택적으로 부여할 수 있다.

일 예로서, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀을 포함하는 sTAG가 기존에 구성된 TAG들과 다른 TAG임을 확인한 경우, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 통해 상향링크 동기를 획득하기 이전에 상기 sTAG에 대한 TAG ID를 부여할 수 있다.

다른 예로서, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀이 기존에 구성된 TAG내에 포함될 수도 있다고 판단하거나, 어느 TAG에 포함되는지 확인할 수 없는 경우, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 통해 상향링크 동기를 획득하기 이전에 상기 sTAG에 대한 TAG ID를 부여하지 않을 수 있다. 이 경우 기지국은 단말이 상향링크 동기를 획득 이후 필요에 따라 TAG 구성정보를 단말로 전송하고, 단말은 해당 sTAG의 TAG ID를 획득할 수 있다.

단계 S510에 이어서, 기지국은 TAG 구성정보를 단말로 전송한다(S515).

일 예로, TAG 구성정보는 각 부서빙셀마다 TAG ID 정보가 포함되는 포맷일 수 있다. 구체적으로 각 부서빙셀의 상향링크 구성정보가 TAG ID 정보를 포함할 수 있다.

다른 예로, TAG 구성정보는 서빙셀마다 할당된 서빙셀 인덱스(ServCellIndex) 또는 부서빙셀들에게만 할당되는 부서빙셀 인덱스(ScellIndex)를 맵핑하는 포맷일 수 있다. 예를 들어, pTAG = {ServCellIndex = 1, 2}, sTAG1 = {ServCellIndex = 3, 4} 와 같은 형태로 설정될 수 있다.

또 다른 예로, 주서빙셀은 언제나 TAG ID = 0이고 설정정보가 존재하지 않는다. 또한 부서빙셀들 중에서 TAG ID 정보가 없는 경우, 해당 부서빙셀들은 pTAG내의 서빙셀임을 의미할 수 있다.

TAG 구성정보는 각 TAG내의 타이밍 참조 셀 정보를 더 포함할 수 있다. 만약 TAG 구성정보가 타이밍 참조 셀 정보를 포함하지 않는 경우 단말은 스스로 각 TAG내의 타이밍 참조 셀을 인지할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 타이밍 참조 셀 설정 방법을 통해 타이밍 참조 셀을 인지할 수도 있다. 또는 기지국이 부서빙셀 구성 시 랜덤 액세스 절차를 위한 파라미터들을 구성한 서빙셀을 타이밍 참조 셀로 선정할 수 있다. 만일 타이밍 참조 셀이 될 수 있는 조건에 부합하는 서빙셀이 다수인 경우 또는 타이밍 참조 셀이 비활성화 된 경우, 가장 낮은 부서빙셀 인덱스를 갖는 부서빙셀을 타이밍 참조 셀로 설정할 수 있다.

단계 S515에 이어서, 기지국은 특정한 부서빙셀에 대하여 스케줄링하고자 하는 경우, 상기 특정한 부서빙셀을 활성화하는 활성화 지시자를 단말로 전송한다(S520).

기지국에 의해 지시되는 랜덤 액세스 절차가 수행된다(S525). 단말은 특정 sTAG에서 상향링크 동기를 확보하지 못한 경우, 상기 특정 sTAG에 대해 조정되어야 할 시간정렬 값을 획득할 수 있다.

이때, sTAG 내의 활성화된 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 기지국에 의해 전송되는 PDCCH 명령(PDCCH order)에 의해서 시작될 수 있다. PDCCH 명령을 수신할 수 있는 부서빙셀은 상기 sTAG내에서 지정된 타이밍 참조를 포함한 부서빙셀로 한정되거나, RACH 구성된 모든 부서빙셀이 될 수 있다.

또한, 기지국은 단말이 동시에 2개 이상의 랜덤 액세스 절차를 진행하지 않도록 제어한다. 랜덤 액세스 절차의 동시 진행은 2개 이상의 랜덤 액세스 절차가 동기화되어 동시에 진행되는 경우와, 랜덤 액세스 절차가 진행되는 일부 시간에 대하여 동시에 진행중인 경우를 포함한다. 예를 들어, 단말이 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 진행할 때, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 기다리는 동안에 부서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 시작하는 경우(PDCCH order를 수신)이다.

또한, 기지국은 기존에 확보한 네트워크 내 정보 또는 단말로부터 수신한 보조(assistant) 정보(e.g. 위치정보, RSRP, RSRQ 등)를 통해 특정 부서빙셀을 특정 TAG에 맵핑시킬 수 있을 만큼 충분한 정보를 확보하지 못한 경우, 시간정렬 그룹핑(grouping)을 위해 필요한 부서빙셀을 또 다른 sTAG로 설정하고 랜덤 액세스 절차를 통해 상기 상향링크 시간정렬 값을 획득한다.

도 6은 본 발명이 적용되는 전파 지연을 포함한 실제 TA 값 적용 시점 타이밍을 나타낸 도이다.

도 6을 참조하면, 단말 및 기지국의 상향링크 동기를 위한 시간 전진 명령(timing advance command : TAC)은 랜덤 액세스 응답 또는 TAC MAC 제어요소(Control Element :CE)를 통해 전송되는 모든 시간 정렬 값에 대한 것이다.

단말의 하향링크 수신에서 시간 전진 명령이 전송 된 후, "5ms - RTT(Round Trip Time) 이후(예를 들어, 최소 4.33ms)"에 TAC이 단말의 상향링크 전송에서 적용된다.

단말은 상기 랜덤 액세스 응답을 수신한 서브프레임에서부터 TAT를 시작 또는 재시작하거나, TA값이 적용된 상향링크 서브프레임 시점부터 TAT를 시작 또는 재시작할 수 있다.

한편, 상기 단계 S525의 랜덤 액세스 절차는 다음 도 7의 절차와 같이 수행될 수 있다.

도 7은 본 발명이 적용되는 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다. 비경합 기반(non-contention based)의 랜덤 액세스 절차를 나타낸 예이다.

도 7을 참조하면, 기지국은 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 명령하는 PDCCH 명령(PDCCH order)을 단말로 전송한다(S700). 랜덤 액세스 프리앰블 할당(RA preamble assignment)이 수행될 수 있다. 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차인 경우, 기지국은 가용한 전체 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 미리 예약한 전용(dedicated) 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 및 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블 할당 정보를 PDCCH 명령을 통해 단말로 전송한다. 비경합 기반의 랜덤 액세스 과정을 위해서는 단말이 충돌 가능성이 없는 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로부터 할당받아야 하기 때문이다.

예를 들어, 랜덤 액세스 과정이 핸드오버 과정 중에 수행되는 경우, 단말은 타겟 기지국에 의해 생성된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 소스 기지국을 통해서 핸드오버 명령 메시지로부터 얻을 수 있다. 다른 예를 들어, 랜덤 액세스 과정이 기지국의 PDCCH 명령(PDCCH order)에 의해 수행되는 경우, 단말은 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 PDCCH, 즉, 물리계층 시그널링을 통해 얻을 수 있다. 이 경우 물리계층 시그널링은 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI) 포맷 1A일 수 있으며, 다음 표 1과 같은 필드들을 포함할 수 있다.

표 1을 참조하면, 프리앰블 인덱스는 비경합 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 선택된 하나의 프리앰블을 지시하는 인덱스이고, PRACH 마스크 인덱스는 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보이다. 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보는 다시 표 2와 같이 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex: FDD) 시스템과 시간 분할 듀플렉스(time division duplex: TDD) 시스템에 따라, 지시하는 자원이 달라진다.

다음 표 2는 PRACH 마스크 인덱스를 나타낸 표이다.

단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S705). 부서빙셀을 통한 랜덤 액세스 프리앰블 전송은 기지국에 의해 지시된 경우에만 가능하다.

기지국이 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 수신하면, 기지국은 수신된 랜덤 액세스 프리앰블 및 시간/주파수 자원을 기반으로 어느 단말이 어느 서빙셀을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했는지 확인할 수 있다.

한편, 랜덤 액세스 절차에서는 프리앰블 송신전력을 설정함에 있어서 기지국에서 프리앰블 수신 시 기대되는 수신전력을 기반으로 설정한다. 구체적으로 다음 수학식과 같이 설정할 수 있다.

여기서 preambleInitialReceivedTargetPower 은 기지국이 상기 기지국내 단말에게 공통적으로 설정하는 값으로 최초 프리앰블 전송 시 설정하는 송신전력을 위한 기준값이다. 또한, DELTA_PREAMBLE 은 프리앰블 포멧에 따라 0 또는 특정 오프셋 값으로 미리 설정될 수 있다. 또한, powerRampingStep 값은 프리앰블 재전송 시 마다 추가적으로 증가시키는 송신전력 값이다. 또한, 물리 계층에서 선택된(selected) PRACH, 대응되는(corresponding) RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier), 프리앰블 인덱스, 및 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER 값을 이용하여 단말이 프리앰블을 전송하도록 지시(instruct)한다.

다음 표 3은 랜덤 액세스 프리앰블의 포맷을 나타낸다.

표 3을 참조하면, T_CP는 PRACH 심볼(symbol)의 CP(cyclic prefix)의 구간을 나타내는 파라미터이고, T_SEQ는 시퀀스(sequence) 구간을 나타내는 파라미터이며, T_S는 샘플링 시간을 나타낸다. 각 포맷에 따라 PRACH가 점유하는 서브프레임의 개수가 가변적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 포맷 0은 CP와 시퀀스의 합이 서브프레임보다 작고, 전파지연을 고려할 수 있는 최대 셀 크기(반경의 2배)가 가장 작다. 반면, 프리앰블 포맷 1, 2, 3은 CP와 시퀀스의 합이 1개의 서브프레임 이상이다. 프리앰블 포맷 1 또는 포맷 2의 경우 PRACH의 점유 서브프레임이 2개이고, 프리앰블 포맷 3의 경우 PRACH의 점유 서브프레임이 3개이다.

MAC 계층에 의하여 트리거된 랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 특정 시간/주파수 자원으로 제한된다(restricted). 이 시간/주파수 자원은 무선 프레임 내 서브프레임 번호 및 주파수 도메인의 물리 자원 블록들의 오름차순으로 열거되며, 인덱스 0은 가장 작은 번호의 물리 자원 블록 및 무선 프레임의 서브프레임에 해당한다. 무선 프레임 내 PRACH 자원은 PRACH 자원 인덱스에 의해 지시되며, 이는 다음 표와 같다.

상기 표 4는 프리앰블 포맷 0 내지 3에 대한 프레임 구조 타입1 랜덤 액세스 설정을 나타낸다.

