KR20140084133A - 파워 헤드룸 리포팅 전송 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

PHR 전송 방법 및 이를 위한 단말 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 단말이 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 방법은, 특정 서빙 셀에서 사운딩 참조 심볼(sounding reference symbol, SRS)을 전송하기 위한 SRS 전송 전력을 결정하는 단계는 포함하되, 상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 기지국에 해당하는 제 1 노드 및 상기 적어도 하나의 협력 노드 중 복수의 노드로 전송하기 위해 결정된 값이다.

Description

파워 헤드룸 리포팅 전송 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR TRANSMITTING POWER HEADROOM REPORT, AND APPARATUS FOR SAME}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파워 헤드룸 리포팅 전송 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution, 이하 'LTE'라 함), LTE-Advanced(이하, 'LTE-A'라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 8과 Release 9을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment, UE)과 기지국(eNode B, eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway, AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20MHz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink, DL) 데이터에 대해 기지국은 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, 하이브리드 자동 재전송 요청(Hybrid Automatic Repeat and reQuest, HARQ) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크(Uplink, UL) 데이터에 대해 기지국은 상향링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, 하이브리드 자동 재전송 요청 관련 정보 등을 알려준다. 기지국 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network, CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 광대역 코드분할 다중 접속(Wideband Code division Multiple Access, WCDMA)를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

최근 3GPP는 LTE에 대한 후속 기술에 대한 표준화 작업을 진행하고 있다. 본 명세서에서는 상기 기술을 'LTE-A'라고 지칭한다. LTE 시스템과 LTE-A 시스템의 주요 차이점 중 하나는 시스템 대역폭의 차이와 중계기 도입이다.

LTE-A 시스템은 최대 100MHz의 광대역을 지원할 것을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 복수의 주파수 블록을 사용하여 광대역을 달성하는 캐리어 어그리게이션 또는 대역폭 어그리게이션(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용하도록 하고 있다.

캐리어 어그리게이션(혹은 반송파 집적)은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 주파수 블록을 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하도록 한다. 각 주파수 블록의 대역폭은 LTE 시스템에서 사용되는 시스템 블록의 대역폭에 기초하여 정의될 수 있다. 각각의 주파수 블록은 콤포넌트 캐리어를 이용하여 전송된다.

또한, LTE-A 시스템에서 단말은 기지국 및 기지국과 협력적으로 통신을 수행하는 협력 노드들과 함께 통신을 수행하게 될 수 있게 됨에 따라 이러한 환경의 네트워크에서 단말이 SRS 전송 전력을 결정하는 새로운 방법이 필요하게 되었다. 아직까지는 이러한 네트워크 상황에서의 SRS 전송 전력 결정 방법, SRS를 위한 PHR 보고 방법 등이 구체적으로 제시된 적이 없었고, 이로 인해 단말의 전송 전력을 제어함에 있어서 효율적이지 못한 문제가 발생하게 되었다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 제공하는 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 단말이 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 단말을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 단말이 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 방법은, 특정 서빙 셀에서 사운딩 참조 심볼(sounding reference symbol, SRS)을 전송하기 위한 SRS 전송 전력을 결정하는 단계는 포함하되, 상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 기지국에 해당하는 제 1 노드 및 상기 적어도 하나의 협력 노드 중 복수의 노드로 전송하기 위해 결정된 값이다. 상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용으로 상기 SRS의 트리거 타입에 따른 옵셋값 및 상기 SRS의 전송 대역폭에 기초하여 결정된 것이다. 상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용 경로 손실 보상 인자, SRS 전용 경로 손실 추정치, SRS 파워 조정 상태를 나타내는 값 및 SRS에 대해 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) 와 단말-특정 노미널 콤퍼넌트의 합으로 표현되는 값 중 적어도 하나에 더 기초하여 결정된다.

상기 방법은, 상기 결정된 SRS 전송 전력에 기초하여 상기 SRS의 PHR 전송을 위한 PHR 정보를 구성하는 단계; 및 상기 SRS에 대한 PHR 값을 포함하는 상기 구성된 PHR 정보를 상기 복수의 노드 중 적어도 하나의 노드로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 복수의 노드는 상기 단말에 구성된 협력 노드 또는 활성화된 협력 노드를 포함하거나, 상기 단말에 구성된 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트를 포함하며, 상기 PHR 정보는 상기 복수의 노드 각각에 대해 구성된 것일 수 있다. 여기서, 상기 구성된 PHR 정보는 상기 복수의 노드 전부로 또는 상기 협력 노드 전부에 전송될 수 있다. 상기 협력 노드는 안테나, RRH(Remote Radio Head), 피코 셀 기지국, 마이크로 셀 기지국, 전송 포인트, 수신 포인트, 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트에 해당할 수 있다. 상기 SRS에 대한 PHR 값은 상기 특정 서빙 셀에 대해 단말에 구성된 전송 전력 최대 값에서 상기 결정된 SRS 전송 전력을 차감하여 결정된 값일 수 있다. 상기 구성된 PHR 정보는 사전에 정해진 협력 노드 순서에 따라 구성된 PHR 정보를 포함하거나, 상기 협력 노드 인덱스와 상기 협력 노드 인덱스에 대응하는 PHR 정보를 포함할 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 단말은, 특정 서빙 셀에서 사운딩 참조 심볼(sounding reference symbol, SRS)을 전송하기 위한 SRS 전송 전력을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하되,

상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 기지국에 해당하는 제 1 노드 및 상기 적어도 하나의 협력 노드 중 복수의 노드로 전송하기 위해 결정된 값이다. 상기 프로세서는 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용으로 상기 SRS의 트리거 타입에 따른 옵셋값 및 상기 SRS의 전송 대역폭에 기초하여 상기 SRS 전송 전력을 결정할 수 있다. 상기 프로세서 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용 경로 손실 보상 인자, SRS 전용 경로 손실 추정치, SRS 파워 조정 상태를 나타내는 값 및 SRS에 대해 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) 와 단말-특정 노미널 콤퍼넌트의 합으로 표현되는 값 중 적어도 하나에 더 기초하여 상기 SRS 전송 전력을 결정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 결정된 SRS 전송 전력에 기초하여 상기 SRS의 PHR 전송을 위한 PHR 정보를 구성하며, 상기 SRS에 대한 PHR 값을 포함하는 상기 구성된 PHR 정보를 상기 복수의 노드 중 적어도 하나의 노드로 전송하는 송신기를 더 포함하되, 상기 복수의 노드는 상기 단말에 구성된 협력 노드 또는 활성화된 협력 노드를 포함하거나, 상기 단말에 구성된 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트를 포함할 수 있다. 여기서 상기 구성된 PHR 정보는 상기 복수의 노드 전부로 또는 상기 협력 노드 전부로 전송될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 SRS에 대한 PHR 값을 상기 특정 서빙 셀에 대해 단말에 구성된 전송 전력 최대 값에서 상기 결정된 SRS 전송 전력을 차감한 값으로 결정할 수 있다.

본 발명의 다양한 양태들에 따라, 매크로 셀 들간 혹은 매크로 셀 내에 복수개의 노드들 간 상/하향 통신을 지원하는 시스템에서 SRS에 대한 PHR를 정의하고, 새로운 PHR 트리거링 방식, PHR 전송을 위한 MAC CE 구성 방법에 따라 PHR 보고를 수행하게 됨에 따라 통신 성능이 현저히 향상하게 된다.

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

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 무선 통신 시스템(200)에서의 기지국(205) 및 단말(210)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 무선통신 시스템의 일 에인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 4는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한 도면이다.
도 5는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6은 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 7은 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한 도면이다.
도 8은 다수의 포인트(multiple points) 통신 시나리오들의 예를 도시한 도면이다.

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

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

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

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

도 2는 무선 통신 시스템(200)에서의 기지국(205) 및 단말(210)의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템(200)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(205)과 하나의 단말(210)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(200)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 기지국(205)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(215), 심볼 변조기(220), 송신기(225), 송수신 안테나(230), 프로세서(280), 메모리(285), 수신기(290), 심볼 복조기(295), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(210)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(265), 심볼 변조기(270), 송신기(275), 송수신 안테나(235), 프로세서(255), 메모리(260), 수신기(240), 심볼 복조기(255), 수신 데이터 프로세서(250)를 포함할 수 있다. 안테나(230, 235)가 각각 기지국(205) 및 단말(210)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(205) 및 단말(210)은 복수 개의 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(205) 및 단말(210)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(205)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.

