KR20130018930A

KR20130018930A - 무선 통신 장치들에 대해 액세스 시간을 결정하는 방법

Info

Publication number: KR20130018930A
Application number: KR1020127032783A
Authority: KR
Inventors: 지아린 주; 수디프 팔랏
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2013-02-25
Also published as: EP2583525A1; CN103053215A; WO2011159597A1; JP2013531946A; KR101463407B1; JP5550786B2; US20110310854A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 장치에 대해 액세스 시간을 결정하는 방법을 제공한다. 방법의 하나의 실시예는 액세스 신호의 전송에 대해 주기적으로 반복하는 액세스 사이클의 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 선택은 무선 통신 장치를 식별하는 정보에 기초하여 수행된다. 방법의 이 실시예는 또한 복수의 시간 간격들 중 선택된 시간 간격에서 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 장치들에 대해 액세스 시간을 결정하는 방법{METHOD OF DETERMINING ACCESS TIMES FOR WIRELESS COMMUNICATION DEVICES}

본 발명은 일반적으로 통신 시스템들, 더 구체적으로는, 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.

서비스 제공자들은 기계 타입 통신 장치로서 지칭되는 새로운 형태의 무선 통신 장치를 개발, 제공 및 배치하기 시작하고 있다. 기계 타입 장치는 인간 대 인간(H2H) 통신 장치들이 인간의 상호작용을 필수적으로 필요로 하지 않는 개체들 사이의 통신을 전형적으로 포함하기 때문에 전형적인 인간 대 인간(H2H) 통신 장치들과 다르다. 예를 들어, 기계 타입 장치들은 특정한 시간 간격에 중앙 서버로 측정 정보를 모으고 이 정보를 보고하도록 구성되는 무선 사용자 장치일 수 있다. 기계 타입 장치들은 물 및 전력 회사들에 대한 원격 계측 판독, 무선 도난 및/또는 화재 경보 모니터링, 날씨 모니터링, 차량 추적, 의료 모니터링 등과 같은 넓고 다양한 상황들에서 사용될 수 있다.

기계 타입 장치들은 종래의 인간 대 인간(H2H) 무선 통신 장치들의 동작 특성들과는 현저히 다른 동작 특성들을 갖는다. 종래의 H2H 통신은 일반적으로 몇 분 또는 심지어 몇 시간 동안 간격들에 대한 사용자들 사이에서 실질적으로 연속적인 쌍방의 통신을 위한 자원을 할당할 필요가 있다. 대조적으로, 기계 타입 장치들은 일반적으로 비교적 긴 간격 및 때때로 불규칙한 간격에 의해 분리되는 비교적 소량의 정보를 버스트들로 전송한다. 예를 들어, 수도 계량기를 원격 판독하기 위해 사용되는 장치는 단지 한 달에 한 번 가정의 물 사용을 나타내는 정보의 버스트를 전송할 수 있다. 다른 예를 들면, 도난 경보 모니터는 단지 경보가 작동될 때 정보의 버스트들을 전송할 수 있다. 따라서, 기계 타입 장치들은 또한 음성 통신이 100ms 미만의 지연을 필요로 하기 때문에 종래의 H2H 장치들보다 일반적으로 상당히 더욱 지연 허용적이다. 물 사용을 판독하고 보고하는 장치는 일 단위 또는 심지어 주 단위의 전송 지연을 허용할 수 있다. 더욱이, 기계 타입 장치들은 종종 특별한 위치들에 고정되고 그래서 기계 타입 장치들의 이동성은 H2H 장치의 예측된 이동성보다 상당히 낮을 수 있다.

기계 타입 장치들의 분포는 손바닥 크기의 무선 통신 장치들의 분포와 상당히 다를 것이라고 예상된다. 무선 통신 시스템들의 현재 세대들(2G/3G)은 H2H 장치들의 예상되는 밀도들에 기초하여 셀 당 100명의 사용자들에 따른 용량들을 수용하도록 설계되어 왔다. 그러나, 각각의 셀 내 기계 타입 장치들의 수는 적어도 더 큰 하나의 자릿수가 되도록 예상되고 각각의 셀은 수천의 기계 타입 장치들을 지원할 수 있어야만 한다. 랜덤 액세스 채널을 통해 전송되는 액세스 신호들과 같은, 이러한 복수의 기계 타입 장치들로부터 임의로 전송된 액세스 신호들은 거의 확실히 매우 복수의 충돌들을 초래할 것이다. 게다가, 몇몇 종류의 기계 타입 장치들로부터의 전송은 적시에 강하게 서로 관련되는 경향이 있다. 예를 들어, 사무실용 건물은 매우 복수의 원격-모니터링 화재 경보기들을 가질 수 있다. 정상적인 상태 하에서 화재 경보기들은 화재 경보기들이 작동됨을 확인하도록 아마도 주기적으로 "작동 중(I'm alive)" 펄스를 제외하고는 사실상 통신하지 않는다. 그러나, 화재가 발생한다면, 모든 경보기들은 동시에 정보의 복수의 버스트들을 전송하기 시작할 것이다. 셀 내 복수의 기계 타입 장치들로부터의 정보의 관련된 버스트들은 액세스 신호들 사이에서 과부하 상태, 혼잡, 및 충돌들을 발생시킬 수 있다.

기계 타입 장치들로부터 액세스 신호들의 시간 분포를 평탄화하기 위한 하나의 제안은 중앙 엔티티(entity)가 폴링 방식(polling scheme)을 사용하여 액세스 신호들을 스케쥴(schedule)하도록 허용하는 것이다. 폴링 기반 방식은 네트워크의 중앙 엔티티(E-UTRAN과 같은)가 장치가 전송할 정보를 갖고 있는지의 여부를 결정하도록 사전 결정된 보고 시간에 각각의 장치를 페이징(page)하도록 요구한다. 비록 E-UTRAN 스케쥴러에 의해 장치들의 순서대로의(one-by-one) 페이징이 충돌들을 회피할 수 있어도, 이러한 접근법은 특히 포워드(forward) 잉크 위의 복수의 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 도입한다. 액세스 전송 분포를 평탄화하는 것으로부터의 효율 이득은 이 방식에 의해 도입되는 오버헤드에서의 고비용 및 복잡성을 조정하도록 고려되지 않는다.

