KR101999417B1 - 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하는 통신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단말 디바이스가 개시되어 있으며, 단말 디바이스는 단말 디바이스에 관련된 데이터와 함께 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 위해 기지국에 의해 전송된 무선 프레임을 탐색하는 것, 및 사전 정의된 서명 시퀀스의 식별에 기초하여 기지국에 의해 전송된 무선 프레임으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 추출하는 것에 의해 비동기적 방식으로 기지국으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 수신하도록 구성되어 있다.

Description

사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하는 통신 장치 및 방법{TELECOMMUNICATIONS APPARATUS AND METHOD FOR SEARCHING A PREDEFINED SIGNATURE SEQUENCE}

본 발명은 이동 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법, 시스템 및 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 지난 십여년에 걸쳐 GSM 시스템(Global System for Mobile communications)으로부터 3G 시스템으로 진화하였고, 이제 패킷 데이터 통신은 물론 회선 교환 통신을 포함한다. 3GPP(third generation partnership project)는 코어 네트워크 부분이 이전의 이동 무선 네트워크 아키텍처들의 구성요소들의 병합에 기초한 더 간략화된 아키텍처 및 하향링크에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에 기초하고 상향링크에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)에 기초하는 무선 액세스 인터페이스를 형성하도록 진화된 LTE(Long Term Evolution)라고 하는 4세대 이동 통신 시스템을 개발하고 있다.

3GPP 정의 UMTS 및 LTE(Long Term Evolution) 아키텍처들에 기초한 것들과 같은 3세대 및 4세대 이동 통신 시스템들은 이전 세대들의 이동 통신 시스템들에 의해 제공되는 단순한 음성 및 메시징 서비스들보다 더 복잡한 범위의 서비스들을 지원할 수 있다.

예를 들어, LTE 시스템들에 의해 제공되는 개선된 무선 인터페이스 및 향상된 데이터 전송률들에 의해, 사용자는 이전에는 고정 회선 데이터 연결을 통해서만 이용가능했을 모바일 비디오 스트리밍 및 모바일 화상 회의와 같은 고속 데이터 전송률 응용들을 즐길 수 있다. 따라서, 3세대 및 4세대 네트워크들을 설치하라는 요구가 강하고, 이 네트워크들의 커버리지 영역(즉, 네트워크들에의 액세스가 가능한 지리적 위치들)이 급속히 증가할 것으로 예상된다.

3세대 및 4세대 네트워크들의 예상되는 광범위한 설치는, 이용가능한 고속 데이터 전송률들을 이용하기보다는, 그 대신에 강건한 무선 인터페이스 및 증가하는 커버리지를 이용하는 한 부류의 디바이스들 및 응용들의 병행 발전을 가져왔다. 하나의 이러한 부류의 디바이스는 M2M(machine-to-machine) 통신을 지원하는 MTC(machine-type-communication) 디바이스들이다. 예들은, 예를 들어, 고객의 집에 위치되고 가스, 수도, 전기 등과 같은 공익 시설의 고객의 소비량에 관한 데이터와 같은 정보를 다시 중앙 MTC 서버로 주기적으로 전송하는 소위 스마트 미터들을 포함한다. MTC 유형 디바이스들의 특성들에 관한 추가 정보는, 예를 들어, ETSI TS 122 368 V10.530 (2011-07) / 3GPP TS 22.368 version 10.5.0 Release 10)[2]와 같은 대응하는 표준들에서 찾아볼 수 있다. 어떤 점들에서, MTC 디바이스들은, 예를 들어, 지연 시간(latency)의 면에서, 비교적 낮은 서비스 품질(QoS)을 가지는 비교적 낮은 대역폭의 통신 채널들에 의해 지원될 수 있는 디바이스들이라고 볼 수 있다.

MTC 유형 단말과 같은 단말이 3세대 또는 4세대 이동 통신 네트워크에 의해 제공되는 넓은 커버리지 영역을 이용하는 것이 편리할 수 있지만, 현재 MTC 데이터를 전달하기 위해 기존의 네트워크 구성을 사용하는 것과 연관된 몇몇 단점들이 있다. 전력 소모 및 복잡도의 최소화는 모든 3세대 및 4세대 단말들을 뒷받침하는 중요 인자이고, 요망되는 낮은 비용 및 전용 전원에의 액세스가 제한되거나 경제적으로 실현가능하지 않을 수 있는 위치들에의 배치로 인해, MTC 단말들에 대해 훨씬 더 그렇다. 그 결과, MTC 단말들의 전력 소모를 감소시키는 것이 요망된다.

전력 소모를 관리하는 것을 돕기 위해 LTE에 포함된 기법은 소위 비연속 수신(discontinuous reception)(DRX) 모드이다. DRX는 단말이 네트워크와의 페이징 사이클들 사이에 슬립 모드에 머물 수 있게 하고 따라서 전력을 절감할 수 있게 한다. 이것은 디바이스에 대한 페이징 사이클의 주기를 연장시키고 임의의 페이징 정보를 수신하기 위해 슬립 기간 후에 사전 결정된 웨이크업 윈도우(wake-up window)의 지속기간 동안 웨이크업하는 것에 의해 달성된다. 이 프로세스는 단말로부터 네트워크와의 빈번한 동기화 및 통신 작업들을 덜어주는 데 도움을 줄 수 있고, 감소된 동작 부담은 연관된 전력 소모의 감소를 가져올 수 있다. 이와 같이, LTE 유형 시스템들에 포함된 DRX 기능은, 필요할 때, 디바이스들이 전력 절감 유휴 상태로부터 나와서 네트워크와 통신을 재설정할 수 있게 한다.

DRX 동작 모드가 단지 가끔 네트워크에 액세스할 수 있는 단말들에 대해 전력 소모를 감소시키는 데는 도움을 줄 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 이 접근방식에는 다수의 단점들이 있다. 첫째, 현재 규정되어 있는 최대 DRX 사이클은 비교적 짧다(단지 약 2.5초임). 그렇지만, 어떤 유형의 단말들(예를 들어, MTC 유형 디바이스들)은, 어떤 상황들에서 더 긴 잠재적 비활성 기간이 더 적절할 수 있도록, 이것보다 훨씬 더 적은 빈도로 데이터를 전달하고자 할 수 있다는 것이 예상된다. 둘째, 단말 디바이스가 종래의 DRX 동작 모드에 따라 웨이크업할 때, 디바이스는 네트워크가 디바이스로 전달하기 위한 데이터를 가지고 있는지를 결정할 수 있기 전에 다수의 단계들을 수행해야만 한다.

예를 들어, 종래의 DRX 모드에서 동작하고 있고 DRX 타이머가 만료할 때(즉, 디바이스가 "웨이크업"할 때가 되었을 때), 디바이스는 통상적으로 사용자 데이터를 검색하기 위해 다음과 같은 단계들을 수행할 필요가 있을 것이다.

단계 1: 프레임 동기화. 디바이스는 프레임 동기화를 달성하기 위해 동기화 신호들을 검색한다.

단계 2: 마스터 정보의 수신. 디바이스는 프레임 구조에서 마스터 정보 블록(Master Information Block)(MIB)의 위치를 결정하고, 채널 대역폭 및 시스템 프레임 번호(System Frame Number)(SFN) 정보를 확인하기 위해 MIB를 디코딩한다.

단계 3: 시스템 정보의 수신. SFN을 고려하여, 디바이스는 프레임 구조에서 시스템 정보 블록(들)(SIB)의 위치를 결정하고, 추가의 시스템 정보를 획득하기 위해 SIB를 디코딩한다.

단계 4: 페이징 메시지의 수신. 디바이스는 관련 제어 채널(PDCCH)에서 디바이스에 대한 사용자 데이터의 존재를 나타내는 페이징 정보를 검색한다.

이와 같이, 각각의 DRX 사이클의 일부로서, 디바이스는, 네트워크로부터의 페이징 메시지들, 페이징 메시지들의 위치들, 및 디바이스의 DRX 사이클이 디바이스와 네트워크 사이에서 사전 협상되었는지에 대해, 특정의 프레임들 및 서브프레임들을 검사한다. 관련 페이징 메시지가 디바이스에 의해 수신될 때, 디바이스는 설정된 시그널링을 사용하여 네트워크와 데이터 연결을 설정하고, 계속하여 관련 데이터를 전송/수신한다. 그렇지만, 앞서 서술한 바와 같이, 디바이스가 이것을 할 수 있기 위해서는, 먼저 네트워크의 프레임 구조와 동기화하는 것을 비롯한 다양한 단계들을 수행할 필요가 있다.

어떤 경우들에서, 디바이스는 모든 DRX 사이클에서 앞서 언급한 단계들 전부를 수행할 필요가 없을 수 있다. 예를 들어, 짧은 DRX 사이클들에 대해서는, 프레임 동기화가 원칙적으로 하나의 DRX 사이클부터 그 다음 DRX 사이클까지 충분히 정확한 타이밍으로 유지될 수 있다. 게다가, 앞서 서술한 4개의 단계들 중 일부가 단축될 수 있도록, MIB/SIB와 같은 정보가 원칙적으로 디바이스에 저장되고 상이한 DRX 사이클들에서 동일한 것으로 가정될 수 있다. 그렇지만, 비교적 긴 DRX 사이클들에 대해서는, 대부분은 아니더라도 적어도 어떤 DRX 사이클들에 대해 이 정보를 재획득할 필요가 있을 수 있다.

디바이스가 일반적으로 모든 DRX 사이클에 대해 앞서 언급한 단계들(또는 그의 단축된 버전)을 수행할 것이기 때문에, 디바이스로 전달될 데이터가 없는 긴 기간들 동안에도, DRX 모드에서 동작하기 위해 여전히 상당한 양의 전력이 필요할 수 있다.

