KR20120125185A - 네트워크 접근 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20120125185A
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Abstract

본 발명은 네트워크 접근 방법을 개시하며, 상기 방법은, 하나의 M2M 단말기 그룹의 각 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하는 단계와 상기 M2M 단말기 그룹의 적어도 하나의 M2M 단말기가 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하여 네트워크 접근을 수행하기 위해 상기 결정된 접근 자원을 이용하는 단계를 포함한다. 본 발명을 채택함으로써, 많은 M2M 단말기들이 동시에 성공적으로 네트워크에 접근할 수 있도록 한다.

Description

네트워크 접근 방법 및 장치{NETWORK ACCESS METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 이동 통신 기술 분야에 관한 것으로, 특히 네트워크 접근 방법 및 장치에 관한 것이다.
장치 간 인터넷(Internet of Things) 기술, 즉 M2M (Machine to Machine) 통신은 장치가 시스템들 간, 원격 장치들 간 및 개인들 간 무선 연결을 설정하고 실시간으로 데이터를 송신할 수 있도록 한다. M2M 기술은 데이터 수집, GPS(Global Positioning System), 원격 제어, 텔레커뮤니케이션 및 정보 기술(IT)을 결합하며, 컴퓨터들, 네트워크들, 장치들, 센서들, 인간 등을 포함하는 시스템으로서, 비즈니스 과정 자동화를 가능하게 하고 회사의 정보 기술 시스템들과 비 IT(Information Technology) 장비의 실시간 상태를 통합할 수 있으며, 부가가치 서비스를 창출할 수 있다.
현재 응용에서, M2M 기술은 공공 네트워크 서비스들, 즉 인간-컴퓨터 상호작용 통신 또는 인간 상호작용 통신에만 이용되고 있다. 그러나, 많은 M2M 서비스들이 존재할 수 있으므로 참조되는 M2M 단말들의 수 또한 매우 많다. 예를 들면, 셀룰러 통신 네트워크의 각 셀은 수만, 심지어는 수십만 개의 M2M 단말기들을 지원할 수 있으며, 따라서 그러한 많은 M2M 단말기들이 셀룰러 통신 네트워크에 동시에 접근하는 경우, 이는 네트워크 접근 혼잡(congestion)을 유발할 것이며, 셀룰러 통신 네트워크의 기지국 또한 많은 M2M 단말기들의 동시 접근을 수용할 수 없다.
본 발명은 많은 M2M 단말기들이 네트워크에 성공적으로 동시에 접근할 수 있도록 하는 네트워크 접근 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 네트워크 접근 방법은 하나의 M2M 단말기 그룹의 M2M 단말기가 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하는 단계와 상기 M2M 단말기 그룹의 상기 M2M 단말기가 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하여, 상기 결정된 접근 자원을 이용하여 네트워크 접근을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 지원하는 방법에 있어서, 하나의 M2M 단말기 그룹 중 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하는 M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 감지하는 단계와, 상기 M2M 단말기에게 피드백을 전송하고, 상기 M2M 단말기 그룹의 단위로 상기 M2M 단말기 그룹에 속한 M2M 단말기들을 스케줄링하는 단계를 포함한다. 상기 네트워크 접근은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 결정된 접근 자원을 이용하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 네트워크 접근을 수행하는 M2M 단말기 내의 장치에 있어서, 하나의 M2M 단말기 그룹의 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하는 제어기와, 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하여, 상기 결정된 접근 자원을 이용하여 네트워크 접근을 수행하는 송수신기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 지원하는 기지국 내의 장치에 있어서, 하나의 M2M 단말기 그룹 중 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하는 M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 감지하는 송수신기와, 상기 M2M 단말기에게 피드백을 전송하고, 상기 M2M 단말기 그룹의 단위로 상기 M2M 단말기 그룹에 속한 M2M 단말기들을 스케줄링하는 제어기를 포함한다. 상기 네트워크 접근은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 결정된 접근 자원을 이용하여 이루어진다.
위의 기술적 해결책으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에서는, 하나의 M2M 단말기 그룹의 각 M2M 단말기는 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하고, 상기 M2M 단말기 그룹의 적어도 하나의 M2M 단말기가 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하여 네트워크 접근을 수행하기 위해 상기 결정된 접근 자원을 이용한다. 즉, 본 발명에서는, M2M 단말기의 접근 자원을 전체적으로 결정하기 위해 M2M 단말기 그룹을 하나의 유닛으로 취급하여 M2M 단말기 그룹의 접근 자원을 결정하며, M2M 단말기 그룹의 적어도 하나의 M2M 단말기는 M2M 단말기 그룹을 대표하여 네트워크 접근을 수행하기 위해 상기 결정된 접근 자원을 이용한다. 따라서 각 M2M 단말기가 개별적으로 네트워크 접근을 수행할 필요가 없으며 많은 M2M 단말기들이 네트워크에 성공적으로 동시에 접근하면서 네트워크 접근 혼잡을 피할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 네트워크 접근 절차의 기본적인 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 업링크 접근 코드 개수에 대한 예시.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 다중화 인자의 예시.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 업링크 접근 코드 개수를 전달하는 브로드캐스트 메시지의 예시.