대안적인 제안은 랜덤 액세스 신호들(액세스 프로브들) 사이의 충돌들을 해결하도록 랜덤 백-오프(random back-offs)를 사용하는 것과 같은 메커니즘들 이외의 액세스들로 종래의 랜덤 액세스 방법을 적용하는 것이다. 비록 이 접근법이 액세스 신호들의 시간 분포를 평탄화할 수 있을지라도, 오버헤드 비용(overhead costs)이 고려될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기계 타입 장치들이 동시에 랜덤 액세스 요청 신호들을 보낸다면 복수의 액세스 충돌들이 생성될 수 있다. 몇몇의 요청 신호들을 백오프(back off)하는 것은 분포를 평탄화할 수 있지만 요청 장치들의 수가 많을 때 재전송 사이의 추가 충돌들을 여전히 초래할 수 있다. 따라서 시스템의 효율은 충돌들을 해결하도록 백-오프 및 재전송을 사용함으로써 감소된다(그리고 역방향 링크 시그널링 오버헤드가 증가된다). 재전송은 또한 장치들로부터 보고의 복수의 지연을 도입할 수 있고 실제 보고 시간에 복수의 불확실성을 생성시킬 수 있다.

개시된 내용은 상술된 문제들 중 하나 이상의 영향들을 다루는 것에 관한 것이다. 다음의 내용은 개시된 내용의 몇몇 양태들의 기초적인 이해를 제공하도록 개시된 내용의 간단한 요약을 나타낸다. 이 요약은 개시된 내용의 완전한 개요는 아니다. 개시된 내용의 수단 또는 중요한 요소들을 식별하도록 또는 개시된 내용의 범주를 설명하도록 의도되지 않는다. 그 유일한 목적은 이후에 논의되는 좀 더 상세한 설명에 대한 서두로서 간단한 형태로 몇몇 개념들을 나타내는 것이다.

하나의 실시예에서, 방법은 무선 통신 장치에 대한 액세스 시간을 결정하기 위해 제공된다. 방법의 하나의 실시예는 액세스 신호의 전송에 대해 주기적으로 반복하는 액세스 사이클의 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 선택은 무선 통신 장치를 식별하는 정보에 기초하여 수행된다. 방법의 이 실시예는 또한 복수의 시간 간격들 중 선택된 하나에 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 요청 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 방법은 무선 통신 장치에 대한 액세스 시간을 결정하기 위해 제공된다. 방법의 하나의 실시예는 주기적으로 반복하는 액세스 사이클을 구성하는 복수의 시간 간격들 중 하나의 시간 간격 동안 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 신호들을 전송하도록 무선 통신 장치를 강제하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 방법은 무선 통신 장치에 대한 액세스 시간을 결정하기 위해 제공된다. 방법의 하나의 실시예는 기지국으로부터, 랜덤 액세스 채널에 대해 주기적으로 반복하는 액세스 사이클을 구성하는 복수의 시간 슬롯들을 규정하는 정보를 방송하는 단계를 포함한다. 기지국에 의해 서빙되는 각각의 무선 통신 장치는 복수의 시간 슬롯들 중 선택된 하나의 시간 슬롯 동안 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 요청 신호들을 전송하도록 강제된다.

개시된 내용은 첨부된 도면들과 조합하여 다음의 설명을 참조함으로써 이해될 수 있고, 유사한 도면 부호들은 유사한 요소들과 동일하다.
도 1은 무선 통신 시스템의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 2는 랜덤 액세스 채널에 대해 타이밍도의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 3은 액세스 요청들을 전송하는 방법의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 액세스 요청들을 모니터링하는 방법의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한 도면.

개시된 내용은 다양한 수정들 및 대안적인 형태들을 허용하지만, 그 특정한 실시예들은 도면들의 예의 방식으로 도시되어 왔고 여기서 상세히 설명된다. 그러나, 여기서 특정한 실시예들의 설명은 개시된 특정한 형태들에 대한 개시된 내용을 제한하도록 의도되지 않지만, 대조적으로, 첨부된 청구범위들의 범주 내에 포함되는 모든 수정들, 등가물들, 및 대안물들을 포함시키도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

실례가 되는 실시예들은 이하에 설명된다. 명료성을 위하여, 실제 구현의 모든 특징들은 이 명세서에서 설명되지 않는다. 물론, 임의의 이러한 실제 실시예의 개발에서, 복수의 구현-특정한 결정들이 하나의 구현으로부터 다른 하나의 구현으로 변할 수 있는, 시스템-관련 및 비지니스-관련 제한들에 대한 준수와 같은, 개발자들의 특정한 목표들을 성취하도록 이루어져야 한다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 이러한 개발 노력이 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 이 개시물의 이득을 갖는 기술 분야의 숙련공들의 일상적인 일일 수 있다는 것이 이해될 것이다.