낮은 데이터 전송률의 응용들을 위해 설계된 하나의 기존의 저전력 단거리 애드혹 네트워크 프로토콜은 ZigBee(RTM)이다. 이는 메쉬 네트워크들에서 사용하기 위해 설계된 프로토콜이고, 디바이스들 간에 메시지들을 전달할 수 있고 디바이스들이 활동 기간들 사이에 슬립할 수 있게 한다. 노드 배터리 수명을 추가적으로 보존하기 위해, 코디네이터 디바이스(coordinator device)와 수신측 디바이스 사이의 데이터의 전송이 코디네이터 디바이스가 아니라 주로 수신측 디바이스에 의해 제어된다. 코디네이터 디바이스로부터 수신측 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 프로토콜은 ZigBee 네트워크가 비콘 사용(beacon enabled)인지 비콘 비사용(non-beacon enabled)인지에 의존한다. 비콘 사용 네트워크에서, 코디네이터 디바이스는 수신측 디바이스로 데이터를 전송하고자 한다는 것을 비콘에 나타낸다. 수신측 디바이스는 주기적으로 그의 슬립 상태로부터 웨이크업하고, 동기화를 위해 비콘을 수신하여 이용하며, 이어서 코디네이터 디바이스로부터의 관련 메시지들이 있는지 검사한다. 관련 메시지가 발견되는 경우, 수신측 디바이스는 코디네이터 디바이스로 하여금 데이터를 송신하라고 요청한다. 비콘 비사용 네트워크에서, 수신측 디바이스는 주기적으로 슬립 상태로부터 깨어나, 코디네이터 디바이스에 임의의 보류 중인 데이터를 요청한다. 보류 중인 데이터가 있는 경우, 코디네이터 디바이스는 전송에 대한 요청을 확인 응답하고 이어서 데이터를 송신한다. 보류 중인 데이터가 없는 경우, 코디네이터는 디바이스에 통보하고 디바이스는 확인 응답으로 응답한다. 이 프로토콜은 디바이스들이 상당한 기간 동안 슬립할 수 있게 하지만, 전달될 데이터가 있는지 여부에 관계없이, 통신을 설정하기 위해 디바이스들과 코디네이터 사이에 다수의 양방향 전송을 필요로 한다. 게다가, 이 동작 모드들은 확립된 무선 통신 원리들로부터 상당히 벗어나 있고, 따라서 LTE 유형 네트워크와 같은 무선 통신 시스템에서 즉각 구현될 수 없을 것이다.

디바이스가 슬립 기간/전력 절감 모드에 들어갈 수 있게 하는 어떤 다른 유형들의 네트워크는 IEEE 802.11 표준에 기초한 것들(예를 들어, WiFi)이다. 이 네트워크들에서, 디바이스는 슬립 모드에 들어갈 수 있고, 네트워크 액세스 포인트는 현재 슬립하고 있는 모든 디바이스들의 목록을 유지한다. 슬립 중인 디바이스들에 대한 보류 중인 데이터에 관한 정보를 포함하는 비콘 프레임이 이어서 액세스 포인트에 의해 주기적으로 전송된다. 슬립 중인 디바이스들은 웨이크업하여, 데이터가 보류 중인지를 알기 위해 이 프레임을 검사한다. 데이터가 보류 중인 경우, 디바이스들은 액세스 포인트를 폴링하고(poll) 액세스 포인트와 통신을 개시한다. 디바이스와 액세스 포인트 사이의 통신은 또한 디바이스가 슬립 기간으로부터 웨이크업했다는 것을 액세스 포인트에 통보하는 것에 의해 재설정될 수 있다. 이 절차에 의해 디바이스가 여러 기간들 동안 슬립할 수 있고 따라서 전력을 절감할 수 있게 되지만, 디바이스들은 여전히 비콘 프레임을 검사하기 위해 사전 정의된 때에 웨이크업하고 이어서 네트워크와의 링크를 설정하기 위해 다수의 양방향 통신을 수행해야만 한다. 그 결과, 디바이스들은 전력 절감 모드를 이용하기 위해 네트워크와 동기화를 유지할 필요가 있고, 디바이스가 전력 절감 모드로부터 나올 때, 이는 상당한 오버헤드를 야기한다. 게다가, ZigBee에서와 같이, IEEE 802.11 표준에 기초한 방식들의 이 동작 측면들은 확립된 무선 통신 원리들로부터 상당히 벗어나 있고, 따라서 LTE 유형 네트워크와 같은 무선 통신 시스템에서 즉각 구현될 수 없을 것이다.

이와 같이, 단지 소량의 데이터를 가끔 수신할 수 있는 디바이스들에 대한 다수의 확립된 전력 절감 기법들이 있더라도, 무선 통신 네트워크들에서 동작하는 단말 디바이스들(예를 들어, LTE 유형 네트워크에서 동작하는 MTC 유형 디바이스들)에 대한 감소된 전력 동작을 위한 개선된 방식들을 제공할 필요가 있다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 적어도 하나의 기지국, 제1 단말 디바이스, 및 제2 단말 디바이스를 포함하는 무선 통신 시스템이 제공되고, 여기서 제1 단말 디바이스는 제1 유형의 단말 디바이스이고, 제2 단말 디바이스는 제2 유형의 단말 디바이스이며, 제2 유형은 제1 유형과 상이하고, 여기서 적어도 하나의 기지국은 제1 단말 디바이스에 관련된 데이터를 동기적 방식으로 전달하고 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 사전 정의된 타이밍 스케줄에 따라 결정된 기간들 동안에만 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 적어도 하나의 기지국에 대한 동작 주파수 범위보다 더 좁고 그 내에 있는 사전 정의된 주파수 범위를 사용하여 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터는 제2 단말 디바이스의 ID(identity)의 표시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터는 제2 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터는 제2 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터에 대한 코딩 방식의 표시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터는 제2 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터가 적어도 하나의 기지국에 의해 전송되는 시간 및/또는 주파수의 표시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 사전 정의된 서명 시퀀스와 함께 상기 데이터를 전송함으로써 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를, 사전 정의된 서명 시퀀스가 프리앰블(preamble) 부분, 미드앰블(mid-amble) 부분, 포스트앰블(post-amble) 부분, 파일럿(pilot) 부분, 및 분산 파일럿(scattered pilot) 부분을 포함하는 그룹 중에서 선택되는 부분을 포함하는 패킷 형식으로, 전송하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 패킷 형식은 제2 단말 디바이스의 ID의 표시를 포함하는 헤더 부분을 추가로 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 패킷 형식은 제2 단말에 대한 사용자 평면 데이터를 포함하는 페이로드 부분을 추가로 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 사전 정의된 서명 시퀀스와 함께 다른 단말 디바이스에 관련된 데이터를 전송함으로써 상기 다른 단말 디바이스에 관련된 상기 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 다른 사전 정의된 서명 시퀀스와 함께 다른 단말 디바이스에 관련된 데이터를 전송함으로써 상기 다른 단말 디바이스에 관련된 상기 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 사전 정의된 서명 시퀀스는 제2 유형의 단말 디바이스들과 비동기적으로 데이터를 주고 받기 위해 적어도 하나의 기지국에 의해 사용하기 위한 사전 정의된 서명 시퀀스들의 세트 중 하나이다.

어떤 실시예들에 따르면, 사전 정의된 서명 시퀀스는 사전 정의된 서명 시퀀스들의 세트의 서브셋 중 하나이고, 여기서 기지국은 제2 단말 디바이스와 비동기적으로 데이터를 주고 받기 위해 사용될 사전 정의된 서명 시퀀스들의 세트의 서브셋 중 하나를 선택하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스는 사전 정의된 서명 시퀀스를 식별하기 위해 적어도 하나의 기지국으로부터의 전송들을 탐색하고 사전 정의된 서명 시퀀스의 식별된 전송이 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터와 연관되어 있는지를 결정하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스는 제2 단말에 관련된 데이터의 성공적인 수신 후에 확인 응답 시그널링을 적어도 하나의 기지국으로 전송하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 제1 유형의 단말 디바이스들에 대한 제어 데이터를 위한 제어 영역을 포함하는 무선 프레임 구조를 전송하도록 구성되어 있다. 여기서 적어도 하나의 기지국은 제1 유형의 단말 디바이스들에 대한 제어 영역 이외의 시간 및 주파수에서 제2 단말 디바이스와 통신하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터는 추가 데이터를 동기적으로 수신하기 위해 적어도 하나의 기지국에 의해 전송되는 프레임 구조에 계속 동기화하라는 제2 단말 디바이스에 대한 지시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 기지국은 또한 제2 단말 디바이스와 동기적 방식으로 데이터를 주고 받도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 제2 유형의 단말 디바이스는 MTC(machine-type communication) 단말 디바이스이다.

어떤 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 아키텍처에 기초하고 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 기지국, 제1 단말 디바이스, 및 제2 단말 디바이스를 포함하는 무선 통신 시스템을 운영하는 방법이 제공되고, 여기서 제1 단말 디바이스는 제1 유형의 단말 디바이스이고, 제2 단말 디바이스는 제2 유형의 단말 디바이스이며, 제2 유형은 제1 유형과 상이하고, 이 방법은 제1 단말 디바이스에 관련된 데이터를 동기적 방식으로 전달하는 단계 및 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 유형의 제1 단말 디바이스 및 제2 유형의 제2 단말 디바이스와 데이터를 주고 받기 위한 기지국이 제공되고, 제2 유형은 제1 유형과 상이하고, 여기서 기지국은 제1 단말 디바이스에 관련된 데이터를 동기적 방식으로 전달하고 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 유형의 제1 단말 디바이스 및 제2 유형의 제2 단말 디바이스와 데이터를 주고 받기 위해 무선 통신 시스템의 기지국을 작동시키는 방법이 제공되고, 제2 유형은 제1 유형과 상이하고, 이 방법은 제1 단말 디바이스에 관련된 데이터를 동기적 방식으로 전달하는 단계 및 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 통신 시스템에서 사용 중인 기지국으로부터 데이터를 수신하는 단말 디바이스가 제공되고, 여기서 단말 디바이스는 단말 디바이스에 관련된 데이터와 함께 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 위해 기지국에 의해 전송된 무선 프레임을 탐색하는 것, 및 사전 정의된 서명 시퀀스의 식별에 기초하여 기지국에 의해 전송된 무선 프레임으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 추출하는 것에 의해 기지국으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 수신하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 사전 정의된 타이밍 스케줄에 따라 결정된 기간들 동안에만 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하는 기간들 이외의 때에는 슬립 모드에 들어가도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 단말 디바이스에 관련된 데이터를 수신한 것에 응답하여 슬립 모드에 들어가도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 무선 통신 시스템의 동작 주파수 범위보다 더 좁고 그 내에 있는 사전 정의된 주파수 범위 내에서 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스에 관련된 데이터는 단말 디바이스의 ID의 표시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스에 관련된 데이터는 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스에 관련된 데이터는 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터에 대한 코딩 방식의 표시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스에 관련된 데이터는 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터가 기지국에 의해 전송되는 시간 및/또는 주파수의 표시를 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 단말 디바이스에 관련된 데이터를, 사전 정의된 서명 시퀀스가 프리앰블 부분, 미드앰블 부분, 포스트앰블 부분, 파일럿 부분, 및 분산 파일럿 부분을 포함하는 그룹 중에서 선택되는 부분을 포함하는 패킷 형식으로, 수신하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 패킷 형식은 단말 디바이스의 ID의 표시를 포함하는 헤더 부분을 추가로 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 패킷 형식은 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터를 포함하는 페이로드 부분을 추가로 포함한다.

