KR20130088021A - 그룹핑된 단말에 동일한 stid 또는 c-rnti를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말의 하향링크 제어 채널 수신 방법 및 대역폭 요청 채널 전송 방법 - Google Patents

Abstract

그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 그룹핑된 단말들이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법과 대역폭 요청 채널을 전송하기 위한 방법이 개시된다. 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당받은 그룹핑된 단말들이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법은, 기지국으로부터 상기 단말에 할당된 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier) 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 제어 채널이 전송되는 시간 영역 정보, 주파수 영역 정보 및 검색 공간 정보 중 어느 하나를 수신하는 단계; 및 상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보 및 상기 검색 공간 정보 중 어느 하나와 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

그룹핑된 단말에 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말의 하향링크 제어 채널 수신 방법 및 대역폭 요청 채널 전송 방법{METHOD IN WHICH A GROUP OF TERMINALS RECEIVES A DOWNLINK CONTROL CHANNEL, AND METHOD IN WHICH THE TERMINALS MAKE REQUESTS FOR BANDWIDTH IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM IN WHICH THE SAME STID OR C-RNTI IS ALLOCATED TO THE GROUP OF TERMINALS}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그룹핑된 단말에 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 무선통신 시스템에서의 하향링크 제어 채널 수신 및 대역폭 요청 채널 전송 방법에 관한 것이다.

기기 간 통신(Machine to Machine, 이하 M2M)이란 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미하지만 최근에는 전자 장치와 전자 장치 간 즉, 기기 간 무선 통신을 특별히 지칭하는 것이 일반적이다.

M2M 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 M2M 통신은 고속 성장을 거듭하며 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 주목 받는 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 설비상의 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 시장에 국한하지 않고 B2C 시장으로 영역을 확대할 수 있는 토대가 될 것이다.

M2M 통신시대에서는 SIM 카드를 장착한 모든 기계에 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 간에는 일대일 통신환경이었다. 이러한 환경에서 만약 수많은 M2M 단말들을 고려하면, 각 개별 M2M 단말들과 기지국 사이에 발생하는 시그널링으로 인한 네트워크 과부하가 예상된다. 상술한 바와 같이 M2M 통신이 급격히 확산되고 광범위화 되는 경우, 이들 M2M 단말들 사이의 또는 M2M 단말들과 기지국 사이의 통신으로 인한 오버헤드(overhead)가 문제될 수 있다.

또한, 이제 이동통신 시스템의 기지국은 네트워크 진입 시 할당하는 STID도 M2M 단말에게 할당할 필요가 있게 되었다 그러나, 기존의 IEEE 802.16m 시스템에서의 12비트 크기의 STID로는 급증하고 있는 모든 M2M 단말들까지 지원할 수 없는 문제가 있다. 그러나, 아직까지 이러한 문제점에 대해 구체적으로 대량의 기기들(massive devices)을 지원하기 위한 STID 할당 방안 및 제어 채널 전송 방안에 대해 제시된 바가 없다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 그룹핑된 단말에 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 그룹핑된 단말에 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말이 대역폭 요청 채널을 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 그룹핑된 단말에 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 무선통신 시스템에서 하향링크 제어 채널을 수신하는 단말 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 그룹핑된 단말에 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 무선통신 시스템에서 대역폭 요청 채널을 전송하는 단말 장치를 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법은, 기지국으로부터 상기 단말에 할당된 STID또는 C-RNTI 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 제어 채널이 전송되는 시간 영역 정보, 주파수 영역 정보 및 검색 공간 정보 중 어느 하나를 수신하는 단계; 및 상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보 및 상기 검색 공간 정보 중 어느 하나와 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 시간 영역은 서브프레임 단위, 프레임 단위 및 수퍼프레임 단위 중 어느 하나이며, 상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보, 또는 상기 검색 공간 정보는 AAI-REG-RSP 메시지, AAI-HO-CMD 메시지, AAI-RNG-RSP 메시지 및 AAI-SBC- RSP 메시지 중 어느 하나로부터 수신된다.

상기 시간 영역 정보는 상기 단말에 할당되는 서브프레임의 주기값과 옵셋값 정보를 포함하며, 상기 주기값과 옵셋값, 및 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩할 수 있다. 상기 시간 영역 정보는 서브프레임 인덱스, 프레임 인덱스 및 수퍼프레임 인덱스 중 어느 하나로 표현될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말이 대역폭 요청 채널을 전송하는 방법은, 기지국으로부터 상기 단말에 할당된 상기 대역폭 요청 채널 전송을 위한 시간 영역 정보, 대역폭 요청 인덱스 값 및 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 수신하는 단계; 및 상기 시간 영역 정보, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 및 상기 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 대역폭 요청 채널을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 단말에 할당된 상기 시간 영역, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 또는 상기 대역폭 요청 기회(opportunity)는 동일한 그룹으로 그룹핑되어 동일한 STID 또는 C-RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 다른 단말의 시간 영역, 대역폭 요청 인덱스 값 또는 대역폭 요청 기회(opportunity)와 구분될 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 하향링크 제어 채널을 수신하는 단말 장치는, 기지국으로부터 상기 단말에 할당된 STID또는 C-RNTI정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 제어 채널이 전송되는 시간 영역 정보, 주파수 영역 정보 및 검색 공간 정보 중 어느 하나를 수신하는 수신기; 및 상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보 및 상기 검색 공간 정보 중 어느 하나와 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 대역폭 요청 채널을 전송하는 단말 장치는, 기지국으로부터 상기 단말에 할당된 상기 대역폭 요청 채널 전송을 위한 시간 영역 정보, 대역폭 요청 인덱스 값 및 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 수신하는 수신기; 및 상기 시간 영역 정보, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 및 상기 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 대역폭 요청 채널을 전송하는 송신기를 포함하되, 상기 단말에 할당된 상기 시간 영역, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 또는 상기 대역폭 요청 기회(opportunity)는 동일한 그룹으로 그룹핑되어 동일한 STID 또는 C-RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 다른 단말의 시간 영역, 대역폭 요청 인덱스 값 또는 대역폭 요청 기회(opportunity)와 구분될 수 있다.

본 발명에 따르면, M2M 단말들이 급증함에 따라 그룹핑된 단말에 대해 동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당하는 경우 발생하는 하향링크 제어 채널 수신, 대역폭 요청 채널 전송, CID 식별 문제 등을 해결할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면,
도 3a 및 도 3b는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들이 하향링크 신호를 수신하기 위한 과정을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들이 하향링크 신호를 수신하기 위한 과정을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들이 대역폭 요청(BR)을 전송하기 위한 과정을 나타낸 도면, 그리고,
도 8은 본 발명의 다른 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들의 CID를 식별하기 위한 과정을 나타낸 도면이다.

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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 무선통신 시스템(혹은 이동통신 시스템)이 IEEE 802.16 시스템, 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16 시스템, 3GPP LTE, LTE-A 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 무선통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, BS(Base Station), AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

무선통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 1은 무선 통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(200)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(297)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.

하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.

심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 널(null)의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(Orthgonal Frequency Division Multiplexing, OFDM), 시분할 다중화(Time Division Multiplexing, TDM), 또는 코드 분할 다중화(Code Division Multiplexing, CDM) 심볼일 수 있다.

송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 이어서, 하향링크 신호는 안테나(130)를 통해 단말로 전송된다.

단말(110)의 구성에서, 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하여(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting))하고, 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145) 는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.

또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping)) 하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.

단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시키고, 이러한 상향링크 신호는 안테나(135)를 통해 기지국(105)으로 전송된다.

기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 안테나(130)를 통해 를 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(297)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.

단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)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(155, 180)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(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.

단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은, 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.

도 2는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나의 무선 프레임(radio frame)은 10ms(327200Ts)의 길이를 가지며 10개의 균등한 크기의 서브프레임(서브프레임)으로 구성되어 있다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms(15360Ts)의 길이를 가진다. 여기에서, Ts는 샘플링 시간을 나타내고, Ts=1/(15kHz×2048)=3.2552×10-8(약 33ns)로 표시된다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(Resource Block)을 포함한다.