도 5는 M2M 단말기들에 대해 구성된 전용 접근 정보를 전달하는 시그널링 정보의 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 단말기 혹은 기지국의 블록 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 목적들, 기술적 해결책들 및 장점들을 명확하게 하기 위해서, 이하에서 본 발명을 실시예들 및 도면들을 참조하여 상세히 더 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 네트워크 접근 절차의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 내의 장치간 통신(M2M) 단말기들은 복수 개의 M2M 단말기 그룹들로 분할될 수 있으며, 각 M2M 단말기 그룹은 네트워크에서 고유 식별자를 갖는다.
상기 M2M 단말기 그룹들은, 소정의 원칙, 일 예로서 네트워크가 근접한 지리학적 위치, 유사한 어플리케이션 등과 같이 동일하거나 유사한 특성들을 갖는 M2M 단말기들은 동일한 M2M 단말기 그룹에 있다는 원칙에 따라, 네트워크의 모든 M2M 단말기들을 복수 개의 M2M 단말기 그룹들로 분할하는 방식으로 형성된다. 서로 다른 M2M 그룹들에 포함된 M2M 단말기들의 수들은 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
또한, 상기 언급한 네트워크는 전체 네트워크 또는 적어도 하나의 구역(district)으로 이루어진 네트워크일 수도 있으며, 이는 실제 필요에 따라 정의될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 언급한 분할된 M2M 단말기 그룹들에 기초하여 네트워크 접근 절차의 흐름이 다음의 단계들을 포함할 수 있다.
단계 101: 하나의 M2M 단말기 그룹의 각 M2M 단말기는 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정한다.
M2M 단말기들의 네트워크 접근의 경우, 대부분의 키 링크(key link)는 업링크 레인징(uplink ranging) 또는 업링크 접근(uplink access)이다. 상기 업링크 레인징 또는 업링크 접근은 주로 자원들, 즉 업링크 접근 코드들과 접근 채널을 포함한다. 상기 업링크 접근 코드들은 일 예로서 직교 시퀀스들의 할당이 될 수 있으며, 상기 접근 채널은 일 예로서 업링크의 주파수 자원들의 할당이 될 수 있다. 따라서, M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하는 것은, M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기의 식별자에 따라 업링크 접근 코드와 접근 채널을 각각 결정하는 것을 포함할 수 있다.
단계 102: M2M 단말기 그룹의 적어도 하나의 M2M 단말기가 M2M 단말기 그룹을 대표하여 네트워크 접근을 수행하기 위해 상기 결정된 접근 자원을 이용한다.
하기의 내용은 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 업링크 접근 코드와 접근 채널을 각각 결정하는 방법을 설명한다.
업링크 접근 코드:
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 업링크 접근 코드 개수의 결정을 나타낸 것이다.
일 실시예로서, 접근 채널에서 M2M 단말기 그룹에 속한 업링크 접근 코드를 각 M2M 단말기 그룹에 대해 결정할 수 있다. 일 실시예로서 업링크 접근 코드를 찾아내기 위한 결정 방법은 하기의 단계 A1을 통해 구현될 수 있다.
단계 A1: M2M 단말기는 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 상기 M2M 단말기를 지원하는 기지국으로부터 획득하고, 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 상기 획득한 다중화 인자에 따라 업링크 접근 코드를 결정한다.
바람직하게, 단계 A1은 하기의 <수학식 1>을 통해 구현될 수 있다.
Figure pat00001
<수학식 1>에서, r은 업링크 접근 코드의 식별자를 나타내고, mod()은 상보(complementation), 즉 모듈로(modulo) 연산을 나타내고, floor()는 라운드 다운(round-down) 함수를 나타낸다. 예를 들면 floor (2.3)=2 또는 floor(2.6)=2이다. MGID은 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자를 나타내고, M은 요구되는 시간 영역 자원을 나타내며 하기의 <수학식 2>로 표현될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, MGIDtotal은 네트워크의 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수를 나타낸다. NM2Mgroup은 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수를 나타낸다.
