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WO2015174759A1 - 비면허 대역에서의 파워 제어 - Google Patents

비면허 대역에서의 파워 제어 Download PDF

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Publication number
WO2015174759A1
WO2015174759A1 PCT/KR2015/004848 KR2015004848W WO2015174759A1 WO 2015174759 A1 WO2015174759 A1 WO 2015174759A1 KR 2015004848 W KR2015004848 W KR 2015004848W WO 2015174759 A1 WO2015174759 A1 WO 2015174759A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
serving cell
wireless device
transmission power
power
cca
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2015/004848
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안준기
김병훈
양석철
서한별
이윤정
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US15/310,708 priority Critical patent/US9655064B2/en
Priority to KR1020167031681A priority patent/KR102404863B1/ko
Priority to EP19204199.4A priority patent/EP3614751B1/en
Priority to EP15792436.6A priority patent/EP3145256B1/en
Priority to CN201910490480.7A priority patent/CN110267341B/zh
Priority to JP2016567843A priority patent/JP6400731B2/ja
Priority to CN201580025768.7A priority patent/CN106465303B/zh
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Publication of WO2015174759A1 publication Critical patent/WO2015174759A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US15/492,534 priority patent/US9838983B2/en
Priority to US15/809,964 priority patent/US10045313B2/en
Priority to US16/027,196 priority patent/US10433266B2/en
Priority to US16/583,171 priority patent/US10660049B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04—Transmission power control [TPC]
    • H04W52/30—Transmission power control [TPC] using constraints in the total amount of available transmission power
    • H04W52/36—Transmission power control [TPC] using constraints in the total amount of available transmission power with a discrete range or set of values, e.g. step size, ramping or offsets
    • H04W52/365—Power headroom reporting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04—Transmission power control [TPC]
    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H04W52/14—Separate analysis of uplink or downlink
    • H04W52/146—Uplink power control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04—Transmission power control [TPC]
    • H04W52/30—Transmission power control [TPC] using constraints in the total amount of available transmission power
    • H04W52/34—TPC management, i.e. sharing limited amount of power among users or channels or data types, e.g. cell loading
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/04—Transmission power control [TPC]
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for controlling transmission power in a wireless communication system.
  • WLANs wireless local area networks
  • QoS quality of service
  • LTE-U LTE in Unlicensed spectrum
  • LAA Licensed-Assisted Access using LTE
  • CA carrier aggregation
  • the terminal first accesses the network in the licensed band.
  • the base station may offload the traffic of the licensed band to the unlicensed band by combining the licensed band and the unlicensed band according to the situation.
  • LTE-U can extend the advantages of LTE to unlicensed bands to provide improved mobility, security, and communication quality.
  • LTE-U can increase throughput through higher frequency efficiency compared to existing wireless access technologies.
  • unlicensed bands are shared with various radio access technologies such as WLANs. Therefore, power control based on the existing LTE may cause interference with other radio access technologies.
  • the present invention provides a method and apparatus for controlling transmit power in an unlicensed band.
  • the invention also provides a method and apparatus for reporting power headroom in an unlicensed band.
  • a method of controlling transmit power in a wireless communication system comprising establishing, by the wireless device, a connection with a first serving cell using a licensed band, activating, by the wireless device, a second serving cell using an unlicensed band by an instruction of the first serving cell; And determining the transmission power at the second serving cell in consideration of the clear channel assessment (CCA) coverage of the wireless device or the second serving cell.
  • CCA clear channel assessment
  • an apparatus for the transmission power control method is provided.
  • Interference can be mitigated in an environment where various communication protocols coexist in the unlicensed band.
  • FIG 1 shows an example of an LTE service using an unlicensed band.
  • 3 is another example of power control in an unlicensed band.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the wireless device may be fixed or mobile, and the user equipment (UE) may be a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), or a personal digital assistant (PDA). ), A wireless modem, a handheld device, or other terms.
  • the wireless device may be a device that supports only data communication, such as a machine-type communication (MTC) device.
  • MTC machine-type communication
  • a base station generally refers to a fixed station that communicates with a wireless device, and may be referred to by other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point. Can be.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • the present invention is applied based on 3GPP long term evolution (LTE) based on 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Technical Specification (TS).
  • LTE long term evolution
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • TS Technical Specification
  • one subframe has a length of 1 ms, which is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • a radio frame includes 10 subframes, and one subframe may include two consecutive slots.
  • the subframe may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols.
  • OFDM symbol is only for representing one symbol period in the time domain, since 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink (DL), multiple access scheme or name There is no limit on.
  • the OFDM symbol may be called another name such as a single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) symbol, a symbol period, and the like.
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • one subframe includes 14 OFDM symbols in a normal cyclic prefix (CP), and one subframe includes 12 OFDM symbols in an extended CP.
  • a physical channel of 3GPP LTE may be divided into a downlink (DL) physical channel and an uplink (UL) physical channel.
  • the DL physical channel includes a physical downlink control channel (PDCCH), a physical control format indicator channel (PCFICH), and a physical hybrid-ARQ indicator channel (PHICH).
  • the UL physical channel includes a physical uplink control channel (PUCCH) and a physical uplink shared channel (PUSCH).
  • the wireless device may be served by a plurality of serving cells.
  • Each serving cell may be defined as a downlink (DL) component carrier (CC) or a pair of DL CC and UL (uplink) CC.
  • DL downlink
  • CC downlink component carrier
  • uplink uplink
  • the serving cell may be divided into a primary cell and a secondary cell.
  • the primary cell is a cell that operates at the primary frequency, performs an initial connection establishment process, initiates a connection reestablishment process, or is designated as a primary cell in a handover process.
  • the primary cell is also called a reference cell.
  • the secondary cell operates at the secondary frequency, may be established after a Radio Resource Control (RRC) connection is established, and may be used to provide additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • At least one primary cell is always configured, and the secondary cell may be added / modified / released by higher layer signaling (eg, radio resource control (RRC) message).
  • the cell index (CI) of the primary cell may be fixed. For example, the lowest CI may be designated as the CI of the primary cell.
  • the CI of the primary cell is 0, and the CI of the secondary cell is sequentially assigned from 1.
  • FIG 1 shows an example of an LTE service using an unlicensed band.
  • the wireless device 130 receives a service through a licensed band with the first base station 110.
  • the wireless device 130 may be provided with a service through an unlicensed band with the second base station 120.
  • the second base station 120 may support other communication protocols such as a wireless local area network (WLAN) in addition to the LTE.
  • the first base station 110 and the second base station 120 may be combined in a carrier aggregation (CA) environment so that a specific cell of the first base station 110 may be a primary cell.
  • CA carrier aggregation
  • the first base station 110 and the second base station 120 may be combined in a dual connectivity environment so that a specific cell of the first base station 110 may be a primary cell.
  • the first base station 110 having the primary cell has a wider coverage than the second base station 120.
  • the first base station 110 may be referred to as a macro cell.
  • the second base station 120 may be referred to as a small cell, femtocell, or microcell.
  • the transmission power related information below which the wireless device 130 is connected to the primary cell of the first base station 110 and the secondary cell of the second base station 120 may be given by signaling of the primary cell.
  • the following power headroom report may be sent in either the primary cell or the secondary cell. [0050] If so, the secondary cell may be activated / deactivated by the indication of the primary cell.
  • the licensed band is a band that guarantees exclusive use for a specific communication protocol or a specific operator.
  • the unlicensed band is a band in which various communication protocols coexist and guarantee shared use. Basically, in the unlicensed band, it is assumed to secure a channel through competition between communication nodes. Therefore, communication in the unlicensed band requires channel sensing to confirm that no other communication node is transmitting a signal. This is called clear channel assessment (CCA).
  • CCA clear channel assessment
  • the unlicensed band may include the 2.5 GHz and / or 5 GHz bands used by the WLAN.
  • a base station or a wireless device of an LTE system must first perform a CCA for signal transmission in an unlicensed band.