LTE 시스템에서 하나의 자원블록은 12개의 부반송파×7(6)개의 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 심볼을 포함한다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 하나 이상의 서브프레임 단위로 정해질 수 있다. 상술한 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼 혹은 SC-FDMA 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 이동통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE 시스템의 하향링크 및 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3a를 참조하면, 하나의 하향링크 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 하향링크 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심볼들이 제어채널들이 할당되는 제어영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역이 된다.

3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어채널들은 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다. 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(Downlink Control Information, DCI)라고 한다. DCI는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 및 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 전송 파워 제어 명령 등을 가리킨다. PHICH는 상향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. 즉, 단말이 전송한 상향링크 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.

이제 하향링크 물리채널인 PDCCH에 대해 기술한다.

기지국은 PDCCH를 통해 PDSCH의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 DL grant라고도 한다), PUSCH의 자원 할당 정보(이를 UL grant라고도 한다), 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 전송할 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(Control Channel Elements)의 집합(aggregation)으로 구성된다. 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE의 집합으로 구성된 PDCCH는 서브블록 인터리빙(subblock interleaving)을 거친 후에 제어 영역을 통해 전송될 수 있다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. 다음 표 1은 DCI 포맷에 따른 DCI를 나타낸다.

DCI 포맷 0은 상향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 1~2는 하향링크 자원 할당 정보를 가리키고, DCI 포맷 3, 3A는 임의의 단말 그룹들에 대한 상향링크 TPC(transmit power control) 명령을 가리킨다.

LTE 시스템에서 기지국이 PDCCH를 전송을 위해 자원을 매핑하는 방안에 대해 간단히 살펴본다.

일반적으로, 기지국은 PDCCH를 통하여 스케줄링 할당 정보 및 다른 제어 정보를 전송할 수 있다. 물리 제어 채널은 하나의 집합(aggregation) 또는 복수 개의 연속 제어 채널 요소(CCE: Control Channel Element)로 전송될 수 있다. 하나의 CCE는 9개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)들을 포함한다. PCFICH(Physical Control Format Indicator CHhannel) 또는 PHICH(Physical Hybrid Automatic Repeat Request Indicator Channel)에 할당되지 않은 RBG의 개수는 NREG이다. 시스템에서 이용가능한 CCE는 0부터 NCCE-1까지 이다(여기서

이다). PDCCH는 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 다중 포맷을 지원한다. n개의 연속 CCE들로 구성된 하나의 PDCCH는 i mod n =0을 수행하는 CCE부터 시작한다(여기서 i는 CCE 번호이다). 다중 PDCCH들은 하나의 서브프레임으로 전송될 수 있다.

표 2를 참조하면, 기지국은 제어 정보 등을 몇 개의 영역으로 보낼 지에 따라 PDCCH 포맷을 결정할 수 있다. 단말은 CCE 단위로 제어 정보 등을 읽어서 오버헤드를 줄일 수 있다. 마찬가지로, 중계기도 R-CCE 단위로 제어 정보 등을 읽을 수 있다. LTE-A 시스템에서는, 임의의 중계기를 위한 R-PDCCH를 전송하기 위해 R-CCE(Relay-Control Channel Element) 단위로 자원 요소(Resource Element, RE)를 매핑할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역 및 데이터 영역으로 나누어질 수 있다. 제어 영역은 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)로 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)로 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위하여, 하나의 단말은 PUCCH 및 PUSCH를 동시에 전송하지 않는다. 하나의 단말을 위한 PUCCH는 하나의 서브프레임에서 RB 페어로 할당된다. RB 페어에 속하는 RB들은 각 2개의 슬롯에서 서로 다른 부반송파를 차지하고 있다. PUCCH에 할당된 RB 페어는 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 호핑된다.

도 4는 본 발명에서 사용되는 하향링크의 시간-주파수 자원 격자 구조(resource grid structure)를 나타낸 도면이다.

각 슬롯에서 전송되는 하향링크 신호는

개의 부반송파(subcarrier)와

개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼로 구성되는 자원 격자(resource grid) 구조로 이용한다. 여기서,

은 하향링크에서의 자원 블록(RB: Resource Block)의 개수를 나타내고,

는 하나의 RB을 구성하는 부반송파의 개수를 나타내고,

는 하나의 하향링크 슬롯에서의 OFDM 심볼의 개수를 나타낸다.

의 크기는 셀 내에서 구성된 하향링크 전송 대역폭에 따라 달라지며

을 만족해야 한다. 여기서,

는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 작은 하향링크 대역폭이며

는 무선 통신 시스템이 지원하는 가장 큰 하향링크 대역폭이다.

=6이고

=110일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 슬롯 내에 포함된 OFDM 심볼의 개수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 길이 및 부반송파의 간격에 따라 다를 수 있다. 다중안테나 전송의 경우에, 하나의 안테나 포트 당 하나의 자원 격자가 정의될 수 있다.

각 안테나 포트에 대한 자원 격자 내의 각 요소는 자원 요소(RE: Resource Element)라고 불리우며, 슬롯 내의 인덱스 쌍 (k,l)에 의해 유일하게 식별된다. 여기서, k는 주파수 영역에서의 인덱스이고, l는 시간 영역에서의 인덱스이며 k는 0,...,

-1 중 어느 하나의 값을 갖고, l는 0,...,

-1 중 어느 하나의 값을 갖는다.

도 5에 도시된 자원 블록은 어떤 물리 채널과 자원 요소들 간의 매핑(mapping) 관계를 기술하기 위해 사용된다. RB는 물리 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)과 가상 자원 블록(VRB: Virtual Resource Block)으로 나눌 수 있다. 상기 하나의 PRB는 시간 영역의

개의 연속적인 OFDM 심볼과 주파수 영역의

개의 연속적인 부반송파로 정의된다. 여기서

과

는 미리 결정된 값일 수 있다. 예를 들어

과

는 다음 표 1과 같이 주어질 수 있다. 따라서 하나의 PRB는

개의 자원 요소로 구성된다. 하나의 PRB는 시간 영역에서는 하나의 슬롯에 대응되고 주파수 영역에서는 180kHz에 대응될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

PRB는 주파수 영역에서 0에서

-1 까지의 값을 갖는다. 주파수 영역에서의 PRB 넘버(number) n_PRB와 하나의 슬롯 내에서의 자원 요소 (k,l) 사이의 관계는

를 만족한다.

상기 VRB의 크기는 PRB의 크기와 같다. VRB는 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)와 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)로 나뉘어 정의될 수 있다. 각 타입의 VRB에 대해, 하나의 서브프레임 내의 두 개의 슬롯에 있는 한 쌍의 VRB는 단일 VRB 넘버 n_VRB가 함께 할당된다.

상기 VRB은 PRB과 동일한 크기를 가질 수 있다. 두 가지 타입의 VRB이 정의되는데, 첫째 타입은 로컬형 VRB(Localized VRB, LVRB)이고, 둘째 타입은 분산형 VRB(Distributed VRB, DVRB)이다. 각 타입의 VRB에 대해, 한 쌍(pair)의 VRB이 단일의 VRB 인덱스 (이하, VRB 넘버(number)로 지칭될 수도 있다)를 가지고 1개의 서브프레임의 2개의 슬롯에 걸쳐 할당된다. 다시 말하면, 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 중 제 1 슬롯에 속하는

개의 VRB들은 각각 0부터

-1 중 어느 하나의 인덱스 (Index)를 할당 받고, 위의 2개의 슬롯 중 제 2 슬롯에 속하는

개의 VRB들도 마찬가지로 각각 0부터

-1 중 어느 하나의 인덱스를 할당받는다.

이하에서 LTE 시스템에서 기지국이 단말에게 PDCCH를 전송하는 과정을 설명한다.