M2M 단말기는 기지국로부터의 정규적으로 브로드캐스트되는 정보들을 감지하여, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 0부터 15까지의 시리얼 번호 중 하나의 구성 시리얼 번호(즉 파티션 인덱스)를 획득하고, 도 2에 도시된 바와 같이 초기 RP(Ranging Preamble) 코드들의 수(NIN)와 핸드오버 RP 코드들의 수(NHO) 및 M2M 그룹 코드들의 수(NM2Mgroup)을 포함하는 구성들을 정의하는 구성 정보 테이블로부터 상기 획득된 구성 시리얼 번호에 따라 해당 NM2Mgroup을 획득함으로써 해당 구성을 획득할 수 있다.
α는 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 나타내고, 얼마나 많은 M2M 단말기 그룹들이 동일한 접근 자원을 다중화할 지를 나타내는데 이용된다. α의 값은 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, …등이 될 수 있다. α의 값이 1일 때, 이는 모든 M2M 단말기 그룹들이 접근 자원을 다중화하지 않을 것임을, 즉 각 M2M 단말기 그룹이 다른 접근 자원을 가짐을 의미하고, 반면 α의 값이 1/2일 때, 이는 2개의 M2M 단말기 그룹들이 동일한 접근 자원을 다중화할 것임을 의미한다. (또는 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128와 같은 다른 값들의 경우에도, 상황은 유사하다)
M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자는 고정된 값으로 구성되거나 M2M 단말기와 기지국 등에 의해 상호 약속되며, 이에 기초하여, M2M 단말기는 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 기지국으로부터 획득하는 과정을 생략할 수 있으며, M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자는 구성 또는 약속에 따라 직접 획득할 수 있음을 유의한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 언급된 업링크 접근 코드는 하기의 단계 A2에 따라 결정될 수 있다.
단계 A2: M2M 단말기는 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자 및 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수에 따라 업링크 접근 자원을 결정한다.
일 실시예로서 단계 A2는 하기의 <수학식 3>을 통해 구현될 수 있다.
Figure pat00003
여기서, r은 업링크 접근 코드의 식별자를 나타낸다. α'는 셋업 파라미터 값이고, 일 예로 그 값은 1이거나 혹은 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자 또는 다른 값들일 수 있으며, 이는 본 발명에서 제한되지 않는다.
아래에서는 접근 채널의 결정을 설명한다.
접근 채널:
많은 M2M 서비스들이 존재할 수 있고, 참조되는 M2M 단말기들의 수 또한 매우 많으므로, M2M 단말기 그룹들의 수도 다소 많다. 이러한 상황에 비추어 볼 때, 얼마나 많은 슈퍼프레임들을 전달할 것인지를 이용하여, M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 개수와 네트워크의 M2M 단말기 그룹들의 수에 따라 M2M 단말기 그룹의 접근을 결정할 수 있고, 동시에 M2M 단말기 그룹의 다중화 상태를 제어하기 위해 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 이용하여 지연을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 접근 채널을 결정하기 위해 다음의 단계들을 이용할 수 있다.
단계 B1: M2M 단말기는 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 기지국으로부터 획득한다.
단계 B1의 다중화 인자는 고정된 값으로 구성되거나, M2M 단말기, 기지국 등에 의해 상호 약속될 수도 있으며, 이에 기초하여, M2M 단말기는 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 기지국으로부터 얻는 과정을 생략할 수 있으며, 즉, 단계 B1이 생략될 수 있고, M2M 단말기가 그룹으로 있는 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자는 구성 또는 약속에 따라 직접 획득할 수 있음을 유의한다.
단계 B2: M2M 단말기는 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 획득된 다중화 인자에 따라 접근 채널을 결정한다.
일 실시예로서, 단계 B2는 다음의 <수학식 4>를 통해 구현될 수 있다.
Figure pat00004
여기서, C는 접근 채널이 있는 프레임 또는 슈퍼프레임의 식별자(혹은 번호)를 나타낸다.
무선 통신 시스템에서, 하나의 슈퍼프레임은 4개의 프레임들로 구성되며, 각 프레임이 접근 채널을 포함하는지의 여부는 네트워크 구성에 따른다. 본 발명의 더욱 명백히 하기 위해, 4개의 구성 상황들을 하기에서 예로서 제시하여 본 발명을 설명한다.
제1상황: 각 슈퍼프레임의 4개의 프레임들 각각이 하나의 접근 채널을 포함하는 경우, 이에 기초하여, <수학식 3>에 따라 아래와 같이 획득될 수 있다.
C = 4*슈퍼프레임 번호+i, 여기서 i는 프레임 식별자이고 그 값은 0, 1, 2 또는 3일 수 있다.
제2 상황: 각 슈퍼프레임 중 하나의 프레임이 하나의 접근 채널을 가지는 경우, <수학식 3>에 따라 아래와 같이 획득될 수 있다.