하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(215)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(220)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

심볼 변조기(220)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(225)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.

송신기(225)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 안테나(230)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.

단말(210)의 구성에서, 안테나(235)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(240)로 제공한다. 수신기(240)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(245)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(255)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(245)는 프로세서(255)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(250)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(250)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(245) 및 수신 데이터 프로세서(250)에 의한 처리는 각각 기지국(205)에서의 심볼 변조기(220) 및 송신 데이터 프로세서(215)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

단말(210)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(265)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(270)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(275)로 제공할 수 있다. 송신기(275)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 안테나(235)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(205)으로 전송한다.

기지국(205)에서, 단말(210)로부터 상향링크 신호가 안테나(230)를 통해 수신되고, 수신기(290)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(295)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(297)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(210)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

단말(210) 및 기지국(205) 각각의 프로세서(255, 280)는 각각 단말(210) 및 기지국(205)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(255, 280)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(260, 285)들과 연결될 수 있다. 메모리(260, 285)는 프로세서(280)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(255, 280)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(255, 280)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(255, 280)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(255, 280) 내에 구비되거나 메모리(260, 285)에 저장되어 프로세서(255, 280)에 의해 구동될 수 있다.

단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.

도 3은 무선통신 시스템의 일 에인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 3(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 표준 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 표준 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.

표준 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 3(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

각 하프 프레임은 5개의 서브프레임을 포함하고 있고, "D"라고 표시된 서브프레임은 하향링크 전송을 위한 서브프레임, "U"라고 표시된 서브프레임은 상향링크 전송을 위한 서브프레임이며, "S"라고 표시된 서브프레임은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되는 특별 서브프레임이다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

5ms 하향링크-상향링크 스위치-포인트 주기인 경우에 특별 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 스위치-포인트 주기인 경우에는 첫 번째 하프-프레임에만 존재한다. 서브프레임 인덱스 0 및 5(subframe 0 and 5) 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 특별 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다. 멀티-셀들이 병합된(aggregated) 경우, 단말은 모든 셀들에 거쳐 동일한 상향링크-하향링크 구성임을 가정할 수 있고, 서로 다른 셀들에서의 특별 서브프레임의 보호 구간은 적어도 1456Ts 오버랩된다. 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

다음 표 1은 특별 프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸 표이다

다음 표 2는 상향링크-하향링크 구성을 나타낸 표이다.

표 2를 참조하면, 3GPP LTE 시스템에서는 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(configuration)에는 7가지가 있다. 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 특별 프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 또는 개수가 다를 수 있다. 이하에서는 표 2에 나타낸 타입 2 프레임 구조의 상향링크-하향링크 구성(configuration)들에 기초하여 본 발명의 다양한 실시예들을 기술할 것이다.

무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 4는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 하나의 하향링크 슬롯은 7(혹은 6)개의 OFDM 심볼을 포함하고 자원 블록은 주파수 도메인에서 12개의 부반송파를 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)는 자원 요소(Resource Element, RE)로 지칭된다. 하나의 RB는 12×7(6)개의 RE를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 RB의 개수 NRB는 하향링크 전송 대역에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일하되, OFDM 심볼이 SC-FDMA 심볼로 대체된다.

도 5는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 5를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHancel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 한다. DCI 포맷은 상향링크용으로 포맷 0, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 3, 3A 등의 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷은 용도에 따라 호핑 플래그(hopping flag), RB 할당, MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 사이클릭 쉬프트 DM RS(demodulation reference signal), CQI (channel quality information) 요청, HARQ 프로세스 번호, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 확인(confirmation) 등의 정보를 선택적으로 포함한다.

PDCCH는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 단말 그룹 내의 개별 단말들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 단말을 위한 것일 경우, 해당 단말의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다.

도 6은 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.

도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.

PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.

- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.

- HARQ ACK/NACK: PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드(CodeWord, CW)에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.

- CQI(Channel Quality Indicator): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding Type Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.

단말이 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 7개의 포맷을 지원한다.

표 3은 LTE에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 관계를 나타낸다.

도 7은 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한 도면이다.

LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역폭을 위해 복수의 상/하향링크 주파수 대역폭을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 캐리어 병합(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각각의 작은 주파수 대역폭은 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 이용해 전송된다. 콤포넌트 캐리어는 해당 주파수 블록을 위한 캐리어 주파수 (또는 중심 캐리어, 중심 주파수)로 이해될 수 있다.

각각의 CC들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. CC의 대역폭은 기존 시스템과의 역호환(backward compatibility)을 위해 기존 시스템의 대역폭으로 제한될 수 있다. 예를 들어, 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, LTE_A에서는 LTE에서 지원하는 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원할 수 있다. 각 CC 의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭 캐리어 병합도 가능하다. DL CC/UL CC 링크는 시스템에 고정되어 있거나 반-정적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6(a)와 같이 DL CC 4개 UL CC 2개인 경우 DL CC:UL CC=2:1로 대응되도록 DL-UL 링키지 구성이 가능하다. 유사하게, 도 6(b)와 같이 DL CC 2개 UL CC 4개인 경우 DL CC:UL CC=1:2로 대응되도록 DL-UL 링키지 구성이 가능하다. 도시한 바와 달리, DL CC의 개수와 UL CC의 개수가 동일한 대칭 캐리어 병합도 가능하고, 이 경우 DL CC:UL CC=1:1의 DL-UL 링키지 구성도 가능하다.

또한, 시스템 전체 대역폭이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 모니터링/수신할 수 있는 주파수 대역은 M(＜N)개의 CC로 한정될 수 있다. 캐리어 병합에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다. 한편, 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있다. 특정 CC를 프라이머리 CC(Primary CC, PCC)로 지칭하고, 나머지 CC를 세컨더리 CC(Secondary CC, SCC)로 지칭할 수 있다.

LTE-A는 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 정의되며, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 캐리어 병합이 지원되는 경우, 하향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, DL CC)와 상향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 프라이머리 주파수(또는 PCC) 상에서 동작하는 셀을 프라이머리 셀(Primary Cell, PCell)로 지칭하고, 세컨더리 주파수(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 세컨더리 셀(Secondary Cell, SCell)로 지칭할 수 있다.

PCell은 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용된다. PCell은 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. SCell은 RRC(Radio Resource Control) 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. PCell과 SCell은 서빙 셀로 통칭될 수 있다. 따라서, RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우, 하나 이상의 서빙 셀이 존재하고, 전체 서빙 셀에는 PCell과 전체 SCell이 포함된다. 캐리어 병합을 위해, 네트워크는 초기 보안 활성화(initial security activation) 과정이 개시된 이후, 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 PCell에 부가하여 하나 이상의 SCell을 캐리어 병합을 지원하는 단말을 위해 구성할 수 있다.

하나의 캐리어를 사용하는 기존의 LTE 시스템과는 다르게 다수 개의 콤포넌트 캐리어(CC)를 사용하는 캐리어 어그리게이션에서는 콤포넌트 캐리어를 효과적으로 관리하는 방법이 필요하게 되었다. 콤포넌트 캐리어를 효율적으로 관리하기 위해, 콤포넌트 캐리어를 역할과 특징에 따라 분류할 수 있다. 캐리어 어그리게이션에서는 멀티 캐리어가 주 콤포넌트 캐리어(Primary Component Carrier, PCC)와 부 콤포넌트 캐리어(Secondary Component Carrier, SCC)로 나누어질 수 있으며, 이는 단말-특정(UE-specific)한 파라미터일 수 있다.