개시된 내용은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 다양한 구조들, 시스템들, 및 장치들은 기술 분야의 숙련공들에게 잘 알려진 세부사항들과 함께 본 발명을 이해하게 하기 위해서 단지 설명의 목적으로 도면들에 개략적으로 도시된다. 그럼에도 불구하고, 첨부된 도면들은 개시된 내용의 실례가 되는 예들을 서술하도록 그리고 설명하도록 포함된다. 여기서 사용되는 단어들 및 구들은 관련된 기술 분야의 숙련공들에 의해 이해되는 단어들 및 구들과 일치되는 의미를 갖도록 이해되어야 하고 해석되어야 한다. 용어 또는 구의 특별한 정의, 즉, 기술 분야의 숙련공들에 의해 이해되는 일반적이고 관례적인 의미와는 다른 정의는 여기서 용어 또는 구의 일관된 사용을 암시하도록 의도되지 않는다. 용어 또는 구가 특별한 의미, 즉, 숙련된 장인들에 의해 이해되는 것 이외의 의미를 갖도록 의도되는 경우에, 이러한 특별한 정의는 용어 또는 구에 대한 특별한 정의를 직접 그리고 명백히 제공하는 명확한 방식으로 명세서에서 명확히 설명될 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템(100)의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 무선 통신 시스템(100)은 지리학적인 영역 또는 셀(110) 내에 무선 연결을 제공하는 기지국(105)을 포함한다. 셀(110)은 도 1에서 완벽한 육각형으로서 도시된다. 그러나, 본 개시물의 이득을 갖는 기술 분야에서의 숙련공들은 이것이 이상화된 것이고 실제 셀들은 불규칙적이고 및/또는 시간 변동 바운더리들(boundary)을 가질 수 있음을 이해해야만 한다. 게다가, 대안적인 실시예들에서, 기지국(105)은 예를 들어, 복수의 안테나들 또는 안테나들의 어레이들을 사용하여, 셀(110)의 부분들 또는 섹터들 내에 무선 연결을 제공하도록 구성될 수 있다. 무선 연결은 잘 알려진 기준들 및/또는 프로토콜들을 사용하여 제공될 수 있고 오직 명료성을 위하여 청구된 내용에 관련되는 기준들 및/또는 프로토콜들의 양태들이 여기서 논의된다. 예를 들어, 시스템(100)의 무선 연결은 TDMA, FDMA, CDMA, UMTS, LTE, WiMAX 등을 포함하는 무선 기준들 및/또는 프로토콜들에 따라서 제공될 수 있다.

하나 이상의 인간 대 인간(H2H) 무선 통신 장치들(115(1-2))은 셀(110) 내에 위치될 수 있다. H2H 장치들(115)은 서로 또는 다른 장치들과 통신하도록 기지국(105)에 무선 연결을 사용할 수 있다. 예시적인 H2H 장치들(115)은 셀룰러 폰, 스마트 폰, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 기계 타입 무선 통신(MTC) 장치들(120)은 또한 셀(110) 도처에 분포될 수 있다. 명료성을 위해서, MTC 장치들 중 오직 하나는 특별히 부호 "120"으로 표시된다. 도 1에 도시된 MTC 장치들(120)의 수는 실례적인 것으로 의도된다. 본 개시물의 이득을 갖는 기술 분야의 숙련공들은 MTC 장치들(120)의 실제 배치가 셀(110) 내에서 수백 또는 수천의 MTC 장치들(120)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

몇몇의 실시예들에서, 몇몇의 MTC 장치들(120)은 그룹(125(1-2))의 부분들이다. 예를 들어, 그룹(125(1))의 MTC 장치들(120)은 특정한 건물 내의 화재 경보기들 또는 연기 탐지기들일 수 있다. 다른 예를 들면, 그룹(125(2)) 내의 MTC 장치들(120)은 열린 문 탐지기들(open-door detectors), 유리 깨짐 탐지기들(glass break detectors), 움직임 감지기들 등과 같은 건물을 위한 보안 시스템의 부분을 형성하는 무선 탐지기들일 수 있다. 그룹(125) 내의 MTC 장치들(120)은 반드시 서로 물리적으로 인접해 있을 필요가 없다. 예를 들어, MTC 장치들(120)의 그룹(125)은 택시캡들(taxicabs)로 배치되고 디스패처(dispatcher)에 주기적인 위치 보고를 제공하도록 사용될 수 있다.

MTC 장치들(120)은 특정한 간격들에서 기지국(105)에 무선 인터페이스 위의 보고들을 제공하는 하나 이상의 MTC 어플리케이션들(applications)을 시행한다. 하나의 실시예에서, MTC 장치들(120) 상의 어플리케이션 동작은 주기적인 짧은 데이터 보고를 지원할 수 있다. 대안적으로, 어플리케이션은 기지국(105)으로부터 수용되는 요청에 응답하여 또는 몇몇 조건 또는 기준들의 존재에 응답하여 데이터를 제공할 수 있다. 보고 간격은 어플리케이션 유형에 의존하여 상당히 변할 수 있고 1분 미만 내지 한 달 초과의 범위일 수 있다. MTC 장치(120)가 매우 자주, 예를 들어, 1분보다 훨씬 짧은 간격들로 보고하는 것을 허용하는 몇몇의 실시예들에서, MTC 장치(120)는 활성 모드로 있을 수 있고 액세스 프로세스를 생략할 수 있어, 이들 상황들에서 액세스 충돌 문제를 감소시키거나 회피할 수 있다. 게다가, 비록 정확한 공차가 다른 어플리케이션들에 대해 상이할 수 있을지라도, 정확한 전송 시간은 전체 보고 간격의 꽤 큰 비율, 예를 들어, 간격의 약 1% 내지 10%일 수 있는 공차 내에서 변할 수 있다. 보고된 데이터는 타임 오브 데이(time-of-day), 온도, 위치, 테스트 조건/결과, 환경 조건 등과 같은 측정값들을 포함할 수 있다. 측정은 MTC 장치들(120) 내에 포함되는 센서들을 사용하여 수행될 수 있고 또는 무선 인터페이스 위의 전송을 위해 외부 장치들을 경유하여 MTC 장치들(120)로 제공될 수 있다.