C = superframe number
제3 상황: 매 2개의 슈퍼프레임들마다 mod(superframe number, 2)=0을 만족하는 짝수 번째 슈퍼프레임의 하나의 프레임이 하나의 접근 채널을 포함하는 경우, <수학식 3>에 따라 아래와 같이 획득될 수 있다.
C = superframe number/2
제4 상황: 매 4개의 슈퍼프레임들마다 mod(superframe number, 4)를 만족하는 슈퍼프레임들 중 하나의 프레임이 하나의 접근 채널을 포함하는 경우, <수학식 3>에 따라 아래와 같이 획득될 수 있다.
C = superframe number/4
<수학식 4>는 접근 채널의 결정의 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 확장으로서, 다른 수학식들을 이용하여 접근 채널이 결정될 수도 있으며, 그 중 2가지 종류들이 하기에 열거되어 있음에 유의한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 전술한 <수학식 4>는 다음 <수학식 5>로 대체될 수 있다.
Figure pat00005
여기서, α'는 셋업 파라미터 값이고, 그 값은 1이거나 혹은, M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자 또는 다른 값들이 될 수 있으며, 이는 본 발명에서 한정되지 않는다.
요약하면, 접근 채널을 결정하기 위한 수학식들은 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 획득한 다중화 인자에 따라 M2M 단말기가 접근 채널을 결정하는 예들일 뿐이며, 본 발명을 한정하는 데 이용되지 않는다.
접근 채널이 결정된 후, M2M 단말기 그룹의 접근 구간 동안, 상기 접근 구간에서 접근 채널의 시작점(starting point)을 더 결정할 수 있으며, 이는 하기의 <수학식 6>을 통해 상세히 구현될 수 있다. M2M 단말기 그룹의 접근 구간은 변경 가능할 수 있으며, 이는 전체 시간 영역 자원 M을 수용할 수 있는 총 슈퍼프레임들의 구간을 의미한다. 하나의 접근 구간 내에서, NM2Mgroup과 α는 변경되지 않은 채로 유지되어야 한다.
Figure pat00006
Nsuperframe number은 접근 채널이 있는 프레임 또는 슈퍼프레임, 즉 접근 구간에서의 시작점의 식별자이고, k는 하나의 슈퍼프레임에 포함된 접근 채널들의 개수 인자이다. 예를 들어, k 값이 4일 때, 이는 하나의 슈퍼프레임이 4개의 접근 채널들을 포함함을 나타내고, k의 값이 1일 때, 이는 하나의 슈퍼프레임이 하나의 접근 채널을 포함한다는 것을 나타내고, k의 값이 1/2일 때, 이는 2개의 슈퍼프레임들이 하나의 접근 채널을 포함한다는 것을 나타내고, k의 값이 1/4일 때, 이는 4개의 슈퍼프레임들이 하나의 접근 채널을 포함함을 나타낸다.
전술한 내용은 업링크 접근 코드와 접근 채널을 결정하는 실시예들을 설명하고 있다.
상기 언급한 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자는 IEEE 802.16 계열의 통신 시스템에서 정의하는 2차 슈퍼 프레임 헤더 서브패킷 1(Secondary SuperFrame Header Sub-Packet 1: S-SFH SP1)의 셀 포맷을 통해 송신될 수 있음에 유의한다. S-SFH SP1을 통해 송신되는 다중화 인자 관련 정보의 상세한 내용은 도 3에 도시되어 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중화 인자를 보인 것이다. 도시한 바와 같이 전용 레인징 코드의 다중화 인자의 값은 전용 레인징 코드의 다중화 비율을 나타내기 위해 000 내지 111의 3비트에 의해 1 내지 1/128 중 하나로 지시될 수 있다. 일 예로서 0b000의 값은 다중화 인자 1을 지시하기 위해 사용될 수 있다.
업링크 접근 코드와 접근 채널의 결정은 단일 M2M 단말기가 아니라 M2M 단말기 그룹에 의존하므로, 동일한 M2M 단말기 그룹의 모든 M2M 단말기들에 의해 결정된 업링크 접근 코드들 및 접근 채널들은 동일함에 유의한다. 동일한 M2M 단말기 그룹의 모든 M2M 단말기들이 업링크 접근 코드들과 접근 채널들을 결정한 후에, M2M 단말기 그룹의 적어도 하나의 M2M 단말기는 M2M 단말기 그룹을 대표하여 기지국에 네트워크 접근을 요청하기 위해 상기 결정된 접근 자원을 이용한다.
