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KR101622224B1 - 무선 통신 시스템에서 단말 송신 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말 송신 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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KR101622224B1
KR101622224B1 KR1020090117784A KR20090117784A KR101622224B1 KR 101622224 B1 KR101622224 B1 KR 101622224B1 KR 1020090117784 A KR1020090117784 A KR 1020090117784A KR 20090117784 A KR20090117784 A KR 20090117784A KR 101622224 B1 KR101622224 B1 KR 101622224B1
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임수환
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이상욱
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 송신 전력을 제어하는 방법이 개시되며, 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 확인하고, 이러한 기지국 지정 최대 송신 전력에 레거시 단말에 대응하는 추가 최대 전력 감소량(Additive-Maximum Power Reduction; 이하 A-MPR)을 적용하여 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 생성하며, 기지국 지정 최대 송신 전력 정보와 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 방송한다.
최대 송신 전력, Additive- Maximum Power Reduction, 레거시 시스템

Description

무선 통신 시스템에서 단말 송신 전력 제어 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR CONTROLING TRANSMITTING POWER OF USER EQUIPMENT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 무선 통신 시스템의 기지국이 단말의 송신 전력을 제어하는 방법 및 이를 위한 기지국 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"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 기초적인 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 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)(120)과 기지국(eNode B; eNB)(110a 및 110b), 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 1.4, 3, 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. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 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 WCDMA를 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 전력 소모 등이 요구된다.
최근 3GPP는 LTE에 대한 후속 기술에 대한 표준화 작업을 진행하고 있다. 본 명세서에서는 상기 기술을 "LTE-Advanced" 또는 "LTE-A"라고 지칭한다. LTE 시스템과 LTE-A 시스템의 주요 차이점 중 하나는 시스템 대역폭의 차이다. LTE-A 시스템은 최대 100 MHz의 광대역을 지원할 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해, LTE-A 시스템은 복수의 콤포넌트 반송파를 사용하여 광대역을 달성하는 반송파 집성(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용하도록 하고 있다. 반송파 집성은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 콤포넌트 반송파를 하나의 커다란 논리 주파수 대역으로 사용하도록 한다. 각 콤포넌트 반송파의 대역폭은 LTE 시스템에서 사용되는 시스템 블록의 대역폭에 기초하여 정의될 수 있다. 각각의 콤포넌트 반송파는 컴포넌트 반송파를 이용하여 전송된다. 본 명세서에서, 컴포넌트 반송파는 문맥에 따라 반송파 집성을 위한 콤포넌트 반송파 또는 콤포넌트 반송파의 중심 반송파를 의미할 수 있고 이들은 서로 혼용된다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템의 기지국이 단말의 송신 전력을 제어하는 방법 및 이를 위한 기지국 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예인, 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 송신 전력을 제어하는 방법은 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 확인하는 단계, 상기 기지국 지정 최대 송신 전력에 레거시 단말에 대응하는 추가 최대 전력 감소량(Additive-Maximum Power Reduction; 이하 A-MPR)을 적용하여 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 생성하는 단계, 및 상기 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 방송하는 단계를 포함한다.
여기서 상기 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보는 상기 기지국 지정 최대 송신 전력 정보에서 상기 레거시 단말에 대응하는 추가 최대 전력 감소량을 감한 값을 의미하며, 상기 방송하는 단계는 상기 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보와 상기 기지국 지정 최대 송신 전력정보를 시스템 정보 블록(System Information Block; 이하 SIB) 타입 1을 통하여 방송하는 단계를 포함한 다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예인, 기지국 장치는 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 확인하고, 상기 기지국 지정 최대 송신 전력에 레거시 단말에 대응하는 추가 최대 전력 감소량(Additive-Maximum Power Reduction; 이하 A-MPR)을 적용하여 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 생성하는 프로세서, 및 상기 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 방송하는 송신 모듈을 포함한다.
여기서 상기 프로세서는 상기 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 상기 기지국 지정 최대 송신 전력 정보에서 상기 레거시 단말에 대응하는 추가 최대 전력 감소량을 감하여 생성하며, 상기 송신 모듈은 상기 레거시 단말용 기지국 지정 최대 송신 전력 정보와 상기 기지국 지정 최대 송신 전력 정보를 시스템 정보 블록(System Information Block; 이하 SIB) 타입 1을 통하여 방송한다.
