KR20110093648A - Ｍｔｃ 기기가 사용되는 이동통신시스템에서 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Ｍｔｃ 기기가 사용되는 이동통신시스템에서 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신시스템 내의 무선기기에 의한 메시지 수신 방법에 있어서, 모니터링 구간과 비 모니터링 구간을 포함하는 제 1 사이클의 정보를 획득하는 단계 및 메시지 수신을 위하여 모니터링 구간 내에서 적어도 하나의 액티브 기회시간(Active Occasion)을 모니터링하는 단계를 포함하고, 메시지는 모니터링 구간 내에서 반복되는 메시지 수신방법을 제공한다.

Description

ＭＴＣ 기기가 사용되는 이동통신시스템에서 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD OF RECEIVING AND TRANSMITTING MESSAGE IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING A MTC DEVICE AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 MTC 기기가 사용되는 이동통신시스템에서 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
이동통신시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 이동통신시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 및 MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
한편, 이동통신시스템 내에는 MTC(Machine Type Communication) 기기가 사용될 수 있다. MTC(Machine Type Communication)는 사람이 배제된, 기계와 기계 사이에 이루어지는 통신을 의미하며, 이때 사용되는 기기를 MTC 기기라고 한다. MTC 기기를 통해 제공되는 서비스는 사람이 개입하는 통신 서비스와 차별성을 가지며, 다양한 범주의 서비스에 적용될 수 있다.
본 발명에서는 MTC 기기가 사용되는 이동통신시스템에서 불연속적인 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 이동통신시스템 내에서 무선기기에 의한 메시지 수신 방법에 있어서, 모니터링 구간과 비 모니터링 구간을 포함하는 제 1 사이클의 정보를 획득하는 단계 및 메시지 수신을 위하여 모니터링 구간 내에서 적어도 하나의 액티브 기회시간(Active Occasion)을 모니터링하는 단계를 포함하고, 메시지는 모니터링 구간 내에서 반복되는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 메시지는 모니터링 구간 내에서 제 2 사이클에 따라 반복되는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 제 1 사이클은 복수의 제 2 사이클을 포함하고, 각각의 제 2 사이클은 액티브 구간과 인액티브 구간을 포함하는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 적어도 하나의 액티브기회시간은 제 2 사이클의 액티브 구간들에 포함되는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 적어도 하나의 액티브기회시간을 모니터링하는 단계는 메시지를 위한 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 모니터링하는 단계를 포함하는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 메시지를 위한 PDCCH는 식별자를 포함하는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 메시지는 PDCCH에 의해 지시된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통하여 수신되는 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 제 1 사이클은 DRX(Discontinuous Reception) 사이클인 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 무선기기는 MTC(Machine Type Communication) 기기인 메시지 수신방법을 제공한다.
또한, 메시지는 페이징 메시지인 메시지 수신방법을 제공한다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는 이동통신시스템 내에 메시지 전송 방법에 있어서, 모니터링 구간과 비 모니터링 구간을 포함하는 제 1 사이클의 정보를 무선기기로 전송하는 단계 및 모니터링 구간 내에 적어도 하나의 액티브 기회시간을 통하여 메시지를 무선기기로 전송하는 단계를 포함하며, 메시지는 모니터링 구간 내에서 반복되는 메시지 전송방법을 제공한다.
또한, 메시지는 모니터링 구간 내에서 제 2 사이클에 따라 반복되는 메시지 전송방법을 제공한다.
또한, 제 1 사이클은 복수의 제 2 사이클을 포함하고, 각각의 제 2 사이클은 액티브 구간과 인액티브 구간을 포함하는 메시지 전송방법을 제공한다.
또한, 적어도 하나의 액티브기회시간은 제 2 사이클의 액티브 구간들에 포함되는 메시지 전송방법을 제공한다.
또한, 제 1 사이클은 DRX 사이클인 메시지 전송방법을 제공한다.
또한, 무선기기는 MTC 기기인 메시지 전송방법을 제공한다.