상기 요청을 송신한 M2M 단말기와 상기 요청을 송신하지 않은 M2M 단말기들을 포함한 M2M 단말기 그룹의 모든 멤버들은 기지국으로부터 피드백(즉 레인징-ACK)을 감지한다. 일 실시예로서 상기 피드백은 브로드캐스트 시그널링일 수 있다. 상기 피드백이 성공을 나타내면, M2M 단말기 그룹의 멤버들은 기존의 방식에 따라 네트워크에 접근한다. 피드백이 접근 계속(continuing to access)을 나타내면, M2M 단말기 그룹을 대표하는 그룹이 상기 결정된 접근 채널에서 업링크 접근 코드들을 기지국으로 계속 송신한다. 피드백이 지연을 나타내면, M2M 단말기 그룹을 대표하는 그룹이 지연 시간이 끝난 후에 기지국으로 업링크 접근 코드들을 계속 송신한다.
기지국이 M2M 단말기들을 선행 기술에서와 같이 M2M 단말기 각각의 단위라기 보다는, M2M 단말기 그룹의 단위로 스케줄링하며, 이는 간단하고 빨리 M2M 단말기를 스케줄링할 수 있으며, 많은 M2M 단말기들이 성공적으로 네트워크에 접근하고 네트워크 접근 혼잡을 피할 수 있도록 한다는 것을 알 수 있다.
위의 수학식들 1 내지 4에서, NM2Mgroup은 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 발생기를 이용하여 발생되며, 그 범위는 144 ((H+I + J + K + N + M + L + O + S) mod 256) 배(times)에서 144 ((H +I+ J + K + N + M + L + O + S+NM2Mgroup mod 256) - 1 배(times)임에 유의해야 한다. NM2Mgroup은 최대(at most) 256이다.
N은 초기 레인징 코드들의 개수이고(즉 N은 공통 초기 접근 업링크 레인징 코드 셋을 나타냄),
M은 주기적 레인징 코드들의 개수이고(즉 M은 공통 구간 접근 업링크 레인징 코드 셋을 나타냄);
L은 대역폭 요청(Bandwidth Request: BR) 코드들의 개수이고(즉 L은 공통 대역폭 요청 접근 업링크 레인징 코드 셋을 나타냄);
O는 HO 레인징 코드들의 개수이고(즉 O는 공통 셀 핸드오버 요청 접근 업링크 레인징 코드 셋을 나타냄);
K는 초기 레인징 코드 셋 1의 초기 레인징 코드들의 개수이고(즉 K는 공통 초기 접근 업링크 레인징 코드 셋 1을 나타냄);
J는 BR 레인징 코드 셋 1의 BR 레인징 코드들의 개수이고(즉 J는 공통 대역폭 요청 접근 업링크 레인징 코드 셋 1을 나타냄);
I는 HO 레인징 코드 셋 1의 HO 레인징 코드들의 개수이고(즉 I는 공통 대역폭 요청 접근 업링크 레인징 코드 셋 1을 나타냄);
H는 HO 레인징 코드 셋 2의 HO 레인징 코드들의 개수이고(즉 H는 공통 대역폭 요청 접근 업링크 레인징 코드 셋 2을 나타냄);
G는 RS(Reed Solomon) 초기 레인징 코드들의 개수이고(즉 G는 중계국 공통 초기 접근 업링크 레인징 코드 셋을 나타냄);
F는 RS 전용 코드들의 개수(즉 F는 중계국 전용 접근 업링크 레인징 코드 셋을 나타냄)이다.
다른 실시예로서, NM2Mgroup은 업링크 채널 기술(UCD: Uplink Channel Description) 정보와 같은 기지국 브로드캐스팅 메시지들을 이용하여 공개(publish)될 수 있다. 도 4는 NM2Mgroup을 공개하기 위해 사용되는 브로드캐스팅 메시지의 예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 업링크 접근 코드 개수를 운반하는 브로드캐스팅 메시지를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 브로드캐스팅 메시지는 NM2Mgroup을 공개하기 위해 사용되며, 도시한 바와 같이 특정 업링크를 위한 코드 그룹의 시작 번호(S)에 관련된 정보 요소와 M2M 그룹에 대한 전용 코드들의 개수에 관련된 정보 요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 레인징 코드 그룹의 시작에 관련된 정보 요소는 시작 번호 S를 지시하며, 업링크에 사용되는 레인징 코드들은 S와 ((S+O+N+M+L+K+J+I+H+G+F+NM2Mgroup) mod 256)) 사이에서 정해진다.
이상에서는 M2M 단말기 그룹의 개념에 기반하여 본 발명에서 제공되는 네트워크 접근 방법을 설명하였다. 본 발명의 확장된 실시예로서, M2M 단말기 그룹의 개념에 기반하지 않은 네트워크 접근 방법을 더 제공할 수 있으며, 이는 아래에서 상세히 설명한다.
