KR101785668B1

KR101785668B1 - 무선통신시스템에서 m2m 장치의 레인징 수행방법 및 장치

Info

Publication number: KR101785668B1
Application number: KR1020137029512A
Authority: KR
Inventors: 최진수; 조한규; 곽진삼; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2017-10-16
Also published as: CN103518335B; EP2705615A4; KR20140035362A; JP2014519239A; WO2012150767A3; JP5711422B2; EP2705615B1; WO2012150767A2; EP2705615A2; CN103518335A; US20140029566A1

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 M2M 장치가 레인징을 수행하는 방법에 있어서, AAI-SCD(Advanced Air Interface - System Configuration Descriptor) 메시지를 수신하는 단계; 상기 AAI-SCD 메시지에 포함된 M2M 레인징 지시자가 나타내는 레인징 설정을 적용하는 단계; 및 상기 레인징 설정에서 네트워크 재진입이 금지되지 않는 경우 상기 레인징 설정에 따라 레인징을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것 중 어느 하나인 것인, 레인징 수행방법을 제공하는 것이다.

Description

무선통신시스템에서 M2M 장치의 레인징 수행방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING RANGING AT M2M DEVICE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선통신시스템에서 단말 간(Machine to Machine, 이하 M2M) 통신이 적용되는 M2M 장치에 의한 네트워크 재진입을 수행하는 방법 및 그 단말에 관한 것이다.

기존의 통신은 기지국을 경유하여 사용자가 사용하는 단말 간(Human to Human, 이하 H2H)의 통신이 대부분이었지만, 통신 기술의 발달로, 단말 간(Machine to Machine, 이하 M2M) 통신이 가능하게 되었다. 단말 간 통신이란 명칭 그대로 전자 단말과 전자 단말 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 단말 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 단말과 기계간의 통신을 의미하지만 최근에는 전자 단말과 전자 단말 간 즉, 단말 간 무선 통신을 지칭하는 것이 일반적이다.

M2M 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 M2M 통신은 고속 성장을 거듭하며 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 주목 받는 시장으로 성장하였다. 특히, 판매 관리 시스템(Point Of Sales, POS)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter) 등의 분야에서 큰 영향력을 발휘하였다. 앞으로의 M2M 통신은 기존 이동 통신 및 무선 초고속 인터넷이나 Wi-Fi 및 Zigbee 등 소 출력 통신 솔루션과 연계하여 더욱 다양한 용도로 활용되어 더 이상 B2B 시장에 국한하지 않고 B2C 시장으로 영역을 확대할 수 있는 토대가 될 것이다.

M2M 통신 시대에서는 SIM 카드를 장착한 모든 기계에 데이터 송수신이 가능해 원격 관리 및 통제를 할 수 있다. 예를 들면, 자동차, 트럭, 기차, 컨테이너, 자동판매기, 가스탱크 등 수없이 많은 단말과 장비에 M2M 통신기술이 사용될 수 있는 등 적용 범위가 매우 광범위하다.

M2M 장치의 어플리케이션 타입도 계속적으로 증가함에 따라 동일한 기지국 내에 이러한 M2M 장치는 무수히 많이 존재하게 될 것이다. 무수히 많이 증가된 유휴상태로 유지하고 있는 M2M 장치들이 네트워크 재진입을 시도하게 되면 접속 충돌 및 접속 혼잡이 많이 발생하게 되고, 통신 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 기존 단말(H2H 단말)과 특성이 다른 M2M 장치들이 유휴상태에서 네트워크 재진입을 수행하기 위한 절차에 대해 지금까지 연구된 바가 없었다.

본 발명에서는 무선통신시스템에서 기존 단말, 즉 H2H 단말의 네트워크 재진입 절차에 대한 영향을 최소화하면서, M2M 장치를 효율적으로 지원할 수 있는 네트워크 재진입 절차를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.

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

본 발명의 제1 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 M2M 장치가 레인징을 수행하는 방법에 있어서, AAI-SCD(Advanced Air Interface - System Configuration Descriptor) 메시지를 수신하는 단계; 상기 AAI-SCD 메시지에 포함된 M2M 레인징 지시자가 나타내는 레인징 설정을 적용하는 단계; 및 상기 레인징 설정에서 네트워크 재진입이 금지되지 않는 경우 상기 레인징 설정에 따라 레인징을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것 중 어느 하나인 것인, 레인징 수행방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 기지국이 레인징을 정보를 전송하는 방법에 있어서, M2M 장치가 사용할 레인징 설정을 결정하는 단계; 상기 결정된 레인징 설정을 나타내는 M2M 레인징 지시자를 AAI-SCD 메시지에 포함시키는 단계; 및 상기 AAI-SCD 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것을 포함하는, 레인징 정보 전송방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제3 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 레인징을 수행하는 M2M 장치에 있어서, 무선주파수(Radio Frequency, RF) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 RF 유신을 통해 수신된 AAI-SCD 메시지에 포함된 M2M 레인징 지시자가 나타내는 레인징 설정을 적용하고, 상기 레인징 설정에서 네트워크 재진입이 금지되지 않는 경우 상기 레인징 설정에 따라 레인징을 수행하도록 제어하며, 상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것 중 어느 하나인 것인, M2M 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제4 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 레인징을 지시하는 기지국 장치에 있어서, 무선주파수(Radio Frequency, RF) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, M2M 장치가 사용할 레인징 설정을 결정하고, 상기 결정된 레인징 설정을 나타내는 M2M 레인징 지시자를 포함하는 AAI-SCD 메시지를 상기 RF 유닛을 통해 전송하며, 상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것을 포함하는, 기지국 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 내지 제4 기술적인 측면에서, 상기 M2M 장치를 위한 전용 레인징은 M2M장치를 위한 전용 레인징 자원에 관한 정보를 이용하는 것일 수 있다.

또한, 상기 M2M 장치를 위한 전용 레인징 자원은 기지국에 의해 할당된 것일 수 있다.

또한, 상기 M2M 장치를 위한 전용 레인징 자원은 상기 AAI-SCD 메시지 상에서 전송될 수 있다.

또한, 상기 일반적인 레인징은 S-SFH(Secondary-SuperFrame Header)에 포함되어 있는 정보를 이용하는 것일 수 있다.

또한, 상기 레인징 설정을 나타내는 지시자는 2 비트(bit)의 정보 필드로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, M2M 장치는 무선통신시스템 내에서 기존 단말(H2H 단말)에 대한 영향을 최소화하면서, 신속하고 효율적으로 네트워크 재진입을 수행할 수 있다.

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

도 1은 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 수퍼프레임을 나타내는 도면이다.
도 2는 무선통신시스템에서 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 S-SFH IE의 업데이트를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말의 상태 다이어그램을 도시한 것이다.
도 4는 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.
도 5는 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 장치가 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 장치가 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.
도 8은 AAI-SCD 메시지와 P-SFH IE 및 S-SFH IE의 관계를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 AAI-SCD 메시지와 P-SFH IE 및 S-SFH IE의 관계를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 장치 및 기지국의 단말 구성을 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 하지만, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 무선통신시스템이 IEEE 802.16 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 무선통신시스템(예를 들어, LTE/LTE-A)에도 적용 가능하다.

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

아울러, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 단말을 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, BS(Base Station), ABS(Advanced Base Station), AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 이하의 설명에서 단말은 IEEE 802.16m 규격의 만족하는 단말(AMS: Advanced Mobile Station)인 것으로 가정하며, 기지국 또한 동 규격을 만족하는 기지국(ABS: Advanced Base Station)인 것으로 가정한다.

무선통신시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

앞서 언급한 바 있는 M2M 방식으로 통신하는 단말은 M2M 장치, M2M 통신단말, MTC(Machine Type Communication) 단말 등 다양하게 호칭될 수 있다. 그리고, 기존의 단말은 HTC(Human Type Communication) 단말 및 H2H(Human to Human) 단말이라고 칭할 수 있다.

M2M 장치는 어플리케이션 타입(Machine Application Type)이 증가함에 따라 일정한 네트워크에서 그 수가 점차 증가할 것이다. 논의되고 있는 단말 어플리케이션 타입으로는 (1) 보안(security) (2) 치안(public safety, (3) 트래킹 및 트레이싱(tracking and tracing) (4) 지불(payment) (5) 건강관리(healthcare) (6) 원격 유지 및 제어(remote maintenance and control) (7)검침(metering) (8) 소비자 단말(consumer device) (9) 판매 관리 시스템(POS, Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management) (10) 자동 판매기(Vending Machine)의 단말 간 통신 (11) 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter) (12) 감시 카메라의 감시 영상(Surveillance Video) 통신 등이 있으나 이에 한정될 필요는 없으며, 그 밖에 다양한 단말 어플리케이션 타입이 논의되고 있다. 이와 같이 단말 어플리케이션 타입이 증가함에 따라 M2M 장치들의 수는 기존 단말, 즉 H2H 단말들의 수에 비해 비약적으로 증가할 수 있다.

이와 같이 동일한 기지국 내에 무수히 많은 M2M 장치는 기존의 단말, 즉 H2H 단말들과의 접속혼잡과 M2M 장치들 사이에서의 접속충돌 등의 문제가 발생할 수 있다. 이 때문에 기존의 단말(H2H 단말)에 대한 영향을 최소화하면서, 제한된 자원을 새롭게 등장한 다수의 M2M 장치들에게 어떻게 효율적으로 분배할 것인가에 대한 논의가 필요하다.