기지국은 단말에게 전송하는 DCI(Downlink Control Information)에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)가 마스킹된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자 SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(Random Access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 다음 표 4는 PDCCH에 마스킹되는 식별자들의 예를 나타낸다.

C-RNTI가 사용되면 PDCCH는 각각 해당하는 특정 단말을 위한 제어정보를 나르고, 다른 RNTI가 사용되면 PDCCH는 각각 셀 내 모든 또는 복수의 단말이 수신하는 공용 제어정보를 나른다. 기지국은 CRC가 부가된 DCI에 대해 채널 코딩을 수행하여 부호화된 데이터(coded data)를 생성한다. 그리고, 기지국은 PDCCH 포맷에 할당된 CCE의 수에 따른 레이트 매칭(rate matching)을 수행한다. 그 후, 기지국은 부호화된 데이터를 변조하여 변조 심벌들을 생성한다. 그리고, 기지국은 변조 심볼들을 물리적인 자원 요소에 맵핑한다.

한편, IEEE 802.16 시스템에서는 특정 단말에 대해 제어 정보 전송을 위한 단말의 고유 식별자로서 C-RNTI 대신에 STID(Station IDentifier)를 사용한다. STID는 기지국이 단말을 식별하기 위해 단말 별로 할당하는 식별자로서 12 비트 크기이다. 기지국은 네트워크 진입(network entry)하는 각 단말에게 STID를 할당한다. 또한, 기지국은 네트워크 재진입하는 단말에게는 새로운 STID를 할당할 수 있다. Temporary STID (TSTID)는 네트워크 진입 후에 사용되는 STID 간의 매핑을 보호하기 위해 임시적으로 사용되는 식별자이다. 기지국은 단말에게 STID number space에서 TSTID를 할당하여 전송해줄 수 있다. 이때, 기지국은 초기 레인징 중에 레인징 응답 메시지인 AAI-RNG-RSP를 통해 TSTID를 단말에게 전송해 줄 수 있다. 등록 과정 시(During registration procedure)에 기지국은 단말에게 STID를 암호화된(encrypted) AAI-REG-RSP 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 단말이 성공적으로 등록 절차를 완료한 것을 확인한 기지국인 TSTID를 해제하게 된다.

이와 같이, 기지국은 네트워크에 진입하는 단말(혹은 사용자 기기)에게 STID를 할당하게 되는데, 현재 이동통신 시스템에서는 기존의 HTC(Human Type Communication) 기기뿐만 아니라 추가적으로 많은 수의 M2M 단말(또는 MTC(Machine Type Communication) 단말)에게도 STID를 할당할 필요가 있다. 여기서 M2M 단말의 어플리케이션 타입에 대해 간략히 살펴본다.

M2M 방식으로 통신하는 기기를 M2M 단말, M2M 통신 단말, MTC 단말 등 다양하게 호칭될 수 있다. M2M 단말 어플리케이션 타입(Machine Application Type)이 증가함에 따라 일정한 네트워크에서 그 수가 점차 증가할 것이다. 논의되고 있는 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 있으나 이에 한정될 필요는 없으며, 그 밖에 다양한 기기 어플리케이션 타입이 논의되고 있다.

이와 같이 M2M 단말 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 인터페이스에 심각한 부하를 줄 수 있으며, 기지국의 스케줄링 방식에 따라 충돌(Collision)이 발생하는 문제가 증가할 수 있다.

또한, 이동통신 시스템의 기지국은 M2M 단말에게도 STID를 할당할 필요가 있다. 그러나, 기존의 IEEE 802.16m 시스템에서의 12비트 크기의 STID로는 급증하고 있는 모든 M2M 단말들까지 지원할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 무선통신 시스템에서 하나의 셀 내에서 대량의 기기들(massive devices)을 지원하기 위한 STID 할당 방안 및 이와 관련한 제어 채널 전송 방안에 대해 제안한다

이하의 설명에서 IEEE 802.16 계열의 무선통신 시스템을 기반으로 서술하고 있지만, 동종의 다른 무선통신 시스템 (e.g. 3GPP 계열)에 적용할 수 있다. 또한 M2M 단말(혹은 MTC 단말)뿐 아니라 HTC 단말 혹은 다른 종류의 단말에도 동일하게 적용할 수 있다.

기존의 무선통신 시스템은 HTC 기기와의 통신을 최적화하는데 초점을 맞추고 설계가 이루어졌다. 그러나, 최근 사람의 개입 없이 기기 간의(machine-to-machine type) 통신을 무선 통신 네트워크 상에서 지원하기 위한 방안이 논의되고 있다. 특히 M2M 단말이 도입될 경우, 어플리케이션 특정(application specific)한 다량의 M2M 단말의 도입 가능성 높기 때문에 기존의 HTC 기기만을 지원했던 경우와 달리 기지국에서 단말 식별을 위해 할당하는 단말 ID, 즉 STID(3GPP LTE 계열의 경우, C-RNTI)가 부족해지는 현상이 발생할 수 있다.

이를 위해 STID를 위한 비트 크기를 다량의 기기에 대한 식별을 지원하는 방안은 기존 시스템의 STID와 관련된 PHY/MAC 구조에 대해 상당한 변경(modification)이 요구되기 때문에 효율적이지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 STID 비트 크기를 증가시키는 방안은 논외로 하고, 기존의 STID의 비트 크기를 유지하면서 HTC 기기에 대한 영향(impact) 없이 추가적으로 도입되는 많은 수의 M2M 단말을 위한 효율적인 STID 할당 방안에 대해 제안한다. 특히 본 발명에서는 복수의 단말을 그룹핑하여 하나의 STID를 공유하는 방안에 대해 제안한다. 이하에서 설명하는 단말이라는 용어는 M2M 단말, HTC 단말을 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.

＜복수의 단말의 STID 공유에 따른 하향링크 문제＞

도 5는 본 발명의 일 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들이 하향링크 신호를 수신하기 위한 과정을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 기지국은 동일한 STID를 할당할 단말들을 그룹핑할 수 있다(S510). 복수의 단말의 네트워크 진입 과정에서, 기지국은 그룹 단말들에게 동일한 하나의 STID를 할당하여 전송해 줄 수 있다(S520). 따라서 그룹핑된 복수의 단말들은 동일한 STID를 공유하게 된다. 예를 들어, IEEE 802.16 시스템의 경우 STID가 12비트로 구성되어 있는데, 기지국은 N개의 단말을 그룹핑하여 12비트로 구성된 하나의 동일한 STID를 N개의 단말에게 할당할 수 있다. 이와 같이, 기지국이 그룹핑된 복수의 단말에 동일한 STID를 할당하면, IEEE 802.16 시스템에서는 A-MAP, 3GPP의 경우는 PDCCH와 같은 하향링크 제어 채널 전송에 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 하향링크 제어 채널 전송 시, 단말 식별을 위해 CRC에 해당 단말의 STID를 마스킹하여 전송한다. 그러나, 기지국이 동일한 STID를 그룹 단말들에 할당하고, 동일한 하나의 STID로 CRC 마스킹된 하향링크 제어 채널을 해당 STID를 공유하는 그룹 단말들에게 전송한다면, 그룹핑된 단말 각각은 기지국이 어떤 단말을 위한 제어 정보를 전송한 제어 채널인지 판단할 수 없게 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 다음과 같은 방안들을 제안한다.

1. 그룹 단말들의 시간 분할 방식의 STID 공유

상기의 문제를 해결하기 위한 방안으로, 기지국이 동일한 STID를 할당한 그룹핑 단말들이 해당 동일한 STID를 시간 분할 방식으로 사용하도록 하는 것이다. 즉, 기지국은 그룹 단말들 각각에 하향링크 제어 채널 수신을 위해 블라인드 디코딩(blind decoding)을 수행할 시간 영역(혹은 시간 단위) 정보를 전송해 줄 수 있다(S530).

