KR20130009598A - 무선접속시스템에서 harq 채널식별자를 이용한 harq 동작 지원방법 및 장치 - Google Patents

무선접속시스템에서 harq 채널식별자를 이용한 harq 동작 지원방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 M2M 기기들에 대한 다양한 HARQ 동작 지원 방법들 및 장치들을 제공한다. 본 발명의 실시예로서 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법은, 기지국이 제2 M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 제1 M2M 기기에 대한 자원영역을 할당하기 위한 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID2)를 포함하는 제2 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 M2M 기기들에 전송하는 단계와 서브프레임에서 제2 M2M 기기로부터 제1 HARQ 채널식별자(제1 ACID)를 이용하여 재전송된 UL 버스트를 수신하는 단계와 서브프레임에서 제1 M2M 기기로부터 제2 ACID를 이용하여 전송된 새로운 UL 버스트를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1 M2M 기기와 제2 M2M기기는 STID를 공유하고, 제1 ACID와 제2 ACID는 서로 다른 것이 바람직하다.

Description

무선접속시스템에서 HARQ 채널식별자를 이용한 HARQ 동작 지원방법 및 장치{Method and Apparatus for supporting an HARQ operation using an HARQ channel identifier in a Wireless Access System}
본 발명의 무선접속시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 M2M 기기들에 대한 하이브리드 자동재전송 방법을 지원하는 다양한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명에서 기기 간 통신 환경에 대해서 간략히 설명한다.
기기 간 통신(M2M: Machine to Machine)이란, 그 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미한다. 하지만, 최근에는 사람의 관여 없이 수행되는 전자 장치와 전자 장치 사이의 무선 통신을 지칭하는 것이 일반적이다.
M2M 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장 자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 M2M 통신은 고속 성장을 거듭하며 전 세계적으로 주목받는 시장으로 성장하였다. 특히, 판매 관리 시스템(POS: Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비 상의 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 소출력 통신 솔루션과 연계하여 더욱 다양한 용도로 활용되어 더 이상 B2B(Business to Business) 시장에 국한하지 않고 B2C(Business to Consumer) 시장으로 영역을 확대할 수 있는 토대가 될 것이다.
M2M 통신시대에서, SIM(Subscriber Identity Module) 카드를 장착한 모든 기계는 데이터 송수신이 가능해 원격 관리 및 통제를 할 수 있다. 예를 들면, 자동차, 트럭, 기차, 컨테이너, 자동판매기, 가스탱크 등 수없이 많은 기기와 장비에 M2M 통신기술이 사용될 수 있는 등 적용 범위가 매우 광범위하다.
종래에는 단말을 개별 단위로 관리하는 것이 일반적이어서 기지국과 단말 간 통신은 일대일 통신 방식이 주로 수행되었다. 이러한 일대일 통신방식으로 수많은 M2M 기기들이 기지국과 통신한다고 가정하면, M2M 기기들 각각과 기지국 사이에 발생하는 시그널링으로 인한 네트워크 과부하가 예상된다. 상술한 바와 같이 M2M 통신이 급격히 확산되고 광범위화되는 경우, 이들 M2M 기기들 사이의 또는 M2M 기기들과 기지국 사이의 통신으로 인한 오버헤드(overhead)가 문제될 수 있다.
또한, M2M 시스템에서는 사람이 M2M 기기들의 동작에 관여하지 않기 때문에 M2M 기기들에 대한 비정상적인 정전 상황(power outage event)이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 해당 M2M 기기가 속한 지점의 대부분의 M2M 기기들에서 정전 상황이 발생할 수 있다.
정전 상황이 발생한 경우, M2M 기기들은 정전 상황에 대해서 기지국에 정전상황을 보고해야 한다. 예를 들어, 유휴모드에 있는 M2M 기기들은 정전 상황을 보고하기 위해 레인징 과정을 수행할 것이며, 이러한 경우 각 M2M 기기간 충돌이 발생할 수 있다. 또한, 정상 상태에 있는 M2M 기기들은 정전 상황을 보고하기 위해 대역폭 요청 과정을 수행할 것이며, 이러한 경우 또한 M2M 기기간 충돌이 발생할 확률이 높아진다.
M2M 기기간 충돌이 발생하면, 충돌 상황을 회복하기 위해 충돌 해결(Collision Resolution) 과정이 수행된다. 따라서, 비정상적인 정전 상황이 발생하는 경우 M2M 기기에 불필요한 전력 소모가 증가되는 문제점이 있고, 시스템 자원의 효율성이 저하될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 M2M 기기에 대한 효율적인 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 동일한 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 대해서 재전송 상황이 발생할 경우 상향링크 자원을 할당하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 동일한 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 대해서 서로 충돌이 없는 상향링크 하이브리드 자동재전송(HARQ) 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 방법들을 지원하는 장치들을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 M2M 기기들에 대한 다양한 HARQ 동작 지원 방법들을 제공한다.
본 발명의 제1 실시예로서, 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법은, 기지국이 제2 M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 제1 M2M 기기에 대한 자원영역을 할당하기 위한 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID2)를 포함하는 제2 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 M2M 기기들에 전송하는 단계와 서브프레임에서 제2 M2M 기기로부터 제1 HARQ 채널식별자(제1 ACID)를 이용하여 재전송된 UL 버스트를 수신하는 단계와 서브프레임에서 제1 M2M 기기로부터 제2 ACID를 이용하여 전송된 새로운 UL 버스트를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1 M2M 기기와 제2 M2M기기는 STID를 공유하고, 제1 ACID와 제2 ACID는 서로 다른 것이 바람직하다.
상기 제1 실시예는, 기지국이 제1 자원할당정보 및 제1 ACID을 포함하는 제1 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 전송하는 단계와 제2 M2M 기기로부터 제1 자원할당정보가 지시하는 영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 수신하는 단계와 UL 버스트에 오류가 발생하면, 수신부정확인(NACK) 메시지를 제2 M2M 기기에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 제1 상향링크 맵 정보요소 및 제2 상향링크 맵 정보요소는 M2M 기기들에 공유되는 STID를 이용하여 전송될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예로서 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법은, M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 할당된 자원영역을 지시하는 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID)를 포함하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 기지국으로부터 수신하는 단계와 제2 ACID가 재전송할 UL 버스트의 제1 ACID와 다르면, M2M 기기는 서브프레임에서 제2 ACID를 이용하여 상향링크 버스트를 재전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, M2M 기기는 다른 M2M 기기들과 스테이션 식별자(STID)를 공유한다.
또한, 상향링크 맵 정보요소는 STID를 이용하여 전송되고, 상향링크 맵 정보요소는 STID를 공유하는 M2M 기기들에 전송될 수 있다.
상기 제2 실시예는 기지국으로부터 제1 ACID를 이용하여 할당된 자원영역을 지시하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 수신하는 단계와 제1 ACID를 이용하여 할당된 자원영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 전송하는 단계와 UL 버스트에 오류가 발생한 것을 지시하는 수신부정확인(NACK) 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예로서 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 기지국은 송신기, 수신기, 및 HARQ 동작을 지원하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, 기지국은 제2 M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 제1 M2M 기기에 대한 자원영역을 할당하기 위한 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID2)를 포함하는 제2 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 M2M 기기들에 상기 송신기를 이용하여 전송하고, 서브프레임에서 제2 M2M 기기로부터 제1 HARQ 채널식별자(제1 ACID)를 이용하여 재전송된 UL 버스트를 수신기를 이용하여 수신하고, 서브프레임에서 제1 M2M 기기로부터 제2 ACID를 이용하여 전송된 새로운 UL 버스트를 수신기를 이용하여 수신할 수 있다. 이때, 제1 M2M 기기와 제2 M2M기기는 STID를 공유하고, 제1 ACID와 제2 ACID는 서로 다른 것이 바람직하다.
이때, 기지국은 제1 자원할당정보 및 제1 ACID을 포함하는 제1 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 전송하고, 제2 M2M 기기로부터 제1 자원할당정보가 지시하는 영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 수신하고, UL 버스트에 오류가 발생한 것을 지시하는 수신부정확인(NACK) 메시지를 제2 M2M 기기에 전송할 수 있다.