프리앰블 포맷 0 내지 3의 프레임 구조 타입 1에 대하여, 서브프레임 당 최대 하나의 랜덤 액세스 자원이 있다. 상기 표 4는 상기 표 3에 따른 프리앰블 포맷들 및 프레임 구조 타입 1에 주어진 설정에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 허용되는 서브프레임들을 나타낸다. 파라미터 prach-ConfigurationIndex는 상위 계층에 의해 주어진다. 랜덤 액세스 프리앰블의 시작은 N_TA=0인 단말의 상향링크 서브프레임의 시작에 정렬된다(aligned). PRACH 설정 인덱스 0, 1, 2, 15, 16, 17, 18, 31, 32, 33, 34, 47, 48, 49, 50 및 63에 대하여, 단말은 핸드오버 목적을 위하여 현재 셀의 무선 프레임 i와 타겟 셀 사이의 상대시간차의 절대 값을 153600-T_s로 가정한다. 프리앰블 포맷 0, 1, 2 and 3에서 고려되는 PRACH 기회(opportunity)에 할당되는 최초의 물리 자원 블록(n^RA _PRB)은 n^RA _PRBoffset로 정의되며, 여기서 파라미터 prach-FrequencyOffset(n^RA _PRBoffset)는 상위 계층에 의하여 설정되는 물리 자원 블록 번호로 표현되며, n^RA _PRBoffset은 0보다 크거나 같고, N^UL _RB-6보다 작거나 같도록 설정된다.

단계 S705에 이어서, 기지국은 단말의 PDCCH와, 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH를 단말로 전송한다(S710). 상기 단계 S705의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송과 반-동기화(semi-synchronous) 되어 2 또는 그 이상의 TTI(Transmission Time Interval) 크기의 유연한(flexible) 윈도우(window) 내에서 전송될 수 있다.

이때, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)는 전송되지 않는다.

또한, 일 예로, PDCCH는 RA-RNTI로 스크램블 되어 전송될 수 있다.

상기 예에서, 주서빙셀 및 부서빙셀의 랜덤 액세스 응답을 위한 PDCCH는 RA-RNTI로 스크램블되어 전송되고, 상기 PDCCH에 의해 지시된 PDSCH내에는 해당 단말이 랜덤 액세스 프리엠블을 전송한 서빙셀에 대한 랜덤 액세스 응답이 포함되어 전송될 수 있다.

또한, TA 정보 및 핸드오버를 위한 초기(initial) 상향링크 그랜트가 전송될 수 있다. 또는, 하향링크 데이터 도착(arrival)을 위한 TA 정보가 전송될 수 있다. 또는, 하나 또는 그 이상의 단말을 식별하기 위한 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(RA preamble identifier)가 전송될 수 있다.

MAC 계층의 랜덤 액세스 응답 메시지는 단독으로 PDSCH에 맵핑될 수도 있고, 다른 단말들의 랜덤 액세스 응답들과 단일 RAR MAC PDU내에 다중화(multiplexing)되어 PDSCH에 맵핑될 수도 있다.

랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH는 PDCCH에 의해 지시된다. 공용 검색 공간에는 RA-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH가 할당된다. 그런데 부서빙셀에서는 공용 검색 공간이 정의되지 않고 단말-특정 검색 공간만이 정의되기 때문에, 단말은 부서빙셀상에서는 RA-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH 및, 상기 PDCCH가 지시하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 수 없다. 따라서 상기 랜덤 액세스 응답 메시지가 포함된 PDCCH 및 PDSCH는 항상 주서빙셀상으로만 전송될 수 있다. 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH의 전송에 사용되는 자원은 DCI내의 자원블록할당 필드에 의해 지시된다.

단말은 기지국으로부터 할당 받아 자신이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블 정보 및 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 서빙셀을 알고 있다. 또한 단말은 동시에 2개 이상의 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 없다. 따라서 MAC 계층의 랜덤 액세스 응답 메시지 내에서 상기 랜덤 액세스 프리앰블 정보를 확인한 경우, 단말은 해당 랜덤 액세스 응답 정보가 해당 단말의 것이며 어느 서빙셀에 대한 정보인지를 알 수 있다. 이와 같은 단말 동작을 보장(guarantee)하기 위해 상기 기지국을 포함한 네트워크는 프리앰블을 각 단말의 서빙셀 각각에 대하여 할당할 때 각 단말 및 서빙셀간에 중복 할당이 되지 않도록 하여야 한다.

이제, 잉여전력(Power Headroom; PH)에 관하여 설명한다.

잉여전력은 현재 단말이 상향링크 전송에 사용하는 전력 이외에 추가적으로 사용할 수 있는 여분의 전력을 의미한다. 예를 들어, 단말의 허용 가능한 범위의 상향링크 송신전력인 최대송신전력이 10W라고 가정하고, 현재 단말이 10Mhz의 주파수 대역에서 9W의 전력을 사용한다고 가정하자. 이때, 단말은 1W를 추가적으로 사용할 수 있으므로, 잉여전력은 1W가 된다.

여기서, 기지국이 단말에게 20Mhz의 주파수 대역을 할당한다면, 18W(=9W*2)의 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 잉여전력보고(Power Headroom Report; PHR)라 한다.

잉여전력 보고절차를 통해 1) 각 활성화된 서빙셀마다 예정된(nominal) 단말의 최대송신전력과 예측된(estimated) UL-SCH(PUSCH) 송신전력간의 차이에 대한 정보, 2) 주서빙셀에서 예정된 단말의 최대송신전력과 예측된 PUCCH 송신전력간의 차이에 대한 정보, 또는 3) 주서빙셀에서 예정된 최대송신전력과 예측된 UL-SCH 및 PUCCH 송신전력간의 차이에 대한 정보가 서빙 기지국으로 전송될 수 있다.

단말의 잉여전력 보고는 2가지 타입(타입1, 타입2)로 정의될 수 있다. 임의의 단말의 잉여전력은 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 정의될 수 있다.

1. 잉여전력 보고의 타입 1 (타입 1 잉여전력)

타입1 잉여전력은 단말이 1) PUCCH없이 PUSCH만 전송하는 경우, 2) PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, 및 3) PUSCH가 전송되지 않는 경우가 있다.

첫째, 만약 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i 에 대하여 PUCCH 없이 PUSCH를 전송하는 경우, 타입1 보고에 대한 잉여전력은 다음 수학식과 같다.

여기서, P_CMAX _,c(i)는 서빙셀 c 에 대하여 구성된 최대 단말 송출전력

을 데시벨 값[dB]으로 변환한 값이다.

여기서 P_CMAX(i)는 기지국이 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송하는 값인 P-max을 기준으로 설정되는 P_EMAX값과 각 단말의 하드웨어의 수준에 의해 결정하는 송출 전력클래스 (power class)의해 결정되는 P_PowerClass 값 중 작은 값을 기준으로 설정된 최대송신전력 값을 기준으로 네트워크에서 설정한 오프셋 값들을 적용하여 산출한 최대 단말 송출전력 값이다. 여기서 상기 오프셋 값들은 최대 전력 감소 값 (MPR: maximum power reduction), 추가최대전력감소값 (A-MPR: additional maximum power reduction), 전력관리최대전력감소값 (P-MPR: Power Management Maximum Power Reduction)이 될 수 있으며 추가적으로 단말의 송신부 내 필터 특성을 많이 받는 대역여부에 따라 적용되는 오프셋 값(ΔT_C)이 적용될 수 있다.

상기 P_CMAX _,c(i)는 P_CMAX(i)와 달리 서빙셀 c 에 한정하여 구성된 값이다. 따라서 상기 P-max 값도 서빙셀 c 에 대하여 구성된 값(P_EMAX _,c)이며 상기 오프셋 값들 역시 각각 서빙셀 c 에 한정하여 구성된 값으로 계산된다. 즉, MPR_c, A-MPR_c, P-MPR_c, ΔT_C, _c 으로 구성된다. 그러나 P_PowerClass 값은 단말 단위로 계산 시 사용했던 값과 동일한 값을 이용하여 계산한다.

또한, M_PUSCH _,c(i)는 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i 에서 PUSCH이 할당된 자원의 대역폭을 RB의 개수로 표현한 값이다.

또한, P_O _{_} _PUSCH _,c(j) 는 서빙셀 c에 대한 P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(j)와 P_O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(j)의 합이며, 상위 계층으로부터는 j가 0 또는 1이다. 반지속적(semi-persistent) 그랜트 PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 j는 0인 반면, 동적 스케줄된 그랜트(dynamic scheduled grant) PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 j는 1이고, 랜덤 액세스 응답 그랜트 PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 j는 2이다. 또한, 랜덤 액세스 응답 그랜트 PUSCH 전송(또는 재전송)인 경우 P_O _{_} _UE _{_} _PUSCH _,c(2)=0 이고, P_O _{_} _NOMINAL _{_} _PUSCH _,c(2)는 P_O _{_} _PRE와 Δ_PREAMBLE _{_} _Msg3의 합이다, 여기서, 파라미터 P_{O_PRE}(preambleInitialReceivedTargetPower) 와 Δ_PREAMBLE _{_} _Msg3는 상위계층으로부터 시그널링된다.

만약 j가 0 또는 1인 경우, 상위계층에서 제공되는 3비트 파라미터에 의해 α_c∈{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1} 값들 중에서 하나가 선택될 수 있다. j가 2인 경우 항상 α_c(j)=1이다.

PL_c는 단말에서 계산된 서빙셀 c에 대한 하향링크 경로손실(path loss:PL, 또는 경로감쇄) 예상치의 dB 값이며, "referenceSignalPower - higher layer filtered RSRP"로부터 구할 수 있다. 여기서 referenceSignalPower은 상위계층에서 제공되는 값으로 하향링크 참조신호의 EPRE(Energy Per Resource Element) 값의 dBm 단위이다. RSRP(Reference Signal Received Power)는 참조 서빙셀에 대한 참조신호의 수신전력 값이다. 참조 서빙셀로 선택된 서빙셀 그리고 상기 PL_c 계산을 위해 사용되는 referenceSignalPower과 higher layer filtered RSRP의 결정은 상위 계층 파라미터인 pathlossReferenceLinking에 의해 구성된다. 여기서, 상기 pathlossReferenceLinking에 의해 구성되는 참조서빙셀은 주서빙셀 또는 UL CC와 SIB2 연결설정되어 있는(corresponding) 부서빙셀의 DL SCC가 될 수 있다.

또한, Δ_TF _,c(i)는 MCS (modulation coding scheme)에 의한 영향을 반영하기 위한 파라미터이며, 그 값은

이다. 여기서, K_s는 각 서빙셀 c에 대하여 상위계층에서 deltaMCS-Enabled으로 제공되는 파라미터이며 1.25 또는 0이며, 특히, 전송 다이버시티(Transmit diversity)를 위한 모드인 전송 모드2(transmission mode 2)인 경우 K_s는 언제나 0이다. 또한, UL-SCH 데이터 없이 PUSCH를 통해 제어정보만이 전송되는 경우 BPRE=O_CQI/N_RE이고, 그 밖의 경우

인데, C는 코드블록의 개수이며, K_r은 코드블록의 크기이며, O_CQI는 CRC 비트수를 포함한 CQI/PMI 비트 개수이며, N_RE는 결정된 자원 요소(Resource Element)들의 개수(즉,

)이다. 또한, 만일 PUSCH를 통해 UL-SCH 데이터 없이 제어정보만이 전송되는 경우

로 설정하고, 그 이외의 경우는 β^PUSCH _offset는 항상 1로 설정한다.

