KR20130033302A - 사물통신 자원 할당 장치 및 방법 - Google Patents

사물통신 자원 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

사물통신 자원 할당 방법, 사물통신 디바이스의 송수신 방법 및 이를 이용하는 사물통신 디바이스가 개시된다. 본 발명에 따른 사물통신 디바이스의 송수신 방법은, 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색하고, 사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인하여, 상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 제어부를 포함한다.

Description

사물통신 자원 할당 장치 및 방법{RESOURCE ALLOCATING APPARATUS AND METHOD FOR MACHINE TYPE COMMUNICATION}
본 발명은 사물통신 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사물통신 서비스 효울을 높이는 사물통신 디바이스 식별자 할당을 이용한 사물통신 자원 할당 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 사물통신 디바이스 및 사물통신 디바이스의 송수신 방법에 관한 것이다.
사물 통신(Machine Type Communications 또는 Machine to Machine Communications)은 인간의 개입이 필수적으로 필요치 않은 하나 이상의 요소들(entities)과 연관된 데이터 통신의 형태를 의미한다. 사물 통신에 최적화된 서비스는 인간 대 인간 통신에 최적화된 서비스와는 다른데, a) 여러 시장 시나리오들, b) 데이터 통신들, c) 더 낮은 비용 및 노력, d) 통신하는 매우 많은 숫자의 잠재적인 단말들, e) 큰 범위까지, f) 단말당 매우 적은 트래픽과 같은 특성들과 관련된다는 점에서 사용자 중심의 기존의 모바일 통신과 그 특징을 달리한다.
사물 통신은 다양한 서비스 형태로 나타날 수 있는데, 대표적인 적용 분야를 살펴보면 스마트 측정계량기(Smart Metering), 위치추적(Tracking & Tracing), 원격 보수 및 제어(Remote Maintenance & Control), eHealth 등이 있다.
관련하여 대표적인 이동통신 표준화 기관인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 사람과 사물, 사물과 사물간 지능 통신을 위한 MTC(Machine Type Communications) 표준화 작업이 진행되고 있다.
이처럼 MTC 서비스는 기계 장치간 또는 기계장치와 사용자간의 정보 교환을 하기 위한 서비스로서, 현재까지 MTC 서비스는, MTC 디바이스가 MTC 서버와의 정보 교환을 위해 무선망을 이용하는 경우 유선망을 기반으로 하여 MTC 디바이스와 MTC 서비스를 제공하는 방식이 주로 고려되어 왔다.
상술한 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 사물통신 서비스 효울을 높이는 사물통신 디바이스 식별자 할당을 이용하는 사물통신 자원 할당 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사물통신 디바이스의 송수신 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사물통신 자원 할당 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사물통신 디바이스를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사물통신 자원 할당 방법은, 사물통신 디바이스로 전송할 MTC(Machine Type Communication) 데이터가 발생하면 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단하는 단계, 상기 판단 결과 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 가변적인 경우, 상기 MTC 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 정보 블록을 생성하는 단계, 상기 생성된 제어 정보 블록을 제1 하향링크 제어 영역 또는 제2 하향링크 제어 영역에 포함시키는 단계, 상기 제1 하향링크 제어 영역 및 제2 하향링크 제어 영역 중 적어도 하나의 영역, 그리고 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역을 포함하는 프레임을 구성하는 단계, 및 상기 구성된 프레임을 전송하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 하향링크 제어 영역은, 일반 사용자 단말을 위한 제어 정보를 기본으로 포함하고 사물통신 디바이스를 위한 제어 정보를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2 하향링크 제어 영역은 MTC 디바이스를 위한 제어 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어 정보 블록은, 사물통신 디바이스 식별자와 함께 MTC 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.
상기 제어 정보 블록은, MTC 서비스 스케쥴링 지정 식별자를 이용해 MTC 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.
상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역은, MTC 디바이스 식별자로 마스킹된 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함하는 MTC 데이터 또는 MTC 디바이스 식별자를 이용해 스크램블링된 MTC 패킷 정보 신호열을 포함하는 MTC 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 송수신 방법은, 기지국으로부터 하향링크 프레임을 수신하는 단계, 상기 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색하는 단계, 사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지, 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인하는 단계, 및 상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계는, 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인 경우, MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원에 대한 스케쥴링 정보를 획득하는 단계 및 해당 사물통신 디바이스의 식벽자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계는, 상기 제어 정보 블록이 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보인 경우, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사물통신 디바이스의 송수신 방법은, 상기 기지국으로부터 전송되는 하향링크 패킷을 성공적으로 수신한 경우에, 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 데이터 송수신 방법은, 본 발명의 또 다른 시스템 정보 혹은 제어 메시지를 통해 기지국으로부터 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치 정보를 수신하는 단계, 기지국으로부터 수신한 하향링크 프레임에서 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치를 탐색하는 단계, 및 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 내에 포함된 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사물통신 자원 할당 장치는, MTC 서비스를 위한 소프트웨어 정보, 적어도 하나의 사물통신 디바이스 또는 사물통신 그룹에 대한 식별자, 암호화 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 MTC 정보 저장부 및 사물통신 디바이스로 전송할 MTC(Machine Type Communication) 데이터가 발행하면, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단하여, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 가변적인 경우, 상기 MTC 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 정보 블록을 생성하고, 생성된 제어 정보 블록을 제1 하향링크 제어 영역 또는 제2 하향링크 제어 영역에 포함시켜 하향링크 프레임을 구성하는 MTC 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 사물통신 자원 할당 장치는, 상기 MTC 제어부가 구성한 하향링크 프레임을 전송하며 적어도 하나의 사물통신 디바이스로부터 송신되는 신호를 수신하는 송수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 하향링크 제어 영역은, 일반 사용자 단말을 위한 제어 정보를 기본으로 포함하고 사물통신 디바이스를 위한 제어 정보를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제2 하향링크 제어 영역은 MTC 디바이스를 위한 제어 정보를 포함할 수 있다.