즉, 무선통신시스템에서 기존의 단말, 즉 H2H 단말에 적용되는 유휴모드(idle mode)로부터 네트워크 재진입 절차를 다수의 M2M 장치에 그대로 적용하게 되면, M2M 장치의 특성상 기존의 H2H 단말들 및 M2M 장치들간의 접속 혼잡 등의 문제가 있는 바, 네트워크 재진입 절차에 대한 일부 수정의 필요성이 있다.

도 1은 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 수퍼프레임을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 수퍼프레임(Superframe)은 20ms의 길이를 가지며, 4개의 프레임으로 구성된다. 하나의 프레임은 다시 8개의 서브프레임으로 구성될 수 있다. TDD의 경우 8개의 서브프레임은 하향링크와 상향링크 비율(DL/UL ratio)에 따라 소정 개수의 서브프레임을 포함하는 하향링크 서브프레임 영역과 상향링크 서브프레임 영역으로 구분될 수 있다. 즉, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 상향링크/하향링크 (UL/DL) 비율이 5:3인 경우, 8개의 서브프레임 중 5개가 하향링크 서브프레임(SF0 내지 SF4)으로 할당되고, 나머지 3개가 상향링크 서브프레임(SF5 내지 SF7)에 할당된다.

하향링크 서브프레임 영역과 상향링크 서브프레임의 사이에는 데이터가 포함되는 데이터 심볼(즉, 유효심볼)이 할당되지 않는 유휴시간, 즉, TTG(Transmit/receive Transition Gap)가 존재한다. 또한, 하향링크 서브프레임 영역의 뒤에도 유휴시간(Idle time), 즉, RTG(Receive/transmit Transition Gap)가 존재할 수 있다. 또한, 하나의 서브프레임은 다시 여섯개의 OFDM 심볼로 구성된다.

상술한 프레임 구조를 이용하여 기지국과 단말은 데이터 교환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 하향링크 서브프레임을 통하여 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 있고, 상향링크 서브프레임을 통하여 기지국에 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 하향링크 서브프레임을 통하여 단말에 데이터를 전송할 수 있고, 상향링크 서브프레임을 통하여 단말로부터 데이터를 수신할 수 있다.

상술한 프레임 구조 상에서 수퍼프레임을 통하여 수퍼프레임 헤더(SuperFrame Header, SFH)가 단말에 전송될 수 있다. 수퍼프레임 헤더에는 수퍼프레임 헤더에 포함되는 프레임 또는 서브 프레임 단위의 자원할당 정보 또는 시스템 정보 등이 포함될 수 있다. SFH는 수퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임에 위치할 수 있으며, 서브프레임에서 다섯개의 OFDM 심볼을 사용할 수 있다.

SFH는 프라이머리 수퍼프레임 헤더(Primary Superframe Header, P-SFH)와 세컨더리 수퍼프레임 헤더(Secondary Superframe Header, S-SFH)로 구분될 수 있다.

P-SFH는 매 수퍼프레임 주기로 전송되며, 매 수퍼프레임마다 전송되어야 하는 시스템 정보가 포함될 수 있다. P-SFH에는 S-SFH change count, S-SFH scheduling information, S-SFH change bitmap, S-SFH application hold indicator 등을 포함할 수 있다.

S-SFH change count는 S-SFH SP IE내 각 필드의 값이 변경(업데이트)되는지 여부를 나타낼 수 있다. 즉, S-SFH SP IE 내 어떤 필드의 값이 변경되면 S-SFH change count는 증가(1 modulo 16)하되, 다음 번 S-SFH change cycle에서부터 증가하게 된다. 이 증가된 S-SFH change count는 그 다음 번 S-SFH 변경 주기(S-SFH change cycle)까지 유지된다. 만약 다음 번 P-SFH IE의 S-SFH change count 필드의 값이 단말이 저장하고 있는 값과 동일하면 단말은 S-SFH IE에 변경이 없다고 판단하고 S-SFH IE들을 무시한다.

S-SFH change bitmap은 어떤 S-SFH SP IE가 변경되었는지를 나타낼 수 있다. S-SFH change bitmap의 각 비트는 각각 S-SFH SP1 IE, S-SFH SP2 IE, S-SFH SP3 IE 를 나타내며, 변경된 S-SFH SP IE는 1로 그렇지 않은 경우 0으로 표시될 수 있다. 예를 들어, S-SFH SP3 IE가 변경된 경우, S-SFH SP change bitmap은 100으로 표현될 수 있다.

S-SFH application hold indicator는 명시적으로 변경된 SFH SP IE가 적용될 시점을 나타낼 수 있다. 만약 필드의 값이 0이면 단말은 현재의 S-SFH change count와 연관된 S-SFH SP IE를 사용하고, 1이면 이전 S-SFH change count와 연관된 S-SFH SP IE를 사용한다.

S-SFH IE(secondary super frame header information element)는 네트워크 진입/재진입 등에 관련된 정보를 포함하며, 세 가지 서브패킷(SubPacket, SP)으로 구분될 수 있다. 이 서브패킷들은 서로 다른 주기로 전송될 수 있으며, 이 주기에 관련된 정보는 S-SFH SP3에 SP scheduling periodicity information 로 포함될 수 있다. S-SFH SP1 IE은 네트워크 재진입(network reentry)을 위한 정보를 포함하고, S-SFH SP2 IE는 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 네트워크 디스커버리(network discovery)를 위한 정보를 포함하고, S-SFH SP3 IE은 네트워크 (재)진입을 위한 나머지 필수적인 시스템 정보를 포함한다.

도 2는 무선통신시스템에서 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 S-SFH IE의 업데이트를 설명하기 위한 도면이다. 특히, S-SFH SP3 IE에 포함된 정보에 변경이 있는 경우를 나타낸다.

도 2를 참조하면, S-SFH 변경 주기는 32로 전제되었고, 수퍼프레임 넘버(Super Frame Number, SFN)마다 특정 S-SFH SP IE가 전송됨을 알 수 있다. 예를 들어 기지국이 SFN 30에 S-SFH SP3 IE에 포함되어 있는 네트워크 재진입에 관한 정보를 변경시킨 경우, CC(S-SFH change count)는 다음 번 S-SFH 변경 주기가 시작되는 SFN 32부터 CC를 1 증가된다. 이와 함께 CB(S-SFH change bitmap)도 변경된 S-SFH IE가 S-SFH SP3 IE임을 나타내기 위해 000에서 100으로 변경된다.

단말은 P-SFH IE를 수신하여, S-SFH change count 필드를 확인하는데, SFN 32에서 CC(S-SFH change count)가 자신이 저장하고 있는 K로부터 1 증가하였음, 즉 S-SFH SP IE에 변경이 있음을 알게 된다. 이와 함께 CB(S-SFH change bitmap)로부터 변경이 있는 S-SFH SP3 IE가 변경되었음을 알고 S-SFH SP3 IE를 기다린다. SFN 35에서 변경이 있는 S-SFH SP3 IE를 처음 수신한 후 이를 디코딩하여 SFN 36부터 변경된 네트워크 재진입 정보를 사용할 수 있게 된다. 만약 변경이 있는 S-SFH IE가 S-SFH SP1 IE 또는 S-SFH SP2 IE인 경우, 두 번째로 전송되는 변경된 S-SFH IE 부터 변경된 내용이 적용된다.

이와 같이, S-SFH change count, S-SFH SP change bitmap, S-SFH application hold indicator 등을 통해, 기지국은 S-SFH SP IE에 포함되어 있는 시스템 파라미터를 업데이트 하기 위해 현재 슈퍼프레임의 어떤 S-SFH SP IE를 디코딩해야 할지를 알 수 있다.

한편, AAI-SCD 메시지는 기지국에서 시스템 설정에 관련된 정보를 전송하기 위한 것이며, 주기적으로 전송된다. AAI-SCD 메시지의 내용에 변경이 있는 경우 Configuration Change Count 필드의 값은 증가(1 modulo 16)한다.

기지국은 S-SFH SP3 IE의 SCD count 필드를 통해 변경된 AAI-SCD 메시지가 언제 적용될 것인지를 지시한다. 기지국은 AAI-SCD내의 configuration change count와 동일한 SCD count를 포함하는 S-SFH SP3 IE를 전송한 후, 변경된 시스템 설정을 적용한다.

한편, 단말은 현재 SCD count와 관련된 AAI-SCD 메시지의 시스템 설정 정보를 수신한다. 만약 AAI-SCD 메시지의 변경이 S-SFH SP 3 IE의 업데이트에 기인한 것이면 새로운 AAI-SCD 메시지는 변경된 S-SFH SP 이전에 전송된다. 단말은 변경된 S-SFH SP3를 수신한 후, 현재의 SCD count와 연관된 AAI-SCD 메시지의 시스템 설정을 사용할 수 있다.

도 3은 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말의 상태 다이어그램을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 단말의 상태는 크게 연결된(connected) 상태와 비-연결된(unconnected) 상태로 나눌 수 있다. 연결된 상태는 다시 일반모드(normal mode) 또는 슬립모드(sleep mode)로 구분될 수 있다. 또한, 비-연결된 상태는 유휴모드(idle mode) 또는 DCR(Deregistration with Context Retention) 모드로 구분될 수 있다. 이러한, 슬립모드와 유휴모드는 모두 단말의 소비전력을 효율적으로 사용하기 위해 정의된다.