또한, 메시지는 페이징 메시지인 메시지 전송방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, MTC 기기가 사용되는 이동통신시스템에서 무선기기의 전력손실을 최소화하는 동시에, 메시지 송수신의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunication System)의 구조를 도시한 것이다.
도 2와 도 3은 본 발명이 적용되는 3GPP 무선 접속망 규격에 따른 UE와 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 무선 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 하향링크 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE에 의한 페이징 메시지 수신구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 MTC 기기의 구조 및 통신과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 페이징 메시지 전송구조를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 메시지 전송구조를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 페이징 메시지 수신방법을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신시스템 내의 MTC 기기 및 eNB의 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. 예를 들어, 이하의 설명은 이동통신시스템의 일례로서 3GPP LTE 기반 시스템을 가정하여 설명하지만, IEEE 802.16 기반 시스템 등의 다양한 이동통신 시스템에서 응용될 수 있다.
우선 본 발명이 적용된 이동통신시스템의 일례로서, 3GPP LTE 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunication System)의 구조를 도시한 것이다. E-UMTS는 기존 UMTS에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고도 불린다. E-UMTS 시스템은 E-UTRAN(Evolved Terrestrial Radio Access Network)을 포함한다.
E-UTRAN(Evolved Terrestrial Radio Access Network)은 기지국(evolved-NodeB; 이하 eNB)들로 구성되며, eNB들 간에는 X2 인터페이스를 통해 유선으로 연결된다. eNB는 무선 인터페이스를 통해 단말(User Equipment; 이하 UE)와 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)와 유선으로 연결된다. EPC(Evolved Packet Core)는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving-Gateway) 및 PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 UE의 접속정보나 UE의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 UE의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 gateway이며, PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 gateway이다. X2 인터페이스를 통해 eNB들간에 교환되는 제어 메시지는 X2AP(X2 Application Part) 프로토콜을 이용하며, X2AP 메시지라 부른다. 또한, S1 인터페이스를 통해 MME와 eNB 간에 교환되는 제어 메시지는 S1AP(S1 Application Part) 프로토콜을 이용하며, S1AP 메시지라 부른다.
UE와 eNB 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제 1 계층), L2(제 2 계층) 및 L3(제 3 계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제 1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3 계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 UE와 망 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 UE와 eNB 간 RRC 메시지를 교환한다.
도 2와 도 3은 본 발명이 적용되는 3GPP 무선 접속망 규격에 따른 UE와 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 도시한 것이다. 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane, U-plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane, C-plane)으로 구분된다. 도 2와 도 3에서 도시된 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제 1 계층), L2(제 2 계층) 및 L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다. 이러한 무선 프로토콜 계층들은 UE와 E-UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.
이하에서 도 2의 무선프로토콜 제어 평면과 도 3의 무선프로토콜 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.
제 1 계층인 물리 계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리 계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송 채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리 계층 사이의 데이터가 이동한다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리 계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제 2 계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송 시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제 3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 UE와 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. UE의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, UE는 RRC 연결상태(RRC_CONNECTED)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지상태(RRC_IDLE)에 있게 된다. UE의 RRC 상태(RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 좀 더 설명하면, RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는지 여부를 의미하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED state로 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE state라고 명명한다. RRC_CONNECTED state의 UE는 RRC connection이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE state의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 Tracking Area 단위로 EPC가 관리한다. 즉, RRC_IDLE state의 UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC_CONNECTED state로 이동해야 한다. 사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, UE는 적절한 셀을 탐색한 후에 해당 셀에서 RRC Idle state에 머무른다. RRC_IDLE state에 머물러 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, 비로소 RRC 연결 설정 과정(RRC connection establishment procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED state로 천이한다. Idle state에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우, 이에 대한 응답 메시지 전송 등이 있다. 한편, eNB에서 UE로 데이터를 전송하는 하향전송 채널로는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽 또는 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 이나 제어 메시지의 경우 하향 SCH을 통해 전송될 수 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, UE에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송 채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽 또는 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)이 있다. 전송 채널 상위에 있으며, 전송 채널에 매핑되는 논리 채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel) 및 MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
한편, 앞서 언급한 시스템정보는 UE가 eNB에 접속하기 위반 필수정보를 포함한다. 따라서, UE는 eNB에 접속하기 전에 시스템정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 항상 최신의 시스템정보를 가지고 있어야 한다. 시스템정보는 한 셀 내의 모든 UE가 알고 있어야 하는 정보이므로, eNB는 주기적으로 시스템정보를 전송한다. 시스템정보는 MIB(Master Information Block, SB(Schedule Block) 및 SIB(System Information Block) 등으로 구분될 수 있다. MIB는 UE에게 해당 셀의 물리적 구성(예를 들면, Bandwidth)을 알려준다. SB는 SIB들의 전송정보(예를 들면, 전송주기)를 알려준다. SIB는 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 UE가 사용하는 상향무선채널의 정보만을 포함한다.