제어 정보 블록은, 사물통신 디바이스 식별자와 함께 MTC 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.
상기 제어 정보 블록은, MTC 서비스 스케쥴링 지정 식별자를 이용해 MTC 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.
상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역은, MTC 디바이스 식별자로 마스킹된 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함하는 MTC 데이터 또는 MTC 디바이스 식별자를 이용해 스크램블링된 MTC 패킷 정보 신호열을 포함하는 MTC 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스는, 기지국으로부터 하향링크 프레임을 수신하는 수신부, 및
상기 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색하고, 사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인하여, 상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인 경우, MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원에 대한 스케쥴링 정보를 획득하고, 해당 사물통신 디바이스의 식벽자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화한다.
상기 제어부는 또한, 상기 제어 정보 블록이 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보인 경우, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화한다.
상기 사물통신 디바이스는 업링크 프레임을 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 기지국이 전송하는 하향링크 패킷을 성공적으로 수신한 경우에만 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송신부를 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른실시예에 따른 사물통신 디바이스는, 시스템 정보 혹은 제어 메시지를 통해 기지국으로부터 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치 정보를 수신하는 수신부 및 기지국으로부터 수신한 하향링크 프레임에서 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치를 탐색하고, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 내에 포함된 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 사용자 단말과는 별도의 사물통신 디바이스에 대한 식별자 부여 및 이를 이용한 자원 할당을 수행할 수 있다.
또한 본 발명을 이용하는 경우, 사물통신 디바이스들의 저전력 소모동작 기능 지원이 가능하다.
또한, 연결 상태의 사물통신 디바이스를 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 MTC 서비스를 제공하는 이동통신망의 개념도이다.
도 2는 사물통신 디바이스에 대한 무선 자원 할당 개념도를 나타낸 도면이다.
도 3은 MTC 데이터 전송용 무선자원을 통해 MTC 디바이스 식별자를 표시 하는 방법의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 네트워크 등록 및 패킷 정보 전송을 위한 기지국과 사물통신 디바이스간의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 자원 할당 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 송수신 방법의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 명세서에서는 사용자에 의해 주로 이용되는 단말의 개념과 구분하기 위해, 사물통신 서비스에 사용되는 단말의 경우 "사물통신 디바이스"라는 명칭을 사용하고, 사물통신 외 일반적이고 전통적인 개념의 사용자간 통신에 사용되는 단말의 경우에는 "사용자 단말"이라는 명칭을 사용하여 그 명칭을 구분하여 사용하기로 한다. 또한, 사물통신 디바이스라는 용어는 MTC 단말/디바이스, M2M 단말/디바이스 등 표준화 기관을 막론하고 관련하여 사용되는 여러 용어를 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 것이다.
본 출원에서 사용하는 '기지국'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명은 현재의 셀룰라 기반의 이동통신 시스템과 같은 무선망에서 기계타입통신 장치의 패킷 송수신을 위하여 요구되는 연결 제어 및 관리를 위한 상태를 정의하고, 무선망에서 기계타입통신과 같이 단위 서비스 영역당 가입자 장치 또는 단말 장치의 밀도가 현재의 이동통신 시스템보다 현저하게 높은 서비스에 있어서 장치를 구분하기 위한 식별자 할당 및 할당한 식별자를 이용하여 패킷 전송을 위한 무선자원을 할당할 수 있는 방법과 절차를 제공하여 단위 서비스 영역당 장치 밀도가 높은 서비스를 효율성을 향상시키는데 그 목적이 있다.
MTC 서비스를 위한 단말장치의 식별자는 기존의 셀룰라 시스템에서 사용되고 있는 기지국단위로 단말장치를 고유하게 식별하는 스케쥴링 식별자(예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 C-RNTI)를 사용하거나, 또는 기지국 단위 또는 복수개의 기지국으로 구성하는 일정한 영역 단위에서 고유하게 식별하기 위한 별도의 식별자를 할당하여 운용할 수 있다. 이와 같은 식별자는 MTC 서비스 단말장치 또는 단말장치의 그룹을 해당 기지국 또는 복수개의 기지국으로 구성하는 일정 영역, 또는 시스템 전체에서 고유하게 식별하도록 하며, MTC 패킷 정보를 송수신하기 위한 무선자원 할당을 위하여 사용할 수 있다.
패킷 기반의 이동통신 시스템에서는 패킷 정보를 전송하기 위한 무선자원은 주파수와 시간으로 이루어진 2차원으로 구성되며, 무선자원을 기지국내의 단말기들이 공유한다. 따라서 공유 무선자원을 사용하여 패킷 정보를 전송하는 단말기들은 스케쥴링 정보를 이용하여 자신에게 할당된 하향링크 또는 상향링크의 무선자원을 확인하고 할당받은 무선자원으로 패킷 정보를 전송하거나 또는 수신할 수 있다. 이러한 스케쥴링 정보는 기지국이 하향링크상의 제어정보를 전송하기 위한 무선자원을 이용하여 하향링크 또는 상향링크 스케쥴링 정보를 전송한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 MTC 서비스를 제공하는 이동통신망의 개념도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 MTC 서비스를 제공하는 이동통신망은 기지국(100), 사용자 단말(200) 등 기존 이동 통신망의 구성요소에 더하여 MTC 서비스를 제공하기 위한 MTC 서버(410), MTC 사용자(420), 그리고 적어도 하나의 사물통신(MTC) 디바이스(300) 등을 추가로 포함한다.
사물통신 디바이스(300)는 PLMN(Public Land Mobile Network)을 통해 MTC 서버 및 다른 사물통신 디바이스들과 통신하는 MTC 통신 기능을 가지는 단말이다.
MTC 서버(410)는 PLMN과 통신하며, PLMN을 통해 사물통신 디바이스(300)와 통신한다. MTC 서버(410)는 또한 MTC 사용자에 의해 액세스 가능한 인터페이스를 가지며, MTC 사용자(420)를 위한 서비스를 제공한다. MTC 사용자(420)는 MTC 서버(410)에 의해 제공되는 서비스를 이용한다.
