KR20140046041A

KR20140046041A - 엠투엠 단말 그룹의 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR20140046041A
Application number: KR1020147005757A
Authority: KR
Inventors: 정인욱; 이욱봉; 곽진삼
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2014-04-17
Also published as: US20140213252A1; JP5753631B2; JP2014524711A; CN103782528A; CN103782528B; WO2013035959A1; US9137769B2; KR101542023B1

Abstract

본 명세서에 개시한 기기 간 통신(Machine-to-Machine Communication;M2M)을 지원하는 무선 접속 네트워크에서 아이들 모드(Idle mode)의 M2M 단말들이 네트워크 리엔트리(Network reentry) 과정을 수행하는 방법은, M2M 그룹 대표자(Group Delegate;GD)의 선택과 관련된 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계와; 레인징 요청에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계와, 상기 레인징 요청은, M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말에 의해 전송되며; 상기 수신한 응답에 기반하여 네트워크 리엔트리(Network reentry) 과정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

엠투엠 단말 그룹의 데이터 전송 방법{DATA TRANSMISSION METHOD IN M2M DEVICE GROUP}

본 명세서는 M2M 단말의 아이들 모드 동작 방법 및 M2M 단말에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 M2M GD(Group Delegate)를 이용한 네트워크 리엔트리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

기기 간 통신(M2M Communication, Machine Type Communication)

이하에서, 기기 간 통신(M2M Communication, Machine Type Communication)에 대해서 간략히 살펴보기로 한다.

기기 간 통신이란, 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 즉, 사물 간의 통신을 의미한다. 일반적으로, 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미하지만, 전자 장치와 전자 장치 간 즉, 기기 간 무선 통신을 특별히 지칭하는 의미로 사용된다. 또한, 셀룰러 네트워크에서 사용되는 M2M 단말들은 일반적인 단말들보다 성능이나 능력이 떨어진다.

셀 내에는 많은 단말들이 존재하며 단말들은 단말의 type, class, service type 등에 따라서 서로 구분될 수 있다.

일 예로, 단말들의 동작 타입에 따라, 크게 HTC(Human type communication) 와 MTC(Machine type communication)를 위한 단말로 구분할 수 있다. 상기 MTC는 M2M 단말 간의 통신을 포함할 수 있다. 여기서 HTC는 Human에 의해서 signal의 transmission이 결정되어 신호를 송수신하는 것을 의미하며, MTC는 human에 의한 개입 없이 각 단말이 자체적으로 이벤트 발생에 의해 혹은 주기적으로 signal을 transmission 하는 것을 의미한다.

또한, 기기 간 통신(M2M communication 혹은 machine type communication)이 고려되면, 전체적인 단말의 수는 급격히 증가할 수 있다. M2M 단말들은 지원하는 service에 따라서 다음과 같은 특성을 가질 수 있다.

1. 셀 내의 많은 수의 단말

2. 적은 데이터 량

3. 낮은 전송 빈도수(주기성을 가질 수도 있음)

4. 제한된 수의 데이터 특성

5. 시간 지연에 민감하지 않음

6. Low mobility를 가지거나 고정되어 있음

또한, 기기 간 통신은 보호 접속 및 감시, 추적 및 발견, 공공 안전(긴급 상황, 재난), 지불(자판기, 티켓 기기, 파킹 미터), 헬스케어, 원격 조정, 스마트 미터 등과 같은 다양한 분야에서 사용될 수 있다.

아이들 모드(Idle Mode)

아이들 모드(idle mode)는 단말이 광범위한 지역에 걸쳐 복수의 기지국이 있는 무선 링크 환경을 배회하더라도, 특정 기지국에 등록 없이 주기적으로 하향링크 브로드캐스트(broadcast) 메시지를 수신할 수 있는 메커니즘이다.

아이들 모드는 핸드오버(handover; HO)뿐만 아니라 모든 정상 동작(normal operation)을 정지하고, 일정 구간에서만 브로드캐스트 메시지인 페이징 메시지(paging message)를 수신할 수 있도록 하향링크 동기화(downlink synchronization)만을 맞춰 놓은 상태이다. 페이징 메시지는 단말에게 페이징 동작(paging action)을 지시하는 메시지이다. 예를 들어, 페이징 동작에는 레인징 수행, 네트워크 재진입(network reentry) 등이 있다.

