KR101956195B1

KR101956195B1 - 기지국간 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템에서 물리채널의 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101956195B1
Application number: KR1020120058686A
Authority: KR
Inventors: 김영범; 이주호; 조준영; 지형주; 김윤선; 노상민; 최승훈
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: JP2015521452A; EP2670202A3; US10182353B2; CN104350694B; JP6406523B2; WO2013180508A1; US20130322372A1; EP2670202A2; EP2670202B1; CN104350694A; KR20130134851A

Abstract

본 발명은 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역 시스템을 구성하는 무선통신 시스템에서, 데이터 혹은 제어정보 전송용 물리채널의 송수신 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 단말에서 물리채널의 송수신 방법은, 복수 개의 기지국 중 적어도 어느 하나의 기지국으로부터 하향링크 물리 채널을 수신하는 단계; 수신한 하향링크 물리 채널에 대응하는 제어 정보를 생성하는 단계; 제어 정보가 어느 기지국에 대응 되는지에 따라 전송할 상향링크 물리 채널의 전송 전력을 조정하는 단계 및 제어정보를 하향링크 물리 채널을 수신한 기지국으로, 기 설정된 상향링크 주파수를 갖는 상향링크 물리 채널을 통해 조정된 전송 전력으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역 시스템을 구성하는 무선통신 시스템에서, 데이터 혹은 제어정보 전송용 물리채널의 송수신 방법을 제공하여, 시스템 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.

Description

기지국간 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템에서 물리채널의 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO TRANSMIT/RECEIVE PHYSICAL CHANNELS SUPPORTING INTER-ENB CARRIER AGGREGATION IN COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로서, 특히 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합(carrier aggregation)을 지원하는 통신 시스템에서 기지국과 단말의 물리채널 송수신 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution), 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.

광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예인 LTE 시스템에서 하향링크(Downlink)는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink)는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원이 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성(Orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자 별 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.

또한, LTE 시스템은 초기 전송에서 복호 실패가 발생된 경우, 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송하는 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 방식을 채용하고 있다. HARQ 방식이란 수신기가 데이터를 정확하게 복호하지 못한 경우, 수신기가 송신기에게 복호 실패를 알리는 정보(NACK)를 전송하여 송신기가 물리 계층에서 해당 데이터를 재전송할 수 있게 한다. 그리고 수신기는 송신기가 재전송한 데이터를 기존에 복호 실패한 데이터와 결합하여 데이터 수신 성능을 높인다. 또한, 수신기가 데이터를 정확하게 복호한 경우 복호 성공을 알리는 정보(ACK)를 전송하여 송신기가 새로운 데이터를 전송할 수 있도록 할 수 있다.

광대역 무선 통신 시스템에서 고속의 무선 데이터 서비스를 제공하기 위하여 중요한 것 중 하나는 확장성 대역폭(scalable bandwidth)의 지원이다. 그 일례로 LTE 시스템은 20/15/10/5/3/1.4 MHz 등의 다양한 대역폭을 가지는 것이 가능하다. 따라서 서비스 사업자들은 다양한 대역폭 중에서 특정 대역폭을 선택하여 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 단말기 또한 최대 20 MHz 대역폭을 지원할 수 있는 것에서부터 최소 1.4 MHz 대역폭만을 지원하는 것 등 여러 종류가 존재할 수 있다.

다음으로 IMT-Advanced 요구 수준의 서비스를 제공하는 것을 목표로 하는 LTE-Advanced(이하 LTE-A로 간단히 칭함) 시스템은 LTE 캐리어들의 결합(carrier aggregation)을 통하여 최대 100 MHz 대역폭에 이르는 광대역의 서비스를 제공할 수 있다. LTE-A 시스템은 고속의 데이터 전송을 위하여 LTE 시스템보다 광대역을 필요로 한다. 그와 동시에 LTE-A 시스템은 LTE 단말들에 대한 호환성(backward compatibility)도 중요하여 LTE 단말들도 LTE-A 시스템에 접속하여 서비스를 받을 수 있어야 한다. 이를 위하여 LTE-A 시스템은 전체 시스템 대역을 LTE 단말이 송신 혹은 수신할 수 있는 대역폭의 서브밴드(subband) 혹은 구성반송파(component carrier; CC)로 나누고, 소정의 구성반송파를 결합한다. 그리고 LTE-A 시스템은 각 구성반송파별로 데이터를 생성 및 전송하며, 각 구성반송파 별로 활용되는 기존 LTE 시스템의 송수신 프로세스를 통해 LTE-A 시스템의 고속 데이터 전송을 지원할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템의 시스템 구성을 나타낸 도면이다.

도 1은 기지국(102)이 2개의 구성반송파 (CC#1, CC#2)의 결합을 지원하고, CC#1 은 주파수 f1, CC#2는 f1과 상이한 주파수 f2로 구성되는 예를 나타낸다. CC#1과 CC#2 는 동일 기지국(102)에 구비된다. 그리고 기지국(102)은 각각의 구성반송파에 상응하는 커버리지 (104, 106)를 제공한다. 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템에서, 기본적으로 데이터 전송 및 데이터 전송을 지원하기 위한 제어정보 전송은 해당 구성반송파 별로 각각 수행된다. 도 1의 구성은 하향링크 반송파 결합뿐만 아니라, 상향링크 반송파 결합에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다.