또한, δ_PUSCH _,c는 수정 값(correction value)으로서, 서빙셀 c에 대한 DCI 포맷0 또는 DCI 포맷4 내에 존재하는 TPC 명령(TPC command) 또는 다른 단말들과 공동으로 부호화되어 전송되는 DCI 포맷 3/3A내의 TPC 명령을 참조하여 결정된다. 상기 DCI 포맷 3/3A는 CRC 패리티(parity) 비트들이 TPC-PUSCH-RNTI 로 스크램블링 되어 있어 상기 RNTI 값이 할당된 단말들만이 확인할 수 있다. 여기서, 상기 RNTI값은 임의의 단말이 다수의 서빙셀들로 구성된 경우, 상기 각 서빙셀을 구분하기 위해 서빙셀마다 서로 다른 RNTI값이 할당될 수 있다. 이때, 현재 서빙셀 c에 대한 PUSCH 전력제어 조정 상태는 f_c(i)로 주어지며, 서빙셀 c에 대하여 상위계층에 의해 누적(accumulation)이 활성화된 경우 또는 TPC 명령 δ_PUSCH _,c가 임시(Temporary)-C-RNTI에 의해 스크램블링된 DCI 포맷 0이 PDCCH에 포함되어 있는 경우 "f_c(i)=f_c(i-1)+δ_PUSCH _,c(i-K_PUSCH)"이다. 여기서 δ_PUSCH _,c(i-K_PUSCH)는 (i-K_PUSCH)번째 서브프레임에서 전송되었었던 PDCCH 내의 DCI 포맷 0/4 또는 3/3A 내에 있는 TPC 명령이고, f_c(0)는 누적 리셋 후 첫번째 값이다. 또한, K_PUSCH 값은 FDD인 경우 4이다. TDD UL/DL 설정 0일 때 서브프레임 2 또는 7에서 PUSCH 전송을 스케줄링하는 PDCCH가 존재하는 경우, 상기 PDCCH내의 DCI 포맷 0/4 내에 UL 인덱스의 LSB(Least significant bit) 값이 1로 설정되어 있다면 K_PUSCH 는 7이다.

둘째, 만약 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, 타입1 잉여전력은 다음 수학식과 같다.

여기서,

은 서브프레임 i 에서 PUSCH전송만이 있다고 가정하에 계산된 값이다. 이 경우, 물리계층은 P_CMAX _,c(i)대신에

을 상위계층에 전달한다.

셋째, 만일 단말이 서빙셀 c에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUSCH가 전송되지 않는 경우, 타입 1 잉여전력은 다음과 수학식과 같다.

여기서,

는 MPR는0dB, A-MPR는 0dB, P-MPR은 0dB, 및 ΔT_C는 0dB임을 가정하고 계산된다.

2. 잉여전력 보고의 타입2 (타입2 잉여전력)

타입2 잉여전력은 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, PUCCH 없이 PUSCH를 전송하는 경우, PUSCH 없이 PUCCH를 전송하는 경우, 및 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하지 않는 경우가 있다.

첫째, 만일 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 경우, 타입2 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

여기서, Δ_{F_} _PUCCH(F)은 상위계층(RRC)에서 정의되며, 각 Δ_{F_} _PUCCH(F)값은 PUCCH 포맷 1a과 관계된 PUCCH 포맷(F)와 일치한다. 여기서, 각 PUCCH 포맷(F)은 다음 표와 같다.

만약, 단말이 상위계층에 의해 PUCCH 전송을 2개의 안테나 포트들에 대하여 구성되었다면, 각 PUCCH 포맷 F'에 대한 Δ_TxD(F') 값은 상위계층에서 제공받는다. 만일 그렇지 않다면 언제나 Δ_TxD(F')=0이다.

또한, h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)은 PUCCH 포맷마다 다른 값을 갖는다. 여기서 n_CQI는 CQI(channel quality information)정보의 비트 수를 나타낸다. 또한 만약 서브프레임 i 에서 SR(scheduling request)가 구성되어 있으며 단말의 UL-SCH와 관련된 어느 전송 블록에서 SR 구성이 존재하지 않는다면 n_SR=1이고, 이외의 경우는 n_SR=0이다. 만약, 단말이 하나의 서빙셀에 설정되어 있으면 n_HARQ는 서브프레임 i에서 전송된 HARQ-ACK 비트 수이다. PUCCH 포맷 1/1a/1b에 대하여 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0이다. 채널 선택(channel selection)의 PUCCH 포맷 1b에 대하여 단말이 하나 이상의 서빙셀에 설정되어 있으면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=(n_HARQ-1)/2이고, 그밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0이다. PUCCH 포맷 2/2a/2b 및 노멀 순환 프리픽스(normal cyclic prefix)에 대하여, n_CQI가 4보다 크거나 같으면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=10log₁₀(n_CQI/4)이며, 그 밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0다. PUCCH 포맷 2 및 확장된 순환 프리픽스(extended cyclic prefix)에 대하여 "n_CQI+n_HARQ"가 4보다 크거나 같으면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=10log₁₀((n_CQI+n_HARQ)/4)이며, 그 밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=0이다. PUCCH 포맷 3에 대하여, 단말이 상위 계층에 의하여 2 안테나 포트에서 PUCCH를 전송하도록 설정되어 있거나, 단말이 11 비트의 HARQ-ACK/SR 를 전송하도록 설정되어 있다면 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=(n_HARQ+n_SR-1)/3이고, 그 밖의 경우 h(n_CQI,n_HARQ,n_SR)=(n_HARQ+n_SR-1)/2이다. P_O _{_} _PUCCH는 상위 계층에 의해 제공되는 P_{O_NOMINAL_PUCCH} 파라미터 및 P_O _{_} _UE _{_} _PUCCH 파라미터의 합으로 구성된 파라미터이다.

둘째, 만일 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH없이 PUSCH를 전송하는 경우, 타입2 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

셋째, 만약 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUSCH없이 PUCCH를 전송하는 경우, 타입2 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

넷째, 만약 단말이 주서빙셀에 대한 서브프레임 i에 대하여 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하지 않는 경우, 타입2 잉여전력은 다음 수학식과 같이 계산된다.

여기서,

잉여전력값은 1dB 단위로 결정되며 반올림을 통해 40dB 내지 -23dB 범위내의 값 중에 가장 가까운 값으로 결정되어야 한다. 상기 결정된 잉여전력값은 물리계층에서 상위계층으로 전달된다.

한편, 보고된 잉여전력은 1개의 서브프레임에서 예측된(estimated) 값이다.

만약, 확장된 잉여전력보고(Extended PHR, 이하에서 확장된 PHR이라한다)가 구성되어 있지 않으면 주서빙셀에 대한 타입1 잉여전력 값만이 보고된다. 반면, 확장된 잉여전력보고가 구성되어 있으면 상향링크가 구성된 활성화되어 있는 서빙셀들 각각에 대하여 타입1 잉여전력 값 및 타입2 잉여전력 값이 보고된다. 확장된 잉여전력보고는 이하에서 자세히 설명한다.

잉여전력 보고 지연(reporting delay)은 잉여전력 참조 구간의 시작 시점과 잉여전력 값을 무선 인터페이스를 통해 단말이 전송하기 시작하는 시점간의 차이를 말한다. 잉여전력 보고 지연은 0ms가 되어야 하며, 잉여전력 보고 지연은 잉여전력 보고를 위한 모든 구성된 트리거링 기법들에 대하여 적용될 수 있다.

보고되는 잉여전력의 매핑(mapping)은 다음의 표와 같이 주어질 수 있다.

표 6을 참조하면, 잉여전력은 -23dB에서 +40dB의 범위내에 속한다. 잉여전력을 표현하는데 6비트가 사용된다면, 64(=2⁶)가지의 인덱스를 나타낼 수 있는 바, 잉여전력은 총 64개의 수준(level)으로 구분된다. 일 예로, 잉여전력을 표현하는 비트가 "0"(6비트로 나타내면 "000000")이면 잉여전력의 수준이 "-23≤P_PH≤-22dB"임을 나타낸다.

한편, 잉여전력 보고의 제어는 주기적 잉여전력 보고 타이머(periodicPHR-Timer, 이하 "주기적 타이머"라 한다)와 차단 타이머(prohibitPHR-Timer)를 통해 가능하다. RRC 메시지를 통해"dl-PathlossChange"값을 전송함으로써 단말이 하향링크에서 측정한 경로손실 값의 변화 및 전력 관리에 의한 전력 백오프 요구값(P-MPR)의 변화에 의한 잉여전력보고의 트리거링을 제어한다.

잉여전력보고는 이하의 이벤트들 중 적어도 하나가 발생하는 경우 트리거링 될 수 있다.

1. 단말이 새로운 전송을 위해 상향링크 자원을 확보하여 마지막 잉여전력보고 전송을 진행한 이후에 경로손실 참조로 사용되는 적어도 하나의 활성화된 서빙셀에서 경로 손실값(예를 들어, 단말이 측정한 경로손실 추정치)이 보다 더 크게 변경되고 차단 타이머가 만료되거나, 차단 타이머가 만료되고 경로손실 참조로 사용되는 적어도 하나의 활성화된 서빙셀에서 경로 손실값(dB)이 보다 더 크게 변경된 경우 잉여전력보고가 트리거링된다. 경로손실 추정치는 RSRP에 기반하여 단말에 의해 측정될 수 있다.

2. 주기적 타이머가 만료된 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다. 잉여전력은 수시로 변하기 때문에 주기적 잉여전력 보고 방식에 따라서, 단말은 주기적 타이머가 만료되면, 잉여전력 보고를 트리거링하고, 잉여전력이 보고되면, 주기적 타이머를 재구동한다.

3. 사용금지를 제외한 잉여전력보고 동작과 관련한 구성 또는 재구성이 RRC 또는 MAC과 같은 상위계층에 의해 이루어진 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다.

4. 상향링크가 구성된 부서빙셀이 활성화된 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다.

5. 단말이 새로운 전송을 위해 상향링크 자원을 확보하고 있는 경우 상향링크가 구성된 활성화된 서빙셀들중 어느 하나라도 해당 TTI에서 상향링크 자원을 통한 상향링크 데이터 전송 또는 PUCCH 전송 시 마지막 잉여전력보고 전송을 진행한 이후에 상향링크 전송을 위한 자원할당이 되어 있거나 또는 PUCCH 전송이 해당셀에 존재하는 경우, 그리고 마지막 잉여전력보고 전송 이후에 전력백오프 요구값(P-MPR_c) 의 변화가 "dl-PathlossChange"[dB] 값보다 더 큰 경우, 잉여전력보고가 트리거링된다.

트리거링의 일 예로, 단말이 해당 TTI에 대한 새로운 전송을 위한 자원을 할당받은 경우, 다음 3가지 단계(step)를 수행한다.

(1) 마지막 MAC 리셋 후 새로운 전송을 위한 첫번째 상향링크 자원할당인 경우, 주기적 타이머를 시작한다.