도 4는 본 발명이 적용되는 무선 프레임의 구조를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 무선 프레임(radio frame)은 10 개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 하며, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 이다. 하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 RB(resource block)을 포함한다. 도 4의 무선 프레임의 구조는 일 실시예에 해당하며, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수, 슬롯의 수 또는 OFDM 심벌의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 하향링크 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 서브프레임은 시간영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 서브프레임 내의 첫번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심볼들이 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터영역이 된다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(DCI: Downlink Control Information)라고 하며, 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원할당 정보 및 임의의 UE 그룹들에 대한 상향링크 전송전력 제어명령 등을 포함할 수 있다. PDCCH는 하향링크 공유채널(DL-SCH)의 전송포맷 및 자원할당정보, 상향링크 공유채널(UL-SCH)의 자원할당정보(UL-SCH), 페이징 채널(PCH: Paging Channel) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 임의접속응답과 같은 상위계층 제어 메시지에 대한 자원할당정보, 임의의 UE 그룹 내에서 개별 UE들에 대한 전송 전력 제어 명령 셋, 전송 전력 제어 명령 및 VoIP(Voice of Internet Protocol)의 활성화 등에 대한 정보를 나를 수 있다. eNB는 UE에 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어정보에 CRC를 붙인다. CRC는 PDCCH의 용도 또는 소유자에 따라 고유의 식별자(RNTI: Radio Network Temporary Identifier)와 함께 마스크된다. PDCCH가 특정 UE를 위한 것이면, UE의 고유 식별자(예를 들어, C-RNTI: Cell-RNTI)는 CRC에 마스킹된다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것이면, 페이징 지시자 식별자(예를 들어, P-RNTI: Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹되며, 시스템 정보를 위한 것이면, 시스템 정보 식별자 및 시스템 정보 RNTI(S-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 랜덤접속 프리앰블의 수신에 대한 응답인 랜덤접속 응답을 지시하기 위해, 랜덤접속(Radom Access) RNTI(RA-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE에 의한 페이징 메시지 수신구조를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 페이징 메시지(Paging message)를 수신할 때, UE는 전력소비 감소를 목적으로 DRX(Discontinuous Reception)를 수행할 수 있다. 이를 위해 eNB는 페이징 사이클(Paging Cycle) 또는 DRX 사이클(DRX Cycle)이라 불리는 시간주기마다 복수의 호출기회시간(Paging Occasion)을 구성하고, 특정 UE는 지정된 호출기회시간에만 페이징 메시지를 수신할 수 있으며, 그 외의 호출기회시간에서는 페이징 메시지를 수신할 수 없도록 구성된다. 