도 1의 구성에서 MTC 서버(410)는 네트워크 오퍼레이터에 의해 제어되고, 네트워크 오퍼레이터는 MTC 서버 상에 API(Application Programming Interface)를 제공하며, MTC 사용자(420)는 API를 통해 네트워크 오퍼레이터의 MTC 서버에 액세스한다.
한편, 도 1에서는 네트워크 오퍼레이터 도메인 내에 MTC 서버가 포함된 구성을 취하고 있으나, MTC 서버는 네트워크 오퍼레이터 도메인 내에 위치하지 않고 네트워크 오퍼레이터 도메인 외부에 위치할 수도 있으며, 이 경우 MTC 서버는 네트워크 오퍼레이터에 의해 제어받지 않는 형태를 띤다.
또한, 사물통신 디바이스(300)는 네트워크에 위치하는 MTC 서버(410) 등과 통신하기 위해 기지국(100)을 통한다. 사물통신 디바이스(300)는 기존의 이동통신 시스템에서 고려되는 단위 서비스 영역당 사용자 단말기의 개수보다 현저하게 많은 개수(예를 들어, 약 20 내지 100 배)로 존재할 것으로 예상된다.
이러한 사물통신 디바이스(300)는 주로 소량의 데이터(약 150~200 바이트 정도)를 기존 이동통신 단말기에 비하여 상당히 긴 주기를 두고 전송하거나 또는 비주기적으로(예를 들어, 수초 내지 수십일 주기 또는 그에 준하는 패킷 발생 간격) 전송하는 것으로 가정한다.
이러한 사물통신 서비스를 이동통신 또는 무선망에서 제공하기 위해서는 사물통신 디바이스에 대한 효율적인 식별자 부여, 자원할당 및 재전송 방법들이 필요하다. 또한, 패킷 전송을 위한 무선망에서의 사물통신 디바이스와 네트워크의 종단 노드들(예를 들어, 기지국)과의 연결 설정에 대한 효율적인 관리 및 제어가 요구된다.
도 2는 본 발명의 여러 실시예에 따른 사물통신 디바이스에 대한 무선 자원 할당 개념도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기지국은 하향링크 또는 상향링크 무선자원에 대한 할당 정보인 스케쥴링 정보를 하향링크 제어 정보 전송용 무선자원, 즉 하향링크 제어 영역(2100)을 통해 전송한다. 여기서, 하향링크 제어 정보 전송용 무선자원의 일 실시예를 3GPP 이동통신 시스템의 경우를 예로 들자면, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)와 같은 제어 채널이 될 수 있다.
기지국의 커버리지 내에 위치하는 단말기들은 하향링크 제어 영역(2100) 내의 제어정보 블록(1000)을 검색하여 스케쥴링 정보를 확인한다. 하향링크 제어 정보를 구성하는 제어정보 블록(1000)은 임의의 단말기에게 할당되는 하향링크 또는 상향링크의 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 포함한다.
기지국이 전송하는 데이터를 수신하는 단말들은 자신에게 할당된 스케쥴링 정보를 전송하는 제어정보 블록 검출을 위하여 자신에게 할당된 스케쥴링 식별자(C-RNTI)를 이용한다. 이렇게 획득한 스케쥴링 정보를 이용하여 자신에게 할당된 하향링크 또는 상향링크 무선자원의 위치(주파수 영역 및 전송 시간에 대한 정보), 변조 및 부호화 정보와 같은 스케쥴링 정보를 획득할 수 있다.
따라서, 단말기들은 자신에게 할당된 하향링크 데이터 영역(2200) 무선자원 중에서 자신에게 할당된 무선자원 영역이 어떤 것인가를 확인하고 해당 영역을 스케쥴링 정보 내의 변조 및 부호화 정보를 이용하여 복조 및 복호화 절차를 수행할 수 있다.
MTC 서비스를 지원하기 위해 이동통신 시스템은, 기존의 이동통신 사용자 단말을 위하여 적용된 자원할당 및 스케쥴링 방식에 따라 하향링크 제어 영역(2100) 내의 제어정보 블록(102)을 이용하여 임의의 MTC 디바이스 또는 그룹을 위한 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)에 대한 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.
그러나, 이 경우 스케쥴링 식별자를 non-MTC 디바이스와 함께 운용함에 따라 현저하게 많은 MTC 디바이스들을 수용하기에 어려울 수 있다.
이를 해결하기 위하여 하향링크 제어영역(2100) 내의 제어정보 블록(1000)의 검출을 위하여 일반 사용자 단말(non-MTC 디바이스)들을 위해 사용하는 스케쥴링 식별자(C-RNTI: Cell-Radio Network Temporary Identifier)의 일부를 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자로 지정 할당하여 운용할 수 있다.
이 경우에 MTC 서비스를 위하여 기지국은 하향링크 또는 상향링크 무선자원에 대한 할당 정보인 스케쥴링 정보를 하향링크 제어 정보 전송용 무선자원, 즉 하향링크 제어영역(2100)을 통해 전송한다.
기지국 반경 내에 위치하는 MTC 디바이스들은 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용하여 하향링크 제어 영역(2100) 내 제어정보 블록(1000)을 검색하여 스케쥴링 정보를 확인한다.
특정한 MTC 디바이스 또는 디바이스 그룹에 대한 실질적인 자원 할당을 위해서는 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당된 식별자를 이용한 MTC 디바이스 자원할당 방식이 필요한데, 본 발명에 따른 바람직한 자원 할당 방식의 대표적인 것들로 아래와 같은 3가지 방식을 들 수 있다.
본 발명에 따른 제1 자원 할당 방식은, 제어정보 블록 내에 사물통신 디바이스(또는 사물통신 디바이스 그룹)를 위한 식별자를 전송하는 방법이다.