셀(110) 내의 복수의 MTC 장치들(120)은 MTC 장치들(120)로부터 역링크 액세스 전송들 사이의 충돌들을 초래할 수 있다. 예를 들어, 랜덤 액세스 채널들을 통한 복수의 액세스 요청 신호들은 비교적 복수의 충돌들을 초래할 수 있다. 하나의 실시예에서, MTC 장치들(120)은 MTC 장치들(120)로부터의 액세스 신호들이 또한 H2H 장치들(115)로부터의 액세스 신호들과 충돌할 수 있는 경우에 H2H 장치들(115)과 같은 랜덤 액세스 채널들을 공유할 수 있다. 대안적으로, MTC 장치들(120) 및 H2H 장치들(115)은 2가지 유형의 장치들에 의한 전송들 사이에서 충돌들을 방지하도록 상이한 채널들을 이용할 수 있다. 게다가, 그룹(125) 내의 MTC 장치들(120)에 의한 액세스 신호는 적시에 그리고 적소에 강하게 서로 관련될 수 있다. 예를 들어, MTC 장치들(125(1))을 포함하는 건물 내에 화재가 발생한다면, 이들 장치들(125(1)) 중 일부가 동시에 또는 심지어 바로 동시에 액세스 신호들을 전송할 수 있을 것이다. 이러한 복수의 동시 액세스 신호들은 이들 액세스 신호들 사이에서 상대적으로 복수의 충돌들을 초래할 수 있다.

상이한 MTC 장치들(120)에 의한 액세스 요청들/신호들은 역링크 통신 사이에서 충돌들을 감소시키는 시도를 하도록 조정될 수 있다. 하나의 실시예에서, 역링크의 시간 구성은 역링크 채널의 시간 슬롯들과 같은 시간 간격들로 세분되는, 일련의 주기적으로 반복하는 액세스 사이클들로 분할될 수 있다. MTC 장치들(120)은 액세스 요청들의 전송에 대한 각각의 액세스 사이클의 시간 간격들 중 하나의 시간 간격을 선택함으로써 액세스 요청 충돌들의 발생을 감소시키도록 시도할 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템에서, 각각의 MTC 장치(120)는 여기서 논의되는 바와 같이, 슬롯들의 시스템 프레임 번호들(SFNs)을 내부 식별자들과 비교함으로써 액세스 사이클의 시간 슬롯을 선택할 수 있다. 이어서 액세스 요청들이 선택된 시간 간격들로 랜덤 액세스 채널을 통해 전송될 수 있다. 다른 실시예들에서, MTC 장치들(120)은 주기적으로 반복하는 액세스 사이클을 구성하는 시간 간격들 중 하나의 시간 간격 동안 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 신호들을 전송하는 다른 방식들로 강제될 수 있다. 예를 들어, MTC 장치(120)는 MTC 장치(120)에 할당된 페이징 슬롯(paging slot)을 바로 뒤따르는 슬롯에 액세스 신호들을 전송하도록 강제될 수 있다.

도 2는 랜덤 액세스 채널(205)에 대한 타이밍도(200)의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 타이밍도(200)는 도 1에 도시된 MTC 장치들(120)과 같은 MTC 장치들에 의해 사용되는 슬롯된 액세스 방법의 하나의 실시예에서 발생하는 경우를 도시한다. 도시된 실시예에서, 2개의 MTC 장치들은 MTC 장치들의 보고 사이클들에 따라서 액세스 요청 신호들을 전송한다. 각각의 MTC 장치는 단지 액세스 사이클 내의 액세스 슬롯 그 자체의 액세스 요청을 전송하는 것이 허용되도록 강제된다. 이러한 방식으로 액세스 신호 전송을 강제하는 단계는 MTC 장치들이 사전 예정된 방식으로 액세스 신호들을 전송하게 함으로써 액세스 충돌의 가능성을 감소시키거나 또는 최소화할 수 있다. 액세스 슬롯들은 MTC 장치 및 네트워크 모두에 이용될 수 있는 정보를 식별하는 단계를 사용하여 각각의 MTC 장치에 의해 및/또는 각각의 MTC 장치에 대해 선택된다. 그러므로 액세스 타이밍(timing)은 시그널링(signaling) 없이 네트워크 및 MTC 장치 모두에서 예측될 수 있다.

랜덤 액세스 채널(205)은 일시적으로 주기적으로 반복하는 액세스 사이클들(210)로 분할될 수 있다. 각각의 액세스 사이클은 K 시간 간격들의 길이를 갖는다. 하나의 실시예에서, 액세스 사이클(210)의 유닛은 시스템 프레임이고 액세스 사이클(210)의 바운더리들(boundaries)은 시스템 프레임들과 나란히 정렬된다. 이어서 예를 들어, K=4096이면, 각각의 액세스 사이클(210)은 하나의 시스템 프레임 기간(예를 들어, 10ms)과 동일한 슬롯 기간에 4096개의 액세스 슬롯들(215)을 갖는다. 액세스 사이클(210)의 기간은 약 41s이다. 그러나, 본 개시물의 이득을 갖는 기술 분야의 숙련공들은 K값이 상이한 셀들 및 상이한 배치 구성들에 대해 달라질 수 있다는 것을 이해해야만 한다. 하나의 실시예에서, 네트워크는 셀 내에 배치될 수 있는 MTC 장치들의 전체 수의 추정 또는 예상에 기초하여 셀에 대한 K값을 결정할 수 있다. MTC 장치들의 더 적은 수들을 다루는 셀들은 K를 더 작은 값, 예를 들어, 1024로 설정할 수 있고, MTC 장치들의 복수들을 다루는 셀들은 더 큰 값의 K를 가질 수 있다.

2개의 MTC 장치들은 각각 T₁ 및 T₂의 보고 간격들을 갖는 어플리케이션들을 시행한다. 제 1 MTC 장치의 어플리케이션은 실선 화살표들(220)로 나타낸 시간에서 액세스 요청의 전송을 시작하고 제 2 MTC 장치의 어플리케이션은 쇄선 화살표들(225)로 나타낸 시간에서 액세스 요청들의 전송을 시작한다. 어플리케이션에 의한 액세스 요청의 시작에 응답하여, MTC 장치는 액세스 요청을 전송하도록 사용되는 다음의 액세스 사이클의 액세스 슬롯을 선택하고 몇몇 경우들에서 2개의 MTC 장치들은 동일한 액세스 사이클 동안 액세스 요청들의 전송을 시작할 수 있다. MTC 장치들 중 하나에 의해 전송된 액세스 요청들은 또한 잠재적으로 동일한 액세스 사이클 동안 다른 장치들에 의한 전송들에 의해 충돌할 수 있다.