  • other communication nodes such as WLAN also perform CCA when a base station or a wireless device of the LTE system transmits a signal
  • interference may be a problem.
  • the CCA threshold is defined as -62 dBm for non-WLN signals and -82 dBm for WLAN signals. This means that if the LTE signal is received at a power of -62dBm or less, interference with the LTE signal may occur due to another WLAN device.
  • the transmit power of a base station and a wireless device may be set to satisfy a signal-to-noise ratio (SNR) required at a receiving end or may be set to a minimum power that satisfies a required reception performance. . If the transmission power control is applied to the LTE-U as it is, it may receive interference to other communication nodes with power below the CCA limit.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • a transmission power that satisfies the SNR required by the wireless device 130 is 'X'.
  • Y be the CCA threshold sensed by other communication nodes in CCA coverage centering on wireless device 130.
  • a transmission power satisfying the CCA threshold Y within CCA coverage is referred to as 'X'. That is, a transmission power of X 'greater than X may be required to allow the DL signal to be received above the CCA threshold Y so that other communication nodes do not transmit the interfering signal.
  • the CCA coverage is assumed around the receiver.
  • the CCA coverage may be assumed around the transmitter and the transmission power satisfying this may be assumed to be X '.
  • LTE-U LTE in Unlicensed spectrum
  • the LTE signal may be classified into a fixed band signal and a variable band signal.
  • the fixed band signal is a signal transmitted in a fixed band in a subframe, and includes a reference signal, a synchronization signal, and a PBCH.
  • the variable band signal is a signal transmitted in a band varying in a subframe, and there are data channels such as PDSCH and PUSCH. Information about the band in which the variable band signal is transmitted is informed to the base station by the base station dynamically.
  • the base station needs to adjust the transmit power such that the total transmit power is greater than or equal to X 'in the corresponding OFDM symbol.
  • the transmission power of the fixed band signal is called P1
  • the transmission power of other signals transmitted together in the corresponding OFDM symbol is called P2.
  • P1 + P2 is greater than or equal to X 'but P1 may be less than X'.
  • the transmission power of the CRS is the same in every subframe.
  • the transmission power of the CRS is kept the same in the unlicensed band, even if the total transmission power is X 'or more in the OFDM symbol in which the PDSCH is transmitted, the CRS transmission power alone may be less than X' in the OFDM symbol in which the PDSCH is not transmitted. .
  • the transmission power of the fixed band signal may be set differently according to transmission of other signals in the corresponding OFDM symbol.
  • the transmission power of the fixed band signal is set to be greater than or equal to X '.
  • the transmission power of the fixed band signal is set such that the total transmission power of the fixed band signal and the other signal is greater than or equal to X '.
  • the transmission power of the fixed band signal may be set according to the transmission band of another signal.
  • the wider the transmission band of another signal the smaller the transmission power of the fixed band signal can be set.
  • the base station may provide the wireless device with information about the change in the transmission power of the fixed band signal.
  • the base station may inform the wireless device of the information about the transmission power of the CRS so that the wireless device can estimate the path loss and continuously observe the DL reception quality.
  • the transmit power of the CRS may be defined as power assuming that PDSCH and other signals of a specific bandwidth exist or do not exist.
  • the wireless device may estimate the changed power of the CRS by using the corresponding rule.
  • the rule for calculating the transmission power of the CRS may include whether PDSCH is transmitted in a subframe in which the CRS is transmitted, a transmission power offset of the CRS according to a PDSCH transmission bandwidth, and an offset relative to a reference transmission power.
  • the rule may be predetermined or transmitted through a medium access control (MAC) message or a radio resource control (RRC) message. Information about the rule may be transmitted in the primary cell.
  • MAC medium access control
  • RRC radio resource control
  • the wireless device does not know the presence or absence of a PDSCH transmitted to another device and a PDSCH transmission bandwidth other than the PDSCH transmitted to the wireless device. Therefore, an offset value with respect to the transmission power or the reference transmission power of the fixed band signal transmitted through the corresponding subframe using the PDCCH or another physical channel can be informed.
  • the PDCCH may be transmitted in a primary cell.
  • the reference transmit power may include transmit power when the fixed band signal is transmitted alone, or transmit power when transmitted in a specific combination with other signals.
  • the correction signal is transmitted together so that the total transmission power is X 'or more.
  • the correction signal is transmitted together so that the total transmission power of the corresponding OFDM symbol becomes X' or more.
  • a correction signal e.g., PDSCH or any signal
  • the correction signal may include a predefined sequence.
  • the correction signal may be transmitted in a band of a band other than that of the fixed band signal.
  • correction signal sequence r (m) can be defined as follows.
  • n 0, 1, ..., 2N BB -1, N BB is the bandwidth over which the correction signal is transmitted.
  • the pseudo-random sequence c (i) may be defined by the following Gold sequence.
  • Nc is an integer
  • n 0, ..., Ns-1
  • Ns is a sequence length
  • 'mod' represents a modulo operation.
  • the second m-sequence may be initialized based on the index of the corrected signal sequence, the unlicensed band through which the corrected signal is transmitted, or the index of the cell requiring the corrected signal.
  • the UE Since the UE knows the transmission of the corrected signal sequence in advance, the UE can use the sequence for frequency synchronization estimation, time synchronization estimation, DL quality measurement, and the like.
  • the correction signal is implemented by increasing the number of resource elements (REs) to which the CRS is transmitted within a particular unit time-frequency resource or by adding another sequence / pattern RS (e.g., a positioning reference signal (PRS)).
  • REs resource elements
  • PRS positioning reference signal
  • the first and second embodiments may be applied to signals transmitted between devices, such as a discovery reference signal (DRS), in addition to the fixed band signal.
  • DRS discovery reference signal
  • PDSCH / PUSCH may be transmitted with different bandwidths for each subframe according to scheduling, which is called a variable band signal.
  • the larger of the transmission power X that satisfies the required reception performance at the receiving end and the transmission power X 'that satisfies the reception power for CCA can be set as the transmission power of the variable band signal.
  • the receiving end may be a base station or a wireless device. 2 is an example in which the receiving end is a wireless device.
  • the receiving end is the base station 120.
  • the wireless device 130 transmits a UL signal to the base station 120
  • the transmission power satisfying the SNR required by the base station 120 is 'X'.
  • Y be the CCA threshold sensed by other communication nodes in CCA coverage centered on base station 120.
  • 'X' a transmission power that satisfies the CCA threshold Y within CCA coverage.
  • the wireless device may select the larger transmission power of X and X 'to transmit the variable band signal.
  • the wireless device may transmit the variable band signal in accordance with the maximum power or give up the transmission of the variable band signal.
  • the wireless device can determine X 'via the minimum received power that should be received by the base station.
  • PL is transmission power considering path loss.
  • the value of Z may be predetermined, or the base station may inform the wireless device through an RRC message.
  • X ' may be specified in advance. It is difficult to know the actual path loss characteristics of the system.
  • the base station may calculate a transmission power X 'for satisfying the CCA limit of the device at the boundary of coverage, and inform the wireless device through an RRC message.
  • the wireless device can determine X '.
  • the wireless device may calculate X based on the distance 'd BS ' between itself and the base station, the path loss 'PL' to the base station, and the CCA coverage 'd CCA '.
  • the path loss from the wireless device to the farthest CCA coverage point from the base station may be expressed as A * log (d BS + d CCA ) + B (where A and B are constants).
  • X 'can be determined to satisfy Y X'-A * log (d BS + d CCA ) -B.
  • Y, d CCA , A, B may be given in advance, or the base station may inform.
  • the wireless device may calculate X 'based on the noise / interference level measured by the wireless device.
  • X ' may be proportional to the measured noise / interference level.
  • the wireless device can report the determined information about X 'to the base station.
  • X may be calculated in consideration of the format (eg, modulation scheme, code rate, bandwidth, etc.) used by the wireless device to transmit the variable band signal, path loss, power parameters given from the base station, and the like.