하나의 호출기회시간은 하나의 TTI(transmission time interval)에 해당할 수 있다. UE는 지정된 호출기회시간마다 하향 채널을 수신할 수 있으며, 구체적으로는 지정된 호출기회시간에 깨어나 페이징 식별자(예를 들어, Paging-Radio Network Temporary Identifier; P-RNTI)를 가지는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 수신하면, 수신된 PDCCH 내의 제어정보에 의해 지시된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통하여 페이징 메시지를 수신할 수 있다. UE는 페이징 메시지 내에 자신의 식별자(예를들어, IMSI(International Mobile Subscriber Identity))가 있는지 확인하고, 일치하는 식별자가 있으면, 상위 계층에 페이징 메시지가 도착했음을 알린다. 이러한, 페이징 메시지는 UE에게 전송할 데이터 또는 도착한 호(Call)이 있는 경우에, eNB가 해당 UE를 찾아서 깨우기 위해 사용될 수 있다. 이때, eNB는 UE에게 시스템정보의 변경여부를 알려주기 위하여, 호출메시지 내에 시스템정보 변경 지시자를 포함하여 전송할 수 있으며, UE는 지정된 호출기회시간에 시스템정보 변경 지시자를 포함하는 호출메시지를 수신할 수 있다. 한편, 앞서 언급한 MTC(Machine Type Communication) 기기는 기계와 기계 사이에 이루어지는 통신 기기로서, 사람이 배제된다는 점을 제외하면, 사람이 개입하는 UE와 큰 차이는 없다. 즉, MTC 기기는 사람이 배제된 UE에 대응될 수 있다. 다만, 사람이 배제된다는 측면에서 사람이 개입하는 UE의 메시지 송수신 방법(예를들어, 페이징 메시지 송수신방법) 등을 MTC 기기에 일괄 적용하면 일부 문제가 발생할 수 있다. 이하, 도 7을 참조하여, MTC 기기의 구조 및 통신과정을 설명하고, 사람이 개입하는 UE의 페이징 메시지 송수신 방법을 MTC 기기에 직접 적용하였을 때의 발생할 수 있는 문제점을 간략하게 알아본다.
도 7은 본 발명이 적용되는 MTC 기기의 구조 및 통신과정을 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, MTC 기기를 통해 제공되는 계량 서비스, 도로 정보 서비스 또는 사용자 전자 장치 조정 서비스 등이 eNB로 수신되면, eNB는 이를 MTC 서버로 전송할 수 있고, 이를 통해 MTC 사용자는 제공되는 서비스를 이용할 수 있다.
한편, MTC 기기는 사람이 배제된 채로 통신을 하는 관계상, 사람의 개입이 없는 장소에서 홀로 통신을 수행하는 경우가 많다. 따라서, MTC 기기에 대한 전력공급이 불가능하거나 불편한 경우가 많기 때문에 MTC 기기의 전력손실을 최소화할 필요가 있다. 이때, UE에 적용되는 페이징 메시지 송수신 방법을 MTC 기기에 일괄 적용하면, 페이징 싸이클이 짧아서 MTC 기기의 전력손실이 증대될 수 있다. 즉, 전력공급원에 접근이 곤란한 MTC 기기에 있어서 전력손실의 증대는 큰 문제가 될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 페이징 싸이클을 길게 하면, 전력손실은 줄일 수 있으나, 호출기회시간(Paging Occasion)에 페이징 메시지의 수신에 실패한 경우에는 다음 호출기회시간(Paging Occasion)까지의 기간이 길어 MTC 기기의 안정성 측면에서 문제가 될 수 있다. 이러한 문제는 페이징 메시지의 송수신 과정에서만 발생하는 것은 아니며, MTC 기기의 모든 메시지의 송수신에서도 동일하게 적용될 수 있다. 이하, MTC 기기에 있어 전력손실을 최소화하기 위한 메시지 송수신 방법에 대하여 구체적으로 알아본다. MTC 기기에 의한 메시지 송수신 방법의 일 실시예로서 페이징 메시지의 송수신 방법을 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 메시지의 송수신 방법에도 유사하게 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 페이징 메시지 전송 구조를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 제 1 페이징 사이클은 모니터링 구간(monitoring)과 비 모니터링 구간(Non monitoring interval)으로 구성될 수 있다. 모니터링 구간은 복수개의 액티브 구간과 복수개의 인액티브 구간을 포함할 수 있다. 