우선, 슬립모드는 단말의 전력절약(Power saving)을 위해 단말과 기지국 사이에 AAI-SLP-REQ/AAI-SLP-RSP 메시지 송수신을 통해 기지국이 승인한 슬립 윈도우(sleep-window) 및 리스닝 윈도우(listening-window)로 구성된 슬립모드 패턴(pattern)을 운용하는 모드이다. 유휴모드는 단말의 전력절약 및 무선자원 절약을 위해 단말과 기지국 사이에 AAI-DREG-REQ/AAI-DREG-CMD 메시지 송수신을 통해 기지국이 승인한 페이징 그룹(Paging Group), 페이징 사이클(Paging Cycle) 및 페이징 오프셋(Paging Offset)을 운용하는 모드이다.

일반모드(Normal mode)는 단말이 무선자원을 이용하여 해당 시스템이 제공하는 서비스를 수행하는 모드이다. DCR 모드는 단말이 네트워크에서 등록 해제되지만, 소정시간 동안 그 컨텍스트(context)는 보존되는 모드이다.

슬립모드의 기본 동작을 살펴보면 다음과 같다. 일반모드에서 일정시간 동안 상향링크 또는 하향링크에 대해 트래픽이 발생하지 않는 경우, 단말은 기지국으로 슬립모드로의 천이를 요청하기 위해 AAI-SLP-REQ 메시지를 전송한다. AAI-SLP-REQ 메시지를 통해 슬립모드로의 동작 요청이 수신되면, 기지국은 AAI-SLP-RSP 메시지를 통해 요청에 대한 최종 승인을 하고, 단말은 AAI-SLP-RSP 메시지 수신을 통해 슬립모드로 동작하는 단말을 구별하기 위한 ID(SLPID)를 할당 받은 후 슬립모드를 운용한다.

여기서, 단말과 기지국 간의 메시지 송수신을 통해 얻어지는 주요 파라미터는 최초 슬립 윈도우 구간의 크기를 지정하는 initial sleep-window와 마지막 슬립 윈도우 구간의 크기를 지정하는 final sleep-window base, final sleep-window exponent 및 리스닝 윈도우 구간의 크기를 설정하는 listening-window이며, 모든 파라미터의 단위는 프레임이다. 슬립 윈도우는, 슬립모드로 동작하는 단말이 자신의 전력을 최소화하는 구간으로, 단말은 슬립 윈도우 구간 동안 하향링크 제어정보 및 하향링크 트래픽을 수신하지 않는다. 또한, 리스닝 윈도우는, 슬립모드로 동작하는 단말이 슬립 윈도우로부터 벗어나 기지국이 전송하는 AAI-TRF-IND 메시지를 수신하고, 자신에게 전송되는 하향링크 트래픽 유무를 판단하는 구간으로, 단말은 슬립 윈도우 구간 동안 하향링크 제어정보 및 하향링크 트래픽을 수신할 수 있다.

다음으로, 유휴모드의 기본 동작을 살펴보면 다음과 같다. 일반모드에서 일정시간 동안 상향링크 또는 하향링크에 대해 트래픽이 발생하지 않는 경우, 단말은 기지국으로 유휴모드로의 천이를 요청하기 위해 AAI-DREG-REQ 메시지를 전송한 후, 기지국으로부터 AAI-DREG-CMD 메시지를 수신하여 유휴모드를 운용한다. AAI-DREG-REQ 메시지에는 단말이 요청한 페이징 사이클이 정의되어 있고, AAI-DREG-REQ 메시지를 수신한 기지국이 단말로 전송하는 DREG-CMD 메시지에는 페이징 그룹 ID, 페이징 오프셋 그리고 페이징 사이클이 정의되어 있다. 단말은 파라미터에 의해 페이징 불가능 구간(Paging Unavailable Interval) 및 페이징 리스닝 구간(Paging Listening Interval)을 설정한다.

단말은 페이징 불가능 구간에서 전원을 최소화하며, 페이징 리스닝 구간에서 기지국으로부터 전송되는 AAI-PAG-ADV 메시지를 수신한다. AAI-PAG-ADV 메시지는 메시지를 전송하는 기지국이 속한 페이징 그룹 ID 그리고 유휴모드로 동작하는 단말 중에서 위치 갱신(Location Update) 또는 네트워크 진입/재진입이 필요한 단말들을 지시하는 MAC 어드레스 해쉬(Hash) 정보 및 단말 별로 수행해야 할 절차에 대해 기술한 액션 코드(Action code)로 구성된다.

만약, 유휴모드로 동작하는 단말로의 트래픽이 발생할 경우, 기지국은 다음 페이징 리스닝 구간에 AAI-PAG-ADV 메시지를 단말로 전송하게 되며, AAI-PAG-ADV 메시지를 수신한 단말은 유휴모드에서 벗어나 일반모드로 진입하게 된다.

한편, 유휴모드로부터 네트워크 재진입 및 네트워크 진입 등의 절차를 수행할 때, 단말이 기지국과의 상향링크 통신을 위한 전송 파라미터(주파수 오프셋, 시간 오프셋 및 전송전력)를 조정하는 과정을 레인징이라고 한다.

레인징에는 initial ranging, handover ranging, periodic ranging 및 Bandwidth request ranging의 4 가지 모드가 있다.

Initial ranging은 최초 네트워크 진입절차를 수행하는 과정에서, 단말이 기지국과의 상향링크 통신을 위한 전송 파라미터(주파수 오프셋, 시간 오프셋, 전송 전력)를 조정하는 과정을 의미한다. Handover ranging은 단말이 핸드오버 동작 시에 절차를 간소화하기 위한 과정을 의미한다. Periodic ranging은 단말이 네트워크 진입절차를 수행한 이후에, 기지국과의 상향링크 통신을 지속적으로 유지하기 위한 과정을 의미한다. Bandwidth request ranging은 단말이 기지국으로 전송할 트래픽이 발생했을 때 상향링크 대역을 요청하는 과정에서 수행되는 과정을 의미한다.

무선통신시스템에서 레인징의 종류에 따라 레인징을 수행할 때 사용될 수 있는 레인징 코드(또는 ranging preamble) 및 레인징 코드를 전송할 영역(레인징 채널)은 네트워크에 의해 시스템 정보를 방송하는 채널(예를 들어, Broadcast Assignment A-MAP IE)을 통해 할당된다. 예를 들어, 단말이 핸드오버 레인징을 수행하기 위해서는 핸드오버 레인징을 위한 레인징 코드들 중에서 특정 레인징 코드를 선택하고, 선택된 코드를 핸드오버 레인징 채널을 통해 네트워크로 전송함으로써 레인징을 요청한다. 네트워크는 수신된 레인징 코드 및 레인징 코드가 전송된 채널을 통해 레인징의 종류를 구분할 수 있다.

IEEE 802.16m 시스템에서는 동기가 맞춰진 단말이 수행하는 레인징을 위한 synchronized ranging channel(S-RCH)과 그렇지 않은 단말이 수행하는 레인징을 위한 non-synchronized ranging channel(NS-RCH)로 Ranging channel이 구분될 수 있다. 또한, IEEE 802.16m 시스템에서는 단말이 전송할 데이터가 발생했을 때, 상향링크 대역을 요청하는 Bandwidth request channel이 존재한다. 이러한 레인징 채널(S-RCH, NS-RCH) 및 대역요청 채널 (BRCH)은 매체접속제어 계층(MAC layer)에서 각각 ranging opportunity와 bandwidth request opportunity의 개념으로 사용된다.

한편, 레인징 코드 및 레인징 채널의 할당 정보가 전송되는 방식과 해당 레인징 채널은 기지국의 형태에 따라서 구분된다.

예를 들어, WirelessMAN-OFDMA with FDM-based UL PUSC Zone을 지원하는 기지국 및 Femto 셀과 같은 커버리지가 좁은 기지국의 경우에는 단말과 기지국 사이의 동기가 어긋날 가능성이 낮아 initial ranging, handover ranging 및 periodic ranging을 수행할 때, 모두 S-RCH을 사용한다.

레인징 코드 및 레인징 채널의 할당정보는 기본적으로 Superframe Header SFH(SP1: Ranging Parameter(RP) code partition information for the S-RCH, Allocation periodicity of the S-RCH, Subframe offset of the S-RCH 등)를 통해 전송된다.

이를 제외한 기지국 (e.g., Macro, Relay, Macro hot-zone)은 initial ranging 및 handover ranging을 수행할 때, NS-RCH가 사용되며, periodic ranging에서는 단말이 이미 동기화되어 있는 경우로서, S-RCH가 사용된다.