제1 상향링크 맵 정보요소 및 제2 상향링크 맵 정보요소는 M2M 기기들에 공유되는 STID를 이용하여 전송될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예로서 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 HARQ 동작을 지원하는 M2M 기기는 송신기, 수신기 및 HARQ 동작을 지원하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, M2M 기기는 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 할당된 자원영역을 지시하는 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID)를 포함하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 기지국으로부터 수신기를 이용하여 수신하고, 제2 ACID가 재전송할 UL 버스트의 제1 ACID와 다르면, M2M 기기는 서브프레임에서 제2 ACID를 이용하여 상향링크 버스트를 송신기를 이용하여 재전송할 수 있다. 이때, M2M 기기는 다른 M2M 기기들과 스테이션 식별자(STID)를 공유할 수 있다.
이때, 상향링크 맵 정보요소는 상기 STID를 이용하여 전송되고, 상향링크 맵 정보요소는 STID를 공유하는 M2M 기기들에 전송될 수 있다.
상기 제4 실시예는, 기지국으로부터 제1 ACID를 이용하여 할당된 자원영역을 지시하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 수신기를 이용하여 수신하고, 제1 ACID를 이용하여 할당된 자원영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 송신기를 이용하여 전송하고, UL 버스트에 오류가 발생한 것을 지시하는 수신부정확인(NACK) 메시지를 수신기를 이용하여 수신할 수 있다.
본 발명의 제5 실시예로서 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자(ACID)를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법은, 기지국이 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 제1 M2M 기기에 상향링크 자원을 할당하는 단계를 포함한다. 이때, 상향링크 자원이 할당된 서브프레임에서 제1 M2M 기기와 STID를 공유하는 제2 M2M 기기로부터 재전송될 상향링크 버스트가 있는 경우에는, 기지국은 재전송될 UL 버스트의 ACID와 다른 ACID를 이용하여 상향링크 자원을 할당할 수 있다.
상기 제5 실시예는 할당된 상향링크 자원을 지시하는 자원할당정보, 다른 ACID 및 STID를 포함하는 상향링크 맵 정보요소를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 제1 실시예 내지 제5 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, M2M 기기에 대한 효율적인 통신 방법을 제공할 수 있다.
둘째, TDD 환경에서, 동일한 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 대해서 재전송 상황이 발생할 경우에도 상향링크 자원을 할당할 수 있다.
셋째, 동일한 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 대해서 서로 충돌이 없는 상향링크 하이브리드 자동재전송(HARQ) 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 M2M 기기 및 기지국 등의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 FDD DL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 FDD UL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 TDD DL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 TDD UL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 TDM 기반의 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예로서 STID를 공유하는 M2M 기기들이 사용하는 HARQ 타이밍 및 A-MAP 관련성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예로서 HARQ 채널 식별자(ACID)를 이용하여 상향링크 HARQ 동작을 지원하는 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예들은 M2M 환경을 지원하는 무선접속 시스템에서, 매체접속제어(MAC: Medium Access Control) 제어 메시지를 방송하는 방법 및 장치를 제공한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한,'이동국(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 이동국은 M2M 기기와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16m, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
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.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. M2M 기기 일반
이하에서, M2M 기기 간의 통신은 기지국을 경유한 단말들 사이, 사람의 개입없이 기지국과 단말들 사이에서 수행하는 통신 형태, 또는 M2M 기기 간의 통신 형태를 의미한다. 따라서 M2M 기기(Device)는 상기와 같은 M2M 기기의 통신의 지원이 가능한 단말을 의미한다.
M2M 서비스를 위한 접속 서비스 네트워크는 M2M ASN(M2M Access Service Network)으로 정의하고, M2M 기기들과 통신하는 네트워크 엔터티를 M2M 서버라 한다. M2M 서버는 M2M 어플리케이션을 수행하고, 하나 이상의 M2M 기기를 위한 M2M 특정 서비스를 제공한다. M2M 피쳐(feature)는 M2M 어플리케이션의 특징이고, 어플리케이션을 제공하는 데 하나 이상의 특징이 필요할 수 있다. M2M 기기 그룹은 공통의 하나 이상의 특징을 공유하는 M2M 기기의 그룹을 의미한다.
M2M 방식으로 통신하는 기기(즉, M2M 기기, M2M 통신 기기, MTC(Machine Type Communication) 기기 등 다양하게 호칭될 수 있다)들은 그 기기 어플리케이션 타입(Machine Application Type)이 증가함에 따라 일정한 네트워크에서 그 수가 점차 증가할 것이다.
기기 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 장치(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 기기간 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 있다. 다만, 기기 어플리케이션 타입은 이에 한정될 필요는 없으며, 그 밖에 다양한 기기 어플리케이션 타입이 적용될 수 있다.
M2M 기기의 다른 특성으로는 M2M 기기의 낮은 이동성 또는 한 번 설치되면 거의 이동하지 않는 특성이 있다. 즉, M2M 기기는 상당히 오랜 시간 동안 고정적(stationary)이라는 것을 의미한다. M2M 통신 시스템은 보안 접속 및 감시(secured access and surveillance), 치안(public safety), 지불(payment), 원격 유지 및 제어(remote maintenance and control), 검침(metering) 등과 같은 고정된 위치를 갖는 특정 M2M 어플리케이션을 위한 이동성-관련 동작들을 단순화하거나 또는 최적화할 수 있다.
이와 같이 기기 어플리케이션 타입이 증가함에 따라 M2M 통신 기기들의 수는 일반 이동통신 기기들의 수에 비해 비약적으로 증가할 수 있다. 따라서 이들 모두가 각각 개별적으로 기지국과 통신을 수행하는 경우 무선 인터페이스 및/또는 네트워크에 심각한 부하를 줄 수 있다.
이하에서는, M2M 통신이 무선통신 시스템(예를 들어, P802.16e, P802.16m, P802.16.1b, P802.16p 등)에 적용되는 경우를 예시하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 등 다른 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 M2M 기기 및 기지국 등의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에서 M2M 기기(100) 및 기지국(150)은 각각 무선 주파수 유닛(RF 유닛; 110, 160), 프로세서(120, 170), 및 선택적으로 메모리(130, 180)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 M2M 기기 1개와 기지국 1개의 구성을 나타내었으나, 다수의 M2M 기기와 기지국 간에 M2M 통신 환경이 구축될 수 있다.
각 RF 유닛(110, 160)은 각각 송신기(111, 161) 및 수신기(112, 162)를 포함할 수 있다. M2M 기기(100)의 송신기(111) 및 수신기(112)는 기지국(150) 및 다른 M2M 기기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(120)는 송신기(111) 및 수신기(112)와 기능적으로 연결되어, 송신기(111) 및 수신기(112)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전송할 신호에 대한 각종 처리를 수행한 후 송신기(111)로 전송하며, 수신기(112)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다.
필요한 경우 프로세서(120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 M2M 기기(100)는 이하에서 설명할 본 발명의 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.
한편, 도 1에 도시되지는 않았으나, M2M 기기(100)는 그 기기 어플리케이션 타입에 따라 다양한 추가 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 해당 M2M 기기(100)가 지능형 계량을 위한 것인 경우, 해당 M2M 기기(100)는 전력 측정 등을 위한 추가적인 구성을 포함할 수 있으며, 이와 같은 전력 측정 동작은 도 1에 도시된 프로세서(120)의 제어를 받을 수도, 별도로 구성된 프로세서(미도시)의 제어를 받을 수도 있다.
도 1은 M2M 기기(100)와 기지국(150) 사이에 통신이 이루어지는 경우를 예를 들어 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 M2M 통신 방법은 하나 이상의 M2M 기기들 사이에도 발생할 수 있으며, 각각의 기기들은 도 1에 도시된 각 장치 구성과 동일한 형태로 이하에서 설명한 다양한 실시형태들에 따른 방법을 수행할 수 있다.
기지국(150)의 송신기(161) 및 수신기(162)는 다른 기지국, M2M 서버, M2M 기기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(170)는 송신기(161) 및 수신기(162)와 기능적으로 연결되어, 송신기(161) 및 수신기(162)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 전송할 신호에 대한 각 종 처리를 수행한 후 송신기(161)로 전송하며, 수신기(162)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(170)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(150)은 상기에서 설명한 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.