주 콤포넌트 캐리어(PCC)는 여러 개의 콤포넌트 캐리어 사용 시에 콤포넌트 캐리어의 관리의 중심이 되는 콤포넌트 캐리어로서 각 단말에 대하여 하나씩 정의되어 있다. 주 콤포넌트 캐리어는 집적되어 있는 전체 콤포넌트 캐리어들을 관리하는 핵심 캐리어의 역할을 담당할 수 있고, 나머지 부 콤포넌트 캐리어는 높은 전송률을 제공하기 위한 추가적인 주파수 자원 제공의 역할을 담당할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말과의 시그널링을 위한 접속(RRC)은 주 콤포넌트 캐리어를 통하여 이루어질 수 있다. 보안과 상위 계층을 위한 정보 제공 역시, 주 콤포넌트 캐리어를 통하여 이루어질 수 있다. 실제로, 하나의 콤포넌트 캐리어만 존재하는 경우에는 해당 콤포넌트 캐리어가 주 콤포넌트 캐리어가 될 것이며, 이때는 기존 LTE 시스템의 캐리어와 동일한 역할을 담당할 수 있다.

기지국은 다수의 콤포넌트 캐리어들 중에서 단말에 대해 활성화된 콤포넌트 캐리어(Activated Component Carrier, ACC)가 할당될 수 있다. 단말은 자신에게 할당된 활성 콤포넌트 캐리어(ACC)를 사전에 시그널링 등을 통하여 알고 있다. 단말은 하향링크 PCell과 하향링크 SCell들로부터 수신된 다수의 PDCCH들에 대한 응답을 모아서 상향링크 Pcell을 통해서 PUCCH로 전송할 수 있다.

이하에서 3GPP LTE, LTE-A 시스템에서는 매크로 셀(macro cell)들 간 혹은 매크로 셀 내에 복수 개의 매크로 셀 내에 복수 개의 노드 혹은 포인트(node or point) 들 간의 상/하향링크 통신을 지원할 수 있는데, 이 경우에서의 단말의 전력 상태(power status)를 기지국에 보고할 필요가 있으며, 이를 위한 power headroom reporting (PHR)에 대한 지원이 필요하다. 매크로 셀 들 간의 혹은 매크로 셀 내의 복수 개의 노드들 간의 상하향링크 통신을 지원하는 경우를 고려한 전력상태보고(power status reporting) 혹은 power headroom reporting(PHR, 이하 PHR로 설명)이 필요하게 됨에 따라 이를 지원하기 위해 PHR에 대한 기본 정의와 트리거링 조건(triggering condition), 메시지 포맷 (메시지 정보 타입 혹은 크기)에 대한 추가적인 설계가 필요하다.

본 발명에 따른 PHR 구성을 설명하기에 앞서 3GPP LTE, LTE-A 시스템에서의 상향링크 전력 제어 방법과 PHR 정의 등에 대해 간략히 설명한다.

먼저, 이하에서 3GPP LTE, LTE-A 시스템에서 PUSCH 전송을 위한 단말의 전송 전력 결정에 대해 살펴본다. 다음 수학식 1은 CA 지원하는 시스템에 있어서 서빙 셀 c의 서브프레임 인덱스 i에서 PUCCH를 동시에 전송하지 않고 PUSCH만 전송하는 경우의 단말의 전송 전력을 결정하기 위한 식이다

다음 수학식 2는 CA 지원하는 시스템에 있어서 서빙 셀 c의 서브프레임 인덱스 i에서 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하는 경우에, PUSCH 전송 전력을 결정하기 위한 식이다.

상기 수학식 1 및 수학식 2에서 기술된 단말의 상향링크 전송 전력을 결정하는데 필요한 파라미터들은 서빙 셀 c에 대한 것이다.

여기서, 상기 수학식 1의 P _{CMAX ,c}(i) 는 서브프레임 인덱스 i에서의 단말이 전송 가능한 최대 전력을 나타내고, 상기 수학식 2의

는 P _{CMAX ,c}(i) 의 선형 값(linear value)을 나타낸다. 상기 수학식 2의

는 P _PUCCH(i) 의 선형 값(linear value)을 나타낸다(여기서, P _PUCCH(i) 는 서브프레임 인덱스 i에서의 PUCCH 전송 전력을 나타낸다.

다시 수학식 1에서, M _{PUSCH ,c}(i) 는 서브프레임 인덱스 i에 대해 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터로서, 기지국이 할당하는 값이다. P _{O _ PUSCH ,c}(j) 는 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) P _{O _ NOMINAL _ PUSCH ,c}(j) 와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 콤포넌트 P _{O _ UE _ PUSCH ,c}(j) 의 합으로 구성된 파라미터로서, 기지국이 단말에게 알려주는 값이다. α _c(j) 는 경로손실 보상 인자(pathloss compensation factor)로서, 상위 계층에서 제공되어 기지국이 3 비트로 전송해 주는 셀-특정 파라미터로서 j=0 또는 1일 때, α∈{0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}이고, j=2일 때, α _c(j) =1이다. 는 기지국이 단말에게 알려주는 값이다.

pathloss (PL _c)는 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PLc=referenceSignalPower- higher layer filteredRSRP 로 표현되며 여기서 referenceSignalPower는 기지국이 상위 레이어로 단말에게 알려줄 수 있다.

f _c(i) 는 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다. 축적(accumulation)이 상위 계층으로부터 제공되는 파라미터 Accumulation - enabled 에 기초하여 인에이블(enable)되거나 또는 TPC command δ _{PUSCH ,c} 가 CRC가 Temporary C-RNTI로 스크램블링된 서빙 셀 c에 대한 DCI 포맷 0와 함께 PDCCH에 포함되면 f _c(i) = f _c(i - 1) + δ _{PUSCH ,c}(i - K _PUSCH) 을 만족한다. δ _{PUSCH ,c}(i - K _PUSCH) 는 서브프레임 i-K_PUSCH에서 DCI 포맷 0/4 또는3/3A와 함께 PDCCH로 시그널링되며, 여기서, f_c(0)는 축적값의 리셋(reset) 후의 첫 번째 값이다.

K_PUSCH 의 값은 LTE 표준에서 다음과 같이 정의되어 있다.

FDD(Frequency Division Duplex)에 대해서는, K_PUSCH의 값은 4이다. TDD UL/DL configuration 1-6에 대해서는 K_PUSCH의 값은 다음 표 4와 같다. TDD UL/DL configuration 0에 대해서는, UL 인덱스의 LSB(Least Significant Bit)가 1로 설정되며 서브프레임 2 또는 7에서 PUSCH 전송이 DCI 포맷 0/4의 PDCCH와 함께 스케줄링되면 K_PUSCH =7이다. 다른 PUSCH 전송에 대해서는 K_PUSCH의 값은 다음 표 4와 같다.

DRX에서 일때를 제외하고 매 서브프레임에서 단말은 단말의 C-RNTI를 가지고 DCI 포맷 0/4의 PDCCH를 또는 단말의 TPC-PUSCH-RNTI를 가지고 DCI 포맷 3/3A의 PDCCH 및 SPS C-RNTI에 대한 DCI 포맷을 디코딩하려고 시도한다. 서빙 셀 c에 대한 DCI 포맷 0/4 및 DCI 포맷 3/3A는 동일 서브프레임에서 검출되면, 단말은 DCI 포맷 0/4에서 제공되는 δ _{PUSCH , c} 를 이용하여야 한다. 서빙 셀 c를 위해 디코딩되는 TPC command가 없거나 DRX가 생기거나 또는 i가 TDD에서 상향링크 서브프레임이 아닌 서브프레임에 대해 δ _{PUSCH ,c} =0 dB 이다.

DCI 포맷 0/4와 함께 PDCCH 상에서 시그널링되는 δ _{PUSCH ,c} 축적값은 다음 표 5와 같다. DCI 포맷 0과 함께하는 PDCCH는 SPS activation으로 인증(validation)되거나 PDCCH를 릴리즈(release)하면, δ _{PUSCH ,c} =0dB 이다. DCI 포맷 3/3A와 함께 PDCCH 상에서 시그널링되는 δ _{PUSCH ,c} 축적값은 다음 표 5의 SET1의 하나이거나 상위 계층에서 제공되는 TPC-index 파라미터에 의해 결정되는 다음 표 6의 SET2의 하나이다.

단말이 서빙 셀 c에 대해 P_{CMAX ,c}에 도달하면, 서빙 셀 c에 대해 양(positive)의 TPC command가 축적되지 않는다. 단말이 최저 전력에 도달하면, 음(negative)의 TPC command가 축적되지 않는다.

서빙 셀 c에 대해, P _{O _ UE _ PUSCH ,c}(j) 값이 상위 계층에서 변경될 때, 그리고, 프라이머리 셀(primary cell)에서, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 때, 단말은 다음의 경우에 축적을 리셋한다.