충돌들은 상이한 MTC 장치들과 관련된 정보 및/또는 상이한 MTC 장치들을 식별하는 정보에 기초하여 액세스 사이클(210)의 액세스 슬롯(215)을 선택함으로써 회피될 수 있다. 예로서 LTE를 취한 예시된 실시예에서, 액세스 슬롯들(215)은 액세스 사이클의 슬롯들의 번호를 연산한(modulo) 시스템 프레임 번호의 값(SFN mod K)을 사용하여 식별될 수 있다. SFN은 LTE 다운링크 대역폭(downlink bandwidth;DL BW), 전송 안테나들의 수, PHICH 기간, PHICH 갭을 나타내는 정보, 및 혹시 다른 정보를 또한 포함할 수 있는 마스터 정보 블록(master information block;MIB) 내의 셀 또는 기지국들로부터 방송될 수 있다. 방송된 SFN 정보를 추적함으로써, MTC 장치들은 동일한 액세스 사이클 및 액세스 슬롯들과 동기화될 수 있다. 각각의 MTC 장치는 SFN의 비교 및 MTC 장치를 식별하는 정보를 기초로 하여 선택되는 슬롯들을 액세스하도록 허용된다. 예를 들어, 각각의 MTC 장치는 SFN mod K=(IMSI + 1) mod K인 슬롯을 선택하도록 IMSI(international mobile subscriber identity)를 사용할 수 있다. 그러나, 본 개시물의 이득을 갖는 기술 분야의 숙련공들은 다른 기술들이 슬롯들을 선택하도록 사용될 수 있다는 것을 이해해야만 한다. 예를 들어, 슬롯들은 IMSI의 가장 중요한 비트들, IMSI의 적어도 중요한 비트들, IMSI를 해시함으로써(hashing) 생성되는 의사랜덤(pseudorandom) 번호 등에 기초하여 선택될 수 있다. MTC 장치 액세스 및 페이징(paging) 사이에서 충돌의 가능성을 최소화하도록, 시스템에 의해 방송되는 SFN 사이클이 충분히 긴 액세스 사이클의 동기화를 지원하도록 충분히 길게 되도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 현재 LTE 기준에서, SFN의 4 MSBs는 MTC 액세스 사이클 및 페이징 사이클이 충분히 긴 것을 보장하도록 MIB에 추가될 수 있다. 예를 들어, K=4096이면, 4096개의 유일한 m-장치 ID들이 셀 내에서 지원될 수 있다. 그러므로 수천의 MTC 장치들은 충돌없이 액세스 사이클에 수용될 수 있다.

하나의 실시예에서, 전력은 MTC 액세스 사이클과 페이징 사이클을 나란히 정렬함으로써 MTC 장치들에 의해 절약될 수 있다. MTC 장치는 임의의 페이지들(pages)이 네트워크에 의해 보내지는 지의 여부를 확인하도록 그 페이징 슬롯에서 웨이크 업한다(wake up). 페이징 슬롯 후에 슬롯이 될 MTC 장치의 액세스 슬롯을 선택하는 것은 MTC 장치가 페이징 슬롯들 및 액세스 슬롯들 사이에서 슬리핑(sleeping) 프로세스 및 웨이킹 업(waking-up) 프로세스를 통해 순환(cycle)되는 것과 반대로 추가 슬롯에 대해 활성 상태로 있는 것을 허용한다. 더 긴 DRX/페이징 사이클은 페이징이 MTC 장치들에 대해 지원될 때 복수의 MTC 장치들을 수용하도록 동일한 실시예들에서 MTC 장치들에 대해 규정될 수 있다. 예를 들어, 페이징 사이클 및 액세스 사이클은 페이징 사이클=액세스 사이클>=DRX 사이클이 되도록 구성될 수 있다. 그러므로 페이징 사이클을 DRX 사이클보다 더 작도록 설정하는 것은 이 실시예에서 MTC 장치들에 대해 허용될 수 없다. 데이터 보고가 어플리케이션에 의해 트리거링될(trigger) 때 특정한 저비용의 MTC 장치들을 고려하는 것은 페이징 및/또는 데이터 폴링(polling)을 지원할 수 없고, MTC 장치들은 이 페이징 슬롯에서 MTC 장치들이 웨이크 업할 때 다음의 액세스 슬롯의 액세스에 대한 동기화를 획득할 수 있다. 하나의 실시예에서, 시스템이 페이징 구동 액세스 및 자동 액세스 사이에서 충돌들 또는 복사(duplication)를 방지하도록 메커니즘을 실시하는 한 액세스 슬롯은 MTC 장치의 페이징 슬롯과 동일한 슬롯이 되도록 선택될 수 있다.

충돌들 또는 다른 액세스 실패들은 여기에서 설명되는 슬롯 선택 기술이 MTC 장치들이 H2H 사용자 장치와 동일한 액세스 채널을 공유하는 실시예들에서 특히 이용될 때에도 여전히 발생할 수 있다. 초기 액세스 시도가 실패할 경우에, MTC 장치는 복수의 대안 실시예들에 따라서 진행될 수 있다. 제 1 실시예에서, MTC 장치는 기존의 재시행(retry) 절차들(예를 들어, 랜덤 백-오프(random back-off))을 따라가고 이어서 액세스를 다시 수행하도록 시도한다. 이 접근법의 장점은 추가 기준들의 변화들이 요구되지 않는다는 것이다. 그러나, 재시행 시도가 랜덤 액세스이기 때문에 액세스 충돌의 증가된 가능성이 있을 수 있다. 제 2 실시예에서, MTC 장치는 다음의 액세스 사이클로 그리고 이어서 다음의 액세스 사이클의 선택된 액세스 슬롯에서 재시행을 백오프한다. 이 접근법은 충돌의 매우 낮은 가능성을 갖고 절차들은 액세스 제한(access barring)에 의한 종래의 랜덤 액세스 절차들보다 더 쉽게 실시된다. 이 선택의 결점은 액세스를 수행하도록 다음의 액세스 사이클까지 기다려야만 하는 MTC 장치로부터 초래되는 백-오프 지연(back-off delay)일 수 있다. 그러나, MTC 장치들에 대해 액세스 사이클 지연은 일반적으로 허용 가능하다. 예를 들어, 4096의 프레임들의 액세스 사이클이 훨씬 긴 데이터 보고 사이클과 비교될 때 중요하지 않은, 약 41s인 한 지연은 예를 들어, 30분이다. 제 3 실시예에서, 네트워크는 재시행 시도 일정을 잡는다. 예를 들어, 네트워크는 MTC 장치가 액세스 요청 신호를 전송하도록 사용할 수 있는 액세스 슬롯을 결정할 수 있다. 액세스 요청이 수신되지 않으면, 네트워크는 MTC 장치를 폴링(poll)할 수 있다. 이 접근법의 장점은 재시행 지연 및 재시행 충돌이 감소될 수 있다는 것이다. 그러나 MTC 장치들을 지원하도록 사용되는 네트워크 기능의 복잡성이 상당히 증가될 수 있다.

도 3은 액세스 요청들을 전송하는 방법(300)의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, MTC 장치는 보고 시간 간격에 기초하여 보고 시간을 검출한다(도면 부호 305). 예를 들어, MTC 장치 상의 어플리케이션 운영은 보고 시간 간격이 최종 보고 이후 시간 경과해 왔다는 것을 판정할 수 있고 따라서 보고를 제공하도록 MTC 장치가 네트워크에 액세스하게 신호를 보낼 수 있다. MTC 장치는 액세스에 대한 다음의 이용가능한 액세스 슬롯을 식별할 수 있다. 액세스 슬롯이 이미 이 액세스 사이클에서 이동했다면, MTC 장치는 MTC 장치의 IMSI와 같은 식별 번호와 SFNs를 비교함으로써 슬롯들의 SFNs를 판정하도록 그리고 그 시간 슬롯을 선택하거나 또는 식별하도록 다음의 이용가능한 액세스 사이클의 슬롯들의 시스템 프레임 번호들을 모니터링할 수 있다(도면 부호 310). 도시된 실시예에서, 액세스 사이클은 K개의 슬롯들을 포함하고 MTC 장치는 SFN mod K=ID mod K인 조건(도면 부호 315)을 충족하는 SFN을 갖는 슬롯을 선택한다. 그러나, 여기서 논의된 바와 같이, MTC 장치는 액세스 요청을 전송하도록 슬롯을 선택하기 위한(도면 부호 315) 다른 기준들을 사용할 수 있다. MTC 장치는 랜덤 액세스 채널의 사전 선택된 슬롯의 액세스 요청을 전송한다(도면 부호 320).

도 4는 액세스 요청들을 모니터링하는 방법(400)의 하나의 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 방법(400)은 기지국, 기지국 라우터(router), 액세스 포인트(access point), 또는 MTC 장치들 및/또는 H2H 사용자 장치와의 무선 연결을 제공하도록 사용되는 임의의 다른 장치 또는 장치들에서 시행될 수 있다. 액세스 사이클은 MTC 장치들에 대해 판정하고 이어서 셀의 무선 인터페이스 및/또는 기지국과 관련된 섹터(sector) 위에서 방송한다(도면 부호 405). 여기서 논의되는 바와 같이, 액세스 사이클은 전송 간격들을 역링크 채널의 시간 슬롯들과 같이 시간 간격들로 세분되는 일련의 주기적으로 반복하는 액세스 사이클들로 분할함으로써 역링크의 시간 구조를 규정한다. 액세스 사이클의 기간(K)은 기지국에 의해 결정될 수 있고 또는 몇몇의 다른 엔티티에 의해서 기지국에 제공될 수 있다. MTC 장치들은 방송된 액세스 슬롯 번호들(SFN) 및 액세스 사이클을 모니터링하고 추적한다. 그러므로 MTC 장치들은 동일한 액세스 슬롯 번호 및 사이클과 동기화될 수 있다.

기지국은 셀 내에 위치된 MTC 장치들(또는 다른 사용자 장치)을 식별하는 정보를 판정하고 또는 모니터링한다(도면 부호 410). 도시된 실시예에서, 각각의 MTC 장치 및 다른 모바일 유닛에는 기지국과 통신할 수 있는 IMSI(international mobile subscriber identifier)가 할당된다. 기지국은 슬롯들에 액세스하도록 상이한 MTC 장치들에 의해 사용되는 정보가 동일한 지의 여부를 판정할 수 있다(도면 부호 415). 예를 들어, 기지국은 IMSI1 및 IMSI2의 IMSI 값들을 갖는 장치들에 대해 IMSI1 mod K=IMSI2 mod K의 여부를 판정할 수 있다(도면 부호 415). 이들 값들이 동일하다면, 랜덤 액세스 채널 상의 두 개의 장치들 사이의 충돌 가능성은 증가될 수 있다. 그러므로 기지국은 오프셋 값(offset value)을 값들 중 적어도 하나에 적용할 수 있어(도면 부호 420) 2개의 장치들은 액세스 사이클의 다른 슬롯들을 선택할 것이다. 기지국은 MTC 장치들 중 하나를 페이징할 수 있고 MTC 장치에 슬롯 오프셋을 통지할 수 있다(도면 부호 423). 이어서 MTC 장치는 'IMSI+오프셋'을 기초로 하는 슬롯 번호와 동일한 슬롯 번호를 갖는 슬롯에서 액세스를 수행할 수 있다. 이러한 방식으로 MTC 장치는 이 셀 내에 점유되지 않은 액세스 슬롯으로 안내될 수 있다. 이 프로세스는 셀 내의 모든 MTC 장치들 및/또는 사용자 장치가 액세스 사이클의 슬롯들을 선택하도록 사용되는 정보의 유일한 값들을 가질 때까지 반복될 수 있다. 그러나, 몇몇의 실시예들에서, 식별 정보 사이의 중첩은 허용될 수 있는데, 예를 들어, 동일한 정보를 공유하는 장치들은 자주 충돌할 것이라고 예상되지 않는다.