(2) 마지막 잉여전력보고 전송 이후 적어도 하나의 잉여전력보고가 트리거링되었거나 전송한 잉여전력보고가 첫번째 트리거링된 잉여전력보고인 경우이고, 할당된 상향링크 자원들이 잉여전력보고 MAC 제어요소(확장된 PHR을 포함)를 전송하기에 충분한 공간을 제공하는 경우에,

1) 만일 확장된 PHR가 구성되어 있다면, 각 상향링크가 구성되어 있으며 활성화된 서빙셀에 대하여 타입 1 잉여전력 값을 획득하고, 만약 단말이 해당 TTI에 해당 서빙셀을 통해 상향링크 전송을 위한 상향링크 자원할당을 받았다면 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득하고, 확장된 PHR MAC CE(Extended Power Headroom Report MAC Control Element)를 생성하고 전송한다.

2) 만일 확장된 PHR가 구성되어 있으며, simultaneousPUCCH-PUSCH 가 구성되어 있다면, 주서빙셀에 대한 타입2 잉여전력 값을 획득하며, 만일 단말이 해당 TTI에 PUCCH 전송을 하는 경우 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득한다. 그리고, 확장된 PHR MAC CE를 생성하고 전송한다.

3) 만일 확장된 PHR 가 구성되어 있지 않다면, 물리계층으로부터 타입1 잉여전력 값을 획득하고, 잉여전력보고 MAC 제어요소를 생성하고 전송한다.

(3) 단말은 주기적 타이머를 시작 또는 재시작하고, 차단 타이머를 시작 또는 재시작하고, 모든 트리거된 잉여전력보고를 취소한다.

한편, 확장된 PHR MAC CE는 MAC PDU의 서브헤더내의 LCID에 의해 확인된다. 확장된 PHR MAC CE는 다양한 크기를 가질 수 있다.

도 8은 본 발명이 적용되는 확장된 PHR MAC CE의 일 예를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, C_i 필드는 부서빙셀 인덱스(SCellIndex) i를 의미하며, "1"일 경우 해당 부서빙셀에서 PH 값이 보고 됨을 의미하고, "0"일 경우 해당 부서빙셀에서 PH 값이 보고되지 않음을 의미한다. R 필드는 예비된 비트로서, 0으로 설정된다.

또한, V 필드는 실제 전송을 기반으로 한 PH값인지 아니면 참조 포맷에 대한 PH 값인지를 지시하는 지시자이다. 타입1 잉여보고의 경우, V=0이면 실제 PUSCH 전송이 있음을 지시하고, V=1이면 PUSCH 참조 포맷을 사용함을 지시한다. 타입2 잉여보고의 경우, V=0이면 실제 PUCCH 전송이 있음을 지시하고, V=1은 PUCCH 참조 포맷을 사용함을 지시한다. 타입1 잉여보고 및 타입2 잉여보고에 대하여 공통적으로 V=0이면 관련 P_CMAX _,c 필드가 존재함을 지시하고, V=1이면 관련 P_CMAX _,c 필드가 생략됨을 지시한다.

PH(Power Headroom) 필드는 잉여전력값에 대한 필드이며, 6비트일 수 있다.

P 필드는 단말이 전력 관리에 의한 전력 백오프(P-MRP)를 적용하였는지 여부를 지시하며, 상기 전력 백오프로 인해 P_CMAX _,c 필드 값이 다른 값을 갖게 되는 경우 P=1로 설정된다.

P_CMAX _,c필드는 앞선 PH 필드의 계산을 위해 사용되는 P_CMAX _,c 또는

를 지시하며, 이 필드 값은 존재할수도 있고 존재하지 않을 수도 있다.

다음 표 7은 확장된 PHR에 대하여 예정된(Nominal) 단말 송신전력 레벨 나타낸다.

이제, 물리적(physical) 비동기화된(non-synchronized) 랜덤 액세스 절차에 대해 설명한다.

상위 계층의 관점에서, L1(Level 1) 랜덤 액세스 절차는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 및 랜덤 액세스 응답을 포함한다(encompass). L1 랜덤 액세스 절차는 물리계층에서 행해지는 랜덤 액세스 절차를 말한다. 즉, 랜덤 액세스를 위해 정의되어야 하는 물리계층의 새로운 시그널링들이 포함되는 랜덤 액세스 절차상 단계이다. 예를 들어, 랜덤 액세스 프리앰블의 경우, 랜덤 액세스 만을 위해 물리계층에서 정의되어야 하는 신호이며 RA-RNTI로 스크램블링된 PDCCH 역시 랜덤 액세스만을 위해 정의되는 물리계층 메시지 포맷이다. 나머지 메시지들은 더 상위 계층들에 의하여 공유(shared) 데이터 채널에서 전송이 스케줄링되어 있으며, L1 랜덤 액세스 절차의 일부라고 여겨지지 않는다. 랜덤 액세스 채널은 하나의 서브프레임 또는 랜덤 액세스 프리앰블 전송에 예비된(reserved) 연속된(consequtive) 서브프레임 세트(set)에서 6 자원 블록을 차지(occupy)한다. 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 위하여 예비된 자원 블록들 중에서 데이터를 스케줄링하는 것이 금지(prohibit)되지 않는다.

L1 랜덤 액세스 절차는 다음 과정들이 요구된다.

1. 상위 계층들에 의한 프리앰블 전송의 요청에 의해 트리거링 된다.

2. 상기 요청의 일부로서 상위 계층에 의하여 프리앰블 인덱스, 타겟 프리앰블 수신 전력(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER), 대응되는(corresponding) RA-RNTI(또는 C-RNTI) 및 PRACH 자원들이 지시된다.

3. 프리앰블 전송 전력(P_PRACH)는 다음 수학식에 의하여 결정된다.

여기서, P_CMAX _,c(i)는 주서빙셀의 서브프레임 i에 대하여 설정된 단말 송신전력이고, PL_c는 단말에서 계산된 주서빙셀에 대한 하향링크 경로손실 예측 값이다.

4. 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)는 프리앰블 인덱스를 사용하여 프리앰블 시퀀스 세트(preamble sequence set)로부터 선택된다.

5. 단일 프리앰블(single preamble)은 지시된 PRACH 자원에서 전송 전력 P_PRACH로 선택된 프리앰블 시퀀스를 사용하여 전송된다.

6. 지시된 RA-RNTI(또는 C-RNTI)로서 PDCCH를 감지(detection)하는 것은 상위 계층에 의하여 제어되는 윈도우(window) 도중에 시도된다. 만약 PDCCH가 감지되면, 해당(corresponding) DL-SCH 전송 블록은 상위 계층으로 전달된다. 상위 계층들은 상기 전송블록을 분석(parse)하고, 20비트 상향링크 그랜트를 물리 계층으로 지시한다.

기존의 랜덤 액세스 절차에 따르면 활성화된 모든 서빙셀들에 대하여 PH 및 P_CMAX _,c 값을 포함하여 확장된 PHR을 전송한다. 더 나아가 활성화된 서빙셀이 포함된 TAG의 상향링크 동기 획득 여부를 확인하여 해당 TAG내 활성화된 서빙셀에 대하여 PH 및 P_CMAX _,c 정보를 포함하여 PHR을 전송하는 것이 효율적이다.

먼저, 확장된 PHR에서는, 상향링크에 대한 유효한 TA 값을 획득하지 못한 sTAG내 부서빙셀들은 활성화되어 있다 하더라도 PHR 트리거링 시 해당 PHR 대상에 포함되지 못하고, 상향링크에 대한 유효한 TA 값을 획득하지 못한 sTAG내 부서빙셀들은 PHR 트리거링과 관련된 조건과는 무관하다.

도 9는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 9를 참조하면, 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC PDU(900)의 포맷으로 구성될 수 있다. MAC PDU(900)는 MAC 헤더(header, 910), 적어도 하나의 MAC 제어요소(MAC control element(CE), 920-1,...,920-n), 적어도 하나의 MAC SDU(Service Data Unit, 930-1,...,930-m) 및 패딩(padding, 940)을 포함한다.

MAC 제어요소(920-1,..., 920-n)는 MAC 계층이 생성하는 제어메시지이다.

MAC 헤더(910)는 적어도 하나의 서브헤더(sub-header, 910-1, 910-2, 910-3, 910-4,...,910-k)를 포함하며, 각 서브헤더(910-1, 910-2, 910-3, 910-4,...,910-k)는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(940)에 대응(corresponding)한다. 서브헤더(910-1, 910-2, 910-3, 910-4,...,910-k)의 순서는 MAC PDU(900)내에서 대응하는 MAC SDU(930-1,... 930-m), MAC 제어요소(920-1,..., 920-n) 또는 패딩(940)들의 순서와 동일하게 배치된다.

각 서브헤더(910-1, 910-2, 910-3, 910-4,...,910-k)는 R, R, E, LCID 이렇게 4개의 필드를 포함하거나 또는, R, R, E, LCID, F, L 이렇게 6개의 필드를 포함할 수 있다. 4개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC 제어요소(920-1,..., 920-n) 또는 패딩(940)에 대응하는 서브헤더이며, 6개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC SDU(930-1,...,930-m)에 대응하는 서브헤더이다.

도 10은 본 발명이 적용되는 MAC PDU의 서브헤더의 일 예를 나타낸 것이다.

도 10을 참조하면, MAC PDU의 서브헤더는 R, R, E 및 LCID 필드, 총 4개의 필드를 포함하며, R 필드 및 E 필드는 1비트이고, LCID는 5비트이다.

논리 채널 식별 정보(LCID, Logical Channel ID) 필드는 MAC SDU(930-1,...,930-m)에 대응하는 논리채널을 식별하거나, MAC 제어요소(920,..., 920-m) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이며, 각 서브헤더(910-1, 910-2, 910-3, 910-4,...,910-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.

예를 들어, LCID 필드는 다음 표와 같이 MAC 제어요소(820-1,..., 820-n)가 서빙셀의 활성화/비활성화를 지시하기 위한 MAC 제어요소인지, 단말간의 경합해결을 위한 경합해결 식별자(Contention Resolution Identity) MAC 제어요소인지 또는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소인지를 식별한다. 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소는 랜덤 액세스에서 시간 정렬을 위해 사용되는 MAC 제어요소이다.

표 8을 참조하면, LCID 필드의 값이 11001이면, 대응하는 MAC 제어요소는 확장된 PHR을 위한 MAC 제어요소이다. LCID 필드의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 PHR을 위한 MAC 제어요소이다.

이제, 단말의 병렬 전송(parallel transmission)을 설명한다.

단말의 병렬 전송이란, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 통해 단말에서 PRACH가 전송되는 구간의 전체 또는 일부 구간에서 상기 PRACH가 전송되는 주서빙셀 또는 부서빙셀 이외의 서빙셀에서 PUSCH, PUCCH 또는 SRS가 전송되는 상황을 말한다.

단말의 병렬 전송이 동일한 서브프레임에서 발생하는 경우를 풀 오버랩 케이스(full overlapping case)라 하고, 서로 다른 시간 전진 값으로 인해 단말의 병렬 전송이 서로 다른 서브프레임에서 발생하지만 일부 겹치는 경우를 파샬 오버랩 케이스(partial overlapping case)라 한다.

이제, 전력 제한 케이스(Power limited case)와 비-전력 제한 케이스(non-Power limited case)를 설명한다.

전력 제한 케이스란 단말이 상향링크 전송을 수행함에 있어서 기지국이 지시한 단말의 요구 송신전력(required transmission power)이 단말이 전송 가능한 최대송신전력보다 높음으로 인해 요구 송신전력이 제한을 받는 상태를 말한다. 잉여전력 보고를 수행함에 있어서 음수형태의 잉여전력값이 보고된다.

반면, 비-전력 제한 케이스란 단말이 상향링크 전송을 수행함에 있어서 기지국이 지시한 단말의 요구 송신전력이 단말이 전송 가능한 최대송신전력보다 낮음으로 인해 요구 송신전력에 제한이 없는 상태를 말한다. 잉여전력보고를 수행함에 있어서 양수형태의 잉여전력값이 보고된다.

이제, 전력 스케일링(power scaling)에 대해서 설명한다. 전력 스케일링은 단말의 총 송신 전력을 넘지 않도록 전력을 할당하기 위하여 송신 전력을 일정 비율 감쇄하는 것을 말한다. 전력 스케일링은 전력조절, 파워스케일링, 파워조절 등 다양하게 표현될 수 있다.

단말의 총 송신전력이

를 초과하면, 단말은 서브프레임 i의 서빙셀 c에 대한

를 다음 수학식과 같이 스케일링한다.

수학식 10을 참조하면,

는 P_PUCCH(i)의 선형 값(linear value)이고,

는 P_PUSCH,c(i)의 선형 값이고,

는 서브프레임 i에서 단말에 설정된 최대 출력 전력(total configured maximum output power) P_CMAX이고, w(i)는 서빙셀 c에 대한

의 스케일링 지수(scaling factor, 또는 스케일링 요소라고 불릴 수 있다)이며 0 내지 1 사이의 값을 갖는다. 서브프레임 i에서 PUCCH 전송이 없다면,

이다.

단말이 서빙셀 j에서 UCI(Uplink Control Information)이 있는 PUSCH 전송을 가지며, 나머지 서빙셀들중 어느하나에서라도 UCI 없는 PUSCH 전송을 가지며, 단말의 총 송신전력(total transmit power)이

를 초과(exceed)하면, 단말은 서브프레임 i의 UCI 없는 서빙셀들에 대하여

를 다음 수학식과 같이 스케일링한다.

여기서,

는 UCI 있는 셀에 대한 PUSCH 전송 전력이고, w(i)는 UCI 없는 서빙셀 c에 대한

의 스케일링 지수(scaling factor)이다.

이 아닌 한,

에 스케일링 지수가 적용되지 않고, 단말의 총 송신전력(total transmit power)은

를 초과한다. 이때, w(i)이 0보다 크면, w(i) 값은 서빙셀들에 대하여 동일하고, 특정 서빙셀들에 대해서 w(i)는 0이다.

단말이 PUCCH 및 서빙셀 j에 대한 UCI 있는 PUSCH를 동시에(simultaneous) 전송하고, 나머지 서빙셀들 중 어느 하나에서라도 UCI 없는 PUSCH를 전송하고, 단말의 총 송신전력이(total transmit power)

를 초과하면, 단말은

를 다음 수학식과 같이 얻는다.

한편, 단말의 병렬 전송이 수행될 때, 전력 제한 케이스에서의 전력 스케일링의 우선순위는 다음 수학식과 같다.

수학식 13을 참조하면, 1) PRACH 전력이 가장 최우선순위로 할당되며 그 이후에 PUCCH/PUSCH 전력을 할당한다. 2) 풀 오버랩 케이스의 경우 모든 서브프레임의 OFDM 심볼들에 대해서 전력스케일링을 진행함. 3) 파샬 오버랩 케이스의 경우 전체 또는 일부 구간에 대해서 오버랩되는 OFDM 심볼들에 대해서만 전력스케일링을 진행하며, 파샬 오버랩 되는 구간이 1개 OFDM 심볼 구간 이내인 경우 해당 OFDM 심볼을 전송하지 않는다.

이제, 본 발명에 적용되는 병렬 전송을 위한 전력 스케일링 방법을 설명한다.

(1) PRACH와 PUSCH의 병렬 전송

만일 단말의 총 송신전력이

을 초과하고 PUCCH 전송이 없는 경우, 단말은 서브프레임 i의 서빙셀 c 에 대한

을 다음 수학식과 같이 전력 스케일링된다.

여기서,

는 P_PRACH(i)의 선형 값(linear value)이고,

는 P_PUSCH _,c(i)의 선형 값이고,

는 단말 최대 송신전력 P_CMAX의 선형 값이고 w(i)는 서빙셀 c에 대한

의 스케일링 지수 값이다.

여기서, UCI가 있는 PUSCH가 존재하는 경우, 서브프레임 i의 서빙셀 j에 대하여 UCI가 있는 PUSCH 송신전력의 선형 값

는 다음 수학식과 전력 스케일링된다

(2) PRACH, PUSCH 및 PUCCH의 병렬 전송

만일 단말의 총 송신전력이

을 초과하고 PUCCH 전송이 포함된 경우, 단말은 우선 서브프레임 i의 주서빙셀에 대한 PUCCH 송신전력의 선형 값

을 다음 수학식과 같이 전력 스케일링한다.

여기서,

는 P_PUCCH(i)의 선형 값이다.

만일 PUCCH에 대한 전력 스케일링이 발생한 경우 PUSCH는 전송되지 않는다. 반면, PUCCH에 대한 전력 스케일링이 발생하지 않는 경우, 단말은 다음 수학식과 같이 서빙셀 c, j에 대한 PUSCH를 전력 스케일링한다.

한편, 상기 도 2 내지 도 4와 같이 반송파 집성이 적용되는 시스템에서, 상기 도 5 내지 도 7과 같이 M-TA의 적용을 위해 랜덤 액세스 절차가 부서빙셀에서 수행될 때, 단말이 기지국으로 PRACH 전송함과 동시에 잉여전력보고(PHR)를 포함하는 PUSCH(또는 PUCCH)를 병렬 전송할 수 있다.

그런데, 이와 같은 병렬 전송으로 인해 PUSCH의 송신 전력(또는 PUCCH, 또는 PUCCH 및 PUSCH)이 상기 수학식 14 내지 상기 수학식 17과 같이 스케일링 된 경우, (1) MPR 계산 오류, 및 (2) 기지국 스케줄링 및 전력 스케일링 오류가 발생할 수 있다. 이하에서 자세히 설명한다.

(1) MPR 계산 오류

단말은 서빙셀 c 에 대한 잉여전력(PH_,c)을 계산하기 위해 P_CMAX _,c 값을 먼저 설정한다. 이때, 상기 P_CMAX,c 값에 가장 큰 영향을 주는 값은 MPR 값이다.

상기 MPR 값은 반송파 집성 후 실제 전송이 수행되는 서빙셀에 따라 변경될 수 있다. 만약 특정 부서빙셀에서 PRACH를 전송하는 경우, 실제 송신이 이루어지기 때문에 상기 PRACH와 동시에 전송되는 PUCCH 또는 PUSCH가 발생하는 서빙셀들의 MPR값이 변경될 수 있다.

또한, PRACH 전송으로 인해 전력 스케일링 되어 실질적인 전송이 이루어지지 않는 PUCCH 또는 PUSCH가 존재하는 경우, 실제 전송되는 서빙셀들의 조합이 변경되어 MPR값이 변경될 수 있으나, 기지국에 보고되는 PHR 내의 PH 값을 계산할 때 PRACH 전송으로 인해 변경되는 P_CMAX _,c 값을 기반으로 계산하지 않고 있다. 그러므로 상기 서빙셀 c에 대한 MPR 계산 시 오류가 발생할 수 있다.

도 11는 본 발명에 적용되는 MPR 계산 오류의 일 예를 나타내는 것이다.

도 11을 참조하면, PRACH를 병렬 전송하지 않는 서브프레임에서는 RF1(1100)에서 주파수 대역 F2를 통해서 UCI 있는 PUSCH(1115)를 전송하고, RF2(1150)에서는 주파수대역 F3를 통해서 UCI 없는 PUSCH(1155)를 전송한다. 즉 RF1(1100) 및 RF2(1150)에서 각각 하나의 채널을 전송한다.

그런데 UCI 없는 PUSCH(1155) 보다 우선순위가 앞서는 PRACH(1110)를 단말이 전송하면, RF2(1150)에서는 전송이 없고, RF1(1100)에서는 주파수대역 F1를 통해서 PRACH(1110)를 전송하고 주파수대역 F2를 통해서 UCI 있는 PUSCH(1115)를 병렬 전송한다.

이때, 하나의 RF(RF1, 1100)에서 두 채널을 전송하기 때문에 MPR 값이 증가하게 되고, P_CMAX _,c값이 변경된다. 따라서 단말의 잉여전력 값도 변경된다. 하지만 기지국은 MPR 변경을 감지하지 못하기 때문에 오류가 발생할 수 있다.

이와 같이 P_CMAX _,c 계산 시 PRACH 전송에 의해 변경되는 MPR 값이 존재하는 경우, 실제 PH 값(타입 1 또는 타입 2)을 계산하는 단말은 서빙셀 c 에 대하여 상기 변경된 MPR 값을 반영하여 PH 값을 계산해야 한다.

예를 들어 기지국은 서빙셀 2, 3에 대하여 스케줄링한 서브프레임에서 PHR을 수신하는 경우, PH 값이 양의 값이라면 송신전력 스케일링은 없다고 판단하고 실제 전송이 모두 발생하였다고 판단할 수 있다. 반면에, 단말의 실제 전송은 서빙셀 4에서 발생한 PRACH에 의해 서빙셀 2의 PUSCH 전송이 이루어지지 못할 수 있다. 이때, 서빙셀 2, 3에 대한 P_CMAX _,c 값은 실제 전송이 서빙셀 3, 4에서 이루어 질 때 나타나는 값으로 설정되고, 상기 P_CMAX _,c를 바탕으로 계산된 PH 값이 전송되는 왜곡이 발생한다.

(2) 기지국 스케줄링 및 전력 스케일링 오류

단말은 PRACH 전송을 수행함으로 인하여 전력 제한 케이스에 놓일 수 있다. 이때, 실제 전송되는 PUCCH 또는 PUSCH의 송신전력이 감소할 수 있다. 그러나 PH를 계산할 때, 상기 감소된 송신전력이 반영되지 않을 수 있다. 즉, 실제로는 음의 PH 값(dB 단위, 이하에서 이 값을 "N[dB]"라 한다)이 되어야 하지만, PRACH 전송에 소모된 송신전력에 대한 영향이 반영되지 않아서 PRACH 전송 시 필요한 송신전력만큼 양의 PH 값(dB 단위, 이하에서 이 값을 "M[dB]"라 한다)으로 설정된다. 상기 M[dB] 값은 왜곡된 정보이다. 실제 기지국에 제공되어야 할 PH 값은 N[dB] 이지만, PRACH에 의해 스케일링된 값(이하에서 이 값을 "K[dB]"라 한다)만큼 감소한 송신전력으로 인해 상기 M 값이 보고된다(이때, "N + K = M" 이 성립한다).