기존의 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템은 동일 기지국 내에서 반송파 결합을 수행해야 하는 제약조건이 있다. 본 발명은 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합을 수행하는 방법을 제안한다.

본 발명은 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역 시스템을 구성하는 무선통신 시스템에서, 데이터 혹은 제어정보 전송용 물리채널의 송수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 단말에서 물리채널의 송수신 방법은, 복수 개의 기지국 중 적어도 어느 하나의 기지국으로부터 하향링크 물리 채널을 수신하는 단계; 수신한 하향링크 물리 채널에 대응하는 제어 정보를 생성하는 단계; 제어 정보가 어느 기지국에 대응 되는지에 따라 전송할 상향링크 물리 채널의 전송 전력을 조정하는 단계 및 제어정보를 하향링크 물리 채널을 수신한 기지국으로, 기 설정된 상향링크 주파수를 갖는 상향링크 물리 채널을 통해 조정된 전송 전력으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 기지국에서 물리채널의 송수신 방법은, 단말로 하향링크 물리 채널을 송신하는 단계; 반송파 결합이 가능한 단말에 대해 반송파 결합 지시를 전송하는 단계; 및 송신한 하향링크 물리 채널에 대응하는 제어 정보를 기 설정된 상향링크 주파수를 갖는 상향링크 물리 채널을 통해 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 단말 장치는, 기지국으로부터 하향링크 물리 채널을 수신하는 수신부; 상향링크 물리채널을 생성하여 기지국으로 전송하는 송신부; 및 복수 개의 기지국 중 적어도 어느 하나의 기지국으로부터 하향링크 물리 채널을 수신하고, 수신한 하향링크 물리 채널에 대응하는 제어 정보를 생성하며, 제어 정보가 어느 기지국에 대응 되는지에 따라 전송할 상향링크 물리 채널의 전송 전력을 조정하고, 제어정보를 상기 하향링크 물리 채널을 수신한 기지국으로 기 설정된 상향링크 주파수를 갖는 상향링크 물리 채널을 통해 상기 조정된 전송 전력으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반송파 결합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 기지국 장치는, 단말로부터 상향링크 물리 채널을 수신하는 수신부; 하향링크 물리 채널을 생성하여 단말로 송신하는 송신; 및 반송파 결합이 가능한 단말에 대해 반송파 결합 지시를 전송하고, 상기 송신한 하향링크 물리 채널에 대응하는 제어 정보를 기 설정된 상향링크 주파수를 갖는 상향링크 물리 채널을 통해 수신하도록 제어하는 반송파 결합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 단말에서 물리채널의 송수신 방법은, 제1 기지국 또는 제2 기지국 중 적어도 하나의 기지국에 대한 하향링크 물리채널을 단말이 수신하는 수신 단계; 제1 기지국의 하향링크 물리채널에 대응되는 제어정보, 또는 제2 기지국의 하향링크 물리채널에 대응되는 제어정보, 또는 제1 기지국 및 제2 기지국의 하향링크 물리채널에 대응되는 제어정보 중 적어도 어느 하나를 상향링크 물리채널을 통해 제1 기지국 및 제2 기지국에 대해 미리 공통으로 설정된 상향링크 주파수를 통해서 단말이 전송하는 송신 단계; 단말이 전송하는 상향링크 물리채널의 전송전력을 전송하고자 하는 제어정보에 따라 조정하는 송신 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역 시스템을 구성하는 무선통신 시스템에서, 데이터 혹은 제어정보 전송용 물리채널의 송수신 방법을 제공하여, 시스템 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반송파 결합을 지원하는 LTE-A 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합을 통하여 광대역 LTE-A 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합을 통하여 광대역 LTE-A 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 UCI를 피드백하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 PUCCH 전송전력을 조절하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 단말이 UCI를 피드백하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명에서 기지국이란, 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, eNB, Node B, BS(Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다.

본 발명에서 단말이란, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다.

본 명세서에서는 반송파 결합(carrier aggregation)을 지원하는 Advanced E-UTRA(혹은 LTE-A 라고 칭함) 시스템에 본 발명을 적용하는 것으로 설명하지만, 유사한 기술적 배경 및/또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 반송파 결합을 지원하는 멀티캐리어(multicarrier) HSPA 시스템에서도 본 발명의 실시예의 일 측면에 따른 송수신 방법을 적용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 휴대 단말기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

본 발명은 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합(carrier aggregation)을 통하여 광대역 시스템을 구성하는 LTE-A 시스템에서, 데이터 혹은 제어정보 전송용 물리채널의 송수신 방법을 정의한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합을 통하여 광대역 LTE-A 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 매크로 기지국(201)의 커버리지(202) 내에 상대적으로 적은 커버리지(204, 206, 208)의 피코 (pico) 기지국(203, 205, 207)이 배치된 예를 나타낸다. 일반적으로 매크로 기지국은 피코 기지국보다 상대적으로 높은 전송전력으로 신호전송이 가능하여, 매크로 기지국의 커버리지가 피코 기지국의 커버리지 보다 상대적으로 큰 특징이 있다. 매크로 기지국(201)과 피코 기지국(203, 205, 207)은 상호 연결되어 있으며, 일정 정도의 백홀 딜레이 (backhaul delay)를 갖는다. 따라서 매크로 기지국과 피코 기지국 사이에 전송 지연에 민감한 정보를 교환하는 것은 바람직하지 않다.

도 2의 예는 매크로 기지국과 pico 기지국 사이의 반송파 결합을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 지리적으로 서로 다른 곳에 위치한 기지국들 사이의 반송파 결합에 대해 적용할 수 있다. 예컨데, 서로 다른 곳에 위치한 매크로 기지국과 매크로 기지국 사이의 반송파 결합, 혹은 서로 다른 곳에 위치한 피코 기지국과 피코 기지국 사이의 반송파 결합 등에도 모두 적용 가능하다. 또한 결합되는 반송파의 개수에도 제한받지 않는다.

도 2의 예에서 매크로 기지국은 하향링크 신호 전송을 위한 주파수 f1 을 사용하고, 피코 기지국은 하향링크 신호 전송을 위한 주파수 f2 를 사용하는 것을 가정한다. 소정의 단말(209)에게 매크로 기지국은 주파수 f1 을 통해 데이터 혹은 제어정보 전송을 하고, 피코 기지국은 주파수 f2 를 통해 데이터 혹은 제어정보 전송을 한다. 상기와 같은 반송파 결합을 통해 여러 기지국이 서로 다른 주파수를 통해서 단말에게 동시에 신호 전송을 할 수 있고, 따라서 최대 데이터 전송 속도 (peak data rate) 및 시스템 스루풋 (system throughput) 을 향상 시킬 수 있다.

도 2의 구성은 하향링크 반송파 결합뿐만 아니라, 상향링크 반송파 결합에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다. 예컨데, 단말은 매크로 기지국에게 상향링크 신호 전송을 위한 주파수 f1’을 통해 데이터 혹은 제어정보 전송을 하고, 단말은 pico 기지국에게 상향링크 신호 전송을 위한 주파수 f2’을 통해 데이터 혹은 제어정보 전송을 할 수 있다.

이하 본 발명에서는, Pcell 과 Scell로 구성되는 반송파 결합 시스템을 설명한다. Pcell(Primary Cell 또는 제1 셀)은 단말에게 기본적인 무선자원을 제공하며, 단말이 초기접속 및 핸드오버 등의 동작을 수행하는데 기준이 되는 셀을 의미한다. Pcell 은 하량링크 primary frequency (혹은 Primary Component Carrier; PCC)와 상량링크 primary frequency 로 구성된다. 그리고 Scell(Secondary Cell 또는 제2 셀)은 단말에게 Pcell과 함께 추가적인 무선자원을 제공하는 셀로서 하향링크 secondary frequency (혹은 Secondary Component Carrier; SCC) 와 상향링크 secondary frequency 로 구성된다. 단말이 기지국으로 피드백하는 HARQ ACK/NACK 과 채널상태정보 (CSI; Channel Status Indicator) 등은 단말이 제어정보를 전송하기 위한 상량링크 물리제어채널인 PUCCH (Physical Uplink Control Channel)로 구성한 후, 상향링크 주파수를 통하여 기지국으로 전송한다.

이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명의 주요 요지를 설명한다.

<제 1 실시예>

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 기지국 사이에 반송파 결합을 통하여 광대역 LTE-A 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3은 하향링크 주파수 f1 및 상향링크 주파수 f1’으로 운용되는 매크로 기지국(301) 과 하향링크 주파수 f2 및 상향링크 주파수 f2’으로 운용되는 피코 기지국 (302) 이 서로 다른 곳에 위치하고 반송파 결합된 예시를 나타낸다. 추가적으로, 상기 매크로 기지국은 상기 상향링크 주파수 f2’를 통해 전송된 상향링크 신호를 수신 및 프로세스 할 수 있는 기능을 갖춘 특징이 있다. 매크로 기지국과 pico 기지국은 상호 연결되어 있으며, 일정 정도의 백홀 딜레이 (backhaul delay)를 갖는다. 따라서 매크로 기지국과 pico 기지국 사이에 전송 지연에 민감한 정보를 교환하는 것은 바람직하지 않다. 도 3의 시스템 구성에서 단말(303)은 하향링크 주파수 f1, f2 를 통한 하향링크 신호 수신 및 프로세스 기능과 상향링크 주파수 f1’, f2’을 통한 상향링크 신호 전송 및 프로세스 기능을 갖추고 있다.