축적(accumulation)이 상위 계층으로부터 제공되는 파라미터 Accumulation -enabled 에 기초하여 인에이블(enable)되지 않으면 f _c(i) = δ _{PUSCH ,c}(i - K _PUSCH) 을 만족한다. 여기서, δ _{PUSCH ,c}(i - K _PUSCH) 는 서브프레임 i-K_PUSCH에서 DCI 포맷 0/4와 함께 PDCCH로 시그널링된다.

K_PUSCH의 값은 다음과 같다. FDD(Frequency Division Duplex)에 대해서는, K_PUSCH의 값은 4이다. TDD UL/DL configuration 1-6에 대해서는 K_PUSCH의 값은 상기 표 4와 같다. TDD UL/DL configuration 0에 대해서는, UL 인덱스의 LSB(Least Significant Bit)가 1로 설정되며 서브프레임 2 또는 7에서 PUSCH 전송이 DCI 포맷 0/4의 PDCCH와 함께 스케줄링되면 K_PUSCH =7이다. 다른 PUSCH 전송에 대해서는 K_PUSCH의 값은 상기 표 4와 같다.

DCI 포맷 0/4와 함께 PDCCH 상에서 시그널링되는 δ _{PUSCH ,c} 축적값은 상기 표 5와 같다. DCI 포맷 0과 함께하는 PDCCH는 SPS activation으로 인증(validation)되거나 PDCCH를 릴리즈(release)하면, δ _{PUSCH ,c} =0 dB 이다.

서빙 셀 c를 위해 디코딩되는 DCI 포맷과 함께하는 PDCCH가 없거나 DRX(Discontinued Reception)가 발생하거나 또는 i가 TDD에서 상향링크 서브프레임이 아아닌 서브프레임에 대해 f _c(i) = f _c(i - 1)이다.

f _c(*) (축적 또는 현재 절대값)이라는 두 가지 타입에 대해, 첫 번째 값은 다음과 같이 설정된다.

서빙 셀 c에 대해, P _{O _ UE _ PUSCH ,c}(j) 값이 상위 계층에서 변경될 때, 또는 P _{O_UE_PUSCH,c}(j) 값이 상위 계층에 의해 수신되고 서빙 셀 c는 세컨더리 셀이면, f _c(0) = 0 이다.

이와 달리, 서빙 셀이 프라이머리 셀이면, f _c(0) = ΔP _rampup+δ _msg2 이다. δ _msg2 는 랜덤 액세스 응답에서 지시되는 TPC command이며, ΔP _rampup 는 첫 번째부터 마지막 프리앰블까지 총 파워 램프-업(ramp-up)에 해당하며 상위 계층에서 제공된다.

다음 수학식 3은 LTE Release-8에서 단말의 상향링크 제어 채널 전송을 위한 상향링크 전력을 dBm 단위로 나타낸 식이다.

여기서, i는 서브프레임 인덱스, P_CMAX는 단말의 전송가능한 최대 전력을 나타내고, P_{O _ PUCCH}는 셀-특정(cell-specific) 파라미터의 합으로 구성된 파라미터로서 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주며, PL은 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PL=referenceSignalPower-higher layer filteredRSRP 로 표현된다. h(n)은 PUCCH 포맷에 따라 달라지는 값이고, n_CQI는 채널 품질 정보(CQI)에 대한 정보 비트의 수이고, n_HARQ는 HARQ 비트의 수를 나타낸다. Δ_{F_ PUCCH}(F) 값은 PUCCH 포맷 1a에 대해 상대적인 값으로 PUCCH 포맷 (F)에 대응하는 값으로 기지국이 상위 계층 시그널링을 통해 알려주는 값이다. g(i)는 인덱스 i 서브프레임의 현재 PUCCH 전력 제어 조정 스테이트(adjustment state)를 나타낸다. h(n_CQI,n_HARQ)는 PUCCH 포맷 1, 1a 및 1b에서는 0이고, PUCCH 포맷 2, 2a, 2b에서 normal CP(Cyclic Prefix)인 경우에는 다음 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

다음 표 7은 DCI 포맷 1A/1B/1D/1/2A/2/3에서 TPC 명령 필드에 매핑된 δ _PUCCH 값들을 나타낸 표이고, 표 8은 DCI 포맷 3A에서 TPC 명령 필드에 매핑된 δ _PUCCH 값들을 나타낸 표이다. 여기서 δ _PUCCH 는 단말 별로 특정한 보정 값(혹은 전력 보정 값(correction value))을 나타낸다.

캐리어 어그리게이션 기술을 채용한 LTE-A 시스템에서는, 기지국은 다수의 컴포넌트 캐리어들 중에서 단말에 대해 활성화된 컴포넌트 캐리어(Activated Component Carrier, ACC)가 할당될 수 있다. 단말은 자신에게 할당된 활성 컴포넌트 캐리어(ACC)를 알고 있다. 그리고, 본 발명에서는, 단말은 자신에게 할당된 활성 컴포넌트 캐리어(ACC)에서는 캐리어 별로 기지국으로 PH를 보고해야한다. 그러나, 단말에게 할당된 하나 이상의 활성 컴포넌트 캐리어 중에서 스케줄링되지 않은 캐리어에 대해서는 단말은 가상 파워 헤드룸 리포트(virtual PHR)를 전송할 수 있다.

이하에서 LTE-A 시스템에서 채용된 캐리어 어그리게이션 기술에 따라 단말이 파워 헤드룸을 보고할 수 있기 위해 기지국이 파워 제어 메시지를 단말에게 시그널링 해 주는 방법에 대해 살펴본다.

LTE 표준(3GPP TS 36.321, 36.213, 36.133)에 따르면, 단말이 전송하는 매체접속제어(Media Access Control, MAC) 제어 요소에는 버퍼 상태 리포트(Buffer Status Report, BSR) 제어요소 및 파워 헤드룸 리포트(Power Headroom Report, PHR) 제어요소가 있다. 버퍼 상태 리포트 제어요소는 버퍼 상태 리포트 공정으로 생성되어, 단말의 상향링크 버퍼 중의 데이터량을 서비스를 제공하는 기지국으로 보고한다. 파워 헤드룸 리포트(PHR) 제어요소는 파워 헤드룸 리포트 공정으로 생성되며, 단말은 현재의 파워 상태(파워 잔여량)를 기지국으로 보고한다. 기지국은 단말이 보고한 상향링크 버퍼 상태 및 파워 헤드룸 등의 정보에 따라, 유효하게 무선자원을 분배하고 스케줄링 결정을 실행할 수 있다.

일반적으로, 단말은 다음과 같은 이벤트 발생 시에 파워 헤드룸 리포트(PHR)를 트리거링(혹은 발생)할 수 있다:

(1) 파워 헤드룸 리포트(PHR)를 금지시키는 타이머 prohibitPHR-Timer를 정지시키고, 단말을 이용한 전송 경로손실(pathloss)의 변화가 미리 설정된 값 DL_PathlossChange보다 클 때.

(2) 주기적 리포트 타이머 PeriodicPHR-Timer가 만료되었을 때, 이러한 상황을 주기적 파워 헤드룸 리포트(Periodic PHR)라 한다. 파워 헤드룸 리포트를 발생시킨 후, 만약 단말이 현재 전송시간 구간에서 기지국이 분배한 새로 전송된 상향링크 전송 자원을 구비한다면, 물리 계층에서 획득한 파워 헤드룸 값으로부터 대응하는 파워 헤드룸 리포트 제어요소를 생성하고, 타이머 prohibitPHR-Timer를 재구동한다.

이외에도, 만약 발생시킨 것이 주기적 파워 경계 헤드룸 리포트라면, 주기적 리포트 타이머 PeriodicPHR-Timer를 재구동한다. 파워 헤드룸 리포트 공정의 상세동작에 관해서는, 관련 기술표준(3GPP TS 36.321, 36.213, 36.133)를 참고할 수 있다.