본 발명의 실시예에 따르면 단말의 최대 송신 전력 설정에 있어 이동 통신 시스템의 발전에 따라 발생할 수 있는 역방향 호환성 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.
본 발명에서 얻을 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.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.
본 명세서에서 3GPP LTE (Release-8) 시스템을 LTE 시스템 또는 레거시 시스템으로 지칭한다. 또한, LTE 시스템을 지원하는 단말을 LTE 단말 또는 레거시 단말로 지칭한다. 이와 대응하여, 3GPP LTE (Release-9) 시스템을 진화된 시스템으로 지칭한다. 또한, LTE (Release-9) 시스템을 지원하는 단말을 진화된 단말로 지칭한다.
편의상, 본 명세서는 Release-8 및 Release-9을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다.제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S301). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향 링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향 링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향 링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S302).
한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S303 내지 단계 S306). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 전송하고(S303 및 S305), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304 및 S306). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향 링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S307) 및 물리 상향 링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향 링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 단말이 상향 링크를 통해 기지국에 전송하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 정보는 하향 링크/상향 링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 전송할 수 있다.
우선 종래 기술에 따른 기지국의 단말 전력 제어 방법에 관하여 살펴본다.
LTE 시스템에서 단말이 실제로 사용 가능한 최대 전력(Pcmax)을 간단히 표현하면 다음과 같다.
Pcmax = Min(Pemax, Pumax)
여기서 Pcmax는 단말이 해당 셀에서 송신 가능한 최대 전력 (실제 최대 송신 전력)을 의미하며, Pemax는 기지국이 시그널링하는 해당 셀 내에서 사용 가능한 최대 전력을 의미한다. 또한, Pumax는 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)에 최대 전력 감소량(Maximum Power Reduction; 이하 MPR), 추가 최대 전력 감소량(Additive-MPR; 이하 A-MPR) 등을 고려한 전력을 지칭한다. 현재 LTE 시스템에서 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)은 Power Class 3으로 정의되어 있으며 이는 23dBm의 전력을 의미한다.
한편 MPR은 표준에서 정의된 RF 요구사항(Spectrum Emission Mask(SEM), Adjacent Channel Leakage Ratio(ACLR) 등)을 만족시키기 위해 특정 변조 차수(modulation order)나 RB(Resource Block)수에 대해 정의된 최대 송신 전력에 대한 전력 감소량이며, A-MPR은 지역적 특성으로 인해 정의된 최대 송신 전력에 대한 전력 감소량을 의미한다. 이하 A-MPR에 관하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 LTE 시스템에서 정의된 Band13이 미국에서 사용될 경우에 대한 주파수 사용 예를 도시한다. 여기서 Band13은 하향 링크 대역폭이 746~756MHz이고, 상향 링크 대역폭이 777~787MHz인 주파수 대역을 의미한다.
도 4를 참조하여 설명하면, 국가별, 지역별 주파수 정책이 따로 수립되면서 각 국가 및 지역별로 단말이 사용하는 주파수 대역의 인접 주파수 대역을 보호해야 하는 경우가 발생한다. 도 4에서 알 수 있듯이 미국에서는 Band13 인접 대역에 공공안전을 위한 주파수 대역, 즉 PS(Public Safety) 밴드가 지정되어 있으며, 다른 시스템으로 인해 발생하는 PS 밴드내의 간섭(interference)을 일정 수치 이하로 규제하고 있다.
그러나 도 4와 같이 LTE 시스템의 주파수 대역이 배치되고, 각 단말이 일반적인 전력으로 신호를 송신하게 되면 해당 국가에서 정해놓은 방사(emission)에 대한 요구 사항을 만족시킬 수 없다. 따라서 상황에 맞는 A-MPR을 적용하여 단말의 최대 전력을 추가로 더 감소시켜, 단말의 송신 전력을 PS 밴드에 대한 해당 국가에서 정해놓은 요구사항에 만족하는 수준으로 유도한다.
