KR20150085106A - 대표자 기반의 그룹 채널 액세스의 하나의 방법 - Google Patents

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KR20150085106A
KR20150085106A KR1020157017541A KR20157017541A KR20150085106A KR 20150085106 A KR20150085106 A KR 20150085106A KR 1020157017541 A KR1020157017541 A KR 1020157017541A KR 20157017541 A KR20157017541 A KR 20157017541A KR 20150085106 A KR20150085106 A KR 20150085106A
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홍강 리
루이 후앙
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인텔 코포레이션
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Abstract

머신-투-머신(M2M) 통신에 대해 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법이 개시되어 있다. 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법은 공통적인 특징을 함께 갖는 M2M 디바이스를 그룹화하고, 임의의 기준에 따라 그룹으로부터 단일 대표자 또는 다수의 대표자를 배정하고, 채널 액세스를 하는 데 배정된 대표자를 이용한다. 이 방법은 M2M 디바이스 간의 불필요한 피어-투-피어 통신을 피하고, 초기 채널 액세스 동안 채널 상의 충돌 가능성을 줄이고, 제어 신호 오버헤드를 줄인다. 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법은 또한 그룹 내의 모든 M2M 디바이스가 대표자와 보조를 맞추게 슬롯의 수를 조정하여 백오프한다.

Description

대표자 기반의 그룹 채널 액세스의 하나의 방법{ONE METHOD OF DELEGATE-BASED GROUP CHANNEL ACCESS}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 7월 12일에 출원된 미국 가출원 제61/507,030호에 의거하여 우선권을 주장한다.
이 출원은 IEEE 802.16 및 3GPP 표준을 구현하는 것 등의 일부 진보된 무선 시스템에서의 머신-투-머신(machine-to-machine) 통신에 관한 것이다.
머신-투-머신 통신은 "사물의 인터넷"의 구현을 가능하게 하는 매우 현저한 능력이다. 머신-투-머신 통신은, 코어 네트워크에서 (기지국을 통해) 가입자 국과 서버국 간에 또는 가입국 간의 정보 교환으로서 정의되고, 이는 어떠한 인간의 개입도 없이 실시될 수 있다. 그 기본적인 아키텍처는 IEEE 802.16m에 제안되어 있다(IEEE는 Electrical and Electronics Engineers의 약자임).
일부 업계 보고에서는, 향후 5년간 수백만의 디바이스가 연결되며 매출이 3,000억 달러를 초과하리라고 이 시장의 거대한 잠재력을 보고 있다(하버 연구소(Harbor Research), 2009년). 따라서, 머신-투-머신 기술은 일부 주도적인 무선 표준 연구 그룹, 즉 3GPP 및 802.16에서 핫한 연구 항목이다.
하나의 IEEE 802.16p 시스템 요구 사항에 따르면, 머신-투-머신 시스템은 머신-투-머신 디바이스에서 저전력 소비를 위한 다수의 디바이스 및 메커니즘을 지원해야 한다. 따라서, 머신-투-머신 기지국 도메인에 다수의 머신-투-머신 디바이스가 있을 것이 예상된다. 따라서 머신-투-머신 지원은 머신-투-머신 디바이스와 그들의 지원 기지국 사이에 엄청난 양의 상호 작용을 필요로 함이 예상된다. 예를 들면, 기지국은 별개의 머신-투-머신 디바이스와 하나씩 통신해야 할 필요가 있을 경우, 이는 일부 네트워크 정체를 야기한다.
머신-투-머신(M2M) 통신에서, 채널에 액세스를 시도하는 다수의 디바이스가 있을 것이다. 따라서, 이 문제를 해결하기 위한 보다 효율적인 채널 액세스 메커니즘이 필요하다.
본원에서 전술한 측면 및 그에 수반되는 많은 이점은 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해되어 보다 쉽게 인식될 것이고, 달리 명시하지 않는다면 도면 전반에 걸쳐 동일한 부호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 일부 실시예에 따라 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법을 지원하는 무선 네트워크의 단순 블록도이다.
도 2는 일부 실시예에 따라 도 1의 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법에 의해 수행되는 M2M 디바이스의 그룹화 및 그룹 내에서의 대표자의 선택 모두를 나타내는 단순 블록도이다.
도 3은 일부 실시예에 따라 도 1의 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법에 의해 채널이 액세스되는 경우에 그룹과 기지국 사이의 무선 채널을 나타내는 단순 블록도이다.
도 4는 일부 실시예에 따라 도 1의 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법의 두 단계의 대표자 기반의 채널 액세스 및 할당 부분에 의해 행해지는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 일부 실시예에 따라 도 1의 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법에 의해 행해지는 무선 채널에 액세스를 시도하는 두 개의 서로 다른 그룹을 나타내는 타이밍도이다.
도 6은 일부 실시예에 따라 도 1의 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법의 그룹 기반의 백오프(backoff) 및 랜덤 액세스부에 의해 행해지는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 일부 실시예에 따라 진보된 기지국(advanced base station)과 진보된 이동국에 대해 도 1의 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법의 구성 요소를 나타내는 단순 블록도이다.
본원에 기재된 실시예에 따르면, 머신-투-머신(M2M) 통신을 위해 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법이 개시되어 있다. 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법은, 공통적인 특징을 함께 갖는 M2M 디바이스를 그룹화하고, 일부 기준에 따라 그룹으로부터 단일 대표자 또는 다수의 대표자를 배정하고, 채널 액세스를 행하는 데 배정된 대표자를 이용하는 대표자 기반의 채널 액세스 및 할당 부분을 포함한다. 이 방법은 M2M 디바이스 간의 불필요한 피어-투-피어(peer-to-peer) 통신을 회피하고, 초기 채널 액세스 동안에 채널 상의 충돌 가능성을 줄이고, 제어 시그널링 오버헤드를 줄인다. 또한, 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법은, 그룹 내의 모든 M2M 디바이스가 대표자와 보조를 맞추도록, 슬롯의 수를 조정해서 백오프하는 그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스 부분을 포함한다.
도 1은 일부 실시예에 따라 기지국(BS)(50) 및 하나 이상의 이동국(MS)(60A, 60B, ..., 60J)(총칭하여 MS(60))을 포함하는 셀 이웃(100)의 단순 블록도이다. 또한, MS(60)는 본원에서 머신-투-머신(M2M) 디바이스라 한다. 본원에서 사용되는 BS(50) 및 MS(60)는 IEEE 802.16m 사양에 따른 능력을 갖는 엔티티로서 정의된다.
대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 BS(50)에서 뿐만 아니라 MS(60)에서도 나타나며, 두 개의 부분, 즉 대표자 기반의 채널 액세스 및 할당 부분(200) 및 그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스 부분(300)을 포함한다. 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 하나 이상의 MS(60)를 그룹의 "대표자"로서 배정한다. 따라서, 대표자 MS는 그룹을 대신하여 채널에 액세스하지만, 그럼에도 그룹의 모든 멤버(60)는 BS(50)에 대해 접수 가능하다. BS(50)는 그룹에 대한 승인 및 채널 할당으로 응답할 경우, 그룹의 멤버는 채널에 액세스할 수 있다. 채널 액세스는 그룹 멤버 간의 경합(contention)이 있거나 없을 수 있다. 이 방식으로, 그룹 멤버(60) 간의 피어 투 피어 통신이 회피되고, 충돌 가능성이 회피되고, 제어 시그널링 오버헤드가 줄어든다.
다수의 M2M 디바이스의 랜덤 액세스를 지원하기 위해, 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 셀 이웃(100)의 각 MS가 갖는 일부 공통적인 특징에 의거하여 MS(60)를 그룹화한다. 공통적인 특징의 예로는 제한이 아닌 예시로서 지리적 위치의 유사도, 트래픽 특징, 기능, 및 소유권을 포함한다. MS(60)가 함께 그룹화될 경우, 일부 실시예에서 대표자 기반의 그룹 채널 액세스(400)가 충돌 가능성을 줄이도록 사용된다. 각 그룹에 대표자를 배정함으로써, 그룹의 멤버 간의 피어-투-피어 통신이 회피되며, 이는 그룹 멤버가 공통적인 특징을 공유하고 이에 따라 채널에 대한 액세스를 공유할 수 있기 때문이다. 추가적인 이점은 충돌 가능성의 저감 및 제어 시그널링 오버헤드의 저감을 포함한다.
대표자 기반의 채널 액세스 및 할당(200)
도 2는, 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)이 M2M 디바이스를 그룹으로 할당하고 그룹의 대표의 대표자를 선택하는 모두를 행하는 방법을 나타내는 단순 블록도이다. 상술한 바와 같이, 이 방법(400)은 공통적인 특징을 갖는 MS(60)를 그룹화한다. 따라서, 예를 들면, 서로(지리적 위치) 물리적으로 근접한 복수의 M2M 디바이스가 함께 그룹화될 수 있다. 트래픽 특징을 공유하는 M2M 디바이스는 별개의 그룹을 형성할 수 있다. 실질적으로 유사한 기능을 갖는 M2M 디바이스는 마찬가지로 함께 그룹화될 수 있다. 공통적으로 소유되는 M2M 디바이스는 그룹을 공유할 수 있다. 여기에 기술되지 않은 다른 특징으로 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)에 의해 복수의 M2M 디바이스를 함께 그룹화하는 데 유도될 수 있다. 도 2에서는, 10개의 MS(60A-60J)가 공통적인 특징을 공유하고, 이에 따라 그룹(70)을 형성하는 것으로 간주된다.
그룹(70)이 지정되면, 그룹에 포함된 M2M 디바이스로부터 대표자(80)가 선택된다(다수의 대표자가 배정될 수도 있음). 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 그룹 멤버에 대해 하나 이상의 기준에 의거하여 대표자(80)를 선택한다. 예를 들면, 대표자(80)는 그룹(70) 내의 다른 M2M 디바이스에 비해 우수한 채널 품질로 인해 선택될 수 있다. 또는, 그룹(70) 내의 M2M 디바이스 중 하나가 전원을 가지지만 다른 디바이스가 갖지 않을 경우, 이는 대표자(80)로서 선택되는 데 있어 선호되는 후보로 될 수 있다. 그룹 내의 M2M 디바이스가 그들 특징에 있어 실질적으로 유사할 경우에, 일부 실시예에서 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 그룹(70)으로부터 하나의 M2M 디바이스를 단순히 무작위로 선택한다. 그룹으로부터 대표자의 후속 선택은 라운드 로빈 방식으로 이루어져, 각 MS(60)는 임의의 시점에 대표자로서 지정된다. 본원에서 명시적으로 기술되지 않은 다른 기준이 대표자 선택의 기준으로서 기능할 수 있다. 도 2에서, MS(60H)는 그룹(70)을 대표하는 대표자(80)로서 선택된다.
일부 실시예에서, M2M 디바이스(60)의 그룹화 및 대표자 또는 대표자들(80)의 배정은 기지국(50)에 의해 수행되며, M2M 이동국은 수동 디바이스로 남아 있다. 다른 실시예에서, M2M 이동국 자신이 능동 디바이스로서 그룹을 형성하고 대표자를 배정하며, 기지국(50)은 MGID를 배정하고 다른 그룹 기반의 자원 할당을 행한다. 또한 다른 실시예에서, 상위 계층 네트워크 엔티티가 M2M 디바이스(60)의 그룹화 및 대표자 배정을 행한다.
MS(60)가 그룹(70)에 지정되었고 M2M 디바이스로부터 대표자(80)가 선택되었으므로, 이 대표자는 그룹 내의 모든 M2M 디바이스를 대신하여 무선 채널을 통해 기지국(50)과 통신할 수 있을 것이다. 도 3은 그룹(70)과 BS(50) 간의 무선 채널(90)을 나타내는 단순 블록도이다. 채널(90)의 특징은 여기에 속하지 않는 다수의 서로 다른 기준에 따라 변할 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따라 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)의 대표자 기반의 채널 액세스 및 할당 부분(200)에 의해 행해지는 동작을 나타내는 흐름도이다. 상술한 바와 같이, M2M MS(60) 간의 일부 공통적인 특징에 의거하여 M2M MS(60)를 그룹화한 후(블록 202), 그룹(70)으로부터 대표자(80)가 선택된다(블록 204). 그룹(70) 내의 모든 BS(50)의 대표로서의 대표자(80)는, 그룹(70)과 BS(50) 간에 배치된 무선 채널(90)에 액세스를 시도한다(블록 206).
이 단계에서, 대표자(80)는 그룹(70)을 대신하여 무선 채널(90)에 액세스를 시도한다. 이 액세스는 처음으로, 네트워크 재진입을 위해, 또는 대역폭 지정을 요청하기 위해 무선 네트워크(100)에 들어가기 위함일 수 있다. 일부 실시예에서, 대표자(80)는 본원에서 M2M 그룹 식별자(MGID)로서 개시되는 그룹 식별자를 사용하여 채널(90)에 액세스를 시도한다. BS(50)는 요청을 하는 단일 엔티티(예를 들면, 대표자(80))에 응답하지만, 모든 M2M 디바이스가 그 응답을 접수할 수 있다.
BS(50)가 그룹(70)에 대한 승인(ACK) 및/또는 채널 할당(블록 208의 "yes" 분기)으로 응답할 경우, 그 후 그룹(70) 내의 M2M 디바이스는 채널(90)에 액세스할 수 있다(블록 212). 일부 경우에, 레인징(ranging) 응답이 전송 전력 및 업링크 동기화의 조정만을 반송할 경우, ACK는 채널 할당과 별개로 송신된다. 한편, BS(50)로부터 ACK 및 채널 할당이 수신되지 않을 경우(블록 208의 "no" 분기), 그룹(70) 내의 각 MS(60)는, 채널 액세스의 새로운 시도가 차후에 행해지도록, 동일 수의 슬롯의 백오프를 행한다(블록 210). 백오프 절차는 이하에서 그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스(300) 부분에서 더 기술한다.
도 5는 일부 실시예에 따라 진보된 기지국(50)에 대한 채널(90)에 액세스를 시도하는 두 그룹(70A 및 70B) 간에서 행해지는 동작을 나타내는 도면이다. 그룹(70A)은 MS(60A-60J)와 사전에 선택된 대표자(80A)로 구성된다. 그룹(70B)은 MS(60M-60V) 및 대표자(80B)로 구성된다. 각 그룹(70A, 70B)은 M2M 디바이스와 BS(50) 간의 무선 채널(90)의 제어를 위해 경쟁하고 있다.
그룹(70A)을 대신하여 대표자(80A)는 BS(50)에 제 1 레인징 코드(레인징 코드 1)를 송신한다. 그 직후, 그룹(70B)을 대신하여 대표자(80B)는 BS(50)에 제 2 레인징 코드(레인징 코드 2)를 송신한다. BS(50)는 대표자(80A)에 레인징 확인응답(ACK) 및/또는 채널 할당을 송신하며, 이는 또한 M2M 디바이스(60A-60J)에 의해 접수된다. 이 채널 액세스 기간 동안, 그룹(70A) 내의 M2M 디바이스는 채널(90)에 액세스할 수 있다. 이 액세스는 비경합 또는 경합 기반일 수 있다. 그럼에도, 채널(90)은 이 시간 동안 대표자 MS(80A)를 포함하여 모든 MS(60)가 이용 가능하다.
이 때 레인징 ACK 및 채널 할당이 제 1 그룹(70A)에 주어지므로, 제 2 그룹(70B)에 의한 요청은 본질적으로 거부된다. 따라서, 대표자(80B) 및 MS(60M-60V)는 백오프를 행하며, 각각은 차후 채널(90)에 액세스할 수 있도록 대표자(80B)와 동일 수의 슬롯으로 백오프를 행한다. 이 절차는 다음에 그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스(300) 부분에서 더 충분히 설명된다.
차후에, 대표자(80B)는 BS(50)에 레인징 코드(레인징 코드 2)를 재송신하여 실질적으로 채널(90)에 대한 액세스를 요청한다. 이 때, BS(50)가 대표자(80B)에 레인징 ACK를 송신하며, M2M 디바이스(60M-60V)는 이를 접수할 수 있다. 그 후, 그룹(70B) 내의 모든 M2M 디바이스, 즉 MS(60M-60V) 및 대표자 MS(80B)는 비경합 또는 경합 기반에 관계 없이 채널(90)에 액세스할 수 있다.
그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스(300)
모든 그룹 멤버가 기지국에 동기화되고 기지국으로부터 승인을 얻을 수 있으므로, 그룹 멤버 간의 피어 투 피어 통신은 필요하지 않다. 이에 의해, 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은, WiMAX 또는 3GPP(WiMAX는 Worldwide Interoperability for Microwave Access의 약자이고, 3GPP는 3rd Generation Partnership Project의 약자임) 등의 현재의 무선 광역 네트워크(WWAN) 시스템에 통합될 수 있다.
단일 이동국이 무선 채널을 통해 기지국에 대한 액세스를 원할 경우, 이동국은 랜덤 액세스 채널(RACH)을 이용한다. RACH는 디바이스가 무선 네트워크에 액세스하는 데 이용되는 공유 채널이다. RACH에의 메시지는 스케줄링되지 않으므로, 기지국을 통해 네트워크에 액세스를 시도하는 이동국과 다른 디바이스 간에 충돌이 있을 수 있다.
이동국은 기지국에 CDMA(code division multiple access) 레인징 코드를 송신한다. 기지국으로부터 승인, 다르게는 레인징 응답 또는 RNG-RSP가 수신되지 않을 경우, 이것은 이동국이 채널에 대한 액세스를 얻지 못했음을 의미한다. 기지국에 대한 액세스를 얻고자 또한 시도하는 다른 이동국과의 충돌로 인해 승인을 수신하는 데 실패가 일어났을 수 있다.
CDMA에서는, 시간은 "슬롯"으로 분할된다. 슬롯은, 무선 네트워크의 일단으로부터 타단으로 및 그 역으로 심볼이 전송되는 데 걸리는 전체 시간에 의거한 기간이다. 전력을 절약하기 위해, 이동국은 해당 할당된 슬롯 동안에만 "웨이크 업(wake up)"되어 메시지를 접수한다. 그렇지 않을 경우에는, 이동국은 아이들(idle) 상태이다. 그래서, 배터리 수명을 절약하기 위해, 이동국은 할당된 슬롯 동안에 CDMA 레인징 코드를 송신한다.
승인이 수신되지 않을 경우, 이동국은 임의의 최대값(여기에서는 backoff_window라 함) 내인 난수(random number)(N)를 생성하고, 이 수에 의거하여, 타임 슬롯의 해당 수 N을 백오프하고 아이들 모드로 돌아간다. N 슬롯이 일어난 후 이동국은 다시 무선 채널에 대한 액세스를 요청하기 위해 기지국에 CDMA 코드를 전송한다.
머신-투-머신 전송에 있어서, 일부 실시예에서, 슬롯 배정은 그룹 멤버 간에 조정될 필요가 있다. M2M 디바이스의 그룹에서, 그룹 멤버가 승인이 수신되지 않을 경우, M2M 디바이스는 백오프의 발생 시에 슬롯의 단일 난수를 생성할 수 있고, 이에 따라 그룹 멤버는 적합한 타임 슬롯에서 기지국으로부터 대표자에의 미래의 ACK를 접수할 수 있다. 다른 경우에는, 대표자 기반의 메커니즘은 작동할 수 없다. 이것은 "동기화된 백오프"라고 알려져 있다.
일부 실시예에서, 동기화된 백오프는 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(100)의 그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스(300) 부분에 의해 행해진다. M2M 그룹 멤버(MS(60))를 동기화되게 유지하기 위해, 백오프가 발생될 때, 그룹 멤버(60)는 대표자(80)와 보조를 맞추도록 동일 수의 슬롯으로 백오프할 필요가 있다. 그룹 멤버가 BS(50)로부터 승인을 수신하지 못했을 경우 또는 다르게는 BS가 차후의 다른 랜덤 액세스 기회를 위해 백오프를 통지했을 경우, 백오프가 일어남을 유념한다.
백오프가 필요할 경우, 일부 실시예에서, 그룹(70)의 하나의 M2M 멤버는 백오프 동안에 사용되는 슬롯의 수를 판정하기 위해 백오프 슬롯 인덱스 발생기를 사용한다. 그룹 멤버는 그룹 내의 MS(60)의 어느 것일 수 있다(대표자(80)일 필요는 없음). 일부 실시예에서, 그룹(70)의 각 M2M 멤버(60)는 동일한 의사 랜덤 백오프 슬롯 인덱스를 생성한다. 이것은, 차후에 BS(50)와 대표자(80) 간의 메시지 교환을 접수하도록, 모든 그룹 멤버(60)가 동시에 웨이크 업해서 동작하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 다음 식은 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 데 사용된다.
Backoff_Slot_Index = f(MGID, Backoff_Window, