KR102341474B1 - 빔포밍 시스템에서 단말의 송신 전력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 빔포밍 시스템에서 빔의 변화에 따른 상향링크 송신전력 제어를 동작시키기 위한 단말 및 기지국의 동작 방법 및 장치를 제공한다.

Description

빔포밍 시스템에서 단말의 송신 전력 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMIT POWER CONTROL OF TERMINAL IN BEAMFORMING SYSTEM}

본 발명은 빔포밍 시스템에서 단말의 전력 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로 빔의 변화에 따른 단말의 상향링크 전력제어를 지원하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

최근 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-Advanced의 발전에 따라 빔포밍 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 이러한 빔포밍 시스템에서는 빔의 변화에 따른 상향링크 송신전력 제어가 필요하다.

본 발명은 빔포밍 시스템에서 빔의 변화에 따른 상향링크 송신전력 제어를 동작시키기 위한 단말 및 기지국의 동작 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔포밍을 사용하는 시스템에서 빔의 변화에 따른 전력제어를 통해 단말의 상향링크 성능을 확보하고, 단말의 전력을 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 전력제어를 통해 인접 셀로 야기하는 간섭을 최소화할 수 있다.

도 1은 단말의 송신전력 제어를 위한 파라미터 전송에 대한 예시를 나타낸다.
도 2는 하향링크 제어 채널과 해당 상향링크 데이터 채널의 전송 관계 예시(LTE)를 나타낸다.
도 3은 하향링크 제어 채널과 해당 상향링크 데이터 채널의 전송관계 예시를 나타낸다.
도 4는 하향링크 제어 채널과 해당 상향링크 데이터 채널의 전송관계 예시를 나타낸다.
도 5는 하향링크 제어 채널과 해당 상향링크 데이터 채널의 전송관계 예시를 나타낸다.
도 6은 하향링크 제어/데이터 채널과 해당 상향링크 HARQ-ACK 채널의 전송관계 예시(LTE)를 나타낸다.
도 7은 하향링크 제어/데이터 채널과 해당 상향링크 HARQ-ACK 채널의 전송관계 예시를 나타낸다.
도 8은 하향링크 제어/데이터 채널과 해당 상향링크 HARQ-ACK 채널의 전송관계 예시를 나타낸다.
도 9는 명시적 운용 방법의 예시를 나타낸다.
도 10은 암시적 운용 방법의 예시를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

단말의 상향링크 송신전력 제어의 목적은 인접 셀로의 간섭을 최소화하고 단말의 전력소모를 최소화하는 것이다. 또 다른 목적은 서빙 셀의 위치에 상관없이 기지국이 수신하는 신호의 세기를 일정 수준으로 유지함으로써, 단말의 송신신호가 기지국의 수신단 AGC(Automatic gain control)의 Dynamic range내에서 동작하도록 하는 것이다.

본 발명은 복수개의 빔/복수개의 waveform/복수개의 subcarrier spacing/복수개의 운용 대역 등을 다양하게 운용 가능한 시스템에서 폐루프 전력 제어 파라미터의 기지국과 단말의 동작 방법 및 장치를 포함한다.

도 1은 기지국의 송신전력 제어 파라미터 전송에 대한 예시이다. 기지국은 단말과의 Capability negotiation(단말의 능력 협상) 이전까지, 단말의 능력을 알 수 없기 때문에, 셀 내에 접속한 모든 단말이 능력에 관계없이, 공통적으로 사용할 수 있는 Cell-Specific 송신전력 파라미터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 종래 기술(LTE)에서는 물리적 상향링크 데이터 채널(Physical Uplink Shared channel: PUSCH)의 송신전력 제어를 위해 기지국이 단말로 P_{0 _ PUSCH} 파라미터를 전송할 수 있고, 물리적 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel: PUCCH)의 송신전력 제어를 위해 기지국이 단말로 P_{0 _ PUCCH}를 전송할 수 있다. 이때, P_{0 _ PUSCH}는 cell-specific한 파라미터, P_{0 _NOMINAL_ PUSCH}와 UE-specific한 파라미터, P_{0 _ UE _ PUSCH}로 구성된다. 이와 유사하게 P_{0 _ PUCCH}도 cell-specific한 파라미터, P_{0 _NOMINAL_ PUCCH}와 UE-specific한 파라미터, P_{0 _ UE _ PUCCH}로 구성된다. Cell-specific한 파라미터인 P_{0 _NOMINAL_ PUSCH}와 P_{0 _NOMINAL_ PUCCH}는 MIB(Master Information Block) 또는 SIB(System Information Block)와 같이 기지국이 broadcast하는 채널을 통해 단말에게 전송될 수 있다. 단말이 기지국에 접속하기 이전의 상태에서 UE-specific한 파라미터인 P_{0 _ UE _ PUSCH}와 P_{0_UE_PUCCH}는 단일 default 값으로 단말과 기지국에 내장돼 있을 수 있다. 이때, default 값은 0으로 설정될 수도 있다. 단말의 capability는 단말의 measurement parameter, handover, 단말의 beam관련 특성(송신 빔과 수신 빔의 reciprocity, 단말의 수신 빔(들)으로 송신 빔(들)을 선택할 수 있는지 여부 등) 등을 포함할 수 있다.

또 다른 일 예로, 기지국은 MIB 또는 SIB와 같은 broadcast 채널을 통해 하나 또는 2개 이상의 Cell-Specific 값을 configuration할 수 있다. 이때, Cell-Specific Configuration 값은, 기지국이 하향링크로 전송하는 다양한 하향링크 신호들 중, 각 하향링크 신호에서 사용하는 빔 종류별 이득 및 각 신호 별 차이, 송신 빔과 수신 빔 간 빔 이득 차이 등을 활성화할 수 있다. 앞서 언급한 하향링크로 기지국이 전송하는 다양한 신호들은 단말의 하향링크 동기를 획득하기 위한 PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal), CRS(Cell-specific Reference Signal), 또는 DMRS(Demodulation Reference Signal)들 중 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 단말은 앞서 언급한 default 값들(P_{0 _ UE _ PUSCH}와 P_{0_UE_PUCCH}) 또는 기지국이 활성화한 값들(기지국이 하향링크로 전송하는 다양한 하향링크 신호들 중, 각 하향링크 신호에서 사용하는 빔 종류별 이득 및 각 신호 별 차이, 송신 빔과 수신 빔 간 빔 이득 차이 등)을 도 1에서와 같이 기지국으로부터의 추가적인 명령이 있기 전까지 계속 사용할 수 있다. 이러한 기지국의 추가적인 명령 (P_{0 _ UE _ PUSCH}와 P_{0 _ UE _ PUCCH} 값의 Update)은 RRC Connection Setup 후, 또는 랜덤 액세스 절차 수행 후, UE-specific한 RRC signaling을 통해 이루어지거나 또는 L1-signaling(PDCCH)을 통해 이루어질 수 있다.

한편, 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 Cell-specific 그리고 UE-specific한 파라미터들의 구분 없이, 단일 P_{0 _ PUSCH}와 P_{0 _ PUCCH} 값을 사용할 수 있다. 이러한 값은 UE-specific RRC signaling을 통해 dedicated하게 각 단말로 전송되거나 Cell-specific하게 전송될 수 있다.

LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 i 번째 전송 단위에서 상향링크 데이터 채널(PUSCH, Physical Uplink Shared Channel)의 전송 전력 P_PUSCH(i)은 아래와 같이 결정될 수 있다. 단위는 [dBm]이다.

전송 전력은,

[수학식 1]

1) P_CMAX(i): i번째 전송 단위에서 단말이 사용 가능한 최대 송신 전력으로 단말의 전력 클래스 및 기지국으로부터 활성화된 파라미터들과 단말에 내장된 다양한 파라미터들에 의해 정해진다.

2) M_PUSCH(i): i번째 전송 단위에서 PUSCH 전송을 위해 사용하는 자원량(예를 들어, 주파수 축에서 PUSCH 전송을 위해 사용되는 Resource Block(RB)의 수)으로 기지국이 단말에 상위 시그널링으로 정해진다.

3) P_{0 PUSCH}(j): P_{0 PUSCH}(j)는 P_{0NOMINAL _ PUSCH _Nominal}(j)과 P_{0 UE _ PUSCH}(j)로 구성된다. P_{0NOMINAL_PUSCH_Nominal}(j)는 셀 특정한 값으로 Cell Specific한 RRC 시그널링으로 전송되고, P_{0 UE _ PUSCH}(j)는 단말 특정한 값으로 dedicated RRC 시그널링으로 전송되는 값이다. j는 PUSCH의 grant방식을 의미하고 LTE에서는 j=0은 semi-persistent grant, j=1은 dynamic scheduled grant, j=2는 random access response 등을 의미한다.

4) α(j): 기지국 단말간 경로 손실(pathloss)을 보상하기 위한 값으로 {0, … , 1}의 값 중 하나를 RRC signaling을 통해 단말에 알려준다.

5) Δ_TF(i): 아날로그 빔포밍을 고려한 시스템의 경우 DL reference signal(예, Synchronous Signal, DMRS, CSI-RS) 등에서 사용한 기지국의 송신 빔과 기지국의 SRS 수신 빔이 다를 수 있다. 이러한 빔의 차이를 보상해주는 파라미터로 기지국에서 시그널링(예, DCI(Downlink Control information, MAC Control Element, RRC 등)을 통해서 전송할 수 있다.

6) PL: 송신 전력 계산을 위한 기지국과 단말 사이의 경로 손실로서, 기지국과 단말의 링크 성능을 나타내는 지표이다. 아날로그 빔포밍을 사용하는 시스템에서는 기지국과 단말이 사용하는 빔 또는 빔-쌍에 따라 다양한 값으로 표현할 수 있다.

7) f(i): 상향링크 데이터 채널의 전송 전력 조절 파라미터로 closed loop parameter이다.

i 번째 전송 단위에서 사용하는 f(i)는 다음과 같이 얻을 수 있다. f(i)는 f(i-1)에 기지국이 전송한 값을 누적하여 사용할 수도 있고, 기지국이 전송하는 값을 그대로 적용할 수도 있다. 누적하여 사용(Accumulation Enabled)할 지, 절대값(Accumulation Disabled)을 사용할지는 기지국이 상위 레이어 시그널링으로 정해진다. 각각의 구체적인 동작은 다음과 같다.

7-1) 기지국이 단말에 closed loop parameter를 누적하도록 시그널링을 하는 경우에 단말은 다음과 같은 동작을 수행한다.

7-2) 기지국이 단말에 closed loop parameter를 누적하지 않도록 시그널링을 하는 경우에 단말은 다음과 같은 동작을 수행한다.

여기서,

는 i-K_PUSCH전송 단위에서 시그널링되는 값이다.

K_PUSCH는 FDD에서는 K_PUSCH=4로 고정되지만, TDD시스템에서는 [표 1a] 와 같이 정의되어 있다.

[표 1a] TDD 시스템에서 K_PUSCH 값

[표 1b] k for TDD configurations 0-6

예를 들어 TDD DL/UL Configuration 1의 경우, subframe number 2,3,7,8이 상향링크 subframe이고 0,1,4,5,6,9는 하향링크 subframe이다. Subframe number 2의 상향링크는 6번째 이전의 하향링크로부터 상향링크 전송 정보를 획득하는 것을 의미한다. 이 상향링크 전송 정보에는 δ_PUSCH(i-K_PUSCH)도 포함되어 있다.

또한, δ_PUSCH(i-K_PUSCH)값은 다음과 같이 정의하여 사용한다.

[표 2] TPC Command field in DCI format 예시

7-3) f(i)의 초기화: 기지국의 상위 시그널링에 의해 P_{0 UE _ PUSCH}(j)값이 변하거나, 서빙 기지국으로부터 random access response message를 수신하는 경우에 f(i) 를 초기화한다.

LTE 시스템에서는 하향링크 제어 채널(PDCCH) 전송 후 해당 상향링크 데이터(PUSCH) 전송에 대한 규칙이 [표 1b]와 같이 정의되어 있다. TDD UL/DL Configuration 1를 하나의 예로 보면 도 2와 같이 하향링크 제어 채널을 수신하고 해당 상향링크 데이터 채널 전송이 일련의 과정으로 이루어진다. 해당 데이터 채널 전송을 위해 필요한 전송 전력 계산은 [수학식 1]로부터 얻는다. Closed loop parameter를 accumulation하는 경우, 각 전송 단위에서의 단말이 사용하는 closed loop parameter를 보면 기지국의 시그널링에 따라 동작이 하고 기지국의 명령이 반영되어 운용된다. 즉, 기지국이 예상대로 단말의 closed loop parameter f(i) 운용이 가능하다.

예) f(7)=f(7-1)+δ_PUSCH(7-K_PUSCH)=0+3=3, 여기서 K_PUSCH=6

f(8)=f(8-1)+δ_PUSCH(8-K_PUSCH)=3+1=4, 여기서 K_PUSCH=4

[표 3] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

반면 하향링크 제어 채널에서 상향링크의 데이터 채널에 대한 할당이 동적으로 이루지는 시스템에서 LTE 전력제어 closed loop parameter의 운용 방법을 그대로 반영하면 기지국의 예상과 다른 단말 동작을 유발할 수 있다. 여기서 동적 할당은 하향링크 제어채널(PDCCH)을 통해 전송되는 상향 링크 할당 정보(grant)와 상향링크 데이터 채널(PUSCH)전송 사이의 시간을 동적으로 정할 수 있음을 의미한다. 상향링크 데이터 채널을 동적으로 할당하기 위해서 하향링크 제어채널(PDCCH)의 DCI(Downlink Control Information)에 K1이라는 정보를 도입하고 해당 정보를 DCI를 통해 단말에 전송한다. 도 3처럼 1번 전송 단위에서는 8번 전송단위에 상향 링크 데이터를 전송하도록 K1=7, 4번째 전송단위에서는 7번째 상향링크데이틀 전송하도록 K1=3이라고 전송할 수 있다. 이러한 상황에서 LTE의 closed loop parameter 운용 방식을 그대로 적용하면 8번 전송단위에서 closed loop parameter(f(8)=6)가 기지국이 예상한 closed loop parameter(f_e(8)=3)와 차이가 발생한다. 원인은 기지국이 상향링크 할당 정보를 전송하고 단말이 해당 상향링크 데이터를 전송하기 전에 새로운 상향링크 할당 및 상향링크 데이터 전송이 이루어지기 때문이다.

예) f(7)=f(7-1)+δ_PUSCH(7-K1)=0+3=3, 여기서 K1=3

f(8)=f(8-1)+δ_PUSCH(8-K1)=3+3=6, 여기서 K1=7

f_e(8)=f_e(8-1)+δ_PUSCH(8-K1)=0+3=3, 여기서 K1=7

[표 4] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

또한, K1과 같은 정보를 DCI에 직접 전송하는 경우 외에도 서비스 별로 다양한 K1 정의하는 시나리오가 존재할 수 있다. 예를 들어, URLLC(Ultra-Reliable Low Latency Communication)와 eMBB(enhanced Mobile Broadband)가 공존하는 시스템, 전송 단위의 크기가 다양한 경우(slot vs. mini-slot) 등이다. 도 4는 eMBB 서비스의 K1=5이고 URLLC 서비스의 K1=0로 약속하는 경우, 하향링크 제어 채널과 해당 상향링크 데이터 채널의 전송관계의 한 예이다. DCI로 K1값을 직접 전송하지 않고 상향링크 데이터의 서비스 종류를 전송하는 경우에도 동일한 문제가 발생한다.

예) f(3)=f(3-1)+δ_PUSCH(3-K1)=0+3=3, 여기서 K1=0

f(4)=f(4-1)+δ_PUSCH(4-K1)=3+3=6, 여기서 K1=0

f(7)=f(7-1)+δ_PUSCH(7-K1)=6+3=9, 여기서 K1=5

f_e(7)=f_e(7-1)+δ_PUSCH(7-K1)=0+3=9, 여기서 K1=5

[표 5] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

상기의 문제는 단말이 i번째 전송단위에서 상향링크의 데이터를 전송하기 위한 전력 계산시 사용되는 closed loop parameter가 기지국이 예상한 값과 달라지는 것이다. 본 발명은 closed loop parameter를 accumulation하는 경우에 발생하는 문제를 다음과 같은 방법으로 해결하고자 한다.

실시 예 1) 기지국이 상향링크 데이터를 전송하도록 Grant 정보를 전송한 시점(i-K1)의 TPC command(δ_PUSCH(i-K1))와 closed loop parameter(f(i-K1))를 이용하여 상향링크 데이터 전송시점(i)의 closed loop parameter f(i)를 업데이트한다.

본 발명은 전송 단위 i와 i-K1 사이에 새로운 자원할당 및 해당 상향링크 데이터 전송이 발생하더라도 f(i)의 계산에 영향을 받지 않도록 동작이 가능하기 때문에 기지국의 예상대로 반영이 가능하다. ([도 3] 참고)

예) f(7)=f(7-K1)+δ_PUSCH(7-K1)=0+3=3, 여기서 K1=3

f(8)=f(8-K1)+δ_PUSCH(8-K1)=0+1=1, 여기서 K1=7

f_e(8)=f_e(8-K1)+δ_PUSCH(8-K1)=0+1=1, 여기서 K1=7

[표 6] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

실시 예 2) 기지국이 상향링크 데이터를 전송하도록 Grant 정보를 전송한 시점(i-K1)과 상향링크 데이터 전송시점(i)사이에 새로운 Grant와 상향링크 데이터 전송이 발생하면 기 상향링크 데이터 전송시점(i)에서는 f(i)는 추가적인 업데이트를 수행하지 않고 이전 f(i-1)를 반영한다. 8번 전송단위에서의 f(i)는 기지국의 예상결과와는 다르지만, 가장 최근 정보를 이용하여 f(i)에 반영하는 효과를 얻을 수 있다. ([도 3] 참고)

예) f(7)=f(7-1)+δ_PUSCH(7-K1)=0+3=3, 여기서 K1=3

f(8)=f(8-1)=3

f_e(8)=f(8-1)+δ_PUSCH(8-K1)=0+3=1

[표 7] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

실시 예 3) 기지국이 상향링크 데이터를 전송하도록 Grant 정보를 전송한 시점(i-K1)과 상향링크 데이터 전송시점(i)사이에 새로운 Grant와 상향링크 데이터 전송이 발생하면 새로운 Grant와 상향링크 데이터 전송을 위한 f(i)는 기지국이 전송한 TPC Command를 반영하여 업데이트하여 사용하고 저장하지 않는다. 즉, 다음 전송단위에서 사용하는 f(i)는 업데이트하기 전의 값을 유지한다. ([도 3] 참고)

예) f(7)=f(7-1)+δ_PUSCH(7-K1)=0+3=3, 여기서 K1=3

f(8)=f(8-1)+δ_PUSCH(8-K1)=0+1=1, 여기서 K1=7

f_e(8)=f_e(8-1)+δ_PUSCH(8-K1)=0+1=1, 여기서 K1=7

[표 8] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

실시 예 4) 기지국이 TPC Command를 전송한 시점(i-T_p)을 기준으로 일정 시간(T_p) 이후에 일정 시간(T_a)이전의 값을 이용하여 f(i)를 반영하여 운용한다. T_a와 T_p는 기지국이 상위 레이어 시그널링으로 단말에 전송하거나, 기지국 단말간 협상 시 정할 수도 있다.

여기서, T_a=1와 T_p=3으로 가정하고, ([그림-3] 참고)

예) f(4)=f(4-1)+δ_PUSCH(4-3)=0+1=1

f(7)=f(7-1)+δ_PUSCH(7-3)=1+3=4

f(8)=f(7)

[표 9] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

실시 예 5) 동적 할당이 가능한 시스템에서는 다양한 상황이 발생할 수 있다. 따라서 기지국이 closed loop parameter도 동적으로 운용한다. DCI에 TPC Command 값 이외에 TPC Command를 적용 및 관리하는 방법에 대한 field도 추가하여 운용한다. 예를 들면, 기지국이 전송한 TPC Command에 대해서 단말이 어떻게 적용할지를 TPC Command Usage Field를 통해서 전송한다. TPC Command Usage Field가 '0'이면 현재 TPC Command를 accumulation하고 accumulation을 상향 링크 데이터 전송을 위한 전력계산에 사용하고, closed loop parameter로 저장한다. '1'이면 현재 TPC Command를 accumulation하고 accumulation을 상향 링크 데이터 전송을 위한 전력계산에 사용하고, closed loop parameter는 accumulation 이전 값을 저장한다. '2'이면 accumulation을 수행하지 않고 현재 closed loop parameter를 이용하여 전송 전력을 계산하고 저장한다.

[표 10] TPC Command field 예시

[표 11] TPC Command Usage field 예시

실시 예 6) f(i)를 빔 별, 빔 그룹별, 빔 조합별, 서비스 종류(eMBB, URLLC, 등), waveform(CP-OFDM, SC-DFT, 등), Subcarrier Spacing(15KHz, 30KHz, 60KHz, 등)에 따라 다양한 값을 운용한다.

