以下、本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施され得る唯一の実施形態を示すためのものではない。
以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項なしにも本発明の実施が可能であるということが当業者には理解される。例えば、以下の詳細な説明は、移動通信システムがIEEE 802.16システムである場合を取り上げて具体的に説明するが、IEEE 802.16システム特有の事項以外は、他の任意の無線通信システム(例えば、LTE/LTE−A)にも同様の適用が可能である。
場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置が省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示されたりすることもある。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。
なお、端末は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、AMS(Advanced Mobile Station)などの、移動又は固定型のユーザー端機器を総称し、また、基地局は、Node B、eNode B、BS(Base Station)、AP(Access Point)などの、端末と通信するネットワーク端の任意のノードを総称するものとする。以下の説明において、端末は、IEEE 802.16m規格を満たす端末(AMS:Advanced Mobile Station)とし、基地局も、同規格を満たす基地局(ABS:Advanced BaseStation)とする。
移動通信システムにおいて、端末(User Equipment)は、基地局からダウンリンクで情報を受信し、基地局にアップリンクで情報を送信することができる。端末が送信又は受信する情報にはデータ及び種々の制御情報があり、端末が送信又は受信する情報の種類・用途に応じて様々な物理チャネルが存在する。
上述したM2M方式で通信する端末は、M2M装置、M2M通信端末、MTC(Machine Type Communication)端末のように様々に呼ばれてもよい。そして、既存の端末は、HTC(Human Type Communication)端末及びH2H(Human to Human)端末と呼ばれてもよい。
M2M装置は、それらの端末アプリケーションタイプ(Machine Application Type)が増加するに伴い、一定のネットワークにおいてその数が次第に増加していくだろう。議論されている端末アプリケーションタイプには、(1)保安(security)、(2)治安(public safety)、(3)トラッキング及びトレーシング(tracking and tracing)、(4)支払い(payment)、(5)健康管理(healthcare)、(6)遠隔保守及び制御(remote maintenance and control)、(7)検針(metering)、(8)消費者端末(consumer device)、(9)販売管理システム(POS、Point Of Sales)と保安関連応用市場における物流管理(Fleet Management)、(10)自動販売機(Vending Machine)の端末間通信、(11)機械及び設備の遠隔モニタリング、建設機械設備上の作動時間測定及び熱や電気使用量を自動測定する知能検針(Smart Meter)、(12)監視カメラの監視ビデオ(Surveillance Video)通信などがあるが、これらに限定されるものではなく、その他様々な端末アプリケーションタイプが議論されている。このように端末アプリケーションタイプが増加するに伴い、M2M装置の数は既存の端末、すなわちH2H端末の数に比べて飛躍的に増加するだろう。
このように、同一の基地局内における数多くのM2M装置は、既存の端末、すなわちH2H端末との接続混雑やM2M装置同士の接続衝突などの問題を招くことになる。そこで、既存の端末(H2H端末)への影響を最小化しながら、限られたリソースを、新しく登場した多数のM2M装置にどのようにして効率的に分配するかについて議論する必要がある。
すなわち、無線通信システムにおいて既存の端末、すなわちH2H端末に適用される遊休モード(idle mode)でネットワークへの再進入手順を、多数のM2M装置にそのまま適用すると、M2M装置の特性の上、既存のH2H端末との接続及びM2M装置同士の接続に混雑を招くことがあるため、ネットワーク再進入手順について一部修正する必要がある。
図1は、無線通信システムの一例であるIEEE 802.16mシステムにおいてスーパーフレームを示す図である。
図1を参照すると、スーパーフレーム(Superframe)は、20msの長さを有し、4個のフレームで構成されている。さらに1個のフレームは8個のサブフレームで構成されている。TDDでは、8個のサブフレームは、ダウンリンクとアップリンクとの比(DL/UL ratio)によって、所定個数のサブフレームを含むダウンリンクサブフレーム領域とアップリンクサブフレーム領域とに区別されるとよい。すなわち、図1(b)に示すように、アップリンク/ダウンリンク(UL/DL)の比が5:3の場合に、8個のサブフレームのうち5個がダウンリンクサブフレーム(SF0乃至SF4)として割り当てられ、残り3個がアップリンクサブフレーム(SF5乃至SF7)として割り当てられる。
ダウンリンクサブフレーム領域とアップリンクサブフレームとの間には、データを搬送するデータシンボル(すなわち、有効シンボル)が割り当てられない遊休時間、すなわち、TTG(Transmit/receive Transition Gap)が存在する。また、ダウンリンクサブフレーム領域の末尾にも遊休時間(Idle time)、すなわち、RTG(Receive/transmit Transition Gap)が存在してもよい。さらに、1個のサブフレームは6個のOFDMシンボルで構成される。
上述したフレーム構造を用いて基地局と端末とがデータ交換を行うことができる。例えば、端末は、ダウンリンクサブフレームで基地局からデータを受信することができ、アップリンクサブフレームで基地局にデータを送信することができる。また、基地局は、ダウンリンクサブフレームで端末にデータを送信することができ、アップリンクサブフレームで端末からデータを受信することができる。
上述したフレーム構造では、スーパーフレームにおいてスーパーフレームヘッダー(SuperFrame Header、SFH)が端末に伝送されてもよい。スーパーフレームヘッダーには、スーパーフレームに含まれるフレーム又はサブフレーム単位のリソース割当情報又はシステム情報などが含まれるとよい。SFHは、スーパーフレームにおける最初のサブフレームに位置し、サブフレームにおいて5個のOFDMシンボルを使用すればよい。
SFHは、プライマリスーパーフレームヘッダー(Primary Superframe Header、P−SFH)とセカンダリスーパーフレームヘッダー(Secondary Superframe Header、S−SFH)とに区別されてもよい。
P−SFHは、毎スーパーフレーム周期に伝送され、毎スーパーフレームごとに伝送されるべきシステム情報が含まれるとよい。P−SFHには、S−SFH change count、S−SFH scheduling information、S−SFH change bitmap、S−SFH application hold indicatorなどが含まれるとよい。
S−SFH change countは、S−SFH SP IE内の各フィールドの値が変更(アップデート)されるか否かを表すことができる。すなわち、S−SFH SP IE内のいずれかのフィールドの値が変更されると、S−SFH change countは増加(1 modulo 16)する。このとき、S−SFH change countは次のS−SFH change cycleから増加する。この増加したS−SFH change countは、その次のS−SFH変更周期(S−SFH change cycle)まで維持される。仮に、次のP−SFH IEのS−SFH change countフィールドの値が、端末が保存している値と同一であれば、端末はS−SFH IEに変更がないと判断し、S−SFH IEを無視する。