다른 실시예에서, MTC 장치 대신에 장치(ID)를 기초로 하여 홀로 액세스 슬롯을 판정하고, 셀의 기지국은 전용(dedicated) 액세스 슬롯 번호를 시그널링(signaling)을 통해 MTC 장치에 할당할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 MTC 장치가 기지국에 의해 서빙된 셀 또는 섹터 내에 먼저 배치될 때 전용 액세스 슬롯 번호를 MTC 장치에 전송할 수 있다. 이용가능한 액세스 슬롯 번호들의 풀(pool)로부터 도출될 전용 액세스 슬롯 번호들은 이미 풀로부터 다른 전용 액세스 슬롯 번호들이 할당된 MTC 장치들과의 충돌을 회피한다. 이 실시예는 MTC 장치들이 먼저 배치될 때 복수의 시그널링 오버헤드(signaling overhead) 및 복잡성에 대한 비용을 지불하고 특정한 셀 내의 MTC 장치들 사이에서의 충돌들을 감소시킬 수 있거나 또는 제거할 수 있다. 그러나, 복수의 MTC 장치들은 고정되고 또는 매우 제한된 이동성을 가져서 MTC 장치들은 자주 MTC 장치들의 초기 셀을 떠날 것이라고 기대되지 않는다. 몇몇의 MTC 장치들은 MTC 장치들의 전체 동작 수명을 위해 MTC 장치들의 초기 셀 내에 있을 것이라고 기대된다. 그러므로 기지국이 전용 액세스 슬롯 번호들을 선택하도록 그리고 전용 액세스 슬롯 번호들을 MTC 장치들에 전송하도록 허용하는 추가 비용은 MTC 장치의 수명에 걸쳐 평균을 낼 때 비교적 적을 수 있다.

기지국은 MTC 장치들 및/또는 다른 사용자 장치에 의해 사용되는 액세스 슬롯들을 예측하고 모니터링(도면 부호 425)하도록 식별 정보를 사용할 수 있다. 기지국이 예측된 슬롯들 내의 MTC 장치들 및/또는 사용자 장치로부터의 정보를 수신할 때(도면 부호 430), 기지국은 액세스 슬롯들을 모니터링하도록 계속될 수 있다. 그러나, 에러는 어떠한 정보도 예측된 슬롯들 내의 MTC 장치들 및/또는 다른 사용자 장치로부터 성공적으로 수신되지 않을 경우에 발생할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치는 선택된 액세스 슬롯의 액세스 요청을 전송하지 못할 수 있다. 다른 예를 들면, 무선 통신 장치는 액세스 요청을 전송할 수 있지만 기지국은 수신된 전송을 적절하게 디코딩(decode) 못할 수 있다. 그러므로 기지국은 모니터링된 액세스 슬롯에 전송하도록 기대되었던 MTC 장치 및/또는 다른 사용자 장치를 페이징할 수 있다(도면 부호 435). 페이지는 MTC 장치(또는 다른 사용자 장치)가 셀 내에서 정확하게 동작하는 중인지의 여부를 판정하도록 사용될 수 있다.

여기에 기술되는 기술들의 실시예들은 종래의 접근법들에 비해 복수의 장점들을 가진다. 예를 들어, 각각의 MTC 장치가 액세스 사이클의 특정한 슬롯으로 액세스 요청들을 전송하도록 강제되는 것은 다른 MTC 장치들 및/또는 다른 H2H 장치들과의 액세스 충돌들의 가능성을 감소시킬 수 있거나 또는 최소화할 수 있다. 충돌들을 감소시키는 것은 예를 들면, 액세스 요청들을 스케쥴하도록 요구되는 시그널링 오버헤드를 감소시킴으로써 그리고 충돌들 및 후속하는 백-오프 전송들을 초래하는 재전송들의 수를 감소시킴으로써 무선 자원이 더 효율적으로 사용되는 것을 허용한다. 다른 예를 들면, 네트워크가 액세스 슬롯을 선택하도록 사용되는 정보, 예를 들면, MTC 장치의 SFN 및 IMSI를 이미 알기 때문에 MTC 장치의 보고 시간은 (랜덤 액세스에 비해) 네트워크에서 더 예측가능하다. 액세스 슬롯 선택법에서 순방향 링크 오버헤드 및/또는 정체 현상은 충돌 수행의 동일한 레벨에 대한 폴링법(polling approach)에서 보다 적다. 게다가, 현존 메커니즘에서의 영향도 적다. 예를 들면, 여기에 기술된 접근법의 기술들의 실시예들은 종래의 MTC 장치 랜덤 액세스 및/또는 분리된 RACH 자원 할당에 의한 랜덤 액세스의 상부에 적용될 수 있다.

개시된 내용의 부분들 및 상응하는 상세한 설명은 소프트웨어, 또는 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들 상의 동작들의 알고리즘들 및 상징적 표현들에 관해서 나타낸다. 이러한 설명들 및 표현들은 기술 분야의 숙련공들이 그들의 일의 본질을 기술 분야의 다른 숙련공들에게 효과적으로 전하는 것들이다. 용어가 여기서 사용되는 바와 같이, 그리고 용어가 일반적으로 사용되는 바와 같이, 알고리즘은 바람직한 결과를 이끄는 단계들의 자기 모순이 없는 순서로 표현된다. 이 단계들은 물리량의 물리적 조작들을 요구하는 단계들이다. 보통, 불필요하지만, 이들 물리량은 저장, 수송, 조합, 비교, 및 그 외에 조작될 수 있는 광학, 전기, 또는 자기 신호들의 형태를 취한다. 이들 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 기호들, 부호들, 용어들, 번호들 등으로서 지칭하는 것이 주로 일반적인 사용의 이유들 때문에 때로는 편리하다는 것이 입증되었다.