레인징 코드 및 레인징 채널의 할당정보는 기본적으로 Superframe Header SFH(SP1: RP code partition information for the NS-RCH, Allocation periodicity of the NS-RCH, Subframe offset of the NS-RCH 등)를 통해 전송된다. 또한, SFH 외에도 추가적으로 A-MAP 또는 AAI-SCD 메시지를 통해 레인징 채널의 할당정보가 전달될 수 있다. A-MAP의 경우, Handover ranging을 위한 NS-RCH의 할당정보는 기지국의 스케쥴링 결정에 따라 임의의 일반적인 방송 데이터의 할당을 위해 사용된 서브프레임을 제외한 서브프레임에서 Broadcast Assignment A-MAP IE 또는 AAI-HO-CMD를 통해 전송될 수 있다. 아울러, AAI-SCD 메시지가 이용되는 경우, S-RCH 할당 주기 및 periodic ranging을 위한 레인징 코드의 수 등의 정보가 해당 메시지에 포함된다.

도 4는 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 단말은 레인징 채널을 선택하고, 경쟁기반의 레인징 코드를 선택한 후에, 선택한 레인징 채널을 통해 경쟁기반의 레인징 코드를 기지국으로 전송한다(S110). 기지국은 해당 레인징 코드를 성공적으로 수신하면, AAI-RNG-ACK 메시지를 by broadcast로 단말에게 전송한다(S120). AAI-RNG-ACK 메시지는 레인징 채널에서 레인징 코드들을 성공적으로 수신하고 검출하였다는 응답을 제공하는 메시지이다. 또한, 기지국은 단말이 AAI-RNG-REQ 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당 정보인 CDMA allocation A-MAP IE를 random access identifier(RA-ID)로 마스킹하여 전송한다(S130). 단말은 할당받은 상향링크 자원을 통하여 AAI-RNG-REQ 메시지를 기지국으로 전송하고(S140), 기지국은 AAI-RNG-RSP 메시지가 전송될 하향링크 자원 할당 정보를 단말로 전송한다(S150). 이때, 하향링크 자원 할당 정보는 RA-ID로 마스킹된 CDMA allocation A-MAP IE 또는 Broadcast DL basic assignment A-MAP IE를 통해 단말로 전송될 수 있다. 이후, 단말은 해당 하향링크 자원을 통해 AAI-RNG-RSP 메시지를 수신할 수 있다(S160).

도 5는 무선통신시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서 단말이 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다. 이는 비경쟁기반의 handover ranging을 예로서 설명한다.

도 5를 참조하면, 서빙 기지국이 단말에 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 전용 레인징 코드를 전송한다(S210). 단말은 할당된 전용 레인징 코드를 타겟 기지국으로 전송한다(S220). 타겟 기지국은 해당 전용 레인징 코드를 성공적으로 수신하였음을, station identifier(STID) 기반의 AAI-RNG-ACK 메시지를 통해 by unicast로 단말에게 알린다(S230). 전용 레인징 코드를 수신한 타겟 기지국은 해당 전용 레인징 코드를 전송한 단말이 어떤 단말인지 알고 있다. 또한, AAI-HO-CMD 메시지 내에는 전용 레인징 코드뿐만 아니라, 타겟 기지국이 단말에 미리 할당한 station identifier(STID)가 포함된다. 이 경우에는 해당 단말이 이미 STID를 획득했기 때문에 RA-ID 기반으로 AAI-RNG-ACK 메시지를 전송하지 않을 수 있다. 타겟 기지국은 단말이 AAI-RNG-REQ 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당 정보를 STID 기반의 UL basic assignment A-MAP IE을 통하여 unicast로 단말로 전송한다(S240). 단말은 할당받은 상향링크 자원을 통하여 AAI-RNG-REQ 메시지를 타겟 기지국으로 전송하고(S250), 기지국은 AAI-RNG-RSP 메시지가 전송될 하향링크 자원 할당 정보를 STID 기반의 DL basic assignment A-MAP IE를 통하여 전송한다(S260). 이후, 단말은 할당된 하향링크 자원을 통해 AAI-RNG-RSP 메시지를 수신할 수 있다(S270).

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 위한 레인징의 경우, 기지국이 단말로 AAI-HO-CMD 메시지 내에 전용 레인징 코드와 기지국이 단말에 미리 할당한 STID를 포함하여 전송한다. 하지만, M2M 장치가 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 위한 비경쟁기반 레인징을 수행하는 경우에는 random access identifier(RA-ID)를 기반으로 레인징 절차를 수행하기 때문에, 기존의 RA-ID를 기반으로 하는 그 외의 레인징 절차와의 구분이 문제된다.

우선, RA-ID에 대하여 간단히 설명하면, RA-ID는 총 15비트로서 해당 단말의 random access 특성에 따라 정의된다. 구체적으로 RA-ID는 5 비트의 superframe number, 2 비트의 frame_index, 6 비트의 preamble code index for ranging 및 2 비트의 opportunity index for ranging로 구성된다. 6 비트의 preamble code index는 레인징 코드를 나타내며, 2 비트의 opportunity index는 레인징 코드가 전송되는 레인징 채널을 지시한다. 구체적으로, opportunity index는 non-synchronized ranging channel(NS-RCH)을 지시하는 ‘0b00’, synchronized ranging channel(S-RCH)을 지시하는 ‘0b11’ 및 dynamic ranging channel을 지시하는 ‘0b01/0b10’로 구성된다. 즉, 6 비트의 레인징 코드와 레인징 코드가 전송되는 2 비트의 레인징 채널이 RA-ID를 결정하는 주된 구성요소이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 M2M 장치가 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.

기지국은 하나의 dedicated identifier(예를 들어, 하나의 dedicated STID)를 설정할 수 있다. 기지국은 설정된 하나의 전용 STID는 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 M2M 장치 또는 M2M 장치들이 같이 사용할 수 있는 ID이다. 기지국은 설정된 하나의 전용 STID를 포함하는 AAI-PAG-ADV 메시지를 by broadcast 전송한다(S310).

기지국은 설정된 하나의 전용 STID로 마스킹된 특정 IE 내에 RA-ID list/set에 관한 정보를 포함하여, M2M 장치 또는 M2M 장치들로 전송한다(S320). RA-ID list/set에 관한 정보 내에는 전용 레인징 코드 및 레인징 채널에 관한 정보를 포함할 수 있다. 특정 IE는 UL basic allocation A-MAP IE이거나 Broadcast A-MAP IE에 해당할 수 있다. 또한, RA-ID list/set에 관한 정보를 전송하는 새로운 IE를 정의할 수도 있다. 하나의 전용 STID에 대한 CRC 마스킹 방법에 대해서는 이하 표 1 내지 표 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

M2M 장치는 레인징 채널을 선택하고, 레인징 코드를 선택한 후에, 선택한 레인징 채널을 통해 레인징 코드를 기지국으로 전송한다(S330). 기지국은 M2M 장치가 AAI-RNG-REQ 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당 정보인 CDMA allocation A-MAP IE를 RA-ID로 CRC 마스킹하여 전송한다(S340). M2M 장치는 할당받은 상향링크 자원을 통하여 AAI-RNG-REQ 메시지를 기지국으로 전송하고(S350), 기지국은 AAI-RNG-RSP 메시지가 전송될 하향링크 자원 할당 정보를 M2M 장치로 전송한다(S360). 이후, M2M 장치는 해당 하향링크 자원을 통해 AAI-RNG-RSP 메시지를 수신할 수 있다(S370).

한편, 해당 M2M 장치들이 특정 페이징 그룹을 대상으로 하는 경우, AAI-PAG-ADV 메시지 내 paging group ID와 관련된 필드에 하나의 전용 STID를 포함시켜 전송할 수 있다. 또한, 해당 M2M 장치들이 하나의 M2M 그룹에 포함되는 경우, MGID(M2M group Identifier)를 하나의 전용 STID를 대신하여 사용할 수 있다.

다음 표 1 내지 표 3은 IEEE 802.16m 시스템에서의 CRC 마스크(Mask)를 설명하기 위한 표이다. CRC는 Masking prefix 1비트, type indicator 3비트 및 그 외 12비트로 구성된다.

Masking Prefix (1 bit MSB)	Remaining 15 bit LSBs
0b0	Type Indicator	Masking Code
	0b000	12 bit STID or TSTID
	0b001	Refer to Table 844
	0b010	Refer to Table 845
0b1	15-bit RA-ID: The RA-ID is derived from the AMS’s random access attributes [i.e., superframe number (LSB 5bits), frame_index (2 bits), preamble code index for ranging or BR (6 bits) and opportunity index for ranging or BR (2 bits)] as defined below: RA-ID = (LSB 5 bits of superframe number\| frame_index \| preamble_code_index \| opportunity_index)

표 1을 참조하면, Masking Prefix는 1 비트로 ‘0b0’과 ‘0b1’을 나타내며, Masking Prefix가 ‘0b0’인 경우 type indicator에 따른 마스킹 코드를 나타낸다. type indicator는 ‘0b000’, ‘0b001’, ‘0b010’까지만 정의되어 있다. type indicator가 ‘0b000’인 경우에는 12 비트의 STID 또는 TSTID를 나타낸다. 그리고, type indicator가 ‘ob001’인 경우에는 Table 844를 참조하며, type indicator가 ‘0b010’인 경우에는 Table 845를 참조한다. Table 844와 Table 845는 순차적으로 각각 다음 표 2와 표 3에 대응된다.