S−SFH change bitmapは、いずれのS−SFH SP IEが変更されたかを表すことができる。S−SFH change bitmapの各ビットはそれぞれS−SFH SP1 IE、S−SFH SP2 IE、S−SFH SP3 IEを表し、変更されたS−SFH SP IEは1と、そうでない場合は0と表示されることがある。例えば、S−SFH SP3 IEが変更された場合、S−SFH SP change bitmapは100と表現されるとよい。
S−SFH application hold indicatorは、明示的に変更されたSFH SP IEが適用される時点を表すことができる。仮に、フィールドの値が0であれば、端末は現在のS−SFH change countに関連したS−SFH SP IEを使用し、1であれば、以前S−SFH change countに関連したS−SFH SP IEを使用する。
S−SFH IE(secondary superframe header information element)は、ネットワーク進入/再進入などに関連した情報を含み、3種類のサブパケット(SubPacket、SP)に区別されることがある。これらのサブパケットは互いに異なった周期で伝送されてもよく、この周期に関する情報はS−SFH SP3にSP scheduling periodicity informationとして含まれるとよい。S−SFH SP1 IEは、ネットワーク再進入(network reentry)のための情報を含み、S−SFH SP2 IEは、初期ネットワーク進入(initial network entry)及びネットワークディスカバリー(network discovery)のための情報を含み、S−SFH SP3 IEはネットワーク(再)進入のための残りの必須システム情報を含む。
図2は、無線通信システムの一例であるIEEE 802.16mシステムにおいてS−SFH IEのアップデートを説明するための図である。特に、S−SFH SP3 IEに含まれた情報に変更がある場合を示す。
図2を参照すると、S−SFH変更周期は32と前提され、スーパーフレームナンバー(SuperFrame Number、SFN)ごとに特定S−SFH SP IEが伝送されることがわかる。例えば、基地局がSFN 30にS−SFH SP3 IEに含まれているネットワーク再進入に関する情報を変更させた場合に、CC(S−SFH change count)は、次のS−SFH変更周期が始まるSFN 32からCCを1増加する。これと共にCB(S−SFH change bitmap)も、変更されたS−SFH IEがS−SFH SP3 IEであることを表すために000から100へと変更される。
端末はP−SFH IEを受信して、S−SFH change countフィールドを確認し、SFN 32でCC(S−SFH change count)が自身が保存しているKから1増加したこと、すなわち、S−SFH SP IEに変更があることを知る。これと共に、CB(S−SFH change bitmap)から、変更のあるS−SFH SP3 IEが変更されたことを知り、S−SFH SP3 IEを待つ。SFN 35で変更のあるS−SFH SP3 IEを初めて受信した後、これをデコーディングし、SFN 36から、変更されたネットワーク再進入情報を使用可能になる。仮に、変更のあるS−SFH IEがS−SFH SP1 IE又はS−SFH SP2 IEである場合は、2番目に伝送される変更されたS−SFH IEから、変更された内容が適用される。
このように、S−SFH change count、S−SFH SP change bitmap、S−SFH application hold indicatorなどから、基地局は、S−SFH SP IEに含まれているシステムパラメータをアップデートするために現在スーパーフレームのいずれのS−SFH SP IEをデコーディングすべきかがわかる。
一方、AAI−SCD(Advanced Air Interface−System Configuration Descriptor)メッセージは、基地局からシステム設定に関する情報を伝送するためのもので、周期的に伝送される。AAI−SCDメッセージの内容に変更がある場合、Configuration Change Countフィールドの値は増加(1 modulo 16)する。
基地局は、S−SFH SP3 IEのSCD countフィールドを通じて、変更されたAAI−SCDメッセージがいつ適用されるかを指示する。基地局は、AAI−SCD内のconfiguration change countと同一のSCD countを含むS−SFH SP3 IEを伝送した後、変更されたシステム設定を適用する。
一方、端末は、現在SCD countに関するAAI−SCDメッセージのシステム設定情報を受信する。仮に、AAI−SCDメッセージの変更がS−SFH SP3 IEのアップデートに起因したものであれば、新しいAAI−SCDメッセージは、変更されたS−SFH SPの前に伝送される。端末は、変更されたS−SFH SP3を受信した後、現在のSCD countに関連したAAI−SCDメッセージのシステム設定を使用することができる。
図3は、無線通信システムの一例であるIEEE 802.16mシステムにおいて末の状態を示すダイヤグラムである。
図3を参照すると、端末の状態は、接続された(connected)状態と非-接続された(unconnected)状態とに大別される。さらに、接続された状態は、一般モード(normal mode)とスリープモード(sleep mode)とに区別されることがある。また、非-接続された状態は、遊休モード(idle mode)とDCR(Deregistration with Context Retention)モードとに区別されることがある。ここで、スリープモードと遊休モードはいずれも端末の消費電力を効率的に使用するために定義される。
まず、スリープモードは、端末の電力節約(Power saving)のために、端末と基地局間にAAI−SLP−REQ/AAI−SLP−RSPメッセージの送受信により基地局が承認したスリープウィンドウ(sleep−window)及びリスニングウィンドウ(listening−window)で構成されたスリープモードパターン(pattern)を運用するモードである。遊休モードは、端末の電力節約及び無線リソース節約のために、端末と基地局間にAAI−DREG−REQ/AAI−DREG−CMDメッセージ送受信により基地局が承認したページンググループ(Paging Group)、ページングサイクル(Paging Cycle)及びページングオフセット(Paging Offset)を運用するモードである。
一般モード(Normal mode)は、端末が無線リソースを用いて該当のシステムが提供するサービスを行うモードである。DCRモードは、端末がネットワークから登録解除されるが、所定時間の間にそのコンテクスト(context)は保存されるモードである。
スリープモードの基本動作の詳細は、次の通りである。一般モードにおいて一定時間の間にアップリンク又はダウンリンクのトラフィックが発生しないと、端末は基地局にスリープモードへの遷移を要請するためにAAI−SLP−REQメッセージを伝送する。AAI−SLP−REQメッセージを通じてスリープモードへの動作要請を受信すると、基地局は、AAI−SLP−RSPメッセージを通じて要請に対する最終承認をし、端末はAAI−SLP−RSPメッセージ受信により、スリープモードで動作する端末を区別するためのID(SLPID)の割り当てを受けた後、スリープモードを運用する。
ここで、端末と基地局間のメッセージ送受信により得られる主要パラメータは、最初スリープウィンドウ区間の大きさを指定するinitial sleep−window、最後のスリープウィンドウ区間の大きさを指定するfinal sleep−window base、final sleep−window exponent、及びリスニングウィンドウ区間の大きさを設定するlistening−windowであり、パラメータの単位はいずれもフレームである。スリープウィンドウは、スリープモードで動作する端末が自身の電力を最小化する区間であり、端末はスリープウィンドウ区間ではダウンリンク制御情報及びダウンリンクトラフィックを受信しない。また、リスニングウィンドウは、スリープモードで動作する端末がスリープウィンドウを脱して、基地局が伝送するAAI−TRF−INDメッセージを受信し、自身に伝送されるダウンリンクトラフィックの有無を判断する区間であり、端末はスリープウィンドウ区間でダウンリンク制御情報及びダウンリンクトラフィックを受信することができる。