이 방법은, 임의의 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자를, 하향링크 제어 영역을 구성하는 제어정보 블록(1000)에 포함하여 전송하는 방법이다 즉, MTC 서비스용 스케줄링용 지정 식별자를 이용하여 하향링크 제어 영역(2100) 내의 제어정보 블록(102)을 검색하고 제어정보 블록 내 정보 파라미터를 확인하여 자신에게 할당된 MTC 디바이스(또는 그룹) 식별자를 통하여 자신에게 전송된 제어정보(스케줄링 정보)인지의 여부를 확인한다.
MTC 디바이스는, 해당 제어정보블록 내의 정보(예를 들어, 사물통신 서비스를 위한 무선자원의 위치(주파수 영역 및 전송 시간에 대한 정보), 사물통신 서비스를 위한 변조 및 부호화 정보)를 이용하여 사물통신 데이터 전송용 무선자원(3200)로 전송되는 MTC 정보를 수신할 수 있다.
본 발명에 따른 제2 자원 할당 방식은, 사물통신 데이터 전송용 무선 자원에 사물통신 디바이스(또는 그룹)를 위한 식별자를 할당하는 방식이다.
이 방식은, 사물통신 데이터 전송용 무선 자원에 사물통신 디바이스(또는 그룹) 식별자를 표시하는 방법으로, 사물통신 데이터 전송용 무선 자원을 통해 사물통신 디바이스(또는 그룹)를 위한 하향링크 또는 상향링크 무선자원에 대한 스케쥴링 정보와 함께 해당 식별자를 전송하는 방법이다.
다시 말해, 본 실시예에 따른 방법은, 자원할당(resource allocation) 및 전송포맷(transport format) 등의 스케쥴링 정보를 포함하는 도 2의 제어 정보 블록(Control Information Block)(1000)을, 원래 하향링크 데이터 전송용 무선자원용 자원인 제2 하향링크 제어 영역(3100)를 통해 전송하는 방법이며, 이때, MTC 디바이스(또는 그룹) 식별자를 포함하여 전송하는 방법이다.
본 발명에 따른 제2 자원 할당 방식의 다른 실시예로는, 도 2의 제1 하향링크 제어 영역(2100)의 제어정보 블록(1000)이 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용하여 하향링크상의 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)에 대한 스케쥴링 정보를 전송하는 방식을 들 수 있다.
여기서, 기지국이 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)을 부호화할 때, 사용하는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트를 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자로 마스킹(masking)하거나 또는 MTC 디바이스(또는 그룹) 식별자를 이용하여 해당 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)을 통해 전송하는 패킷 정보열을 스크램블링하는 방법 등이 사용될 수 있다.
여기서, MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자는 스케쥴링 식별자(C-RNTI)의 일부를 MTC 서비스용으로 지정하여 할당하는 방식으로 설정될 수 있다.
스케쥴링 정보는 또한, 무선자원의 위치(주파수 영역 및 전송 시간)에 대한 정보, 변조 및 부호화 정보 등을 포함할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자를 이용하여 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)으로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 방법이 가능하다. 단, 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자는 일반 사용자 단말(non-MTC 디바이스)을 위한 스케쥴링 식별자(예를 들어, C-RNTI)가 아닌 별도의 식별자를 사용할 수 있다.
따라서, MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)을 부호화할 때, 사용하는 CRC 비트를 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자로 마스킹(masking)하거나 또는 MTC 디바이스(또는 그룹) 식별자를 이용하여 해당 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)으로 전송하는 트래픽 데이터의 전송블록(transport block)의 부호화열(codeword sequence)을 스크램블링할 때 MTC 디바이스(또는 그룹)를 위해 별도로 할당 및 관리하는 식별자를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제2 자원 할당 방식의 또 다른 실시예로, 도 2에 도시된 바와 같은 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)의 위치를 고정하여 할당하는 방법을 들 수 있다.
즉, MTC 서비스용 정보 전송이 필요없는 경우에는 non-MTC인 일반 사용자 단말기에게 할당하여 운용하지만, 만일 MTC 서비스용 패킷 정보가 있는 경우에는 특정한 위치의 주파수 대역을 MTC 서비스를 위한 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)으로 고정 할당하여 운용하는 방법이다.
이를 위해, MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)의 무선자원위치 정보(주파수 영역 및 전송 시간에 대한 정보)와 변조 및 부호화 정보를 시스템 전체에 미리 설정(pre-defined)하는 방법을 사용하여 시스템을 운용할 수 있다.
또한, MTC 서비스를 위하여 임의의 기지국 또는 복수개의 기지국 내에 공통적으로 적용하기 위하여 시스템 정보(system information)을 통하여 기지국 내의 모든 MTC 디바이스들에게 알리거나, 또는 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 별도의 제어 메시지를 통하여 통보할 수 있다.
이 경우에는, MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)에 대한 스케쥴링 정보를 알리기 위하여 하향링크 제어정보 전송용 무선자원인 제1 하향링크 제어 영역(2100) 또는 제2 하향링크 제어 영역(3100)을 통하여 스케쥴링 정보인 제어정보 블록(102)을 전송할 필요없이, MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)를 통하여 MTC 서비스 패킷 정보를 전송할 수 있다.
본 실시예에서도, MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)을 부호화할 때 전송하는 트래픽 데이터의 부호화 블록(code block sequence)의 CRC 비트를 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자로 마스킹(masking)하는 방법이 적용 가능하다.
도 3은 MTC 데이터 전송용 무선자원을 통해 MTC 디바이스 식별자를 표시 하는 방법의 개념도이다.
도 3에서는, MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)을 부호화할 때, 사용하는 CRC 비트를 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당한 식별자로 마스킹(masking)하는 실시예를 나타내고 있다.
즉, MTC 서비스를 위한 MTC 패킷 정보 신호열(3001)에 추가하는 CRC 비트(3002) 부분에 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당된 식별자(3003)를 마스킹하여, MTC 서비스 정보를 부호화하거나 또는 전송 블록을 구성하는 방법이다. 따라서, MTC 디바이스가 MTC 패킷을 수신할 때 CRC 비트 부분에 마스킹된 식별자를 이용하여 어떤 MCT 디바이스(또는 그룹)로 전송된 MTC 패킷인지를 판단할 수 있다.