M2M 기기(110) 및 기지국(150) 각각의 프로세서(120, 170)는 각각 M2M 기기(110) 및 기지국(150)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(120, 170)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(130, 180)들과 연결될 수 있다. 메모리(130, 180)는 프로세서(120, 170)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
본 발명의 프로세서(120, 170)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(120, 170)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(120, 170)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(120, 170) 내에 구비되거나 메모리(130, 180)에 저장되어 프로세서(120, 170)에 의해 구동될 수 있다.
2. 하이브리드자동재전송(HARQ: Hybrid Automatic Retransmit reQuest)
HARQ는 하향링크(DL: DownLink) 및 상향링크(UL: UpLink) 모두에서 유니캐스트 데이터 트래픽 및 유니캐스트 매체접속제어(MAC: Medium Access Control) 제어 메시지를 송수신하기 위해 사용된다. HARQ는 정지 확인(stop-and-wait) 프로토콜에 기반한다. ABS 및 AMS는 다수의 HARQ 채널을 유지할 수 있다. DL HARQ 채널들은 하향링크 HARQ 채널 식별자(ACID)에 의해 식별되고, UL HARQ 채널들은 상향링크 HARQ 채널 식별자(ACID)에 의해 식별된다.
할당 A-MAP 정보요소(assignment A-MAP information element), HARQ 서브패킷, 및 상응하는 피드백은 기정의된 타이밍에 따라 전송된다. 상향링크에서, HARQ 서브패킷의 재전송은 기정의된 타이밍에 수행된다. 각 전송 시간은 AAI 서브프레임 인덱스(AAI subframe Index) 및 프레임 인덱스에 의해 지시된다.
A-MAP 관련성 및 HARQ 타이밍을 결정하기 위해, DL HARQ 피드백 오프셋 z, UL HARQ 송신 오프셋 v 및 UL HARQ 피드백 오프셋 w가 설정된다. DL HARQ 전송에서, 단말(AMS, M2M 기기)의 DL 재전송 시간 TDL_Rx_Processing은 DL HARQ 피드백 오프셋(z)에 고려된다. UL HARQ 전송에 있어서, 단말의 UL 전송 처리 시간 TUL_Tx_Processing 및 기지국(ABS)의 UL 재전송 처리 시간 TUL_Rx_Processing은 각각 UL HARQ 전송 오프셋(v) 및 UL HARQ 피드백 오프셋(w)를 위해 고려된다.
단말의 TDL_Rx_Processing 및 TUL_Tx_Processing 은 3 AAI 서브프레임이다. S-SFH SP1IE를 통해 방송되는 기지국에서의 TUL_Rx_Processing은 3 또는 4 AAI 서브프레임이다.
(1) FDD(Frequency Division Duplex)에서의 HARQ
도 2는 FDD DL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
i 번째 프레임의 l 번째 DL 서브프레임에서 DL 할당 A-MAP IE에 상응하는DL HARQ 서브패킷 전송은 i 번째 프레임의 m 번째 DL 서브프레임에서 수행된다. DL HARQ 서브패킷에 대한 HARQ 피드백은 j 번째 프레임의 n 번째 UL 서브프레임에서 전송된다. 서브프레임 인덱스 m, n 및 프레임 인덱스 j는 l 및 i를 이용하여 결정된다.
다음 표 1은 FDD DL HARQ 시점에 대한 프레임 구성 테이블의 일례를 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1에서 F는 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 서브프레임의 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. 롱 TTI(Long TTI) 전송의 경우에, l은 0 내지 F-4 (즉, l ∈ {0, 1, …, F-4}) 서브프레임 내에서만 허용된다. m은 HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 DL 서브프레임의 번호로서, 첫 번째 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. n은 UL 서브프레임에 대한 번호로서, 첫 번째 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임까지로 HARQ ACK(acknowledgement) 메시지가 전송되는 서브프레임 번호이다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되고, HARQ 서브패킷이 시작하는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, FDD DL에서 기본 TTI 1부터 롱 TTI 4까지) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. M2M 기기에 의해 요구되는 데이터 버스트 Rx 처리 시간은 TDL_Rx_Processing이고, 서브프레임에서 측정된다.
도 2를 참조하면, HARQ 피드백에 상응하는 하향링크 할당 A-MAP IE와 기본 TTI를 갖는 DL HARQ 서브패킷 간의 시간 관계 및 5, 10 및 20 MHz 채널 대역에 대한 재전송 FDD 프레임 구조를 확인할 수 있다.
도 3은 FDD UL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
i 번째 프레임의 l 번째 DL 서브프레임에서 할당 A-MAP IE에 상응하는 UL HARQ 서브패킷 전송은 j 번째 프레임의 m 번째 UL 서브프레임에서 시작한다. UL HARQ 서브패킷에 대한 HARQ 피드백은 k 번째 프레임의 l 번째 서브프레임에서 전송된다. DL HARQ 피드백이 부정 확인응답(NACK: negative acknowledgement)을 나타내면, UL HARQ 서브패킷의 재전송은 p번째 프레임의 m번째 UL AAI 서브프레임에서 시작한다. AAI 서브프레임 인덱스 m 및 프레임 인덱스 j, k, p는 다음 표 2와 같이 계산된다.
[표 2]
Figure pat00002
표 2에서 F는 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 서브프레임의 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되거나 HARQ ACK 메시지가 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. 롱 TTI(Long TTI) 전송의 경우에, l은 F-4 내지 0 (즉, l ∈ {F-4, F-3, …, F-1, 0}) 서브프레임 내에서만 허용된다. m은 UL 서브프레임의 번호로서, HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 서브프레임은 첫 번째 상향링크 서브프레임 0부터 F-1번째 상향링크 서브프레임 중 하나를 나타낸다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 HARQ 서브패킷들이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. p는 프레임 번호로서 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3까지로 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. k는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 HARQ 서브패킷의 전송이 시작되는 프레임을 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, FDD DL에서 기본 TTI 1부터 롱 TTI 4까지) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. TUL_Tx_Processing은 단말에 요구되는 데이터 버스트 전송(Tx) 처리 시간이고 서브프레임에서 측정된다. TUL_Rx_Processing은 기지국에 의해 요구되는 수신(Rx) 처리 시간이고 서브프레임에서 측정된다.
도 3을 참조하면, HARQ 피드백에 상응하는 UL 할당 A-MAP IE 및 기본 TTI를 갖는 UL HARQ 서브패킷 간의 시간 관계와 5, 10 및 20 MHZ 채널 대역 폭에 대한 재전송 FDD 프레임 구조를 확인할 수 있다. 예를 들어, TUL_Tx_Processing 및 TUL_Rx_Processing은 3 AAI 서브프레임이다.
(2) TDD(Time Division Duplex)에서의 HARQ
도 4는 TDD DL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
i 프레임의 l 번째 서브프레임에서 DL 할당 A-MAP IE에 상응하는 DL HARQ 서브패킷 전송은 i 번째 프레임의 m번째 DL 서브프레임에서 시작한다. DL HARQ에 대한 HARQ 피드백은 j번째 프레임의 n번째 UL 서브프레임에서 전송된다. 서브프레임 인덱스 m, n 및 프레임 임덱스 j는 표 3에 개시된 l 및 i에 의해 결정된다. 다음 표 3은 TDD 시스템에서 사용되는 프레임 구성 테이블의 일례를 나타낸다.