본 발명의 확장된 실시예에서 제공되는 M2M 단말기 그룹의 개념에 기반하지 않는 네트워크 접근 방법은, 자세히는, 전용 초기 접근 채널과 구간 접근 채널을 M2M 단말기에 할당하여, M2M 단말기가 상기 할당된 전용 초기 접근 채널과 구간 접근 채널에 따라 접근하는 것이다. 상기 전용 초기 접근 채널과 구간 접근 채널을 M2M 단말기에 할당하기 위해서는, M2M 단말기에 할당된 초기 접근 채널과 구간 접근 채널이 802.16m와 같은 시스템의 원래 접근 채널들에 영향을 미칠 수 없다는 것을 확실히 할 필요가 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해서, M2M 단말기에 할당되는 전용 초기 접근 채널은 시스템의 원래 접근 채널을 갖는 프레임을 차지할 수 없고, 한편 상기 할당된 초기 접근 채널과 구간 접근 채널은 동일한 프레임에 할당되지 않도록 해야 한다.
위의 설명에 기초하여 아래에서는 공통적으로 이용되는 802.16m 시스템을 예로 들 것이지만, 다른 시스템들의 원리들도 이와 유사한 것에 유의하여야 한다.
802.16m 시스템의 초기 접근 채널 구성들은 아래의 4가지 타입들을 포함한다.
1. 각 슈퍼프레임의 OSF번째 서브프레임들은 초기 접근 채널을 전달한다.
2. 각 슈퍼프레임의 1 번째 프레임의 OSF번째 서브프레임은 초기 접근 채널을 전달한다.
3. 짝수 번째 슈퍼프레임, mod(superframe number, 2) = 0의 1 번째 프레임의 OSF번째 서브프레임은 초기 접근 채널을 전달한다.
4. 매 4번째 슈퍼프레임들에서, 즉 mod(superframe number, 4) = 0에서 1 번째 프레임의 OSF번째 서브프레임은 초기 접근 채널을 전달한다.
구간 접근 채널의 4가지 종류의 접근 채널 구성들은 하기의 4가지 타입들을 포함한다.
1. 각 슈퍼프레임의 OSF+1번째 서브프레임들은 구간 접근 채널을 전달한다.
2. 각 슈퍼프레임의 2 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 구간 접근 채널을 전달한다.
3. 매 4번째 슈퍼프레임들에서 2 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 구간 접근 채널을 전달한다.
4. 매 8번째 슈퍼프레임들, 즉 mod(superframe number, 8) = 0에서 2 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 구간 접근 채널을 전달한다.
802.16m 시스템의 전술한 초기 접근 채널 및 구간 접근 채널에 기반하여, 본 발명에서 제공하는 네트워크 접근을 달성하기 위해서는, M2M 단말기에 초기 접근 채널과 구간 접근 채널을 할당할 때, 이러한 할당이 위의 구성들을 간섭하지 않아야 함을 고려할 필요가 있다. 아래는 위의 구성을 간섭하지 않는다는 전제하에 초기 접근 채널과 구간 접근 채널을 M2M 단말기에 할당하는 예를 도시하고 있다. 세부 내용은 다음과 같다.
하기의 초기 접근 채널들이 M2M 단말기에 할당된다.
1. 각 슈퍼프레임의 OSF+2번째 서브프레임들은 M2M 단말기의 초기 접근 채널을 전달한다.
2. 각 슈퍼프레임의 3 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 M2M 단말기의 초기 접근 채널을 전달한다.
3. 매 짝수 번째 슈퍼프레임들, 즉 mod(superframe number, 2) = 0에서 3 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 M2M 단말기의 초기 접근 채널을 전달한다.
4. 매 4번째 슈퍼프레임들, 즉 mod(superframe number, 4) = 0에서 3 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 M2M 단말기의 초기 접근 채널을 전달한다.
하기의 구간 접근 채널들이 M2M 단말기에 할당된다.
1. 각 슈퍼프레임의 OSF+3번째 서브프레임들은 M2M 단말기의 구간 접근 채널을 전달한다.
2. 각 슈퍼프레임의 4 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 M2M 단말기의 구간 접근 채널을 전달한다.
3. 매 4번째 슈퍼프레임들, 즉 mod(superframe number, 4) = 0에서 4번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 M2M 단말기의 구간 접근 채널을 전달한다.
4. 매 8번째 슈퍼프레임들, 즉 mod(superframe number, 8) = 0에서 4 번째 프레임의 OSF+1번째 서브프레임은 M2M 단말기의 구간 접근 채널을 전달한다.
위에서는 초기 접근 채널 및 구간 접근 채널의 M2M 단말기로의 할당을 설명하였고, 할당된 접근 채널들에 대한 세부사항은 도 5에 도시된 시그널링에 있다.