아이들 모드는 단말에 의해 개시되거나, 기지국에 의해 개시될 수 있다. 즉, 단말은 등록 해제 요청(DREG-REQ) 메시지를 기지국으로 전송하고 이에 대한 응답으로 등록 해제 응답(DREG-RSP) 메시지를 기지국으로부터 수신함으로써, 아이들 모드로 진입할 수 있다. 또한, 기지국이 단말로 비요청 등록 해제 응답(DREG-RSP) 메시지 또는 등록 해제 명령(DREG-CMD) 메시지를 전송함으로써, 아이들 모드로 진입할 수 있다.

아이들 모드에서 단말이 이용가능 구간(Available Interval:AI) 동안 자신에 해당하는 페이징 메시지(paging message)를 수신하는 경우, 기지국과 네트워크 엔트리 과정을 통해 연결 모드(connected mode)로 전환하여 데이터를 송수신한다.

레인징(ranging)

사용자 단말기는 네트워크에 접속할 때 기지국과 레인징 과정을 거친다. 상기 레인징 과정은 사용자 단말기와 기지국 사이의 "time offset", "frequency offset" 등을 조절하고 관리정보(management information)와 같은 정보를 교환하는 과정이다. 사용자 단말기는 이러한 레인징 과정을 통해 해당 네트워크로 접속할 수 있으며, 핸드오버 절차를 통해 목적 기지국(target BS)으로 이동할 때도 레인징 과정을 수행한다.

또한 상기 통신 시스템에서 사용자 단말기의 전력 절감 방안으로 제시하는 아이들 모드로부터 정상 동작(normal operation)모드로 천이 시, 정상 동작 모드에서의 동작을 위해 천이 시점에 최선의 기지국을 선택하여 네트워크 접속을 시도해야 하는데, 이때도 레인징 과정이 수행된다. 이렇게 레인징 과정은 다양한 목적을 위해 수행된다.

레인징 과정의 절차는 일반적으로 코드 레인징(code ranging)과 RNG-REQ 메시지 레인징으로 구별할 수 있으며, 코드 레인징만 단독적으로 수행될 수도 있고, 코드 레인징과 RNG-REQ 메시지 레인징이 순차적으로 결합되어 수행될 수도 있다.

먼저, 코드 레인징에 대해 설명하면, 사용자 단말기가 특정 CDMA 코드를 전송하고, 이를 감지한 기지국이 RNGRSP 메시지로 응답하는 과정으로 이루어진다. 기지국은 자신이 감지한 CDMA 코드 인덱스에 대하여 해당 사용자 단말기의 "time offset", "frequency offset" 및 전력 조절이 필요한지를 판단하며 그 결과를 RNG-RSP 메시지를 통해 응답한다. 사용자 단말기는 이러한 RNG-RSP 메시지 수신을 통해 자신이 시도한 코드 레인징의 성공 여부를 판단하고 필요한 오프셋 조절을 수행한다.

CDMA 코드는 CDMA 코드 인덱스로 구별되고. 사용자 단말기는 레인징 동작의 목적에 따라 특정 범위의 CDMA 코드를 사용해야 한다. 기지국은 사용자 단말기가 전송한 CDMA 코드 인덱스에 따라 해당 사용자 단말기의 레인징 과정 목적을 파악한 후 각 목적에 부합하는 지원을 수행한다.