액티브 구간은 호출기회시간에 해당한다. eNB는 MTC 기기들을 위한 제 1 페이징 사이클과 제 2 페이징 사이클의 두 가지 페이징 주기를 설정할 수 있다. 제 1 페이징 사이클은 제 2 페이징 사이클보다 길게 설정하며, 제 1 페이징 사이클은 제 2 페이징 사이클의 정수 배에 해당하도록 설정할 수 있다. eNB는 MTC 기기를 위한 페이징 메시지를 제 1 페이징 사이클 내에서 제 2 페이징 사이클에 따라 반복적으로 전송할 수 있다. 또한, 페이징 메시지는 제 1 페이징 사이클 내에서 기결정된 횟수만큼 반복 전송될 수 있다. Nmax는 모니터링 구간 내에서 기결정된 호출기회시간의 최대반복횟수를 의미하며 MTC 기기의 특성을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다. eNB는 Nmax에 관한 정보를 포함하는 시스템정보를 전송할 수 있다. 한편, 페이징 메시지의 내용은 제 1 페이징 사이클마다 변경되어 전송될 수 있으나, 제 1 페이징 사이클 내에서는 변경될 수 없다. 즉, 제 1 페이징 사이클 내에서 제 2 페이징 사이클로 반복 전송되는 페이징 메시지의 내용은 동일하다. 하지만, 경우에 따라서, 모니터링 구간 내에서 내용이 상이한 페이징 메시지가 제 2 페이징 사이클로 전송되도록 설정할 수도 있다. 제 1 페이징 사이클, 제 2 페이징 사이클 및 호출기회시간 등은 MTC 기기의 RRC 계층에서 설정될 수 있다. 한편, MTC 기기가 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE state)에 있는 경우, 제 1 페이징 사이클, 제 2 페이징 사이클 및 호출기회시간에 따라 RRC 계층에서 페이징 메시지를 수신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 메시지 전송 구조를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, MTC 기기가 RRC 연결 상태(RRC_Connected state)에 있는 경우의 일 예를 나타낸 것으로, MAC 계층의 DRX 사이클은 모니터링 구간과 비 모니터링 구간으로 구성될 수 있다. 모니터링 구간은 On-Duration과 인액티브 구간으로 구성되며, On-Duration은 모니터링 구간 내에서 특정 주기로 반복적으로 구성된다. DRX 사이클은 도 8의 제 1 페이징 사이클에 대응되며, On-Duration은 도 8의 호출기회시간에 대응된다. 인액티브 구간(inactive interval)은 메시지 등을 수신할 수 없는 구간으로, 서브 DRX 사이클(도 8의 제 2 페이징 사이클에 대응)에서 On-Duration 구간(도 8의 호출기회시간에 대응)을 제외한 구간에 해당하며, 모니터링 구간은 DRX 사이클 내에서 MTC 기기에 의한 메시지를 모니터링하는 구간에 해당하며, 그 크기는 {(N1max-1) Ⅹ 서브 DRX 사이클 + On-duration의 크기}로 계산될 수 있다. 이때, N1max는 모니터링 구간 내에서 기결정된 On-duration의 최대반복횟수를 의미한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 페이징 메시지 수신방법을 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, eNB로부터 MTC 기기는 페이징 메시지를 수신하기 위한 설정정보를 포함하는 시스템정보를 수신하고, MTC 기기를 획득한 설정정보에 기초하여 설정한다(S100). 설정정보는 시스템정보 이외에 MTC 기기 전용 RRC 메시지 또는 NAS 메시지를 통해 취득할 수 있다. 설정정보는 제 1 페이징 사이클, 제 2 페이징 사이클, 호출기회시간(Paging Occasion) 및 모니터링 구간 내의 호출기회시간의 최대반복횟수(Nmax) 등을 포함할 수 있다. MTC 기기는 제 1 페이징 주기 내의 첫번째 호출기회시간(Paging Occasion)에서 서브프레임을 모니터링하고, PDCCH를 수신할 수 있다(S110,S120). 