예를 들어, 기지국이 임의의 4개의 단말에 동일한 STID가 할당하였다고 가정하자. 이 경우, 기지국은 4개의 각 단말이 해당 STID를 통해 하향링크 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩(blind decoding)을 수행하는 서브프레임을 제한할 수 있다. 즉, 기지국은 단말 A, 단말 B, 단말 C, 단말 D에 동일한 STID를 할당하고, 단말 A는 매 프레임의 첫 번째 서브프레임을 통해서만 해당 STID를 통해 하향링크 제어 채널을 수신하도록 하고, 단말 B의 경우 두 번째 서브프레임을 통해서만, 단말 C와 단말 D의 경우 각각 세 번째 서브프레임과 네 번째 서브프레임을 통해서만 해당 STID를 통해 하향링크 제어 채널의 블라인드 디코딩을 수행하도록 제한하는 것이다.

이를 위해, 기지국은 STID 할당 시, 각각의 단말들이 해당 STID를 하향링크 제어 채널의 블라인드 디코딩을 위해 사용할 수 있는 시간 단위(예를 들어, 서브프레임 단위)에 관한 정보를 함께 전송해 줄 필요가 있다. 여기서, 기지국은 그룹의 각 단말에게 서브프레임에 관한 정보를 해당 서브프레임 인덱스를 직접 시그널링해 알려주거나 또는 각각의 서브프레임에 대한 비트맵 지시(bitmap indication) 방식을 통해 알려줄 수 있다. 또한, 기지국은 사전에 정해진 테이블 내에서 테이블 인덱스를 전송하는 방식으로 각 단말에게 해당 서브프레임에 관한 정보를 알려줄 수 있다. 여기서, 테이블은 각 단말이 STID를 통해 블라인드 디코딩할 서브프레임 정보의 다양한 조합들로 표현될 수 있으며, 일 예로서, 다음 표 5와 같이 나타낼 수 있다.

기지국은 사전에 정의된 테이블에서 인덱스 0을 선택하여 그룹 단말들 각각에게 알려줄 수 있다. 이러한 각 인덱스 별로 단말에게 할당된 서브프레임에 관한 정보는 기지국이 상위 계층 시그널링 등으로 사전에 단말들에게 알려줄 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 기지국이 인덱스 0을 시그널링해 준다고 가정하여 설명한다.

각 단말의 프로세서(155)는 할당된 STID을 이용하여 할당된 시간 단위(예를 들어, 할당된 서브프레임)에서 하향링크 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩을 수행하도록 한다(S540). 단, 기지국은 해당 서브프레임 외의 다른 서브프레임을 통해서는 하향링크 제어 채널이 아닌 하향링크 데이터 채널을 전송하는 것은 가능하다. 예를 들어, 단말 A가 첫 번째 서브프레임을 할당받은 경우, 기지국은 첫 번째 서브프레임을 제외한 나머지 서브프레임에서는 하향링크 데이터 채널을 단말 A에게 전송해 줄 수 있다. 이를 위해 기지국은 해당 서브프레임(단말 A의 입장에서는 첫 번째 서브프레임)의 하향링크 제어 채널을 통해 단말 A에게 하향링크 자원 할당 정보인 DL grant 전송 시, 해당 하향링크 데이터 전송이 일어나는 서브프레임에 대해 지시 정보를 단말 A에게 전송해 줄 수 있다. 이때, 기지국은 하향링크 데이터 채널이 전송되는 서브프레임에 대한 지시 정보를 해당 DL grant가 전송되는 서브프레임(단말 A의 입장에서는 첫 번째 서브프레임)에 대한 옵셋(offset) 방식으로 전송해 주거나 혹은 서브프레임 인덱스를 직접 시그널링해 줄 수 있다.

또한, 기지국은 하향링크 데이터 채널 전송에 대해서 연속적이지 않은(non-contiguous) 멀티 TTI(multi-TTI) 전송을 지원할 수 있다. 이를 위해 기지국은 각각의 서브프레임(separate subframe)을 통해 전송할 데이터 채널에 대한 DL grant 제어 정보가 서로 구분되는 코딩(separate coding)을 통해 해당 서브프레임 내에서 서로 다른 A-MAP-IE를 통해 각각 전송할 수도 있고(즉, DL grant 전송을 위한 A-MAP-IE가 복수개가 될 수도 있고), 혹은 이를 하나의 DL grant A-MAP-IE를 통해 전송하는 조인트 코딩(joint coding) 방식으로 전송할 수도 있다.

마찬가지로, 기지국은 해당 서브프레임의 하향링크 제어 채널을 통해 전송하는 상향링크 데이터 채널 전송을 위한 UL grant 전송에 대해서도 하향링크 데이터 전송을 위한 DL grant 전송 방식과 동일한 개념이 적용될 수 있다. 즉, 기지국인 공유된 STID에 대한 독점적 사용이 보장된 서브프레임의 하향링크 제어 채널을 통해 전송되는 UL grant A-MAP-IE 내에 상향링크 데이터 채널 전송을 위한 서브프레임을 직접 지시해 주는 정보 영역을 포함할 수 있으며, 또한 연속적이지 않은 멀티 TTI(multi-TTI) 전송 역시 지원할 수 있다. 이를 위해, 기지국은 하향링크의 경우와 동일하게 각각의 상향링크 서브프레임을 전송하는 상향링크 데이터 채널을 위한 UL grant A-MAP-IE가 개별 코딩(separate coding)을 통해 전송할 수도 있고, 조인트 코딩을 통해 전송할 수도 있다.

앞선 설명에서 복수의 단말이 공유하는 STID에 대한 시간 분할 단위를 서브프레임 단위를 예로 들어 설명하였으나, 이는 프레임 단위, 수퍼프레임 등 다른 시간 단위에도 적용될 수 있다. 즉, 그룹 내 단말들이 동일한 STID를 공유할 경우, 하나의 프레임 내에서 각각의 단말 별로 해당 STID를 이용해 하향링크 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩을 수행할 수 있는 서브프레임에 제한을 두었지만, 이와 달리 각각의 단말 별로 해당 STID를 사용할 수 있는 시간 영역의 제한 단위가 프레임 단위, 수퍼프레임 단위 등이 될 수도 있다.

기지국이 해당 그룹 단말들에 STID를 할당 시, 해당 STID를 독점적으로 사용할 수 있는 프레임 또는 수퍼프레임을 지시하기 위한 정보를 포함하여 전송해 줄 수 있다. 이를 위해, 기지국이 STID를 독점적으로 사용하는 프레임 또는 수퍼프레임을 할당하는 일 실시예로서, 기지국은 각 단말이 해당 STID를 독점적으로 사용할 수 있는 프레임 또는 수퍼프레임의 주기와 함께 해당 주기에 대한 옵셋값의 형태로 블라인드 디코딩을 수행할 프레임 또는 수퍼프레임에 대한 정보를 각 단말에게 시그널링해 줄 수 있다.

예를 들어, 기지국이 단말 A가 4 프레임 또는 4 수퍼프레임 주기로 해당 STID를 사용하도록 하였다고 가정하자. 그리고, 기지국은 단말 A에 대해 반복되는 4 프레임 혹은 4 수퍼프레임 중 두 번째 프레임 또는 두 번째 수퍼프레임에서 STID를 사용하도록 하였다고 하자. 그러면, 기지국은 단말 A에 대해 주기값 4와 옵셋값 1(즉, 두 번째 프레임 혹은 두 번째 수퍼프레임 인덱스 mod 4=1)을 단말 A에게 시그널링 해 줄 수 있다. 그러면, 단말의 프로세서(155)는 주기값 4와 옵셋값 1에 기초하여 해당 프레임 또는 해당 수퍼프레임에서 블라인드 디코딩을 수행할 수 있다.