도 3에 도시된 방법뿐 아니라, MTC 디바이스(또는 그룹) 식별자를 이용하여 해당 MTC 데이터 전송용 무선자원(3200)으로 전송하는 패킷 정보열을 스크램블링하는 방법 또한 가능하다.
본 발명에 따른 제3 자원 할당 방식은, 사물통신 하향링크 데이터 패킷과 함께 상향링크 자원할당 정보를 전송하는 방법이다.
MTC 서비스를 위하여 기지국은 관련 제어 정보 변경 통보 또는 MTC 서비스를 위한 소프트웨어 갱신 등을 목적으로 하향링크 데이터를 전송하면서, 사물통신 디바이스(또는 그룹)에게 상향링크를 통한 MTC 패킷 정보 전송을 요청할 수 있다.
이 경우 도 2에 나타낸 사물통신 데이터 전송용 무선자원(3200)으로 사물통신 서비스를 위한 데이터 패킷 정보를 전송하면서, 해당 사물통신 디바이스에 대한 상향링크 무선자원 스케쥴링 정보인 제어정보 블록을 함께 전송할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 사물통신 데이터 전송용 무선자원(3200)으로 사물통신 서비스를 위한 데이터 정보(3220)를 전송하면서, 사물통신 디바이스를 위한 MTC 제어정보(3210)을 함께 전송할 수도 있다.
여기서, MTC 제어 정보(3210)는 MTC 데이터 정보(3220)를 수신하는 사물통신 디바이스에게 전송하는 제어정보일 수 있으며, 또는 MTC 제어 정보 내에 사물통신 디바이스(또는 그룹)의 식별자를 삽입함으로써 다른 사물통신 디바이스(또는 그룹)을 위한 제어 정보를 전송하는 실시예 또한 가능하다.
MTC 제어 정보는 또한, MAC CE(MAC Control Element) 형태로 MAC 계층에서 주도적으로 생성 및 관리하는 제어 정보로서 구성되어 전송될 수 있다.
이러한 MTC 제어 정보는, 자원할당(resource allocation), 전송 포맷(transport format), 전송 타이밍(전송시간, 전송간격 (불)연속 전송구간 또는 주기), 사물통신 디바이스(또는 그룹)의 식별자, 전력제어 정보, 상향링크 타이밍 조절 정보, 재전송 관련 정보 등의 제어 파라미터들을 MAC CE를 구성하는 필드(field)의 형태로 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 보인 바와 같이, MTC 데이터 전송용 무선자원에 MTC 제어 정보를 실어 전송하는 방법은, 발생하는 데이터 발생 주기가 길고 소량의 데이터가 발생하는 트래픽 형태의 경우라면, 사물통신 장치가 아닌 일반 사용자 단말 장치(예를 들어, 스마트 폰)들을 위한 제어 정보를 전송하는 경우에도 적용할 수 있다.
이러한 방법을 사용하면, 하향링크 제어정보 전송용 무선자원의 부족에 대한 문제점을 일부 개선할 수 있다.
도 2 및 도 3을 통해 본 발명에 따른 무선 자원 할당 방법들 중 바람직한 실시예들을 몇 가지 대표적으로 설명하였으나, 본 발명이 여기에 제한되는 것은 아니며, 상술한 3가지 할당 방식, 즉, 특정한 MTC 디바이스(또는 그룹)에 대한 실질적인 자원할당을 위한 MTC 데이터 전송용 무선자원에 대한 스케쥴링 정보 전송 방법, MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당된 식별자 할당 방법, MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당된 식별자를 이용한 MTC 디바이스 자원할당 방법들 중 조합 가능한 방법들을 선택적으로 조합하여 운용하는 방법 또한 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명에서는 또한, MTC 패킷 정보의 전송에 대한 신뢰성 향상을 위하여 H-ARQ를 이용한 재전송 매커니즘이 적용되는 경우를 고려한다.
MTC에 재전송 기법이 적용되는 경우, 일반 사용자 단말의 송수신 절차에 적용되는 재전송 기법과 달리, MTC 디바이스(또는 그룹)는 하향링크 패킷(또는 상향링크) 정보 수신시, 성공적으로 수신한 경우에만 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 위한 피드백 정보(즉, ACK 정보)를 전송하도록 설정할 수 있다.
이를 통해, 하향링크(또는 상향링크) MTC 데이터 또는 제어 정보의 성공적인 수신 여부를 알리는 상향링크(또는 하향링크) 상의 피드백 정보의 복조 오류를 낮추어 HARQ 성능을 향상시킬 수 있고, MTC 디바이스의 소모 전력을 낮출 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 네트워크 등록 및 패킷 정보 전송을 위한 기지국과 사물통신 디바이스간의 동작 흐름도이다.
즉, 도 4를 통해 MTC 디바이스(또는 그룹)가 기지국을 통하여 네트워크에 등록하고 패킷 정보를 전송하는 절차를 확인할 수 있다.
사물통신 디바이스(또는 그룹)(200)는 기지국(100)을 통하여 네트워크에 등록하는 절차를 수행한다(S410). 등록을 위한 사물통신 디바이스의 기지국으로의 상향링크 접속은 일반 사용자 단말이 사용하는 절차와 동일한 임의접속 절차를 이용하여 수행할 수 있다. 이때, 사물통신 디바이스는 네트워크 등록을 위한 사물통신 디바이스(또는 그룹) 정보, 사물통신 서비스 형태 등의 제어 정보를 전송한다.
사물통신 디바이스(300)로부터 네트워크로의 접속 요청을 수신한 기지국(100)은 MTC 디바이스(또는 그룹)으로부터 수신한 MTC 디바이스(또는 그룹) 정보, MTC 서비스 형태 등의 제어정보를 이용하여 사물통신 디바이스에 대한 파라미터를 설정하고 및 연결 상태를 결정한다(S420).