  • format eg, modulation scheme, code rate, bandwidth, etc.
  • the UE can transmit a signal at power of X 'without consideration of X.
  • the transmission power of the variable band signal may be controlled in consideration of a power spectral density (PSD).
  • PSD power spectral density
  • the maximum transmit power per MHz is specified to be less than 17 dBm. In this case, even if the transmitter (base station or wireless device) applies a transmission power of 17 dBm per MHz, the transmitter can determine and transmit the bandwidth of the variable band signal beyond the bandwidth where the total transmission power satisfies the CCA coverage.
  • the wireless device may notify the base station when the transmission power X 'is not available due to the PSD limitation.
  • the wireless device may inform the base station of the actual PSD compared to the maximum PSD on the PSD limit.
  • the base station can estimate the transmission bandwidth required to ensure CCA coverage based on the received information.
  • the transmission power may be set in consideration of the multiplexed signal. It is assumed that a base station multiplexes a plurality of UL signals to be transmitted by a plurality of wireless devices in one OFDM symbol in a manner such as frequency division multiplexing (FDM) / spatial division multiplexing (SDM). Although the CCA level due to the UL signal for one wireless device does not exceed the threshold Y, the CCA level due to the plurality of UL signals may exceed the threshold Y. However, since the wireless device does not know that the UL signal of the other wireless device is multiplexed in one OFDM symbol, there may be a problem in that the transmission power may be adjusted to be the CCA limit Y using only the UL signal.
  • FDM frequency division multiplexing
  • SDM spatial division multiplexing
  • the base station may inform the offset information for adjusting X 'when scheduling a plurality of UL signals.
  • the offset information may include information indicating that a UL signal of another device is multiplexed, information regarding an offset for adjusting a value of X 'or a value of X'.
  • the offset information may be included in control information on the PDCCH scheduling the PUSCH. For example, the offset information may be given as ⁇ 0 dB, -3 dB, -6 dB, ... ⁇ in the control information for scheduling the PUSCH.
  • the offset information may be applied to the minimum power value that the wireless device should set to ensure CCA coverage.
  • the X 'value may be adjusted according to the transmission bandwidth of the UL signal. For example, assuming that the base station performs the UL schedule so that a specific bandwidth is always used, the X 'value may be adjusted to be smaller as the bandwidth for transmitting the UL signal is smaller.
  • the specific bandwidth may be predefined or the base station may inform the wireless device.
  • the offset information may be given as a ratio of the actual scheduled band to the specific bandwidth.
  • the wireless device may measure received noise / interference levels and report these measurements to the base station to determine whether other systems are transmitting signals in the unlicensed band, such as WLANs, to set limits for CCA and / or to set transmit power. have.
  • 'receive power' may be applied in place of a signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) in consideration of noise and interference at a receiver.
  • SINR signal-to-interference-plus-noise ratio
  • the transmit power of the transmitter in the unlicensed band may be adjusted to target the received power required to ensure CCA coverage at the receiver.
  • the receiver may compare the received power of the previously or currently received signal with the required receive power and feed back the result.
  • the feedback information may include information regarding a difference between the received power of the previously or currently received signal and the required received power and / or an adjustment request of the transmit power.
  • Information about the required received power may be predefined or signaled by the base station.
  • the feedback information may include information about a data format (modulation scheme, rank, precoding matrix indicator (PMI), etc.) that may satisfy a corresponding reception performance when a receiver receives data based on a required reception power. have.
  • a data format modulation scheme, rank, precoding matrix indicator (PMI), etc.
  • the wireless device may report the difference in the received power to the base station compared to the received power of the DL RS. Alternatively, the wireless device may report the channel state to the base station assuming that the PDSCH to which the required reception power is applied is received. Information about the required received power may be predefined or signaled by the base station. The base station may adjust the transmission power and / or the modulation and coding scheme (MCS) of the PDSCH based on the reported information.
  • MCS modulation and coding scheme
  • 'receive power' may be applied in place of SINR in consideration of noise and interference at the receiving end.
  • a power headroom report (PHR) is used to provide the base station with a difference between the maximum transmit power Pcmax and the estimated transmit power of the UL channel in that cell.
  • step S410 the wireless device determines the power headroom.
  • step S420 the wireless device reports the power headroom.
  • the actual power headroom is calculated based on the power needed for the wireless device to transmit the signal at the actual transmission time in any cell. Actual power headroom is calculated by considering scheduling information such as bandwidth, transmission format, code rate, and modulation scheme used to transmit the signal.
  • Virtual power headroom is calculated based on the power required if the signal is transmitted at a point in time when the signal is not actually transmitting. Virtual power headroom is calculated assuming a virtual signal format.
  • Type 1 PHR does not consider PUCCH transmission in subframe n, but only scheduled PUSCH transmission.
  • Type 2 considers both PUCCH transmission and PUSCH transmission in subframe n.
  • the virtual PHR calculated based on a predetermined basic format for the non-transmitting PUCCH or PUSCH may be transmitted.
  • Type 2 PHR is valid for a cell capable of PUUCH transmission, that is, a primary cell.
  • Ci indicates the presence or absence of the power headroom of the i-th cell. If the Ci field is '1', it indicates that the PH field of the cell having the index i exists.
  • the V field indicates whether it is a real power headroom or a virtual power headroom.
  • the PH field indicates the power headroom level.
  • Pcmax represents the maximum transmit power of the cell used in the calculation of the PH field.
  • Pcmax in subframe n is determined by the PUSCH / PUCCH transmission mode of all serving cells configured for the wireless device.
  • a cell set in the unlicensed band is called a U-cell. Even though the PUSCH / PUCCH is scheduled in the U-cell, whether the wireless device actually transmits the PUSCH / PUCCH depends on the CCA result. That is, PUSCH / PUCCH transmission is possible when the result of performing the CCA for the channel at the corresponding transmission point is lower than the CCA limit.
  • the wireless device may know a specific format of a signal to be transmitted at a corresponding time. According to an embodiment of the present invention, the wireless device proposes to calculate the actual power headroom even if the UL scheduled signal is not actually transmitted. If PUSCH and / or PUCCH are scheduled for subframe n of the U-cell, the actual power headroom may be calculated and reported regardless of whether the actual PUSCH / PUCCH is transmitted as a result of CCA.
  • the power headroom report of the U-cell is proposed as follows.
  • the wireless device may assume no PUSCH transmission and / or PUCCH transmission in the U-cell, and calculate the maximum transmission power and power headroom.
  • the wireless device may assume that the PUSCH transmission and / or PUCCH transmission in the U-cell follows the virtual format regardless of the actual scheduled format, and may calculate the maximum transmission power and power headroom.
  • the wireless device may assume that the PUSCH transmission and / or PUCCH transmission in the U-cell transmits according to the scheduled format regardless of whether the actual transmission is performed, and may calculate the maximum transmission power and power headroom.
  • the wireless device may report power headroom in subframe n + q (an integer of q> 1) subsequent to subframe n scheduled for PUSCH transmission and / or PUCCH transmission. Since the base station needs to know which power headroom reports based on the UL transmission scheduled in which subframe, the wireless device can inform the PHR with information about the subframe n in which the power headroom is calculated. The q value can be predefined. Optionally, the wireless device may calculate power headroom for the last UL scheduled subframe before the subframe n + q in which the PHR is reported or the subframe in which the PUSCH / PUCCH transmission was last performed.
  • the first to fourth embodiments may be applied to type 1 PHR and / or type 2 PHR.
  • the first to fourth embodiments may be applied when the wireless device has no time for PHR calculation and / or encoding processing after determining whether to transmit PUSCH / PUCCH in the U-cell.
  • the PHR according to the present embodiment can be applied together with the transmission power control of the above-described variable band signal and fixed band signal.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the wireless device 130 includes a processor 131, a memory 132, and an RF unit 133.
  • the memory 132 is connected to the processor 131 and stores various instructions executed by the processor 131.