이 외에도 고정된 주기, 즉 고정된 수의 프레임 또는 수퍼프레임을 기준으로 해당 STID를 독점적으로 사용할 수 있는 프레임 혹은 수퍼프레임을 비트맵 방식으로 각 단말에게 전송해 주거나, 앞서 설명한 바와 같이 사전에 정해진 테이블에서 임의의 테이블 인덱스를 선택하여 각 단말에게 전송해 줄 수도 있다. 그러면, 각 단말의 프로세서(155)는 사전에 정해져 있는 테이블 인덱스에 대응되는 해당 프레임 또는 수퍼프레임에서 하향링크 제어 채널을 블라인드 디코딩할 수 있다(S540).

또한, 상술한 시간 분할은 하나 이상의 프레임, 수퍼프레임 그룹 단위, 하나 이상의 서브프레임 그룹 단위, 또는 심볼 및 하나 이상의 심볼 그룹 단위로 나뉘는 경우 모두에 적용될 수 있다. 또한 상술한 방안은 DL grant 및 UL grant에 대한 A-MAP-IE, 즉 스케줄링 정보를 전송하기 위한 할당(assignment) A-MAP-IE를 위한 STID의 시간 분할 공유를 기본적으로 설명하였으나, 이 외에도 STID가 이용되는 모든 하향링크 제어 채널(예를 들어, HARQ 피드백 A-MAP-IE 등) 전송에도 동일한 개념이 적용될 수 있다. 또한 데이터 채널을 통해 전송되는 MAC 관리(management) 메시지 중 동일한 STID를 공유하는 단말 그룹에 대해 개별 단말에 대한 지시가 필요한 MAC 관리 메시지 전송에 대해서도 동일한 방안이 적용될 수 있다.

또한, 상술한 서브프레임 단위 시간 분할 정보, 프레임 단위 시간 분할 정보, 혹은 그 외의 시간 단위를 기준으로 하는 시간 분할 정보는 기지국이 단말의 네트워크 진입시 통신하는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 각 단말에게 전송하거나, 핸드 오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 각 단말에게 전송할 수 있다. 또는, 이를 전송하기 위한 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의할 수 있으며, 기지국은 새롭게 정의된 해당 MAC 관리 메시지를 그룹 단말들 간 공유되는 STID에 대한 시간 분할 정보를 각 단말들에게 전송할 수 있다. 그리고, 그룹 단말들 간 공유되는 STID에 대한 시간 분할 정보는 고정된 것이 아니며 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신될 수 있다.

2. 그룹 단말들의 ACID 분할을 통한 STID 공유

상기의 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 기지국은 동일한 STID를 사용하는 그룹 단말들이 ACID를 배타적으로(exclusive) 사용하게 하는 방안이다. 즉, 앞서 설명한 시간 분할 방식과 유사하게, 기지국은 STID를 공유하는 그룹 단말들이 해당 STID를 특정 ACID(LTE-A의 경우 HARQ 프로세스 ID) 상에서만 독점적으로 사용하도록 할 수 있다. 여기서, ACID는 하향링크 HARQ 채널 식별자를 나타낸다.

이를 위해, 기지국은 동일한 STID를 사용하는 그룹 내 단말 별로 ACID 할당 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, ACID가 8개 있다고 가정하면, 기지국은 최대 8개 단말까지 그룹핑하여 각 단말들에게 차례로 각각 ACID 0, ACID 1,…, ACID 7을 할당할 수 있다. 기지국은 STID를 사용하는 그룹 내 단말 별 각각의 ACID 별로 비트맵 방식으로 그룹 내 단말들에게 알려주거나, 혹은 사전에 정해진 테이블(사전에 각 단말 별로 ACID 인덱스를 정의함) 내에서 특정 테이블 인덱스를 선택하여 시그널링 해 주는 방식 등을 통해 이루어질 수 있다. 그 후, 단말의 프로세서(155)는 자신에게 해당하는 ACID가 내려오는 시간 단위(예를 들어, 서브프레임)에서만 하향링크 제어 채널을 블라인드 디코딩을 수행하게 된다.

또한, 기지국은 ACID 할당 정보를 단말의 네트워크 진입 시에 통신하는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 그룹 내 각 단말에게 전송해 주거나, 핸드오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 그룹 단말들에게 전송해 줄 수 있다. 또는, 이를 전송하기 위한 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여, 새롭게 정의한 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들에게 전송해 줄 수 있다. 이러한 그룹 단말간 공유되는 STID에 대한 ACID 할당은 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신될 수도 있다.

3. 그룹 단말들의 주파수 분할을 통한 STID 공유

도 6은 본 발명의 다른 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들이 하향링크 신호를 수신하기 위한 과정을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 도 5에서 설명한 것과 마찬가지로 기지국은 동일한 STID를 할당할 단말들을 그룹핑할 수 있다(S610). 복수의 단말의 네트워크 진입 과정에서, 기지국은 그룹 단말들에게 동일한 하나의 STID를 할당하여 전송해 줄 수 있다(S620). 따라서 그룹핑된 복수의 단말들은 동일한 STID를 공유하게 된다.

상기의 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 동일한 STID를 사용하도록 그룹핑된 단말들이 해당 동일한 STID를 주파수 분할 방식으로 사용하는 방식을 제안한다. 도 5에서 설명한 시간 분할 방식과 마찬가지로 동일한 STID를 공유하는 단말들이 해당 STID를 특정 주파수에서만 독점적으로 사용하도록 하는 것이다. 이처럼 그룹 단말들에 의해 공유된 STID를 위한 주파수 분할 단위는 LRU(Logical Resource Unit) 단위, PRU(Physical Resource Unit) 단위, PRB(Physical Resource Block), VRB(Virtual Resource Block) 단위 등이 될 수도 있고, 또는 하나 이상의 LRU, PRU, PRB, VRB 그룹으로 이루어진 일정한 크기의 부대역(subband) 단위로 나뉘어 질 수도 있다. 3GPP LTE-A 시스템과 같이 멀티 캐리어를 지원하는 시스템에서, 특정 셀이 멀티 캐리어로 구성된 경우, 그 단위가 하나의 컴포넌트 캐리어(component carrier) 단위가 될 수도 있다.

기지국이 그룹 내 단말들이 블라인드 디코딩을 수행할 주파수 단위(혹은 주파수 영역)를 할당하여 각 단말들에게 전송해 줄 수 있다(S620). 그러면, 단말의 프로세서(155)는 자신에게 해당되는 제한된 주파수 영역 내에서만 해당 STID를 이용해 하향링크 제어 채널을 블라인드 디코딩하게 된다(S640). 한편, 기지국은 하향링크 데이터 채널을 통해 전송하는 MAC 관리 메시지 중 동일 STID를 공유하는 단말 그룹 중 개별 단말에 대한 지시가 필요한 MAC 관리 메시지를 전송하는 방법으로 STID의 공유가 이루어지도록 할 수 있다.

앞서, 시간 분할 방식의 STID 공유 방안과 마찬가지로, 주파수 분할을 위한 주파수 영역 제한(frequency domain restriction)은 상기의 주파수 분할 단위에 따라 기지국이 각각 비트맵 방식으로 또는 사전에 정해진 테이블(예를 들어, 사전에 그룹 내 단말 별로 할당한 주파수 영역 정보를 포함) 내에서 특정 테이블 인덱스를 선택하여 시그널링해 주는 방식을 통해 이루어질 수 있다.

또한, 기지국은 주파수 분할 정보를 단말의 네트워크 진입 시에 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 전송해 줄 수 있고, 핸드 오버 시에는 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 전송해 줄 수 있다. 또는, 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여 새로운 MAC 관리 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 해당 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들 간 공유되는 STID에 대한 주파수 분할 정보는 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신 될 수 있다.

4. 검색 공간 분할 방식을 통한 STID 공유

상기의 문제를 해결하기 위한 또 다른 방안으로, 기지국은 공유된 STID를 이용하여 하향링크 제어 채널에 대한 블라인드 디코딩을 수행하는 검색 공간(search space) 상에서 단말 간 분할 하는 방식을 사용하는 것이다. 즉 동일한 STID를 할당받은 그룹 단말들이 해당 STID를 통해 블라인드 디코딩을 수행할 검색 공간을 기지국이 각각의 단말 별로 분리해줌으로써 효율적인 STID 공유가 이루어질 수 있다. 기지국은 그룹 단말들에게 공유 STID를 이용하여 블라인드 디코딩할 검색 공간을 각각 전송해 줄 수 있다(S630).