[표 3]
Figure pat00003
표 3을 참조하면, D는 표 3의 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 하향링크 서브프레임 번호를 나타내고, U는 상향링크 서브프레임 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 D-1번째 서브프레임 중 하나이다. m은 DL 서브프레임 번호로서, HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 서브프레임은 첫 번째 서브프레임 0부터 D-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. n은 UL 서브프레임에 대한 번호로서, 첫 번째 서브프레임 0부터 U-1번째 서브프레임까지로 HARQ ACK(acknowledgement) 메시지가 전송되는 서브프레임 번호이다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되고, HARQ 서브패킷이 시작하는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, TDD DL에서 기본 TTI 1부터 롱 TTI 4까지) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. M2M 기기에 의해 요구되는 데이터 버스트 수신 처리 시간은 TDL_Rx_Processing이고, 서브프레임에서 측정된다. Ceil(x)는 x보다 크거나 같은 최소 정수 값을 나타내는 단위 함수이고, floor(x)는 x보다 작거나 같은 최대 정수 값을 나타내는 단위 함수이다. i 번째 프레임의 l 번째(0이 아닌) DL 서브프레임에서 전송되는 DL 할당 A-MAP IE는 롱 TTI 전송을 또한 지시한다. 이러한 경우, DL HARQ 서브패킷의 롱 TTI 전송은 (i+1) 프레임의 0 번째 DL 서브프레임에서 시작한다. 롱 TTU 전송을 위한 HARQ 피드백은 j번째 프레임의 n번째 UL 서브프레임에서 전송된다. 서브프레임 인덱스 n 및 프레임 인덱스 j는, 서브프레임 인덱스 m 및 프레임 인덱스 I 를 각각 l 및 i+1로 대체함으로써, 표 3에 개시된 수학식에 따라 계산된다.
표 3을 참조하면, HARQ 피드백에 상응하는 DL 할당 A-MAP IE와 기본 TTI를 갖는 DL HARQ 서브패킷 간의 시간 관계 및 5, 10 및 20 MHz 채널 대역 폭에 대한 TDD 프레임 구조에서의 재전송 모습을 확인할 수 있다.
도 5는 TDD UL HARQ 전송 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
i 번째 프레임의 l 번째 DL 서브프레임에서 할당 A-MAP IE에 상응하는 UL HARQ 서브패킷 전송은 j 번째 프레임의 m 번째 UL 서브프레임에서 시작한다. UL HARQ 서브패킷에 대한 HARQ 피드백은 k 번째 프레임의 l 번째 서브프레임에서 전송된다. DL HARQ 피드백이 부정 확인응답(NACK)을 나타내면, UL HARQ 서브패킷의 재전송은 p번째 프레임의 m번째 UL AAI 서브프레임에서 시작한다. AAI 서브프레임 인덱스 m 및 프레임 인덱스 j, k, p는 다음 표 4와 같이 계산된다.
[표 4]
Figure pat00004
표 4에서 D는 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 하향링크 서브프레임 번호를 나타내고, U는 상향링크 서브프레임 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되거나 HARQ ACK 메시지가 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 D-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. m은 DL 서브프레임의 번호로서, HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 서브프레임은 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 U-1번째 상향링크 서브프레임 중 하나를 나타낸다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 HARQ 서브패킷들이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. p는 프레임 번호로서 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3까지로 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. k는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 HARQ 서브패킷의 전송이 시작되는 프레임을 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, TDD DL에서 기본 TTI에 대한 1 및 롱 TTI에 대한 D) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. TUL_Tx_Processing은 M2M 기기에 요구되는 데이터 버스트 전송(Tx) 처리 시간이고, 서브프레임에서 측정된다. TUL_Rx_Processing은 기지국에의해 요구되는 수신(Rx) 처리 시간이고, 서브프레임에서 측정된다.
도 5를 참조하면, HARQ 피드백에 상응하는 UL 할당 A-MAP IE 및 기본 TTI를 갖는 UL HARQ 서브패킷 간의 시간 관계와 5, 10 및 20 MHZ 채널 대역 폭에 대한 재전송 TDD 프레임 구조를 확인할 수 있다. 예를 들어, TUL_Tx_Processing 및 TUL_Rx_Processing은 3 AAI 서브프레임이다.
3. 스테이션 식별자(STID) 공유 방법
도 6은 TDM 기반의 스테이션 식별자(STID: Station Identifier)를 공유하는 방법에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
스테이션 식별자(STID)는 기지국 영역에서 특정 단말(M2M 기기 포함)을 식별하기 위해 사용된다. 다만, M2M 시스템에서는 기존 시스템(예를 들어, Human Type Communication)에서보다 많은 M2M 기기들이 존재한다. 따라서 기존 시스템과 달리 동일한 기지국내에서 다수의 M2M 기기들이 동일한 스테이션 식별자를 공유해서 사용할 수 있다. 즉, 기지국은 다수의 M2M 기기들에 동일한 STID를 할당해줄 수 있다.
이와 같이 다수의 M2M 기기들이 동일한 STID를 공유할 때, 각 단말을 구별해 줄 수 있는 방법으로써, 동일한 STID를 시간 단위(예를 들어, 프레임 단위)로 하나의 M2M 기기만이 사용하도록 정의할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 하나의 STID를 4개의 M2M 기기들이 공유하도록 할당할 때, 기지국은 각 M2M 기기가 STID를 사용할 수 있는 시점(예를 들어, 프레임 위치 또는 프레임 번호)를 알려주고, 반복적으로 프레임을 사용할 수 있도록 주기를 알려줄 수 있다. 이하에서는 도 6을 참조하여, 둘 이상의 M2M 기기가 하나의 STID를 공유하는 방법에 대해서 설명한다.
도 6을 참조하면, M2M 기기는 ABS에 접속하기 위해 네트워크 진입 과정을 수행할 수 있다(S601).
이후, M2M 기기는 ABS에 등록하기 위해 등록 요청(AAI-REG-REQ) 메시지를 ABS에 전송한다. 이때, 등록 요청 메시지에는 STID에 대한 공유를 지원하는지 여부를 나타내는 STID 공유 지원 지시자(Support of STID Sharing)를 포함할 수 있다(S603).
기지국은 등록 요청 메시지에 대한 응답으로 등록 응답(AAI-REG-RSP) 메시지를 M2M 기기에 전송한다. 이때, 등록 응답 메시지에는 STID에 대한 공유를 지원하는지 여부를 나타내는 공유 지원 지시자, M2M 기기가 STID를 사용하는 주기를 나타내는 STID 유효 주기 필드(STID_Valid_Periodicity) 및 M2M 기기가 STID를 사용하는 위치(즉, 프레임)를 나타내는 STID 유효 오프셋(STID_Valid_Offset) 필드가 포함될 수 있다(S605).
등록응답 메시지에 포함된 공유 지원 지시자가 STID의 공유를 지원하는 것을 지시하면, M2M 기기는 STID 유효 주기 필드 및 STID 유효 오프셋 필드를 이용하여 다음 수학식 1과 같은 방법으로 자신에게 할당된 STID를 사용할 수 있는 프레임을 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Framenum mod STID_Valid_Periodicity = STID_Valid_Offset
즉, M2M 기기는 프레임 번호(Framenum)를 STID 유효 주기로 모듈로(modulo) 연산을 수행했을 때, STID 유효 오프셋이 지시하는 프레임에서 STID를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 기지국은 같은 STID를 사용하는 M2M 기기들 사이에 다른 ACID를 사용하도록 할당할 수 있다. 즉, 같은 STID를 사용하는 M2M 기기들 사이에 M2M 기기들 별로 다른 ACID를 사용한다. 예를 들어, M2M 기기 1, 2, 3, 4가 STID = 1을 프레임 기반으로 공유해서 사용할 때, 기지국은 M2M 기기 1에게 ACID 1, 2, 3, 4를, M2M 기기 2에게 ACID 5,6,7,8을, M2M 기기 3에게 ACID 9, 10, 11, 12를, M2M 기기 4에게 ACID를 13, 14, 15, 16을 할당한다.
기지국이 M2M 기기들에게 STID를 할당할 때, M2M 기기가 사용할 수 있는 ACID를 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 S603 단계에서 기지국은 STID와 함께 ACID를 할당할 수 있다. 다음 5는 S603 단계에서 사용될 수 있는 AAI-REG-RSP 메시지의 일례를 나타낸다.
[표 5]
Figure pat00005
표 5의 AAI-REG-REQ 메시지를 수신한 기지국은 이에 대한 응답으로 AAI-REG-RSP 메시지에 M2M 기기에게 할당할 ACID의 시작 값과 할당할 개수를 포함시켜 전송할 수 있다. 예를 들어, M2M 기기 2의 ACID의 시작이 5이고, Num_of_ACID 필드 값이 4일 경우, ACID 5, 6, 7, 8이 M2M 기기 2에게 할당된다.
다음 표 6은 S605 단계에서 사용될 수 있는 AAI-REG-RSP 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.