  • the RF unit 133 is connected to the processor 131 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Processor 131 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the wireless device may be implemented by the processor 131. When the above-described embodiments are implemented as software instructions, the instructions may be stored in the memory 132 and executed by the processor 131 to perform the above-described operations.
  • the base station 120 includes a processor 121, a memory 122, and an RF unit 123.
  • Base station 120 may operate in an unlicensed band. Alternatively, the base station 120 may operate as the first base station 110 of FIG. 1 to operate the primary cell.
  • the memory 122 is connected to the processor 121 and stores various instructions executed by the processor 121.
  • the RF unit 123 is connected to the processor 121 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 121 implements the proposed function, process and / or method. In the above-described embodiment, the operation of the base station 110 or the base station 120 may be implemented by the processor 121.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipset, logic circuit and / or data processing device.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

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Abstract

무선 통신 시스템에서 전송 파워를 제어하는 방법 및 장치가 제공된다. 무선기기가 면허 대역을 사용하는 제1 서빙셀 및 비면허 대역을 사용하는 제2 서빙셀과 연결된다. 상기 제2 서빙셀에서의 전송 파워는 상기 무선기기 또는 상기 제2 서빙셀의 CCA(clear channel assessmemt) 커버리지를 고려하여 결정된다.

Description

비면허 대역에서의 파워 제어
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 전송 파워를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 모바일 데이터 트래픽이 폭발적으로 증가함에 따라 서비스 사업자(service provider)는 WLAN(wireless local area network)을 데이터 트래픽 분산에 활용해왔다. WLAN은 비면허 대역(unlicensed band)를 이용하기 때문에 서비스 사업자는 추가되는 주파수 비용 부담 없이 상당한 양의 데이터 수요를 해결할 수 있었다. 하지만, 사업자 간 경쟁적인 WLAN 설치로 인해 간섭 현상이 심화되고, 사용자가 많을수록 QoS(Quality of Service)를 보장하지 못하며, 이동성이 지원되지 못하는 등 문제점이 있다. 이를 보완하기 위한 방안 중 하나로 비면허 대역에서의 LTE(long term evolution) 서비스가 대두되고 있다.
LTE-U(LTE in Unlicensed spectrum) 또는 LAA(Licensed-Assisted Access using LTE)는 LTE 면허 대역(licensed band)을 앵커(anchor)로 하여, 면허 대역과 비면허 대역을 CA(carrier aggregation)을 이용하여 묶는 기술이다. 단말은 먼저 면허 대역에서 네트워크에 접속한다. 기지국이 상황에 따라 면허 대역과 비면허 대역을 결합하여 면허 대역의 트래픽을 비면허 대역으로 오프로딩(offloading)할 수 있다.
LTE-U는 LTE의 장점을 비면허 대역으로 확장하여 향상된 이동성, 보안성 및 통신 품질을 제공할 수 있고, 기존 무선 접속 기술에 비해 LTE가 주파수 효율성이 높아 처리율(throughput)을 증가시킬 수 있다.
독점적 활용이 보장되는 면허 대역과 달리 비면허 대역은 WLAN과 같은 다양한 무선 접속 기술과 공유된다. 따라서, 기존 LTE에 기반한 파워 제어는 타 무선 접속 기술과의 간섭을 초래할 수 있다.
본 발명은 비면허 대역에서 전송 파워를 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 또한 비면허 대역에서 파워 헤드룸을 보고하는 방법 및 장치를 제공한다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 전송 파워 제어 방법이 제공된다. 상기 방법은 무선기기가 면허 대역을 사용하는 제1 서빙셀과 연결을 확립하는 단계, 상기 무선기기가 상기 제1 서빙셀의 지시에 의해 비면허 대역을 사용하는 제2 서빙셀을 활성화하는 단계, 및 상기 제2 서빙셀에서의 전송 파워를 상기 무선기기 또는 상기 제2 서빙셀의 CCA(clear channel assessment) 커버리지를 고려하여 결정하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 상기 전송 파워 제어 방법을 위한 장치를 제공한다.
비면허 대역에서 다양한 통신 프로토콜이 공존하는 환경에서 간섭을 완화할 수 있다.
도 1은 비면허 대역을 이용한 LTE 서비스의 일 예를 보여준다.
도 2는 파워 제어의 일 예를 보여준다.
도 3은 비면허 대역에서의 파워 제어의 다른 예이다.
도 4는 파워 헤드룸 보고의 일 예를 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
무선기기(wireless device)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment)은 MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 또는, 무선기기는 MTC(Machine-Type Communication) 기기와 같이 데이터 통신만을 지원하는 기기일 수 있다.
기지국(base station, BS)은 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS(Technical Specification)을 기반으로 하는 3GPP LTE(long term evolution)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고 본 발명은 다양한 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다.
3GPP LTE는 서브프레임(subframe) 단위로 스케줄링이 수행된다. 예를 들어, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 이를 TTI(transmission time interval)라 한다. 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임을 포함하고, 하나의 서브프레임(subframe)은 2개의 연속적인 슬롯을 포함할 수 있다. 서브프레임은 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함할 수 있다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크(downlink, DL)에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하므로, 시간 영역에서 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것에 불과할 뿐, 다중 접속 방식이나 명칭에 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들어, OFDM 심벌은 SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 심벌, 심벌 구간 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 3GPP LTE에 의하면, 정규 CP(Cyclic Prefix)에서 1 서브프레임은 14 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 1 서브프레임은 12 OFDM 심벌을 포함한다.
3GPP LTE의 물리채널(physical channel)은 DL(downlink) 물리채널과 UL(uplink) 물리 채널로 구분될 수 있다. DL 물리채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)를 포함한다. UL 물리채널은 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 포함한다.
CA(carrier aggregation) 환경 또는 이중 접속(dual connectivity) 환경에서 무선기기는 복수의 서빙셀에 의해 서빙될 수 있다. 각 서빙셀은 DL(downlink) CC(component carrier) 또는 DL CC와 UL(uplink) CC의 쌍으로 정의될 수 있다.
서빙셀은 1차 셀(primary cell)과 2차 셀(secondary cell)로 구분될 수 있다. 1차 셀은 1차 주파수에서 동작하고, 초기 연결 확립 과정을 수행하거나, 연결 재확립 과정을 개시하거나, 핸드오버 과정에서 1차셀로 지정된 셀이다. 1차 셀은 기준 셀(reference cell)이라고도 한다. 2차 셀은 2차 주파수에서 동작하고, RRC(Radio Resource Control) 연결이 확립된 후에 설정될 수 있으며, 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 항상 적어도 하나의 1차 셀이 설정되고, 2차 셀은 상위 계층 시그널링(예, RRC(radio resource control) 메시지)에 의해 추가/수정/해제될 수 있다. 1차 셀의 CI(cell index)는 고정될 수 있다. 예를 들어, 가장 낮은 CI가 1차 셀의 CI로 지정될 수 있다. 이하에서는 1차 셀의 CI는 0이고, 2차 셀의 CI는 1부터 순차적으로 할당된다고 한다.
도 1은 비면허 대역을 이용한 LTE 서비스의 일 예를 보여준다.
무선기기(130)는 제1 기지국(110)과 면허 대역(licensed band)를 통해 서비스를 제공받는다. 트래픽 오프로딩을 위해, 무선기기(130)는 제2 기지국(120)과 비면허 대역(unlicensed band)을 통해 서비스를 제공받을 수 있다.
제1 기지국(110)은 LTE 시스템을 지원하는 기지국이지만, 제2 기지국(120)는 LTE 외에 WLAN(wireless local area network) 등 타 통신 프로토콜을 지원할 수도 있다. 제1 기지국(110)과 제2 기지국(120)는 CA(carrier aggregation) 환경으로 결합되어, 제1 기지국(110)의 특정 셀이 1차셀일 수 있다. 또는, 제1 기지국(110)과 제2 기지국(120)는 이중 접속(dual connectivity) 환경으로 결합되어, 제1 기지국(110)의 특정 셀이 1차셀일 수 있다. 일반적으로 1차셀을 갖는 제1 기지국(110)이 제2 기지국(120) 보다 더 넓은 커버리지를 갖는다. 제1 기지국(110)는 매크로 셀이라고 할 수 있다. 제2 기지국(120)는 스몰셀, 펨토셀, 마이크로셀이라고 할 수 있다.