한편, 현재 3GPP의 LTE 표준에서는 각 국가별, 지역별 특성에 따라 기지국이 네트워크 시그널링(Network Signaling; 이하 NS라 함) 값을 시그널링하게 될 경우 해당 NS에 대응하는 A-MPR 값 정의하고 있다. 현재 LTE 시스템의 프로토콜 표준에서는 AdditionalSpectrumEmission이라는 Information Element(이하, IE라 함)를 정의하고 있으며, 이 IE에는 32개의 NS가 포함될 수 있도록 구성되어 있다. 각 NS에 대응하는 A-MPR 값은 3GPP 표준문서 TS36.101에서 정의하게 되며, 현재 Release 8에는 표 1과 같이 정의되어 있다
Network Signalli ng value Requirements ( sub - clause ) E- UTRA Band Channel bandwidth ( MHz ) Resources Blocks A- MPR ( dB )
NS_01 NA NA NA NA NA
NS_03 6.6.2.2.1 2, 4,10, 35, 36 3 >5 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10, 35,36 5 >6 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10, 35,36 10 >6 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10,35,36 15 >8 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10,35, 36 20 >10 = 1
NS_04 6.6.2.2.2 TBD TBD TBD
NS_05 6.6.3.3.1 1 10,15,20 = 50 for QPSK = 1
NS_06 6.6.2.2.3 12, 13, 14, 17 1.4, 3, 5, 10 n/a n/a
NS_07 6.6.2.2.3
6.6.3.3.2		 13 10 Table 6.2.4-2 Table 6.2.4-2
..
NS_32 - - - - -
Release 8에서는 해당 셀에 대한 정보를 담고 있는 Master Information Block(MIB)와 System Information Block(SIB)를 PBCH, PDSCH등의 물리 채널을 통하여 셀 내에 방송(broadcasting)한다. 이 중 SIB는 여러 가지 타입(Type)으로 구분되며, 단말의 전력과 NS 관련 정보는 SIB type1과 SIB type2를 통해 전송된다.
SIB type1에서는 p-max라는 필드(field)를 통해 해당 셀에서 사용 가능한 단말의 최대 전력(Pemax)을 시그널링하고, SIB type2에서는 additionalSpectrumEmission이라는 필드를 통해 해당 셀에 적합한 NS 값을 시그널링 하여 해당 셀에 존재하는 단말들에게 A-MPR를 인지시키도록 구성되어 있다.
표 1에서 알 수 있듯이 Release 8에서는 7개의 NS에 대한 A-MPR 값이 정의되어 있고(TBD, NA포함), NS_08에서 NS_32까지는 Release 8에서 정의되지 않았다. 특정 NS가 시그널링되고 단말이 해당 NS를 알고 있을 경우, 표 1에 정의된 바에 따라 수학식 1에서 A-MPR을 적용할 수 있다. 그러나 단말이 해당 NS를 모를 경우에 대한 동작이 현재 표준 문서에 정의되어 있지 않다. 따라서 Release 8 단말이 알 수 없는 NS를 지원하는 Release 9 기지국의 셀에서 Release 8 단말이 접속을 시도할 경우 문제가 발생할 수 있다.
도 5는 종래 기술에 의하여 단말의 송신 전력을 제어할 경우 발생할 수 있는 문제점을 예시하는 도면이다. 특히 도 5는 Release 9 기지국이 Release 8에서 존재하지 않았던 새로운 NS를 셀 내에 방송할 경우를 도시한다.
도 5를 참조하면, Release 9 단말은 새로운 NS를 알고 있기 때문에 현재 통신하고 있는 주파수 대역의 방사 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 그러나 Release 8 단말이 셀에 진입하여 기지국으로 연결을 시도할 경우, 해당 단말은 새로운 NS에서 정의된 A-MPR 값을 알 수가 없다. 따라서, Release 8 단말의 전력을 제한할 수 있는 방법이 없고, 새로운 NS에 의해 보호받아야 하는 주파수 대역에서 요구사항 이상의 방사 신호가 증가하는 문제점을 가지고 있다.
또한 Release 8이 마무리되고 Release 9에 대한 표준화가 진행됨에 따라, Release 8에는 정의되지 않았던 새로운 A-MPR값이 논의되고 있고 이로 인해 Release 8과의 호환성 문제가 발생할 수 있다. 새로운 NS와 그에 적합한 A-MPR값이 논의되는 이유는 각 국가별 주파수 정책의 변화로 인한 기존 밴드의 수정이나 새로운 주파수 밴드를 만드는 과정에서 해당 주파수 대역의 인접 대역에 보호되어야 하는 시스템이 존재함으로 인해 새로운 A-MPR이 필요하게 되었기 때문이다.