어떤 실시예들에 따르면, 사전 정의된 서명 시퀀스는 단말 디바이스가 검색하도록 구성되어 있는 사전 정의된 서명 시퀀스들의 세트 중 임의의 사전 정의된 서명 시퀀스이다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 제2 단말에 관련된 데이터의 성공적인 수신 후에 확인 응답 시그널링을 기지국으로 전송하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스에 관련된 데이터는 추가 데이터를 동기적 방식으로 수신하기 위해 상기 기지국에 의해 전송되는 프레임 구조에 계속하여 동기화하라는 상기 단말 디바이스에 대한 지시를 포함하고, 상기 단말 디바이스는 그렇게 하라는 지시를 수신한 것에 응답하여 이것을 하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 또한 기지국으로부터 데이터를 동기적 방식으로 수신하도록 구성되어 있다.

어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스는 MTC(machine-type communication) 단말 디바이스이다.

어떤 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 아키텍처에 기초하고 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 디바이스를 작동시키는 방법이 제공되고, 이 방법은 단말 디바이스에 관련된 데이터와 함께 무선 통신 시스템의 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 위해 기지국에 의해 전송된 무선 프레임을 탐색하고 사전 정의된 서명 시퀀스의 식별에 기초하여 기지국에 의해 전송된 무선 프레임으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 추출함으로써, 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 통신 시스템에서 사용 중인 기지국으로부터 데이터를 수신하기 위해 단말 디바이스에서 사용하기 위한 집적 회로가 제공되고, 여기서 집적 회로는 단말 디바이스로 하여금, 단말 디바이스에 관련된 데이터와 함께 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 위해 기지국에 의해 전송된 무선 프레임을 탐색하는 것, 및 사전 정의된 서명 시퀀스의 식별에 기초하여 기지국에 의해 전송된 무선 프레임으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 추출하는 것에 의해 기지국으로부터 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 수신하게 하는 회로를 포함한다.

본 발명의 제1 및 다른 측면들과 관련하여 앞서 기술한 본 발명의 특징들 및 측면들이 똑같이 적용가능하고 적절한 경우 본 발명의 각자의 다른 측면들과 결합될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

이제부터 본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 기술될 것이고, 도면들에서 유사한 부분들에는 대응하는 참조 번호들이 부기되어 있다.
도 1은 종래의 이동 통신 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 종래의 LTE 하향링크 무선 프레임을 나타낸 개략도.
도 3은 종래의 LTE 동기화 및 캠프온 절차를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향링크 데이터를 나타낸 개략도
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 어떤 실시예들에 따른 LTE 하향링크 무선 프레임의 일부분을 나타낸 개략도.

본 발명의 실시예들이 3GPP LTE(Long Term Evolution) 표준에 기초한 무선 통신 시스템에서의 한 예시적인 구현예를 특히 참조하여 본 명세서에 기술되어 있다. 그렇지만, 본 발명의 실시예들이 또한 LTE 유형 네트워크와 관련하여 이하에서 논의되는 것들에 대응하는 특성들을 가지는 다른 표준들에 기초한 무선 통신 시스템들에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

도 1은 LTE 원리들에 따라 동작하는 그리고 이하에서 더 기술되는 바와 같이 본 발명의 실시예들을 구현하도록 구성될 수 있는 이동 통신 네트워크/시스템(100)의 어떤 기본 기능을 나타낸 개략도를 제공한다. 도 1의 다양한 요소들 및 그 각자의 동작 모드들이 공지되어 있고 3GPP(RTM) 단체에 의해 관리되는 관련 표준들에 정의되어 있고, 또한 이 주제에 관한 많은 서적들, 예를 들어, Holma H. 및 Toskala A [1]에 기술되어 있다. 이하에서 구체적으로 기술되지 않는 통신 네트워크의 동작 측면들이 임의의 공지된 기법들에 따라, 예를 들어, 관련 표준들에 따라, 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

네트워크(100)는 코어 네트워크(102)에 연결된 복수의 기지국들(101)을 포함하고 있다. 각각의 기지국은 데이터가 단말 디바이스들(104)로 전달되고 그로부터 전달될 수 있는 커버리지 영역(103)(즉, 셀)을 제공한다. 데이터가 무선 하향링크를 통해 기지국들(101)로부터 그 각자의 커버리지 영역들(103) 내의 단말 디바이스들(104)로 전송된다. 데이터가 무선 상향링크를 통해 단말 디바이스들(104)로부터 기지국들(101)로 전송된다. 코어 네트워크(102)는 각자의 기지국들(101)를 통해 단말 디바이스들(104)로 그리고 그로부터 데이터를 라우팅하고, 인증, 이동성 관리, 과금 등과 같은 기능들을 제공한다. 단말 디바이스는 또한 디바이스, 단말, 이동국, 사용자 장비(UE), 사용자 단말, 모바일 무선기, LTE 디바이스 등이라고도 할 수 있다. 기지국은 또한 송수신기 스테이션/nodeB/e-nodeB 등이라고도 할 수 있다.

3GPP 정의 LTE(Long Term Evolution) 아키텍처에 따라 구성된 것들과 같은 이동 통신 시스템들은 무선 하향링크에 대해서는 직교 주파수 분할 변조(orthogonal frequency division modulation)(OFDM) 기반 인터페이스를 사용하고(소위 OFDMA), 무선 상향링크에 대해서는 단일-반송파 주파수 분할 다중 접속(single-carrier frequency division multiple access) 기반 인터페이스를 사용한다(소위 SC-FDMA). 도 2는 OFDM 기반 LTE 하향링크 무선 프레임(201)을 나타낸 개략도를 도시한 것이다. LTE 하향링크 무선 프레임은 LTE 기지국(향상된 노드 B(enhanced Node B)라고 함)으로부터 전송되고 10 ms 지속된다.

하향링크 프레임은 10개의 서브프레임들(202)로 이루어져 있고, 그 각각은 2개의 슬롯들(203)로 이루어져 있다. 각각의 서브프레임은 1ms 기간에 걸쳐 전송되는 사전 결정된 수의 심볼들을 포함한다. 각각의 심볼은 하향링크 무선 반송파의 대역폭에 걸쳐 분포되어 있는 사전 결정된 수의 직교 부반송파들을 포함한다.

도 2의 무선 프레임은 시간 및 주파수 전체에 걸쳐 산재되어 있는 참조 심볼들(204), 반송파 대역폭의 중앙 부분에 걸쳐 배열되어 있는 동기화 신호들(205), 반송파 대역폭의 중앙 부분에 걸쳐 배열되어 있는 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel)(PBCH)(206), 전체 반송파 대역폭에 걸쳐 배열되어 있고 물리 제어 형식 표시자 채널(physical control format indicator channel)(PCFICH), 물리 HARQ 표시자 채널(physical HARQ indicator channel)(PHICH), 및 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel)(PDCCH)을 포함하는 제어 영역(207), 및 전체 시스템 대역폭에 걸쳐 배열되어 있는 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel)(PDSCH)(208)과 같은 다양한 요소들(도 2에 축척대로 나타내어져 있지 않음)을 포함한다.

또한, 2개의 단말들(UE1, UE2)에 대한 어떤 예시적인 자원 할당들(211, 212)이 도 2에 개략적으로 나타내어져 있다. 예를 들어, 제1 단말(UE1)에 대한 자원 할당(211)은 제4 서브프레임에서 반송파 대역폭의 상부 쪽에 있는 일정 범위의 주파수들에 걸쳐 뻗어 있는 반면, 제2 단말(UE2)에 대한 자원 할당(212)은 제7 및 제8 서브프레임들에서 반송파 대역폭의 하부 쪽에 있는 일정 범위의 주파수들에 걸쳐 뻗어 있다.

참조 심볼들은 프레임 전체에 걸쳐 균일하게 분포되어 있고, 채널 추정, 셀 선택, 핸드오버 등을 위해 사용된다.

동기화 신호들은 프레임의 슬롯 1 및 슬롯 11의 끝에서 전송되고, 주 동기화 신호(primary synchronisation signal)(PSS)(209)(도 2에서 해칭으로 개략적으로 도시되어 있음) 및 보조 동기화 신호(secondary synchronisation signal)(SSS)(진한 음영으로 개략적으로 도시되어 있음)로 이루어져 있다. 종래와 같이, 프레임 동기화를 달성하기 위해 그리고 하향링크 신호를 전송하는 향상된 노드 B의 물리 계층 셀 ID를 확인하기 위해 동기화 시그널링(209, 210)이 단말 디바이스들에 의해 사용된다.

PBCH는 각각의 무선 프레임의 제2 슬롯에서의 할당된 자원들이고, 하향링크 채널 대역폭에 관한 정보를 포함하는 마스터 정보 블록(MIB)을 브로드캐스트하는 데 사용된다.

제어 채널 데이터는 서브프레임의 처음 n개의 심볼들을 포함하는 서브프레임의 제어 영역에서 전송되고, 여기서 n은 3MHz 이상의 채널 대역폭들에 대해 1 내지 3개의 심볼 사이에서 변할 수 있으며, 여기서 n은 1.4MHz의 채널 대역폭에 대해 2 내지 4개의 심볼 사이에서 변할 수 있다. 제어 영역에서 전송되는 데이터는 PDCCH, PCFICH 및 PHICH를 통해 전송되는 데이터를 포함한다. 이 채널들은 물리 계층 제어 정보를 전송한다.

PDCCH는 서브프레임의 어느 부반송파들이 특정의 LTE 단말들에 할당되었는지를 나타내는 제어 데이터를 포함한다. 이것은 물리 계층 제어 시그널링/데이터라고 할 수 있다. 이와 같이, 도 2에 도시된 제4 서브프레임의 제어 영역에서 전송된 PDCCH 데이터는 UE1이 참조 번호 211로 표시된 자원들의 블록을 할당받았다는 것을 나타낼 것이고, 제7 및 제8 서브프레임들의 제어 영역에서 전송된 PDCCH 데이터는 UE2가 각자의 서브프레임들에 대한 참조 번호 212로 표시된 자원들의 블록의 각자의 부분들을 할당받았다는 것을 나타낼 것이다. 도 2에는 단지 2개의 예시적인 디바이스들에 대한 자원 할당들이 도시되어 있지만, 일반적으로, 이용가능한 PDSCH 자원들의 (전부는 아니더라도) 더 많은 PDSCH 자원들을 통해 데이터를 수신하는 더 많은 단말 디바이스들이 있을 것임을 물론 잘 알 것이다.