PUCCH를 통해 HARQ ACK/NACK 혹은 CSI 등의 상향링크 제어정보(UCI; Uplink Control Information)를 단말이 전송하는 경우, 상기 PUCCH는 UCI의 정보량이 상대적으로 작아 협대역 신호로 구성되고, UCI 에 대해 높은 수신성능이 요구되어 고전력 전송이 필요하다. 만약 단말이 f1’ 및 f2’ 를 통해 각각 협대역 고전력 신호를 동시에 전송하게 되면, 상기 협대역 고전력 신호 사이에 상호 간섭이 발생하고, 인접한 타 시스템으로 간섭을 인가하게 되며, 단말의 가용한 전송전력이 부족한 상황이 발생할 수 있다. 따라서 임의의 순간 단말은 상향링크 주파수 f1’ 과 f2’를 통해서 동시에 UCI를 전송할 수 없고, 하나의 상향링크 주파수를 선택해서 UCI를 전송해야 하는 제약사항을 적용해야 한다.

그러나 단말이 데이터를 전송하는 경우에는 상대적으로 낮은 전송전력으로 신호전송이 가능하고, 전송 신호의 대역폭도 상대적으로 커서 상호 간섭문제도 적은 특징이 있다. 따라서 데이터 전송의 경우, 임의의 순간 단말은 상향링크 주파수 f1’ 및 f2’을 통해서 동시에 데이터 전송이 가능하다.

도 3의 시스템 구성에서 단말은 상향링크 주파수 f2’을 통해서 PUCCH를 전송하게 된다. 상기 PUCCH는 매크로 기지국에 대응되는 UCI, 혹은 피코 기지국에 대응되는 UCI, 혹은 매크로 기지국에 대응되는 UCI 와 피코 기지국에 대응되는 UCI를 모두 포함할 수 있다. 매크로 기지국과 피코 기지국은 모두 상향링크 주파수 f2’을 통해서 전송되는 신호를 수신 및 프로세스 할 수 있는 기능이 있으므로, 상기 f2’을 통해서 전송되는 PUCCH를 수신할 수 있다.

반송파 결합이 가능한 단말이라 하더라도, 단말이 시스템에 초기접속 시에는 반송파 결합이 아닌 상태로 동작한다. 단말의 초기접속이 완료된 이후에 단말이 접속한 기지국은 단말의 반송파 결합 가능 여부를 판단하여, 상기 반송파 결합이 가능한 단말에 대해 반송파 결합을 지시할 수 있다. 기지국이 단말에게 상기 반송파 결합을 지시할 경우, 적어도 다음 정보들의 일부 혹은 전부를 포함하여 상위계층 시그널링을 통해 알려준다. 또한 상기 기지국은 반송파 결합을 적용할 추가 기지국에게 하기 정보들의 일부 혹은 전부를 포함하는 제어정보를 기지국 시그널링을 통해 알려준다.

- 제 1 정보: 반송파 결합의 대상이 되는 Scell 정보로서, Scell 에 대한 하향링크 주파수 혹은 상향링크 주파수 관련 정보를 포함한다.

- 제 2 정보: 단말이 PUCCH 전송에 사용할 상향링크 주파수 관련 정보

- 제 3 정보: 단말이 UCI 전송에 적용할 PUCCH 전송 포맷으로, 기존 LTE-A 시스템에 정의된 PUCCH format 1a/1b/2/3 중 하나이거나 혹은 새로운 PUCCH format 이 될 수 있다.

- 제 4 정보: PUCCH 자원정보로서, 단말이 PUCCH 전송 시 필요한 리소스 블록 정보, 직교 시퀀스 정보, 순환 쉬프트 정보 등을 직간접적으로 계산하는데 필요하다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 UCI를 피드백하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4는 단말이 기지국에게 접속한 후, 반송파 결합 여부에 따라, PUCCH 를 통해 UCI 를 피드백하는 일련의 절차를 도시한다.

먼저 401 단계에서 단말은 LTE-A 시스템에 초기접속을 수행한다. 초기접속은 랜덤 액세스 (Random Access) 절차를 거쳐 이루어진다. 초기접속이 완료되면, 기지국의 제어에 따라 단말과 기지국 사이에 데이터 송수신이 가능하게 된다. 초기접속이 완료되는 경우, 단말은 402 단계로 진행하여, 기지국에게 단말 capability 를 보고한다. 단말 capability 는 해당 단말이 LTE-A 시스템의 여러 기능들 중에서 어떤 기능들을 지원하는지를 나타내는 정보로서, 반송파 결합이 가능한지 여부를 나타내는 제어정보 등을 포함한다.

기지국은 단말로부터 보고받은 단말 capability 등을 고려하여 해당 단말에 대해 반송파 결합 여부를 판단한다. 기지국이 해당 단말에게 반송파 결합을 결정하는 경우, 기지국은 단말에게 상기 제 1 제어 정보 내지 제 4 제어 정보의 일부 혹은 전부를 포함하는 반송파 결합 지시를 시그널링을 통해 알려준다.