무선기기(130)가 제1 기지국(110)의 1차셀과 제2 기지국(120)의 2차셀에 연결이하의 전송 파워 관련 정보는 1차셀의 시그널링에 의해 주어질 수 있다. 이하의 파워 헤드룸 보고는 1차셀 또는 2차셀에서 전송될 수 있다.되어 있다고 할 때, 2차셀은 1차셀의 지시에 의해 활성화/비활성화될 수 있다.
면허 대역은 특정 통신 프로토콜 또는 특정 사업자에게 독점적인 사용(exclusive use)을 보장하는 대역이다.
비면허 대역은 다양한 통신 프로토콜이 공존하며, 공유 사용(shared use)을 보장하는 대역이다. 기본적으로 비면허 대역에서는 각 통신 노드 간의 경쟁을 통한 채널 확보를 가정한다. 따라서, 비면허 대역에서의 통신은 채널 센싱을 수행하여 다른 통신 노드가 신호 전송을 하지 않음을 확인할 것을 요구하고 있다. 이를 CCA (clear channel assessment)라고 한다. 비면허 대역은 WLAN이 사용하는 2.5 GHz 및/또는 5 GHz 대역을 포함할 수 있다.
LTE 시스템의 기지국이나 무선기기도 비면허 대역에서의 신호 전송을 위해서는 CCA를 먼저 수행해야 한다. 또한, LTE 시스템의 기지국이나 무선기기가 신호를 전송할 때에 WLAN 등 다른 통신 노드들도 CCA를 수행하므로, 간섭이 문제될 수 있다. 예를 들어, WLAN에서 CCA 한계치(threshold)는 non-WLN 신호에 대하여 -62dBm, WLAN 신호에 대하여 -82dBm으로 규정되어 있다. 이는 LTE 신호가 -62dBm 이하의 전력으로 수신되면, 타 WLAN 기기로 인해 LTE 신호에 간섭이 발생할 수 있음을 의미한다.
도 2는 파워 제어의 일 예를 보여준다.
기존 LTE 시스템에서 기지국과 무선기기의 전송 파워(transmit power)는 수신단에서 요구되는 SNR(signal-to-noise ratio)를 만족하도록 설정되거나 또는 요구되는 수신 성능을 만족하는 최소한의 파워로 설정될 수 있다. 이러한 전송 파워 제어를 LTE-U에 그대로 적용할 경우, 다른 통신 노드들에게 CCA 한계치 미만의 전력으로 수신되어 간섭을 받을 수 있다.
기지국(120)이 무선기기(130)에게 DL 신호를 전송할 때에, 무선기기(130)에서 요구되는 SNR을 만족하는 전송 파워를 'X'라 하자. 무선기기(130)를 중심으로 CCA 커버리지 내의 다른 통신 노드들이 센싱하는 CCA 한계치를 'Y'라 하자. 기지국(120)이 무선기기(130)에게 DL 신호를 전송할 때에, CCA 커버리지내에서 CCA 한계치 Y를 만족하는 전송 파워를 'X''라 한다. 즉, 타 통신 노드가 간섭이 되는 신호를 전송하지 않도록 CCA 한계치 Y 이상으로, DL 신호가 수신되게 하기 위해서는 X 보다 큰 X' 만큼의 전송 파워가 필요할 수 있다.
상기 예에서는 수신기를 중심으로 CCA 커버리지를 가정하였지만, 송신기를 중심으로 CCA 커버리지를 상정하고 이를 만족하는 전송 파워를 X'으로 가정할 수도 있다.
이하에서는, 1차셀이 면허 대역을 사용하고, 2차셀이 비면허 대역을 사용하는 LTE-U(LTE in Unlicensed spectrum) 에서 통신 노드의 전송 파워 제어 방식을 제안한다.
먼저 LTE 신호는 고정대역 신호(fixed band signal)와 변동대역 신호(variable band signal)로 구분할 수 있다. 고정대역 신호는 서브프레임내에서 고정된 대역에서 전송되는 신호로, 기준신호(reference signal), 동기신호(synchronization signal), PBCH 등이 있다. 변동대역 신호는 서브프레임내에서 변동되는 대역에서 전송되는 신호로, PDSCH, PUSCH와 같은 데이터 채널이 있다. 변동대역 신호가 전송되는 대역에 관한 정보는 기지국이 무선기기에게 동적으로 알려준다.
고정대역 신호의 전송 파워 제어
고정대역 신호가 전송되는 OFDM 심벌에서 총 전송 파워가 X'를 넘지 않을 경우 타 노드들이 해당 신호의 존재를 검출하지 못하고, 해당 채널을 사용할 수 있다. 따라서, 기지국은 해당 OFDM 심벌에서 총 전송 전력이 X'이상이 되도록 전송 파워를 조정하는 것이 필요하다.
고정대역 신호의 전송 파워를 P1이라고 하고 해당 OFDM 심벌에서 함께 전송되는 다른 신호의 전송 파워를 P2라고 하자. P1+P2는 X' 이상이지만 P1은 X' 미만이 될 수 있다. LTE의 CRS(cell specific reference signal)의 예를 들면, 매 서브프레임에서 CRS의 전송 파워는 동일하다. PDSCH와 CRS가 해당 OFDM 심벌에서 함께 전송될 때, CRS와 PDSCH의 전송 파워의 합이 일정하게 되도록 운용되는 것이 일반적이다. 하지만, 비면허 대역에서 CRS의 전송 파워를 동일하게 유지할 경우 PDSCH가 전송되는 OFDM 심벌에서는 총 전송 파워가 X' 이상이 되더라도, PDSCH가 전송되지 않는 OFDM 심벌에서는 CRS 전송 전력만으로는 X' 미만이 될 수 있다.
따라서, 다음과 같은 방식들을 제안한다.
제1 실시예에서, 고정대역 신호의 전송 파워를 해당 OFDM 심벌에서의 다른 신호의 전송에 따라서 다르게 설정할 수 있다.
고정대역 신호만 전송되는 OFDM 심벌에서는 고정대역 신호의 전송 파워가 X' 이상이 되도록 설정한다. 고정대역 신호와 다른 신호가 함께 전송되는 OFDM 심벌에서는 고정대역 신호와 다른 신호의 총 전송 파워가 X' 이상이 되도록 고정대역 신호의 전송 파워를 설정한다.
다른 신호의 전송 대역에 따라서 고정대역 신호의 전송 파워가 설정될 수 있다. 다른 신호의 전송 대역이 넓을수록 고정대역 신호의 전송 파워가 더 작게 설정될 수 있다.
기지국은 고정대역 신호의 전송 파워의 변경에 관한 정보를 무선기기에게 제공할 수 있다.
CRS 전송을 가정하자. 무선기기가 경로 손실(path loss)를 추정하고, DL 수신 품질을 지속적으로 관찰할 수 있도록, 기지국은 CRS의 전송 파워에 관한 정보를 무선기기에게 알려줄 수 있다. CRS의 전송 파워는 특정 대역폭의 PDSCH 및 다른 신호가 존재하거나 또는 존재하지 않을 경우를 가정한 파워로 규정될 수 있다. PDSCH 및 다른 신호의 존재 여부에 따라서 미리 정해진 규칙으로 CRS의 전송 파워가 변경되면, 무선기기는 해당 규칙을 이용해서 CRS의 변경된 파워를 추정할 수 있다. 상기 CRS의 전송 파워를 계산하기 위한 규칙은 CRS가 전송되는 서브프레임에서의 PDSCH 전송 여부, PDSCH 전송 대역폭에 따른 CRS의 전송 파워 오프셋, 기준 전송 전력 대비 오프셋을 포함할 수 있다. 상기 규칙은 미리 결정되거나, MAC(medium access control) 메시지 또는 RRC(radio resource control) 메시지를 통해 전송될 수 있다. 상기 규칙에 관한 정보는 1차셀에서 전송될 수 있다.