PCFICH는 (즉, 3 MHz 이상의 채널 대역폭들에 대해 1개 내지 3개의 심볼의) 제어 영역의 크기를 나타내는 제어 데이터를 포함한다.

PHICH는 이전에 전송된 상향링크 데이터가 네트워크에 의해 성공적으로 수신되었다는 것을 나타내는 HARQ(Hybrid Automatic Request) 데이터를 포함한다.

PDSCH를 통해 개개의 LTE 단말들로 전송되는 데이터는 서브프레임의 다른 자원 요소들에서 전송될 수 있다. 일반적으로, PDSCH는 (무선 자원 제어(Radio Resource Control)(RRC) 및 비접속 계층(Non Access Stratum)(NAS) 시그널링과 같은) 사용자 평면 데이터 및 비물리 계층 제어 평면 데이터의 조합을 전달한다. PDSCH를 통해 전달되는 사용자 평면 데이터 및 비물리 계층 제어 평면 데이터가 상위 계층 데이터(즉, 물리 계층보다 상위에 있는 계층과 연관된 데이터)를 말하는 것일 수 있다.

도 3은 LTE "캠프온" 프로세스, 즉 종래의 LTE 유형 단말 디바이스(즉, 현재의 LTE 표준들과 호환되는 디바이스)가 하향링크 채널을 통해 기지국에 의해 송신되는 하향링크 전송들을 디코딩할 수 있게 하기 위해 이 디바이스가 따르는 프로세스를 나타낸 것이다. 이 프로세스를 사용하여, 단말은 셀에 대한 시스템 정보를 포함하는 전송들의 일부들을 식별할 수 있고 따라서 셀에 대한 구성 정보를 디코딩할 수 있다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래의 LTE 캠프온 절차에서, 단말은 먼저 중심 대역에서 PSS 및 SSS를 사용하여 기지국에 의해 전송되는 무선 프레임과 동기화하고(단계들(300 및 301)), 이어서 PBCH를 디코딩한다(단계(302)). 단말이 단계들(300, 301 및 302)을 수행하면, 단말은 기지국과 동기화되고 다른 물리 채널들을 디코딩하기 시작할 준비가 된다.

각각의 서브프레임에 대해, 단말은 이어서 반송파의 전체 대역폭에 걸쳐 분포되어 있는 PCFICH를 디코딩한다(단계(303)). 단말은 이어서 PHICH 위치들을 확인하고(단계(304)), 상세하게는 시스템 정보 전송들을 식별하기 위해 그리고 그의 개별 할당 허가들(personal allocation grants)을 식별하기 위해, PDCCH를 디코딩한다(단계(305)). 할당 허가들은 시스템 정보를 찾기 위해 그리고 PDSCH 상에서 그의 데이터를 찾기 위해 단말에 의해 사용된다. 시스템 정보 및 개별 할당들 둘 다는 PDSCH를 통해 전송되고 반송파 대역폭 내에 스케줄링된다. 단말은 이어서 이 단말에 대해 전송되는 시스템 정보 또는 데이터를 포함하는 PDSCH를 디코딩할 수 있다(단계(306)).

앞서 논의된 바와 같이, DRX 슬립 기간으로부터 깨어나는 종래의 LTE 단말 디바이스는 일반적으로 도 3에 도시된 것들 중 적어도 일부에 대응하는 단계들을 수행할 필요가 있을 것이다. 게다가, 이 단말 디바이스는 현재 단말 디바이스로 전송될 어떤 데이터도 없다는 것(즉, PDCCH/PDSCH 상에 단말 디바이스에 대한 자원 할당들 또는 대응하는 사용자 평면 데이터가 없다는 것)을 알아내기 위해서만 이것을 할 수 있다. 단말 디바이스가 웨이크업할 때 단말 디바이스에 의해 수신될 어떤 데이터도 없는 경우, "웨이크업"을 수행하는 것은 사실상 단말 디바이스의 자원들, 특히 그의 가용 전력의 낭비를 나타낸다. 앞서 살펴본 바와 같이, 수신될 데이터가 없을 때 DRX 사이클로부터 웨이크업하는 것과 연관된 어쩌면 불필요한 전력 소모는 특정의 유형들의 단말 디바이스(예를 들어, MTC(machine type communication) 디바이스들)에 대한 특별한 문제일 수 있는 반면, 도 3의 접근방식은 다른 유형들의 단말 디바이스(예를 들어, 종래의 단말 디바이스들)에 대한 선호된 접근방식일 수 있다.

이 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 어떤 실시예들은 무선 통신 시스템의 기지국이 상이한 유형들의 단말 디바이스와 상이한 방식으로 통신하도록 구성되어 있는 접근방식을 제안한다. 상세하게는, 기지국은 종래의 동기적 방식으로(앞서 논의된 종래의 동기화 절차를 사용하여) 제1 유형의 단말 디바이스(예컨대, 종래의 단말 디바이스)에 관련된 데이터를 전달하도록, 그렇지만 비동기적 방식으로(즉, 앞서 논의된 종래의 동기화 절차를 사용함이 없이) 제2 유형의 제2 단말 디바이스(예컨대, MTC 단말 디바이스)에 관련된 데이터를 전달하도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 예시적인 실시예에 따른 무선 통신 시스템(400)을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 예에서의 통신 시스템(400)은 광의적으로 LTE 유형 아키텍처에 기초하고 있다. 그에 따라, 통신 시스템(400)의 동작의 많은 측면들은 표준이고 잘 알려져 있으며, 간결함을 위해 여기서 상세히 기술되지 않는다. 본 명세서에 구체적으로 기술되지 않는 통신 시스템(400)의 동작 측면들이 임의의 공지된 기법들에 따라, 예를 들어, LTE 표준들에 따라, 구현될 수 있다.

통신 시스템(400)은 무선 네트워크 부분에 결합된 코어 네트워크 부분(진화된 패킷 코어(evolved packet core))(401)을 포함한다. 무선 네트워크 부분은 기지국(진화된 노드B)(402), 제1 단말 디바이스(403), 및 제2 단말 디바이스(405)를 포함한다. 물론, 실제로는 무선 네트워크 부분이 다양한 통신 셀들에 걸쳐 더 많은 수의 단말 디바이스들에 서비스를 제공하는 복수의 기지국들을 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 그렇지만, 간단함을 위해 단지 하나의 기지국 및 2개의 단말 디바이스들이 도 4에 도시되어 있다.

단말 디바이스들(403 및 405)은 기지국(송수신기 스테이션)(402)과 데이터를 주고 받도록 구성되어 있다. 기지국은 차례로 기지국(402)을 통해 통신 시스템(400) 내의 단말 디바이스들로의 이동 통신 서비스들의 라우팅 및 관리를 수행하도록 구성되어 있는 코어 네트워크 부분 내의 서비스 제공 게이트웨이(S-GW)(도시 생략)에 통신 연결되어 있다. 이동성 관리 및 연결성을 유지하기 위해, 코어 네트워크 부분(401)은 또한 홈 가입자 서버(home subscriber server)(HSS)에 저장된 가입자 정보에 기초하여 통신 시스템에서 동작하는 단말 디바이스들(403 및 405)과의 향상된 패킷 서비스(enhanced packet service)(EPS) 연결들을 관리하는 이동성 관리 엔터티(도시 생략)를 포함한다. 코어 네트워크 내의 다른 네트워크 구성요소들(역시 간단함을 위해 도시되어 있지 않음)은 정책 과금 및 자원 기능(policy charging and resource function)(PCRF) 및 코어 네트워크 부분(401)으로부터 외부 패킷 데이터 네트워크(예를 들어, 인터넷)로의 연결을 제공하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(packet data network gateway)(PDN-GW)를 포함한다. 앞서 살펴본 바와 같이, 도 4에 도시된 통신 시스템(400)의 다양한 요소들의 동작은, 본 명세서에서 논의되는 것과 같은 본 발명의 실시예들에 따른 기능을 제공하도록 수정되는 경우를 제외하고, 광의적으로 종래의 것일 수 있다.

이 예에서, 제1 단말 디바이스(403)가 기지국(402)과 통신하는 종래의 스마트폰 유형 단말 디바이스인 것으로 가정된다. 이와 같이, 이 제1 단말 디바이스(403)는 무선 신호들의 전송 및 수신을 위한 송수신기 유닛(403a) 및 스마트폰(403)을 제어하도록 구성된 제어기 유닛(403b)을 포함한다. 제어기 유닛(403b)은 무선 통신 시스템들 내의 장비에 대해 종래의 프로그래밍/구성 기법들을 사용하여 원하는 기능을 제공하도록 적당히 구성되어 있는/프로그램되어 있는 프로세서 유닛을 포함할 수 있다. 송수신기 유닛(403a) 및 제어기 유닛(403b)은 개별적인 요소들로서 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 그렇지만, 이 유닛들의 기능이 다양한 다른 방식들로, 예를 들어, 단일의 적당히 프로그램된 집적 회로를 사용하여 제공될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 잘 알 것인 바와 같이, 스마트폰(403)은 일반적으로 그의 동작 기능과 연관된 다양한 다른 요소들을 포함할 것이다.

이 예에서, 제2 단말 디바이스(405)가 본 발명의 일 실시예에 따라 동작하는 MTC(machine-type communication) 단말 디바이스인 것으로 가정된다. 앞서 논의된 바와 같이, 이 유형들의 단말 디바이스는 전형적으로 소량의 데이터를 전달하는 반자율적 또는 자율적 무선 통신 단말 디바이스들로서 특징지워질 수 있다. 예들은, 예를 들어, 고객의 집에 위치되고 가스, 수도, 전기 등과 같은 공익 시설의 고객의 소비량에 관한 데이터와 같은 정보를 다시 중앙 MTC 서버로 주기적으로 전송할 수 있는 소위 스마트 미터들을 포함한다. 어떤 점들에서, MTC 단말 디바이스들은, 예를 들어, 지연 시간의 면에서, 비교적 낮은 서비스 품질(QoS)을 가지는 비교적 낮은 대역폭의 통신 채널들에 의해 지원될 수 있는 단말 디바이스들이라고 볼 수 있다. 이러한 종류들의 디바이스가 영구적 전원에의 접근 없이 그리고 사람의 정기적인 모니터링 없이(즉, 단말 디바이스의 전력이 낮을 때 누군가 그를 "충전"시키는 일 없이) 도처에 배치될 수 있는 것이 생각되고 있다. 이러한 이유는 이 유형들의 디바이스가 종래의 단말 디바이스를 DRX 슬립 모드로부터 깨우기 위한 앞서 기술한 비교적 전력을 많이 소비하는(power intensive) 절차에 의해 상당히 영향을 받을 수 있기 때문이다.