즉, 기지국(100)은 해당 MTC 디바이스(또는 그룹)에 대한 MTC 서비스 설정을 위한 파라미터를 설정하고, 해당 MTC 디바이스(또는 그룹)를 패킷정보 교환을 위한 연결 유지 상태(Connected state)로 설정할 것인지 또는 어떠한 연결도 없는 휴지상태(idle state)로 설정할지 결정한다.
여기서, 패킷 정보 교환을 위한 연결 유지 상태는, 해당 MTC 디바이스(또는 그룹)의 장치 정보 또는 MTC 서비스 형태에 대한 정보를 기지국이 저장하여 관리하거나, 또는 기지국이 MTC 서비스를 위한 제어 메시지 전송을 위한 시그널링 채널(또는 베어러)을 유지하고 있는 상태를 의미한다.
휴지 상태는, 이러한 정보의 저장 및 관리 또는 채널 등의 연결 관리가 없는 상태로 해당 MTC 디바이스가 네트워크에 등록되었고 임의의 영역에 위치하고 있다는 것만을 기지국이 인지하고 있는 상태이다.
이와 같이 MTC 디바이스(또는 그룹)에 대한 MTC 디바이스/서비스 파라미터를 설정하고, 상태를 결정한 기지국은 이에 대한 제어 정보를 MTC 디바이스에게 통보한다(S430).
여기서, 제어 정보는 예를 들어, 단말기 상태, 사물통신 디바이스(또는 그룹) 식별자, 단말 그룹 정보, 암호화 정보(암호 key 관련), 소프트웨어 버전 정보를 포함할 수 있다.
단계 S430에서 사물통신 디바이스/서비스 파라미터 정보와 상태를 수신한 단말기는, 기지국으로부터 수신한 정보에 따라 제어 파라미터를 설정하고 결정된 상태에 따른 동작을 수행한다.
MTC 디바이스들은 기지국으부터 수신한 상태 정보에 따라 다른 동작을 수행한다. 예를 들어, 연결을 유지한 상태의 MTC 디바이스는 주기적으로 자신이 속한 기지국(서빙 기지국), 인접 기지국, 또는 인근의 MTC 디바이스에 대한 탐색 또는 측정을 수행한다. MTC 디바이스는 또한 기지국이 설정한 파라미터에 따라 주기적 또는 지정된 전송 주기(도 1의 Tm)에 맞추어 하향링크 제어정보를 모니터링하고, 기지국이 전송하는 시스템 정보를 확인하여 MTC 서비스를 위한 시스템 정보 및 관련 소프트웨어에 대한 갱신을 수행할 수 있다.
반면, 연결을 유지하지 않은 휴지 상태의 MTC 디바이스들은 기지국이 MTC 디바이스(또는 그룹)로 전송하는 하향링크 수신, MTC 관련 제어정보 변경을 알리기 위해 전송하는 페이징 메시지를 주기적으로 모니터링한다. 또한, 휴지 상태의 MTC 디바이스들은 필요한 이동성 기능 지원을 위하여 자신이 위치한 기지국 및 인접 기지국의 신호를 주기적으로 모니터링하는 절차를 수행할 수 있다.
MTC 디바이스(300)에서 기지국으로 전송해야 할 데이터가 발생하면(S450), MTC 디바이스는 발생한 정보를 전송하기 위한 상향링크 무선자원을 할당해 줄 것을 기지국으로 요청한다(S460).
이때, S460 단계의 무선자원 요청은 이동통신 시스템에 적용되는 임의접속 절차를 통하여 수행될 수 있으며, 단계 S420 및 S430을 통해 결정 및 수신한 MTC 디바이스의 상태에 따라 달라질 수 있다. 휴지 상태의 MTC 디바이스들은 임의접속 절차를 이용할 수 있다. 연결 상태의 단말기들은 임의접속 절차뿐만 아니라, 연결 상태의 MTC 디바이스만을 위해 별도로 설정된 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 임의의 MTC 디바이스(또는 그룹)를 위해 할당한 자원 요청을 위한 상향링크 제어 채널을 이용하거나, MTC 디바이스 전용 상향링크 접속 채널을 통하여 자원할당 요청 절차를 수행할 수 있다.
MTC 디바이스의 자원할당 요청에 대한 응답으로, 기지국(100)은 스케쥴링 정보를 전송하거나 또는 MTC 서비스를 위한 정보를 전송할 수 있다(S470). 요청한 상향링크 무선자원에 대한 스케쥴링 정보를 수신한 MTC 디바이스(또는 그룹)는 발생한 데이터를 해당 상향링크 무선자원을 통하여 전송한다(S480).
상기 단계 S420 내지 S480에서는, 상술한 특정한 MTC 디바이스 또는 디바이스 그룹에 대한 실질적인 자원할당을 위한 MTC 데이터 전송용 무선자원에 대한 스케쥴링 정보 전송 방법과 MTC 디바이스(또는 그룹)에게 할당된 식별자 할당 방법 등에 따라 각 단계를 필수적이 아니라 선택적으로 수행하는 것이 가능하다. 예를 들어, S430 단계를 통하여 도 2에 도시된 바와 같은 MTC 제어 정보(3210)를 수신한 MTC 디바이스는 자원할당과 관련한 단계 S460 및 단계 S470을 수행하지 않고 바로 단계 S480를 진행하여 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 MTC 디비이스(또는 그룹) 식별자 할당을 통하여 일반 사용자 단말(non-MTC 단말)에서 사용하는 스케쥴링 식별자(예를 들어, C-RNTI)와 별도의 식별자를 MTC 디바이스들에게 할당할 수 있다. 결과적으로, 보다 많은 MTC 디바이스들을 연결 유지 상태로 관리할 수 있어, MTC 패킷 정보 송신 및 수신을 위한 연결 설정, MTC 디바이스(또는 그룹)에 대한 유효성 확인, 및 암호화 설정 절차 등을 생략하여 MTC 서비스를 효율적으로 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 기지국(100)은, MTC 정보 저장부(110), MTC 제어부(120), 송수신부(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
MTC 정보 저장부(110)는 사물통신 서비스를 제공함에 있어 필요한 각종 정보를 저장하는데, 예를 들어, MTC 서비스를 위한 소프트웨어 정보, 적어도 하나의 사물통신 디바이스 또는 사물통신 그룹에 대한 식별자, 암호화 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장할 수 있다.