따라서, 기지국은 PH 정보가 왜곡됨으로 인해서 동작에 오류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 현재 PUCCH 또는 PUSCH의 송신전력이 낮다고 판단하며, PH 값이 높은 값으로 보고되었으므로 M[dB] 값을 기초로 송신전력을 상승시킬 수 있다. 이로 인해 해당 서빙셀에서의 PUCCH 또는 PUSCH의 송신전력이 충분히 확보되지만, 이로 인해 다른 서빙셀에서의 PUSCH 등의 전송을 위한 송신전력이 확보되지 않을 수 있다.

도 12는 본 발명에 적용되는 전력 스케일링 오류의 일 예를 나타내는 것이다.

도 12를 참조하면, 단말의 전송 능력 내에서 부서빙셀1(SCell1) 및 부서빙셀2(SCell2)를 위하여 전력을 할당하였다가, PUCCH 또는 PUSCH 보다 우선순위가 PRACH를 위한 전력을 할당해야 하는 경우, 부서빙셀2(SCell2) 및 PRACH를 위한 전력은 충분히 확보되나 부서빙셀1(Scell1)의 전송을 위한 송신 전력이 확보되지 않을 수 있는 문제가 발생한다.

또한, 기지국은 상기 K[dB]의 값을 알 수 없으므로 차단 타이머가 만료된 후 트리거링된 정보가 기지국으로 전송되거나 주기적 타이머(periodicPHR-timer)가 만료될 때까지 전력 스케일링에 대한 오류동작을 지속적으로 진행하게 될 수 있고, 이로 인해 문제가 더 심각해 질 수 있다.

한편, 기지국과 단말이 병렬 전송은 지원하는 상황에서, 경로감쇄(pathloss)의 영향으로 인해 셀 경계(cell boundary)에 존재하는 단말 일수록 PRACH 전송 시 필요한 송신전력량도 많아서 문제가 발생할 가능성이 높다. 일 예로, 셀 반경 1 기준으로 0.7 이상에 해당하는 단말이 50% 정도 존재할 수 있다.

이제부터, 본 발명에 따라서 전력 스케일링에 따른 오류(MPR 오류, 기지국의 전력 스케일링 오류)없이 단말이 PHR 과 PRACH를 병렬 전송하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따르면, 단말이 기지국의 명령을 기초로 PRACH 및 PUSCH(또는 PUCCH, 또는 PUCCH 및 PUSCH)의 병렬 전송을 특정 서브프레임에서 진행할 때, 단말의 요구 송신전력이 제한을 받는 상태인 전력 제한 케이스로 판단되는 경우, (단말은 PHR이 트리거링되어 PUSCH를 통해 PHR의 전송이 가능하더라도,) 단말은 PHR의 전송을 제한한다

이와 같이, 전력 제한 케이스에서 PHR을 제한적으로 보고하는 방법은 PHR 트리거링 조건에 적용되거나(실시예 1), PHR의 차단에 적용될 수 있다(실시예 2).

(실시예 1) 전력 제한 케이스에서, 단말의 PHR 트리거링 조건을 통해 PHR을 제한할 수 있다.

1) 단말은 PRACH 전송으로 인해 다수의 PUSCH 중에 적어도 하나의 PUSCH 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우에 PHR 트리거링을 수행하지 않는다.

2) 단말은 PRACH 전송으로 인해 PUSCH의 송신전력이 스케일링 된 경우에는 PHR 트리거링을 수행하지 않는다. 송신전력의 스케일링은 송신전력 감쇄를 의미한다.

즉, PRACH 전송에도 불구하고, PUSCH가 모두 실질적으로 전송되고 PUSCH의 송신전력이 스케일링되지 않는 경우에 단말의 PHR 트리거링이 수행된다.

본 발명의 일 예에 따른 PHR 트리거링 조건은 다음과 같다. 단말이 TTI에 대하여 새로운 전송을 위한 자원을 할당받은 경우에 해당한다.

(1) 만일 마지막(last) MAC을 리셋한(reset) 후 새로운 전송을 위한 첫번째 상향링크 자원할당인 경우, 주기적 타이머(periodicPHR-Timer)를 시작한다.

(2) 만일 마지막 PHR 전송 이후 PHR 절차가 적어도 하나의 PHR가 트리거링되었거나 이것이 첫번째 트리거링된 PHR인 경우이고, 할당된 상향링크 자원들이 PHR MAC CE (또는 확장된 PHR MAC CE)를 전송하기에 충분한 공간을 제공하는 경우이고, 만일 확장된 PHR 가 구성되어 있으며 특정 서빙셀의 RA 프리앰블 전송으로 인한 전력 스케일링이 발생하지 않은 경우라면, 1) 각 상향링크가 구성되어 있으며 활성화된 서빙셀에 대하여 타입1 잉여전력 값을 획득하고, 만일 단말이 해당 TTI에 해당 서빙셀을 통해 상향링크 전송을 위한 상향링크 자원할당을 받았다면 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득하며, 2) 만일 simultaneousPUCCH-PUSCH 가 구성되어 있다면, 주서빙셀에 대한 타입 2 잉여전력값을 획득하고, 만일 단말이 해당 TTI에 PUCCH 전송을 하는 경우 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득하며, 3) 확장된 PHR MAC CE를 생성하고 전송한다.

(실시예 2) 전력 제한 케이스에서, 단말은 확장된 PHR의 전송을 선택적으로 차단하여 PHR을 제한할 수 있다.

1) PRACH 전송으로 인해 다수의 PUSCH 중에 적어도 하나의 PUSCH 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우에 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송이 차단된다.

2) PRACH 전송으로 인해 PUSCH의 송신전력이 스케일링 된 경우에는 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송이 차단된다.

도 13은 본 발명에 따른 단말과 기지국 사이의 잉여전력보고를 나타낸 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 기지국은 단말로 PDCCH 명령을 전송한다(S1300). 랜덤 액세스 프리앰블 할당(RA preamble assignment)이 수행된다. 이때, PDCCH 명령은 L1(layer 1)을 통해 전송될 수 있다. 상기 PDCCH 명령으로 인해서 랜덤 액세스 절차가 수행된다. 일 예로, 상기 PDCCH 명령은 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다. 다른 예로, 단말은 PDCCH 명령이 아닌 다른 타입의 랜덤 액세스 절차 지시자를 기지국으로부터 수신할 수도 있다. 이때, 상기 랜덤 액세스 절차 지시자를 기초로 랜덤 액세스 절차가 진행될 수 있다.

단계 S1300에 이어서, 서빙셀(부서빙셀)의 활성화 여부를 확인한 단말은 전력 스케일링을 고려하여 PHR 트리거링을 수행한다(S1305).

임의의 부서빙셀에 대한 PDCCH 명령을 수신한 단말은 PHR 트리거링 요건(triggering condition)을 충족하면(또는, 트리거링의 요건이 되는 이벤트가 발생하면) PHR을 트리거링한다. 이때, 트리거링의 요건이 되는 이벤트는 경로손실 변화량, 전력 백오프(power backoff) 변화량 및 각종 타이머(timer)등을 포함할 수 있다. 이들은 서로 연관되어 또는 독립적으로 트리거링 요건을 구성할 수 있다.

이에 더하여, 본 발명의 일 예에 따른 PHR 트리거링은 병렬 전송이 수행되는 경우 전력 스케일링에 따른 오류가 발생하지 않는 경우에만 수행된다.

먼저, 단말은 PHR 트리거링 되는 서브프레임에서 병렬 전송이 수행되는지 확인한다. 즉, 단말은 PHR 트리거링 되는 서브프레임의 시간 위치를 확인하여, PHR과 PRACH가 병렬 전송되는지 여부를 확인한다.

만약 병렬 전송이 수행되는 경우, 단말은 PUSCH가 모두 실질적으로 전송되고, PUSCH의 송신전력이 스케일링 되지 않는 경우에만 PHR 트리거링을 수행한다. 즉, 단말은 전력 스케일링에 따른 오류가 발생하지 않는 경우에만 PHR 트리거링을 수행한다.

본 발명의 다른 예에 따른 PHR 트리거링 조건은 다음과 같다. 단말이 해당 TTI에 대한 새로운 전송을 위한 자원을 할당받은 경우에 해당한다.

(2) 만일 마지막 PHR 전송 이후 PHR 절차가 적어도 하나의 PHR이 트리거링되었거나 이것이 첫번째 트리거링된 PHR인 경우이고, 할당된 상향링크 자원들이 PHR MAC CE (또는 확장된 PHR MAC CE)를 전송하기에 충분한 공간을 제공하는 경우이고, 만일 확장된 PHR이 구성되어 있으며 특정 서빙셀의 RA 프리앰블 전송으로 인한 전력 스케일링이 발생하지 않은 경우라면,

1) 각 상향링크가 구성되어 있으며 활성화된 서빙셀에 대하여 타입1 잉여전력 값을 획득하고, 만일 단말이 해당 TTI에 해당 서빙셀을 통해 상향링크 전송을 위한 상향링크 자원할당을 받았다면 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득하며,

2) 만일 simultaneousPUCCH-PUSCH 가 구성되어 있다면, 주서빙셀에 대한 타입 2 잉여전력값을 획득하고, 만일 단말이 해당 TTI에 PUCCH 전송을 하는 경우 물리계층으로부터 P_CMAX _,c 필드에 상응하는 값을 획득하며, 3) 확장된 PHR MAC CE를 생성하고 전송한다.

단계 S1305에 이어서, 단말은 기지국으로 전송할 PHR을 구성한다(S1310).

단말은 활성화된 서빙셀들의 PH 값 또는 P_CMAX _,c 값을 포함하도록 PHR을 구성한다. 단계 S1305에 의해서 상기 PH 값은 전력 스케일링에 따른 오류가 발생하지 않은 값이다.

단계 S1310에 이어서, 단말은 PRACH 및 PHR을 기지국으로 병렬 전송한다(S1315). 이때, PRACH는 L1(Layer 1)을 통해서 전송되고, PHR은 확장된 PHR MAC CE의 형태로 전송될 수 있다. 즉, PRACH와 PHR은 서로 다른 메시지로 동시에 병렬 전송된다.

특히, 단말은 상기 PRACH를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다. 기지국으로부터 수신한 PDCCH 명령을 기반으로 서빙셀의 상향링크를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 즉, 기지국으로부터 수신한 PDCCH 명령 정보를 기반으로 해당 부서빙셀의 상향링크를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

이어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답은 주서빙셀의 하향링크 요소 반송파를 통해 단말로 전송될 수 있다. 즉, 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH는 주서빙셀의의 공용검색공간(common search space)를 통해 전송된다. 이 때, RA-RNTI값은 다음 수학식 18과 같은 방식으로 단말 및 기지국에서 계산될 수 있다.

여기서, t_id는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 상향링크 서브프레임의 위치(0 ~ 9)를 의미하며 f_id는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 주파수 대역의 인덱스(0 ~ 5)를 의미한다.

상기 랜덤 액세스 응답 그랜트가 주서빙셀로 전송되므로 랜덤 액세스 응답 MAC PDU 정보가 포함된 PDSCH 역시 주서빙셀로 전송된다.

도 14는 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.

도 14를 참조하면, 랜덤 액세스 응답 메시지는 RAR MAC PDU(1400)의 포맷으로 구성될 수 있다. RAR MAC PDU(1400)는 MAC 헤더(1410), 적어도 하나의 MAC RAR 필드(1415-1,...,1415-n), 및 패딩(1440)을 포함한다.

MAC 헤더(1410)는 적어도 하나의 서브헤더(1405-1, 1405-2,...,1405-n)를 포함하며, 각 서브헤더(1405-1, 1405-2,...,1405-n)는 각 MAC RAR 필드(1415-1,...,1415-n)에 대응한다. 서브헤더(1405-1, 1405-2,...,1405-n)의 순서는 RAR MAC PDU(1400)내에서 대응하는 MAC RAR 필드(1415-1, 1415-2,...,1415-n) 순서와 동일하게 배치될 수 있다.

한편, MAC 헤더(1410)는 백오프 지시자(BI) 서브헤더(1401)를 더 포함할 수 있다. 백오프 지시자(BI) 서브헤더(1401)는 백오프 지시자를 포함한다. 백오프 지시자 서브헤더(1401)에 대응하는 MAC RAR 필드는 RAR MAC PDU(1400)내에 존재하지 않는다. 그러나 백오프 지시자 서브헤더(1401)는 해당 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 모든 단말들에게 공통적으로 적용되는 파라미터이다. 만일 단말이 백오프 지시자를 수신한 적이 없다면 백오프 파라미터는 최초값(initial value) 또는 디폴트 값으로 '0ms'가 된다.

백오프 지시자 서브헤더(1401)는 기지국에 의해 해당 서빙셀에 대한 백오프 파라미터를 변경해야 할 경우에 한하여 RAR MAC PDU(1400)에 포함될 수 있다. 일 예로 서빙셀을 통한 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 일정 수준 이상으로 많거나, 기지국이 랜덤 액세스 프리앰블의 수신을 지속적으로 실패하는 경우, 기지국은 백오프 파라미터 값을 증가시키는 백오프 지시자 서브헤더(1401)를 RAR MAC PDU(1400)에 포함시켜 전송할 수 있다.

백오프 지시자 서브헤더(1401)는 E, T, R, R, BI 이렇게 5개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID(random access preamble ID)를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. 또한 R 필드는 예비 비트를 나타낸다. BI 필드는 4비트로 정의된다. BI 필드 값은 16개의 인덱스 값들 중 하나를 지시한다. BI 필드는 단말이 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못하였다고 판단되는 경우에 적용될 수 있다.

RAPID는 다수의 단말들에 의해 동일한 시간/주파수 자원을 통해 전송된 랜덤 액세스 프리앰블들 중 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 RAR MAC PDU인지 아닌지를 확인하기 위한 정보이다. RAPID를 포함하는 서브헤더(1405-1, 1405-2,…, 1405-n)는 E, T, RAPID 이렇게 3개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. RAPID 필드는 6비트로 정의되는 필드로서, 기지국이 할당한 랜덤 액세스 프리앰블 또는 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 나타낸다.

도 15는 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 일 예이다.

도 15를 참조하면, 상기 도 14의 RAR MAC PDU에 포함되는 MAC 서브헤더(1405-1, 1405-2,...,1405-n)에 대응된다.

도 16은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 일 예이다.

도 16을 참조하면, 옥텟(octet) 구조(8 비트)를 가지는 MAC 제어요소로서, 6개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이다.

MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 11비트의 시간전진명령 필드, 그리고 20비트의 상향링크 그랜트를 포함한다. 또한, 16 비트의 임시(temporary) C-RNTI 필드를 포함한다. 상향링크 그랜트 정보는 RAPID 값에 대응되는 프리앰블을 전송한 서빙셀의 UL 자원할당 정보이다.

도 17은 본 발명에 따른 단말과 기지국 사이의 잉여전력보고의 다른 예를 나타낸 흐름도이다.

도 17을 참조하면, 기지국은 단말로 PDCCH 명령을 전송한다(S1700). 랜덤 액세스 프리앰블 할당이 수행된다. 이때, PDCCH 명령은 L1을 통해 전송될 수 있다. 상기 PDCCH 명령으로 인해서 랜덤 액세스 절차가 수행된다.

단계 S1700에 이어서, 서빙셀(부서빙셀)의 활성화 여부를 확인한 단말은 PHR 트리거링을 수행한다(S1705).

임의의 부서빙셀에 대한 PDCCH 명령을 수신한 단말은 PHR 트리거링 요건 충족하면(또는, 트리거링의 요건이 되는 이벤트가 발생하면) PHR을 트리거링한다. 이때, 트리거링의 요건이 되는 이벤트는 경로손실 변화량, 전력 백오프 변화량 및 각종 타이머 등을 포함할 수 있다. 이들은 서로 연관되어 또는 독립적으로 트리거링 요건을 구성할 수 있다.

단계 S1705에 이어서, 단말은 전력 스케일링을 고려하여 PHR 전송여부를 판단하고, PHR을 구성한다(S1710).

비록 PHR 트리거링이 된 경우일지라도, 전력 제한 케이스에서 전력 스케일링으로 인한 오류 발생을 방지하기 위하여, 단말은 확장된 PHR의 전송 여부를 판단하고 선택적으로 차단할 수 있다.

일 예로, 단말은 PRACH 전송으로 인해 다수의 PUSCH 중에 적어도 하나의 PUSCH 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우에 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송을 차단한다.

다른 예로, 단말은 PRACH 전송으로 인해 PUSCH의 송신전력이 스케일링 된 경우에는 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송을 차단한다.

PHR의 전송이 차단되지 않은 경우, 단말은 활성화된 서빙셀들의 PH 값 또는 P_CMAX _,c 값을 포함하도록 PHR을 구성한다. 상기 PH 값은 전력 스케일링에 따른 오류가 발생하지 않은 값이다.

단계 S1710에 이어서, 단말은 PRACH 및 구성한 PHR을 기지국에 병렬 전송한다(S1715). 이때, PRACH는 L1을 통해서 전송되고, PHR은 확장된 PHR MAC CE의 형태로 전송된다. 즉, PRACH와 PHR은 서로 다른 메시지로 동시에 병렬 전송 된다.

단말은 PRACH를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 기지국으로부터 수신한 PDCCH 명령을 기반으로 서빙셀의 상향링크를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

도 18은 본 발명에 따라서 전력 스케일링을 고려한 PHR 전송을 수행하는 단말의 동작의 일 예를 나타내는 순서도이다.

도 18을 참조하면, 단말이 반송파 집성 시스템에서 동작하고(S1800), PUSCH 또는 PUCCH와 함께 PRACH를 병렬 전송하는 경우이고(S1805), 전력 스케일링이 수행되지 않은 경우라면(S1810), 단말은 PRACH 및 PHR을 병렬 전송한다(S1815).

반면, 단말이 반송파 집성 시스템에서 동작하고(S1800), PUSCH 또는 PUCCH 와 함께 PRACH를 병렬 전송하지만(S1805), 전력 스케일링이 수행되는 경우라면(S1810), 단말은 PHR 트리거링을 수행하지 않거나, PHR 트리거링을 수행하더라도 PHR 전송을 차단하여 PRACH만 전송한다(S1820).

도 19는 본 발명에 따라서 전력 스케일링을 고려한 PHR 전송을 수행하는 단말의 동작의 다른 예를 나타내는 순서도이다.

도 19를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 PDCCH 명령을 수신한다(S1900). 랜덤 액세스 프리앰블 할당이 수행되며, 상기 PDCCH 명령은 L1을 통해 전송될 수 있다. 상기 PDCCH 명령으로 인해 랜덤 액세스 절차가 수행된다.

일 예로, 상기 PDCCH 명령은 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다. 이때, 랜덤 액세스 절차가 부서빙셀을 통해서 수행될 수 있다.

부서빙셀을 통해서 랜덤 액세스 절차가 수행될 때, PRACH가 전송되는 서브프레임과 PHR 트리거링된 서브프레임 시간 위치의 전부 또는 일부가 동일하여 병렬 전송이 수행되는지 판단한다(S1905).

병렬 전송이 수행되지 않는 경우(S1910), 전력 스케일링으로 인핸 오류가 발생하지 않으므로, 기존의 동작을 수행한다.

단계 S1905에 이어서, 상기 랜덤 액세스 절차가 수행되는 서빙셀이 활성화된 서빙셀(또는 부서빙셀)인지 확인한 단말은 PHR 트리거링을 수행한다(S1915).

일 예로, 단말은 전력 스케일링에 따른 오류가 발생하지 않는 경우에만 PHR 트리거링을 수행한다.

다른 예로, 단말은 PUSCH가 모두 실질적으로 전송되고, PUSCH의 송신전력이 스케일링 되지 않는 경우에만 PHR 트리거링을 수행한다.

만약, 단말이 PHR 트리거링이 수행되지 않아 PHR을 전송하지 않거나, PHR 트리거링이 되었지만 PHR을 전송하지 않기로 별도로 판단하여 PHR을 전송하지 않는 경우(S1920), 단말은 PRACH만 기지국으로 전송한다(S1935).

일 예로, 전력 제한 케이스에서, 단말은 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송을 선택적으로 차단하여 전력 스케일링으로 인한 오류 발생에 따른 PHR을 전송하지 않는다.

다른 예로, 단말은 PRACH 전송으로 인해 다수의 PUSCH 중에 적어도 하나의 PUSCH 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우에 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송을 차단한다.

또 다른 예로, 단말은 PRACH 전송으로 인해 PUSCH의 송신전력이 스케일링 된 경우에는 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송을 차단한다.

단계 S1920에서 PHR을 전송하기로 단말이 판단한 경우, 단말은 활성화된 서빙셀들의 잉여전력(PH) 값 및 P_CMAX _,c 정보를 포함하도록 PHR을 구성한다(S1925).

이어서, 단말은 PRACH 및 PHR을 기지국으로 병렬 전송한다(S1930). 이때, PRACH는 L1을 통해서 전송되고, PHR은 확장된 PHR MAC CE의 형태로 전송될 수 있다. 즉, PRACH와 PHR은 서로 다른 메시지로 동시에 병렬 전송된다. 특히, 단말은 상기 PRACH를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다. 기지국으로부터 수신한 PDCCH 명령을 기반으로 서빙셀의 상향링크를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

도 20은 본 발명에 따른 기지국의 동작을 나타내는 순서도이다.