차세대 통신 시스템인 LTE-A 시스템에서 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA) 기술을 도입함에 따라, 멀티캐리어 시스템에서 파워 헤드룸을 보고하기 위한 방법이 필요해지게 되었다. 본 명세서에서 언급하는 컴포넌트 캐리어(CC)는 1개의 CC일 수도 있고, 여러 개의 연속적인 또는 비연속적인 CC의 묶음(예를 들면, band)일 수도 있다.

LTE 시스템에서는 싱글 캐리어(single carrier) 특성을 만족시키기 위해, 단말이 상향링크에서 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하지 않았다. 그러나, LTE-A 시스템에서 멀티캐리어를 도입함으로써, 단말이 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송할 수 있게 되었다. 따라서, 단말이 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송할 수도 있기 때문에 추가적인 PH정의가 필요하며 이를 PHR 타입라고 정의한다. 또한, 다중 상향링크 컴포넌트 캐리어(CC)에 대한 각 컴포넌트 캐리어(CC)별로 PH 정의가 필요하다. 또한, 멀티 캐리어 도입에 따라 PH를 구성함에 있어 상향링크 시그널링 오버헤드를 줄이는 방법도 필요하다.

또한, LTE-A 시스템에서는 PUSCH에 대한 파워 헤드룸(PH)과 PUCCH에 대한 파워 헤드룸을 정의할 수 있다.

LTE-A 시스템에서는 단말의 PHR의 타입에게 두 가지가 있다(타입 1 및 타입 2).

다음 수학식 5는 PHR 타입 1로서 서빙 셀 c에 대한 인덱스 i의 서브프레임에서의 PUCCH 없이 PUSCH를 전송하는 경우에 대한 단말의 파워 헤드룸(PH)를 정의한 식이다.

상기 수학식 5에서 c는 서빙 셀의 인덱스를 나타내는 것으로, 상기 수학식 5에 나타낸 각 파라미터는 특정 서빙 셀 c에 대한 것이다. P_{CMAX ,c} 는 특정 서빙 셀 c에 구성된 단말이 전송가능한 최대 전력 전송 파워를 나타내고, M_{PUSCH ,c} (i)는 특정 서빙 셀 c에서의 서브프레임 인덱스 i에 대해 유효한 자원 블록 수로 표현된 PUSCH 자원 할당의 대역폭을 나타내는 파라미터로서, 기지국이 할당하는 값이다. P_{O _ PUSCH ,c} (j)는 특정 서빙 셀 c에 대해 상위 레이어로부터 제공된 셀-특정 노미널 컴포넌트(nominal component) P_{O _ NOMINAL _ PUSCH , c}(j)와 상위 레이어에서 제공된 단말-특정 컴포넌트 P_{O _ UE _ PUSCH ,c}(j)의 합으로 구성된 파라미터로서, 기지국이 단말에게 알려주는 값이다. α_c(j)는 상위 계층에서 제공되어 기지국이 3 비트로 전송해 주는 셀-특정 파라미터로서 j=0 또는 1일 때, α_c∈{0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1}이고, j=2일 때, α_c(j)는 =1이다. α_c(j)는 기지국이 단말에게 알려주는 값이다.

PLc은 단말이 dB 단위로 계산한 하향링크 경로손실(또는 신호 손실) 추정치로서, PLc=referenceSignalPower- higher layer filteredRSRP 로 표현된다. fc(i)는 현재 PUSCH 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다.

파워 헤드룸(PH)은 -23 데시벨(dB)에서 40dB 사이에서 1dB간격의 64레벨 값으로 구성되며, 물리 레이어에서 상위 레이어로 전달된다. PH MAC 제어 요소는 MAC PDU 서브헤더에 의해 식별된다. 단말이 기지국으로부터 보고하는 파워 헤드룸(PH)의 일 예를 아래 표 9에 나타내었다.

다음 수학식 4는 PHR 타입 1로서 서빙 셀 c에 대한 인덱스 i의 서브프레임에서의 PUCCH 와 PUSCH를 전송하는 경우에 대한 단말의 파워 헤드룸(PH)를 정의한 식이다.

상기 수학식 6에서

는 인덱스 i 서브프레임에서 PUSCH만을 전송하는 것을 가정하여 산출된 값이며, 이 경우 물리 계층에서 P _{CMAX ,c}(i) 대신에

를 상위 계층(higher layer)로 전달해 준다.

단말이 인덱스 i 서브프레임에서 PUSCH를 전송하지 않는다면, 타입 1에 대한 파워 헤드룸은 다음 수학식 7을 이용하여 계산될 수 있다.

이 경우,

는 MPR=0dB, A-MPR=0dB, P-MPR=0dB 및 T_C =0 dB 임을 가정하여 계산된 값이다.

다음 수학식 8은 타입 2 파워 헤드룸 리포트를 나타낸다. 단말이 프라이머리 셀에 대해 서브프레임 i에서 PUCCH와 함께 PUSCH를 동시에 전송하는 경우의 타입 2 리포트를 위한 파워 헤드룸은 수학식 8을 이용하여 계산될 수 있다.

상기 수학식 8에서 기술한 각 파라미터들은 프라이머리 셀에 대한 것이라는 점에서 수학식 1에서 기술한 파라미터들과 차이가 있지만 그 이외의 의미는 상기 수학식 3에서 설명한 내용과 같다.

다음 수학식 9는 프리어머리 셀에 대해 인덱스 i 서브프레임에서 PUCCH 없이 PUSCH를 전송하는 경우에서의 타입 리포트를 위한 파워 헤드룸을 계산하는 식이다.

다음 수학식 10은 프리어머리 셀에 대해 인덱스 i 서브프레임에서 PUSCH 없이 PUCCH를 전송하는 경우에서의 타입 리포트를 위한 파워 헤드룸을 계산하는 식이다.

여기서, 각 파라미터는 36.213의 섹션 5.1.2.1의 정의에 따른다.

다음 수학식 11은 프리어머리 셀에 대해 인덱스 i 서브프레임에서 PUCCH 또는 PUSCH를 전송하지 않는 경우에서의 타입 리포트를 위한 파워 헤드룸을 계산하는 식이다.

여기서, 각 파라미터는 36.213의 섹션 5.1.1.1 및 5.1.2.1의 정의에 따른다.

다음 수학식 12는 서빙 셀 c에 대한 인덱스 i 서브프레임에서 전송되는 사운딩 참조심볼(Sounding Reference Symbol, SRS)에 대한 단말의 전송 전력 P _SRS 을 나타낸 식이다.

여기서, P _{CMAX ,c}(i) 는 서빙 셀 c에 대해 인덱스 i의 서브프레임에서의 단말 전송 전력으로 구성된 값이며, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 은 서빙 셀 c에 대해 m=0 및 m=1에 대한 상위 계층에 의해 반-고정적(semi-statically)으로 구성된 4-비트 파라미터이다. SRS 전송에 대해, 트리거 타입 0(trigger type 0)에 대해서는 m=0 이고 SRS 전 트리거 타입 1에 대해서는 m=1이다. K _S = 1.25 에 대해, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 은 [-3, 12] dB 범위에서 1dB 단위(step)로 값을 가진다. K _S = 0 에 대해서는 P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) [-10.5, 12] dB 범위에서 1.5 dB 단위로 값을 가진다. M _{SRS ,c} 는 자원블록의 번호로 표시된 서빙 셀 c에 대한 인덱스 i의 서브프레임에서의 SRS 전송의 대역폭이다. f _c(i) 는 서빙 셀 c에 대한 현재 PUSCH 전력 제어 조정 스테이트(state)를 나타낸다. P _{O_PUSCH,c}(j) 및 α _c(j) 는 j=1인 경우 앞서 설명한 바와 같이 36.213의 섹션 5.1.1.1에 정의된 것과 같다.

SRS에 대한 단말의 총 전송 전력이

을 초과하면, 단말은 다음 수학식 13과 같은 조건으로 인덱스 i의 서브프레임에서 서빙 셀 c에 대한

를 스케일링할 수 있다.

상기 수학식 13은

가 P _{SRS ,c}(i) 의 선형 값이고, w(i) 는 서빙 셀 c에 대해

의 스케일링 인자(scaling factor)이며 0＜w(i)≤1 이다. 그리고, w(i) 값들은 서빙 셀들에 거쳐 동일하다.