기지국이 전송하는 UCD(Uplink channel descriptor) 메시지에는 해당 기지국이 지원하는 CDMA 코드 인덱스의 범위를 알려 주는 파라미터가 포함되어 있다. IEEE 802.16e 규격은 다음과 같은 정보를 UCD 메시지에 포함하고 있다. UCD 메시지는 기지국이 각 사용자 단말기의 상향 링크 영역을 UL-MAP을 통해 알려 줄 때 사용하고 UIUC(Uplink Interval Usage 코드)라는 정보를 이용한다. 각 사용자 단말기는 이러한 UIUC 정보를 통해 자신에게 할당된 상향 링크 영역에 적용해야할 변조 방식/채널 인코딩 방식을 알 수 있다. UCD 메시지는 UIUC 값과 변조방식/채널인코딩 방식이 사상되어 있는 정보를 포함한다. 또한 UCD정보에는 "Initial 레인징", "periodic 레인징", "bandwidth request", "핸드오버"와 같은 동작에 사용되어야 하는 CDMA 코드 범위가 포함되어 있다.

본 명세서는 M2M 그룹에 속한 M2M 단말들이 각 M2M 그룹에 대한 레인징 과정을 수행하는 방법을 제안한다. 또한 상기 방법을 위하여 각 M2M 그룹의 대표를 선택하는 과정을 제안한다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 기기 간 통신(Machine-to-Machine Communication;M2M)을 지원하는 무선 접속 네트워크에서 아이들 모드(Idle mode)의 M2M 단말들이 네트워크 리엔트리(Network reentry) 과정을 수행하는 방법이 제시된다. 상기 방법은 M2M 그룹 대표자(Group Delegate;GD)의 선택과 관련된 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 레인징 요청에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 레인징 요청은, M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말에 의해 전송될 수 있다. 상기 방법은 상기 수신한 응답에 기반하여 네트워크 리엔트리(Network reentry) 절차를 수행하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은, 상기 각 M2M 단말들의 상태 값에 기반하여 상기 기지국에 의해 선택될 수 있다. 이때, 상기 각 M2M 단말들의 상태 값은 상기 수신한 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 대응될 수 있다. 상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 정보를 수신할 수 있다.

상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계는, AAI-SCD 메시지를 통하여 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보를 수신하는 단계일 수 있다.

상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보는, GD의 선택 기준, 상기 선택 기준의 우선 순위 및 상기 각 선택 기준의 임계값 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 선택 기준은 공급 전력의 타입, 배터리 잔량, 링크 품질, 단말의 위치 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 각 M2M 단말들의 상태 값은, AAI-RNG-REQ 메시지, AAI-SBC-REQ 메시지 또는 AAI-REG-REQ 메시지를 통하여 전송될 수 있다.

상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은, AAI-RNG-RSP 메시지, AAI-SBC-RSP 메시지 또는 AAI-REG-RSP 메시지를 통하여 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 정보를 수신할 수 있다.

상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은, 상기 수신한 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD 기능의 수행 가부를 판단한 단말일 수 있다. 상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은, 상기 판단한 결과값을 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 정보를 수신할 수 있다.

상기 GD로 선택된 단말이 전송하는 레인징(ranging) 요청은 상기 기지국으로부터 할당받은 레인징 코드일 수 있다.

상기 레인징 요청에 대한 응답은 AAI-RNG-ACK 메시지를 통하여 전송될 수 있다.

상기 레인징 요청에 대한 응답은 success, abort 또는 continue 중 하나의 레인징 상태를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 M2M 그룹에 대한 특정 이벤트를 감지했을 때 타이머를 시작하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 네트워크 리엔트리는 상기 타이머의 만료 전에 상기 레인징 요청에 대한 응답을 수신하는 경우에 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 기기 간 통신(Machine-to-Machine Communication;M2M)을 지원하는 무선 접속 네트워크의 단말이 제공된다. 상기 단말은 외부와 무선신호를 송수신하기 위한 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, M2M 그룹 대표자(Group Delegate;GD)의 선택과 관련된 정보를 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 레인징 요청에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다. 이때, 상기 레인징 요청은, M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말에 의해 전송될 수 있다. 상기 제어부는 상기 수신한 응답에 기반하여 네트워크 리엔트리(Network reentry) 절차를 수행하도록 상기 송수신부를 제어할 수도 있다.

상기 제어부는, 상기 수신한 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 대응되는 상기 단말의 상태 값을 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다.