Decimal value	Description
0	Used to mask Broadcast Assignment A-MAP IE for broadcast or ranging channel assignment
1	Used to mask BR-ACK A-MAP IE
2-128	Used to mask Group Resource Allocation A-MAP IE (group ID)
Others	Reserved

Decimal value	Description
4095	Used to mask Broadcast Assignment A-MAP IE for multicast assignment
Others	Reserved

본 발명에 따른 전용 STID의 CRC 마스킹 방법에 의하면, 기존의 Masking prefix가 ‘0b0’이고 type indicator가 ‘0b000’이고, masking code가 12비트인 STID 정의를 그대로 사용한다. M2M 장치 전용 레인징 자원 할당을 위한, Broadcast Assignment A-MAP IE를 CRC 마스킹하기 위해 사용되는 값은 Masking prefix가 ‘0b0’이고 type indicator가 ‘0b001’이고, Decimal value가 ‘129’ 또는 ‘4095’로 정의할 수 있다. 또한, M2M 장치 전용 레인징 자원 할당을 위한, Broadcast Assignment A-MAP IE를 마스킹하기 위해 사용되는 값이 Masking prefix가 ‘0b0’이고 type indicator가 ‘0b010’이고, Decimal value가 ‘0’ 또는 ‘4094’로 정의할 수 있다. 한편, Broadcast Assignment A-MAP IE 내에 포함된 Function index ‘ob11’을 M2M 전용 레인징 자원 할당을 위한 인덱스로 정의하고, 이 필드 내에 RA-ID list/set에 관한 정보를 포함하도록 정의할 수 있다. 또한, MGID가 하나의 전용 STID를 대신하여 사용되는 경우에도 앞서 설명한 CRC 마스킹 방법이 동일하게 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 장치가 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행하는 과정을 도시한 것이다.

기지국은 M2M 장치 전용 레인징 코드와 레인징 채널(ranging opportunity)를 포함하는 M2M 장치 전용 레인징 자원을 할당할 수 있다(S410). 이 경우, M2M 장치는 전용 레인징 자원을 이용하여 비경쟁기반의 네트워크 재진입을 수행할 수 있다.

기지국은 할당된 M2M 장치 전용 레인징 자원에 대한 정보를 M2M 장치로 전송한다(S420). 할당된 M2M 장치 전용 레인징 자원에 대한 정보를 전송하는 방법에 대해서는 추후 좀 더 구체적으로 설명한다. 기지국이 M2M 장치 전용 레인징 자원을 할당하지 않는다면, M2M 장치는 S-SFH SP1 IE 내에 정의된 레인징 자원을 이용하여 네트워크 재진입을 위한 절차를 수행할 수 있다.

이후, M2M 장치는 할당된 전용 레인징 자원을 이용하여 네트워크 재진입을 위한 레인징을 수행한다. 즉, 해당 M2M 장치는 할당된 전용 레인징 코드를 할당된 전용 레인징 채널에 기지국으로 전송한다(S430). 기지국은 M2M 장치가 AAI-RNG-REQ 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원 할당 정보인 CDMA Allocation A-MAP IE를 RA-ID로 마스킹하여 전송한다(S440).

이때, CDMA Allocation A-MAP IE에 대하여 마스킹되는 RA-ID 내의 opportunity index는 기존의 목적과 용도와 달리 ‘0b01’ 및 ‘0b10’ 중 하나로 설정될 수 있다. 설정된 opportunity index는 M2M 장치 전용 레인징 코드 또는 레인징 채널을 나타내는 type indicator로 이용될 수 있다. 이 경우, dynamic 레인징 채널(예를 들어, dynamic NS-RCH)을 나타내는 opportunity index는 다른 값으로 설정되어야 한다. 예를 들어, M2M 장치 전용 레인징 코드 또는 레인징 채널을 나타내는 opportunity index가 ‘0b01’로 설정하면, dynamic 레인징 채널은 ‘0b10’로 설정되어야 한다.

M2M 장치는 할당받은 상향링크 자원을 통하여 AAI-RNG-REQ 메시지를 기지국으로 전송하고(S450), 기지국으로부터 AAI-RNG-RSP 메시지가 전송될 하향링크 자원 할당 정보(S460)와 AAI-RNG-RSP 메시지를 수신할 수 있다(S470).

이하, 할당된 M2M 장치 전용 레인징 자원을 어떠한 방법으로 M2M 장치 또는 M2M 장치들에게 알려줄 것인가에 대하여 설명한다. H2H 단말과 같이, AAI-HO-CMD 메시지를 이용하여, 할당된 전용 레인징 자원에 관한 정보를 전송하는 방법을 적용하면, 다수의 M2M 장치 각각에 대하여 unicast로 전송해야 하기 때문에, 오버헤드 측면에서 부적절하다. 따라서, S-SFH, AAI-SCD 메시지 및 Broadcast Assignment A-MAP IE 등을 통하여 할당된 전용 레인징 자원에 관한 정보를 broadcast하는 방법이 제안된다. 한편, S-SFH의 경우, S-SFH SP1 IE와 S-SFH SP2 IE 내에는 기존의 정보들로 인하여 추가로 이용할 공간이 부족하며, S-SFH SP3 IE 내에는 할당된 전용 레인징 자원을 추가로 전송할 공간은 있으나, 모든 단말로 시스템 구성정보를 전송하는 구간인 점에서, H2H 단말과의 충돌여부 등을 고려한 신중한 접근이 필요하다.

할당된 M2M 장치 전용 레인징 자원을 전송하는 첫 번째 방법으로, AAI-SCD 메시지를 이용하는 방법을 설명한다. 바람직하게는, AAI-SCD 내에 할당된 전용 레인징 자원에 관한 정보를 포함하여 전송하고, 이를 제어하는 정보를 S-SFH 내에 포함시켜 전송할 수 있다.

AAI-SCD 메시지 내에 추가로 Dedicated ranging region 및 Dedicated ranging code index/set가 정의될 수 있다. Dedicated ranging region은 M2M 장치 전용 레인징 채널을 지시하며, Dedicated ranging code index는 M2M 장치 전용 레인징 코드를 지시한다.

M2M 장치를 위한 Dedicated ranging region는 주파수 공간의 측면에서 기존에 하나의 서브밴드(sub-band)를 사용하고 있었다면, 추가로 하나의 서브밴드를 더 할당할 수 있다. 추가로 할당된 서브밴드의 위치는 셀 특정 레인징 서브밴드의 바로 다음 서브밴드의 resource index로 할당되거나, 특정 offset 값만큼 떨어져있는 서브밴드의 resource index로 할당될 수 있다. 이 특정 offset 값은 기 결정되어 있거나, S-SFH를 통하여 전송될 수 있다.

또한, 시공간의 측면에서 M2M 장치를 위한 전용 레인징 채널의 서브프레임 인덱스를 지시할 수 있다. 이 경우, 프레임 당 최대 한 개, dynamic 레인징까지 고려할 경우, 프레임당 최대 2 개까지 지원할 수 있는 환경에서 추가로 서브프레임을 할당하는 경우에는 상향링크 서브프레임이 2 개인 프레임 구조에서 적용하기 곤란하다. 이를 위하여, 상향링크 서브프레임이 2개인 프레임 구조에서는 전용 레인징 할당을 금지할 수 있다. 예를 들어 서브프레임 인덱스의 유효성은 전용 레인징 할당을 지시하는 동작으로 결정될 수 있다.

Dedicated ranging code index/set은 5 비트로서, 최대 32개의 M2M 장치 전용 레인징 코드를 제공할 수 있다. 또한, MGID를 이 필드에 추가하여 해당 M2M 장치들마다 구분하여 적용할 수 있다.

한편, S-SFH와 AAI-SCD 메시지 내에 Dedicated ranging 자원 할당 정보의 dedicated ranging change count field를 모두 포함하여 전송함으로써, dedicated ranging 자원 할당 정보가 갱신되는 경우, H2H 단말 및 관련 없는 M2M 장치들이 불필요하게 해당 정보를 디코딩하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대해서는 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.

할당된 M2M 장치 전용 레인징 자원을 전송하는 두 번째 방법으로서, Broadcast assignment A-MAP IE를 이용할 수 있다. Broadcast assignment A-MAP IE 내에는 Number of Ranging Opportunities 필드와 subframe index 필드 및 Ranging opportunity index 필드를 포함한다. 이들을 이용하여 전용 레인징 채널 및 전용 레인징 코드에 관한 정보를 제공할 수 있다.

한편, Broadcast assignment A-MAP IE 내에는 Function Index 필드를 포함한다. 이 Function Index는 Broadcast assignment A-MAP IE가 어떤 정보를 전달하는 지를 나타내는 정보이다. 구체적으로는, Function Index가 ‘0b00’이면, Broadcast assignment A-MAP IE가 broadcast assignment information를 전달함을 지시하고, ‘0b01’이면, handover ranging channel allocation information를 전달함을 지시한다. 또한, ‘0b10’이면, multicast assignment information를 전달함을 지시하고, ‘0b11’은 reserved되어 있다. 이때, Function Index가 ‘0b01’이면, 두 가지의 ranging opportunity index로서, handover를 위한 dynamic ranging 채널을 지시하게 된다. 따라서, 이 중 하나를 M2M 장치 전용 레인징 자원 할당을 위해 사용할 수 있다.