단말은 403 단계에서 반송파 결합 지시 수신 여부를 판단하여, 반송파 결합 지시를 수신하는 경우, 404 단계로 진행하여 기지국으로부터 시그널링 받은 반송파 결합 지시에 따라 반송파 결합을 설정한다. 이후, 단말은 초기접속시 적용한 하향링크 주파수와 상향링크 주파수, 그리고 반송파 결합을 통해 설정한 추가적인 하향링크 주파수와 상향링크 주파수를 통해서 기지국과 데이터 및 제어정보 송수신을 수행한다.

그 후, 단말은 405 단계로 진행하여, 단말이 PUCCH 를 통해 기지국으로 피드백할 UCI 가 있는 경우, 반송파 결합 지시에 포함된 상향링크 주파수를 통해서 PUCCH 를 전송한다.

기지국이 단말에게 반송파 결합을 지시하지 않는 경우, 단말과 기지국은 초기접속 시 적용한 하향링크 주파수와 상향링크 주파수를 통해서 데이터 및 제어정보 송수신을 수행한다. 그 후, 단말은 406 단계로 진행하여 단말이 PUCCH 를 통해 기지국으로 피드백할 UCI 가 있는 경우, 초기접속 시 적용한 상향링크 주파수를 통해서 PUCCH 를 전송하고 기지국은 이를 수신한다.

상기와 같이 반송파 결합되어 동작하는 단말이 PUCCH 를 통해 UCI 를 전송할 때, PUCCH 에 포함되는 UCI 가 어느 기지국에 대응되는지에 따라 단말은 전송전력을 조절한다. 일반적으로 매크로 기지국은 넓은 커버리지를 제공하므로 단말과 매크로 기지국 사이의 거리가 상대적으로 길다. 또한, 높은 수신 성능이 요구되는 제어정보를 매크로 기지국에게 전송하는 경우, 단말은 상대적으로 높은 전송전력으로 신호를 전송해야 한다.

반면, 피코 기지국은 상대적으로 적은 커버리지를 제공하므로 단말과 피코 기지국 사이의 거리가 상대적으로 짧아서, 단말은 매크로 기지국으로 신호를 전송하는 경우에 비해 상대적으로 적은 전송전력으로 피코 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 따라서 상기 도 3과 같이 단말이 상향링크 주파수 f2’을 통해서 UCI를 PUCCH 에 실어서 전송하는 경우, 상기 PUCCH 가 적어도 매크로 기지국에 대응되는 UCI 를 포함하면, 단말은 상기 매크로 기지국의 전력제어 정보에 따라 PUCCH 의 전송전력을 설정하여 전송한다. 만약 상기 PUCCH 가 매크로 기지국에 대응되는 UCI 를 포함하지 않고 피코 기지국에 대응되는 UCI 만을 포함하면, 단말은 상기 피코 기지국의 전력제어 정보에 따라 PUCCH 의 전송전력을 설정하여 전송한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 PUCCH 전송전력을 조절하는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하여 상기 단말의 PUCCH 전송전력 조절 방법을 일반화하면 다음과 같다. 단말이 PUCCH 로 UCI 를 전송하고자 하는 경우, 501 단계에서 단말은 전송하고자 하는 PUCCH 에 UCI(0) 이 포함되는지 여부를 판단한다. UCI(0) 은 기지국(0)에 대응되는 UCI이고, UCI(1)은 기지국(1)에 대응되는 UCI를 나타낸다. 그리고 기지국은 사전에 반송파 결합된 기지국 중에서 어느 기지국을 기지국(0)으로 설정하고, 어느 기지국을 기지국(1)로 설정할지를 미리 결정해서 단말에게 알려준다. 혹은 어느 기지국에 대응되는 UCI 가 단말이 전송할 PUCCH에 포함되었는지 여부에 따라, PUCCH의 전송전력을 어떻게 조정해야 하는지에 관한 정보를 기지국이 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국을 기지국(0)으로 설정하고, 피코 기지국을 기지국(1)로 설정할 수 있다. 따라서 단말은 전송하고자 하는 PUCCH에 UCI(0)의 포함여부에 따라 PUCCH의 전송전력을 조절할 수 있게 된다.

501 단계의 판단 결과, 단말이 전송하고자 하는 PUCCH 에 UCI(0) 이 포함되어 있는 경우, 단말은 502 단계로 진행하여 기지국(0) 으로부터의 전력제어 정보에 따라 PUCCH 의 전송전력을 설정하여 전송한다. 501 단계의 판단 결과 단말이 전송하고자 하는 PUCCH 에 UCI(0) 이 포함되어 있지 않는 경우, 단말은 503 단계로 진행하여 기지국(1) 로부터의 전력제어 정보에 따라 PUCCH의 전송전력을 설정하여 전송한다. 상기 각 기지국의 전력제어 정보는 TPC (Transmit Power Control) 정보, 기지국이 관장하는 셀 내의 간섭을 고려한 전력 제어정보, 기지국과 단말 사이의 경로손실 (pathloss) 정보 등을 포함할 수 있다.