그러나, 이들 용어들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리량과 관련되고 단지 이들 물리량에 해당되는 편리한 라벨들인 것을 명심해야만 한다. 달리 특별히 언급되지 않는다면, 또는 논의로부터 명백해진 바와 같이, "프로세싱" 또는 "전산" 또는 "계산" 또는 "판정" 또는 "표시" 등과 같은 용어들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리량, 전자량으로서 표현되는 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장, 전송 또는 표시 장치들 내의 물리량으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 처리하고 변환하는 컴퓨터 시스템, 또는 유사한 전자 전산 장치의 액션 및 프로세스들로서 지칭된다.

또한 개시된 내용의 소프트웨어가 실시된 양태들은 일반적으로 프로그램 저장 매체의 몇몇 형태 상에 인코딩되고(encoded) 전송 매체의 몇몇 유형 위에서 실시된다는 것을 유념해야 한다. 프로그램 저장 매체는 자성이 있을 수 있고(예를 들어, 플로피 디스크 또는 하드 드라이브) 또는 광학성이 있을 수 있고(예를 들어, 메모리만을 판독하는 콤팩트 디스크, 또는 "CD ROM"), 단지 판독될 수 있고 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 유사하게, 전송 매체는 기술 공지된 연선 쌍들(twisted wire pairs), 동축 케이블, 광섬유, 또는 몇몇의 다른 적합한 전송 매체일 수 있다. 개시된 내용은 임의의 주어진 구현의 이들 양태들에 의해서 제한되지 않는다.

상술된 특정한 실시예들은 단지 개시된 내용이 수정될 수 있고 상이하게 실행될 수 있지만 동등한 방식들은 여기에 교시된 이득을 갖는 기술 분야의 숙련공들에게 명백하기 때문에 예시적이다. 게다가, 아래의 청구범위에서 설명된 것 이외의 여기서 나타낸 구성 또는 디자인의 세부사항들을 제한하도록 의도되지 않는다. 그러므로 상술된 특정한 실시예들이 변할 수 있고 또는 수정될 수 있고 모든 이러한 변형물들이 개시된 내용의 범주 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 따라서, 여기서 청구하는 보호 범위는 이하의 청구범위에 나와있다.

Claims

무선 통신 장치에서, 액세스 신호의 전송을 위해 주기적으로 반복하는 액세스 사이클의 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계로서, 상기 선택은 상기 무선 통신 장치를 식별하는 식별 번호에 기초하여 수행되는, 상기 선택하는 단계와,
상기 복수의 시간 간격들 중 선택된 하나에 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 액세스 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 무선 통신 장치가 액세스 간격들의 동일한 넘버링(numbering)을 갖는 동일한 액세스 사이클 상에서 다른 무선 통신 장치들과 동기화되도록, 상기 무선 통신 장치로의 무선 인터페이스를 통해 동기화 정보 방송에 기초하여 상기 액세스 사이클의 상기 복수의 시간 간격들을 규정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 액세스 사이클의 기간은 상기 무선 통신 장치에 대한 페이징(paging) 사이클의 기간과 같고, 상기 액세스 신호에 대한 상기 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계는 상기 무선 통신 장치를 페이징하기 위해 할당되는 시간 간격을 바로 뒤따르는 시간 간격을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계는 상기 무선 통신 장치에 대한 보고(reporting) 간격에 의해 결정되는 액세스 사이클에서 상기 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 무선 통신 장치에서, 상기 무선 통신 장치에 대한 보고 간격에 의해 결정되는 액세스 사이클 동안 상기 액세스 신호를 디코딩(decode)하는 데 실패한 기지국 또는 액세스 신호를 전송하지 않는 상기 무선 통신 장치 중 적어도 하나에 응답하여 페이징 메세지를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 액세스 신호의 전송이 실패될 때 후속하는 액세스 사이클의 상기 복수의 시간 간격들 중 선택된 하나에서 상기 액세스 신호를 재전송하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 시간 간격들 중 하나를 선택하는 단계는 상기 주기적으로 반복하는 액세스 사이클을 구성하는 복수의 시간 슬롯들(slots) 중 하나의 시간 슬롯 동안 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 신호들을 전송하도록 상기 무선 통신 장치를 강제하는 단계를 포함하는, 방법.
기지국으로부터, 랜덤 액세스 채널에 대해 주기적으로 반복하는 액세스 사이클을 구성하는 복수의 시간 슬롯들을 규정하는 정보를 방송하는 단계로서, 상기 기지국에 의해 서빙되는 각각의 무선 통신 장치는 상기 복수의 시간 슬롯들 중 선택된 하나의 시간 슬롯 동안 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 액세스 신호들을 전송하도록 강제되는, 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 액세스 신호를 전송하도록 각각의 무선 통신 장치에 의해 사용되는 상기 복수의 시간 슬롯들 중 선택된 하나의 시간 슬롯을 예측하는 단계 및 상기 기지국이 상기 예측된 시간 슬롯 동안 상기 액세스 신호를 성공적으로 디코딩하지 못했을 때 적어도 하나의 무선 통신 장치를 페이징하는 단계를 포함하는, 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 복수의 시간 슬롯들 중 하나를 선택하도록 상기 각각의 무선 통신 장치에 의해 사용되는 정보를 결정하는 단계 및 복수의 무선 통신 장치에 대한 상기 정보가 동일할 때 상기 정보에 대한 오프셋을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.