이하 첨부된 도 8을 참조하여 도 8과 같이 환경에서의 적용될 수 있는 SRS의 PHR 전송 방법, 새로운 PHR 트리거링 조건, PHR 전송을 위한 MAC CE 구성 방법에 대해 설명할 것이다.

도 8은 다수의 포인트(multiple points) 통신 시나리오들의 예를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 시나리오 1은 단말이 매크로 셀 내 매크로 기지국(혹은 매크로 셀 기지국)과 1:1로 통신하는 경우에 해당한다. 시나리오 2는 단말은 매크로 기지국 및 4개의 다른 협력 노드들과 통신하는 경우를, 시나리오 3은 단말이 매크로 기지국을 제외하고 다른 협력 노드 3개와 통신하는 경우를, 시나리오 4는 단말이 협력 노드와만 1:1로 통신하는 경우를 나타낸다. 도 8에서 나타낸 시나리오는 단말, 매크로 기지국 및 협력 노드 간의 예시적 협력 통신 시나리오이며 본 발명이 이러한 시나리오만으로 제한되는 것은 아니며, 협력 노드의 수도 상기 도 8의 개수에 한정되지 않는다.

도 8에 도시한 협력 노드는 매크로 기지국과 함께 협력적으로 동작하는 노드로서, 단말로 신호를 전송하거나 단말로부터 신호를 수신할 수 있다. 이러한 협력 노드는 예를 들어 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)에서의 분산된 안테나, 저전력(low-power)을 갖는 RRH(Remote Radio Head), 피코/펨토 셀 협력 시스템(HetNet), 이들의 조합 등에 적용될 수 있다. 이러한 협력 노드는 포인트, 수신 포인트, 전송 포인트 등 다양하게 호칭될 수 있다. 협력 노드가 동작 가능한 상황인 DAS, RRH 등에 간략히 설명한다.

DAS는 임의의 지리적 영역(셀이라고도 함) 내에 소정 간격으로 위치한 복수의 안테나를 관리하는 일 기지국 혹은 일 기지국 제어기와 케이블 혹은 전용회선을 통해 연결된 복수의 분산 안테나를 통신에 사용한다. DAS에서 각 안테나 혹은 각 안테나 그룹은 본 발명의 협력 노드 일 수 있으며, DAS의 각 안테나는 일 기지국 혹은 일 기지국 제어기에 구비된 안테나의 서브셋으로서 동작할 수 있다. 즉, DAS는 다중 노드 시스템의 일종이며, 분산 안테나 혹은 안테나 그룹은 다중 안테나 시스템에서 노드의 일종이다. DAS는 상기 DAS에 구비된 복수의 안테나들이 셀 내에 일정 간격으로 위치한다는 점에서 셀의 중앙에 복수의 안테나들이 집중되어 있는 중앙 집중형 안테나 시스템(centralized antenna system, CAS)와 구별된다. DAS는, 분산 안테나 혹은 분산 안테나 그룹에 의해 관리되는 것이 아니라, 셀 내에 위치한 모든 안테나들이 상기 셀의 중심에서 일 기지국 혹은 일 기지국 제어기에 의해 관리된다는 점에서 펨토/피코 셀 협력 시스템과는 다르다. 또한, DAS는 분산 안테나들이 케이블 혹은 전용회선을 통해 서로 연결된다는 점에서, 중계국(relay station, RS)과 무선으로 연결되는 기지국을 사용하는 릴레이 시스템 혹은 애드-혹(ad-hoc) 네트워크와 다르다. 또한, DAS는, 분산 안테나 혹은 분산 안테나 그룹이 기지국 혹은 기지국 제어기의 명령에 따라 해당 안테나 혹은 안테나 그룹 근처에 위치한 단말에 다른 분산 안테나 혹은 분산 안테나 그룹과는 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서, 단순히 신호를 증폭하여 전송하는 리피터(repeater)와 구별된다.

다중 기지국 협력 시스템 혹은 펨토/피코 셀 협력 시스템의 각 노드는 독립된 기지국으로서 동작하며, 상호 협력한다. 따라서, 상기 다중 기지국 협력 시스템 혹은 상기 펨토/피코 셀 협력 시스템의 각 기지국은 본 발명의 협력 노드일 수 있다. 다중 기지국 협력 시스템 혹은 펨토/피코 셀 협력 시스템의 다중 노드들은 백본망(backbone network) 등을 통해 서로 연결되며, 스케줄링 및/또는 핸드오버를 함께 수행함으로써 협력 전송/수신을 수행한다. 이와 같이, 다수의 기지국이 협력 전송에 참여하는 시스템을 CoMP(Coordinated Multi-Point) 시스템이라고도 한다.

RRH는 RF트랜시버(RF Transceiver)와 파워앰프를 기지국으로부터 분리하여 안테나와 가까운 곳에 설치하여 안테나들이 기지국과 같이 동작하도록 하는 것이다. 이와 같은 구성을 통해 단말기와 기지국 안테나 사이의 거리를 단축시켜 무선 용량을 늘리면서도 기지국 증설에 필요한 재원을 최소화 할 수 있다. 이처럼 RRH가 기지국으로부터 독립된 형태를 가지며 기지국의 무선부를 별도로 분리, 음성과 데이터를 송수신하는 중계기 역할을 수행할 수 있다.

예를 들어, 매크로 셀 내에 복수 개의 노드(혹은 포인트)들이 있는 경우를 가정하자. 여기서 이들 복수의 노드들은 협력 RRH(coordinated RRH) 세트, 측정 RRG 세트(measurement RRH set), 전송 포인트 세트(transmission point set), 수신 포인트 세트(reception point set) 등으로 다양하게 다르게 호칭될 수 있지만 이들의 기능은 여기서 설명한 RRH의 기능과 동일하다.

기존에는 단말이 기지국으로 SRS를 전송하지만 SRS에 대한 파워 헤드룸 리포트(PHR)를 보고하지는 않았다. 그러나, 도 8과 같이 단말이 매크로 기지국 및 협력 노드들과 함께 협력 동작을 수행하고, 단말이 여러 협력 노드로 SRS를 전송할 필요가 있고, 협력 동작에 있어서 수신 포인트(수신 협력 노드) 또는 수신 포인트 세트가 동적으로 또는 반-고정적으로(semi-statically) 변경되는 경우와 같은 상황에서는 단말이 SRS에 대한 PHR을 전송할 필요가 있게 되었다. 이러한 SRS에 대한 PHR은 캐리어 어그리게이션 시스템의 도입으로 인한 것은 아니며, 도 8과 관련된 설명은 캐리어가 하나인 상황도 모두 포함하는 개념이다.

다음 수학식 14 및 수학식 15는 각각 서빙 셀 c에 대한 PUSCH 및 PUCCH에 대한 PHR 을 나타낸 식이다.

그리고, 다음 수학식 16은 본 발명에서 제안하는 서빙 셀 c에 대한 SRS에 대한 PHR을 나타낸다.

여기서, P_{SRS ,c}는 다음 수학식 17 또는 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 17에서, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 는 서빙 셀 c에 대해 m=0 및 m=1에 대한 상위 계층에 의해 반-고정적(semi-statically)으로 구성된 4-비트 파라미터이다. SRS 전송에 대해, 트리거 타입 0(trigger type 0)에 대해서는 m=0 이고 SRS 전 트리거 타입 1에 대해서는 m=1이다. K _S = 1.25 에 대해, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 은 [-3, 12] dB 범위에서 1dB 단위(step)로 값을 가진다. K _S = 0 에 대해서는 P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) [-10.5, 12] dB 범위에서 1.5 dB 단위로 값을 가진다. M _{SRS ,c} 는 자원블록의 번호로 표시된 서빙 셀 c에 대한 인덱스 i의 서브프레임에서의 SRS 전송의 대역폭이다. f _c(i) 는 서빙 셀 c에 대한 현재 PUSCH 전력 제어 조정 스테이트(state)를 나타낸다. P _{O _ PUSCH ,c}(j) 및 α _c(j) 는 j=1인 경우 앞서 설명한 바와 같이 36.213의 섹션 5.1.1.1에 정의된 것과 같다.

상기 수학식 18에서, P _{SRS _ OFFSET ,c}(m) 는 상기 수학식 17과 동일하며, 상기 수학식 17에서는 P _{O _ PUSCH ,c}(j) 를 재사용하고 있으나 수학식 18에서는 SRS 전용으로 P _{O_SRS,c}(j) 로 재정의 해서 기지국이 단말로 시그널링해 줄 수 있다. 상기 수학식 18에서 α _c(j) 는 α _{SRS ,c}(j) 처럼 PUSCH와 SRS가 서로 다르게 설정하여 구성하여 이를 사용하도록 할 수 있다. 또한, PL _c 설정도 PUSCH와 동일하게 혹은 PL _{SRS , c} 처럼 다르게 설정 될 수도 있다. f _c(i) 도 f _{SRS ,c}(i) 로 다르게 설정하여 사용할 수 있다. 이 경우 기지국은 단말에게 α _{SRS ,c}(j), f _{SRS ,c}(i), PL _{SRS ,c}, P _{O _ SRS ,c}(j) 를 상위 계층에서 시그널링해 줄 수 있다. f _{SRS ,c}(i) 는 서브프레임 인덱스 i에 대해 현재 SRS 파워 제어 조정 상태를 나타내는 값으로서, 현재의 절대값 또는 축적된 값으로 표현될 수 있다. f _{SRS ,c}(i) 가 축적(accumulation) 된 값으로 표현되는 경우 새롭게 f _{SRS ,c}(i) 를 정의할 필요가 있다.

단말은 구성된 모든 CC 또는 구성된 셀 모두에서 SRS를 전송할 수 있기 때문에, 단말은 상기 수학식 17 및 18를 이용한 SRS의 PHR 보고를 모든 CC 혹은 구성된 셀에 대해 수행할 수 있다. 또한, 단말이 동시에 여러 셀(혹은 협력 노드)로 전송하는 경우에도 상기 제안한 PHR 보고 방식의 적용이 가능하다.PHR 트리거링이 발생하면, 단말은 PHR 정보에 상기 수학식 16 및 17, 혹은 상기 수학식 16 및 18에 정의에 따라 Power headroom reporting (PHR) 정보를 구성하도록 한다. PHR 보고의 경우 PUSCH 수신 포인트 세트와 SRS 수신 포인트 세트가 같다면 상기 수학식 17을 이용하여 SRS의 전송 전력을 결정할 수 있고, 만약 PUSCH 수신 포인트 세트나 SRS 수신 포인트 세트가 다르다면 상기 수학식 18을 이용하여 SRS 전송 전력을 결정할 수 있다.

또한, 단말은 상기 수학식 17 또는 상기 수학식 18과 상기 수학식 16을 이용하여 SRS의 PHR을 구성하고, 이렇게 구성된 PHR_SRS를 구성된 협력 노드들(혹은 구성된 수신 포인트 세트) 각각에게 PHR_SRS 을 전송할 수 있다. 만약 수신 포인트 세트에 기지국도 포함되어 있다면 기지국으로도 PHR_SRS 을 전송할 수도 있다.

단말이 SRS와 PUCCH/PUSCH를 동시에 전송하는 경우 기지국 관점에서 스케줄링 유연성(scheduling flexibility)를 높일 수 있다. 상기 수학식 18처럼 재정의 되는 경우, 즉 PUSCH의 전력 제어 수식과 달리 다음 4개의 파라미터들이 모두 혹은 그 중 하나 이상의 파라미터들 (P _{O _ PUSCH ,c}(j) , α _c(j) , PL _c , f _c(i)) 이 SRS 특정하게 혹은 단말-특정하게 설정되는 경우 PHR 보고시에 포함되도록 할 수 있다. 또한, PUSCH와 같은 값을 사용하더라도 이들 4개의 파라미터 값을 기지국으로 전송하도록 할 수 있다. 또는, PUSCH와 동일하게 사용하지 않은 파라미터 값만 리포팅 정보에 포함하여 리포팅 하도록 할 수도 있다. 예를 들어 PL 정보의 차이값, 혹은 추정된 값, 혹은 실제 사용하는 값을 리포팅 하도록 한다. α _c(j) 는 적용할 수도 있고 적용 안 할 수도 있다. f _c(i) 값의 차이 값 혹은 실제 사용되는 값을 리포팅에 포함할 수 있다. 실제 추정한 값 혹은 사용하는 값을 리포팅 하는 경우 PL은 P_{0 _ PUSCH}와의 합으로 전송하도록 한다.

여기서, 타이밍 어드밴스(Timing Advance, TA)에 대해 간략히 살펴본다. CA는 인트라 밴드(Intra band) 내에서만 혹은 인터 밴드(Inter band)들의 컴포넌트 캐리어(component carrier)들의 조합으로 구성된다. 종래 기술에서는 CA 구성에 상관없이 UL 타이밍 어드밴스(timing advance, TA)는 하나로 설정 되어 있다. 하지만, 인터 밴드(inter band)간 주파수 특성 차이에 의해 하나로 설정하여 사용하기 어려울 수 있다. 또한, 이를 반영하여 다중(multiple) TA 그룹(group) 형태가 지원 되는 경우에는 다중 프라이머리 셀(multiple Primary cell)이 가능할 수도 있다.

앞서 살펴본 SRS에 대한 PHR 전송 및 구성 방법은 다수의 타이밍 어드밴스(Multiple Timing Advance)가 적용된 경우에도 확장하여 적용할 수 있다. 혹은 PUCCH/PUSCH/SRS가 동시에 전송되는 모든 경우에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 일 예로서 도 8의 시나리오 2 및 3과 같은 상황에서 단말이 PHR 전송을 위한 PHR 트리거링 조건을 새롭게 제안한다. 앞서 PHR 트리거링 조건을 설명한 바 있지만, 추가적으로 PHR 트러거링 조건으로 다음 세 가지 경우를 제안한다. PHR에 대한 기본 정의는 관련 기술에서 정의를 재사용할 수도 있고 재정의 해서 사용할 수 있다. 본 발명에서는 PHR의 정의와 별개로 이를 운영하는 방법에 대해 제안한다.

새로운 PHR 트리거링 조건( PHR triggering condition ):

1. 단말의 상향링크 전송 타겟(target) 셀/수신 포인트(reception point)의 구성이 달라질 때

2. 단말의 하향링크 전송 타겟(target) 셀/전송 포인트(transmission point)의 구성이 달라 질 때

3. 측정 세트(Measurement set)(하향링크 경로손실 측정 및/또는 하향링크 채널 상태 측정)이 변경 될 때

상기 제안한 PHR 트리거링 조건은 3가지 각각의 개별 조건에 의해서 트리거링 될 수 있고 혹은 1, 2, 3의 조합으로 두 개의 서로 다른 셋 별로 혹은 3개를 모두 만족할 경우 등으로 구성할 수도 있다. 이러한 PHR 트리거링 조건이 만족되면, 단말은 기지국으로 PHR을 전송하게 된다.

여기서 새롭게 제안한 PHR 트리거링 조건은 앞서 설명한 SRS의 PHR 보고에도 적용됨은 물론이고, PUCCH, PUCSCH의 PHR 보고에도 모두 다 적용 가능하다.

또한, 이러한 트리거링 조건은 셀 별로 각각 두도록 한다. 예를 들어, prohibitPHR-Timer, periodicPHR-Timer, dl_PathlossChange dB 를 상향링크 CoMP 시나리오에서는 셀 별로 각각 운영하도록 할 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 또 다른 제안으로서, PHR을 보고하기 위한 MAC CE(control element) 구성에 대해 살펴본다.

MAC CE ( control element ) 구성 방법.

1. 단말은 매크로 셀 내에 존재하는 모든 구성된 혹은 활성화된 협력 노드(예를 들어, RRH)에 대한 PHR 정보를 구성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 미리 정해진 협력 노드의 순서에 따라 순차적으로 협력 노드에 대한 PHR 정보를 구성하거나 또는 협력 노드의 인덱스와 해당 PHR 정보를 구성할 수도 있다. 예를 들어, 단말은 협력 노드 인덱스 별로 PUCCH, PUSCH, SRS 중 적어도 하나 이상에 대한 PHR를 포함하여 PHR 정보를 구성할 수 있다.