상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보는, AAI-SCD 메시지를 통하여 전송될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 수신한 정보에 기반하여 GD 기능의 수행 가부를 판단할 수 있고, 상기 판단한 결과값을 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다.

상기 GD로 선택된 M2M 단말이 전송하는 레인징(ranging) 요청은, 상기 기지국으로부터 할당받은 레인징 코드일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 다수의 M2M 단말들의 네트워크 액세스로부터 초래되는 network congestion을 경감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 통하여 효율적인 네트워크 자원 관리를 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 네트워크를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 리엔트리 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GD 선택 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 GD 재선택 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 M2M 단말 및 기지국의 구성 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다.

또한, 802.16p는 기기 간 통신(Machine Type Communication:MTC)을 지원하기 위한 통신 규격을 제공한다.

UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 네트워크를 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 무선 접속 네트워크는 단말(100, 110) 및 기지국(201, 202)을 포함한다. 단말(100, 110)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device), AMS(Advanced Mobile Station) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 또한, 단말(100, 110)은 MTC 또는 M2M 단말의 개념을 포함한다.

기지국(201, 202)은 일반적으로 단말(100, 110)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(201 또는 202)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

이하, 명확성을 위하여 IEEE 802.16 표준을 중심으로 본 명세서의 실시 예들이 설명되나, 본 명세서에 개시되는 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 M2M 단말은 하나 이상의 M2M 그룹에 속할 수 있다. 상기 M2M 그룹은 하나 이상의 특성(feature)을 공유하는 M2M 단말들의 그룹이다. 예를 들어, 상기 M2M 그룹은 특정한 응용 서비스를 제공받는 단말들의 집합일 수 있다. 각 M2M 그룹은 M2M 그룹 식별자(M2M group ID;MGID)를 할당받는데, MGID는 네트워크 엔티티(network entity)에서 특정 M2M 그룹을 유일하게 식별한다. 여기서, 네트워크 엔터티는 일 예로, M2M 서버일 수 있다.

M2M 그룹 식별자(MGID)는 네트워크 엔티티(network entity)에 의해 할당되며, 초기 네트워크 진입 후 DSA 과정을 통해, M2M 단말의 서비스 플로우(service flow)에 대해 할당될 수 있다. 또는 다른 과정을 통해 할당될 수도 있다. 할당된 MGID는, 단말이 네트워크를 벗어나거나 또는 네트워크가 MGID와 연관된 서비스 플로우를 삭제하지 않는 한, M2M 단말에 유지된다. MGID는 동적 서비스 변경(dynamic service change;DSC) 과정을 통하여 변경될 수도 있다.

한 셀 내에 다수의 M2M 단말이 존재할 수 있으며, 이에 따라 다수의 M2M 단말이 동시에 네트워크 접속을 시도함으로 인하여 혼잡(congestion)이 유발될 수도 있다. 이러한 congestion을 경감하기 위하여, M2M 그룹 단위로 네트워크 리엔트리 과정을 수행하는 방법을 제안한다.

도 1에 도시된 M2M 단말들(100, 110)은 GM(Group Member)과 GD(Group Delegate)로 구분될 수 있다.

상기 GM(100-a, 100-b)은 M2M 그룹에 속하는 M2M 단말들이다. 상기 GD(110-a, 110-b)는 M2M 그룹의 대표자로 동작하도록 허가된 M2M 단말이며, M2M 그룹에 대한 레인징 액세스를 개시할 수 있다. 또한 상기 GD는, 신호 품질 보고를 위해 또는 다른 그룹과의 간섭을 경감시키기 위해, 해당 그룹의 단말들의 트래픽 신호를 모니터할 수 있다. 또한 상기 GD는, 디코딩 전력을 절감하기위해 하향링크(DL) 멀티캐스트 데이터를 그룹 멤버들에게 전달(relay)할 수도 있다.

기지국은 GD로 선택된 단말(110-a, 110-b)에게 M2M 그룹을 위한 레인징에 사용될 정보(예컨대, dedicated ranging code, time offset 등)를 할당할 수 있다. M2M 그룹이 보고할 데이터가 있을 때, GD는 M2M 그룹을 위한 레인징 요청(예컨대, 레인징 코드)를 기지국으로 전송한다. 이때 GD가 전송하는 레인징 코드는 레인징 코드 집합(set)에서 선택한, MGID에 기반한 레인징 코드일 수 있다.