<제2 실시예>

제2 실시예는 제1 실시예의 도 3의 시스템 구성과 동일한 구성 하에서, 단말이 하향링크 반송파 결합은 지원하지만 상향링크 반송파 결합은 지원하지 않는 경우의 동작을 설명한다. 즉, 단말은 임의의 시점에 상향링크 데이터 혹은 제어정보를 전송하고자 하는 경우, 하나의 상향링크 주파수 만을 통해서 전송할 수 있다. 도 3의 예를 적용하면, 단말은 하향링크 주파수 f1 및 f2 를 동시에 지원하고, 상향링크 주파수는 임의의 한 순간 f1’ 혹은 f2’ 중 하나만 지원한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 단말이 UCI를 피드백하는 방법을 나타낸 순서도이다. 단말이 도 3과 같은 시스템 구성에서 어떻게 PUCCH 를 통해 UCI를 피드백하는지 도 6을 참조하여 설명한다.

먼저 601 단계에서 단말은 LTE-A 시스템에 초기접속을 수행한다. 초기접속은 랜덤 액세스 (Random Access) 절차를 거쳐 이루어진다. 초기접속이 완료되면 기지국 제어에 따라 단말과 기지국 사이에 데이터 송수신이 가능하게 된다.

초기접속이 완료된 후, 기지국은 단말의 하향링크 반송파 결합 가능 여부를 판단하여, 반송파 결합을 결정한다. 도 3의 시스템 구성에서 단말이 초기접속한 기지국이 피코 기지국이고, 이 기지국이 추가로 매크로 기지국에 대한 하향링크 반송파 결합을 결정하는 경우, 기지국은 반송파 결합 지시를 단말에게 시그널링을 통해 알려준다. 또한, 단말이 초기접속한 기지국이 매크로 기지국이고, 기지국이 추가로 피코 기지국에 대한 하향링크 반송파 결합을 결정하는 경우에도 기지국은 반송파 결합 지시를 단말에게 시그널링을 통해 알려준다.

단말은 602 단계에서 반송파 결합 지시를 수신하고, 603 단계로 진행하여 어떤 기지국에 대한 반송파 결합 지시인지 여부를 판단한다.

603 단계에서 피코 기지국에 대한 하향 링크 반송파 결합 지시인 경우, 단말은 604 단계로 진행하여 지시에 따라 피코 기지국에 대한 하향링크 반송파 결합을 수행한다.

이후, 단말과 반송파 결합된 피코 기지국 및 매크로 기지국은 단말이 초기접속 시 적용한 하향링크 주파수 f1와 반송파 결합을 통해 설정한 추가적인 하향링크 주파수 f2 를 통해서 하향링크 데이터 및 제어정보 송수신을 수행한다. 그리고 상향링크 데이터 및 제어정보는 피코 기지국의 상향링크 주파수에 대응되는 f2’를 통해 전송한다.

그 후, 단말은 605 단계로 진행하여 PUCCH 를 통해 기지국으로 피드백할 UCI 가 있는 경우, 초기접속 시 적용한 상향링크 주파수 f1’이 아닌 반송파 결합된 피코 기지국의 상향링크 주파수 f2’을 통해서 PUCCH 를 전송한다.

상기와 같은 동작을 통해서 단말의 상향링크 신호 전송은 매크로 기지국 및 피코 기지국이 모두 수신 할 수 있는 상향링크 주파수 f2’을 통해서 이뤄지게 함으로써, 매크로 기지국은 매크로 기지국에 대응되는 UCI 를 획득하도록 하고, 피코 기지국은 피코 기지국에 대응되는 UCI를 각각 획득할 수 있도록 한다.

603 단계에서 매크로 기지국에 대한 하향 링크 반송파 결합 지시인 경우, 단말은 606 단계로 진행하여 지시에 따라 매크로 기지국에 대한 하향링크 반송파 결합을 수행한다.

이후, 단말과 반송파 결합된 피코 기지국 및 매크로 기지국은 단말이 초기접속 시 적용한 하향링크 주파수 f2와 상향링크 주파수 f2’, 그리고 반송파 결합을 통해 설정한 추가적인 하향링크 주파수 f1 을 통해서 데이터 및 제어정보 송수신을 수행한다.

그 후, 단말은 607 단계로 진행하여 PUCCH 를 통해 기지국으로 피드백할 UCI 가 있는 경우, 초기접속 시 적용한 상향링크 주파수 f2’을 통해서 PUCCH 를 전송하고 기지국은 이를 수신한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 기지국 장치 (700)는 반송파 결합 제어부 (710), 스케쥴러 (720), PDCCH 블록 (731), PDSCH 블록 (732), PHICH 블록 (733), 다중화기 (734), 송신 RF 블록 (735)으로 구성되는 송신부 (730) 및 PUCCH 블록 (741), PUSCH 블록 (742), 역다중화기 (743), 수신 RF 블록 (744)으로 구성되는 수신부 (740)로 구성된다.