스마트폰(403)에서와 같이, MTC 단말 디바이스(405)는 무선 신호들의 전송 및 수신을 위한 송수신기 유닛(405a) 및 MTC 단말 디바이스(405)를 제어하도록 구성된 제어기 유닛(405b)을 포함한다. 제어기 유닛(405b)은 무선 통신 시스템들 내의 장비에 대해 종래의 프로그래밍/구성 기법들을 사용하여 본 명세서에 기술된 원하는 기능을 제공하도록 적당히 구성되어 있는/프로그램되어 있는 프로세서 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기 유닛(405b)의 기능은 본 발명의 일 실시예에 따른 집적 회로에 의해 제공될 수 있다. 제어기 유닛(405b)은, 예를 들어, 본 명세서에 기술된 원리들에 따라 수행될 다양한 기능들과 연관된 다양한 기능 유닛들을 포함할 수 있다. 송수신기 유닛(405a) 및 제어기 유닛(405b)은 표현의 용이함을 위해 개별적인 요소들로서 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 그렇지만, 이 유닛들의 기능이 기술 분야의 확립된 실무들에 따른 다양한 다른 방식들로, 예를 들어, 단일의 적당히 프로그램된 집적 회로를 사용하여 제공될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. MTC 단말 디바이스(405)가 일반적으로 간단함을 위해 여기에 도시되지 않은 그의 동작 기능과 연관된 다양한 다른 요소들을 포함할 것이라는 것(예를 들어, MTC 단말 디바이스(405)가 사용자 인터페이스 등을 추가로 포함할 수 있다는 것)을 잘 알 것이다.

기지국(402)은 무선 신호들의 전송 및 수신을 위한 송수신기 유닛(402a) 및 스마트폰(402)을 제어하도록 구성된 제어기 유닛(402b)을 포함한다. 제어기 유닛(402b)은 무선 통신 시스템들 내의 장비에 대해 종래의 프로그래밍/구성 기법들을 사용하여 본 명세서에 기술된 원하는 기능을 제공하도록 적당히 구성되어 있는/프로그램되어 있는 프로세서 유닛을 포함할 수 있다. 송수신기 유닛(402a) 및 제어기 유닛(402b)은 표현의 용이함을 위해 개별적인 요소들로서 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 그렇지만, 이 유닛들의 기능이 기술 분야의 확립된 실무들에 따른 다양한 다른 방식들로, 예를 들어, 단일의 적당히 프로그램된 집적 회로를 사용하여 제공될 수 있음을 잘 알 것이다. 기지국(402)이 일반적으로 그의 동작 기능과 연관된 다양한 다른 요소들을 포함할 것임을 잘 알 것이다.

이와 같이, 기지국(402)은 제1 무선 통신 링크(404)를 통해 스마트폰(403)과 데이터를 주고 받도록 그리고 제2 무선 통신 링크(406)를 통해 MTC 단말 디바이스(405)와 데이터를 주고 받도록 구성되어 있다.

여기서 기지국(402)이 LTE 기반 통신의 확립된 원리들에 따라 제1 무선 통신 링크(404)를 통해 스마트폰(403)과 통신하도록 구성되어 있는 것으로 가정된다.

기지국(402)과 종래의 스마트폰 단말 디바이스(403) 사이에서 단말 디바이스 관련 데이터를 전달하기 위해, 스마트폰(403)은 먼저 앞서 기술된 기법들에 따라 기지국(402)과 동기화한다. 기지국(402)은 이어서 확립된 기법들에 따라 동기적 방식으로 스마트폰(403)으로 보내지게 되어 있는 데이터를 전달할 수 있다.

종래의 LTE 시스템에서, MTC 단말 디바이스는 전형적으로 기지국과 디바이스 관련 데이터를 주고 받기 위해 종래의 스마트폰의 것과 유사한 동기화 및 캠프온 절차를 수행할 필요가 있을 것이다. 앞서 논의된 바와 같이, 이것은 전력 예비력(power reserves)을 유지하는 데 문제가 될 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 실시예들은 특정의 유형들의 단말 디바이스(예를 들어, MTC 단말 디바이스들)가 다른 유형들의 단말 디바이스와 연관된 종래의 동기화 절차와 연관된 동일한 오버헤드들 없이 유용한 정보를 수신할 수 있게 하는 접근방식을 제공한다. 게다가, 본 발명의 어떤 실시예들에 따르면, 이것은 다른 유형들의 단말 디바이스(예를 들어, 종래 방식으로 동작하는 레거시 단말 디바이스들)가 수정 없이 통신 시스템에서 기능할 수 있는 능력에 영향을 주지 않는 방식으로 달성된다.

이것은 MTC 단말 디바이스들과 같은 특정 유형들의 단말 디바이스와 단말 디바이스 관련 데이터를 주고 받기 전에 종래의 동기화 및 제어 시그널링을 검출하고 디코딩하는 프로세스를 피함으로써 본 발명의 어떤 실시예들에 따라 달성될 수 있다. 더 구체적으로는, 본 발명의 어떤 실시예들에 따르면, 단말 디바이스가 일정 기간의 비활동 후에 기지국으로부터 보류 중일 수 있는 임의의 데이터를 수신하기 위해 깨어날 때, 단말 디바이스는 앞서 기술한 프레임 동기화를 포함하지 않는 대안의 방법을 이용한다.

이와 같이, 도 4에 도시된 무선 통신 시스템(400)에서, MTC 단말 디바이스(405)는 사전 결정된 타이밍 스케줄에 기초하여 슬립 모드와 어웨이크 모드(awake mode) 사이에서 전환하도록 구성되어 있다. 무선 통신 시스템의 이 측면은 광의적으로 종래의 DRX 방식에 대해서와 동일한 원리들을 따를 수 있지만, 최대 비활동 기간이 DRX에 대해 현재 이용가능한 것(예를 들어, 수 분, 수 시간 또는 심지어 수일)보다 더 길 수 있는 것이 예상된다. 그렇지만, 사전 정의된 타이밍 스케줄에 따라 웨이크업할 시에, 종래의 기법들에 따라 기지국에 의해 전송되는 프레임 구조에 동기화하려고 시도하는 대신에, 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말 디바이스(405)는, 그 대신에, MTC 단말 디바이스(405)에 대한 사용자 평면 데이터 또는 일반 제어 시그널링이 아닌 다른 데이터와 같은 단말 관련 데이터와 함께 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하기 시작한다.

본 발명의 이 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 기지국(402)은 도 5에 개략적으로 도시된 것과 같은 패킷 형식을 사용하여 단말 관련 데이터와 함께 사전 정의된 서명 시퀀스를 전송하도록 구성되어 있다. 도 5에 개략적으로 나타낸 패킷(500)은 3개의 주요 부분들, 즉 프리앰블 부분(501), 헤더 부분(502), 및 페이로드 부분(503)을 포함한다. 패킷 자체가 무선 통신 시스템에서 데이터를 전달하기 위한 확립된 원리들에 따라 코딩될 수 있다. 이 예시적인 실시예에서, 기지국에 대한 동작 셀에 걸쳐 수신 능력을 향상시키는 데 도움을 주기 위해 비교적 낮은 차수의 변조 방식(예를 들어, QPSK)이 사용될 수 있다. 그렇지만, 다른 실시예들에서, 다른 변조 방식들이 사용될 수 있을 것이다. 패킷(500)의 프리앰블 부분(501)은 사전 정의된 서명 시퀀스를 포함하고, 헤더 부분(502)은 단말 디바이스 관련 데이터가 후속하는 페이로드 부분(503)에서 전송되어야 하는 단말 디바이스의 ID의 표시를 포함하며, 페이로드 부분(503)은 단말 관련 데이터를 포함한다.

이와 같이, MTC 단말 디바이스(405)는 사전 정의된 서명 시퀀스의 존재를 식별하려고 시도하기 위해 기지국으로부터 수신된 신호를 탐색하도록 구성되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국(402)에 의해 전송된 신호에서 사전 정의된 서명 시퀀스(프리앰블)(501)의 출현을 검출할 시에, 단말 디바이스(405)는 헤더 부분에 표시된 단말 디바이스(들)의 ID에 기초하여 데이터가 그 자신으로 보내지도록 되어 있는지를 결정하기 위해 그 다음에 나오는 헤더 부분을 계속하여 디코딩한다. 단말 디바이스들은 임의의 확립된 기법들에 따라, 예를 들어, 단말 디바이스에 대한 종래의 무선 네트워크 식별자에 기초하여 식별될 수 있다. 헤더 부분(502)은 임의의 종래의 시그널링 없이 디코딩하는 것을 돕기 위해 사전 정의된 코딩 방식을 사용하여 코딩될 수 있다. 단말 디바이스가, 헤더 부분으로부터, 패킷(500)이 단말 디바이스로 어드레싱되는 데이터를 포함한다는 것을 식별하는 경우, 단말 디바이스는 계속하여 디코딩하고 페이로드 부분(503)으로부터 관련 데이터를 추출할 수 있다. 어떤 예시적인 구현예들에서, 페이로드 부분은 항상 사전 정의된 방식에 따라 코딩될 수 있다. 페이로드 부분(503)이 상이한 때에 상이하게, 예를 들어, 상이한 코딩 레이트들을 사용하여 코딩될 수 있는 다른 구현예들에서, 단말 디바이스들이 대응하는 페이로드 부분(503)을 디코딩하는 것을 돕기 위해 관련 코딩 방식의 표시가 헤더 부분에 포함될 수 있다. 단말 디바이스가, 헤더 부분(502)으로부터, 페이로드 데이터가 단말 디바이스로 보내지는 것이 아닌 것으로 결정하는 경우, 단말 디바이스는, 슬립 모드로 돌아가기 전에, 사전 정의된 타이밍 스케줄에 따라 그의 어웨이크 기간(awake period)의 나머지 동안 사전 정의된 서명 시퀀스(501)의 다른 출현들을 계속하여 검색할 수 있다. 그에 따라, 기지국(402)이 단말 디바이스(405)로 보내지게 되어 있는 데이터를 획득할 때, 기지국(402)은 단말 디바이스가 웨이크업하여 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하기 시작하도록 구성되어 있는 그 다음(또는 나중의) 기간까지 데이터를 버퍼링하도록 구성될 수 있다. 이 기간에 도달할 때, 기지국(402)은 단말 디바이스에 대한 기지의 웨이크업 윈도우 내에서 데이터를 단말 디바이스로 전달하기 위해 도 5에 나타낸 형식을 가지는 패킷을 전송하도록 구성될 수 있다.