遊休モードの基本動作の詳細は、次の通りである。一般モードにおいて一定時間の間にアップリンク又はダウンリンクのトラフィックが発生しないと、端末は基地局に遊休モードへの遷移を要請するためにAAI−DREG−REQメッセージを伝送した後、基地局からAAI−DREG−CMDメッセージを受信して遊休モードを運用する。AAI−DREG−REQメッセージには、端末が要請したページングサイクルが定義されており、AAI−DREG−REQメッセージを受信した基地局が端末に伝送するDREG−CMDメッセージには、ページンググループID、ページングオフセット及びページングサイクルが定義されている。端末は、パラメータに基づいてページング不可区間(Paging Unavailable Interval)及びページングリスニング区間(Paging Listening Interval)を設定する。
端末は、ページング不可区間で電源を最小化し、ページングリスニング区間で基地局から伝送されるAAI−PAG−ADVメッセージを受信する。AAI−PAG−ADVメッセージは、メッセージを伝送する基地局が属しているページンググループID及び遊休モードで動作する端末のうち、位置更新(Location Update)又はネットワーク進入/再進入を必要とする端末を指示するMACアドレスハッシュ(Hash)情報、及び端末別に行うべき手順について記述したアクションコード(Action code)で構成される。
仮に、遊休モードで動作する端末へのトラフィックが発生すると、基地局は次のページングリスニング区間にAAI−PAG−ADVメッセージを端末に伝送し、AAI−PAG−ADVメッセージを受信した端末は、遊休モードから脱して一般モードに進入する。
一方、遊休モードでネットワーク再進入及びネットワーク進入などの手順を行う時、端末が基地局とのアップリンク通信のための伝送パラメータ(周波数オフセット、時間オフセット及び伝送電力)を調整する過程をレンジングという。
レンジングには、initial ranging、handover ranging、periodic ranging及びBandwidth request rangingの4種類のモードがある。
Initial rangingは、最初ネットワーク進入手順を行う過程において、端末が基地局とのアップリンク通信のための伝送パラメータ(周波数オフセット、時間オフセット、伝送電力)を調整する過程を意味する。Handover rangingは、端末がハンドオーバー動作時に手順を簡素化するための過程を意味する。Periodic rangingは、端末がネットワーク進入手順を行った後に、基地局とのアップリンク通信を保持し続けるための過程を意味する。Bandwidth request rangingは、端末が基地局に伝送するトラフィックが発生した時、アップリンク帯域を要請する過程で行われる過程を意味する。
無線通信システムにおいて、レンジングの種類によってレンジングを行う時に使用可能なレンジングコード(又は、ranging preamble)及びレンジングコードを伝送する領域(レンジングチャネル)は、ネットワークにより、システム情報を放送するチャネル(例えば、Broadcast Assignment A−MAP IE)を通じて割り当てられる。例えば、端末がハンドオーバーレンジングを行うためには、ハンドオーバーレンジングのためのレンジングコードの中から特定レンジングコードを選択し、選択されたコードをハンドオーバーレンジングチャネルを介してネットワークに伝送することによってレンジングを要請する。ネットワークは、受信したレンジングコード、及びレンジングコードの伝送されたチャネルから、レンジングの種類が区別できる。
IEEE 802.16mシステムでは、レンジングチャネルが、同期の取れた端末が行うレンジングのためのsynchronized ranging channel(S−RCH)と、そうでない端末が行うレンジングのためのnon−synchronized ranging channel(NS−RCH)とに区別されることがある。また、IEEE 802.16mシステムでは、端末の伝送するデータが発生した時、アップリンク帯域を要請するBandwidth request channelが存在する。これらのレンジングチャネル(S−RCH、NS−RCH)及び帯域要請チャネル(BRCH)は、媒体接続制御層(MAC layer)でそれぞれranging opportunityとbandwidth request opportunityの概念として用いられる。
一方、レンジングコード及びレンジングチャネルの割当情報が伝送される方式と当該レンジングチャネルは、基地局の形態によって区別される。
例えば、Wireless MAN−OFDMA with FDM−based UL PUSC Zoneを支援する基地局、及びフェムトセルのようなカバレッジの狭い基地局については、端末と基地局との同期が外れる可能性が低いため、initial ranging、handover ranging及びperiodic rangingを行う時、いずれもS−RCHを使用する。
レンジングコード及びレンジングチャネルの割当情報は基本的に、SFH(SP1:Ranging Parameter(RP) code partition information for the S−RCH、Allocation periodicity of the S−RCH、Subframe offset of the S−RCHなど)を通じて伝送される。
その他の基地局(例、Macro、Relay、Macro hot−zone)については、初期レンジング(initial ranging)及びハンドオーバーレンジング(handover ranging)を行う時、NS−RCHが使用され、周期的レンジング(periodic ranging)では、端末が既に同期化している場合であるから、S−RCHが使用される。
レンジングコード及びレンジングチャネルの割当情報は基本的に、SFH(SP1:RP code partition information for the NS−RCH、Allocation periodicity of the NS−RCH、Subframe offset of the NS−RCHなど)を通じて伝送される。また、SFHの他に、A−MAP又はAAI−SCDメッセージを通じてレンジングチャネルの割当情報が伝達されてもよい。A−MAPが用いられる場合に、Handover rangingのためのNS−RCHの割当情報は、基地局のスケジューリング決定によって任意の一般的な放送データの割当のために使用されたサブフレーム以外のサブフレームでBroadcast Assignment A−MAP IE又はAAI−HO−CMDを通じて伝送されるとよい。なお、AAI−SCDメッセージが用いられる場合は、S−RCH割当周期及び周期的レンジングのためのレンジングコードの数などの情報が当該メッセージに含まれる。
図4は、無線通信システムの一例であるIEEE 802.16mシステムにおいて端末が競合ベースのネットワーク再進入を行う過程を示す図である。
図4を参照すると、端末は、レンジングチャネルを選択し、競合ベースのレンジングコードを選択した後に、選択したレンジングチャネルを介して競合ベースのレンジングコードを基地局に伝送する(S110)。基地局は、当該レンジングコードを成功的に受信すると、AAI−RNG−ACKメッセージを放送により端末に伝送する(S120)。AAI−RNG−ACKメッセージは、レンジングチャネルでレンジングコードを成功的に受信して検出したという応答を提供するメッセージである。また、基地局は、端末がAAI−RNG−REQメッセージを伝送するためのアップリンクリソース割当情報であるCDMA allocation A−MAP IEをRA−ID(random access identifier)でマスキングして伝送する(S130)。端末は、割り当てられたアップリンクリソースを用いてAAI−RNG−REQメッセージを基地局に伝送し(S140)、基地局は、AAI−RNG−RSPメッセージが伝送されるダウンリンクリソース割当情報を端末に伝送する(S150)。この時、ダウンリンクリソース割当情報は、RA−IDでマスキングされたCDMA allocation A−MAP IE又はBroadcast DL basic assignment A−MAP IEを通じて端末に伝送されるとよい。その後、端末は、当該ダウンリンクリソースを用いてAAI−RNG−RSPメッセージを受信すればよい(S160)。