또한, Function Index에서 reserved된 ‘0b11’을 M2M 장치 전용 레인징을 지시하도록 정의할 수 있다. 따라서, Function Index가 ‘0b11’을 지시하는 경우, 그 필드 내에서 M2M 장치 전용 레인징 자원 할당 정보가 전송될 수 있다(예를 들어, 서브프레임 인덱스, 레인징 채널 인덱스 및 레인징 코드 인덱스).

할당된 M2M 장치 전용 레인징 자원을 전송하는 본 발명의 세 번째 방법으로, M2M 장치만 수신하여 디코딩할 수 있는 M2M 장치 전용 Broadcast Assignment A-MAP IE를 정의할 수 있다. 이를 위하여, M2M 장치 전용 Broadcast Assignment A-MAP IE는 MGID 또는 M2M 장치 전용 STID로 CRC 마스킹되어 전송될 수 있다. 이는 H2H 단말 및 관련이 없는 M2M 장치들이 해당 M2M 장치 전용 Broadcast Assignment A-MAP IE를 디코딩하는 것을 막을 수 있다.

한편, M2M 장치 전용 Broadcast A-MAP IE를 항상 디코딩하는 것은 낮은 전력 소비가 요구되는 M2M 장치들에 대해 부담이 될 수 있다. 따라서, 앞서 제안한 S-SFH SP3 IE 내에 M2M dedicated ranging indicator field를 통하여, 이 필드가 M2M 장치 전용 레인징을 지시하는 경우에만, M2M 장치들이 M2M 장치 전용 Broadcast Assignment A-MAP IE를 디코딩하도록 설정할 수 있다. 이 경우, M2M 장치 전용 Broadcast Assignment A-MAP IE가 전송되는 위치(예를 들어, 프레임 및 서브프레임)은 기 결정된 위치로 정해지거나, S-SFH SP3 IE를 통하여 전송될 수 있다.

이하에서는, AAI-SCD 메지지에 M2M 장치를 위한 전용 레인징 정보(dedicated ranging information, 예를 들어 M2M 장치를 위한 전용 레인징 자원에 관한 정보(information of dedicated ranging resources for M2M))를 포함시키는 경우에, 기존 HTC 단말들이 불필요하게 이러한 정보를 디코딩하는 것을 방지하기 위한 방법들이 개시된다.

논의의 전제로서 AAI-SCD 메시지와 P-SFH IE 및 S-SFH IE의 관계에 대해 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. 도 8에는 AAI-SCD 메시지, P-SFH IE 및 S-SFH SP3 IE가 도시되어 있으며, 각 포맷에서 이하의 설명에 크게 연관되지 않는 필드들은 생략되어 있다. AAI-SCD 메시지에 나타난 configuration change count 필드는 AAI-SCD 메시지 내에 변경이 있는지 여부를 나타낸다.

AAI-SCD 메시지로 전달되는 시스템 정보의 변경이 있는 경우, AAI-SCD 메시지 내의 configuration change count는 증가되고, 이에 따라 configuration change count를 지시하는, S-SFH SP3 IE 내의 SCD count도 변경(증가)된다(801). 이 경우 S-SFH SP3 IE가 변경되었음을 나타내기 위해 P-SFH IE내 S-SFH IE change count 및 S-SFH SP change bitmap이 설정된다(803). 따라서 단말은 P-SFH IE를 디코딩한 후, S-SFH SP change bitmap이 지시하는 SP3 IE를 디코딩함으로써 SCD count를 통해 AAI-SCD의 시스템 정보가 변경되었다는 것을 알 수 있다. 이후, 단말은 변경된 시스템 정보를 포함하는 새로운 AAI-SCD 메시지를 수신하여 변경된 시스템 정보를 적용할 수 있다.

한편, S-SFH SP3 IE에 포함되어 있는 정보들 중에서 변경이 있는 경우 S-SFH SP3 IE 내의 SCD count 필드가 변경된다. 이 경우, S-SFH SP3 IE에 변경이 있음을 나타내기 위해, P-SFH IE내의 S-SFH IE change count 필드 및 S-SFH SP change bitmap이 설정된다(802). 또한 SCD count 필드의 변경은 AAI-SCD 내의 configuration change count 필드의 변경을 가져오며(803), 이 AAI_SCD 메시지는 변경된 S-SFH SP3 IE가 전송되기 이전에 단말로 전송된다. 단말은 P-SFH IE를 디코딩하여 S-SFH SP3 IE를 통해 변경된 정보를 얻을 수 있다.

AAI-SCD 메지지에 M2M 장치를 위한 전용 레인징 정보를 포함시키는 경우, M2M 전용 레인징 정보가 변경되면, 앞서 설명한 바와 같이 AAI-SCD 메시지의 configuration change count가 변경되고, 연쇄적으로 S-SFH SP3 IE의 SCD count가 변경된다. 또한, P-SFH IE의 S-SFH IE change count 필드 및 S-SFH SP change bitmap 필드 등도 변경된다. 따라서, 이러한 경우 AAI-SCD 메시지를 수신하는 모든 단말들은 수퍼프레임에서 P-SFH IE 디코딩 후 지시되는 S-SFH SP3 IE를 필수적으로 디코딩하게 된다. 이는 전용 레인징 정보가 필요 없는 기존의 HTC 단말들에게는 불필요한 디코딩을 야기한다. 따라서 전용 레인징 정보를 필요한 M2M 장치들만 디코딩을 수행하도록 하는 방안이 제시된다.

첫 번째는, 전용 레인징 정보의 변경을 나타내는 필드를 AAI-SCD 메시지 및 S-SFH SP3 IE 양쪽에 전송시켜 이를 효율적으로 지원할 수 있다. 도 9를 참조하여 설명한다. AAI-SCD 메시지에 전용 레인징 정보가 변경되었음을 나타내는 재2 카운트 정보(M2M configuration change count)를 포함시키고, S-SFH SP3 IE에 M2M configuration change count에 연동된(M2M configuration change count를 지시하는) M2M 장치를 위한 제1 카운트 정보(M2M SCD count)를 포함시킬 수 있다. 이러한 경우, AAI-SCD 메시지 내 전용 레인징 정보에 변경이 있으면 AAI-SCD 메시지의 M2M configuration change count가 변경되고, 따라서 S-SFH SP3 IE의 M2M SCD count에 변경이 있게 된다(901).

이때, M2M 장치만 전용 레인징 정보를 디코딩할 수 있도록 SCD count의 경우와는 다르게, M2M SCD count의 변경은 P-SFH IE에 포함된 정보(S-SFH change count, S-SFH SP change bitmap)를 변경시키지 않도록 설정할 수 있다(902). 다시 말해, AAI-SCD 메시지에서 M2M을 위한 전용 레인징 정보의 변경이 있더라도 P-SFH IE내 정보는 다시 설정되지 않도록 하는 것이다. P-SFH IE내 S-SFH IE change count 및 S-SFH change bitmap 등의 필드가 S-SFH SP3 IE 변경을 지시하지 않으므로, 전용 레인징 정보와 관련이 없는 기존의 HTC 단말들은 S-SFH SP3 IE를 디코딩 할 필요가 없게 된다. 다만, 이러한 경우 M2M 장치들 역시 P-SFH IE를 디코딩하는 것으로는 S-SFH SP3 IE의 M2M SCD count의 변경을 알 수 없으므로, M2M 장치는 항상 S-SFH SP3 IE를 디코딩하도록 설정할 수 있다.

또한, 추가적으로 전용 레인징 정보가 변경되더라도 AAI-SCD 메시지의 configuration change count는 변경되지 않도록 설정할 수 있다. 만약 이와 같이 설정되지 않으면, 앞서 설명된 바와 같이 M2M SCD count의 변경이 P-SFH의 정보(S-SFH change count, S-SFH SP change bitmap)를 변경시키지 않도록 설정되어도, AAI-SCD내 전용 레인징 정보의 변경은 configuration change count를 증가시킨다. 연쇄적으로 S-SFH SP3 IE 내 SCD count가 변경되며 이를 나타내기 위해 P-SFH IE의 정보를 변경시키게 된다. HTC 단말은 항상 P-SFH를 디코딩하는데 P-SFH IE의 정보가 S-SFH SP3에 변경이 있음을 나타내므로 자신에게 관계없는 전용 레인징 정보를 디코딩할 수 밖에 없다.

상술한 내용이 적용된 경우, HTC 단말 및 M2M 장치의 동작을 정리하면 다음과 같다.

HTC 단말의 경우, i) 전용 레인징 정보의 변경이 있는 경우와 ii) 전용 레인징 정보가 아닌 정보의 변경이 있는 경우가 있을 수 있다. i)의 경우, HTC 단말은 수퍼프레임을 수신하여 P-SFH IE를 디코딩하고, P-SFH IE에 포함된 S-SFH IE change count 및 S-SFH change bitmap에 변경이 없음을 확인하게 된다(전용 레인징 정보의 변경은 P-SFH IE내 정보에 영향을 주지 않기 때문). 따라서 HTC 단말은 S-SFH IE를 디코딩하지 않게 된다.

ii)의 경우, HTC 단말은 수퍼프레임을 수신하여 P-SFH IE를 디코딩하고, P-SFH IE에 포함된 S-SFH IE change count 및 S-SFH change bitmap을 통해 어떤 S-SFH IE를 디코딩해야 할지를 알게 된다(예를 들어, S-SFH change bitmap = 100인 경우 S-SFH SP3 IE를 디코딩하여야 함). 이후 HTC 단말은 해당 S-SFH IE를 디코딩하여 변경된 정보를 획득하게 된다.