기지국은 상기 GD가 전송한 레인징 요청에 대한 응답을 M2M 그룹 내의 모든 단말에게 전송하고, M2M 그룹 내의 단말들은 상기 응답에 기반하여 네트워크 리엔트리(network reentry) 과정을 수행한다.

이하 도 2 내지 도 4를 통해 GD를 통한 M2M 그룹 단말들의 네트워크 리엔트리 과정을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 리엔트리 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 2에 도시된 GM들(100)은 동일한 M2M 그룹에 속하는 M2M 단말들이고, 기지국(200)은 GD scheme을 지원할 수 있다.

이하에 상술되는 본 발명의 실시예에 따르면, GD scheme을 이용하여 M2M 그룹에 대한 네트워크 리엔트리 과정을 수행할 수 있다.

먼저 동일한 M2M 그룹에 속한 단말들(즉, GMs) 중 하나 또는 하나 이상의 단말을 해당 M2M 그룹의 Delegate로 선택한다(S110). 상기 Group Delegate의 선택 과정은 도 3에서 상세히 설명한다. 상기 GD선택 과정에 앞서 상기 GM들(100)은 상기 기지국(200)의 GD scheme 지원 여부를 상기 기지국(200)으로부터 수신할 수 있다.

상기 기지국(200)은 상기 S110과정을 통해 선택된 GD(110)에게 해당 M2M 그룹에 대한 레인징에 필요한 정보를 할당할 수 있다. 여기서, 상기 레인징에 필요한 정보는 dedicated ranging code, time offset of ranging 등이 포함할 수 있다.

이후, 상기 M2M 그룹의 단말들이 보고할 데이터가 있을 때, GD(110)는 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 요청(예컨대, 레인징 코드)를 기지국(200)으로 전송한다(S120). 이때 상기 레인징 요청은 레인징 코드 집합(set)에서 선택한, MGID에 기반한 레인징 코드일 수 있다.

상기 레인징 요청을 수신한 기지국(200)은, 상기 레인징 요청에 대한 응답(예컨대, AAI-RNG-ACK 메시지)을 M2M 그룹 내의 모든 단말에게 전송한다(S130). 여기서 상기 레인징 요청에 대한 응답은 상기 레인징 코드에 대한 time, power, control 정보를 포함할 수 있으며, 상기 코드의 수신 시간과 관련된 정보(예컨대, 프레임 넘버, 서브프레임 넘버, opportunity index 등), 또는 그룹 페이징의 분산을 위한 정보(예컨대 window size, time offset 등)을 더 포함할 수도 있다.

또한 상기 레인징 요청에 대한 응답은 레인징 상태(status)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 레인징 상태는 “성공(success)”, “중단(abort)”, “계속(continue)”일 수 있다.

상기 응답을 수신한 GM들(100)은, 상기 응답에 근거하여 네트워크 리엔트리 절차를 수행한다(S140).

예를 들어, 만약 상기 레인징 상태가 “성공(success)”인 경우, 모든 GM들은 네트워크 리엔트리 절차를 시작할 수 있다. 만약, 상기 레인징 상태가 “중단(abort)”인 경우, 모든 GM들은 중단 타이머(abort timer)를 시작하고, 상기 타이머가 만료될 때까지 네트워크 리엔트리 절차를 중단한다. 상기 타이머 만료 후에는 GD를 통한 레인징 절차를 다시 시작한다. 만약, 상기 레인징 상태가 “계속(continue)”인 경우, GD는 해당 파라미터를 적절하게 조정하고 레인징 과정을 계속수행한다.