서브프레임에 수신된 페이징 식별자(P-RNTI)를 포함하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 내의 제어정보에 의해 지시된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통하여 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 이때, 페이징 식별자(P-RNTI)는 MTC 기기의 페이징 식별자, UE의 페이징 식별자 또는 단말이 속한 그룹의 페이징 식별자에 해당할 수 있다. MTC 기기는 페이징 메시지를 수신할 때까지, 제 1 페이징 사이클 내에서 Nmax 만큼의 페이징 메시지 수신을 시도할 수 있다(S130). MTC 기기는 제 1 페이징 사이클 내의 모니터링 구간에서 제 2 페이징 사이클에 따라 호출기회시간들에 속한 서브프레임들을 모니터링하고, PDCCH를 수신할 수 있다(S140,S150). 서브프레임에 수신된 페이징 식별자(P-RNTI)를 포함하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 내의 제어정보에 의해 지시된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통하여 페이징 메시지를 수신할 수 있다. Nmax만큼의 호출기회시간들에서 서브프레임을 모니터링한 경우에도, 페이징 메시지를 수신하지 못하였거나, 수신된 메시지에 MTC 기기 자신의 식별자가 포함되어 있지 않은 경우 등에는 MTC 기기는 다음 제 1 페이징 사이클이 시작할 때까지 페이징 메시지 수신을 중단할 수 있다(S160). 한편, MTC 기기는 다음 제 1 페이징 싸이클 내의 호출기회시간에 속한 서브프레임에 PDCCH의 수신을 시도하기 전에 eNB로부터 시스템정보를 수신할 수 있다(S170). 시스템정보 내에는 페이징 메시지를 수신하기 위한 설정정보가 포함될 수 있으며, MTC 기기는 설정정보를 업데이트 할 수 있다. 앞선 과정에서 페이징 메시지는 통상의 UE를 위한 시스템정보 변경 지시자와 함께, MTC 기기들을 위한 시스템정보 변경 지시자를 포함할 수 있다. MTC 기기가 페이징 메시지로부터 MTC 기기를 위한 시스템정보 변경 지시자를 획득한 경우, 획득한 시스템정보 변경 지시자에 기초하여 시스템정보를 수신할 수 있다. eNB는 제 1 페이징 사이클에 맞추어 MTC 기기를 위한 시스템정보 변경 지시자를 페이징 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다. 한편, RRC 휴지 상태(RRC_IDLE state)의 MTC 기기가 페이징 메시지를 수신하고, 수신한 페이징 메시지에 MTC 기기 자신의 식별자가 포함되어 있을 경우, MTC 기기는 eNB에게 RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, MTC 기기는 RRC 연결 요청 메시지를 전송하기 전에 시스템정보를 다시 수신할 수 있다. 도 10은 페이징 메시지의 수신방법을 중심으로 기술하고 있으나, 통상의 메시지 수신방법도 동일하게 진행될 수 있다. 예를 들어, MTC 기기가 RRC 연결모드에 있을 경우, MTC 기기는 RRC 메시지를 통하여, eNB로부터 DRX 사이클, 서브 DRX 사이클, On-Duration 및 모니터링 구간 내의 On-Duration의 최대반복횟수(N1max) 등의 설정정보를 획득할 수 있으며, MTC 기기는 획득한 설정정보에 기초하여 설정할 수 있다. MTC 기기는 DRX 싸이클 내의 첫번째 On-Duration에서 서브프레임을 모니터링하고, PDCCH를 수신할 수 있다. 서브프레임에 수신된 식별자(예를들어, C-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI, TPC-PUSCH-RNTI 또는 Semi-Persistent Scheduling C-RNTI)를 포함하는 PDCCH 내의 제어정보에 의해 지시된 PDSCH를 통하여, 관련된 메시지를 수신할 수 있다. MTC 기기가 관련된 메시지를 수신하지 못하였거나, 해당 PDCCH를 수신하지 못하였거나, 수신된 메시지에 MTC 기기 자신의 식별자가 포함되어 있지 않은 경우 등에는 MTC 기기는 DRX 사이클 내의 모니터링 구간에서 서브 DRX 사이클에 따라 호출기회시간들에 속한 서브프레임들을 모니터링하고, PDCCH를 수신할 수 있다. 한편, MTC 기기가 메시지를 수신하고, 수신된 메시지에 MTC 자신의 식별자가 포함되어 있는 경우에, MTC 기기는 해당 DRX 사이클 내에서는 메시지 수신시도를 중단한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신시스템 내의 MTC 기기 및 eNB의 구성을 도시한 것이다.