M2M 장치의 경우에도 iii) 전용 레인징 정보의 변경이 있는 경우와 ii) 전용 레인징 정보가 아닌 정보의 변경이 있는 경우로 나누어 볼 수 있다.

iii)의 경우, M2M 장치는 수퍼프레임을 수신하여 P-SFH IE를 디코딩하고 S-SFH IE에 변경이 없다는 것을 확인하게 된다(전용 레인징 정보의 변경은 P-SFH IE내 정보에 영향을 주지 않기 때문). 그러나, 앞서 설명한 것과 같이 M2M 장치는 항상 S-SFH SP3 IE는 디코딩하도록 설정되어 있으므로, S-SFH SP3 IE를 디코딩하게 된다. M2M 장치는 S-SFH SP3 IE내 M2M SCD count가 변경되었음을 인식하고 이후 수신된 AAI-SCD 메시지로부터 전용 레인징 정보를 획득할 수 있다.

iv)의 경우는 P-SFH IE의 S-SFH IE change count 및 S-SFH change bitmap를 통해 알게 된 변경이 있는 S-SFH IE가 S-SFH SP3 IE가 아닐지라도 S-SFH SP3 IE를 디코딩한다는 점을 제외하고는, ii)의 경우와 동일한 동작을 수행하게 된다.

한편, 전용 레인징 정보를 지시하는 시점 및/또는 주기 정보를 지시하는 정보 필드를 S-SFH SP3 IE에 넣어주고, M2M 장치가 그 주기에 맞추어 S-SFH SP3 IE를 디코딩 할 수 있도록 할 수도 있다.

두 번째로, 페이징 메시지(Paging message, 예를 들어 AAI-PAG-ADV message) 에 M2M SCD count 정보를 넣어 전송시키고, AAI-SCD 메시지에 M2M configuration change count를 넣어 전송할 수 있다. 이 경우, 페이징 메시지를 통해 네트워크 진입/재진입을 수행하는 M2M 장치 혹은 M2M 그룹은 AAI-SCD 메시지를 통해 전송되는 전용 레인징 정보가 업데이트 되었다는 사실을 이 M2M SCD count 와 M2M configuration change count를 통해 알 수 있으며, 업데이트된 전용 레인징 정보의 적용시점까지 알 수 있게 된다.

M2M 장치는 이전 카운트 값을 저장해 놓고 새로 전송 받은 카운트와의 비교를 통해 업데이트 된 정보가 어느 시점에 전송된다는 것을 알 수 있다. 적용 시점에 대한 정보 획득은 기존의 AAI-SCD 업데이트 절차와 같게 적용할 수 있다.

세 번째로 새로운 메시지를 정의하여 이 새로운 메시지에 M2M SCD count를 포함시켜 전송할 수 있다. 이 경우 M2M 장치의 네트워크 초기 진입(initial entry)까지 지원할 수 있는 장점이 있다. 단말이 새로운 메시지가 전송되는 시점 및 주기를 알 수가 없기 때문에 특정 시점에 특정 주기로 전송되게 할 필요가 있다. 따라서 모든 단말이 알고 있는 S-SFH 변경 주기(S-SFH change cycle) 및 이 주기에 해당하는 수퍼프레임을 그 전송 시점으로 적용할 수 있다. 예를 들어 M2M SCD count를 전송하는 메시지는 S-SFH 변경 주기가 시작되는 첫 수퍼프레임을 그 전송 시점으로 적용할 수 있고, S-SFH 변경 주기를 그 메시지의 전송 주기로 같게 설정할 수 있다. 다른 설명은 상술한 첫 번째 방법에 설명으로 대체하기로 한다.

한편 앞서 설명된 방법들은 후술하는 레인징 설정 지시자에 따라 적용할 수 있다. 예를 들어 레인징 지시자가 M2M 전용 레인징을 지시하는 조건 하에서 적용될 수 있다.

이하, M2M 장치가 경쟁기반의 네트워크 진입을 수행할 것인지, 비경쟁기반의 네트워크 진입을 수행할 것인지를 나타내는 지시자가 제안된다. 무선통신시스템의 환경에 따라서, H2H 단말에게 경쟁기반의 레인징 자원을 많이 할당해야 하는 경우가 있을 수 있고, 이러한 경우에는 상대적으로 M2M 장치에게 비경쟁기반의 레인징 자원을 많이 할당할 수 있다. 반대로, H2H 단말에게 비경쟁기반의 레인징 자원을 많이 할당해야 할 필요가 있는 경우도 있을 수 있으며, 이러한 경우에는 상대적으로 M2M 장치에게 경쟁기반의 레인징 자원을 많이 할당할 수 있다.

각 환경에 따라서, M2M 장치들에게 경쟁기반의 레인징 자원을 많이 할당해야 하는 경우와 비경쟁기반의 레인징 자원을 많이 할당해야 하는 경우, 이를 유도할 수 있도록 특정 지시자(M2M ranging indicator)를 정의함으로써, 제한된 자원을 효율적으로 이용할 수 있다. 기본적으로, M2M 장치 전용 레인징 자원에 관한 정보가 AAI-SCD 메시지를 통하여 전송된다는 것을 가정하여 설명한다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 지시자, 즉 M2M ranging indicator는 M2M 장치에 대해 경쟁기반의 레인징(즉, HTC 단말들과 동일한 일반적인 레인징), 비경쟁기반의 레인징(즉, M2M 장치를 위한 전용 레인징), M2M 장치의 네트워크 재진입을 허용하지 않는다는 내용 및/또는 비경쟁기반의 레인징과 경쟁기반의 레인징이 모두 적용 가능하다는 내용을 지시할 수 있다. 이러한 내용들을 지시하기 위해 M2M ranging indicator는 필드를 1비트 또는 2비트로 구성할 수 있다.

M2M ranging indicator가 1비트로 설정되는 경우, ‘0b0’이면 비경쟁기반의 레인징을 허용하고, ‘0b1’이면 경쟁기반의 레인징만을 허용하도록 구성할 수 있다. 이때, ‘0b0’은 비경쟁기반의 레인징을 허용한다는 의미로서, 비경쟁기반의 레인징과 경쟁기반의 레인징 모두 적용이 가능함을 지시할 수 있다. 이때, 비경쟁기반의 레인징만을 허용하도록 M2M shared ranging allowance indicator를 추가로 정의하여, ‘0b0’은 경쟁기반의 레인징을 허용하는 것을, ‘0b1’은 비경쟁기반의 레인징만을 허용하는 것을 지시하도록 정의할 수 있다.

또한, M2M ranging indicator ‘0b0’이면, 경쟁기반의 레인징을 허용하고, ‘0b1’이면, 비경쟁기반의 레인징만을 허용하도록 구성할 수 있다. ‘0b0’은 경쟁기반의 레인징을 허용한다는 의미로서, 경쟁기반의 레인징과 비경쟁기반의 레인징 모두 적용이 가능함을 지시할 수 있다. 이때, 경쟁기반의 레인징만을 허용하도록 M2M dedicated ranging allowance indicator를 추가로 정의하여, ‘0b0’은 비경쟁기반의 레인징을 허용하는 것을, ‘0b0’은 경쟁기반의 레인징만을 허용하는 것을 지시하도록 정의할 수 있다.

M2M ranging indicator가 2 비트로 설정되는 경우의 예는 다음과 같다. ‘0b00’은 M2M 장치를 위한 전용 레인징이 허락되지 않는 일반적인 레인징을, ‘0b01’은 M2M 장치를 위한 전용 레인징을, ‘0b10’은 경쟁기반의 레인징과 비경쟁기반의 레인징 모두를 허용하고, ‘0b11’의 경우, M2M 장치의 네트워크 진입/재진입을 허용하지 않는 것으로 정의될 수 있다. 여기에서 각 비트와 그 의미하는 내용의 대응관계는 변경될 수 있으며, 필요에 따라 네 가지의 비트 전부 또는 일부가 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, M2M ranging indicator 필드는 기존 802.16m에 정의되어 있던 메시지/포맷 등에 포함될 수 있다. 다시 말해, M2M ranging indicator 필드는 AAI-SCD 메시지 내에, S-SFH SP IE 내에, 또는 Broadcast assignment A_MAP IE 내에 포함될 수 있다.

첫 번째로, M2M ranging indicator가 AAI-SCD 메시지 내에 포함될 수 있다. 이 경우는 S-SFH IE 필드에 M2M ranging indicator를 포함시키는 것이 부담이 되는 경우를 위한 것으로 이해될 수 있다. AAI-SCD 메시지의 M2M ranging indicator는 앞서 설명된 바와 같이, 1비트 또는 2비트로 이루어질 수 있다. 2비트로 이루어지는 경우 앞서 설명된 것과 다른 예시로써, ‘0b00’은 M2M 장치를 위한 전용 레인징이 허락되지 않는 일반적인 레인징을, ‘0b01’은 M2M 장치를 위한 전용 레인징을, ‘0b10’은 M2M 장치의 네트워크 진입/재진입을 허용하지 않는 것으로 설정될 수 있다.