상술한 GD scheme을 이용한 네트워크 리엔트리 과정에서, 소정의 타이머(예컨대, T32 타이머)가 사용될 수 있다. 상기 타이머는 M2M 그룹에 특정 이벤트가 발생하면 시작된다. 상기 타이머의 시간 내에서 각 GM들은 AAI-RNG-ACK 메시지를 기다린다. 이때 AAI-RNG-ACK 메시지는 M2M 그룹의 GD가 전송한 레인징 코드에 대한 응답이다. 만약 각 GM들이 AAI-RNG-ACK 메시지를 수신하면, 각 GM들은 네트워크 리엔트리를 위한 이후의 동작을 시작한다. 만약 각 GM들이 AAI-RNG-ACK 메시지를 수신하지 못하면, 타이머 만료 후에 각자 자율적으로 리엔트리 과정을 수행한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GD 선택 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

먼저 GM들(100)은 GD Scheme을 지원하는 기지국으로부터 GD selection과 관련된 정보를 수신한다(S112). 이때 상기 GD selection과 관련된 정보는, GD의 선택 기준(criterion), 상기 선택 기준의 우선 순위 및 상기 각 선택 기준의 임계값(threshold value) 등 일 수 있다, 여기서 상기 선택 기준은 공급 전력의 타입(예컨대, 배터리인지, 아니면 유선 공급 전력인지)일 수 있다. 또는, 상기 선택 기준은 배터리 잔량일 수 있다. 또는 상기 선택 기준은 기지국과 단말 간의 링크 품질일 수 있으며, 또는 단말의 지리적 위치가 상기 선택 기준일 수도 있다. 상기 GD selection과 관련된 정보들은 초기 네트워크 엔트리 과정에서 각 GM들로 전달될 수도 있다.

상기 GD selection과 관련된 정보를 수신한 GM들은, 해당 선택 기준에 관련된 자신의 상태값을 상기 기지국(200)으로 전송한다(S114). 이때 상기 정보는 AAI-REN-REQ, AAI-SBC-REQ, AAI-REG-REG 메시지를 통하여 전송될 수 있다.

상기 각 GM들의 상태값을 수신한 기지국(200)은, 수신한 상태값에 근거하여 GD를 선택할 수 있다. 예를 들어, 가장 링크 품질이 우수한 단말을 GD로 선택할 수 있다.

기지국은 선택된 GD에게 M2M 그룹에 대한 레인징에 필요한 정보를 송신한다(S118). 상기 레인징에 필요한 정보는 지정 레인징 코드(dedicated ranging code), 타임 옵셋, 주파수 옵셋 등 일 수 있다. 이때 상기 레인징에 필요한 정보는 AAI-REN-RSP, AAI-SBC-RSP, AAI-REG-RSP 메시지를 통하여 전송될 수 있으며, 새로 정의한 MAC 메시지를 통하여 전송될 수도 있다.

이하에서는 GM들 및 기지국이 GD를 선택하는 다른 실시예를 설명한다.

각 GM들은 GD 선택 기준에 대한 정보를 초기 네트워크 엔트리 과정에서 수신한다. 이후 기지국이 GD scheme을 지원하면, 각 GM은 GD로 동작해야하는지 여부를 판단하기 위해, 랜덤하게 발생시킨 값(예컨대, p값)을 기지국으로 전송한다. 기지국은 수신한 상기 랜덤 발생 값을 이용하여 GD를 선택한다. 이때 상기 랜덤 발생 값은 각 GM의 상태에 근거하여 발생된 값일 수 있고, 기지국은 GD 선택을 위한 특정 수식에 상기 랜덤 발생 값을 입력하여 GD를 선택할 수 있다.

GM들 및 기지국이 GD를 선택하는 또 다른 실시예로서, 각 GM들은 기지국으로부터 브로드캐스트된 특정값(예컨대, α값)을 수신한다. 각 GM들은 상기 특정값을 소정의 수식에 입력하여 계산된 결과를 근거로 GD로 동작할 지 여부를 결정한다. 이 경우 GD로 결정된 단말은 기지국으로 그 결과를 전송하며, 이때 AAI-REN-REQ, AAI-SBC-REQ, AAI-REG-REG 메시지가 이용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 GD 재선택 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

특정 상황에서 GD를 재선택해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 기 선택된 GD가 하드웨어 또는 소프트웨어의 문제로 오동작(malfunfction) 하는 경우, 기 선택된 GD와 기지국간의 링크 품질이 저하되는 경우, 또는 기 선택된 GD의 배터리 레벨이 지나치게 낮아지는 경우 등이 그 예이다.