반송파 결합 제어부 (710)는 단말에게 전송할 데이터 양, 시스템 내에 가용한 리소스 양 등을 참고하여 스케쥴링 하고자 하는 단말에 대해 반송파 결합 여부를 판단하여 스케쥴러 (720), 송신부 (730) 및 수신부 (740)의 각각의 구성블록들에게 알려준다. PDCCH 블록 (731)은 스케쥴러 (720) 및 반송파 결합 제어부 (710)의 제어에 따라 스케쥴링 정보 등을 포함하는 하향링크 제어정보에 대해 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)를 생성한다. PDSCH 블록 (732)은 스케쥴러 (720) 및 반송파 결합 제어부 (710)의 제어에 따라 하향링크 데이터에 대해 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)를 생성한다. PHICH 블록 (733)은 스케쥴러 (720) 및 반송파 결합 제어부 (710)의 제어에 따라 상향링크 데이터에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보에 대해 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 PHICH (Physical HARQ Indicator Channel)를 생성한다. 각각의 PDCCH 블록 (731), PDSCH 블록 (732), PHICH 블록 (733)에서 생성된 PDCCH, PDSCH, PHICH 는 다중화기 (734)에 의해 다중화된 다음, 송신 RF 블록 (735)에서 신호처리 된 후, 매크로 기지국의 하향링크 주파수 f1을 통해 단말에게 전송된다.

매크로 기지국 수신부 (740)는 매크로 기지국의 상향링크 주파수 f1’뿐만 아니라, 반송파 결합된 피코 기지국의 상향링크 주파수 f2’에 대해서도 수신할 수 있는 기능을 갖는다. 매크로 기지국 수신부 (740)는 수신 RF (744)를 통해 수신한 신호를 역다중화기(743)에서 역다중화하여 각각 PUCCH 블록, PUSCH 블록으로 배분한다. PUCCH 블록 (741)은 UCI 를 포함하는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 에 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 HARQ-ACK/NACK, CSI 등의 정보를 획득한다. PUSCH 블록 (742)은 단말의 상향링크 데이터를 포함하는 PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) 에 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 단말이 전송한 상향링크 데이터를 획득한다. 기지국 수신부 (740)는 PUCCH 블록 (741)과 PUSCH 블록 (742)의 출력 결과를 스케쥴러 (720) 및 반송파 결합 제어부 (710)로 인가하여 각각 스케쥴링 프로세스 및 반송파 결합 판단에 활용할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 단말 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 단말은 하향링크 주파수 f1, f2 에 대한 수신 기능과, 상향링크 주파수 f1’, f2’에 대한 송신 기능을 구비한다. 도 8을 참조하면, 단말 (800)은 반송파 결합 제어부 (810), PDCCH 블록 (821), PDSCH 블록 (822), PHICH 블록 (823), 역다중화기 (824), 수신 RF블록 (825)으로 구성되는 수신부 (820)와 PUCCH 블록 (831), PUSCH 블록 (832), 다중화기 (833), 송신 RF 블록 (834)으로 구성되는 송신부 (830)로 구성된다.

반송파 결합 제어부 (810)는 기지국로부터 수신한 제어정보로부터 단말의 반송파 결합상태를 조정하고, 수신부 (820) 및 송신부 (830)의 각각의 구성 블록들을 제어한다.

수신부 (820)에서 PDCCH 블록 (821)은 단말이 하향링크 주파수 f1 혹은 f2를 통해 수신한 PDCCH에 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 하향링크 제어정보를 획득한다. PDSCH 블록 (822)은 단말 (800)이 하향링크 주파수 f1 혹은 f2를 통해 수신한 PDSCH에 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 하향링크 데이터를 획득한다. PHICH 블록 (823)은 단말 (800)이 하향링크 주파수 f1 혹은 f2를 통해 수신한 PHICH에 대해 복조, 채널 디코딩 등의 프로세스를 수행하여 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 HARQ-ACK/NACK 정보를 획득한다.

송신부 (830)에서 PUCCH 블록 (831)은 반송파 결합 제어부 (810)의 제어에 따라 매크로 기지국 혹은 피코 기지국에 대응되는 HARQ-ACK/NACK, CSI 등을 포함하는 UCI 에 대해 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 PUCCH를 생성한다. PUSCH 블록 (832)은 반송파 결합 제어부 (833)의 제어에 따라 매크로 기지국 혹은 피코 기지국에 대응되는 상향링크 데이터에 대해 채널 코딩, 변조 등의 프로세스를 수행하여 PUSCH를 생성한다. 각각의 PUCCH 블록 (831), PUSCH 블록 (832)에서 생성된 PUCCH, PUSCH 는 다중화기 (833)에 의해 다중화된 다음, 송신 RF 블록 (834)에서 신호처리 된 후, PUSCH 는 상향링크 주파수 f1’ 혹은 f2’을 통해 기지국에게 전송되고, PUCCH 는 상향링크 주파수 f2’를 통해 기지국에게 전송된다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