図5は、無線通信システムの一例であるIEEE 802.16mシステムにおいて端末が非競合ベースのネットワーク再進入を行う過程を示す図である。これは、非競合ベースのハンドオーバーレンジング(handover ranging)を取り上げて説明する。
図5を参照すると、サービング基地局が端末にAAI−HO−CMDメッセージを通じて専用レンジングコードを伝送する(S210)。端末は、割り当てられた専用レンジングコードをターゲット基地局に伝送する(S220)。ターゲット基地局は、当該専用レンジングコードを成功的に受信したことを、STID(station identifier)ベースのAAI−RNG−ACKメッセージを通じてユニキャストして端末に知らせる(S230)。専用レンジングコードを受信したターゲット基地局は、当該専用レンジングコードを伝送した端末を知っている。また、AAI−HO−CMDメッセージ内には、専用レンジングコードの他、ターゲット基地局が端末にあらかじめ割り当てたSTIDも含まれる。この場合には、当該端末が既にSTIDを獲得したから、RA−IDに基づいてAAI−RNG−ACKメッセージを伝送しなくてもよい。ターゲット基地局は、端末がAAI−RNG−REQメッセージを伝送するためのアップリンクリソース割当情報を、STIDベースのUL basic assignment A−MAP IEを通じて端末にユニキャスト伝送する(S240)。端末は、割り当てられたアップリンクリソースを用いてAAI−RNG−REQメッセージをターゲット基地局に伝送し(S250)、基地局は、AAI−RNG−RSPメッセージが伝送されるダウンリンクリソース割当情報をSTIDベースのDL basic assignment A−MAP IEを通じて伝送する(S260)。その後、端末は、割り当てられたダウンリンクリソースを通じてAAI−RNG−RSPメッセージを受信すればよい(S270)。
一方、上述した通り、非競合ベースのネットワーク再進入のためのレンジングでは、基地局が端末に、AAI−HO−CMDメッセージ内に専用レンジングコード、及び基地局が端末にあらかじめ割り当てたSTIDを含めて伝送する。しかし、M2M装置が非競合ベースのネットワーク再進入のための非競合ベースのレンジングを行う場合には、RA−IDに基づいてレンジング手順を行うから、既存のRA−IDに基づくその他のレンジング手順との区別が問題となる。
まず、RA−IDについて簡単に説明する。RA−IDは、総15ビットであって、該当端末のランダムアクセス特性によって定義される。具体的に、RA−IDは、5ビットのsuperframe number、2ビットのframe_index、6ビットのpreamble code index for ranging、及び2ビットのopportunity index for rangingで構成される。6ビットのpreamble code indexはレンジングコードを表し、2ビットのopportunity indexは、レンジングコードが伝送されるレンジングチャネルを指示する。具体的に、opportunity indexは、NS−RCHを指示する「0b00」、 S−RCHを指示する「0b11」及び動的レンジングチャネル(dynamic ranging channel)を指示する「0b01/0b10」に設定される。すなわち、6ビットのレンジングコード、及びレンジングコードが伝送される2ビットのレンジングチャネルが、RA−IDを決定する主な構成要素となる。
図6は、本発明の実施例に係るM2M装置が非競合ベースのネットワーク再進入を行う過程を示す図である。
基地局は、一つの専用識別子(dedicated identifier)(例えば、一つの専用STID)を設定するとよい。基地局が設定した一つの専用STIDは、非競合ベースのネットワーク再進入を行うM2M装置又はM2M装置が共に使用できるIDである。基地局は、設定された一つの専用STIDを含むAAI−PAG−ADVメッセージを放送する(S310)。
基地局は、設定された一つの専用STIDでマスキングされた特定IE内にRA−ID list/setに関する情報を含めて、一つのM2M装置又は複数のM2M装置に伝送する(S320)。RA−ID list/setに関する情報内には、専用レンジングコード及びレンジングチャネルに関する情報を含むとよい。特定IEは、UL basic allocation A−MAP IEであるか、Broadcast A−MAP IEであればよい。また、RA−ID list/setに関する情報を伝送する新しいIEを定義してもよい。一つの専用STIDのCRCマスキング方法については、下記の表1乃至表3を参照してより詳しく後述する。
M2M装置は、レンジングチャネルを選択し、レンジングコードを選択した後に、選択したレンジングチャネルを介してレンジングコードを基地局に伝送する(S330)。基地局は、M2M装置がAAI−RNG−REQメッセージを伝送するためのアップリンクリソース割当情報であるCDMA allocation A−MAP IEを、RA−IDでCRCマスキングして伝送する(S340)。M2M装置は、割り当てられたアップリンクリソースを用いてAAI−RNG−REQメッセージを基地局に伝送し(S350)、基地局は、AAI−RNG−RSPメッセージが伝送されるダウンリンクリソース割当情報をM2M装置に伝送する(S360)。その後、M2M装置は、当該ダウンリンクリソースを通じてAAI−RNG−RSPメッセージを受信すればよい(S370)。
一方、該当のM2M装置が特定ページンググループを対象とする場合、AAI−PAG−ADVメッセージ内のpaging group IDに関連したフィールドに、一つの専用STIDを含めて伝送してもよい。また、該当のM2M装置が一つのM2Mグループに含まれる場合に、MGID(M2M group Identifier)を一つの専用STIDの代わりに使用してもよい。
下記の表1乃至表3は、IEEE 802.16mシステムでのCRCマスク(Mask)を説明するための表である。CRCは、Masking prefix 1ビット、type indicator 3ビット、及びその他12ビットで構成される。
表1を参照すると、Masking Prefixは1ビットであって、「0b0」と「0b1」に設定される。Masking Prefixが「0b0」であれば、type indicatorによるマスキングコードを表す。type indicatorは「0b000」、「0b001」、「0b010」まで定義されている。type indicatorが「0b000」であれば、12ビットのSTID又はTSTIDを表す。そして、type indicatorが「0b001」であれば、Table 844を参照し、type indicatorが「0b010」であれば、Table 845を参照する。Table 844とTable 845はそれぞれ下記の表2と表3に相応する。
本発明に係る専用STIDのCRCマスキング方法によれば、既存のMasking prefixが「0b0」で、type indicatorが「0b000」で、masking codeが12ビットであるSTID定義をそのまま使用する。M2M装置専用レンジングリソース割当のための、Broadcast Assignment A−MAP IEをCRCマスキングするために用いられる値は、Masking prefixが「0b0」、type indicatorが「0b001」、Decimal valueが「129」又は「4095」と定義できる。また、M2M装置専用レンジングリソース割当のための、Broadcast Assignment A−MAP IEをマスキングするために用いられる値が、Masking prefixが「0b0」、type indicatorが「0b010」、Decimal valueが「0」又は「4094」と定義されてもよい。一方、Broadcast Assignment A−MAP IE内に含まれたFunction index「0b11」をM2M専用レンジングリソース割当のためのインデックスと定義し、このフィールド内にRA−ID list/setに関する情報を含むように定義できる。また、MGIDが一つの専用STIDの代わりに用いられる場合にも、前述したCRCマスキング方法が同様に適用されるとよい。
図7は、本発明の一実施例によってM2M装置が非競合ベースのネットワーク再進入を行う過程を示す図である。
基地局は、M2M装置専用レンジングコード及びレンジングチャネル(ranging opportunity)を含むM2M装置専用レンジングリソースを割り当てることがある(S410)。この場合、M2M装置は、専用レンジングリソースを用いて非競合ベースのネットワーク再進入を行うことができる。
