LTE-A Carrier Aggregation 2편

  LTE-Advanced는 이전 포스트에서 말했던거처럼 최대 100Mhz를 continuos와 non-continuos를 지원한다. 직접적으로 이어 붙어 있지 않더라도 가상적으로 붙어있는 효과를 받으면서 광대역 전송이 가능하다. Rel. 10 이상의 단말기가 아닌 Rel. 8, 9에 대한 후방위 호환성이 지원되기 때문에 각각의 CC(Component Carrier)만을 전송을 받아서 서비스가 가능하다.

 

 

다운링크 Data aggregation 맵핑에 대한 이미지로 (a)와 (b) 두가지 방식을 지원한다. MAC 계층에 있는 HARQ의 차이이다. HARQ는 Hybird Automatic Repeat Request로 자동재전송기법의 일종이다. 그림처럼 3개의 CC인 상태에서 (a)방식을 사용하게 되면 각각의 CC로만 전송된 데이터중 손실이 된 패킷만을 재전송 받으면되지만, (b)의 경우에는 MAC HARQ가 Data aggregation보다 상위에 있기때문에 전체적인 데이터에 대한에 대해 재전송이 이루어진다. 후방위 호환성을 따진다면 (a) 방식이 적합하다.

 

LTE 상향링크에서 OFDMA을 쓰지 않는 이유는 단말에서의 전력 문제때문이다. LTE 업링크에서 사용하는 SC-FDMA의 경우 OFDMA과는 다르게 frequency-domain에서 subframe와는 다르게 사용자에게 할당시 분산되지 않고 한 묶음씩 전송된다는 것이 특징이다. 이 경우 사용자는 업링크 전송시 한묶음만큼의 주파수를 전송하면 되기 때문에 OFDMA를 사용하여 분산적인 전송을 할때 보다 속도 측면에서는 열화가 생기지만 전력 소모측면에서는 이득이 생긴다. 하지만 LTE-Advanced에서 사용하는 Carrier Aggregation을 사용하면 위 이야기는 달라지게 된다. CA 적용시 각각의 CC(Componet Carrier)는 개별적인 요소지만 묶어져서 더 많은 데이터 속도를 증가 시켜주는데 결국 요소들의 묶음으로 SC-FDMA에서의 분산적인 전송이 가능토록 하게 되는 장점이 있다.

 

Carrier Type

후방위 호환 캐리어 (Backward compatible carrier)

- 모든 LTE 릴리즈의 단말이 접속가능

- 단일 캐리어로 운영되거나 캐리어 집적의 일부로 운영

- FDD에서 후방위 호환성 캐리어는 항상 DL과 UL 한쌍으로 차지한다.

후방위 비호환 캐리어 (Non-backward compatible carrier)

- 이전 버전의 LTE 릴리즈 단말은 접속 불가능

- 단일 캐리어로 운영할 수 있지만 듀플렉스의 거리나 다른 캐리어 집적의 일부분일 경우 후방위 호환성은 미지원

1) 이전 버전의 단말기의 접속을 차단하는 시스템으로 후방위 호환성 미지원 캐리어는 Rel. 8/9의 TX-RX 주파수 분리를 필요로 하지 않는다.

 

 

 Extension Carrier and Carrier Segment (Non-backward compatible carrier)

두가지 타입의 캐리어 모두 Rel. 11 이상 지원하며 어떤 타입이라도 개별의 일반 캐리어가 있어야 한다. 확장 캐리어와 캐리어 세그먼트의 RB수는 Rel. 8채널의 대역폭 구성으로 제한 되며 확장 캐리어와 캐리어 세그먼트의 차이점은 전송 블록 구조와 HARQ구조이다. 또한 Rel. 10의 단말기가 일반 CC와 캐리어 세그먼트를 하나의 CC로 인식하는 문제점이 있기에 RB구조와 캐리어 세그먼트의 전력 설정은 일반 CC와 동일해야한다.

 

Component Carrier Concept

Carrier Aggregation은 Idle상태의 단말은 관여되지 않는다.오직 한개의 CC에서의 RRC만이 네트워크로 연결

보안과 이동성은 오직 한셀(P-Cell)로 부터만 받으며, 나머지 셀의 경우 S-Cells이라고 한다.

DL/UL에서의 캐리어를 Pcell에서는 Primary cell CC(PCC)라하며 Scell은 Secondary cell CC(SCC)라고 한다.

메인인 Pcell의 경우 시스템 정보와 모니터링을 해야하고 절대로 비활성화가 되어선 안된다. 또한 RACH는 오직 Pcell에서만 작동한다. Scells의 경우 LTE의 Qos정책과 같이 Default Bearer이 아닌 Dedicated Bearer이 열릴때 처럼 Dedicated signaling을 한다.

 

PDCCH Scheduling

Reuse of Rel-8 PDCCH structure

각 DL이나 UL 공유채널 전송은 하나의 PDCCH에 DL 할당이나 UL 승인이 포함되어있다.

In Rel-10 configurable 3-bit Carrier Indication Field (CIF)

Cross-Scheduling 적용

Semi-static configuration indicates presence/absence of CIF

CIF는 UE의 특정 검색 공간만 가능하다.(데이터의 스케줄링,페이징 랜덤 액세스, 지원되지 않는 시스템정보)

  

 

 

NTT docomo Scenario analysis

이 시나리오에서 펨토셀의 몇개의 CC(Carrier Component)의 다운링크 제어채널은 믿을수없다. 펨토셀의 파워 출력은 매크로셀보다 매우 낮기때문에 다른 CC의 PDCCH로부터 PDSCH를 할당 표시를 할 수 있기에 CI(Carrier Indicator)를 사용하는것이 가장큰 동기이다. 또한 PDCCH가없는 확장 캐리어도 제안한다. 그러나 UE 근처 셀-사이트는 여전히 이런 조건에서 다운링크 제어신호에 의존할수없는 것으로 고려된다.따라서이 시나리오에 응용 프로그램에 대한 확장 캐리어의 구조는 더 논의가 필요합니다.

Reference

Ericsson Carrier Aggregation Concepts for LTE Rel-10

NTT DoCoMo Technology Carrier Aggregation Concepts for LTE Rel-10

IEEE Multisite Field Trial for LTE and Advanced Concepts

TTA Education LGE LTE-Advanced 주요표준동향및요소기술

NTT DoCoMo R1-100491 Comparison of Carrier Segment and Extension Carrier for Contiguous Carrier Aggregation

Nokia, Nokia Siemens Networks R1-091363 Support of non-backward compatible component carriers

4G LTE LTE Advanced for Mobile Broadband