710: 반송파 결합 제어부
720: 스케쥴러
730: 송신부
740: 수신부
810: 반송파 결합 제어부
820: 수신부
830: 송신부

Claims

반송파 결합을 지원하는 통신 시스템에서 단말의 물리채널 송신 방법에 있어서,
반송파 결합 설정 정보를 수신하는 단계;
상기 단말이 초기 접속하는 제1 기지국 및 상기 반송파 결합 설정 정보에 따라 추가되는 제2 기지국에 대한 복수의 반송파들을 결합하는 단계; 및
상기 제1 기지국의 커버리지(coverage) 크기가 상기 제2 기지국의 커버리지 크기보다 큰 경우, 상기 제2 기지국의 상향링크 주파수 상에서, 상기 제1 기지국의 제1 상향링크 제어 정보 및 상기 제2 기지국의 제2 상향링크 제어 정보를 포함하는 상향링크 제어 채널을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 반송파 결합 설정 정보는,
반송파 결합 과정에서 추가되는 상향링크 및 하향링크 주파수, 상기 상향링크 제어 채널의 전송 포맷, 및 상기 상향링크 제어 채널의 전송 자원 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 상향링크 제어 채널을 전송하는 단계는,
복수의 기지국들 중 가장 높은 송신 전력을 갖는 기지국에 의해 전송된 송신 전력 제어 정보에 따라 상기 상향링크 제어 채널의 송신 전력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
반송파 결합을 지원하는 통신 시스템에서 제1 기지국의 물리채널 수신 방법에 있어서,
단말과 초기 접속을 수행하는 단계;
상기 단말로 반송파 결합 설정 정보를 전송하는 단계; 및
상기 제1 기지국 및 상기 반송파 결합 설정 정보에 따라 추가되는 제2 기지국에 대한 복수의 반송파들이 결합되고 상기 제1 기지국의 커버리지(coverage) 크기가 상기 제2 기지국의 커버리지 크기보다 큰 경우, 상기 제2 기지국의 상향링크 주파수 상에서 상기 제1 기지국의 제1 상향링크 제어 정보 및 상기 제2 기지국의 제2 상향링크 제어 정보를 포함하는 상향링크 제어 채널을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 반송파 결합 설정 정보는,
반송파 결합 과정에서 추가되는 상향링크 및 하향링크 주파수, 상기 상향링크 제어 채널의 전송 포맷, 및 상기 상향링크 제어 채널의 전송 자원 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 상향링크 제어 채널을 수신하는 단계는,
복수의 기지국들 중 가장 높은 송신 전력을 갖는 기지국에 의해 상기 단말로 전송된 송신 전력 제어 정보에 기반하여 결정된 상기 상향링크 제어 채널의 송신 전력에 따라 상기 상향링크 제어 채널을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 단말 장치에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되며, 반송파 결합 설정 정보를 수신하고, 상기 단말이 초기 접속하는 제1 기지국 및 상기 반송파 결합 설정 정보에 따라 추가되는 제2 기지국에 대한 복수의 반송파들을 결합하며, 상기 제1 기지국의 커버리지(coverage) 크기가 상기 제2 기지국의 커버리지 크기보다 큰 경우, 상기 제2 기지국의 상향링크 주파수 상에서, 상기 제1 기지국의 제1 상향링크 제어 정보 및 상기 제2 기지국의 제2 상향링크 제어 정보를 포함하는 상향링크 제어 채널을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 반송파 결합 설정 정보는,
반송파 결합 과정에서 추가되는 상향링크 및 하향링크 주파수, 상기 상향링크 제어 채널의 전송 포맷, 및 상기 상향링크 제어 채널의 전송 자원 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는,
복수의 기지국들 중 가장 높은 송신 전력을 갖는 기지국에 의해 전송된 송신 전력 제어 정보에 따라 상기 상향링크 제어 채널의 송신 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
반송파 결합을 지원하는 통신 시스템의 제1 기지국 장치에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되며, 단말과 초기 접속을 수행하고, 상기 단말로 반송파 결합 설정 정보를 전송하고, 상기 제1 기지국 및 상기 반송파 결합 설정 정보에 따라 추가되는 제2 기지국에 대한 복수의 반송파들이 결합되고 상기 제1 기지국의 커버리지(coverage) 크기가 상기 제2 기지국의 커버리지 크기보다 큰 경우 , 상기 제2 기지국의 상향링크 주파수 상에서 상기 제1 기지국의 제1 상향링크 제어 정보 및 상기 제2 기지국의 제2 상향링크 제어 정보를 포함하는 상향링크 제어 채널을 상기 단말로부터 수신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 장치.
제10항에 있어서, 상기 반송파 결합 설정 정보는,
반송파 결합 과정에서 추가되는 상향링크 및 하향링크 주파수, 상기 상향링크 제어 채널의 전송 포맷, 및 상기 상향링크 제어 채널의 전송 자원 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는,
복수의 기지국들 중 가장 높은 송신 전력을 갖는 기지국에 의해 상기 단말로 전송된 송신 전력 제어 정보에 기반하여 결정된 상기 상향링크 제어 채널의 송신 전력에 따라 상기 상향링크 제어 채널을 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.