기지국(402)은, 예를 들어, 도 2에 개략적으로 나타낸 프레임 구조와 같은, 종래의 동기적 방식으로 다른 단말 디바이스들과 통신하기 위해 기지국(402)에 의해 이용되는 프레임 구조 내의 임의의 위치에 패킷(500)을 유입시키도록 구성될 수 있다. 그렇지만, 기지국이 이 프레임 구조를 그다지 방해하지 않는 위치에 패킷(500)을 유입시키는 경우 이는 일반적으로 더 간단할 것이다. 예를 들어, 기지국(402)이 다른 단말 디바이스들과 연관된 제어 시그널링을 위한 영역들 밖에 있고 그 대신에 기지국이 원하는 바에 따라 다른 방식으로 자유롭게 스케줄링하는 영역들에 있는 시간 및 주파수에서 패킷(들)(500)을 유입시키는 것이 유리할 수 있다. 상세하게는, 패킷(들)(500)이 PDSCH를 통해 종래의 단말 디바이스들과 동기적으로 통신하기 위해 사용되는 프레임 구조의 영역들 동안 기지국에 의해 스케줄링되고, 그로써 PSS, SSS, PBCH, PDCCH, PCFICH 및/또는 PHICH와 연관된 시그널링과 같은 다른 단말 디바이스들에 대한 제어 시그널링과의 간섭을 회피하는 것이 유리할 수 있다. 그에 따라, 기지국이 종래의 단말 디바이스들과의 통신과 연관된 프레임 구조에서 PDSCH의 영역에 대응하는 시간 및 주파수에서 하나의 유형의 단말 디바이스들과 비동기적으로 통신하기 위해 패킷(500)을 전송할 때, 기지국은 이 시간들 및 주파수들에서 종래의 단말 디바이스들을 스케줄링하는 것을 피할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 어떤 실시예들의 전반적인 요약에서, 특정 유형들의 단말 디바이스에 대한 데이터가 다른 유형들의 단말 디바이스에 대한 동기적 통신을 또한 지원하는 무선 통신 네트워크에서 비동기적 방식으로 그 단말 디바이스들로 전달될 수 있다. 상세하게는, 이것은 단말 디바이스들이 검색하도록 구성되어 있는 기지국에 의해 전송된 사전 정의된 서명 시퀀스(예를 들어, 프리앰블)와 함께 특정의 단말 디바이스에 관련된 데이터를 전달하는 것에 의해 행해질 수 있다. 사전 정의된 서명 시퀀스의 출현을 식별할 시에, 단말 디바이스는 서명 시퀀스와 함께 기지국에 의해 전송된 데이터를 계속하여 디코딩할 수 있다. 이와 같이, 단말 디바이스는 단순히 사전 정의된 서명 시퀀스를 비동기적 방식으로 검출하는 것에 의해 데이터를 수신할 수 있고, 그로써 기지국 전송들의 프레임 구조에 동기화하는 프로세스를 피할 수 있다.

앞서 기재한 일반 원리들과 관련하여, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템 및/또는 그의 스테이션 및/또는 단말 디바이스의 다양한 측면들을 구현하는 많은 다른 방식들이 있다는 것을 잘 알 것이고, 이들 중 일부가 이제부터 기술된다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 종래의 LTE 프레임 구조 내에서 MTC 단말 디바이스와 비동기적으로 통신하기 위한 패킷(500)에 대한 하나의 예시적인 위치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 6a에 나타낸 예시적인 프레임 구조는 확립된 LTE 표준들에 따른 다른 방식으로 다른 단말 디바이스들과 동기적으로 통신하기 위해 기지국에 의해 이용된다. 도 6a에 나타낸 프레임 구조의 범위는 단일의 서브프레임(1202)에 대응한다. 서브프레임(1202)의 종래의 측면들은 도 2에 나타낸 상업적 LTE 프레임 구조의 서브프레임들(202)의 대응하는 종래의 측면들과 유사하고 그로부터 이해될 것이다. 이 예에서, 비동기적으로 통신하기 위한 패킷(500)은 프레임 구조의 시간-주파수 자원 격자에서 연속적인 영역을 차지한다. 패킷(500)이 걸쳐 있는 주파수들의 범위는 당면한 구현(예를 들어, 비동기적으로 동작하는 디바이스들에 대해 얼마의 데이터가 전달될 필요가 있는지)에 따라 사전 정의되고 선택될 수 있다. 예를 들어, 1.4 MHz의 폭이 사용될 수 있다.

주파수 공간에서의 패킷(500)의 위치는, 예를 들어, 정의된 표준에 따라 또는 기지국과 본 발명의 일 실시예에 따라 동작하도록 구성되어 있는 단말 디바이스 간의 이전의 협상을 통해 정해질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 따른 비동기적 통신을 위해 사용하기 위한 전체적인 반송파 대역폭 내에서의 주파수 대역은 초기 캠프온 절차 동안 또는 전용 시그널링을 통해 설정될 수 있다. 이와 같이, 비동기적 통신의 전송이 전체적인 반송파 대역폭 내의 제한된 대역폭으로 한정되어 있는 경우, 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하는 단말 디바이스는 사전 정의된 한정된 주파수 범위 내에서만 스캔하면 된다. 그렇지만, 다른 예들에서, 비동기적으로 전송될 데이터를 가지는 패킷은 임의의 주파수에서 기지국에 의해 프레임 구조 내에 삽입될 수 있다. 이 경우에, 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하는 단말 디바이스들은 전체 주파수 공간을 탐색할 수 있다. 어떤 경우들에서, 기지국은 (예컨대, 특정의 주파수 범위들의 면에서) 장래의 사전 정의된 서명 시퀀스 전송들의 잠재적인 위치들에 관해 단말 디바이스를 업데이트하도록 구성될 수 있고, 그로써 검색 프로세스를 간단화시킬 수 있다. 예를 들어, 이것은 앞서 논의된 종류의 패킷(500)의 헤더 부분에서 전달될 수 있다.

시간에서의 패킷(500)의 위치는 기지국에 의해 임의적으로 선택될 수 있다. 이러한 이유는 패킷(500)을 검색하는 단말 디바이스가 프레임 구조에 동기화되지 않고 따라서 패킷이 다른 단말 디바이스들과 통신하기 위해 사용되는 기존의 LTE 프레임 구조와 관련하여 전송될 때 그 프레임 구조가 단말 디바이스에 중요하지 않기 때문이다. 그렇지만, 기지국은 기존의 프레임 구조 내에서 종래의 LTE 단말 디바이스와의 통신에 대한 임의의 영향을 최소화하는 방식으로 비동기 통신을 삽입하도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 도 6a에 도시된 예에서, 패킷(500)은 LTE 프레임 구조와 연관된 제어 영역(1207)(PDCCH)에 대응하는 시간들 및 주파수들 이외에서 기지국에 의해 삽입된다. 도 6a의 예에서, 비동기 통신 패킷(500)이 제어 영역(1207) 직후에 나오는 심볼들에서 기지국에 의해 기존의 LTE 프레임 구조 내에 삽입된다. 이와 같이, 기지국은, 다른 종래의 디바이스들에 대한 임의의 영향을 최소화하기 위해, 제어 데이터를 이 다른 디바이스들로 전달하기 위해 사용하기 위한 제어 영역 이외의 기존의 LTE 프레임 구조에서의 선택된 위치에 패킷을 동기화시키는 동작을 한다. 그렇지만, 앞서 살펴본 바와 같이, 패킷(500)을 검색하는 단말 디바이스들은 패킷(500)이 프레임 구조에 대한 임의의 특정의 동기화를 가지는 것을 인식하지 못할 수 있다. 이와 달리, 이 단말 디바이스들은 기지국에 의해 전송되는 신호 내의 임의의 곳에 사전 정의된 서명 시퀀스가 존재하는지를 단순히 검색한다. (사전 정의된 시퀀스를 검색하는 프로세스는 임의의 공지된 기법들에 따라, 예를 들어, PSS 및 SSS 시그널링을 식별하기 위해 현재 사용되는 것들과 유사한 기법들을 사용하여 수행될 수 있다)

도 6a에 나타낸 바와 같이, LTE 프레임 구조에서의 비동기 통신 패킷(500)의 범위는 종래의 LTE 참조 심볼들(1204) 중 하나를 포함한다. 상세하게는, 페이로드 데이터 부분(503)은 참조 심볼들(1204) 중 하나를 포함한다. 이 경우에, 기지국은 참조 심볼들 대신에 (예컨대, 앞서 논의한 바와 같이, 헤더 부분(502)에 있는 식별 정보에 기초하여) 패킷을 수신하는 단말 디바이스(들)에 관련된 데이터를 단순히 전송할 수 있다. 이것은 참조 심볼을 보게 될 종래의 LTE 디바이스들로 하여금 전송에 오류가 있었던 것으로 결론을 내리게 하고 그에 따라(예컨대, 참조 심볼을 무시하고 다른 참조 심볼들로부터 보간하는 것으로) 반응하게 할 것이다. 다른 대안으로서, 기지국은 패킷(500)의 페이로드 데이터 부분 내에 나오는 참조 심볼(1204)을 통상의 방식으로 전송하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 패킷(500)을 비동기적으로 수신하는 단말 디바이스(들)는 페이로드 데이터의 이 부분을 무시하도록 구성될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 패킷(500)에 포함되어 있는 임의의 참조 심볼들이, 단말 디바이스가 페이로드 데이터 영역(503)의 어느 부분들을 무시해야만 하는지를 나타내기 위해, 페이로드 데이터/패킷에서의 사전 정의된 위치에 또는 헤더 부분(502)에서 단말 디바이스에 신호되는 위치들에 나오도록 보장하는 것에 기초할 수 있다. 원칙적으로, 패킷의 범위는 2개 이상의 서브프레임에 걸쳐 있는 것으로 충분할 수 있다. 이 경우에, 패킷은 적어도 하나의 서브프레임의 PDCCH 영역과 중복할 것이다. 단말 디바이스가 이 영역들을 디코딩하려고 시도하는 것을 피하기 위해, 단말 디바이스는 중복되는 PDCCH 심볼들의 위치의 표시를 제공받을 수 있다.