최근에는, Release 9에서는 일본에서의 주파수 정책이 변경됨에 따라 Band18, 19가 새로 정의되고, Band19에 대한 NS인 NS_08이 아래 표 2와 같이 정의되었다.
Network Signalling value Requirements ( sub - clause ) E- UTRA Band Channel bandwidth ( MHz ) Resources Blocks A- MPR ( dB )
NS_01 NA NA NA NA NA
NS_03 6.6.2.2.1 2, 4,10, 35, 36 3 >5 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10, 35,36 5 >6 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10, 35,36 10 >6 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10,35,36 15 >8 = 1
6.6.2.2.1 2, 4,10,35, 36 20 >10 = 1
NS_04 6.6.2.2.2 TBD TBD TBD
NS_05 6.6.3.3.1 1 10,15,20 = 50 for QPSK = 1
NS_06 6.6.2.2.3 12, 13, 14, 17 1.4, 3, 5, 10 n/a n/a
NS_07 6.6.2.2.3
6.6.3.3.2		 13 10 Table 6.2.4-2 Table 6.2.4-2
NS_08 6.6.3.3.3 19 10, 15 > 29 = 1
> 39 = 2
> 44 = 3
..
NS_32 - - - - -
이러한 과정에서 Release 8에는 없던 요구사항이 새로 만들어짐에 따라 기존의 Release 8 단말과의 역방향 호환성(backward compatibility)이 보장되지 않을 수 있으며, 최악의 경우 Release 8 단말은 Release 9 기지국의 셀에서는 통신하면 안되는 상황이 발생할 수 있다. 또한 추후 Release 9에서의 주파수 대역 및 A-MPR을 적용하기 위한 NS 값은 계속 증가할 것으로 예상되므로, 현재 Release 8 단말이 Release 9 기지국의 셀로 접속을 시도할 경우의 동작을 명확히 정의할 필요성이 있다. 따라서 본 발명은 기존의 Release 8 단말이 새로운 NS 값을 알지 못하는 경우에도 최소한의 통신환경을 유지시키고자 하는데 목적이 있다.
이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법으로서 단말이 알지 못하는 NS가 시그널링 될 경우 해당 단말은 알지 못하는 NS를 전송한 기지국에 연결을 시도하지 않도록 제한하는 것을 고려할 수도 있다. 그러나 이 방법은 Release 9을 지원하는 셀에서는 Release 8 단말이 동작할 수 없음을 의미하므로 역방향 호환성 보장이라는 면에서 바람직한 방법이 될 수 없다.
다른 방안으로서 보호받아야 하는 주파수 대역 가까운 쪽은 Release 9 단말에게 할당하고 그 외의 주파수를 Release 8 단말에게 할당하는 것을 고려해볼 수도 있다. 이러한 방안에 의할 경우 Release 8 단말의 송신 전력에 A-MPR을 적용하지 않더라도 문제가 발생하지 않을 수 있지만, 무선 통신 시스템의 발전에 따라 점차적으로 기존 단말의 기용 주파수가 제한된다는 문제와 총 대역폭이 상대적으로 작은 주파수 대역의 경우 주파수 스케줄링 측면에서 발생할 수 있는 문제 등으로 인하여 바람직한 방법으로 볼 수 없다.
또 다른 방안으로서, 현재 셀 특정하게 방송되는 전력 제어 정보를 단말 특정하게 시그널링하는 방안으로서, 무선 통신 시스템의 발전 방향과 무관하게 새로이 추가된 단말에 대한 제어 정보만을 고려하면 된다는 장점이 있다. 다만, 이러한 방안은 종래의 전력 제어 기법을 전체적으로 수정해야 한다는 문제점이 있다.
이하에서는 상술한 문제점들이 발생하지 않으면서도 Release 9 기지국이 Release 8 단말의 최대 송신 전력을 효과적으로 제어하는 방법을 제안한다. 본 발명은 Release 9 기지국은 종래 시스템의 NS와 NS에 연관된 A-MPR 모두를 알고 있다는 점에서 착안된 것으로, 기지국이 셀 내에 방송하는 SIB Type 1에 Release 9 단말을 위한 Pemax를 위한 필드(예를 들어, p-max'를 새로 추가하고 기존의 p-max 필드에는 해당 기지국이 전송하는 NS가 정의하는 A-MPR을 적용한 전력을 셀 내에 방송하는 것을 제안한다. 즉, Release 8 단말은 실제 송신 가능한 최대 전력(Pcmax)을 시그널링되는 A-MPR가 반영된 Pemax를 통해 설정되도록 하고, Release 9 단말은 기존의 방식대로 Pcmax를 설정하되 Pemax를 새로 지정된 필드(p-max'로부터 시그널링 받는 방식으로 동작한다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 시그널링 정보를 도시하는 도면이다. 특히 도 6에서 Pemax * 는 기지국에서 미리 결정된 해당 셀 내에서 사용 가능한 최대 전력을 의미한다.
도 6을 참조하면, Release 9 기지국은, SIB Type 1에 포함된 Release 8 단말용 p-max 필드에는 Pemax *에 A-MPR을 반영한 값 즉, (Pemax *)-(A-MPR) 값을 설정하여 방송한다. 또한 Release 9 단말용 p-max' 필드는 Pemax * 값으로 설정하여 방송한다. 한편, SIB Type 2에는 해당 셀에 적합한 NS가 방송된다.
이 경우 Release 8 단말은 새로운 전력 필드 즉 p-max'의 존재를 모르기 때문에, 기존 필드인 p-max만을 읽어서 A-MPR이 적용된 기지국 시그널링 전력을 Pemax로 인식한다. 또한 SIB Type 2에는 기존 시스템에 존재하지 않는 추가된 NS에 관한 정보만이 포함되어 있으므로, Release 8 단말은 SIB Type 2에 포함된 NS 정보를 무시하고, 기지국으로부터 방송된 Pemax만을 이용하여 최대 전력을 설정하게 된다. 특히 Release 8 단말은 SIB Type 2에 포함된 NS 정보를 읽을 수 없을 경우, 수학식 에서 A-MPR의 값을 0으로 설정하여 최대 송신 전력을 결정할 수 있다.
또한 Release 9 단말은 SIB Type 1의 p-max'만을 읽어서 Pemax *를 인지하고, SIB Type 2에서 방송되는 NS를 읽어서 적용해야 하는 A-MPR 값을 인지한다. 따라서 Release 9 단말은 종래 기술과 동일하게 수학식 1에 기반하여 단말의 최대 송신 전력을 산출한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 단말의 송신 전력을 설정하는 예를 도시하는 도면이다. 특히 Release 9 기지국에 설정된 A-MPR은 10dB이라고 가정하며, 기지국이 시그널링하는 해당 셀 내에서 사용 가능한 최대 전력인 Pemax *는 23dBm이며, 상술한 바와 같이 단말 자체의 최대 전력(PPowerClass)는 Class 3으로서 23dBm라고 가정한다. 또한 설명의 편의를 위하여 수학식 1의 MPR은 고려하지 않는다.
도 7을 참조하면, 기지국은 SIB Type 1에 포함된 Release 8 단말용 p-max 필드에는 Pemax *에 A-MPR을 반영한 값 즉, (23dBm)-10dB)인 13dBm을 설정하고, Release 9 단말용 필드(p-max')는 23dBm을 설정하여 방송한다. 또한 SIB Type 2에는 Release 9 이상에서 추가되는 NS가 방송된다.
이때, Release 8 단말은 SIB Type 1의 기존 필드인 p-max만을 읽어서 13dBm의 기지국 시그널링 전력을 Pemax로 인식하고, SIB Type 2에 포함된 NS 정보는 무시한다. 따라서 수학식 1에 따라 Release 8 단말은 Pemax인 13dBm와 Pumax인 23dBm의 최소값인 13dBm이 해당 단말의 최대 송신 전력으로 설정된다.
또한 Release 9 단말은 종래의 동작과 동일하게, SIB Type 1의 새로운 필드인 p-max'만을 읽어서 23dBm을 기지국 시그널링 전력을 Pemax로 인식한다. 또한 SIB Type 2에 포함된 NS 정보를 통하여 A-MPR이 10dB임을 인식한다. 따라서 수학식 1에 따라 Release 9 단말은 13dBm이 해당 단말의 최대 송신 전력으로 설정된다.
도 7에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따르는 경우, Release 8 단말이 새로운 NS 및 새로운 NS에 따른 A-MPR 값을 알지 못할 경우에도 최대 전력을 Release 9 단말과 동일하거나 Release 9 단말보다 낮게 설정할 수 있다. 따라서 Release 8과 Release 9의 단말이 새로운 NS가 적용된 Release 9 기지국 하에서 문제없이 통신할 수 있는 환경을 만들 수 있다.
본 발명은 3GPP LTE 표준인 Release 8과 Release 9에만 국한되지 않고 이후 Release(LTE-A system 포함)에도 같은 방법으로 적용할 수 있으며, 지역적 차이로 인해 서로 다른 NS가 시그널링되는 지역들에 대한 로밍 서비스 등에도 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 장치의 블록 구성도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 기지국 장치는 수신 모듈(810), 프로세서(820) 및 송신 모듈(830)을 포함하며, 특히 프로세서(820)는 송신 전력 설정 모듈(840)을 더 포함할 수 있다.
수신 모듈(810)은 단말 또는 다른 기지국으로부터 송신되는 일반적인 데이터 및 제어 정보를 수신할 수 있다.
프로세서(820)는 기지국 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 기지국의 셀 내부에 존재하는 단말의 송신 전력 제어를 위한 시스템 정보를 방송할 수 있다. 또한 프로세서(820)에 포함된 송신 전력 설정 모듈(840)은 SIB Type 1에 포함된 Release 8 단말용 p-max 필드에는 Pemax *에 A-MPR을 반영한 값을 설정한다. 또한 송신 전력 설정 모듈(840)은 는 SIB Type 1에 포함된 Release 9 단말용 p-max'필드에는 Pemax * 설정한다. SIB Type 2에는 기존 시스템에 존재하지 않는 추가된 NS 즉 Release 9 이상에서 추가되는 NS에 관하여만 설정한다.
송신 모듈(830)은 단말 또는 다른 기지국으로 일반적인 데이터 및 제어 정보를 송신할 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 단말 송신 전력을 위한 각종 SIB를 방송할 수 있다.
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 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 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.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국이 단말의 최대 송신 전력을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치에 적용될 수 있다.
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 도면.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 제어평면 및 사용자평면 구조를 나타내는 도면.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 LTE 시스템에서 정의된 Band13이 미국에서 사용될 경우에 대한 주파수 사용 예를 도시하는 도면.
도 5는 종래 기술에 의하여 단말의 송신 전력을 제어할 경우 발생할 수 있는 문제점을 예시하는 도면.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 시그널링 정보를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 단말의 송신 전력을 설정하는 예를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 기지국 장치의 블록 구성도이다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 진화된(evolved) 시스템을 지원하는 기지국이 전력 제어 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    제 1 최대 송신 전력 정보를 확인하는 단계;
    상기 제 1 최대 송신 전력에서 레거시 시스템에 대응하는 추가 최대 전력 감소량(Additive-Maximum Power Reduction; 이하 A-MPR)을 차감하여 제 2 최대 송신 전력 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 최대 송신 전력 정보 및 상기 제 2 최대 송신 전력 정보를 포함하는 전력 제어 정보를 방송하는 단계를 포함하는,
    전력 제어 정보 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 제어 정보는,
    시스템 정보 블록(System Information Block; 이하 SIB) 타입 1을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는,
    전력 제어 정보 전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진화된 시스템에 대응하는 A-MPR을 SIB 타입 2을 통하여 방송하는 단계를 더 포함하는,
    전력 제어 정보 전송 방법.
  5. 삭제
  6. 무선 통신 시스템에서 진화된(evolved) 시스템을 지원하는 기지국에 있어서,
    송신 모듈; 및
    프로세서(processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    제 1 최대 송신 전력 정보를 확인하고,
    상기 제 1 최대 송신 전력에서 레거시 시스템에 대응하는 추가 최대 전력 감소량(Additive-Maximum Power Reduction; 이하 A-MPR)을 차감하여 제 2 최대 송신 전력 정보를 생성하도록 구성되며,
    상기 송신 모듈은 상기 제 1 최대 송신 전력 정보 및 상기 제 2 최대 송신 전력 정보를 포함하는 전력 제어 정보를 방송하도록 구성된
    기지국.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전력 제어 정보는,
    시스템 정보 블록(System Information Block; 이하 SIB) 타입 1을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는,
    기지국.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 송신 모듈은
    상기 진화된 시스템에 대응하는 A-MPR을 SIB 타입 2을 통하여 방송하도록 더 구성된,
    기지국.
  10. 삭제
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