[표 6]
Figure pat00022
표 6에서 M2M 기기에게 할당된 ACID는 DL/UL에 모두 적용될 수 있다. 만약, DL과 UL에 다르게 할당할 경우, DL과 UL에 대해서 ACID정보 (e.g., Start of ACID, Num_of_ACID)가 각각 들어갈 수 있다.
따라서, M2M 기기가 DL/UL Basic Assignment A-MAP IE를 받았을 때, 해당맵 정보요소의 ACID를 확인하여 자신에게 해당하는 자원할당 정보인지를 알 수 있다.
4. HARQ 타이밍 설정 방법
이하에서는 본 발명의 실시예로서 HARQ 타이밍 설정 방법들에 대해서 상세히 설명한다.
3절에서 상술한 바와 같이 STID를 특정 프레임에서만 사용하도록 정의하게 되면, M2M 기기는 기존 IEEE 802.16m 시스템에서 정의하는 HARQ 타이밍 설정 방법을 적용하기가 어렵다.
예를 들어, 도 4에서 개시한 TDD DL HARQ 과정에 표 3에 정의되어 있는 공식을 적용한다. M2M 기기가 i번째 프레임의 DL 서브프레임 1에서 DL 할당(assignment)과 DL 데이터 버스트를 수신하면, M2M 기기는 다음 프레임 (i+1번째)의 UL 서브프레임 0에서 HARQ 피드백을 전송한다. 하지만, STID 유효 주기가 4일 경우, M2M 기기는 다음 프레임의 UL 서브프레임 0에서 전송하면 안 된다. 왜냐하면, 다음 프레임은 동일한 STID를 할당 받은 다른 M2M 기기를 위해서 사용 되기 때문이다.
또한, 상향링크의 경우, 도 5에서 개시한 TDD UL HARQ 과정에 표 4에서 정의되어 있는 공식을 적용할 수 있다. M2M 기기가 i번째 프레임의 DL 서브프레임 1에서 UL 할당을 수신하면, M2M 기기는 같은 프레임(i번째 프레임)의 UL 서브프레임 0에서 기지국으로 UL 버스트를 전송한다.
이때, UL 버스트에 오류가 발생하면, 기존 IEEE 802.16m 시스템에서는 다음 i+1 프레임의 DL 서브프레임 1에서 기지국이 M2M 기기에게 NACK 메시지를 전송하고, M2M 기기는 i+1 프레임의 UL 서브프레임 0에서 UL 버스트를 재전송한다. 그러나, M2M 기기가 STID를 프레임 기반으로 공유하는 상황에서, STID 유효 주기가 4일 경우, M2M 기기는 i+1 프레임의 UL 서브프레임 0에서 UL 버스트를 재전송하지 않고, 자신에게 해당하는 다음 주기의 프레임(즉, i+4(STID_유효 주기))의 UL 서브프레임 0에서 UL 버스트를 전송한다. 이때, 기지국은 HARQ NACK을 다음 주기의 프레임의 UL 서브프레임 1에서 전송한다.
만약, HARQ 타이밍을 상술한 바와 같이 변경하지 않는다면, M2M 기기들은 UL 전송 시 NACK 이 발생하면 다음 프레임의 같은 자원영역에서 재전송을 시도하려고 할 것이다. 또한, 기지국은 해당 시점에 같은 STID 를 공유하는 M2M 기기에 대해 UL 자원영역을 할당하기 위해 UL 기본 할당 A-MAP IE(UL Basic Assignment A-MAP IE)를 전송할 수 있다. 이때, 재전송을 수행하는 M2M 기기는 동일한 STID 에 해당하는 UL 기본 할당 A-MAP IE 를 수신하였으므로, 자신의 재전송에 대한 자원할당 위치가 변경되었다고 판단한다. 따라서, M2M 기기는 할당된 UL 자원을 통해 재전송을 시도할 수 있다. 이 경우에, 동일한 STID 를 공유하는 M2M 기기들이 동일한 자원영역을 동시에 사용하는 문제를 발생할 수 있다.
따라서, 이하에서는 다수의 M2M 기기가 하나의 STID 를 프레임 기반으로 공유하는 경우, M2M 기기는 기존에 정의되어 있는 HARQ 타이밍을 적용할 수 없는 문제가 있으므로 STID를 프레임 기반으로 공유하는 M2M 기기들을 위해서 HARQ 타이밍 및 MAP 관계를 새로이 정의할 필요가 있다.
도 7 은 본 발명의 실시예로서 STID 를 공유하는 M2M 기기들이 사용하는 HARQ 타이밍 및 A-MAP 관련성을 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이 STID 가 단말들에 의해서 프레임 단위로 공유되고, HARQ 타이밍 및 A-MAP 관련성(relevance)이 한 주기 내에 자신에게 할당된 프레임을 넘어가면, M2M 기기는 자신에게 할당된 STID 유효 주기 필드와 STID 유효 오프셋 필드를 이용하여 다음 주기의 M2M 기기가 사용할 수 있는 프레임의 시작으로 HARQ 타이밍이나 A-MAP 관련성을 적용할 수 있다.
예를 들어, M2M 기기가 STID 유효 주기 내에서 사용할 수 있는 프레임이 하나의 프레임이고, 하나의 프레임 내에서 HARQ 타이밍이나 A-MAP 관련성이 적용되지 않는다면, STID 유효 주기 이후 자신에게 할당된 STID 유효 오프셋이 지시하는 프레임에서 HARQ 타이밍과 A-MAP 관련성을 적용할 수 있다.
만약, STID 유효 주기가 6 이고, M2M 기기가 공유할 수 있는 영역이 두 프레임일 경우, M2M 기기는 두 프레임을 사용하고, HARQ 타이밍이나 A-MAP 관련성이 현재 단말에게 할당된 두 개의 프레임을 벗어날 경우, 다음 주기의 첫 번째 프레임에 HARQ 타이밍이나 A-MAP 관련성을 적용할 수 있다.
도 7 에서 STID 유효 오프셋은 1 이고, STID 유효 구간(STID Valid Duration)은 2 임을 가정한다. 따라서, M2M 기기는 프레임 1, 2, 7, 8, 13 및 14 를 사용할 수 다. 이때, HARQ 타이밍이나 A-MAP 관련성이 프레임 2 를 넘어 프레임 3 까지 넘어갈 경우, M2M 기기는 프레임 3 대신 프레임 7 을 이용할 수 있다. 또한, HARQ 타이밍이나 A-MAP 관련성이 프레임 8 을 넘어 프레임 9 로 넘어가는 경우, 프레임 9 대신 프레임 13 을 HARQ 타이밍 및 A-MAP 관련성으로 설정할 수 있다.
다음 표 7은 STID 유효 구간이 1인 경우(즉, 주기당 STID 유효 오프셋이 지시하는 프레임 하나만을 사용)에 대한 TDD DL HARQ 타이밍을 나타낸다.
[표 7]
Figure pat00008
표 7을 참조하면, D는 표 7의 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 하향링크 서브프레임 번호를 나타내고, U는 상향링크 서브프레임 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 D-1번째 서브프레임 중 하나이다. m은 DL 서브프레임 번호로서, HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 서브프레임은 첫 번째 서브프레임 0부터 D-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. n은 UL 서브프레임에 대한 번호로서, 첫 번째 서브프레임 0부터 U-1번째 서브프레임까지로 HARQ ACK(acknowledgement) 메시지가 전송되는 서브프레임 번호이다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되고, HARQ 서브패킷이 시작하는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 프레임 (4* STID 유효주기-1) 중 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, TDD DL에서 기본 TTI 1부터 롱 TTI 4까지) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. 단말에 의해 요구되는 데이터 버스트 수신 처리 시간은 TDL_Rx_Processing이고, 서브프레임에서 측정된다. Ceil(x)는 x보다 크거나 같은 최소 정수 값을 나타내는 단위 함수이고, floor(x)는 x보다 작거나 같은 최대 정수 값을 나타내는 단위 함수이다.
i 번째 프레임의 l 번째(0이 아닌) DL 서브프레임에서 전송되는 DL 할당 A-MAP IE는 롱 TTI 전송을 또한 지시한다. 이러한 경우, DL HARQ 서브패킷의 롱 TTI 전송은 (i+1) 프레임의 0 번째 DL 서브프레임에서 시작한다. 롱 TTU 전송을 위한 HARQ 피드백은 j번째 프레임의 n번째 UL 서브프레임에서 전송된다. 서브프레임 인덱스 n 및 프레임 인덱스 j는, 서브프레임 인덱스 m 및 프레임 인덱스 I 를 l 및 i+1로 각각 대체함으로써, 표 5에 개시된 수학식에 따라 계산된다.
표 7을 참조하면, HARQ 피드백에 상응하는 DL 할당 A-MAP IE와 기본 TTI를 갖는 DL HARQ 서브패킷 간의 시간 관계 및 5, 10 및 20 MHz 채널 대역 폭에 대한 TDD 프레임 구조에서의 재전송 모습을 확인할 수 있다.
다음 표 8은 STID 유효 구간이 1인 경우(즉, 주기당 STID 유효 오프셋이 지시하는 프레임 하나만을 사용)에 대한 TDD UL HARQ 타이밍을 나타낸다.
[표 8]
Figure pat00023
TDD UL HARQ 타이밍에서 상향링크 HARQ 서브패킷 전송 프레임 인덱스 j 를 구하기 위해 v 값을 계산 할 때, 만약 (D-l-1+m) ＜ TUL-Tx_Processing 일 경우, M2M 기기는 1 대신에 STID 유효 주기 값을 사용한다. 또한, j 값은 STID 유효 주기를 이용하여 j=(i+v)mod4*STID_Valid_Periodicity 으로 수정될 수 있다. 이러한 경우, j 값의 범위는 0 부터 (4*STID 유효주기 - 1) 사이에서 결정된다.
TDD UL HARQ 타이밍에서 하향링크 HARQ 피드백 전송 프레임 인덱스 k 를 구하기 위해 w 값을 계산 할 때, 만약 (U-m- NTTI +l)＜ TUL-Rx_Processing 일 경우, M2M 기기는 1 대신에 STID 유효주기를 사용할 수 있다. 또한, k 값은 STID 유효 주기를 이용하여 k=(j+w)mod(4*STID_Valid_Periodicity) 으로 수정될 수 있다. 이렇게 되면, 즉 k 값의 범위가 0 부터 (4*STID_Validicity_Periodicity - 1)사이에서 결정된다.
TDD UL HARQ timing 에서 HARQ 서브패킷 재전송 하향링크의 프레임 인덱스 p 를 구하기 위해 v 값을 계산 할 때, 만약 (D-l-1+m) ＜ TUL-Tx_Processing 일 경우, M2M 기기는 1 대신에 STID 유효 주기 값을 사용할 수 있다. 또한, p 값은 STID 유효 주기 값을 이용하여 p=(k+v)mod4*STID_Valid_Periodicity 으로 수정될 수 있다. 따라서, p 값의 범위는 0 부터 (4*STID 유효주기 - 1)사이에서 결정된다.
이와 같이 재설정되는 파라미터 값을 기반으로 표 8에서 개시된 변수에 대해서 설명한다. 표 8에서 D는 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 하향링크 서브프레임 번호를 나타내고, U는 상향링크 서브프레임 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되거나 HARQ ACK 메시지가 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 D-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. m은 DL 서브프레임의 번호로서, HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 서브프레임은 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 U-1번째 상향링크 서브프레임 중 하나를 나타낸다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 (4*STID 유효주기 - 1) 중 HARQ 서브패킷들이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. p는 프레임 번호로서 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 (4*STID 유효주기 - 1)까지로 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. k는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 (4*STID 유효주기 - 1) 중 HARQ 서브패킷의 전송이 시작되는 프레임을 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, TDD DL에서 기본 TTI에 대한 1 및 롱 TTI에 대한 D) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. TUL_Tx_Processing은 단말에 요구되는 데이터 버스트 전송(Tx) 처리 시간이고, 서브프레임에서 측정된다. TUL_Rx_Processing은 기지국에 의해 요구되는 수신(Rx) 처리 시간이고, 서브프레임에서 측정된다.
다음 표 9는 STID 유효 구간이 1인 경우(즉, 주기당 STID 유효 오프셋이 지시하는 프레임 하나만을 사용)에 대한 FDD UL HARQ 타이밍을 나타낸다.
[표 9]
Figure pat00011
FDD DL HARQ 타이밍에서 UL HARQ 피드백의 프레임 인덱스를 구하기 위해,
Figure pat00024
으로 설정되는 경우, z 값을 0 으로 설정하고, 그렇지 않으면 아니면 STID 유효 주기를 사용한다. 또한, 프레임 인덱스 j 값은 STID 유효주기를 이용하여 j=(i+z)mod(4*STID_Valid_Periodicit y) 으로 결정할 수 있다. 이러한 경우, j의 값의 범위는 프레임 0 부터 (4*STID 유효주기 - 1) 사이에서 결정된다.
표 9에서 F는 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 서브프레임의 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. m은 HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 DL 서브프레임의 번호로서, 첫 번째 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. n은 UL 서브프레임에 대한 번호로서, 첫 번째 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임까지로 HARQ ACK(acknowledgement) 메시지가 전송되는 서브프레임 번호이다. i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되고, HARQ 서브패킷이 시작하는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 (4*STID 유효 주기 - 1) 중 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, FDD DL에서 기본 TTI 1부터 롱 TTI 4까지) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. 단말에 의해 요구되는 데이터 버스트 Rx 처리 시간은 TDL_Rx_Processing 이고, 서브프레임에서 측정된다.
다음 표 10은 STID 유효 구간이 1인 경우(즉, 주기당 STID 유효 오프셋이 지시하는 프레임 하나만을 사용)에 대한 FDD UL HARQ 타이밍을 나타낸다.
[표 10]
Figure pat00025
FDD UL HARQ 타이밍에서 상향링크 HARQ 서브패킷 전송 프레임 인덱스 j 를 구하기 위해 v 값을 계산 할 때, 만약
Figure pat00026
이면 M2M 기기는 v 값을 0 으로 설정하고, 그렇지 않으면 STID 유효 주기 값을 사용한다. 또한,j 값은 v 와 STID 유효 주기를 이용하여 j=(i+v)mod(4*STID_Valid_Periodicity)으로 수정될 수 있다. 이러한 경우 j 값의 범위는 0 부터 (4*STID 유효주기 - 1) 사이에서 결정된다.
FDD UL HARQ 타이밍에서 DL HARQ 피드백 프레임 인덱스 k를 구하기 위해 w 값을 계산 할 때, 만약
Figure pat00027
일 경우,M2M 기기는 w 값을 0으로 설정하고, 그렇지 않으면 STID 유효 주기 값을 사용한다. 또한,k 값은 w와 STID 유효 주기를 이용하여 k=(j+w)mod(4*STID_Valid_Periodicity)으로 수정될 수 있다. 이러한 경우,k 값의 범위는 0부터 (4*STID 유효 주기 - 1)사이에서 결정된다.
FDD UL HARQ 타이밍에서 DL HARQ 서브패킷이 재전송되는 프레임 인덱스 p 를 구하기 위해 v 값을 계산 할 때, 만약
Figure pat00028
일 경우, M2M 기기는 v 값을 0 으로 설정하고, 그렇지 않으면 v 값으로 STID 유효 주기를 사용한다. 또한,p 값은 v 와 STID 유효 주기를 이용하여 p=(k+v)mod(4*STID_Valid_Periodicity)으로 수정될 수 있다. 이러한 경우,p 값의 범위는 0 부터 (4*STID 유효 주기 - 1) 사이에서 결정된다.