기지국은 검색 공간 분할을 그룹핑된 단말의 수에 따라 균등하게 나뉠 수 있다. 예를 들어, 4개의 단말이 동일한 STID를 공유할 경우, 기지국은 서브프레임의 검색 공간의 크기에 따라 4등분하여 검색하도록 할 수 있다. 이를 위해 기지국은 STID 할당 시, 해당 STID를 공유하는 단말의 수를 각각의 단말에 시그널링 해주면 그에 따라 매 서브프레임의 검색 공간을 해당 단말의 수만큼 균등하게 나누어 사용하도록 한다. 이렇게 균등하게 나누어진 각각의 검색 공간 중 개별 단말이 사용하는 검색 공간은 기지국이 상기의 동일한 STID를 사용하는 그룹 단말의 수와 함께 옵셋 방식으로 시그널링 해줄 수 있다. 즉, 4개의 단말이 STID를 공유할 경우, 단말 A는 해당 검색 공간을 4등분 한 것 중 첫 번째 검색 공간을, 단말 B, 단말 C, 단말 D는 각각 두 번째, 세 번째, 네 번째 검색공간을 사용하도록 기지국이 단말 수와 함께 옵셋값을 시그널링 해줄 수 있다. 기지국은 검색 공간을 논리 CCE(logical control channel element) 단위 등으로 분할할 수 있다.

기지국은 단말의 네트워크 진입 시에 통신하는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 검색 공간 분할 정보를 그룹 내 각 단말에게 전송해 줄 수 있고, 핸드 오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 전송해 줄 수도 있다. 또는, 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여 새로운 MAC 관리 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 해당 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들 간 공유되는 STID에 대한 검색 공간 분할 정보는 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신 될 수 있다.

＜STID 공유에 따른 상향 링크 문제＞

상술한 내용에서는 하향링크 제어 채널을 중심으로 STID 공유에 따른 하향링크 전송 상의 문제를 해결하기 위한 방안을 제안하였다. 이와 마찬가지로 복수의 단말이 동일한 STID를 공유함에 따라 상향링크 전송 시에도 기지국이 상향링크 전송한 단말을 식별할 수 없는 문제 등이 발생할 수 있다. 따라서, 상향링크 전송에 대한 해결책도 필요하다.

특히, 동일한 STID를 공유하는 단말 그룹 중 어떤 단말이 전송한 대역폭 요청(BR)인지를 기지국이 구분할 수 있는 방안이 필요하다. 대역폭 요청은 단말들이 상향링크 대역폭 할당을 필요로 한다는 것을 기지국에 알리기 위해 단말들이 사용하는 방법이다. 일반적인 광대역 무선접속 시스템에서 대역폭을 요청하는 방식에는 크게 기본적인 요청(basic request) 방식과 랜덤 액세스 요청(Random Access Request) 방식이 있다. 기본적인 요청 방식은 기지국의 폴링(polling)에 의해서 단말이 유니캐스트로 상향링크 대역폭 할당을 요청하는 것이다. 또한, 단말은 기지국으로부터 이미 할당받은 대역폭의 남은 영역에 피기백(piggyback)하여 상향링크 대역폭을 요청할 수 있다. 랜덤 액세스 요청 방식은 경쟁 기반(contention based)으로 다수의 단말이 하나의 상향링크 채널을 통해 경쟁적으로 대역폭 요청 메시지를 전송하고 상향링크 대역폭을 할당 받는 방식이다.

이동통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서, 단말은 경쟁 기반(contention based) 대역폭 요청 전송 시 다른 단말과 구분을 위해 고유한 식별자인 STID를 이용하여 코드의 씨드 시퀀스(seed sequence)를 생성하게 된다. 그러나, 그룹 단말들이 STID를 공유하게 됨에 따라 그룹 단말들이 생성한 코드의 씨드 시퀀스는 고유하지(unique) 않게 되는데 이를 해결하기 위한 방안을 이하에서 기술한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들이 대역폭 요청(BR)을 전송하기 위한 과정을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 도 5, 도 6에서 설명한 것과 마찬가지로 기지국은 동일한 STID를 할당할 단말들을 그룹핑할 수 있다(S710). 복수의 단말의 네트워크 진입 과정에서, 기지국은 그룹 단말들에게 동일한 하나의 STID를 할당하여 전송해 줄 수 있다(S720). 따라서 그룹핑된 복수의 단말들은 동일한 STID를 공유하게 된다.

1. 시간 분할 방식의 대역폭 요청(BR) 전송

기지국이 그룹 내 각 단말이 전송할 수 있는 대역폭 요청 전송 시간을 분할할 수 있다. 즉, 기지국이 그룹 내 각 단말이 대역폭 요청을 전송하는 시간을 제한하는 것이다. 기지국은 그룹 내 각 단말에 대해 대역폭 요청 전송 시간을 할당하고, 이를 각 단말에게 알려줄 수 있다(S730). 이때, 기지국의 대역폭 요청(BR) 시간 분할은 앞서 STID를 하향링크에서 특정 시간 단위로 분할하는 것과 마찬가지로, 동일하게 상향링크 시간 단위(예를 들어, 서브프레임 단위, 프레임 단위, 수퍼프레임 단위)로 분할할 수 있다. 그 후, 단말은 해당 대역폭 요청 전송 시간 단위에서 대역폭 요청을 전송할 수 있다(S740). 그러면, 대역폭 요청이 전송된 시간 정보에 기초하여 기지국이 그룹 내 어느 단말이 대역폭 요청을 전송한 것인지를 식별할 수 있다.

이러한 대역폭 요청 시간 분할 방식은 상술한 하향링크를 위한 시간 분할 시그널링에 기초하여 추가적 시그널링 없이 암묵적으로(implicitly) 이루어질 수도 있고, 혹은 기지국이 그룹 내 단말에게 각각 독립적으로 할당한 대역폭 요청 전송 시간 단위에 대한 정보를 명시적으로 시그널링해 줄 수도 있다. 기지국이 명시적으로 시그널링해 주는 경우, 해당 대역폭 요청 전송 시간 분할 정보는 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이 비트맵 방식 또는 사전에 정의된 테이블에서 테이블 인덱스 값을 알려주는 방식 등으로 이루어질 수 있다.

2. 사전에 정의된 대역폭 요청 인덱스 기반 분할(Predefined BR index based division)

기지국이 그룹 내 각 단말이 전송할 수 있는 대역폭 요청을 대역폭 요청 인덱스(예를 들어, 4 비트 크기)를 분할하여 단말을 식별하는 방안이다. 즉, 기지국이 그룹 내 각 단말이 대역폭 요청을 전송 시 사용하는 대역폭 요청 인덱스를 제한하는 것이다. 일반적으로, 대역폭 요청 인덱스는 대역폭 요청 시 단말이 전송할 상향링크 데이터 크기에 대한 정보를 기지국에 알리기 위해 사용하는 값이다. 그러나, 기지국은 대역폭 요청(BR)에 포함된 퀵 액세스 메시지(Quick Access Message)의 ‘사전에 정의된 대역폭 요청 인덱스’ 정보 영역을 동일한 STID를 공유하는 단말 그룹 내에서 개별 단말을 지시해주기 위한 용도로 사용할 수 있다.

따라서, 기지국은 그룹 내 각 단말에 대해 대역폭 요청 인덱스 값을 사전에 정의해 두거나 할당해 둘 수 있다. 그리고, 기지국은 그룹 내 각 단말에게 할당된 해당 대역폭 요청 인덱스 값을 전송해 줄 수 있다(S730). 그 후, 단말은 대역폭 요청 전송 시 해당 대역폭 요청 인덱스 값을 기지국에 전송한다(S740). 그러면, 기지국은 대역폭 요청 인덱스 값에 기초하여 대역폭 요청을 전송한 그룹 내 단말들을 각각 식별할 수 있다.