MTC 기기는 수신 모듈(11), 전송 모듈(13), 프로세서(15) 및 메모리(17)를 포함할 수 있다. 수신 모듈(11)은 각종 신호, 데이터 및 정보 등을 eNB부터 수신하도록 구성된다. 전송 모듈(13)은 각종 신호, 데이터 및 정보 등을 eNB로 전송하도록 구성된다. 메모리(17)는 수신된 각종 신호, 데이터 및 정보 등을 일시 저장하도록 구성된다. 프로세서(15)는 수신 모듈(11)을 제어하여, eNB로부터 시스템정보를 수신할 수 있다. 시스템정보 내에는 메시지를 수신하기 위한 설정정보가 포함될 수 있으며, 프로세서(15)는 수신된 설정정보에 기초하여 MTC 기기를 설정할 수 있다. 설정정보는 시스템정보 이외에 RRC 메시지 또는 NAS 메시지를 통해 획득할 수 있다. 설정정보는 제 1 사이클, 제 2 사이클, 액티브기회시간(Active Occasion) 및 제 1 사이클 내의 액티브기회시간의 최대반복횟수(Nmax) 등이 포함될 수 있다. 제 1 사이클은 수신 메시지가 페이징 메시지인 경우에는 제 1 페이징 사이클에 해당할 수 있으며, 수신 메시지가 MAC 계층의 하향 메시지인 경우에는 DRX 사이클에 해당할 수 있다. 제 2 싸이클은 수신 메시지가 페이징 메시지인 경우에는 제 2 페이징 사이클에 해당할 수 있으며, 수신 메시지가 MAC 계층의 하향 메시지인 경우에는 서브 DRX 사이클에 해당할 수 있다. 액티브기회시간 또한 각각 호출기회시간 및 On-Duration에 해당할 수 있다. Nmax는 각각 모니터링 구간 내에서의 호출기회시간의 최대반복횟수 및 On-Duration의 최대반복횟수에 해당할 수 있다. 페이징 메시지 또는 MAC 계층의 하향 메시지에 따라 그 명칭은 달리하나 기본적인 수신구조 및 주기의 크기 등은 대응될 수 있다. 프로세서(15)는 제 1 주기 내의 첫번째 액티브기회시간(Active Occasion)에서 서브프레임을 모니터링 하고, 수신 모듈(11)을 제어하여, 서브프레임에 식별자를 포함하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 내의 제어정보에 의해 지시된 PDSCH를 통하여, 관련된 메시지를 수신할 수 있다. 프로세서(15)는 수신 모듈(11)을 제어하여 관련된 메시지를 수신하지 못하였거나, 해당 PDCCH를 수신하지 못하였거나, 수신된 메시지에 MTC 기기 자신의 식별자가 포함되어 있지 않은 경우에 모니터링 구간 내에서 제 2 사이클에 따라 액티브기회시간에 속한 서브프레임들을 모니터링하고, PDCCH를 수신할 수 있다. 한편, 프로세서(15)는 메시지를 수신하고, 수신된 메시지에 자신의 식별자가 포함되어 있는 경우에 해당 제 1 사이클 내에서는 메시지 수신을 중단한다.