도 5를 참조하면, 시그널링 정보는 비동기 레인징 채널(Non Synchronized Ranging Channel: NS-RCH)의 M2M 레인징을 위한 구성 필드와, 동기 레인징 채널(Synchronized Ranging Channel: S-RCH)의 M2M 레인징을 위한 구성 필드를 포함한다.
초기 접근 채널 및 구간 접근 채널의 M2M 단말기로의 할당에 대한 위의 설명은 일 예일 뿐, 본 발명을 한정하는데 이용되지 않으며, 당업자는 M2M 단말기에 할당된 초기 접근 채널과 구간 접근 채널이 원래 접근 채널들에 영향을 미칠 수 없다는 전제하에 확장할 수 있으며, 본 발명은 반복되지 않음에 유의해야 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 단말기 혹은 기지국의 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 6의 구성이 M2M 단말기에 적용되는 경우, 제어기(600)는 자신이 속한 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라, 앞서 설명한 실시예에 따라 업링크 접근 코드와 접근 채널을 포함하는 접근 자원을 결정한다. 상기 접근 자원을 결정하는데 필요한 파라미터들 및 상기 결정된 접근 자원은 메모리(630)에 저장될 수 있다. 송신기(610)와 수신기(620)는 제어기(600)의 제어 하에, 상기 결정된 접근 자원을 이용하여 네트워크 접근을 수행한다.
도 6의 구성이 기지국에 적용되는 경우, 수신기(620)는 기지국이 제어하는 셀 내의 M2M 단말기로부터, 해당 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라, 앞서 설명한 실시예에 따라 결정된 접근 자원을 이용한 네트워크 접근을 감지한다. 제어기(600)는 상기 네트워크 접근 요청에 응답하여 송신기(610)를 통해 상기 M2M 단말기에게 피드백을 전송하며, 네트워크 접근에 성공한 M2M 단말기들을 M2M 단말기 그룹의 단위로 스케줄링한다. 네트워크 접근에 성공한 M2M 단말기와의 통신에 필요한 파라미터들 및 상기 결정된 접근 자원은 메모리(630)에 저장될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 네트워크 접근 방법에 있어서,
    하나의 장치간 통신(M2M) 단말기 그룹의 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하는 단계;
    상기 M2M 단말기 그룹의 상기 M2M 단말기가 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하여, 상기 결정된 접근 자원을 이용하여 네트워크 접근을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접근 자원은,
    업링크 접근 코드와 접근 채널 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접근 자원을 결정하는 단계는,
    상기 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 획득하고,
    상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 상기 획득한 다중화 인자 중 적어도 하나에 따라 업링크 접근 코드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 업링크 접근 코드를 결정하는 단계는,
    하기 수학식에 따라 상기 업링크 접근 코드를 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
    Figure pat00007

    Figure pat00008

    여기서 r은 상기 업링크 접근 코드의 식별자를 나타내고, MGID은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자를 나타내고, M은 요구되는 시간 영역 자원을 나타내며, MGIDtotal은 네트워크의 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수를 나타내고, α은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 상기 다중화 인자를 나타내고, NM2Mgroup은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수를 나타냄.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접근 자원을 결정하는 단계는,
    상기 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 획득하고,
    상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, 상기 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 상기 획득된 다중화 인자 중 적어도 하나에 따라 접근 채널을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접근 채널을 결정하는 단계는,
    하기 수학식에 따라 상기 접근 채널을 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
    Figure pat00009

    Figure pat00010

    여기서, C는 상기 접근 채널의 식별자를 나타내고, MGID은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자를 나타내며, M은 요구되는 시간 영역 자원을 나타내고, MGIDtotal은 네트워크의 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수를 나타내고, α은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 나타내고, NM2Mgroup은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수를 나타냄.
  7. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 다중화 인자는,
    동일한 접근 코드 내에 다중화되는 M2M 단말기 그룹들의 개수를 나타내며,
    2차 슈퍼 프레임 헤더 서브패킷 1(Secondary SuperFrame Header Sub-Packet 1: S-SFH SP1)의 셀 포맷을 통해 기지국으로부터 송신됨을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  8. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수는,
    기지국으로부터 브로드캐스트되는 구성 정보 테이블로부터, 구성 시리얼 번호에 따라 획득됨을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  9. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수는,
    PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 발생기를 이용하여 발생되며, 최대(at most) 256이고,
    초기 레인징 코드들의 개수 N과, 주기적 레인징 코드들의 개수 M과, 대역폭 요청(Bandwidth Request: BR) 코드들의 개수 L과, 핸드오버(HO) 레인징 코드들의 개수 O와, 초기 레인징 코드 셋 1의 초기 레인징 코드들의 개수 K와, BR 레인징 코드 셋 1의 BR 레인징 코드들의 개수 J와, HO 레인징 코드 셋 1의 HO 레인징 코드들의 개수 I와, HO 레인징 코드 셋 2의 HO 레인징 코드들의 개수 H와, RS(Reed Solomon) 초기 레인징 코드들의 개수 G와, RS 전용 코드들의 개수 F에 따라 정해지는 범위를 가짐을 특징으로 하는 네트워크 접근 방법.