MTC 제어부(120)는 사물통신 디바이스로 전송할 MTC 데이터가 발생하면 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단하여, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 가변적인 경우, 상기 MTC 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 정보 블록을 생성하고, 생성된 제어 정보 블록을 제1 하향링크 제어 영역 또는 제2 하향링크 제어 영역에 포함시켜 하향링크 프레임을 구성한다.
또한, 송수신부(130)는 MTC 제어부가 구성한 하향링크 프레임을 전송하며 적어도 하나의 사물통신 디바이스로부터 송신되는 신호를 수신하는 역할을 수행한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 사물통신 디바이스(300)는, 수신부(310), 제어부(320), 및 송신부(330)을 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 수신부(310)는 기지국으로부터 하향링크 프레임을 수신한다. 제어부(320)는 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색하고, 사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인하여, 상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출한다.
제어부(320)는 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인 경우, MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원에 대한 스케쥴링 정보를 획득하고, 해당 사물통신 디바이스의 식벽자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화한다.
한편, 제어 정보 블록이 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보인 경우 상기 제어부(320)는, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화한다.
또한, 송신부(330)는 업링크 프레임을 기지국으로 전송하는 역할을 수행하는데, 제어부(320)는, 기지국이 전송하는 하향링크 패킷을 성공적으로 수신한 경우에만 피드백 정보를 기지국으로 전송하도록 상기 송신부를 제어할 수 있다.
MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치가 고정된 경우인, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 앞서 설명한 사물통신 디바이스의 제어부(320)와 수신부(310)의 동작이 아래와 같이 달라질 수 있다.
즉, 이 경우 수신부(310)는 시스템 정보 혹은 제어 메시지를 통해 기지국으로부터 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치 정보를 수신하고, 제어부(310)는 기지국으로부터 수신한 하향링크 프레임에서 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치를 탐색하고, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 내에 포함된 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 형태로 동작한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 자원 할당 방법의 순서도이다.
도 7에 나타낸 사물통신 자원 할당을 수행하는 동작 주체의 바람직한 일 실시예로는 기지국을 들 수 있다. 아래에서는 기지국을 동작 주체로 하여 설명할 것이나, 본 발명의 범주가 기지국에 국한되는 것은 아니며, 기지국과 연결되어 네트워크 내에 위치하는 다른 엔티티(entity)의 형태 또한 가능하다 할 것이다.
사물통신 디바이스로 전송할 MTC(Machine Type Communication) 데이터가 발생하는 경우(S710), 기지국은 자신이 저장하고 있는 MTC 정보로부터, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단한다(S720). 여기서, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단하는 절차는, 기지국이 이미 기설정된 고정된 위치 정보를 알고 있는 경우 생략될 수도 있다. 또한, 사물통신 디바이스로 전송할 MTC 데이터는 네트워크로부터 수신될 수도 있고, 기지국 자체에서 생성될 수도 있다.
MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 가변적인 경우, 기지국은 MTC 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 정보 블록을 생성한다(S730).
이후 기지국은, 생성된 제어 정보 블록을 제1 하향링크 제어 영역 또는 제2 하향링크 제어 영역에 포함시키고(S740), 제1 하향링크 제어 영역 및 제2 하향링크 제어 영역 중 적어도 하나의 영역, 그리고 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역을 포함하여 하향링크 프레임을 생성한다(S750).
한편, 단계 S720에서의 판단 결과 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 고정된 경우에는 제어 정보 블록 생성 절차(S730) 및 프레임으로의 삽입 절차(740)는 생략되며, 바로 프레임 생성 절차(S750)가 진행된다.
기지국은 생성된 하향링크 프레임을 적어도 하나의 사물통신 디바이스로 전송한다(S760).
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사물통신 디바이스의 송수신 방법의 순서도이다.
사물통신 디바이스가 기지국으로부터 하향링크 프레임을 수신하면(S810), 먼저 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색한다(S820).
이후 사물통신 디바이스는, 사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지, 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인한다(S830). 구체적으로, 이 단계는 사물통신 디바이스가 할당받은 몇 가지 식별자(예를 들어, MTC용 C-RNTI), 즉 사물통신 디바이스 자신의 식별자, MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자, 등을 사용해 제어 정보 블록의 CRC에 마스킹된 식별자(C-RNTI)를 확인하는 절차를 통해 이루어질 수 있다.
사물통신 디바이스는, 확인 결과에 따라 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출한다.
구체적으로, 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인 경우, 즉 MTC 스케쥴링 식별자와 함께 전송된 경우는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원에 대한 스케쥴링 정보를 획득하고(S840), 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 단계(S850)를 수행한다.
여기서, 단계 S850은 MTC 데이터 패킷 정보가 사물통신 디바이스 식별자로 CRC 마스킹되거나 혹은 사물통신 디바이스 식별자를 이용하여 생성된 스크램블링 시퀀스로 스크램블링된 MTC 데이터를, 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 CRC 마스킹을 확인하거나 또는 스크랭블링 시퀀스를 확인하여 복조 및 복호 정보를 획득하는 절차이다.