eNB는 수신 모듈(21), 전송 모듈(23), 프로세서(25) 및 메모리(27)를 포함할 수 있다. 수신 모듈(21)은 각종 신호, 데이터 및 정보 등을 UE 및 MTC device 등으로부터 수신하도록 구성된다. 전송 모듈(23)은 각종 신호, 데이터 및 정보 등을 UE 및 MTC device 등으로 전송하도록 구성된다. 메모리(27)는 연산 처리된 정보, 수신된 각종 신호 및 데이터 등을 일시 저장하도록 구성되며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다. 프로세서(25)는 제 1 사이클, 제 2 사이클, 액티브기회시간(Active Occasion) 및 모니터링 구간 내의 액티브기회시간의 최대반복횟수(Nmax) 등을 포함하는 설정정보를 시스템정보 또는 RRC 메시지 등에 포함하여 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(25)는 전송 모듈(23)을 제어하여, PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통하여 식별자를 포함하는 제어정보를 제 1 사이클 및 제 2 사이클에 따른 액티브기회시간에 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(25)는 전송 모듈(23)을 제어하여, 제어정보에 기초한 관련 메시지를 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통하여 전송할 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하며 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태들은 설명의 편의를 위해 3GPP LTE 기반 이동통신시스템에 적용되는 경우를 중심으로 설명하였으나, 랜덤접속을 수행하는 다양한 이동통신시스템에서 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
11: MTC 기기의 수신 모듈 13: MTC 기기의 전송 모듈
15: MTC 기기의 프로세서 17: MTC 기기의 메모리
21: eNB의 수신 모듈 23: eNB의 전송 모듈
25: eNB의 프로세서 27: eNB의 메모리

Claims (17)

  1. 이동통신시스템 내에서 무선기기에 의한 메시지 수신 방법에 있어서,
    모니터링 구간 (Monitoring Interval)과 비 모니터링 구간 (Non-Monitoring Interval)을 포함하는 제 1 사이클의 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 메시지 수신을 위하여, 상기 모니터링 구간 내에서 적어도 하나의 액티브 기회시간 (Active Occasion)을 모니터링하는 단계를 포함하고,
    상기 메시지는 상기 모니터링 구간 내에서 반복되는 메시지 수신방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 모니터링 구간 내에서 제 2 사이클에 따라 반복되는 메시지 수신방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사이클은 복수의 제 2 사이클을 포함하고, 각각의 제 2 사이클은 액티브 구간 (Active Interval)과 인액티브 구간 (Inactive Interval)을 포함하는 메시지 수신방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액티브 기회시간은 상기 제 2 사이클의 액티브 구간들에 포함되는 메시지 수신방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액티브기회시간을 모니터링하는 단계는 상기 메시지를 위한 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)을 모니터링하는 단계를 포함하는 메시지 수신방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메시지를 위한 PDCCH는 식별자를 포함하는 메시지 수신방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 PDCCH에 의해 지시된 PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)을 통하여 수신되는 메시지 수신방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사이클은 DRX (Discontinuous Reception) 사이클인 메시지 수신방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선기기는 MTC (Machine Type Communication) 기기인 메시지 수신방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 메시지는 페이징 메시지인 메시지 수신방법.
  11. 이동통신시스템 내에 메시지 전송 방법에 있어서,
    모니터링 구간 (Monitoring Interval)과 비 모니터링 구간 (Non-Monitoring Interval)을 포함하는 제 1 사이클의 정보를 무선기기로 전송하는 단계; 및
    상기 모니터링 구간 내에 적어도 하나의 액티브 기회시간 (Active Occasion)을 통하여 메시지를 상기 무선기기로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 메시지는 상기 모니터링 구간 내에서 반복되는 메시지 전송방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 모니터링 구간 내에서 제 2 사이클에 따라 반복되는 메시지 전송방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 사이클은 복수의 제 2 사이클을 포함하고, 각각의 제 2 사이클은 액티브 구간 (Active Interval)과 인액티브 구간 (Inactive Interval)을 포함하는 메시지 전송방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액티브 기회시간은 상기 제 2 사이클의 액티브 구간들에 포함되는 메시지 전송방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 사이클은 DRX (Discontinuous Reception) 사이클인 메시지 전송방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 무선기기는 MTC (Machine Type Communication) 기기인 메시지 전송방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 메시지는 페이징 메시지인 메시지 전송방법.
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