또한, 하향링크 제어 채널에서 상향링크의 데이터 채널에 대한 할당이 동적으로 이루지는 시스템에서 LTE 전력제어 closed loop parameter를 그대로 반영하면 또 다른 문제가 발생할 수 있다.

도 5와 같이 서로 다른 전송 단위에서 각각 K1을 전송하여 상향 링크 데이터를 전송할 전송 단위를 지정하는데 복수 개의 상향 링크 데이터 채널이 동일한 전송 단위에서 전송되도록 스케줄링되는 경우가 발생할 수 있다. 도 5처럼 1번 전송단위에서 K1=6, δ_PUSCH(1)=3, 4번 전송단위에서 K1=3, δ_PUSCH(4)=1을 전송하면, 7번 전송단위에서 2개의 상향링크 데이터 채널을 동시에 전송하는 경우가 발생한다. LTE 전송 전력 계산 방법을 적용하면, 각각의 상향링크 데이터 채널에 대해서 다른 f(i)=3 또는 f(i)=1 적용된다. LTE 전력제어는 상향링크 데이터 채널에 대해서 심볼당 동일한 전력제어를 적용하기 때문에 f(i)가 서로 다른 값을 갖는 복수개인 경우에 문제가 발생한다.

[표 12] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

본 발명은 상기와 같은 문제를 다음과 같은 방법으로 해결하고자 한다. 상기의 문제는 단말이 i번째 전송단위에서 복수개의 상향링크의 데이터를 전송하기 위한 전력 계산시 사용되는 closed loop parameter가 복수개가 존재하기 때문이다.

실시 예 1-1) 단말이 i 전송단위에서 상향링크의 데이터 채널이 복수개인 경우에 공통의 closed loop parameter를 적용한다. 공통의 closed loop parameter는 다음과 같은 기준으로 정할 수 있다. LTE 전력계산 방식을 예로 설명하면, i 전송단위를 기준으로 가장 최근에 수신한 TPC Command를 이용하여 i 전송단위의 closed loop parameter로 사용한다.

i 전송단위에서 K1은 복수의 K1중에서 가장 작은 값이다. 상기 예를 보면 7번 전송단위에서 K1은 3과 7 중에서 3으로 선택하여 해당 TPC Command를 closed loop parameter계산하는데 반영한다. 즉, f(7)=f(6)+δ_PUSCH(7-4)=0+1=1이다.

또한, 본 발명의 수식을 반영하면 다음과 같이 적용 가능하다. f(i)=f(i-K1)+δ_PUSCH(i-K1)이므로 K1 중 작은 값이 3이기 때문에 f(7)=f(7-3)+δ_PUSCH(7-3)=0+1=1이 된다.

실시 예 1-2) 단말이 i 번째 전송단위에서 상향링크의 데이터 채널이 복수개인 경우에 공통의 closed loop parameter를 적용한다. 공통의 closed loop parameter는 다음과 같은 기준으로 정할 수 있다. i 번째 전송단위에서 전송하는 상향링크 데이터 중 데이터 량(혹은 자원량, Modulation order, 등)이 가장 큰 것을 전송하기 위해 전송한 TPC Command를 이용하여 i 번째 전송단위의 closed loop parameter로 사용한다.

상기 예를 보면 7번 전송단위에서 상향링크 전송을 위해 할당된 자원량은 1번과 4번 전송 단위에서 할당한 정보 중 1번 전송단위에서 할당한 자원량이 더 크기 때문에 K1=6으로 선택하여 해당 Command를 closed loop parameter계산하는데 반영한다. 즉, f(7)=f(6)+δ_PUSCH(7-6)=0+3=3이다.

또한, 본 발명의 수식을 반영하면 다음과 같이 적용 가능하다. f(i)=f(i-K1)+δ_PUSCH(i-K1)이므로 K1=6이기 때문에 f(7)=f(7-6)+δ_PUSCH(7-6)= 0+3=3 이 된다.

실시 예 2) 단말이 i 번째 전송단위에서 상향링크의 데이터 채널이 복수개인 경우에 각 상향링크 데이터 채널에 해당하는 TPC Command를 반영하여 closed loop parameter를 업데이트하고 전송 전력 계산한다. 복수개의 상향링크 데이터를 전송하고 다음 전송단위의 closed loop parameter 계산을 위해 하나의 closed loop parameter를 결정한다. 결정하는 기준은 다음과 같다. i 번째 전송단위를 기준으로 가장 최근에 수신한 TPC Command를 이용하여 i 번째 전송단위의 대표 closed loop parameter로 결정한다. 상기 예를 보면 7번 전송단위에서 K1은 3과 7 중에서 3으로 선택하여 해당 TPC Command를 closed loop parameter계산하는데 반영한다. 즉, 7번 전송단위의 대표 closed loop parameter는 f(7)=f(6)+δ_PUSCH(7-4)=0+1=1과 같이 결정한다. 대표 closed loop parameter의 결정은 i번째 전송단위에서 상향링크를 전송하는 데이터 채널 중 가장 큰 자원량을 갖는 데이터 채널에 사용한 값, 가장 큰 TPC Command 값, 등으로 결정할 수도 있다.

LTE(Long Term Evolution) 시스템에서 i 번째 전송 단위에서 상향링크 제어 채널(PUCCH, Physical Uplink Control Channel)의 전송 전력P_PUCCH(i)은 아래와 같이 결정될 수 있다. 단위는 [dBm]이다.

전송 전력은,

[수학식 2]

1) P_CMAX(i): i번째 전송 단위에서 단말이 사용 가능한 최대 송신 전력으로 단말의 전력 클래스 및 기지국으로부터 활성화된 파라미터들과 단말에 내장된 다양한 파라미터들에 의해 정해진다.

2) P_{0 PUCCH}(j): P_{0 PUCCH}(j)는 P_{0NOMINAL _ PUCCH _Nominal}(j)과 P_{0 UE _ PUCCH}(j)로 구성된다. P_{0NOMINAL_PUCCH_Nominal}(j)는 셀 특정한 값으로 Cell Specific한 RRC 시그널링으로 전송되고, P_{0 UE _ PUCCH}(j)는 단말 특정한 값으로 dedicated RRC 시그널링으로 전송되는 값이다. j는 PUSCH의 grant방식을 의미하고 LTE에서는 j=0은 semi-persistent grant, j=1은 dynamic scheduled grant, j=2는 random access response 등을 의미한다.

3) PL: 송신 전력 계산을 위한 기지국과 단말 사이의 경로손실로서, 기지국과 단말의 링크 성능을 나타내는 지표이다. 아날로그 빔포밍을 사용하는 시스템에서는 기지국과 단말이 사용하는 빔 또는 빔-쌍에 따라 다양한 값으로 표현할 수 있다.

4) h(n_CQI n_HARQ,n_SR): CQI, HARQ, SR등의 정보량에 따른 값이다.

5) Δ_{F_ PUCCH}(F): PUCCH 포맷에 따른 상대적 값으로 PUCCH 포맷1a를 기준으로 상위 레이어로부터 전송된다.

6) Δ_TxD(F'): 2 안테나 포트를 이용하는 경우 상위 레이어로부터 전송되는 값이다.

7) g(i): 상향링크 제어 채널의 전송 전력 조절 파라미터로 closed loop parameter이다.

i 번째 전송 단위에서 사용하는 g(i)는 다음과 같이 얻을 수 있다. g(i)는 g(i-1)에 기지국이 전송한 값을 다음과 같이 누적하여 사용한다.

여기서, δ_PUCCH(i-k_m)는 i-k_m전송 단위에서 시그널링되는 값이다.

FDD에서는 k₀=4, M=1로 고정되지만, TDD 시스템에서는 k₀, M은 표 13과 같이 정의되어 있다.

[표 13] Downlink association set K:{k_0,k_1,…,k_(M-1),} for TDD

LTE 시스템에서는 하향링크 제어 채널(PDCCH) 전송 후 해당 하향링크 데이터(PDSCH)와 해당 HARQ-ACK전송에 대한 규칙이 [표 13]과 같이 정의되어 있다. TDD UL/DL Configuration 2를 하나의 예로 보면 도 6과 같이 하향링크 제어 채널을 수신하고 해당 하향링크 데이터 채널 전송, 단말이 해당 채널을 수신하여 성공 여부를 HARQ-ACK 전송 시점에 전송하는 일련의 과정으로 이루어진다. 해당 데이터 채널 전송을 위해 필요한 전송 전력 계산은 [수학식 2]로부터 얻는다. 여기서, 각 전송 단위에서의 단말이 사용하는 closed loop parameter는 다음과 같이 얻을 수 있다. 기지국은 단말이 사용하는 closed loop parameter를 예측하여 운용 가능하다. 여기서, DAI(Downlink Assignment Index)는 다음 PUCCH전송에서 동시에 전송하는 PDSCH의 HARQ ACK bundling 시 HARQ ACK의 에러를 방지하기 위해 전송되는 index이다.

예) g(12)=g(11-1)+δ_PUCCH(4)+δ_PUCCH(5)+δ_PUCCH(6)+δ_PUCCH(8)=5, 여기서 M=4

g(17)=g(17-1)+δ_PUCCH(10)+δ_PUCCH(11)+δ_PUCCH(12)+δ_PUCCH(13)=7, 여기서 M=4

[표 14] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

반면 하향링크 제어 채널(PDCCH) 전송 후 해당 하향링크 데이터(PDSCH) 및 해당 HARQ-ACK전송에 대한 할당이 동적으로 이루지는 시스템에서 LTE 전력제어 closed loop parameter를 그대로 반영하면 기지국의 예상과 다른 단말 동작을 유발할 수 있다. 여기서 동적 할당은 하향 링크 할당 정보(grant)와 해당 HARQ-ACK 전송 사이의 시간을 동적으로 정할 수 있음을 의미한다. 하향링크 제어채널과 하향링크 데이터 채널 전송 사이의 시간을 K0, 하향링크 데이터 채널과 해당 채널의 HARQ-ACK 전송 사이의 시간을 K2라고 정의하고 DCI를 통해 전송한다. 도 7처럼 0번 전송 단위에서는 1번 전송단위에 하향 링크 데이터를 전송하도록 K0=1과 해당 HARQ-ACK전송을 위해서 K2=8, 1번 전송 단위에서는 2번 전송단위에 하향 링크 데이터를 전송하도록 K0=1 과 해당 HARQ-ACK전송을 위해서 K2=7, 2번 전송 단위에서는 3번 전송단위에 하향 링크 데이터를 전송하도록 K0=1과 해당 HARQ-ACK전송을 위해서 K2=6을 전송하여 9번 전송단위에서 상기 3개의 PDSCH에 대한 HARQ-ACK을 전송한다. 또한, 5번 전송 단위에서는 6번 전송단위에 하향 링크 데이터를 전송하도록 K0=1과 해당 HARQ-ACK전송을 위해서 K2=1을 전송하여 운용하는 상황에서 LTE의 closed loop parameter를 그대로 적용하면 9번 전송단위에서 closed loop parameter(g(i)=xxx)가 기지국이 예상한 closed loop parameter(g(i)=xxx)와 차이가 발생한다. 원인은 기지국이 하향링크 데이터를 전송하고 단말이 해당 HARQ-ACK를 전송하기 전에 새로운 하향링크 할당 및 상향 HARQ-ACK 전송이 이루어지기 때문이다.

예) g(7)=g(7-1)+δ_PUCCH(5)=0+3=3,여기서 DAIcount=1

g(9)=g(9-1)+δ_PUCCH(0)+δ_PUCCH(1)+δ_PUCCH(2)=3+1+1+1=6, 여기서 DAIcont=3

[표 15] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

상기 문제는 K0, K2과 같은 정보를 DCI에 직접 도입하는 경우 외에도 서비스 별로 다양한 K0, K2을 갖는 시나리오가 존재할 수 있다. 예를 들어, URLLC(Ultra-Reliable Low Latency Communication)와 eMBB(enhanced Mobile Broadband)가 공존하는 시스템, 전송 단위의 크기가 다양한 경우(slot vs. mini-slot) 등이다. 도 8은 eMBB서비스는 K0=1,K2=6, URLLC 서비스는 K0=0,K2=1로 약속하는 경우, 하향링크 제어 및 데이터 채널과 해당 상향링크 HARQ-ACK 채널의 전송의 한 예이다. DCI로 K0와 K2값을 직접 전송하지 않고 하향링크 데이터의 서비스 종류를 전송하는 경우에도 동일한 문제가 발생한다.

예) g(6)=g(6-1)+δ_PUCCH(5)=0+3=3, 여기서 DAIcount=1

g(9)=g(9-1)+δ_PUCCH(2)=3+1=6, 여기서 DAIcount=1

[표 16] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

상기의 문제는 단말이 i 번째 전송단위에서 상향 HARQ-ACK을 전송하기 위한 전력계산시 사용되는 closed loop parameter가 기지국이 예상한 값과 달라지는 것이다. 본 발명은 상기와 같이 closed loop parameter를 accumulation하는 경우에 발생하는 문제를 다음과 같은 방법으로 해결하고자 한다.

실시 예 1) 기지국이 상향링크 HARQ-ACK를 전송하도록 Grant 정보를 전송한 시점(i-K0-K2)의 TPC command(δ_PUCCH(i))와 closed loop parameter g(i-K0-K2)를 이용하여 상향링크 HARQ-ACK 전송시점 i의 closed loop parameter g(i)를 업데이트한다.

단, 전송시점 i에 전송해야 할 HARQ-ACK이 복수 개인 경우, 기준 g(i-K0-K2)는 가장 큰 혹은 임의의 K0+K2을 기준으로 한다.

예) g(7)=g(7-1)+δ_PUCCH(5)=0+3=3,여기서 DAIcount=1

g(9)=g(9-1-8)+δ_PUCCH(0)+δ_PUCCH(1)+δ_PUCCH(2)=0+1+1+1=6, 여기서 DAIcont=3

[표 17] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

실시 예 2) 기지국이 상향링크 HARQ-ACK를 전송하도록 Grant 정보를 전송한 시점(i-K0-K2)과 상향링크 HARQ-ACK 전송시점(i) 사이에 새로운 Grant와 상향링크 HARQ-ACK 전송이 발생하면 기 상향링크 HARQ-ACK 전송시점(i)에서는 g(i)는 추가적인 업데이트를 수행하지 않고 이전 g(i-1)를 반영한다.

실시 예 3) 기지국이 상향링크 HARQ-ACK를 전송하도록 Grant 정보를 전송한 시점(i-K0-K2)과 상향링크 HARQ-ACK 전송시점(i) 사이에 새로운 Grant와 상향링크 HARQ-ACK 전송이 발생하면 새로운 Grant와 상향링크 HARQ-ACK 전송을 위한 g(i)는 기지국이 전송한 TPC Command를 반영하여 업데이트하여 사용하고 저장하지 않는다. 즉, 다음 전송단위에서 사용하는 g(i)는 업데이트하기 이전의 값을 유지한다.

예) g(7)=g(7-1)+δ_PUCCH(5)=0+3=3, 여기서 DAIcount=1

g(9)=g(9-1)+δ_PUCCH(0)+δ_PUCCH(1)+δ_PUCCH(2)=0+1+1+1=3, 여기서 DAIcont=3

[표 18] DCI 정보 전송 및 단말/기지국의 closed parameter 업데이트 예시

실시 예 4) 동적 할당이 가능한 시스템에서는 다양한 상황이 발생할 수 있다. 따라서 기지국이 closed loop parameter도 동적으로 운용한다. DCI에 TPC Command 값 이외에 TPC Command를 적용 및 관리하는 방법에 대한 field도 추가하여 운용한다. 예를 들면, 기지국이 전송한 TPC Command에 대해서 단말이 어떻게 적용할지를 TPC Command Usage Field를 통해서 전송한다. TPC Command Usage Field가 '0'이면 현재 TPC Command를 accumulation하고 accumulation을 상향 링크 데이터 전송을 위한 전력계산에 사용하고, closed loop parameter로 저장한다. '1'이면 현재 TPC Command를 accumulation하고 accumulation을 상향 링크 데이터 전송을 위한 전력계산에 사용하고, closed loop parameter는 accumulation 이전 값을 저장한다. '2'이면 accumulation을 수행하지 않고 현재 closed loop parameter를 이용하여 전송 전력을 계산하고 저장한다.

실시 예 5) g(i)를 빔 별, 빔 그룹별, 빔 조합별, 서비스 종류(eMBB, URLLC, 등), waveform (CP-OFDM, SC-DFT, 등), Subcarrier Spacing(15KHz, 30KHz, 60KHz, 등)에 따라 다양한 값을 운용한다.

또한 빔포밍을 적용한 시스템에서 LTE 전력제어 방식을 적용하면 다음과 같은 이슈가 발생할 수 있다. 빔 조합별로 경로 손실(pathloss)이 다르기 때문에 상향 링크의 전송 전력을 빔 조합을 무시하고 공통된 경로손실 등을 적용하면 기지국이 원하는 수신 전력을 달성하기 어려운 경우가 발생한다. 따라서, 빔포밍 시스템에서는 단말의 송신 및 기지국 수신 빔에 따라서 적절한 경로손실을 추정하여 반영하도록 해야 한다. 빔 조합별로 적절한 경로손실을 반영한다고 가정할 때 i 번째 전송 단위에서 k번째 빔의 상향링크 데이터 채널(PUSCH, Physical Uplink Shared Channel)의 전송 전력 P_{PUSCH ,k}(i)은 아래와 같이 결정될 수 있다. 단위는 [dBm]이다.

빔포밍 시스템의 전송 전력은 [수학식 3]과 같이 운용할 수 있다.

[수학식 3]

특히, P_{0 PUSCH ,k}(j), α_{PUSCH ,k}(j), PL_k, f_k(i)같은 파라미터 들은 빔 혹은 빔 조합별로 관리할 수 있고 공통의 값으로 관리 운용할 수 있다. 특히, closed loop parameter인 f_k(i)의 경우에는 다음과 같은 문제가 있을 수 있다. Open loop parameter들과 달리 closed loop parameter는 현재의 상태와의 차이를 지속적으로 피드백하고 업데이트하여 오차를 줄이는 역할을 하게 된다. Closed loop parameter를 이용하여 전송 전력의 오차를 줄이기 위해서는 연속적이고 주기적인 정보의 피드백이 필요하다. 하지만, 기지국과 단말간 빔 조합이 복수개가 존재하고 빔의 변화가 빈번히 발생하게 되면 연속적이고 주기적은 정보의 업데이트가 불가능하여 closed loop의 역할을 제대로 수행할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. LTE의 전력제어 운용방법을 그대로 적용하면 closed loop parameter의 초기화, 누적, 유지 등 일련의 동작을 동적으로 운용하기 어렵기 때문에 새로운 운용 방법이 필요하다.

Closed loop parameter에 대한 새로운 운용 방법은 다음과 같다.

실시 예 1) DCI를 통해서 명시적(explicit) 운용하는 방법

Closed loop parameter를 누적하는 동작에서, closed loop parameter 값을 초기화, 누적, 유지 등을 DCI에서 직접 시그널링하는 방법이다. 직접 시그널링하는 방법은 [표 19]와 같이 TPC command field에 reset을 포함시키거나, [표 20]과 같이 TPC Command이외에 TPC Reset field를 추가하여 reset시에 전송하는 방법이 가능하다. TPC Reset field가 전송되면 이전 f_k(i)를 그대로 사용하거나, f_k(i)=0로 초기화한다.

[표 19] TPC Command field in DCI format 예시

[표-20] TPC Command field and reset field in DCI format

도 9를 예로 들면 단말은 상위 레이어로부터 Accumulation Message를 수신하고 DCI로 전송되는 TPC Command Field와 TPC Reset Field를 이용하여 closed loop parameter의 구체적인 동작을 수행한다. Accumulation Enabled인 상태에서 TPC Reset field=0이면 TPC Command값을 이용하여 계속 accumulation을 수행하고, TPC reset field=1인 경우에는 TPC Command값에 상관없이 closed loop parameter를 f_k(i)=0으로 초기화한다. 또한, Accumulation disabled인 경우에도 TPC Reset field = 0인경우에는 TPC Command 값으로 반영하고, TPC Reset field = 1인 경우에는 f_k(i)=0으로 초기화한다. 본 방법은 기지국과 단말간 빔의 변화에 상관없이 기지국이 필요에 따라 운용하는 방법이다.

2) 상위 레이어 시그널링을 통해서 암시적(implicit) 운용 하는 방법

본 방법은 기지국과 단말간 빔의 변화가 발생하면 단말이 closed loop parameter를 초기화는 동작이 가능하도록 한다.

즉, 상위 레이어 시그널링을 다음과 같이 정의하여 사용한다. Accumulation Enabled, Accumulation Enabled with Beam Change Condition1, Accumulation Enabled with Beam Change Condition2, Accumulation Disabled 등이 가능하다.

Accumulation Enabled는 단말은 기지국과 단말간 beam의 변화와 상관없이 DCI의 TPC Command을 이용하여 closed loop parameter를 누적한다.

Accumulation Enabled with beam change condition1은 단말이 단말의 송신 빔의 변화가 발생하면 DCI의 TPC Command가 존재하더라도 closed loop parameter를 초기화한다.

Accumulation Enabled with beam change condition2은 단말이 기지국과 단말간 beam의 변화가 기지국의 명령에 의해 발생하면 closed loop parameter를 초기화한다.

Accumulation Disabled는 단말은 기지국과 단말간 beam의 변화와 상관없이 DCI의 TPC Command을 이용하여 절대값을 반영한다.

도 10을 예로 들면 설명하면, 단말은 기지국이 전송한 상위 레이어 메시지를 수신하고 Accumulation이 아닌 경우에는 TPC Command값을 이용하여 절대값을 반영한다. Accumulation중에서 다음의 경우로 나누어 동작을 수행한다. 조건이 없는 경우에는 무조건 TPC Command값을 이용하여 Accumulation을 수행하고, Accumulation Condition 1은 단말이 단말의 beam이 변화했는지 여부를 확인(기지국이 빔의 변화를 모를 수있음)하고 Beam변경되었으면 closed loop parameter를 초기화하고 그렇지 않은 경우에는 accumulation을 수행한다. 또 Accumulation Condition 2인 경우에는 기지국이 Beam변경여부를 명시적으로 한경우에 한해서(기지국이 빔의 변화를 아는 경우) 단말이 closed loop parameter를 초기화한다.

3) 명시적(explicit) 방법과 암시적(implicit) 방법을 같이 운용하는 방법

본 방법은 암시적 방법에서 언급한 것과 같이 빔의 변경을 단말이 인지하는 경우에 closed loop parameter를 초기화하도록 상위 레이어 시그널링을 하는 방법과 DCI의 TPC Command에 closed loop parameter를 초기화하는 field를 반영하는 방법을 같이 운용하는 것이다. 즉, 빔의 변경이 없더라도 기지국이 단말의 closed loop parameter를 동적으로 초기화할 수 있다.

상향링크 제어 채널의 경우, 전송하는 정보량 및 생성 방법 등에 따라 복수개의 전송 형식이 존재할 수 있다. 각 전송 형식은 독립적인 전송 전력 식을 사용한다. 예를 들어, LTE의 경우 상향링크 제어 채널(PUCCH, Physical Uplink Control Channel)인 경우 format 1/1a/1b/2/2a/2b/3과 format 4/5가 아래 식과 같이 다르게 적용한다.

PUCCH format 1/1a/1b/2/2a/2b/3의 전송 전력은 아래와 같고

PUCCH format 4/5의 전송 전력은 아래와 같다.

LTE 뿐만 아니라 새로운 시스템(New RAT 등)에서 상향링크 제어 채널을 전송하기 위한 전력 계산 방식이 LTE처럼 복수개가 존재할 수 있다. 각 전력 제어에서 사용되는 closed loop parameter를 다음과 같은 방법으로 운용할 수 있다.

상향링크 제어 채널은 작은 수의 정보량을 전송하는 상향링크 제어 채널과 많은 수의 정보량을 전송할 수 있는 제어 채널이 존재한다. 이때, 작은 정보량을 전송하는 제어 채널은 bundling이라는 개념을 반영하고 있다. 즉, 복수개의 하향링크 데이터 채널에 대한 HACK-ACK/NACK 각각을 'AND' 논리 연산을 통해서 하나의 HACK-ACK/NACK bit으로 결정한다. 때문에 하나의 bit이 매우 중요하여 하향링크 데이터 전송을 할당하는 PDCCH를 통해서 전송된 closed loop parameter를 누적하여 적용한다. 반면 많은 수의 정보량을 전송하는 상향링크 제어 채널은 하향링크로 받은 모든 데이터 채널에 대한 HACK-ACK/NACK multiplexing하여 전송한다. 상향링크 제어 채널에서 전송되는 정보 bit이 갖는 중요도가 다를 수 있기 때문에 다른 포맷의 closed loop parameter를 사용할 필요가 없는 경우도 발생할 수 있다. 따라서 기지국은 PUCCH 포맷 별로 적용하는 closed loop parameter를 아래와 같이 다양한 방법으로 운용할 수 있다.

1) 상향링크 제어 채널의 전력 방식 별로 독립적으로 운용

2) 상향링크 제어 채널의 전력 방식에 무관하게 공통으로 운용

2-1) 기존 LTE와 유사한 방법으로 운용

2-2) closed loop parameter 적용 시, reset, 기존 값에 업데이트, 새롭게 업데이트 등을 시그널링

3) 1) 또는 2-1), 2-2)의 운용 방식을 기지국이 상위 레이어에서 시그널링

4) 1) 또는 2-1), 2-2)의 운용 방식을 기지국이 PDCCH에서 시그널링

상향링크 제어 채널을 전송할 때 하나 또는 복수개의 주파수 홉핑(frequency hopping)을 운용할 수 있는 시스템에서, 단말이 전송하는 상향링크 제어 채널의 주파수 홉핑 패턴은 기지국이 시그널링하거나 약속된 방식으로 단말이 수행할 수 있다. 이때, 상향링크 제어 채널 전송 시 홉핑 여부 또는 홉핑 패턴에 따라 제어 채널의 수신 성능이 다를 수 있다. 이와 같이 상향링크의 제어 채널의 성능이 다른 경우에, 수신 성능에 따라 전송 전력을 조절하면 단말의 전력 소비를 감소시키고 인접 기지국으로의 간섭량도 감소시킬 수 있다.

아래의 식과 같이 PUCCH 전송 전력 계산식에,

를 반영한다. 본 특허에서는 LTE PUCCH 전송 전력계산 식을 예로 들었지만, 다른 전송 전력에서도 동일하게 적용 가능하다.

는 Frequency hopping의 여부, frequency hopping 패턴에 따른 값이다.

를 적용하는 하나의 방법은

를 상위레이어에서 시그널링한다. 상기 값은 임의의 홉핑 패턴을 기준으로 hopping 패턴 별로 상대 혹은 절대 값을 전송한다. 또는 다른 방법은 Frequency hopping 패턴에 따른 값을 규격에 정의하고 이를 적용할 수 있다. 상기 Frequency hopping 별 값은 Frequency hopping 패턴에 의한 성능을 기준을 결정할 수 있는데, 단말의 전송 대역크기(Bandwidth Part), 중심 주파수(Carrier Frequency), Waveform 등과도 관계 있을 수 있다.

하나의 실시 예로, 기지국은 다음과 같이 Frequency hopping 여부 및 Frequency hopping 패턴에 따른 차이만을 고려한 경우 아래의 표와 같이 임의의 홉핑 패턴을 기준으로 상대 값을 결정하여 운용한다. 본 실시 예에서는 hopping pattern 1을 기준으로 하였지만, 다른 hopping pattern을 기준으로 할 수 있다.

또 다른 실시 예로, 기지국은 다음과 같이 Frequency hopping 여부 및 Frequency hopping 패턴의 성능이 단말의 전송 대역의 크기에 영향을 받는다면 단말의 전송대역 크기도 고려한 값을 아래와 같은 방법으로 운용한다. 이때 아래 표를 단말에 모두 알려 줄 수도 있지만, 단말이 해당 BWP의 값만 전송할 수도 있다. 중심 주파수나 waveform 등에 의한 성능 차이도 같은 방법으로 운용 가능하다.

...

LTE와 달리 상향링크 제어 채널을 전송할 때 CP-OFDM을 적용한 시스템에서는 제어 채널의 자원을 연속적으로(Contiguous) 또는 비연속적(Non-Contiguous) 할당하여 운용할 수 있다. 이 때, 할당 방식에 따라, 상향링크 제어 채널의 수신 성능이 다양해 질 수 있다. 이와 같이 상향링크의 제어 채널의 성능이 다른 경우에, 수신 성능에 따라 전송 전력을 조절하면 단말의 전력 소비를 감소시키고 인접 기지국으로의 간섭량도 감소시킬 수 있다.

아래의 식과 같이 PUCCH 전송 전력 계산식에,

를 반영한다. 본 특허에서는 LTE PUCCH 전송 전력계산 식을 예로 들었지만, 다른 전송 전력에서도 동일하게 적용 가능하다.

는 PUCCH 자원할당 방식에 따른 값이다.

적용하는 하나의 방법은

를 상위 레이어에서 시그널링한다. 상기 값은 임의의 자원 할당 방법을 기준으로 자원할당 방법 별로 상대 혹은 절대 값을 전송한다. 또는 다른 방법은 자원할당 방법에 따른 값을 규격에 정의하고 이를 적용할 수 있다.

하나의 실시 예로, 기지국은 다음과 같이 자원할당 방법 차이를 고려하여 아래의 표와 같이 임의의 할당 방식을 기준으로 상대 값을 결정하여 운용한다. 본 실시 예에서는 연속할당을 기준으로 하였지만, 다른 할당 방식을 기준으로 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.

도 11을 참고하면, 단말은 송수신부(1110), 제어부(1120) 및 저장부(1130)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1110)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1110)는 예를 들어, 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 수신할 수 있다.

제어부(1120)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1120)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다.

저장부(1130)는 상기 송수신부(1110)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1120)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.

도 12를 참고하면, 기지국은 송수신부(1210), 제어부(1220) 및 저장부(1230)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1210)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1210)는 예를 들어, 단말에 시스템 정보를 전송할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 전송할 수 있다.

제어부(1220)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 기지국의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1220)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다.

저장부(1230)는 상기 송수신부(1210)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1220)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.

Claims (16)

1. 무선 통신 시스템의 단말에 의해 수행되는 방법에 있어서,
   제4 시점에 제1 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 단말에게 지시하는 제1 제어 정보를 제1 시점에 기지국으로부터 수신하는 단계;
   상기 제4 시점 이전의 제3 시점에 제2 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 단말에게 지시하는 제2 제어 정보를 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
   상기 제2 제어 정보에 기반하여 상기 제3 시점에 상기 제2 상향링크 데이터를 상기 기지국에게 전송하는 단계; 및
   상기 제1 제어 정보에 대응하는 상기 제1 상향링크 데이터의 전송 전력을 상기 제2 상향링크 데이터의 전송 전력에 기반하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력은, 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 전송을 위한 전력 파라미터에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하는 단계는,
   상기 제2 상향링크 데이터의 전송 이후의 경과 시간을 식별하는 단계;
   상기 경과 시간이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우, 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 전송을 위한 전력 파라미터에 기반하여 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하는 단계; 및
   상기 경과 시간이 상기 미리 설정된 임계 값과 동일하거나 큰 경우, 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력에 기반하여 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하기 위한 전력 파라미터의 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 무선 통신 시스템의 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
   제4 시점에 제1 상향링크 데이터를 전송하도록 단말에게 지시하는 제1 제어 정보를 제1 시점에 단말에게 전송하는 단계;
   상기 제4 시점 이전의 제3 시점에 제2 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 단말에게 지시하는 제2 제어 정보를 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 단말에게 전송하는 단계;
   상기 제2 제어 정보에 기반하여 상기 제3 시점에 상기 제2 상향링크 데이터를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
   상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 전송 전력에 기반하여, 상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 전송 전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력은, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 수신을 위한 전력 파라미터에 기반하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5 항에 있어서, 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하는 단계는,
   상기 제2 상향링크 데이터의 수신 이후의 경과 시간을 식별하는 단계;
   상기 경과 시간이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 수신을 위한 전력 파라미터에 기반하여 상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하는 단계; 및
   상기 경과 시간이 상기 미리 설정된 임계 값과 동일하거나 큰 경우, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력에 기반하여 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제5 항에 있어서,
   상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하기 위한 전력 파라미터의 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
   송수신부; 및
   제4 시점에 제1 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 단말에게 지시하는 제1 제어 정보를 제1 시점에 기지국으로부터 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 제4 시점 이전의 제3 시점에 제2 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 단말에게 지시하는 제2 제어 정보를 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 기지국으로부터 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 제2 제어 정보에 기반하여 상기 제3 시점에 상기 제2 상향링크 데이터를 상기 기지국에게 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 제1 제어 정보에 대응하는 상기 제1 상향링크 데이터의 전송 전력을 상기 제2 상향링크 데이터의 전송 전력에 기반하여 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력은, 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 전송을 위한 전력 파라미터에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
11. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 상향링크 데이터의 전송 이후의 경과 시간을 식별하고, 상기 경과 시간이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우, 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 전송을 위한 전력 파라미터에 기반하여 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하고, 상기 경과 시간이 상기 미리 설정된 임계 값과 동일하거나 큰 경우, 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력에 기반하여 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 단말.
12. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 결정하기 위한 전력 파라미터의 정보를 상기 기지국으로부터 상기 송수신부를 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    제4 시점에 제1 상향링크 데이터를 전송하도록 단말에게 지시하는 제1 제어 정보를 제1 시점에 단말에게 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 제4 시점 이전의 제3 시점에 제2 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 단말에게 지시하는 제2 제어 정보를 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 상기 단말에게 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 제2 제어 정보에 기반하여 상기 제3 시점에 상기 제2 상향링크 데이터를 상기 단말로부터 상기 송수신부를 통해 수신하고, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 전송 전력에 기반하여, 상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 전송 전력을 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력은, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 수신을 위한 전력 파라미터에 기반하여 계산되는 것을 특징으로 하는 기지국.
15. 제13 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 상향링크 데이터의 수신 이후의 경과 시간을 식별하고, 상기 경과 시간이 미리 설정된 임계 값보다 작은 경우, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력 및 상기 제1 제어 정보에 포함된 상기 제1 상향링크 데이터의 수신을 위한 전력 파라미터에 기반하여 상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하고, 상기 경과 시간이 상기 미리 설정된 임계 값과 동일하거나 큰 경우, 상기 단말에 의해 전송되는 상기 제2 상향링크 데이터의 상기 전송 전력에 기반하여 상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 기지국.
16. 제13 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말에 의해 전송될 상기 제1 상향링크 데이터의 상기 전송 전력을 계산하기 위한 전력 파라미터의 정보를 상기 단말에게 상기 송수신부를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.

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