GD 재선택 절차는 기지국이 GD 재선택 개시를 알리는 메시지를 전송한 후에 시작될 수 있다.

GM들은 각 단말의 상태에 근거하여 GD 재선택을 위한 랜덤 값을 생성하는데, 상기 값은 GD 선택의 시드(seed)이다. 상기 랜덤 값은 기지국으로 전송될 수 있다. 상기 전송은 네트워크 엔트리 과정에서 이뤄질 수 있으며, 이때 AAI-RNG-REQ 메시지가 사용될 수 있다.

상기 랜덤 값을 수신한 기지국은 어느 단말이 GD로 동작할지 결정한다. 상기 결정은 여러 요소를 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말의 위치, 특정 알고리즘, 링크 품질, 배터리 잔량 등을 기반으로 상기 결정이 수행될 수 있다. 이때 만약 알고리즘을 이용하여 GD를 결정하는 경우, 단말이 전송한 랜덤 값이 그 시드가 될 수 있다. 기지국은 GD 선택의 결과를 GM들에게 통지할 수 있는데, 이때 AAI-RNG-RSP 메시지가 사용될 수 있다.

GD 재선택 기준들 사이에는 우선 순위가 존재할 수 있다. 만약 배터리 잔량이 중요한 경우라면, 각 GM들은 주기적으로 자신의 배터리 레벨을 보고할 수 있다. 이러한 보고 주기 및 절차는 미리 정의되어야 한다.

만약 링크 품질이 중요하다면, 기지국은 각 단말의 최근 통신 이력을 체크하여 GD를 결정할 수 있다. 이러한 경우, 단말의 추가적인 동작은 생략될 수도 있다.

만약 단말의 위치가 중요하다면, 기지국은 기존에 가지고 있는 각 단말의 위치 이력을 근거로 GD를 결정할 수 있다.

GD동작을 하도록 특정된 단말에 우선 순위를 두는 경우라면, 기지국은 다른 GD 전용 단말을 선택한다. 또는 망 운영자가 차순위 GD를 미리 지정할 수 있고, 이러한 경우에는 알림 메시지 전송이 필요하다.

GD 재선택을 단말이 결정하는 경우라면, 각 GD 선택 기준의 임계값을 만족하는 단말만이 GD 후보 요청을 기지국으로 전송할 수 있다.

도 4에서는 상기 서술한 GD 재선택 절차의 한 예를 나타낸다.

기지국(200)은 GD 재선택과 관련된 정보를 포함하는 메시지를 모든 GM들(100)에게 전송한다(S410). 상기 메시지에는 (재)선택 기준, 우선 순위 등이 포함될 수 있다. 이때 상기 메시지는 AAI-SCD 메시지 일 수 있다.

상기 기지국(200)은 기 선택된 GD(110)와 주기적으로 신호를 송수신하여 GD의 동작 상태를 확인한다(S420).

만약 GD에 오동작 등의 문제가 발생하여 상기 주기적 확인에 오류가 발생한 경우에, 상기 기지국(200)은 GD 재선택을 지시하는 메시지를 송신한다(S440). 상기 메시지를 수신한 GM들(100)은 GD 재선택 기준과 관련된 자신의 상태값을 전송한다(S450). 이때 GD로 동작할 수 있는 단말만이 상기 전송을 수행할 수도 있다.

GM들(100)로부터 상기 상태값을 수신한 기지국(200)은 새로운 GD를 결정할 수 있다(S11. 이때 GD 선택 기준의 우선 순위가 적용될 수 있다. GD가 결정되면 상기 기지국(200)은 새로 선택된 GD를 GM들에게 통지할 수 있다(S460).