이와 같이, 앞서 기술한 바와 같이, 도 4에 개략적으로 나타낸 MTC 디바이스(405)와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 디바이스는 슬립 모드로부터 깨어나 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하기 시작하도록 구성되어 있고, 검색 프로세스는 명시된 이벤트, 예를 들어, 단말 디바이스의 웨이크업 윈도우의 만료 또는 디바이스 관련 데이터의 성공적인 수신 때까지 계속될 수 있다. 기지국으로부터 전송된 서명 시퀀스(501)를 식별할 시에, MTC 디바이스(405)는 바로 다음에 오는 헤더 부분(502)을 계속하여 디코딩한다. 앞서 논의된 바와 같이, 헤더 부분(502)은 기지국이 디바이스 관련 데이터를 주고 받고자 하는 단말 디바이스의 ID에 관계된 정보 및 그 다음에 나오는 페이로드 부분(503)에서 디바이스 관련 데이터를 위해 사용되는 코딩 방식에 관한 정보를 포함할 수 있다. 단말 디바이스가, 헤더 부분(502)으로부터, 페이로드 데이터(503)가 그 자신으로 보내지는 것인 것으로 결정하는 경우, 단말 디바이스는 관련 데이터를 추출하기 위해 그 다음에 나오는 페이로드 부분(503)을 계속하여 디코딩할 것이다.

어떤 경우들에서, 기지국이 전달하고자 하는 디바이스 관련 정보가 단일의 단말 디바이스로만 보내지게 되어 있을 수 있고, 이 경우에, 헤더 부분(502)은 그 디바이스에 고유한 ID의 표시를 포함할 수 있다. 다른 상황들에서, 단말 디바이스 관련 정보가 한 부류의 단말 디바이스들에 특유한 것일 수 있다. 예를 들어, 단말 디바이스 관련 정보는 소비자의 집에서 스마트 미터로서 기능하는 복수의 MTC 디바이스들로 전달하기 위한 가격 업데이트 정보를 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서, 헤더 부분(502)은 디바이스들의 그룹에 대한 식별자(예를 들어, 브로드캐스트 주소)를 포함할 수 있고, 그룹의 구성원들인 디바이스들은 패킷이 그 자신들에게로 보내지게 되어 있다는 것을 식별할 수 있다. 이것은 기지국과 복수의 디바이스들 사이의 동시적인 비동기 통신을 가능하게 한다. 게다가, 도 6a가 단일의 비동기 통신 패킷(500)만을 도시하고 있지만, 간편함을 위해, 기지국이 상이한 데이터를 복수의 상이한 단말 디바이스들로 비동기적으로 전달해야 하는 다른 예들에서, 단일의 서브프레임에 삽입되는 도 6a에 도시된 종류의 비동기적 통신 패킷들의 다수의 인스턴스들이 있을 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

어떤 구현예들에서, 사전 정의된 서명 시퀀스 자체가 데이터가 보내지게 되어 있는 단말 디바이스에 대한 관련 식별자를 제공할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 단말 디바이스가 그의 서명 시퀀스를 식별하는 경우, 후속하는 데이터가 단말 디바이스로 보내지게 되어 있다는 것을 단말 디바이스가 알도록, 각각의 개별적인 단말 디바이스는 특정의 사전 정의된 서명 시퀀스와 연관되어 있을 수 있다. 실제로, 데이터를 비동기적으로 수신할 수 있는 많은 수의 단말 디바이스들이 있는 경우, 그에 대응하여 많은 수의 사전 정의된 서명 시퀀스들이 정의될 필요가 있을 것으로 인해, 이것은 최적의 접근방식이 아닐 수 있다. 그렇지만, 단말 디바이스들이 그룹들(예를 들어, 특정의 제공업자 소유의 모든 스마트 미터들)로 분류될 수 있는 경우, 이 그룹을 어드레싱하기 위해 전용 서명 시퀀스가 사용될 수 있다. 이것은 ID 정보를 헤더 부분에 포함시킬 필요를 없애줄 것이다. 게다가, 페이로드 데이터가 사전 정의된 코딩 방식을 사용하여 사전 정의된 서명 시퀀스와 함께 전송되는 경우, 단말 디바이스들이 사전 정의된 서명 시퀀스를 식별한다면, 단말 디바이스들이 페이로드 데이터를 디코딩할 수 있게 하기 위해 단말 디바이스들이 정보를 거의 필요로 하지 않을 것이다. 이와 같이, 헤더 부분이 이용되지 않을 수 있다.

도 6b, 도 6c 및 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 종래의 LTE 프레임 구조 내에서 MTC 단말 디바이스와 비동기적으로 통신하기 위한 패킷(500)에 대한 다른 예시적인 위치들을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 도면들은 앞서 논의된 도 6a의 대응하는 설명과 유사하고 그로부터 이해될 것이다.

도 6b는 패킷(500)이 서브프레임(1207)의 상이한 부분에서 전송되는 것을 나타낸다는 점에서 도 6a와 상이하다. 도 6b에 도시된 예에서, 비동기 통신 패킷(500)이 기존의 LTE 프레임 구조와 동기화되지 않는 임의의 때에 기지국에 의해 LTE 프레임 내에 삽입되는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 이 접근방식이 원칙적으로 가능하지만, 이는 어쩌면 기지국에 대한 스케줄링 요구사항들을 복잡하게 만들 수 있고, 따라서 실제로는 바람직한 접근방식이 아닐 수 있다.

도 6c는 패킷(500)이 연속적인 블록에서 전송되지 않는다는 점에서 도 6a와 상이하다. 도 6c에 도시된 예에서, 사전 정의된 서명 시퀀스(프리앰블 부분)(501) 및 헤더 부분(502)은 도 6a에 도시된 바와 같이 대체로 동일한 위치들에서 브로드캐스트된다. 그렇지만, 페이로드 부분(503)은 헤더 부분(502)과 연속적이지 않은 시간 및 주파수에서 전송된다. 헤더 부분(502)에 대한 페이로드 부분(503)의 위치가 헤더 부분(502)에 나타내어져 있거나 사전 정의되고/사전 설정될 수 있다. 이 접근방식은, 증가된 복잡도의 대가로, 기지국이 비동기 통신과 연관된 시그널링을 삽입할 수 있는 곳에 관한 더 많은 유연성을 제공한다.

도 6d는 패킷(500)이 더 짧은 지속기간을 갖고 기존의 LTE 프레임 구조의 어떤 참조 심볼들과도 중복하지 않으며, 그로써 디코딩 프로세스를 단순화시킨다는 점에서 도 6a와 상이하다.

기지국이 단말 디바이스들로 비동기 방식으로 전달하고자 하는 데이터가 있는 경우 그리고 기지국이, 예컨대, 앞서 논의된 바와 같은 사전 정의된/사전 협상된 타이밍 스케줄에 기초하여, 수신자 단말 디바이스가 슬립 모드에 있지 않을 것임을 인식하는 경우, 기지국이 단말 디바이스들과의 비동기 통신을 위한 패킷(500)에 대응하는 패킷들만을 서브프레임들에 삽입할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 기지국이 비동기적으로 통신하고자 하는 단말 디바이스에 대한 웨이크업 기간들을 인식하고 있는 예들에서, 기지국은 단말 디바이스의 웨이크업 윈도우의 시작/종료(opening/closing)에 가까운 때에 데이터를 전송하는 것을 피하도록 구성될 수 있다. 이것은 기지국에 대한 단말 디바이스의 클럭에서의 드리프트를 가능하게 하기 위한 것이고, 이는 어웨이크 윈도우(awake window)가 언제 나오는지를 기지국이 알기 약간 전에 또는 후에 단말 디바이스가 깨어나게 할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 기지국은 기지국이 본 발명의 일 실시예에 따라 비동기적으로 데이터를 주고 받고자 하는 단말 디바이스에 대한 슬립/웨이크 사이클(sleep/wake cycle)을 인식하지 않을 수 있다. 이 상황에서, 기지국은 단순히 선택된 때에 데이터를 전달하려고 시도하기만 하고, 예를 들어, 기존의 HARQ 기법들에 기초하여, 데이터가 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타내기 위해, 단말 디바이스로부터의 확인 응답 시그널링에 의존하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 기지국이 단말 디바이스가 슬립 모드에 있는 시간 동안 관련 데이터를 전송하는 경우, 기지국은 확인 응답을 수신하지 않을 것이고, 나중에 재전송을 시도할지도 모른다. 다른 한편으로, 기지국이 단말 디바이스가 깨어 있으면서 사전 정의된 서명 시퀀스를 검색하는 시간 동안 관련 데이터를 전송하고 단말 디바이스가 데이터를 성공적으로 수신하는 경우, 단말 디바이스는 이것을 알려주기 위해 확인 응답 시그널링을 기지국으로 전송하도록 구성되어 있을 수 있다. 확인 응답 시그널링이 확인 응답될 패킷이 수신된 때에 대해 사전 정의된 시간 오프셋에서 단말 디바이스에 의해 전송될 수 있다. 이것은 단말 디바이스가 (즉, 그 자체가 기지국 기반 스케줄링(base station driven scheduling)에 의해 프레임 구조에 동기화되어 있는 사전 정의된 서명 시퀀스의 수신에 대한 타이밍을 사용함으로써) 프레임 구조에 동기화되어 있는 확인 응답 시그널링을 사실상 송신할 수 있게 한다.

확인 응답 시그널링이 어떤 상황들에서 도움이 될 수 있지만, 확인 응답 시그널링이 원칙적으로 도움이 될 수 있는 어떤 경우들에서, 기지국과 단말 디바이스 사이의 양방향 통신을 감소시키기 위해 확인 응답 시그널링이 이용되지 않을 수 있다. 이 상황에서, 기지국은 단말 디바이스가 데이터를 성공적으로 수신할 가능성을 증가시키기 위해 다른 방법들(예를 들어, 일상적인 재전송을 이용하는 것)을 사용할 수 있다. 그렇지만, 실제로, 이 접근방식은 바람직하지 않을 수 있는데, 그 이유는 기지국이 적절한 확실성으로 전송의 성공을 설정할 수 없기 때문이다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 기지국은 단지 비교적 덜 빈번히, 예를 들어, 단말 디바이스 슬립/웨이크 사이클에 기초하여, 단말 디바이스와 통신할 수 있다. 따라서, 기지국이 단말 디바이스로 전달될 필요가 있는 다수의 메시지들을 축적하는 것이 가능하다. 그에 따라, 기지국은 (이용가능한 페이로드 부분이 충분히 크기만 하다면) 단일의 페이로드 부분에서 전송하기 위해 이들을 버퍼링할 수 있다.