또는 AAI-SCD 메시지 내에 포함되는 5 비트의 dedicated ranging code index/set에 해당 정보 즉, 경쟁기반의 레인징만을 허용하는지, 비경쟁기반의 레인징만을 허용하는지에 관한 정보를 추가로 정의할 수도 있다.

두 번째로, M2M ranging indicator가 S-SFH SP IE내에 포함될 수도 있다. 이 경우에도 M2M ranging indicator는 1비트 또는 2비트로 표현될 수 있으며, 상세한 설명은 중복되므로 생략하기로 한다.

세 번째로, 특정 M2M 그룹에 속하는 M2M 장치에게 적용될 수 있도록 M2M ranging indicator를 Broadcast assignment A_MAP IE에 포함시킬 수도 있다. 이 경우 역시 M2M ranging indicator는 1비트 또는 2비트로 표현될 수 있다. M2M 그룹을 구분하기 위한 식별자(예를 들어, MGID)를 넣을 수 있다. 또는, 유휴모드에서 네트워크에 재 진입하는 특정 M2M 장치 또는 M2M 그룹에게 페이징 메시지에 M2M ranging indicator를 포함시킴으로써 특정 M2M 장치 또는 M2M 그룹에 대해 레인징 설정을 적용시킬 수도 있다.

한편, 상술한 M2M ranging indicator를 802.16e 시스템에 적용시킬 수도 있는데 이러한 경우 기존 단말들에게 영향을 주지 않게 하기 위한 방안이 필요하다. 구체적으로, 기존 802.16e 시스템에서는 하나의 메시지(예를 들어, UL-MAP 메시지)안에 여러 단말들의 UL-MAP IE들(고정된 길이를 가짐)이 전송되며, 전체 UL-MAP 메시지에 대해 비트 수를 맞추기 위한 패딩 비트(padding bit)가 포함되게 된다. M2M ranging indicator를 각 단말들의 UL-MAP IE에 넣어주는 경우 길이가 달라짐에 따라 기존 단말들의 디코딩에 영향을 줄 수 있다. 이를 해결하기 위해 다음과 같은 방법들이 사용될 수 있다.

M2M ranging indicator를 UL-MAP 메시지의 패딩 비트 부분에 위치하도록 할 수 있다. 이 경우, 기존의 UL-MAP 메시지의 패딩 비트 부분은 삽입된 M2M ranging indicator의 비트 수만큼 줄어들 수 있다. 기존 단말들은 기존 시스템에서와 같이 디코딩을 수행하고, M2M 장치들은 M2M ranging indicator까지 디코딩하도록 설정할 수 있다.

또는, M2M 장치들을 위한 새로운 MAP IE를 정의하고 이 MAP IE에 M2M ranging indicator를 포함시킬 수도 있다. 이 경우, 기존 단말들의 디코딩에 영향을 주지 않도록 새로운 MAP IE의 길이는 기존의 UL-MAP IE와 동일하게 설정하거나, 또는 마지막에 전송되도록 할 수도 있다.

또는, M2M ranging indicator를 UL-MAP IE가 아닌 상위계층의 제어신호 전송 채널로 전송되도록 할 수도 있다. 구체적으로, 상향링크 채널 기술자(UL Channel Descriptor, UCD)를 사용할 수도 있고, 프레임 제어 헤더(Frame control Header, FCH)의 예약되어 있는(reserved) 비트들을 사용할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 장치 및 기지국의 단말 구성을 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, M2M 장치(1000) 및 기지국(1500)은 각각 RF 유닛(1100, 1600), 프로세서(1200, 1700) 및 메모리(1300, 1800)를 포함할 수 있다. 또한, 각 RF 유닛(1100, 1600)은 송신기(1110, 1610) 및 수신기(1120, 1620)를 포함할 수 있다.

M2M 장치(1000)의 송신기(1110) 및 수신기(1120)는 기지국(1500) 및 다른 M2M 장치들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(1200)는 송신기(1110) 및 수신기(1120)와 기능적으로 연결되어, 송신기(1110) 및 수신기(1120)가 다른 단말들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다.

또한, 프로세서(1200)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신기(1110)로 전송하며, 수신기(1120)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(1200)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(1300)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 M2M 장치(1000)는 앞서 설명한 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.

도 10에 도시되지는 않았으나, M2M 장치(1000)는 어플리케이션 타입에 따라 다양한 추가 구성을 포함할 수 있다. M2M 장치(1000)가 지능형 계량을 위한 것인 경우, 전력 측정 등을 위한 추가적인 구성을 포함할 수 있으며, 이와 같은 전력 측정 동작은 도 10에 도시된 프로세서(1200)의 제어를 받거나, 별도로 구성된 프로세서(미도시)의 제어를 받을 수도 있다.

도 10은 M2M 장치(1000)와 기지국(1500) 사이에 통신이 이루어지는 경우를 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 M2M 통신 방법은 M2M 장치들 사이에도 발생할 수 있으며, 각각의 단말들은 도 10에 도시된 각 단말 구성과 동일한 형태로 이하에서 설명한 다양한 실시형태들에 따른 방법을 수행할 수 있다.

한편, 기지국(1500)의 송신기(1610) 및 수신기(1620)는 다른 기지국, M2M 서버, M2M 장치들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(1700)는 송신기(1610) 및 수신기(1620)와 기능적으로 연결되어, 송신기(1610) 및 수신기(1620)가 다른 단말들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다.

또한, 프로세서(1700)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신기(1610)로 전송하며, 수신기(1620)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(1700)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(1300)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(1500)은 앞서 설명된 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.

M2M 장치(1100) 및 기지국(1500) 각각의 프로세서(1200, 1700)는 각각 M2M 장치(1100) 및 기지국(1500)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(1200, 1700)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(1300, 1800)들과 연결될 수 있다.

메모리(1300, 1800)는 프로세서(1200, 1700)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(1200, 1700)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(1200, 1700)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(1200, 1700)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(1200, 1700) 내에 구비되거나 메모리(1300, 1800)에 저장되어 프로세서(1200, 1700)에 의해 구동될 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 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

1000 : M2M 장치
1500 : 기지국

Claims

무선통신시스템에서 M2M 장치가 레인징을 수행하는 방법에 있어서,
레인징 설정을 지시하는 M2M 레인징 지시자를 포함하는 AAI-SCD(Advanced Air Interface - System Configuration Descriptor) 메시지를 수신하는 단계;
상기 레인징 설정에서 네트워크 재진입이 금지되지 않는 경우 상기 레인징 설정에 따라 레인징을 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것 중 어느 하나인 것이며,
만약 상기 레인징 설정이 M2M 장치를 위한 전용 레인징을 지시하는 경우, 상기 M2M 장치는 P-SFH IE (Primary SuperFrame Header Information Element)의 내용에 상관없이 S-SFH SP3 IE (Secondary SuperFrame Header SubPacket 3 Information Element)를 복호하며,
M2M 전용 정보의 변경은 SCD 카운트가 아닌 M2M SCD 카운트를 변경시키며, 상기 P-SFH IE에 포함된, S-SFH의 변경을 지시하는 정보는 상기 M2M SCD 카운트의 변경에 의해 변경되지 않는, 레인징 수행방법.
제1항에 있어서,
상기 M2M 장치를 위한 전용 레인징은 M2M장치를 위한 전용 레인징 자원에 관한 정보를 이용하는 것인, 레인징 수행방법.
제2항에 있어서,
상기 M2M 장치를 위한 전용 레인징 자원은 기지국에 의해 할당된 것인, 레인징 수행방법.
제2항에 있어서,
상기 M2M 장치를 위한 전용 레인징 자원은 상기 AAI-SCD 메시지 상에서 전송되는, 레인징 수행방법.
제1항에 있어서,
상기 일반적인 레인징은 S-SFH(Secondary-SuperFrame Header)에 포함되어 있는 정보를 이용하는 것인, 레인징 수행방법.
제1항에 있어서,
상기 레인징 설정을 나타내는 지시자는 2 비트(bit)의 정보 필드로 이루어지는, 레인징 수행방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
무선통신시스템에서 레인징을 수행하는 M2M 장치에 있어서,
무선주파수(Radio Frequency, RF) 유닛; 및
프로세서;
를 포함하고,
상기 프로세서는, 레인징 설정을 지시하는 M2M 레인징 지시자를 포함하는 AAI-SCD 메시지를 수신하고, 상기 레인징 설정에서 네트워크 재진입이 금지되지 않는 경우 상기 레인징 설정에 따라 레인징을 수행하도록 제어하며, 상기 레인징 설정은, 일반적인 레인징, M2M 장치를 위한 전용 레인징 및 M2M 장치의 네트워크 재진입을 금지하는 것 중 어느 하나인 것이며, 만약 상기 레인징 설정이 M2M 장치를 위한 전용 레인징을 지시하는 경우, 상기 M2M 장치는 P-SFH IE (Primary SuperFrame Header Information Element)의 내용에 상관없이 S-SFH SP3 IE (Secondary SuperFrame Header SubPacket 3 Information Element)를 복호하며, M2M 전용 정보의 변경은 SCD 카운트가 아닌 M2M SCD 카운트를 변경시키며, 상기 P-SFH IE에 포함된, S-SFH의 변경을 지시하는 정보는 상기 M2M SCD 카운트의 변경에 의해 변경되지 않는, M2M 장치.
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