도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 M2M 단말 및 기지국의 구성 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 M2M디바이스(100)는 저장부(101), 제어부(102) 및 송수신부(103)를 포함하도록 구성되고, 상기 기지국(200)은 저장부(201), 제어부(202) 및 송수신부(203)를 포함하도록 구성된다.

상기 저장부(101, 201)는 도 2 내지 도 4에 도시된 방법을 각각 저장하고, 상기 제어부(102, 202)는 상기 저장부(101, 201)에 저장된 상기 방법들을 실행함으로써 상기 저장부(101, 201) 및 상기 송수신부(103, 203)를 제어한다.

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 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 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 포함시킬 수 있다.

Claims

기기 간 통신(Machine-to-Machine Communication;M2M)을 지원하는 무선 접속 네트워크에서 아이들 모드(Idle mode)의 M2M 단말들이 네트워크 리엔트리(Network reentry) 과정을 수행하는 방법으로서,
M2M 그룹 대표자(Group Delegate;GD)의 선택과 관련된 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
레인징 요청에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계와,
상기 레인징 요청은, M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말에 의해 전송되며; 및
상기 수신한 응답에 기반하여 네트워크 리엔트리(Network reentry) 절차를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은,
상기 각 M2M 단말들의 상태 값에 기반하여 상기 기지국에 의해 선택되고,
상기 각 M2M 단말들의 상태 값은 상기 수신한 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 대응되고,
상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계는,
AAI-SCD 메시지를 통하여 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보를 수신하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보는,
GD의 선택 기준, 상기 선택 기준의 우선 순위 및 상기 각 선택 기준의 임계값 중 하나 이상 포함하고,
상기 선택 기준은 공급 전력의 타입, 배터리 잔량, 링크 품질, 단말의 위치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 각 M2M 단말들의 상태 값은,
AAI-RNG-REQ 메시지, AAI-SBC-REQ 메시지 또는 AAI-REG-REQ 메시지를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은,
AAI-RNG-RSP 메시지, AAI-SBC-RSP 메시지 또는 AAI-REG-RSP 메시지를 통하여 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은, 상기 수신한 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD 기능의 수행 가부를 판단한 단말이고,
상기 M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말은,
상기 판단한 결과값을 상기 기지국으로 전송하고,
상기 기지국으로부터 상기 M2M 그룹에 대한 레인징 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 GD로 선택된 단말이 전송하는 레인징(ranging) 요청은 상기 기지국으로부터 할당받은 레인징 코드인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 레인징 요청에 대한 응답은 AAI-RNG-ACK 메시지를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 레인징 요청에 대한 응답은 success, abort 또는 continue 중 하나의 레인징 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 M2M 그룹에 대한 특정 이벤트를 감지했을 때 타이머를 시작하는 단계를 더 포함하고,
상기 네트워크 리엔트리는 상기 타이머의 만료 전에 상기 레인징 요청에 대한 응답을 수신하는 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
기기 간 통신(Machine-to-Machine Communication;M2M)을 지원하는 무선 접속 네트워크의 단말에 있어서,
외부와 무선신호를 송수신하기 위한 송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는,
M2M 그룹 대표자(Group Delegate;GD)의 선택과 관련된 정보를 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
레인징 요청에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고,
상기 레인징 요청은, M2M 그룹내의 다수의 단말들 중에서 상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 기반하여 GD로 선택된 단말에 의해 전송되며,
상기 수신한 응답에 기반하여 네트워크 리엔트리(Network reentry) 과정을 수행하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
제12항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 수신한 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보에 대응되는 상기 단말의 상태 값을 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
제13항에 있어서,
상기 Group Delegate(GD)의 선택과 관련된 정보는, AAI-SCD 메시지를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 수신한 정보에 기반하여 GD 기능의 수행 가부를 판단하고,
상기 판단한 결과값을 상기 기지국으로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
제12항에 있어서,
상기 GD로 선택된 M2M 단말이 전송하는 레인징(ranging) 요청은,
상기 기지국으로부터 할당받은 레인징 코드인 것을 특징으로 하는 단말.
제12항에 있어서,
상기 레인징 요청에 대한 응답은 AAI-RNG-ACK 메시지를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.