무선기기는 자신에게 전송되는 PDSCH 이외에 다른 기기에게 전송되는 PDSCH의 존재 유무 및 PDSCH 전송 대역폭을 알지 못한다. 따라서, PDCCH 혹은 다른 물리 채널을 이용하여 해당 서브프레임을 통해 전송되는 고정대역 신호의 전송 파워 또는 기준 전송 전력 대비 오프셋 값을 알려줄 수 있다. 상기 PDCCH는 1차셀에서 전송될 수 있다. 기준 전송 전력이란 고정대역 신호가 단독으로 전송될 때의 전송 파워, 또는 다른 신호와 특정 조합으로 전송될 때의 전송 파워를 포함할 수 있다.
제2 실시예에서, 고정대역 신호가 전송되는 OFDM 심벌에서는 총 전송 파워가 X' 이상이 되도록 보정 신호를 함께 전송한다.
고정대역 신호만의 전송 파워가 X' 이상이 되지 않을 경우, 보정 신호를 함께 전송하여 해당 OFDM 심벌에서의 총 전송 파워가 X' 이상이 되게 한다. CRS를 예로 들면, CRS의 전송 파워가 X' 이상이 되지 않을 경우에 해당 서브프레임 또는 해당 OFDM 심벌에 보정 신호(예, PDSCH 또는 임의의 신호)를 함께 전송함으로써 총 전송 파워가 X' 이상이 되도록 할 수 있다.
보정신호는 미리 정의된 시퀀스를 포함할 수 있다. 보정신호는 고정대역 신호가 전송되는 이외의 대역의 대역에서 전송될 수 있다.
예를 들어, 보정 신호 시퀀스 r(m)은 다음과 같이 정의될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2015004848-appb-M000001
여기서, m=0,1,...,2NBB-1, NBB는 보정 신호가 전송되는 대역폭이다. 의사 난수 시퀀스(pseudo-random sequence) c(i)는 다음과 같은 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2015004848-appb-M000002
여기서, Nc은 정수, n=0, ..., Ns-1, Ns은 시퀀스의 길이, 'mod'는 모듈로 연산(modulo operation)을 나타낸다. 첫번째 m-시퀀스는 x1(0)=1, x1(n)=0, m=1,2,...,30으로 초기화된다. 두번째 m-시퀀스는 보정 신호 시퀀스의 인덱스, 보정 신호가 전송되는 비면허 대역 또는 보정 신호가 요구되는 셀의 인덱스를 기반으로 초기화될 수 있다.
UE는 보정 신호 시퀀스의 전송을 미리 알고 있으므로, 해당 시퀀스를 주파수 동기 추정, 시간 동기 추정, DL 품질 측정 등에 이용할 수 있다.
보정 신호는 특정 단위 시간-주파수 자원 내에서 CRS가 전송되는 RE(resource element)의 수를 증가시키거나 다른 시퀀스/패턴의 RS(예를 들어서, PRS(positioning reference signal))를 추가하는 방식으로 구현될 수도 있다.
상기 제1 및 제2 실시예는 고정대역 신호 이외에도 DRS(discovery reference signal)와 같이 기기-to-기기 간 전송되는 신호에 대해서도 적용될 수 있다.
변동대역 신호의 전송 파워 제어
LTE 시스템에서 PDSCH/PUSCH는 스케줄링에 따라서 서브프레임마다 서로 다른 대역폭으로 전송될 수 있으며, 이를 변동대역 신호라고 칭한다.
제1 실시예에서, 수신단에서의 요구되는 수신 성능을 만족시키는 전송 파워 X와 CCA를 위한 수신 전력을 만족시키는 전송 파워 X' 중 큰 것을 변동대역 신호의 전송 파워로 설정할 수 있다.
수신단은 기지국 또는 무선기기가 될 수 있다. 도 2는 수신단이 무선기기인 예이다.
도 3은 비면허 대역에서의 파워 제어의 다른 예이다. 도 2와 비교하여, 수신단이 기지국(120)인 경우이다.
무선기기(130)가 기지국(120)에게 UL 신호를 전송할 때에, 기지국(120)에서 요구되는 SNR을 만족하는 전송 파워를 'X'라 하자. 기지국(120)를 중심으로 CCA 커버리지 내의 다른 통신 노드들이 센싱하는 CCA 한계치를 'Y'라 하자. 무선기기(130)가 기지국(120)에게 UL 신호를 전송할 때에, CCA 커버리지내에서 CCA 한계치 Y를 만족하는 전송 파워를 'X''라 한다.
무선기기는 X와 X' 중 더 큰 전송 전력을 택하여 변동대역 신호를 전송할 수 있다.
무선기기가 해당 셀에서 전송할 수 있는 최대 파워가 X와 X' 중 더 큰 것 보다 작을 경우, 무선기기는 최대 파워에 맞춰 변동대역 신호를 전송하거나, 변동대역 신호의 전송을 포기할 수 있다.
다음은 X'을 결정하기 위한 방식이 제안된다.
제1 방식에서, 무선기기는 기지국에게 수신되어야 하는 최소 수신 파워를 통해 X'을 결정할 수 있다.
시스템을 배치할(deploy) 때에 거리에 따른 경로 손실 특성을 미리 파악할 수 있는 경우, 또는 CCA 커버리지를 경로 손실에 따라서 설정할 경우에, 기지국을 중심으로 CCA 커버리지 내에 CCA 한계치 Y 이상으로 신호가 수신되기 위해서는, 기지국에게 수신되는 신호의 수신 파워가 Z 이상이어야 함을 미리 알 수 있다. 따라서, 이 값을 무선기기에게 알려 주면 무선기기는 X'=Z+PL과 같이 X'을 결정할 수 있다. PL은 경로 손실을 고려한 전송 파워이다. Z의 값은 미리 결정되거나, 기지국이 무선기기에게 RRC 메시지 등을 통해 알려줄 수 있다.
제2 방식에서, X'는 미리 지정될 수 있다. 시스템의 실제 경로 손실 특성을 알기 힘든 경우이다. 기지국은 커버리지의 경계에 있는 기기의 CCA 한계치를 만족하기 위한 전송 파워 X'를 계산하고, RRC 메시지 등을 통해 무선기기에게 알려줄 수 있다.
제3 방식에서, 무선기기가 X'를 결정할 수 있다.
무선기기는 자신과 기지국 간의 거리 'dBS', 기지국으로 경로 손실 'PL', CCA 커버리지 'dCCA'를 기반으로 X'을 계산할 수 있다. 예를 들어, 무선기기에서 기지국으로 거쳐 가장 먼 CCA 커버리지 지점까지의 경로 손실은 A*log(dBS+dCCA) + B (A와 B는 상수) 와 같이 나타낼 수 있다. Y = X'-A*log(dBS+dCCA)-B를 만족하도록, X'을 구할 수 있다. Y, dCCA, A, B는 미리 주어지거나, 기지국이 알려줄 수 있다.
무선기기는 자신이 측정한 잡음/간섭 수준을 바탕으로 X'를 계산할 수 있다. X'는 측정된 잡음/간섭 수준에 비례할 수 있다.
무선기기는 결정된 X'에 관한 정보를 기지국에게 보고할 수 있다.
상기 방식들에서 X는 무선기기가 변동대역 신호를 전송하는데 사용하는 포맷(예, 변조 방식, 코드율, 대역폭 등), 경로 손실, 기지국으로부터 주어지는 파워 파라미터 등을 고려하여 계산될 수 있다.
상기 방식들에서 UE는 X의 고려없이 X'의 전력으로 신호를 전송할 수 있다.