이와 같이 재설정되는 파라미터 값을 기반으로 표 10에서 개시된 변수에 대해서 설명한다. 표 10에서 F는 프레임 구성 테이블에 의해 정의되는 서브프레임의 번호를 나타낸다. l은 A-MAP이 전송되거나 HARQ ACK 메시지가 전송되는 DL 서브프레임의 번호를 나타내고, 첫 번째 하향링크 서브프레임 0부터 F-1번째 서브프레임 중 하나를 나타낸다. 롱 TTI(Long TTI) 전송의 경우에, l은 F-4 내지 0 (즉, l ∈ {F-4, F-3, …, F-1, 0}) 서브프레임 내에서만 허용된다. m은 UL 서브프레임의 번호로서, HARQ 서브패킷 전송이 시작되는 서브프레임은 첫 번째 상향링크 서브프레임 0부터 F-1번째 상향링크 서브프레임 중 하나를 나타낸다.
i는 프레임 번호로서, 수퍼 프레임의 첫 번째 프레임 0부터 3 중 A-MAP이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. j는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 프레임 (4*STID 유효주기 - 1) 중 HARQ 서브패킷들이 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. p는 프레임 번호로서 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 (4*STID 유효주기 - 1)까지로 HARQ ACK 메시지가 전송되는 프레임 번호를 나타낸다. k는 프레임 번호로서, 수퍼프레임의 첫 번째 프레임 0부터 (4*STID 유효주기 - 1) 중 HARQ 서브패킷의 전송이 시작되는 프레임을 나타낸다. NTTI는 HARQ 서브패킷이 미치는 구간(즉, FDD DL에서 기본 TTI 1부터 롱 TTI 4까지) 으로서 AAI 서브프레임의 번호를 나타낸다. TUL_Tx_Processing은 단말에 요구되는 데이터 버스트 전송(Tx) 처리 시간이고 서브프레임에서 측정된다. TUL_Rx_Processing은 기지국에의해 요구되는 수신(Rx) 처리 시간이고 서브프레임에서 측정된다.
5. HARQ 채널 식별자를 이용한 HARQ 동작 지원 방법
M2M 기기들이 도 6과 같이 STID를 프레임 기반으로 공유하는 상황에서 HARQ 타이밍을 수학식 2와 같이 변경하지 않는다면, M2M 기기들은 다음 프레임의 동일한 자원을 이용하여 재전송을 수행하려 할 것이다.
만약, 기지국이 NACK이 발생한 시점에서 동일한 STID를 공유하는 M2M 기기에 대해 새로운 상향링크 자원을 할당하기 위해 UL 기본 할당 A-MAP IE를 자신의 영역에서 방송하는 경우, 재전송을 시도하는 M2M 기기들은 동일한 STID를 포함하는 UL 기본 할당 A-MAP IE를 수신하기 때문에 자신의 재전송에 대한 자원할당의 위치가 변경되었다고 판단할 수 있다. 따라서, M2M 기기는 기존의 재전송 영역이 아닌 새로 할당된 UL 자원을 이용하여 재전송을 시도할 수 있다. 이때, 다른 M2M 기기들도 동일한 STID를 공유하고 있으므로 방송된 UL 기본 할당 A-MAP IE를 수신할 수 있다. 그러므로, 재전송을 수행하는 M2M 기기와 새로 전송을 개시하는 M2M 기기가 동일한 UL 자원 영역을 동시에 사용하여 충돌이 발생할 문제가 있다. 따라서, 도 8에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법을 제안한다.
(1) 제1 방안
기지국은 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 M2M 기기에 재전송이 발생하였을 경우, 재전송이 발생하는 시점(즉, 재전송이 수행되는 서브프레임)에서 동일한 STID를 사용하는 M2M 기기들에 대해서는 새로운 자원영역을 할당하지 않을 수 있다.
(2) 제2 방안
기지국은 동일한 STID를 공유하는 M2M 기기에 상향링크 재전송이 발생하는 경우, 재전송이 발생하는 시점(즉, 재전송이 수행될 서브프레임)에서는 동일한 STID를 공유하는 다른 M2M 기기들에는 재전송을 수행하는 M2M 기기(또는 UL 버스트)의 HARQ 채널 식별자(ACID)와 동일한 ACID를 이용하여 새로운 자원영역을 할당하지 않는다. 즉, 기지국이 재전송이 수행되는 자원과 새로 전송되는 자원이 동일한 STID를 사용하는 경우, 두 자원은 서로 다른 ACID를 사용해야 한다. 이하에서는 도 8을 참조하여 제2 방안에 대해서 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예로서 HARQ 채널 식별자(ACID)를 이용하여 상향링크 HARQ 동작을 지원하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 M2M 기기와 제2 M2M 기기는 동일한 스테이션 식별자(STID)로 연결이 설정되어 있는 상태를 가정한다. 즉 제1 M2M 기기 및 제2 M2M 기기는 동일한 STID를 공유하고 있다(S801).
기지국(ABS)은 i 번째 프레임에서 제1 M2M 기기 및 제2 M2M 기기에 상향링크 자원을 할당하기 위해 UL A-MAP IE를 전송할 수 있다. 이때, UL A-MAP IE에는 M2M 기기들에 할당된 자원영역을 지시하는 자원할당정보, M2M 기기들에 할당된 STID 및 재전송 상황이 발생할 경우 사용되는 HARQ 채널 식별자인 제1 ACID(ACID 1)이 포함될 수 있다(S802).
제2 M2M 기기가 전송할 상향링크 데이터가 발생한 경우, 제2 M2M 기기는 자원할당정보가 지시하는 자원영역을 통해 UL 데이터를 기지국에 전송한다(S803).
이때, 제2 M2M 기기가 전송한 상향링크 데이터에 오류가 발생한 경우, 기지국은 i 번째 프레임에서 수신부정확인(NACK) 메시지를 제2 M2M 기기에 전송한다(S804).
제2 M2M 기기가 재전송을 수행하는 서브프레임에서 기지국이 제2 M2M 기기가 아닌 다른 M2M 기기들에 새로운 UL 자원영역을 할당할 필요가 발생할 수 있다. 이때, 기지국은 제2 M2M 기기에 NACK 메시지를 전송하였고, 서로 M2M 기기들과 HARQ 처리 동작에 대한 협상을 미리 하였으므로(미도시), 기지국은 각 M2M 기기들에 대한 HARQ 스케줄링 정보를 모두 알고 있다.
따라서, 상향링크 자원이 할당된 서브프레임에서 제1 M2M 기기와 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 제2 M2M 기기로부터 재전송되는 상향링크 버스트가 있는 경우에는, 기지국은 재전송될 UL 버스트의 제1 ACID와 다른 제2 ACID를 이용하여 상기 새로운 상향링크 자원을 할당할 수 있다. 이러한 경우, 기지국은 공유되는 STID, 새로운 자원할당정보 및 제1 ACID와 다른 제2 ACID를 포함하는 UL A-MAP IE를 i+1 번째 프레임 또는 i+n 번째 프레임(n=2, 3)에서 M2M 기기들에 전송한다(S805).
제2 M2M 기기는 STID를 공유하고 있으므로 S805 단계에서 UL A-MAP IE를 수신할 수 있다. 또한, 제2 M2M 기기는 UL A-MAP IE에 포함된 제2 ACID를 확인할 수 있다. 이때, 새로 전송된 제2 ACID와 재전송할 UL 데이터에 대한 제1 ACID가 서로 다를 경우, 제2 M2M 기기는 S805 단계에서 할당된 자원영역이 자신이 재전송에 사용될 자원영역이 아님을 인식할 수 있다. 즉, 동일한 STID를 공유하는 M2M 기기들은 ACID를 확인함으로써 자신에 할당되는 자원영역인지 여부를 판단할 수 있다.
따라서, S802 단계에서 할당된 제1 ACID와 S805 단계에서 할당된 제2 ACID가 서로 다르므로, 제2 M2M 기기는 S805 단계에서 할당된 자원영역이 재전송을 위해 다시 할당된 것이 아님을 알 수 있다. 그러므로, 제2 M2M 기기는 재전송을 수행할 서브프레임에서 S805 단계에서 할당 받은 자원영역이 아닌, S802 단계에서 할당 받은 자원영역을 통해 STID 및 제1 ACID를 이용하여 UL 데이터를 기지국으로 재전송할 수 있다(S806).
또한, 제1 M2M 기기는 재전송이 수행되는 서브프레임에서 S805 단계에서 새로 할당 받은 자원영역을 통해 STID 및 제2 ACID를 이용하여 새로운 UL 데이터를 전송할 수 있다(S807).