앞서 논의된 본 발명의 실시예에 따르면, 사전 정의된 서명 시퀀스는 비동기 통신 패킷(500)의 프리앰블을 포함한다. 그렇지만, 다른 예들에서, 다른 형태들의 사전 정의된 서명 시퀀스가 이용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 사전 정의된 서명 시퀀스는 패킷의 미드앰블 또는 포스트앰블을 포함할 수 있다. 사전 정의된 서명 시퀀스는 또한, 예를 들어, 비동기 전송의 전체 지속기간에 대한 제한된 주파수 범위에 걸쳐 있는 또는 비동기 전송 전체에 걸쳐 분산되어 있는 상이한 형태의 파일럿 신호를 포함할 수 있다. 이러한 파일럿을 식별하는 단말 디바이스는, 예를 들어, 파일럿 신호 및 주변의 시간/주파수 자원들의 존재와 위치 사이의 사전 정의된/사전 협상된 관계에 기초하여 연관된 데이터를 디코딩하도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 어떤 실시예들을 요약하면, 기지국, 제1 단말 디바이스, 및 제2 단말 디바이스를 포함하는 무선 통신 시스템이 제공되고, 여기서 제1 단말 디바이스는 제1 유형의 단말 디바이스이고, 제2 단말 디바이스는 제2 유형의 단말 디바이스이며, 제2 유형은 제1 유형과 상이하고, 여기서 적어도 하나의 기지국은 제1 단말 디바이스에 관련된 데이터를 동기적 방식으로 전달하고 제2 단말 디바이스에 관련된 데이터를 비동기적 방식으로 전달하도록 구성되어 있다. 본 발명의 실시예들은 또한 무선 통신 시스템에서 동작하도록 구성되어 있는 기지국 및 제2 유형의 단말 디바이스를 제공한다.

디바이스 관련 데이터는 제2 단말 디바이스에 대한 식별자를 포함할 수 있다. 어떤 예들에서, 단말 디바이스는, 단말 디바이스에 대한 식별자를 포함하는 디바이스 관련 데이터의 수신 시에, 추가 데이터, 예를 들어, 사용자 평면 데이터를 동기적 방식으로 수신하기 위해 종래의 동기화 절차를 거치도록 구성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 종래의 LTE 통신 기법들에 따라, 데이터의 동기적 수신을 가능하게 하기 위해 주어진 단말 디바이스가 기지국 전송과 동기화해야만 한다는 표시를 주어진 단말 디바이스로 전달하기 위해, 특정 유형들의 단말 디바이스와 비동기적으로 통신하는 앞서 기술된 기법의 바탕을 이루는 원리들이 이용될 수 있다. 이와 같이, 이 동작 모드에서, 단말 디바이스는 여전히 네트워크와 동기화하지만, 그렇게 해야만 한다고 비동기적으로 이미 통보받은 후에만 그렇게 한다. 그에 따라, 기지국으로 하여금 디바이스 관련 식별자를 포함하는 디바이스 관련 데이터와 함께 사전 정의된 서명 시퀀스를 전송하게 함으로써, 기지국은 추가 데이터가 나중에 종래의 동기적 방식으로 전송될 수 있도록 프레임 구조에 동기화하라고 단말 디바이스에 사실상 지시할 수 있다. 그에 따라, 이 접근방식에서, 단말 디바이스는 매 웨이크업 때마다 단지 이용가능한 데이터가 있는지를 알아보기 위해 네트워크와 동기화하는 작업을 덜게 된다. 그 대신에, 단말 디바이스들은 먼저 데이터가 실제로 단말 디바이스를 기다리고 있다는 비동기적 표시를 제공받고, 그로써 수신될 데이터가 없을 때 단말 디바이스들이 기지국과 동기화하는 것을 피하는 데 도움을 준다.

다른 대안으로서, 그리고 페이로드 데이터를 참조하여 앞서 기술한 바와 같이, 디바이스 관련 데이터는, 단말 디바이스들이 기지국과 전혀 동기화할 필요 없이 사용자 평면 데이터를 수신할 수 있도록, 기지국이 디바이스로 전달하고자 하는 사용자 평면 데이터를 포함할 수 있다. 이것은 전형적으로 단말 디바이스로 전송될 비교적 소량의 데이터만이 있을 때 가장 적절할 수 있다. 더 많은 양의 데이터가 디바이스로 간헐적으로 전송될 것으로 예상되는 경우, 디바이스 관련 데이터가 추가 데이터를 수신하기 위해 동기화하라고 단말 디바이스에 통보하는 지시를 포함하는 접근방식이 선호될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서, 앞서 기술된 방식으로 데이터를 비동기적으로 전송하는 데 사용하기 위한 복수의 사전 정의된 서명 시퀀스들이 정의될 수 있다. 데이터를 비동기적으로 수신하도록 구성되어 있는 각각의 단말 디바이스는 이 사전 정의된 서명 시퀀스들 중 임의의 것 또는 그의 서브셋 중 임의의 것을 검색하도록 구성되어 있을 수 있다.

첨부된 청구항들에 한정된 바와 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 앞서 기술한 실시예들에 대해 다양한 수정들이 행해질 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 상세하게는, 본 발명의 실시예들이 주로 LTE 기반 통신 시스템/이동 무선 네트워크를 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 유사한 문제들이 일어날 수 있는 GSM, 3G/UMTS, CDMA2000 등과 같은 다른 형태들의 네트워크에 적용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

본 발명의 추가적인 특정의 및 바람직한 측면들이 첨부된 독립 청구항들 및 종속 청구항들에 기재되어 있다. 종속 청구항들의 특징들이, 청구항들에 명시적으로 기재된 것들 이외의 조합들로, 독립 청구항들의 특징들과 결합될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

참조 문헌들

[1] Holma H. and Toskala A, "LTE for UMTS OFDMA and SC-FDMA based radio access", John Wiley and Sons, 2009.

[2] ETSI TS 122 368 V10.530 (2011-07) / 3 GPP TS 22.368 version 10.5.0 Release 10)

Claims (22)

1. 무선 통신 시스템(400)에서 기지국(402)으로부터 데이터를 수신하는 단말 디바이스(405)로서,
   상기 단말 디바이스는, 상기 기지국으로부터 상기 단말 디바이스에 특정된 데이터를, 상기 단말 디바이스가 상기 기지국에 의해 전송되는 무선 프레임 구조에 동기하지 않는 비동기적 방식으로 수신하도록 구성되고,
   상기 단말 디바이스(405)는 상기 기지국에 의해 전송되는 무선 프레임에서 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터와 관련되어 상기 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 탐색하고, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스의 출현(occurrence)을 검출하고, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스의 상기 출현의 검출 시에 상기 데이터가 상기 단말 디바이스용인지 여부를 결정하고, 그렇다면, 상기 기지국에 의해 전송되는 상기 무선 프레임으로부터 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터를 추출하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 사전 정의된 타이밍 스케줄에 따라 결정된 기간들 동안에만 상기 사전 정의된 서명 시퀀스를 탐색하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 상기 사전 정의된 서명 시퀀스를 탐색하는 기간들 이외의 기간에는 슬립 모드에 들어가도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터를 수신한 것에 응답하여 슬립 모드에 들어가도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 상기 무선 통신 시스템의 동작 주파수 범위보다 더 좁고 그 내에 있는 사전 정의된 주파수 범위 내에서 상기 사전 정의된 서명 시퀀스를 탐색하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터는 (i) 상기 단말 디바이스의 ID(identity)의 표시, (ii) 상기 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터, (iii) 상기 단말 디바이스에 대한 상기 사용자 평면 데이터에 대한 코딩 방식의 표시, 및 (iv) 상기 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터가 상기 기지국에 의해 전송되는 시간 및/또는 주파수의 표시 중 하나 이상을 포함하는, 단말 디바이스.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터를, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스가 프리앰블(pre-amble) 부분(501), 미드앰블(mid-amble) 부분, 포스트앰블(post-amble) 부분, 파일럿(pilot) 부분, 및 분산 파일럿(scattered pilot) 부분을 포함하는 그룹 중에서 선택되는 부분을 포함하는 패킷 형식으로, 수신하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
8. 제7항에 있어서, 상기 패킷 형식은 상기 단말 디바이스의 ID의 표시를 포함하는 헤더 부분(502)을 추가로 포함하는, 단말 디바이스.
9. 제7항에 있어서, 상기 패킷 형식은 상기 단말 디바이스에 대한 사용자 평면 데이터를 포함하는 페이로드 부분(503)을 추가로 포함하는, 단말 디바이스.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스는 상기 단말 디바이스가 탐색하도록 구성되어 있는 사전 정의된 서명 시퀀스들의 세트 중 임의의 사전 정의된 서명 시퀀스인, 단말 디바이스.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터의 성공적인 수신 후에 확인 응답 시그널링을 상기 기지국으로 전송하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터는 추가 데이터를 동기적 방식으로 수신하기 위해 상기 기지국에 의해 전송되는 상기 무선 프레임 구조에 계속하여 동기화하라는 상기 단말 디바이스에 대한 지시를 포함하고, 상기 단말 디바이스는 그렇게 하라는 상기 지시를 수신한 것에 응답하여 상기 기지국에 의해 전송되는 상기 무선 프레임 구조에 동기화하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
13. 제12항에 있어서, 상기 단말 디바이스는 또한 상기 기지국으로부터 데이터를 동기적 방식으로 수신하도록 구성되어 있는, 단말 디바이스.
14. 무선 통신 시스템(400)에서 단말 디바이스(405)를 작동시키는 방법으로서,
    상기 무선 통신 시스템의 기지국(402)에 의해 전송되는 무선 프레임에서 상기 단말 디바이스에 특정된 데이터와 관련되어 상기 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 탐색하고, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스의 출현의 검출 시에 상기 데이터가 상기 단말 디바이스용인지 여부를 결정하고, 그렇다면, 기지국에 의해 전송되는 상기 무선 프레임으로부터 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터를 추출하고, 그에 의해 상기 단말 디바이스가 상기 기지국에 의해 전송되는 무선 프레임 구조에 동기하지 않는 비동기적 방식으로 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
15. 무선 통신 시스템(400)에서 사용 중인 기지국(402)으로부터 데이터를 수신하기 위해 단말 디바이스(405)에서 사용하기 위한 집적 회로로서,
    상기 집적 회로는 상기 단말 디바이스로 하여금, 상기 기지국으로부터 상기 단말 디바이스에 특정된 데이터를, 상기 단말 디바이스가 상기 기지국에 의해 전송되는 무선 프레임 구조에 동기하지 않는 비동기적 방식으로 수신하게 하고,
    상기 집적 회로는 또한 상기 단말 디바이스로 하여금, 상기 기지국에 의해 전송되는 무선 프레임에서 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터와 관련되어 상기 기지국에 의해 전송되는 사전 정의된 서명 시퀀스를 탐색하게 하고, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스의 출현을 검출하게 하고, 상기 사전 정의된 서명 시퀀스의 상기 출현의 검출 시에 상기 데이터가 상기 단말 디바이스용인지 여부를 결정하게 하고, 그렇다면, 상기 기지국에 의해 전송되는 상기 무선 프레임으로부터 상기 단말 디바이스에 특정된 상기 데이터를 추출하게 하는 회로를 포함하는, 집적 회로.
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