도 20을 참조하면, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 위하여 단말로 PDCCH 명령을 전송한다(S2000). 이를 통해, 랜덤 액세스 프리앰블 할당을 수행한다. 이때, PDCCH 명령은 L1을 통해 전송될 수 있다. 일 예로, 상기 PDCCH 명령은 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다.

기지국은 단말로부터 잉여전력보고(PHR)를 수신한다(S2005). 이때, PHR은 확장된 PHR MAC CE의 형태로 전송될 수 있다. 동시에, PRACH이 PHR와 함께 병렬 전송될 수 있다.

일 예로, 상기 PHR은 활성화된 서빙셀들의 PH 값 또는 P_CMAX _,c 값을 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 PRACH를 통해 상기 PDCCH 명령에 대한 랜덤 액세스 프리앰블을 수신할 수 있다.

기지국은 수신한 PHR을 기초로 단말에 대한 스케줄링에 PH를 적용한다(S2010).

일 예로, 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답에 상기 PHR을 기초로 PH를 적용한 스케줄링 정보를 포함시켜 단말로 전송할 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 예에 따른 단말과 기지국을 도시한 블록도이다.

도 21을 참조하면, 단말(2100)은 수신부(2105), PHR 트리거링부(2110), PHR 판단부(2115), 및 전송부(2120)를 포함한다.

수신부(2105)는 기지국(2150)으로부터 PDCCH 명령을 수신한다. 이때, PDCCH 명령은 L1을 통해 수신될 수 있다. 일 예로, 상기 PDCCH 명령은 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 수신될 수 있다.

단말(2100)은 상기 PDCCH 명령을 기초로 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

단말(2100)이 서빙셀(부서빙셀)의 활성화 여부를 확인한 후, PHR 트리거링부(2110)는 전력 스케일링을 고려하여 PHR 트리거링을 수행한다.

PHR 트리거링부(2110)는 PHR 트리거링 요건을 충족하면(또는, 트리거링의 요건이 되는 이벤트가 발생하면) PHR을 트리거링한다. 이때, 트리거링의 요건이 되는 이벤트는 경로손실 변화량, 전력 백오프 변화량 및 각종 타이머 등을 포함할 수 있다. 이들은 서로 연관되어 또는 독립적으로 트리거링 요건을 구성할 수 있다.

일 예로, PHR 트리거링부(2110)는 PHR 및 PRACH의 병렬 전송이 수행되는 경우 전력 스케일링에 따른 오류가 발생하지 않는 경우에만 PHR를 트리거링한다. 이때, 단말(2100)은 PHR 트리거링 되는 서브프레임에서 병렬 전송이 수행되는지 여부를 PHR 트리거링된 서브프레임의 시간 위치를 통해 확인할 수 있다.

만약 병렬 전송이 수행되는 경우, PHR 트리거링부(2110)는 PUSCH가 모두 실질적으로 전송되고, PUSCH의 송신전력이 스케일링 되지 않는 경우에만 PHR 트리거링을 수행한다.

단말(2100)은 PHR 구성부를 더 포함할 수 있으며, 상기 PHR 구성부는 기지국(2150)으로 전송할 PHR을 구성한다. PHR 구성부는 활성화된 서빙셀들의 PH 값 또는 P_CMAX _,c 값을 포함하도록 PHR을 구성한다.

전송부(2120)는 PRACH 및 PHR을 기지국(2150)으로 병렬 전송한다. 또는, 전송부(2120)는 PRACH만 기지국(2150)으로 전송한다. 이때, PRACH는 L1을 통해서 전송되고, PHR은 확장된 PHR MAC CE의 형태로 전송될 수 있다. 즉, PRACH와 PHR은 서로 다른 메시지로 동시에 병렬 전송될 수 있다.

전송부(2120)는 상기 PRACH를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국(2150)으로 전송할 수 있다. 전송부(2120)는 PDCCH 명령을 기반으로 서빙셀의 상향링크를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

수신부(2105)는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 기지국(2150)으로부터 주서빙셀의 하향링크 요소 반송파를 통해 더 수신할 수 있다. 랜덤 액세스 응답 그랜트인 PDCCH는 주서빙셀의의 공용검색공간(common search space)를 통해 전송될 수 있으며, RA-RNTI값은 상기 수학식 18과 같은 방식으로 계산될 수 있다.

PHR 판단부(2115)는 PHR 트리거링이 된 경우일지라도, 전력 제한 케이스에서 전력 스케일링으로 인한 오류 발생을 방지하기 위하여 PHR(또는 확장된 PHR)의 전송을 차단할지 여부를 판단할 수 있다. 따라서, PHR 판단부(2115)는 PHR 차단부라고 불릴 수도 있다.

일 예로, PHR 판단부(2115)는 PRACH 전송으로 인해 다수의 PUSCH 중에 적어도 하나의 PUSCH 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우에 PHR의 전송을 차단한다.

다른 예로, PHR 판단부(2115)는 PRACH 전송으로 인해 PUSCH의 송신전력이 스케일링 된 경우에는 PHR의 전송이 차단된다.

PHR의 전송이 차단되지 않은 경우(또는 PHR 전송하기로 판단한 경우), 단말(2100)은 활성화된 서빙셀들의 PH 값 또는 P_CMAX _,c 값을 포함하도록 PHR을 구성한다.

이와 같이, 단말(2100)이 반송파 동작을 수행하는 경우에 해당하고, PUSCH 또는 PUCCH 와 함께 PRACH를 병렬 전송하는 경우에 해당하고, 전력 스케일링이 수행되지 않은 경우 해당한다면, 단말(2100)은 PRACH 및 PHR을 병렬 전송한다.

기지국(2150)은 수신부(2155), 제어부(2160), 및 전송부(2165)를 포함한다.

전송부(2165)는 랜덤 액세스 절차를 위하여 단말(2100)로 PDCCH 명령을 전송한다(S2000). 이를 통해, 랜덤 액세스 프리앰블 할당을 수행한다. PDCCH 명령은 L1을 통해 전송될 수 있다. 일 예로, 상기 PDCCH 명령은 랜덤 액세스 절차를 진행할 부서빙셀의 제어정보영역에 할당되어 전송될 수 있다.

수신부(2155)는 단말(2100)로부터 잉여전력보고(PHR)를 수신한다. 이때, PHR은 확장된 PHR MAC CE의 형태로 전송될 수 있다. 동시에, PRACH이 PHR와 함께 병렬 전송될 수 있다.

제어부(2160)는 수신한 PHR을 기초로 단말(2100)에 대한 스케줄링에 PH를 적용할 수 있다.

일 예로, 제어부(2160)는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답에 상기 PHR을 기초로 PH를 적용한 스케줄링 정보를 포함시킬 수 있다.

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

무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 전송하는 방법에 있어서,
물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH)을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령(PDCCH order)를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계;
상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel : PRACH)를 상기 PHR과 함께 상기 기지국으로 병렬(parallel) 전송하는 단계를 포함하며,
상기 PHR 트리거링 요건은,
동일한 서브프레임내에서 상기 PHR 및 상기 PRACH를 병렬 전송하고자 할 때, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel : PUSCH)의 송신전력이 감쇄 스케일링 되지 않을 것을 요건으로 하는 것을 특징으로 하는 잉여전력보고 전송방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR은,
활성화된 서빙셀들의 잉여전력 값 또는 상기 서빙셀들 각각에 대하여 구성된 최대 단말 송출전력 값을 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR이 트리거링 되는 서브프레임의 시간 위치를 확인하여 상기 PHR이 트리거링 되는 서브프레임에서 상기 PHR과 상기 PRACH가 병렬 전송되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
제 1 항에 있어서,
상기 PHR은 상향링크가 구성된 활성화된 복수의 서빙셀들 각각에 대하여 잉여전력을 보고하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
제 4 항에 있어서,
상향링크 전송을 수행하려는 상기 단말의 요구 송신전력이 상기 단말의 전송 가능한 최대송신전력보다 높음으로 인하여 상기 요구 송신전력이 제한을 받는 상태인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
무선통신시스템에서 단말이 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 방법에 있어서,
물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH)을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령(PDCCH order)를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 단계;
동일한 서브프레임내에서, 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel : PRACH)과 상기 PHR의 병렬 전송으로 인하여, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel : PUSCH)의 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우 또는 상기 PHR이 전송되는 PUSCH의 송신전력이 감쇄 스케일링 되는 경우에는 상기 PHR의 전송을 차단하는 단계; 및
상기 PHR의 전송이 차단되지 않은 경우, 상기 PHR 및 상기 PRACH를 상기 기지국으로 병렬 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉여전력보고 전송방법.
제 6 항에 있어서,
상기 PHR은,
활성화된 서빙셀들의 잉여전력 값 또는 상기 서빙셀들 각각에 대하여 구성된 최대 단말 송출전력 값을 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
제 6 항에 있어서,
상기 PHR이 트리거링 되는 서브프레임의 시간 위치를 확인하여 상기 PHR이 트리거링 되는 서브프레임에서 상기 PHR과 상기 PRACH가 병렬 전송되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
제 6 항에 있어서,
상기 PHR은 상향링크가 구성된 활성화 된 복수의 서빙셀들 각각에 대하여 잉여전력을 보고하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
제 9 항에 있어서,
상기 단말은
상향링크 전송을 수행하려는 상기 단말의 요구 송신전력이 상기 단말의 전송 가능한 최대송신전력보다 높음으로 인하여 상기 요구 송신전력이 제한을 받는 상태인 것을 특징으로 하는, 잉여전력보고 전송방법.
무선통신시스템에서 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 단말에 있어서,
물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH)을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령(PDCCH order)를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부;
PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 PHR 트리거링부;
상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel : PRACH)를 상기 PHR과 함께 상기 기지국으로 병렬(parallel) 전송하는 전송부를 포함하며,
상기 PHR 트리거링부는,
동일한 서브프레임내에서 상기 PHR 및 상기 PRACH를 병렬 전송하고자 할 때, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel : PUSCH)의 송신전력이 감쇄 스케일링 되지 않을 것을 요건으로 PHR 트리거링을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말.
무선통신시스템에서 잉여전력보고(power headroom report: PHR)를 수행하는 단말에 있어서,
물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel : PDCCH)을 통해서, 랜덤 액세스를 지시하는 PDCCH 명령(PDCCH order)를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부;
PHR 트리거링 요건을 기초로 PHR을 트리거링하는 PHR 트리거링부;
동일한 서브프레임내에서, 상기 PDCCH 명령에 대한 응답인 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel : PRACH)과 상기 PHR의 병렬 전송으로 인하여, 상기 PHR이 전송되는 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel : PUSCH)의 전송이 실질적으로 이루어지지 않는 경우 또는 상기 PHR이 전송되는 PUSCH의 송신전력이 감쇄 스케일링 되는 경우에는 상기 PHR의 전송을 차단하는 PHR 차단부; 및
상기 PHR의 전송이 차단되지 않은 경우, 상기 PHR 및 상기 PRACH를 상기 기지국으로 병렬 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.