도 8에서 설명한 실시예를 프레임 번호와 관련하여 다시 설명한다. M2M 기기 1과 M2M 기기 2가 네트워크 진입과정에서 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 STID1을 할당 받고, STID_Valid_offset은 각각 1과 2이고, STID_Valid_Periodicity는 4로 설정된다(도 6 참조). 이 때, M2M 기기 1은 Frame 1을, M2M device2는 frame 2에서 STID를 사용하게 될 것이다.
기지국은 Frame 1에서 STID 1과 ACID 1을 사용하여 M2M 기기 1에게 UL 자원을 할당하기 위해서 UL basic assignment A-MAP IE를 전송할 것이고, M2M 기기 1은 할당된 자원으로 UL packet을 전송한다. 이 경우, UL packet에 에러가 발생하면, 기지국은 다음 프레임에서 DL HARQ channel로 NACK을 단말에게 전송한다. 해당 시점에, 기지국이 M2M device2에게 상향 링크 자원을 할당하기 위해서 ACID =2를 이용하여 UL Basic Assignment A-MAP IE를 전송한다. 이 경우, M2M device 1은 ACID 가 2로 설정된 UL Basic Assignment A-MAP IE를 받았을 때, 해당 A-MAP IE가 자신을 위해 전송된 것이 아니라 판단하며 무시한다. M2M device 2는 ACID 2가 설정된 UL Basic Assignment A-MAP IE에 의해서 가리켜진 자원을 통해서 UL packet을 전송한다.이와 같이, 동일한 STID를 공유하는 M2M 기기들에 초기 전송과 재전송시 할당되는 자원영역을 서로 다른 ACID로 구분함으로써, M2M 기기들이 동일한 STID를 사용하더라도 서로 충돌 가능성을 줄일 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및/또는 IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법에 있어서,
    기지국이 제2 M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 제1 M2M 기기에 대한 자원영역을 할당하기 위한 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID)를 포함하는 제2 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 M2M 기기들에 전송하는 단계;
    상기 서브프레임에서 상기 제2 M2M 기기로부터 제1 HARQ 채널식별자를 이용하여 재전송된 상기 UL 버스트를 수신하는 단계; 및
    상기 서브프레임에서 상기 제1 M2M 기기로부터 상기 제2 ACID를 이용하여 전송된 새로운 UL 버스트를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 M2M 기기와 상기 제2 M2M기기는 상기 STID를 공유하고, 상기 제1 ACID와 상기 제2 ACID는 서로 다른 것을 특징으로 하는, HARQ 동작지원방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국이 제1 자원할당정보 및 상기 제1 ACID을 포함하는 제1 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 상기 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 전송하는 단계;
    상기 제2 M2M 기기로부터 상기 제1 자원할당정보가 지시하는 영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 수신하는 단계; 및
    상기 UL 버스트에 오류가 발생하면, 수신부정확인(NACK) 메시지를 상기 제2 M2M 기기에 전송하는 단계를 포함하는, HARQ 동작지원방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 맵 정보요소 및 상기 제2 상향링크 맵 정보요소는 상기 M2M 기기들에 공유되는 상기 STID를 이용하여 전송되는, HARQ 동작지원방법.
  4. 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법에 있어서,
    M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 할당된 자원영역을 지시하는 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID)를 포함하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 제2 ACID가 재전송할 상기 UL 버스트의 제1 ACID와 다르면, 상기 M2M 기기는 상기 서브프레임에서 상기 제2 ACID를 이용하여 상기 상향링크 버스트를 재전송하는 단계를 포함하되,
    상기 M2M 기기는 다른 M2M 기기들과 스테이션 식별자(STID)를 공유하는, HARQ 동작지원방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상향링크 맵 정보요소는 상기 STID를 이용하여 전송되고,
    상기 상향링크 맵 정보요소는 상기 STID를 공유하는 M2M 기기들에 전송되는, HARQ 동작지원방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 제1 ACID를 이용하여 할당된 자원영역을 지시하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 수신하는 단계;
    상기 제1 ACID를 이용하여 할당된 상기 자원영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 전송하는 단계; 및
    상기 UL 버스트에 오류가 발생한 것을 지시하는 수신부정확인(NACK) 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, HARQ 동작지원방법.
  7. 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 기지국에 있어서,
    송신기;
    수신기; 및
    상기 HARQ 동작을 지원하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 기지국은:
    제2 M2M 기기가 상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 제1 M2M 기기에 대한 자원영역을 할당하기 위한 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID2)를 포함하는 제2 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 M2M 기기들에 상기 송신기를 이용하여 전송하고;
    상기 서브프레임에서 상기 제2 M2M 기기로부터 제1 HARQ 채널식별자(제1 ACID)를 이용하여 재전송된 상기 UL 버스트를 상기 수신기를 이용하여 수신하고;
    상기 서브프레임에서 상기 제1 M2M 기기로부터 상기 제2 ACID를 이용하여 전송된 새로운 UL 버스트를 상기 수신기를 이용하여 수신하되,
    상기 제1 M2M 기기와 상기 제2 M2M기기는 상기 STID를 공유하고, 상기 제1 ACID와 상기 제2 ACID는 서로 다른 것을 특징으로 하는, 기지국.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은:
    제1 자원할당정보 및 상기 제1 ACID을 포함하는 제1 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 상기 스테이션 식별자를 공유하는 M2M 기기들에 전송하고;
    상기 제2 M2M 기기로부터 상기 제1 자원할당정보가 지시하는 영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 수신하고;
    상기 UL 버스트에 오류가 발생하면, 수신부정확인(NACK) 메시지를 상기 제2 M2M 기기에 전송하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 상향링크 맵 정보요소 및 상기 제2 상향링크 맵 정보요소는 상기 M2M 기기들에 공유되는 상기 STID를 이용하여 전송되는, 기지국.
  10. 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자를 이용하여 HARQ 동작을 지원하는 M2M 기기에 있어서,
    송신기;
    수신기; 및
    상기 HARQ 동작을 지원하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 M2M 기기는:
    상향링크(UL) 버스트를 재전송할 서브프레임에 할당된 자원영역을 지시하는 자원할당정보 및 제2 HARQ 채널식별자(ACID)를 포함하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 기지국으로부터 상기 수신기를 이용하여 수신하고;
    상기 제2 ACID가 재전송할 상기 UL 버스트의 제1 ACID와 다르면, 상기 M2M 기기는 상기 서브프레임에서 상기 제2 ACID를 이용하여 상기 상향링크 버스트를 상기 송신기를 이용하여 재전송하되,
    상기 M2M 기기는 다른 M2M 기기들과 스테이션 식별자(STID)를 공유하는, M2M 기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상향링크 맵 정보요소는 상기 STID를 이용하여 전송되고,
    상기 상향링크 맵 정보요소는 상기 STID를 공유하는 M2M 기기들에 전송되는, M2M 기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 제1 ACID를 이용하여 할당된 자원영역을 지시하는 상향링크 맵 정보요소(UL A-MAP IE)를 상기 수신기를 이용하여 수신하고;
    상기 제1 ACID를 이용하여 할당된 상기 자원영역을 통해 상향링크(UL) 버스트를 상기 송신기를 이용하여 전송하고;
    상기 UL 버스트에 오류가 발생한 것을 지시하는 수신부정확인(NACK) 메시지를 상기 수신기를 이용하여 수신하는, M2M 기기.
  13. 무선접속시스템에서 HARQ 채널 식별자(ACID)를 이용하여 M2M 기기들의 HARQ 동작을 지원하는 방법에 있어서,
    기지국이 스테이션 식별자(STID)를 공유하는 제1 M2M 기기에 상향링크 자원을 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 상향링크 자원이 할당된 서브프레임에서 상기 제1 M2M 기기와 상기 STID를 공유하는 제2 M2M 기기로부터 재전송될 상향링크 버스트가 있는 경우에는, 상기 기지국은 상기 재전송될 UL 버스트의 ACID와 다른 ACID를 이용하여 상기 상향링크 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는, HARQ 동작지원방법.
  14. 제13항에 있어서,
    할당된 상기 상향링크 자원을 지시하는 자원할당정보, 상기 다른 ACID 및 상기 STID를 포함하는 상향링크 맵 정보요소를 전송하는 단계를 더 포함하는, HARQ 동작지원방법.
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