基地局は、割り当てられたM2M装置専用レンジングリソースに関する情報をM2M装置に伝送する(S420)。割り当てられたM2M装置専用レンジングリソースに関する情報を伝送する方法については、後でより具体的に説明する。基地局がM2M装置専用レンジングリソースを割り当てらない場合は、M2M装置はS−SFH SP1 IE内に定義されたレンジングリソースを用いてネットワーク再進入のための手順を行えばよい。
その後、M2M装置は、割り当てられた専用レンジングリソースを用いてネットワーク再進入のためのレンジングを行う。すなわち、当該M2M装置は、割り当てられた専用レンジングコードを、割り当てられた専用レンジングチャネルで基地局に伝送する(S430)。基地局は、M2M装置がAAI−RNG−REQメッセージを伝送するためのアップリンクリソース割当情報であるCDMA Allocation A−MAP IEをRA−IDでマスキングして伝送する(S440)。
この時、CDMA Allocation A−MAP IEに対してマスキングされるRA−ID内のopportunity indexは、既存の目的及び用途とは違い、「0b01」又は「0b10」のいずれか一つに設定されるとよい。設定されたopportunity indexは、M2M装置専用レンジングコード又はレンジングチャネルを表すtype indicatorとして用いられるとよい。この場合、動的レンジングチャネル(例えば、dynamic NS−RCH)を表すopportunity indexは別の値に設定されなければならない。例えば、M2M装置専用レンジングコード又はレンジングチャネルを表すopportunity indexが「0b01」に設定されると、動的レンジングチャネルは「0b10」に設定されなければならない。
M2M装置は、割り当てられたアップリンクリソースを用いてAAI−RNG−REQメッセージを基地局に伝送し(S450)、基地局からAAI−RNG−RSPメッセージが伝送されるダウンリンクリソース割当情報を受信し(S460)、以降、AAI−RNG−RSPメッセージを受信すればよい(S470)。
以下、割り当てられたM2M装置専用レンジングリソースをいかなる方法で一つのM2M装置又は複数のM2M装置に知らせるかについて説明する。H2H端末のように、AAI−HO−CMDメッセージを用いて、割り当てられた専用レンジングリソースに関する情報を伝送する方法を適用すると、多数のM2M装置のそれぞれに対してユニキャストで伝送しなければならず、オーバーヘッドの側面で好ましくない。そこで、S−SFH、AAI−SCDメッセージ及びBroadcast Assignment A−MAP IEなどを用いて、割り当てられた専用レンジングリソースに関する情報を放送(broadcast)する方法が提案される。特に、S−SFHについては、S−SFH SP1 IEとS−SFH SP2 IE内には既存の情報でさらに利用する空間が足りず、S−SFH SP3 IE内には割り当てられた専用レンジングリソースを追加に伝送する空間はあるが、全ての端末にシステム構成情報を伝送する区間である点で、H2H端末との衝突などを考慮した慎重な接近が必要である。
割り当てられたM2M装置専用レンジングリソースを伝送する第一の方法として、AAI−SCDメッセージを利用する方法を説明する。好ましくは、AAI−SCD内に、割り当てられた専用レンジングリソースに関する情報を含めて伝送し、それを制御する情報をS−SFH内に含めて伝送するとよい。
AAI−SCDメッセージ内にさらに、Dedicated ranging region及びDedicated ranging code index/setが定義されるとよい。Dedicated ranging regionは、M2M装置専用レンジングチャネルを指示し、Dedicated ranging code indexは、M2M装置専用レンジングコードを指示する。
M2M装置のためのDedicated ranging regionは、周波数空間の側面で、既存に一つのサブバンド(sub-band)を使用していたとすれば、一つのサブバンドをさらに割り当てるものでよい。さらに割り当てられたサブバンドの位置は、セル特定レンジングサブバンドの次のサブバンドのresource indexで割り当てられてもよく、特定offset値だけ離れているサブバンドのresource indexで割り当てられてもよい。この特定offset値は、あらかじめ決定されていてもよく、S−SFHを通じて伝送されてもよい。
また、時空間の側面でM2M装置のための専用レンジングチャネルのサブフレームインデックスを指示してもよい。この場合、フレーム当たり最大1個、動的レンジングまで考慮する場合はフレーム当たり最大2個まで支援できる環境でサブフレームをさらに割り当てるとすれば、アップリンクサブフレームが2個であるフレーム構造では適用し難い。そのため、アップリンクサブフレームが2個であるフレーム構造では専用レンジング割当を禁止してもよい。例えば、サブフレームインデックスの有効性は、専用レンジング割当を指示する動作により決定されてもよい。
Dedicated ranging code index/setは、5ビットであて、最大32個のM2M装置専用レンジングコードを提供することができる。また、MGIDをこのフィールドに追加することによって該当のM2M装置ごとに区別して適用してもよい。
一方、S−SFHとAAI−SCDメッセージの両方に専用レンジングリソース割当情報のdedicated ranging change count fieldを含めて伝送することによって、専用レンジングリソース割当情報が更新される場合に、H2H端末及び関連のないM2M装置が余計に当該情報をデコーディングすることを防止することができる。これについては図9を参照して後述する。
割り当てられたM2M装置専用レンジングリソースを伝送する第二の方法として、Broadcast assignment A−MAP IEを利用する方法を説明する。Broadcast assignment A−MAP IE内には、Number of Ranging Opportunitiesフィールド、subframe indexフィールド及びRanging opportunity indexフィールドを含む。これらを用いて専用レンジングチャネル及び専用レンジングコードに関する情報を提供することができる。
一方、Broadcast assignment A−MAP IE内にはFunction Indexフィールドを含む。このFunction Indexは、Broadcast assignment A−MAP IEがどのような情報を伝達するかを表す情報である。具体的には、Function Indexが「0b00」であれば、Broadcast assignment A−MAP IEがbroadcast assignment informationを伝達することを指示し、「0b01」であれば、handover ranging channel allocation informationを伝達することを指示する。また、「0b10」であれば、multicast assignment informationを伝達することを指示し、「0b11」はreservedを指示する。このとき、Function Indexが「0b01」であれば、2種類のranging opportunity indexで、ハンドオーバーのための動的レンジングチャネルを指示するようになる。したがって、これらのインデックスのいずれかをM2M装置専用レンジングリソース割当のために使用すればよい。
また、Function Indexにおいてreservedを指示する「0b11」を、M2M装置専用レンジングを指示するように定義してもよい。この場合、Function Indexが「0b11」を指示すると、そのフィールド内でM2M装置専用レンジングリソース割当情報を伝送すればいい(例えば、サブフレームインデックス、レンジングチャネルインデックス及びレンジングコードインデックス)。
割り当てられたM2M装置専用レンジングリソースを伝送する本発明の第三の方法として、M2M装置のみが受信してデコーディングできるM2M装置専用Broadcast Assignment A−MAP IEを定義する方法について説明する。そのために、M2M装置専用Broadcast Assignment A−MAP IEは、MGID又はM2M装置専用STIDでCRCマスキングされて伝送されればよい。これにより、H2H端末及び関連のないM2M装置が当該M2M装置専用Broadcast Assignment A−MAP IEをデコーディングすることを防止することができる。