2. 단말의 상향링크 전송 타겟 셀/수신 포인트의 세트에 대한 PHR 정보를 구성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 앞서 MAC CE 구성 방법 1에서 설명한 것과 같이 미리 정해진 상향링크 전송 타겟 셀/수신 포인트의 세트에 구성된 협력 노드의 순서에 따라 순차적으로 협력 노드에 대한 PHR 정보를 구성하거나 또는 협력 노드의 인덱스와 해당 PHR 정보를 구성할 수도 있다. 예를 들어, 단말은 협력 노드 인덱스 별로 PUCCH, PUSCH, SRS 중 적어도 하나 이상에 대한 PHR를 포함하여 PHR 정보를 구성할 수 있다.

3. 단말의 하향링크 전송 타겟 셀/전송 포인트의 세트에 대한 PHR 정보를 구성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 앞서 MAC CE 구성 방법 1에서 설명한 것과 같이 상향링크 전송 타겟 셀/수신 포인트의 세트에 구성된 협력 노드에 대해 미리 정해진 협력 노드의 순서에 따라 순차적으로 협력 노드에 대한 PHR 정보를 구성하거나 또는 협력 노드의 인덱스와 해당 PHR 정보를 구성할 수도 있다. 예를 들어, 단말은 협력 노드 인덱스 별로 PUCCH, PUSCH, SRS 중 적어도 하나 이상에 대한 PHR를 포함하여 PHR 정보를 구성할 수 있다.

MAC CE를 구성하는 방법으로, 하나의 MAC CE를 구성하도록 한다. 시스템이 복수개의 DL/UL CC/cell 로 구성된 경우, 각 셀 별로 멀티-포인트 전송/수신(multi-point transmission/reception)이 가능한 경우에는 단말은 셀 별로 하나의 MAC CE를 구성하여 전송하거나 혹은 모든 셀에 대한 PHR 정보를 하나의 MAC CE를 통해서 전송하도록 한다. 이 경우, MAC CE 구성 시에 셀의 인덱스가 추가하여 셀 별 PHR을 식별시킬 수 있다. 또한, 단말과 협력 노드 간의 거리 차이로 인하여 경로손실 성분 값이 달라지는 경우 등을 이유로 협력 노드 별로 PHR을 구별 시키는 것이 필요할 수 있기 때문에 PHR을 위한 MAC CE 구성 시에 협력 노드 인덱스에 대한 정보도 추가적으로 포함될 수도 있다.

이와 같이 살펴본 본 발명의 다양한 양태들에 따라, 매크로 셀 들간 혹은 매크로 셀 내에 복수개의 노드들 간 상/하향 통신을 지원하는 시스템에서 SRS에 대한 PHR를 정의하고, 새로운 PHR 트리거링 방식, PHR 전송을 위한 MAC CE 구성 방법에 따라 PHR 보고를 수행하게 됨에 따라 통신 성능이 현저히 향상하게 된다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

파워 헤드룸 리포팅 전송 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE, LTE-A 시스템 등 다양한 이동통신 시스템에 산업적으로 적용이 가능하다.

Claims (16)

1. 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 단말이 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 방법에 있어서,
   특정 서빙 셀에서 사운딩 참조 심볼(sounding reference symbol, SRS)을 전송하기 위한 SRS 전송 전력을 결정하는 단계는 포함하되,
   상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 기지국에 해당하는 제 1 노드 및 상기 적어도 하나의 협력 노드 중 복수의 노드로 전송하기 위해 결정된 값인, PHR 전송 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용으로 상기 SRS의 트리거 타입에 따른 옵셋값 및 상기 SRS의 전송 대역폭에 기초하여 결정된 것인, PHR 전송 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용 경로 손실 보상 인자, SRS 전용 경로 손실 추정치, SRS 파워 조정 상태를 나타내는 값 및 SRS에 대해 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) 와 단말-특정 노미널 콤퍼넌트의 합으로 표현되는 값 중 적어도 하나에 더 기초하여 결정되는, PHR 전송 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 결정된 SRS 전송 전력에 기초하여 상기 SRS의 PHR 전송을 위한 PHR 정보를 구성하는 단계; 및
   상기 SRS에 대한 PHR 값을 포함하는 상기 구성된 PHR 정보를 상기 복수의 노드 중 적어도 한 노드로 전송하는 단계를 더 포함하되,
   상기 복수의 노드는 상기 단말에 구성된 협력 노드 또는 활성화된 협력 노드를 포함하거나, 상기 단말에 구성된 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트를 포함하며,
   상기 PHR 정보는 상기 복수의 노드 각각에 대해 구성된 것인, PHR 전송 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 협력 노드는 안테나, RRH(Remote Radio Head), 피코 셀 기지국, 마이크로 셀 기지국, 전송 포인트, 수신 포인트, 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트에 해당하는, PHR 전송 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 SRS에 대한 PHR 값은 상기 특정 서빙 셀에 대해 단말에 구성된 전송 전력 최대 값에서 상기 결정된 SRS 전송 전력을 차감하여 결정된 값인, PHR 전송 방법.
7. 제 4항에 있어서,
   상기 구성된 PHR 정보는 사전에 정해진 협력 노드 순서에 따라 구성된 PHR 정보를 포함하거나, 상기 협력 노드 인덱스와 상기 협력 노드 인덱스에 대응하는 PHR 정보를 포함하는, PHR 전송 방법.
8. 제 4항에 있어서,
   상기 구성된 PHR 정보는 상기 복수의 노드 전부로 또는 상기 협력 노드 전부로 전송되는, PHR 전송 방법.
9. 기지국 및 상기 기지국과 협력 통신을 수행하는 적어도 하나의 협력 노드가 존재하는 네트워크에서 파워 헤드룸 리포팅(power headroom reporting, PHR)을 전송하는 단말에 있어서,
   특정 서빙 셀에서 사운딩 참조 심볼(sounding reference symbol, SRS)을 전송하기 위한 SRS 전송 전력을 결정하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
   상기 결정된 SRS 전송 전력은 상기 기지국에 해당하는 제 1 노드 및 상기 적어도 하나의 협력 노드 중 복수의 노드로 전송하기 위해 결정된 값인, 단말.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용으로 상기 SRS의 트리거 타입에 따른 옵셋값 및 상기 SRS의 전송 대역폭에 기초하여 상기 SRS 전송 전력을 결정하는, 단말.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 프로세서 상기 특정 서빙 셀에 대해 SRS 전용 경로 손실 보상 인자, SRS 전용 경로 손실 추정치, SRS 파워 조정 상태를 나타내는 값 및 SRS에 대해 셀-특정 노미널 콤포넌트(nominal component) 와 단말-특정 노미널 콤퍼넌트의 합으로 표현되는 값 중 적어도 하나에 더 기초하여 상기 SRS 전송 전력을 결정하는, 단말.
12. 제 9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 결정된 SRS 전송 전력에 기초하여 상기 SRS의 PHR 전송을 위한 PHR 정보를 구성하며,
    상기 SRS에 대한 PHR 값을 포함하는 상기 구성된 PHR 정보를 상기 복수의 노드 중 적어도 하나의 노드로 전송하는 송신기를 더 포함하되,
    상기 복수의 노드는 상기 단말에 구성된 협력 노드 또는 활성화된 협력 노드를 포함하거나, 상기 단말에 구성된 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트를 포함하며,
    상기 PHR 정보는 상기 복수의 노드 각각에 대해 구성된 것인, 단말.
13. 제 9항에 있어서,
    상기 협력 노드는 안테나, RRH(Remote Radio Head), 피코 셀 기지국, 마이크로 셀 기지국, 전송 포인트, 수신 포인트, 전송 포인트 세트 또는 수신 포인트 세트에 해당하는, 단말.
14. 제 9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 SRS에 대한 PHR 값을 상기 특정 서빙 셀에 대해 단말에 구성된 전송 전력 최대 값에서 상기 결정된 SRS 전송 전력을 차감한 값으로 결정하는, 단말.
15. 제 12항에 있어서,
    상기 구성된 PHR 정보는 사전에 정해진 협력 노드 순서에 따라 구성된 PHR 정보를 포함하거나, 상기 협력 노드 인덱스와 상기 협력 노드 인덱스에 대응하는 PHR 정보를 포함하는, 단말.
16. 제 12항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 구성된 PHR 정보를 상기 복수의 노드 전부로 또는 상기 협력 노드 전부로 전송하는, 단말.

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