단말 중에서도 M2M 단말의 경우 작은 크기(예를 들어, 140 바이트(byte))의 상향링크 데이터를 전송하는 경우가 대부분이므로 ‘사전에 정의된 대역폭 요청 인덱스 값’을 상향링크 데이터 크기를 알리기 위한 용도가 아닌 그룹 내 단말의 대역폭 요청 전송을 구분하기 위한 용도로 사용할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 HTC 단말은 ‘사전에 정의된 대역폭 요청 인덱스 값’을 대역폭 요청을 위한 상향링크 데이터 크기를 알리는데 사용하고, M2M 단말은 ‘사전에 정의된 대역폭 요청 인덱스 값’를 그룹 내 단말과 대역폭 요청 전송을 구분하기 위한 용도로 사용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 기지국은 예를 들어 4 비트 크기로 구성된 대역폭 요청 인덱스 값 정보 영역을 통해 최대 16개의 동일한 STID를 사용하는 단말들을 구분할 수 있다. 기지국이 그룹 내 단말에게 전송하는 대역폭 요청 인덱스 값은 단말의 네트워크 진입 시 통신하는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 각 단말에게 전송해 줄 수 있고, 핸드 오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 전송해 줄 수도 있다. 또는, 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여 새로운 MAC 관리 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 해당 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들 간 공유되는 대역폭 요청 인덱스 값 정보는 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신 될 수 있다.

3. 전용 상향링크 자원 할당 정보를 시그널링 해 주는 방안(Duplicated UL grant signaling)

기지국은 공유된 STID를 기반으로 한 대역폭 요청 신호를 그룹 내 각 단말로부터 수신하면, 해당 STID를 공유하는 그룹 단말들 모두에게 상향링크 자원 할당 정보인 UL grant를 전송하도록 한다. 단, 이때 기지국은 각 단말 별 UL grant를 통해 할당된 상향링크 데이터 채널 자원을 분리해줌으로써 어떤 단말로부터의 상향링크 데이터 전송인지를 식별할 수 있다.

또는, 상향링크 데이터 채널의 자원의 낭비를 막기 위하여, 기지국은 해당 UL grant들을 통해 모두 동일한 상향링크 데이터 채널 자원을 할당하도록 하고, 해당 데이터의 MAC 헤더(header) 영역에 동일한 STID를 사용하는 그룹 단말 중 개별 단말 별로 서로 다른 식별자를 포함하도록 한다. 이러한 MAC 헤더 영역 내의 그룹 단말들의 고유 식별자는 기지국이 단말의 네트워크 진입 시 통신하는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 각 단말에게 전송해 줄 수 있고, 핸드 오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 전송해 줄 수도 있다. 또는, 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여 새로운 MAC 관리 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 해당 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들 간 공유되는 MAC 헤더 내의 고유 식별자는 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신될 수 있다.

4. 대역폭 요청 기회 기반 분할 방식(BR opportunity based division)

무선통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템에서, 보통 하나의 대역폭 요청 채널(BRCH)에는 하나의 대역폭 요청 기회(opportunity)가 존재한다. 그러나, 기지국이 M2M 단말들을 위해 하나의 대역폭 요청 채널 내에 추가적으로 복수의 대역폭 요청 기회(opportunity)로 구성된 대역폭 요청 채널을 할당할 수 있다. 기지국은 동일한 STID를 공유하는 M2M 단말들에 대해 해당 대역폭 요청 채널 내의 대역폭 요청 기회(BR opportunity)들 중(혹은 HTC 단말을 위해 이미 할당된 BR 요청 채널 기회도 포함해서) 개별적으로 하나의 기회(opportunity)를 통해서만 대역폭 요청을 전송하도록 제한하는 것이다. 서로 다른 STID가 할당된 MTC 단말에 대해서는 동일한 대역폭 요청 기회(BR opportunity)를 사용하도록 할 수 있다.

기지국은 STID를 공유하는 그룹 내 각 단말 별로 전용(dedicated) 대역폭 요청 기회를 AAI-REG-RSP 메시지 또는 AAI-HO-CMD 메시지를 통해 이루어질 수 있다.

기지국은 하나의 HTC 단말을 위해 할당된 대역폭 요청 채널에서 추가적으로 할당되는 복수의 대역폭 요청 기회들로 이루어진 대역폭 요청 채널에 대한 구성(configuration) 정보를 M2M 단말을 위해 새롭게 정의한 방송 채널 등을 통해 전송해 줄 수도 있다.

5. 전용 대역폭 요청 프리앰블 할당(Dedicated BR preamble assignment)

기지국은 동일한 STID를 사용하는 그룹 단말들에 대해 각 단말 별로 전용 대역폭 요청 프리앰블(dedicated BR preamble)을 할당하여 전송해 줄 수 있다(S730). 이 경우 단말은 대역폭 요청 프리앰블 생성시에 자신의 STID와 관계없이 할당받은 전용 대역폭 요청 프리앰블을 이용하여 대역폭 요청을 전송한다(S740). 또한 이와 별도로 단말은 대역폭 요청의 퀵 액세스 메시지(quick access message)의 STID 정보 영역은 실제 자신에게 할당된 STID를 전송한다.

기지국은 그룹 내 각 단말에게 할당한 전용 대역폭 요청 프리앰블에 대한 정보는 단말의 네트워크 진입 시 통신하는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 전송해 주거나, 핸드 오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 전송해 줄 수 있다. 또는, 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여 새로운 MAC 관리 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다. 해당 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들 간 공유되는 전용 대역폭 요청 프리앰블 할당 정보는 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신될 수 있다.

＜그룹 내 단말의 Flow ID(FID)를 제한하는 방안＞

무선통신 시스템의 일 예인 IEEE 802.16m 시스템은 한 단말에게 멀티 연결(multiple connection)을 지원한다. 따라서, 단말은 다수의 연결(connection)들을 식별할 필요가 있다. IEEE 802.16m 시스템에서 상위 계층에서의 트래픽 어드레싱(traffic addressing)을 위해 연결 식별자(Connection IDetification, CID)를 할당한다. 기지국과 단말 간의 연결 식별자(Connection IDetification, CID)는 STID와 플로우 ID(Flow ID, FID)를 합한 형태일 수 있다. CID는 해당 트래픽의 소스(source) 및 목적지(destination)에 대한 식별, 즉 연결 식별(connection identification)을 위한 것이다.

그러나, 상기의 방안들에 의해 단말 간 STID가 공유될 경우, 해당 STID를 공유하는 단말 그룹 내에서 개별 단말들이 동일한 FID를 사용할 경우, 기지국의 상위 레이어에서 해당 트래픽의 소스 단말 또는 목적지 단말을 구분할 수 없게 된다. 즉, 기지국의 상위 계층에서는 제안된 STID 공유에 따른 CID를 식별할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

도 8은 본 발명의 다른 실시형태로서 동일한 STID를 공유하고 있는 그룹 단말들의 CID를 식별하기 위한 과정을 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 도 5, 도 6에서 설명한 것과 마찬가지로 기지국은 동일한 STID를 할당할 단말들을 그룹핑할 수 있다(S810). 복수의 단말의 네트워크 진입 과정에서, 기지국은 그룹 단말들에게 동일한 하나의 STID를 할당하여 전송해 줄 수 있다(S820). 따라서 그룹핑된 복수의 단말들은 동일한 STID를 공유하게 된다.