一方、M2M装置専用Broadcast A−MAP IEを常にデコーディングすることは、低い電力消費が要求されるM2M装置には負担となることがある。そのため、上で提案したS−SFH SP3 IE内にM2M dedicated ranging indicator fieldを通じて、このフィールドがM2M装置専用レンジングを指示する場合に限って、M2M装置がM2M装置専用Broadcast Assignment A−MAP IEをデコーディングするように設定してもよい。この場合、M2M装置専用Broadcast Assignment A−MAP IEが伝送される位置(例えば、フレーム及びサブフレーム)は、あらかじめ決定された位置にしてもよく、S−SFH SP3 IEを通じて伝送されてもよい。
以下では、AAI−SCDメッセージにM2M装置のための専用レンジング情報(dedicated ranging information、例えば、M2M装置のための専用レンジングリソースに関する情報(information of dedicated ranging resources for M2M))を含める場合に、既存のHTC端末が余計に当該情報をデコーディングすることを防止するための方法について説明する。
該方法についての説明に先駆けて、AAI−SCDメッセージ、P−SFH IE及びS−SFH IEの関係について図8を参照して説明する。図8には、AAI−SCDメッセージ、P−SFH IE及びS−SFH SP3 IEが示されており、各フォーマットにおいて、以下の説明に関連しないフィールドは省略されている。AAI−SCDメッセージに表されたconfiguration change countフィールドは、AAI−SCDメッセージ内に変更があるか否かを表す。
AAI−SCDメッセージで伝達されるシステム情報の変更がある場合に、AAI−SCDメッセージ内のconfiguration change countは増加し、これに伴って、configuration change countを指示する、S−SFH SP3 IE内のSCD countも変更(増加)する(801)。この場合、S−SFH SP3 IEが変更されたことを表すためにP−SFH IE内のS−SFH IE change count及びS−SFH SP change bitmapが設定される(803)。したがって、端末はP−SFH IEをデコーディングした後、S−SFH SP change bitmapが指示するSP3 IEをデコーディングすることで、SCD countから、AAI−SCDのシステム情報が変更されたということがわかる。その後、端末は、変更されたシステム情報を含む新しいAAI−SCDメッセージを受信して、変更されたシステム情報を適用すればよい。
一方、S−SFH SP3 IEに含まれている情報のいずれかに変更がある場合に、S−SFH SP3 IE内のSCD countフィールドが変更される。この場合、S−SFH SP3 IEに変更があることを表すために、P−SFH IE内のS−SFH IE change countフィールド及びS−SFH SP change bitmapが設定される(802)。また、SCD countフィールドの変更は、AAI−SCD内のconfiguration change countフィールドの変更をもたらし(803)、このAAI−SCDメッセージは、変更されたS−SFH SP3 IEが伝送される前に端末に伝送される。端末は、P−SFH IEをデコーディングしてS−SFH SP3 IEを通じて変更された情報が得られる。
AAI−SCDメッセージにM2M装置のための専用レンジング情報を含める場合、M2M専用レンジング情報が変更されると、前述した通り、AAI−SCDメッセージのconfiguration change countが変更され、連鎖的にS−SFH SP3 IEのSCD countが変更される。また、P−SFH IEのS−SFH IE change countフィールド及びS−SFH SP change bitmapフィールドなども変更される。したがって、このような場合、AAI−SCDメッセージを受信する全ての端末は、スーパーフレームでP−SFH IEデコーディング後に指示されるS−SFH SP3 IEを必ずデコーディングすることになる。これは、専用レンジング情報を必要としない既存のHTC端末にとっては余計なデコーディングとなる。そこで、専用レンジング情報を必要とするM2M装置のみがデコーディングを行うようにする方案が提示される。
その第一は、専用レンジング情報の変更を表すフィールドをAAI−SCDメッセージ及びS−SFH SP3 IEの両方で伝送することで、専用レンジング情報を必要とするM2M装置のみがデコーディングを効率的に行うように支援する方法である。これを、図9を参照して説明する。AAI−SCDメッセージに、専用レンジング情報が変更されたことを表す第2カウント情報(M2M configuration change count)を含め、S−SFH SP3 IEにM2M configuration change countに連動する(M2M configuration change countを指示する)、M2M装置のための第1カウント情報(M2M SCD count)を含めている。こうする場合、AAI−SCDメッセージ内の専用レンジング情報に変更があると、AAI−SCDメッセージのM2M configuration change countが変更され、これにより、S−SFH SP3 IEのM2M SCD countにも変更がある(901)。
このとき、M2M装置のみが専用レンジング情報をデコーディングできるように、SCD countの場合とは違い、M2M SCD countの変更は、P−SFH IEに含まれた情報(S−SFH change count、S−SFH SP change bitmap)を変更させないように設定すればよい(902)。言い換えると、AAI−SCDメッセージにおいてM2Mのための専用レンジング情報の変更があっても、P−SFH IE内の情報は再び設定されないようにする。P−SFH IE内のS−SFH IE change count及びS−SFH change bitmapなどのフィールドがS−SFH SP3 IE変更を指示しないので、専用レンジング情報に関連していない既存のHTC端末は、S−SFH SP3 IEをデコーディングする必要がなくなる。ただし、この場合、M2M装置も同様、P−SFH IEをデコーディングすることだけではS−SFH SP3 IEのM2M SCD countの変更がわからず、よって、M2M装置は常にS−SFH SP3 IEをデコーディングするように設定されればよい。
また、専用レンジング情報がさらに変更されても、AAI−SCDメッセージのconfiguration change countは変更されないように設定するとよい。そうしないと、前述したように、M2M SCD countの変更がP−SFHの情報(S−SFH change count、S−SFH SP change bitmap)を変更させないように設定されても、AAI−SCD内の専用レンジング情報の変更はconfiguration change countを増加させる。連鎖的にS−SFH SP3 IE内のSCD countが変更され、これを表すためにP−SFH IEの情報を変更させるようになる。このようにP−SFH IEの情報がS−SFH SP3に変更があることを表すと、HTC端末は、常にP−SFHをデコーディングするようになっているため、自身に関係していない専用レンジング情報をデコーディングするようになってしまう。
上述した内容が適用された場合に、HTC端末及びM2M装置の動作は、下記の通りである。
HTC端末については、i)専用レンジング情報の変更がある場合とii)専用レンジング情報以外の情報の変更がある場合があり得る。i)の場合、HTC端末は、スーパーフレームを受信してP−SFH IEをデコーディングし、P−SFH IEに含まれたS−SFH IE change count及びS−SFH change bitmapに変更がないことを確認するようになる(専用レンジング情報の変更はP−SFH IE内の情報に影響を与えないから)。そのため、HTC端末はS−SFH IEをデコーディングしなくなる。