한편, 제어 정보 블록이 특정 사물통신 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는 경우, 즉 특정 사물통신 디바이스 식별자와 함께 전송된 경우, 해당 사물통신 디바이스 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 단계(S850)를 수행한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 기지국(eNB)
200: 사용자 단말
300: MTC 디바이스

Claims (23)

  1. 사물통신 디바이스로 전송할 MTC(Machine Type Communication) 데이터가 발생하면 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 가변적인 경우, 상기 MTC 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 정보 블록을 생성하는 단계;
    상기 생성된 제어 정보 블록을 제1 하향링크 제어 영역 또는 제2 하향링크 제어 영역에 포함시키는 단계;
    상기 제1 하향링크 제어 영역 및 제2 하향링크 제어 영역 중 적어도 하나의 영역, 그리고 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역을 포함하는 프레임을 구성하는 단계; 및
    상기 구성된 프레임을 전송하는 단계를 포함하는, 사물통신 자원 할당 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 하향링크 제어 영역은, 일반 사용자 단말을 위한 제어 정보를 기본으로 포함하고 사물통신 디바이스를 위한 제어 정보를 추가로 포함 가능한 것을 특징으로 하는, 사물통신 자원 할당 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 하향링크 제어 영역은 MTC 디바이스를 위한 제어 정보를 포함하는, 사물통신 자원 할당 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제어 정보 블록은, 사물통신 디바이스 식별자와 함께 MTC 스케쥴링 정보를 전송하는, 사물통신 자원 할당 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제어 정보 블록은, MTC 서비스 스케쥴링 지정 식별자를 이용해 MTC 스케쥴링 정보를 전송하는, 사물통신 자원 할당 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역은, MTC 디바이스 식별자로 마스킹된 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함하는 MTC 데이터 또는 MTC 디바이스 식별자를 이용해 스크램블링된 MTC 패킷 정보 신호열을 포함하는 MTC 데이터를 포함하는, 사물통신 자원 할당 방법.
  7. 기지국으로부터 하향링크 프레임을 수신하는 단계;
    상기 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색하는 단계;
    사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지, 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인하는 단계; 및
    상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계를 포함하는 사물통신 디바이스의 송수신 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계는,
    상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인 경우,
    MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원에 대한 스케쥴링 정보를 획득하는 단계; 및
    해당 사물통신 디바이스의 식벽자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 단계를 포함하는 사물통신 디바이스의 송수신 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계는,
    상기 제어 정보 블록이 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보인 경우,
    해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는 단계를 포함하는 사물통신 디바이스의 송수신 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 기지국으로부터 전송되는 하향링크 패킷을 성공적으로 수신한 경우에, 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 사물통신 디바이스의 송수신 방법
  11. 시스템 정보 혹은 제어 메시지를 통해 기지국으로부터 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치 정보를 수신하는 단계;
    기지국으로부터 수신한 하향링크 프레임에서 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치를 탐색하는 단계; 및
    해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 내에 포함된 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 단계를 포함하는 사물통신 디바이스의 데이터 송수신 방법.
  12. MTC 서비스를 위한 소프트웨어 정보, 적어도 하나의 사물통신 디바이스 또는 사물통신 그룹에 대한 식별자, 암호화 정보 중 적어도 하나의 정보를 저장하는 MTC 정보 저장부; 및
    사물통신 디바이스로 전송할 MTC(Machine Type Communication) 데이터가 발행하면, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 하나의 전송 주기 내에서 가변적인지 판단하여, MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역의 위치가 가변적인 경우, 상기 MTC 스케쥴링 정보를 포함하는 제어 정보 블록을 생성하고, 생성된 제어 정보 블록을 제1 하향링크 제어 영역 또는 제2 하향링크 제어 영역에 포함시켜 하향링크 프레임을 구성하는 MTC 제어부를 포함하는 사물통신 자원 할당 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 MTC 제어부가 구성한 하향링크 프레임을 전송하며 적어도 하나의 사물통신 디바이스로부터 송신되는 신호를 수신하는 송수신부를 더 포함하는, 사물통신 자원 할당 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 하향링크 제어 영역은, 일반 사용자 단말을 위한 제어 정보를 기본으로 포함하고 사물통신 디바이스를 위한 제어 정보를 추가로 포함 가능한 것을 특징으로 하는, 사물통신 자원 할당 장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 하향링크 제어 영역은 MTC 디바이스를 위한 제어 정보를 포함하는, 사물통신 자원 할당 장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    제어 정보 블록은, 사물통신 디바이스 식별자와 함께 MTC 스케쥴링 정보를 전송하는, 사물통신 자원 할당 장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    제어 정보 블록은, MTC 서비스 스케쥴링 지정 식별자를 이용해 MTC 스케쥴링 정보를 전송하는, 사물통신 자원 할당 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 영역은, MTC 디바이스 식별자로 마스킹된 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 포함하는 MTC 데이터 또는 MTC 디바이스 식별자를 이용해 스크램블링된 MTC 패킷 정보 신호열을 포함하는 MTC 데이터를 포함하는, 사물통신 자원 할당 장치.
  19. 기지국으로부터 하향링크 프레임을 수신하는 수신부; 및
    상기 수신한 하항링크 프레임 내 하향링크 제어 영역에서 제어 정보 블록을 검색하고, 사물통신 디바이스 식별자 또는 MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인지 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보를 포함하는지 확인하여, 상기 확인 결과에 따라 상기 제어 정보 블록을 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원이 포함하는 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 제어부를 포함하는 사물통신 디바이스.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어 정보 블록이 MTC 서비스용인 경우,
    MTC 서비스 스케쥴링용 지정 식별자를 이용해 MTC 데이터 전송용 무선 자원에 대한 스케쥴링 정보를 획득하고, 해당 사물통신 디바이스의 식벽자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는, 사물통신 디바이스.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어 정보 블록이 해당 MTC 디바이스를 목적지로 하여 전송된 제어 정보인 경우, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 해당 사물통신 디바이스로 전송되는 패킷 정보열을 복조 및 복호화하는, 사물통신 디바이스.
  22. 청구항 19에 있어서,
    업링크 프레임을 상기 기지국으로 전송하는 송신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 기지국이 전송하는 하향링크 패킷을 성공적으로 수신한 경우에만 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 사물통신 디바이스.
  23. 시스템 정보 혹은 제어 메시지를 통해 기지국으로부터 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치 정보를 수신하는 수신부; 및
    기지국으로부터 수신한 하향링크 프레임에서 MTC 데이터 전송용 무선 자원의 위치를 탐색하고, 해당 사물통신 디바이스의 식별자를 이용해 상기 MTC 데이터 전송용 무선 자원 내에 포함된 MTC 서비스 패킷 정보를 추출하는 제어부를 포함하는, 사물통신 디바이스.
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