1. 그룹 내 단말의 배타적 FID 사용

상기 문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로서, 동일한 STID를 사용하는 그룹 내에서 단말 간 FID를 배타적(exclusive)으로 사용하도록 하는 방안이 있다. 즉, 기지국은 동일한 STID를 사용하는 그룹 단말들에 대해 각 단말 별로 고유한 FID를 할당할 수 있다(S830). 이처럼 각 단말 별 FID의 할당 정보는 기지국이 단말의 네트워크 진입 시 이루어지는 AAI-REG-RSP 메시지를 통해 각 단말에게 전송해 줄 수 있고, 핸드 오버 시 타겟 기지국에서의 STID 할당이 이루어질 수 있는 AAI-HO-CMD 메시지 등을 통해 전송해 줄 수도 있다(S830). 또는, 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 정의하여 새로운 MAC 관리 메시지를 통해 전송해 줄 수 있다(S830). 해당 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 단말들에서의 각 단말 별 FID의 할당 정보는 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신될 수 있다.

이와 같이, 기지국이 그룹 내 단말들에게 FID를 고유하게 할당해 줌으로써, 그룹 내 각 단말이 트래픽을 전송하면(S840), 기지국의 상위 계층에서는 연결(connetion)을 식별할 수 있어, 트래픽의 소스 단말 또는 목적지 단말을 식별할 수 있다(S850).

2. 추가적인 단말 식별 정보 할당 방안

기지국은 상위 계층에서 트래픽의 소스 단말 혹은 목적지 단말을 구분하기 위해 STID가 공유되는 그룹 단말들에 대해 추가적으로 단말 식별 정보를 할당하여, 상위 계층에서 트래픽 소스 또는 트래픽 목적지 구분을 사용하도록 할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 바 있는 ACID 분할 방안으로 STID를 공유하는 경우 상위 계층에서의 연결 식별(connection identification)을 위해 STID, FID에 ACID를 추가적으로 사용하도록 하거나, 상기의 시간 분할 STID 공유의 경우에는 상기의 STID, FID에 서브프레임 인덱스(혹은 프레임, 수퍼프레임 인덱스) 등을 추가적으로 사용하여 연결 식별을 하도록 해줄 수 있다.

지금까지, 기지국은 하향링크 및 상향링크에서 STID의 공유에 따른 문제점을 해결하기 위해 제시한 다양한 방안들 중 어느 하나를 고정적으로 사용할 수 있고, 혹은 상황에 따라 선택적으로 구성해서 사용할 수 있다. 선택적으로 구성하여 사용할 경우, 기지국은 이에 대한 시그널링 역시 상기의 STID 할당이 이루어지는 AAI-REG-RSP 메시지, 또는 AAI-HO-CMD, 또는 새로운 타입의 MAC 관리 메시지를 통해 그룹 내 단말에게 각각 전송해 줄 수 있다. 또한 이러한 구성 정보는 해당 MAC management 메시지를 통해 기지국 혹은 단말의 요청에 의해 갱신될 수 있다. 또는, 상기의 모든 방안을 위한 시그널링은 앞서 언급한 AAI-REG-RSP, AAI-HO-CMD 메시지 외에 AAI-REG-REQ 메시지, AAI_RNG-REQ/RSP 메시지, AAI-SBC-REQ/RSP 메시지 등 다른 MAC 관리 메시지를 통해서도 이루어질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 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. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 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.

산업상 이용가능성

동일한 STID 또는 C-RNTI를 할당받은 그룹핑된 단말들이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법과 대역폭 요청 채널을 전송하기 위한 방법은 IEEE 802.16, 3GPP LTE, LTE-A 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능 하다.

Claims (14)

1. 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법에 있어서,
   기지국으로부터 상기 단말에 할당된 STID또는 C-RNTI 정보를 수신하는 단계;
   상기 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 제어 채널이 전송되는 시간 영역 정보, 주파수 영역 정보 및 검색 공간 정보 중 어느 하나를 수신하는 단계; 및
   상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보 및 상기 검색 공간 정보 중 어느 하나와 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는 단계를 포함하는, 하향링크 제어 채널 수신 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시간 영역은 서브프레임 단위, 프레임 단위 및 수퍼프레임 단위 중 어느 하나인, 하향링크 제어 채널 수신 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보, 또는 상기 검색 공간 정보는 AAI-REG-RSP 메시지, AAI-HO-CMD 메시지, AAI-RNG-RSP 메시지 및 AAI-SBC- RSP 메시지 중 어느 하나로부터 수신되는, 하향링크 제어 채널 수신 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 시간 영역 정보는 상기 단말에 할당되는 서브프레임의 주기값과 옵셋값 정보를 포함하며,
   상기 주기값과 옵셋값, 및 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는, 하향링크 제어 채널 수신 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 시간 영역 정보는 서브프레임 인덱스, 프레임 인덱스 및 수퍼프레임 인덱스 중 어느 하나로 표현되는, 하향링크 제어 채널 수신 방법.
6. 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 단말이 대역폭 요청 채널을 전송하는 방법에 있어서,
   기지국으로부터 상기 단말에 할당된 상기 대역폭 요청 채널 전송을 위한 시간 영역 정보, 대역폭 요청 인덱스 값 및 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 수신하는 단계; 및
   상기 시간 영역 정보, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 및 상기 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 대역폭 요청 채널을 전송하는 단계를 포함하되,
   상기 단말에 할당된 상기 시간 영역, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 또는 상기 대역폭 요청 기회(opportunity)는 동일한 그룹으로 그룹핑되어 동일한 STID 또는 C-RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 다른 단말의 시간 영역, 대역폭 요청 인덱스 값 또는 대역폭 요청 기회(opportunity)와 구분되는, 대역폭 요청 채널 전송 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 시간 영역은 서브프레임 단위, 프레임 단위 및 수퍼프레임 단위 중 어느 하나인, 대역폭 요청 채널 전송 방법.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 시간 영역 정보는 서브프레임 인덱스, 프레임 인덱스 및 수퍼프레임 인덱스 중 어느 하나로 표현되는, 대역폭 요청 채널 전송 방법.
9. 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 하향링크 제어 채널을 수신하는 단말 장치에 있어서,
   기지국으로부터 상기 단말에 할당된 STID또는 C-RNTI정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 단말을 위한 하향링크 제어 채널이 전송되는 시간 영역 정보, 주파수 영역 정보 및 검색 공간 정보 중 어느 하나를 수신하는 수신기; 및
   상기 시간 영역 정보, 상기 주파수 영역 정보 및 상기 검색 공간 정보 중 어느 하나와 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는 프로세서를 포함하는, 단말 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 시간 영역은 서브프레임 단위, 프레임 단위 및 수퍼프레임 단위 중 어느 하나인, 단말 장치.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 시간 영역 정보는 상기 단말에 할당되는 서브프레임의 주기값과 옵셋값 정보를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 주기값과 옵셋값, 및 상기 STID 또는 C-RNTI에 기초하여 하향링크 제어 채널을 디코딩하는, 단말 장치.
12. 제 9항에 있어서,
    상기 시간 영역 정보는 서브프레임 인덱스, 프레임 인덱스 및 수퍼프레임 인덱스 중 어느 하나로 표현되는, 단말 장치.
13. 그룹핑된 단말에 동일한 STID(Station IDentifier) 또는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 할당하는 무선통신 시스템에서 대역폭 요청 채널을 전송하는 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 상기 단말에 할당된 상기 대역폭 요청 채널 전송을 위한 시간 영역 정보, 대역폭 요청 인덱스 값 및 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 수신하는 수신기; 및
    상기 시간 영역 정보, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 및 상기 대역폭 요청 기회(opportunity) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 대역폭 요청 채널을 전송하는 송신기를 포함하되,
    상기 단말에 할당된 상기 시간 영역, 상기 대역폭 요청 인덱스 값 또는 상기 대역폭 요청 기회(opportunity)는 동일한 그룹으로 그룹핑되어 동일한 STID 또는 C-RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 다른 단말의 시간 영역, 대역폭 요청 인덱스 값 또는 대역폭 요청 기회(opportunity)와 구분되는, 단말 장치.
14. 제 9항에 있어서,
    상기 시간 영역 정보는 서브프레임 인덱스, 프레임 인덱스 및 수퍼프레임 인덱스 중 어느 하나로 표현되는, 단말 장치.

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