ii)の場合、HTC端末は、スーパーフレームを受信してP−SFH IEをデコーディングし、P−SFH IEに含まれたS−SFH IE change count及びS−SFH change bitmapから、どのS−SFH IEをデコーディングすべきかを知る(例えば、S−SFH change bitmap=100の場合はS−SFH SP3 IEをデコーディングする)。その後、HTC端末は当該S−SFH IEをデコーディングし、変更された情報を獲得する。
M2M装置についても、iii )専用レンジング情報の変更がある場合とiv)専用レンジング情報以外の情報の変更がある場合があり得る。
iii )の場合、M2M装置は、スーパーフレームを受信してP−SFH IEをデコーディングし、S−SFH IEに変更がないということを確認する(専用レンジング情報の変更は、P−SFH IE内の情報に影響を与えないから)。しかし、前述したように、M2M装置は常にS−SFH SP3 IEをデコーディングするように設定されているため、S−SFH SP3 IEをデコーディングするようになる。M2M装置は、S−SFH SP3 IE内のM2M SCD countが変更されたことを認識し、後で受信されたAAI−SCDメッセージから専用レンジング情報を獲得できる。
iv)の場合は、P−SFH IEのS−SFH IE change count及びS−SFH change bitmapから知った変更のあるS−SFH IEがS−SFH SP3 IEでなくても、S−SFH SP3 IEをデコーディングする以外は、ii)の場合と同様の動作を行う。
一方、専用レンジング情報を指示する時点及び/又は周期情報を指示する情報フィールドをS−SFH SP3 IEに含め、M2M装置がその周期に従ってS−SFH SP3 IEをデコーディングできるようにしてもよい。
第二に、ページングメッセージ(Paging message、例えば、AAI−PAG−ADV message)にM2M SCD count情報を含めて伝送し、AAI−SCDメッセージにM2M configuration change countを含めて伝送する方法がある。この場合、ページングメッセージを用いてネットワーク進入/再進入を行うM2M装置あるいはM2Mグループは、AAI−SCDメッセージを通じて伝送される専用レンジング情報がアップデートされたという事実を、このM2M SCD countとM2M configuration change countから知り、さらには、アップデートされた専用レンジング情報の適用時点も知るようになる。
M2M装置は以前カウント値を保存しておき、新しく受信したカウントと以前カウント値との比較により、アップデートされた情報がどの時点に伝送されるかを判断するとよい。適用時点に関する情報は、既存のAAI−SCDアップデート手順と同様にして獲得すればよい。
第三に、新しいメッセージを定義し、該新しいメッセージにM2M SCD countを含めて伝送する方法がある。この場合、M2M装置のネットワーク初期進入(initial entry)まで支援できる長所がある。端末にとっては新しいメッセージが伝送される時点及び周期を知ることができず、新しいメッセージは特定時点に特定周期で伝送される必要がある。そのため、全ての端末が知っているS−SFH変更周期(S−SFH change cycle)及びこの周期に該当するスーパーフレームを、新しいメッセージの伝送時点にすればよい。例えば、M2M SCD countを伝送するメッセージは、S−SFH変更周期が始まる最初のスーパーフレームをその伝送時点とし、S−SFH変更周期をそのメッセージの伝送周期と同一に設定すればよい。その他の動作は、上述した最初の方案と同一にする。
一方、上述の方法は、後述するレンジング設定指示子によって適用してもよい。例えば、レンジング指示子がM2M専用レンジングを指示する条件下で適用されてもよい。
以下、M2M装置が競合ベースのネットワーク進入を行うか、非競合ベースのネットワーク進入を行うかを表す指示子が提案される。無線通信システムの環境によって、H2H端末に競合ベースのレンジングリソースを多く割り当てるべき場合があり、この場合には、M2M装置に非競合ベースのレンジングリソースを相対的に多く割り当てることになる。逆に、H2H端末に非競合ベースのレンジングリソースを多く割り当てるべき場合もあり、この場合には、M2M装置に競合ベースのレンジングリソースを相対的に多く割り当てることになる。
各環境によって、M2M装置に競合ベースのレンジングリソースを多く割り当てるべき場合と非競合ベースのレンジングリソースを多く割り当てるべき場合に、それを誘導できるように特定指示子(M2M ranging indicator)を定義することによって、制限されたリソースを効率的に利用することができる。基本的に、M2M装置専用レンジングリソースに関する情報がAAI−SCDメッセージを通じて伝送されるとして説明する。しかし、本発明がこれに制限されるものではない。
ここで、指示子、すなわち、M2M ranging indicatorは、M2M装置に対して、競合ベースのレンジング(すなわち、HTC端末と同様の一般的なレンジング)、非競合ベースのレンジング(すなわち、M2M装置のための専用レンジング)、M2M装置のネットワーク再進入を許容しないという内容及び/又は非競合ベースのレンジングも競合ベースのレンジングも適用可能であるという内容を指示することができる。このような内容を指示するために、M2M ranging indicatorはフィールドをi)1ビット、又はii)2ビットで構成すればよい。
i)M2M ranging indicatorが1ビットに設定される場合、「0b0」であれば、非競合ベースのレンジングを許容し、「0b1」であれば、競合ベースのレンジングのみを許容するように構成することがある。この場合、「0b0」は非競合ベースのレンジングを許容するという意味で、非競合ベースのレンジング、競合ベースのレンジングの両方とも適用可能であることを指示できる。この場合、非競合ベースのレンジングのみを許容するようにM2M shared ranging allowance indicatorをさらに定義し、「0b0」は競合ベースのレンジングを許容することを、「0b1」は非競合ベースのレンジングのみを許容することを指示するようにしてもよい。
また、M2M ranging indicatorが「0b0」であれば、競合ベースのレンジングを許容し、「0b1」であれば、非競合ベースのレンジングのみを許容するように構成することもある。「0b0」は、競合ベースのレンジングを許容するという意味で、競合ベースのレンジング、非競合ベースのレンジングの両方とも適用可能であることを指示できる。このとき、競合ベースのレンジングのみを許容するようにM2M dedicated ranging allowance indicatorをさらに定義し、「0b0」は非競合ベースのレンジングを許容することを、「0b0」は競合ベースのレンジングのみを許容することを指示するようにしてもよい。
ii)M2M ranging indicatorが2ビットに設定される例は、次の通りである。「0b00」は、M2M装置のための専用レンジングが許容されない一般的なレンジングを、「0b01」はM2M装置のための専用レンジングを、「0b10」は競合ベースのレンジングと非競合ベースのレンジングの両方を許容し、「0b11」は、M2M装置のネットワーク進入/再進入を許容しないものと定義される。ここで、各ビットとその意味する内容との対応関係は変更されてもよい。必要によって、4種類のビットの全部が使用されてもよく、一部が使用されてもよい。
上述した通り、M2M ranging indicatorフィールドは、既存の802.16mに定義されているメッセージ/フォーマットなどに含まれるとよい。すなわち、M2M ranging indicatorフィールドは、i)AAI−SCDメッセージ内に、ii)S−SFH SP IE内に、又はiii )Broadcast assignment A_MAP IE内に含まれるとよい。
第一に、M2M ranging indicatorがAAI−SCDメッセージ内に含まれる場合がある。この場合は、S−SFH IEフィールドにM2M ranging indicatorを含めることが負担となる場合と解される。AAI−SCDメッセージのM2M ranging indicatorは、前述したように、1ビット又は2ビットにすればよい。2ビットにする場合、前述とは異なる例示として、「0b00」はM2M装置のための専用レンジングが許容されない一般的なレンジングを、「0b01」はM2M装置のための専用レンジングを、「0b10」はM2M装置のネットワーク進入/再進入を許容しないものと設定してもよい。