  10. M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 지원하는 방법에 있어서,
    하나의 M2M 단말기 그룹 중 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하는 M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 감지하는 단계와,
    상기 M2M 단말기에게 피드백을 전송하고, 상기 M2M 단말기 그룹의 단위로 상기 M2M 단말기 그룹에 속한 M2M 단말기들을 스케줄링하는 단계를 포함하며,
    상기 네트워크 접근은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 결정된 접근 자원을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 접근 자원은,
    업링크 접근 코드와 접근 채널 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 접근 자원은,
    상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자 중 적어도 하나에 따라 결정된 업링크 접근 코드를 포함함을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 업링크 접근 코드는,
    하기 수학식에 따라 결정됨을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
    Figure pat00011

    Figure pat00012

    여기서 r은 상기 업링크 접근 코드의 식별자를 나타내고, MGID은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자를 나타내고, M은 요구되는 시간 영역 자원을 나타내며, MGIDtotal은 네트워크의 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수를 나타내고, α은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 상기 다중화 인자를 나타내고, NM2Mgroup은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수를 나타냄.
  14. 제10항에 있어서, 상기 접근 자원은,
    상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자, 상기 M2M 단말기가 자신이 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수, 네트워크의 모든 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수 및 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자 중 적어도 하나에 따라 결정된 접근 채널을 포함함을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 접근 채널은,
    하기 수학식에 따라 결정됨을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
    Figure pat00013

    Figure pat00014

    여기서, C는 상기 접근 채널의 식별자를 나타내고, MGID은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자를 나타내며, M은 요구되는 시간 영역 자원을 나타내고, MGIDtotal은 네트워크의 M2M 단말기 그룹들의 식별자들의 총 개수를 나타내고, α은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 다중화 인자를 나타내고, NM2Mgroup은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수를 나타냄.
  16. 제13항 또는 제15항에 있어서, 상기 다중화 인자는,
    동일한 접근 코드 내에 다중화되는 M2M 단말기 그룹들의 개수를 나타내며,
    2차 슈퍼 프레임 헤더 서브패킷 1(Secondary SuperFrame Header Sub-Packet 1: S-SFH SP1)의 셀 포맷을 통해 각 M2M 단말기로 송신됨을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  17. 제13항 또는 제15항에 있어서, 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수는,
    기지국으로부터 브로드캐스트되는 구성 정보 테이블로부터, 구성 시리얼 번호에 따라 획득됨을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  18. 제13항 또는 제15항에 있어서, 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹에 할당된 업링크 접근 코드들의 총 개수는,
    PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 발생기를 이용하여 발생되며, 최대(at most) 256이고,
    초기 레인징 코드들의 개수 N과, 주기적 레인징 코드들의 개수 M과, 대역폭 요청(Bandwidth Request: BR) 코드들의 개수 L과, 핸드오버(HO) 레인징 코드들의 개수 O와, 초기 레인징 코드 셋 1의 초기 레인징 코드들의 개수 K와, BR 레인징 코드 셋 1의 BR 레인징 코드들의 개수 J와, HO 레인징 코드 셋 1의 HO 레인징 코드들의 개수 I와, HO 레인징 코드 셋 2의 HO 레인징 코드들의 개수 H와, RS(Reed Solomon) 초기 레인징 코드들의 개수 G와, RS 전용 코드들의 개수 F에 따라 정해지는 범위를 가짐을 특징으로 하는 네트워크 접근 지원 방법.
  19. 네트워크 접근을 수행하는 M2M 단말기 내의 장치에 있어서,
    하나의 M2M 단말기 그룹의 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 접근 자원을 결정하는 제어기와,
    상기 M2M 단말기 그룹을 대표하여, 상기 결정된 접근 자원을 이용하여 네트워크 접근을 수행하는 송수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 지원하는 기지국 내의 장치에 있어서,
    하나의 M2M 단말기 그룹 중 상기 M2M 단말기 그룹을 대표하는 M2M 단말기에 의한 네트워크 접근을 감지하는 송수신기와,
    상기 M2M 단말기에게 피드백을 전송하고, 상기 M2M 단말기 그룹의 단위로 상기 M2M 단말기 그룹에 속한 M2M 단말기들을 스케줄링하는 제어기를 포함하며,
    상기 네트워크 접근은 상기 M2M 단말기가 멤버인 M2M 단말기 그룹의 식별자에 따라 결정된 접근 자원을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
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