제2 실시예에서, PSD(power spectral density)를 고려하여 변동대역 신호의 전송 파워를 제어할 수 있다.
비면허 대역에 PSD 제한이 있으면, 작은 대역폭으로 변동대역 신호를 전송할 경우에 CCA 커버리지를 만족하는 전송 전력 X'을 사용하지 못할 수 있다. 예를 들어서, FCC(Federal Communications Commission)에 의해 규정되는 UNII-3 밴드에서는 MHz 당 최대 전송 전력이 17 dBm 이하로 규정되어 있다. 이 경우에 전송기(기지국 또는 무선기기)는 MHz당 17 dBm의 전송 파워를 적용하더라도 총 전송 파워가 CCA 커버리지를 만족하는 대역폭 이상으로 변동대역 신호의 대역폭을 결정하여 전송할 수 있다.
무선기기는 PSD 제한으로 인해 전송 파워 X'를 사용하지 못하는 경우 기지국에게 알릴 수 있다. 또는, 무선기기는 PSD 제한 상의 최대 PSD 대비 실제 PSD를 기지국에게 알릴 수 있다. 기지국은 수신된 정보를 기반으로 CCA 커버리지를 보장하기 위하여 필요한 전송 대역폭을 예측할 수 있다.
제3 실시예에서, 멀티플렉싱된 신호를 고려하여 전송 파워가 설정될 수 있다. 기지국이 복수의 무선기기가 전송할 복수의 UL 신호을 FDM(frequency division multiplexing)/SDM(spatial division multiplexing) 등의 방식으로 하나의 OFDM 심벌에 멀티플렉싱한다고 하자. 하나의 무선기기에 대한 UL 신호에 의한 CCA 레벨은 한계치 Y를 넘지 못하더라도, 복수의 UL 신호들에 의한 CCA 레벨은 한계치 Y를 넘을 수 있다. 하지만, 무선기기는 하나의 OFDM 심벌에 타 무선기기의 UL 신호가 멀티플렉싱된다는 사실을 알지 못하므로, 자신의 UL 신호만으로 CCA 한계치 Y가 되도록 전송 파워를 조절할 수 있는 문제점이 있을 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 기지국은 복수의 UL 신호를 스케줄할 때에 X'를 조정하기 위한 오프셋 정보를 함께 알려줄 수 있다. 오프셋 정보는 타 기기의 UL 신호가 멀티플렉싱된다는 정보, X'의 값 또는 X'의 값을 조정하기 위한 오프셋에 관한 정보를 포함할 수 있다. 오프셋 정보는 PUSCH를 스케줄링하는 PDCCH 상의 제어 정보에 포함될 수 있다. 예를 들어, PUSCH를 스케줄하는 제어정보에 오프셋 정보는 {0 dB, -3 dB, -6 dB, ...}와 같이 주어질 수 있다. 무선기기가 CCA 커버리지를 보장하기 위하여 설정해야 하는 최소 파워 값에 대하여 오프셋 정보가 적용될 수 있다.
UL 신호의 전송 대역폭에 따라서 X' 값이 조정될 수 있다. 예를 들어, 기지국이 항상 특정 대역폭이 이용되도록 UL 스케줄을 수행한다는 가정 하에, X' 값은 무선기기가 UL 신호를 전송하는 대역폭이 작을수록 작은 값이 되도록 조정할 수 있다. 상기 특정 대역폭은 미리 정의되거나, 기지국이 무선기기에게 알려줄 수 있다. 오프셋 정보는 실제 스케줄된 대역 대 상기 특정 대역폭의 비로 주어줄 수 있다.
무선기기는 비면허 대역에서 WLAN과 같이 다른 시스템이 신호 전송을 하고 있는지 여부, CCA를 위한 한계치 설정 및/또는 전송 파워 설정을 위해, 수신 잡음/간섭 수준을 측정하고 이 측정 결과를 기지국에게 보고할 수 있다.
이상의 방식들에서 '수신 파워'는 수신단에서의 잡음 및 간섭을 고려하여 SINR(Signal-to-interference-plus-noise ratio)로 대체하여 적용될 수 있다.
CCA를 고려한 수신기의 피드백
비면허 대역에서 전송기의 전송 파워는 수신기에서 CCA 커버리지를 보장하기 위해 요구되는 수신 파워를 목표로 조정될 수 있다. 전송기의 전송 파워 제어를 돕기 위하여, 수신기는 이전 또는 현재 수신된 신호의 수신 파워와 요구되는 수신 파워를 비교하여 그 결과를 피드백할 수 있다. 피드백 정보는 이전 또는 현재 수신된 신호의 수신 파워와 요구되는 수신 파워의 차이 및/또는 전송 파워의 조정 요구에 관한 정보를 포함할 수 있다. 요구되는 수신 파워에 관한 정보는 미리 정의되거나, 기지국에 의해 시그널링될 수 있다.
피드백 정보는 수신기가 요구되는 수신 파워 기준으로 데이터를 수신하는 것을 가정할 때에 해당 수신 성능을 만족할 수 있는 데이터 포맷(변조 방식, 랭크, PMI(precoding matrix indicator)) 등)에 관한 정보를 포함할 수 있다.
무선기기는 DL RS의 수신 파워 대비 요구되는 수신 파워의 차이를 기지국에게 보고할 수 있다. 또는, 무선기기는 요구되는 수신 파워가 적용된 PDSCH를 수신하는 것을 가정할 때의 채널 상태를 기지국에게 보고할 수 있다. 요구되는 수신 파워에 관한 정보는 미리 정의되거나, 기지국에 의해 시그널링될 수 있다. 기지국은 보고된 정보를 기반으로 PDSCH의 전송 파워 및/또는 MCS(modulation and coding scheme)를 조정할 수 있다.
이상의 방식들에서 '수신 파워'는 수신단에서의 잡음 및 간섭을 고려하여 SINR로 대체하여 적용될 수 있다.
파워 헤드룸 보고
LTE에서, PHR(power headroom report)는 해당 셀에서 최대 전송 파워 Pcmax와 UL 채널의 추정 전송 파워 사이의 차이를 기지국에게 제공하는데 사용된다.
도 4는 파워 헤드룸 보고의 일 예를 보여준다.
단계 S410에서, 무선기기는 파워 헤드룸을 결정한다. 단계 S420에서, 무선기기는 파워 헤드룸을 보고한다.
실제(actual) 파워 헤드룸은 임의의 셀에서 무선기기가 실제 전송 시점에서 해당 신호를 전송하는 데에 필요한 파워 기준으로 계산된다. 실제 파워 헤드룸은 해당 신호를 전송하는데 사용되는 대역폭, 전송 포맷, 코드율, 변조 방식 등 스케줄링 정보를 고려하여 계산된다.
가상(virtual) 파워 헤드룸은 신호가 실제로 전송하지 않는 시점에서 해당 신호를 전송한다면 필요한 전력 기준으로 계산된다. 가상 파워 헤드룸은 가상의 신호 포맷을 가정하여 계산된다.
구체적으로, 기존 LTE에서 타입 1 PHR과 타입 2 PHR이 있다. 타입 1 PHR은 서브프레임 n에서 PUCCH 전송을 고려하지 않고, 스케줄된 PUSCH 전송만 고려한다. 타입 2은 서브프레임 n에서 PUCCH 전송과 PUSCH 전송을 모두 고려한다. PUCCH를 전송하지 않거나 PUSCH를 전송하지 않을 때에는 해당 전송하지 않는 PUCCH 또는 PUSCH에 대해서 미리 정해진 기본 포맷을 가정하여 계산한 가상 PHR을 전송할 수 있다. 타입 2 PHR은 PUUCH 전송이 가능한 셀, 즉, 1차셀에 대해서 유효하다.
도 4는 PHR에 사용되는 MAC CE(control element)의 예를 보여준다. Ci는 i번째셀의 파워 헤드룸의 존재 여부를 가리킨다. Ci 필드가 '1'이면 인덱스 i를 갖는 셀의 PH 필드가 존재하는 것을 가리킨다. V 필드는 실제 파워 헤드룸인지 가상 파워 헤드룸인지를 나타난다. PH 필드는 파워 헤드룸 레벨을 나타낸다. Pcmax는 PH 필드의 계산에 사용된 해당 셀의 최대 전송 파워를 나타낸다.
무선기기가 임의의 셀에 대한 파워 헤드룸을 계산하기 위해서는 해당 셀에 대한 Pcmax을 정해야 한다. 서브프레임 n에서의 Pcmax는 무선기기에게 설정된 전체 서빙셀들의 PUSCH/PUCCH 전송 양태에 의해 결정된다.
비면허대역에서 설정된 셀은 U-셀이라고 하자. U-셀에 PUSCH/PUCCH가 스케줄링되더라고, 무선기기가 실제 PUSCH/PUCCH를 전송할지 여부는 CCA 결과에 따라 달라진다. 즉, 해당 전송 시점에서 해당 채널에 대한 CCA를 수행한 결과가 CCA 한계치 보다 낮을때 PUSCH/PUCCH 전송이 가능하다.
하지만, 서브프레임 n에서의 UL 전송을 위한 CCA 동작은 서브프레임 n의 시작 직전(예를 들어서 20us 단위로 CCA를 수행한다고 가정하면 서브프레임 n이 시작되기 20us 이내에 완료)에서 완료되므로, 이 CCA 결과를 토대로 서브프레임 n에서의 파워 헤드룸을 계산할 시간이 부족할 가능성이 크다.
UL 전송이 스케줄링된 상태에서 무선기기는 해당 시점에 전송해야 하는 신호의 구체적인 포맷을 알 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 무선기기는 UL 스케줄링이 이루어진 신호에 대해서는 실제 해당 신호를 전송하지 않더라도 실제 파워 헤드룸을 계산할 것을 제안한다. U-셀의 서브프레임 n에 대해서 PUSCH 및/또는 PUCCH가 스케줄링되어 있다면, CCA 결과 실제 PUSCH/PUCCH의 전송 여부에 상관없이 실제 파워 헤드룸이 계산되고, 보고될 수 있다.
U-셀의 파워 헤드룸 보고는 다음과 같이 제안된다.
제1 실시예에서, 무선기기는 U-셀에서의 PUSCH 전송 및/또는 PUCCH 전송은 없다고 가정하고, 최대 전송 파워 및 파워 헤드룸을 계산할 수 있다.
제2 실시예에서, 무선기기는 U-셀에서의 PUSCH 전송 및/또는 PUCCH 전송은 실제 스케줄링된 포맷과 관계없이 가상 포맷을 따른다고 가정하고, 최대 전송 파워 및 파워 헤드룸을 계산할 수 있다.
제3 실시예에서, 무선기기는 U-셀에서의 PUSCH 전송 및/또는 PUCCH 전송은 실제 전송 여부와 관계 없이 스케줄된 포맷을 따라서 전송한다고 가정하고, 최대 전송 파워 및 파워 헤드룸을 계산할 수 있다.
제4 실시예에서, 무선기기는 PUSCH 전송 및/또는 PUCCH 전송이 스케줄링된 서브프레임 n에 후속하는 서브프레임 n+q (q>1인 정수)에서 파워 헤드룸을 보고할 수 있다. 기지국은 무선기기가 어느 서브프레임에서 스케줄링된 UL 전송을 기반으로 파워 헤드룸이 보고하는지 알아야하므로, 무선기기는 파워 헤드룸이 계산된 서브프레임 n에 관한 정보를 PHR과 함께 알려줄 수 있다. q 값은 미리 지정될 수 있다. 선택적으로, 무선기기는 PHR이 보고되는 서브프레임 n+q 이전에 마지막으로 UL 스케줄된 서브프레임이나 마지막으로 PUSCH/PUCCH 전송을 수행한 서브프레임에 관한 파워 헤드룸을 계산할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 실시예는 타입 1 PHR 및/또는 타입 2 PHR에 적용될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 실시예는 무선기기가 U-셀에서의 PUSCH/PUCCH 전송 여부 결정 이후 PHR 계산 및/또는 인코딩 처리를 위한 시간적 여유가 없을 때에 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 PHR은 전술한 변동대역 신호 및 고정대역 신호의 전송 파워 제어와 함께 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
무선기기(130)은 프로세서(processor, 131), 메모리(memory, 132) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 133)을 포함한다. 메모리(132)는 프로세서(131)와 연결되어, 프로세서(131)에 의해 실행되는 다양한 명령어(instructions)를 저장한다. RF부(133)는 프로세서(131)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(131)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 무선기기의 동작은 프로세서(131)에 의해 구현될 수 있다. 전술한 실시예가 소프트웨어 명령어로 구현될 때, 명령어는 메모리(132)에 저장되고, 프로세서(131)에 의해 실행되어 전술한 동작이 수행될 수 있다.
기지국(120)는 프로세서(121), 메모리(122) 및 RF부(123)을 포함한다. 기지국(120)은 비면허 대역에서 운용될 수 있다. 또는, 기지국(120)은 도 1의 제1 기지국(110)의 역할을 수행하여 1차셀을 운용할 수 있다. 메모리(122)는 프로세서(121)와 연결되어, 프로세서(121)에 의해 실행되는 다양한 명령어를 저장한다. RF부(123)는 프로세서(121)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(121)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 기지국(110) 또는 기지국(120)의 동작은 프로세서(121)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 무선 통신 시스템에서 전송 파워 제어 방법에 있어서,
    무선기기가 면허 대역을 사용하는 제1 서빙셀과 연결을 확립하는 단계;
    상기 무선기기가 상기 제1 서빙셀의 지시에 의해 비면허 대역을 사용하는 제2 서빙셀을 활성화하는 단계; 및
    상기 제2 서빙셀에서의 전송 파워를 상기 무선기기 또는 상기 제2 서빙셀의 CCA(clear channel assessment) 커버리지를 고려하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 서빙셀에서의 전송 파워는 상기 CCA 커버리지를 고려하여 계산되는 제1 전송 파워와 상기 CCA 커버리지를 고려하지 않고 계산되는 제2 전송 파워 중 더 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 전송 파워는 상기 제2 서빙셀로부터 주어지는 최소 전송 파워를 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 전송 파워는 상기 제2 서빙셀로 전송될 상향링크 신호의 포맷을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 전송 파워는 타 무선기기의 상향링크 전송을 고려하여 계산되는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선기기가 상기 제2 서빙셀을 위한 파워 헤드룸을 보고하는 단계를 더 포함하되,
    상기 파워 헤드룸은 스케줄된 상향링크 신호의 전송 여부에 상관없이 상기 스케줄된 상향링크 신호의 포맷을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비면허 대역은 5 GHz 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 비면허 대역은 WLAN(wireless local area network) 기기들과 공유되는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 서빙셀과 상기 제2 서빙셀은 서로 다른 기지국에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 전송 파워 제어 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 전송 파워를 제어하는 장치에 있어서,
    무선신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부;와
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    무선기기가 면허 대역을 사용하는 제1 서빙셀과 연결을 확립하고;
    상기 무선기기가 상기 제1 서빙셀의 지시에 의해 비면허 대역을 사용하는 제2 서빙셀을 활성화하고; 및
    상기 제2 서빙셀에서의 전송 파워를 상기 무선기기 또는 상기 제2 서빙셀의 CCA(clear channel assessment) 커버리지를 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 서빙셀에서의 전송 파워는 상기 CCA 커버리지를 고려하여 계산되는 제1 전송 파워와 상기 CCA 커버리지를 고려하지 않고 계산되는 제2 전송 파워 중 더 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 전송 파워는 상기 제2 서빙셀로부터 주어지는 최소 전송 파워를 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 전송 파워는 상기 제2 서빙셀로 전송될 상향링크 신호의 포맷을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
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