又は、AAI−SCDメッセージ内に含まれる5ビットのdedicated ranging code index/setに該当の情報、すなわち、競合ベースのレンジングのみを許容するか、非競合ベースのレンジングのみを許容するかに関する情報をさらに定義してもよい。
第二に、M2M ranging indicatorがS−SFH SP IE内に含まれることもある。この場合にも、M2M ranging indicatorは1ビット又は2ビットで表現すればよく、重複説明を避けるために、その詳細については説明を省略する。
第三に、特定M2Mグループに属するM2M装置に適用されうるように、M2M ranging indicatorをBroadcast assignment A_MAP IEに含めることもある。この場合も同様、M2M ranging indicatorは1ビット又は2ビットで表現すればよい。M2Mグループを区別するための識別子(例えば、MGID)を付加してもよく、又は、遊休モードでネットワークに再進入する特定M2M装置又はM2Mグループに対してページングメッセージにM2M ranging indicatorを含めることによって、特定M2M装置又はM2Mグループにレンジング設定を適用してもよい。
一方、上述したM2M ranging indicatorを802.16eシステムに適用する場合もあるが、この場合には、既存の端末に影響を与えないような方案が必要である。具体的に、既存の802.16eシステムでは一つのメッセージ(例えば、UL−MAPメッセージ)で複数の端末のUL−MAP IE(固定された長さを持つ)が伝送され、全体UL−MAPメッセージに対してビット数を合わせるための埋め草ビット(padding bit)が付加される。M2M ranging indicatorを各端末のUL−MAP IEに含めると長さが変わるため、既存の端末のデコーディングに影響を与えることがある。これを解決するには、下記のような方法を用いればよい。
M2M ranging indicatorをUL−MAPメッセージの埋め草ビット部分に位置させるとよい。この場合、既存のUL−MAPメッセージの埋め草ビット部分は、挿入されたM2M ranging indicatorのビット数だけ減る。既存の端末は既存のシステムにおけると同様にデコーディングを行い、M2M装置は、M2M ranging indicatorまでデコーディングするように設定すればよい。
又は、M2M装置のための新しいMAP IEを定義し、このMAP IEにM2M ranging indicatorを含めてもよい。この場合、既存の端末のデコーディングに影響を与えないように、新しいMAP IEの長さは既存のUL−MAP IEと同一に設定したり、又は最後に伝送されるようにすればよい。
又は、M2M ranging indicatorをUL−MAP IEではなく上位層の制御信号伝送チャネルで伝送されるようにしてもよい。具体的に、アップリンクチャネル記述子(UL Channel Descriptor、UCD)を使用してもよく、フレーム制御ヘッダー(Frame control Header、FCH)の予約されている(reserved)ビットを使用してもよい。
図10は、本発明の一実施例に係るM2M装置及び基地局の構成を示す図である。
図10を参照すると、M2M装置1000及び基地局1500はそれぞれ、RFユニット1100,1600、プロセッサ1200,1700及びメモリー1300,1800を備えている。また、各RFユニット1100,1600は、送信器1110,1610及び受信器1120,1620を備えている。
M2M装置1000の送信器1110及び受信器1120は、基地局1500及び他のM2M装置と信号を送信及び受信するように構成され、プロセッサ1200は、送信器1110及び受信器1120と機能的に接続して、送信器1110及び受信器1120が他の端末と信号を送受信する過程を制御するように構成されるとよい。
また、プロセッサ1200は、送信する信号について各種処理を行って送信器1110に伝送し、受信器11200が受信した信号について処理を行ってもよい。必要によって、プロセッサ1200は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリー1300に保存してもよい。このような構造により、M2M装置1000は、上述した様々な実施の形態に係る方法を行うことができる。
図10には示していないが、M2M装置1000は、その機器アプリケーションタイプによって様々な追加構成を備えてもよい。M2M装置1000が知能型計量のためのものであれば、M2M装置1000は電力測定などのための追加的な構成を備えるとよく、この電力測定動作は、図10に示したプロセッサ1200に制御されてもよく、別に構成されたプロセッサ(図示せず)に制御されてもよい。
図10は、M2M装置1000と基地局1500との間に通信が行われる場合を例示しているが、本発明に係るM2M通信方法は、M2M装置同士で発生してもよく、それぞれの端末は、図10に示した各端末構成と同一の形態をもって、上述した様々な実施の形態に係る方法を行えばよい。
一方、基地局1500の送信器1610及び受信器1620は、他の基地局、M2Mサーバー、M2M装置と信号を送信及び受信するように構成され、プロセッサ1700は、送信器1610及び受信器1620と機能的に接続されて、送信器1610及び受信器1620が他の端末と信号を送受信する過程を制御するように構成されるとよい。
また、プロセッサ1700は、送信する信号について各種処理を行って送信器1610を介して伝送し、受信器1620が受信した信号について処理を行ってもよい。必要によって、プロセッサ1700は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリー1300に保存してもよい。このような構造により、基地局1500は、上述した様々な実施の形態に係る方法を行うことができる。
M2M装置1100及び基地局1500のプロセッサ1200,1700はそれぞれ、M2M装置1100及び基地局1500における動作を指示(例えば、制御、調整、管理など)する。それぞれのプロセッサ1200,1700は、プログラムコード及びデータを保存するメモリー1300,1800に接続されるとよい。
メモリー1300,1800は、プロセッサ1200,1700に接続して、オペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル(general files)を保存する。
プロセッサ1200,1700は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ばれてもよい。一方、プロセッサ1200,1700は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合により具現されてもよい。ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)又はDSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)などがプロセッサ1200,1700に備えられてもよい。
一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアが構成されるとよく、本発明を実行できるように構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ1200,1700内に設けられてもよく、メモリー1300,1800に保存されてプロセッサ1200,1700により駆動されてもよい。
以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び/又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、別の実施例に含まれることもでき、別の実施例の対応する構成又は特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりすることができることは明らかである。
本発明は、本発明の精神及び必須特徴から逸脱することなく、他の特定の形態に具体化できる。そのため、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈により定めなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。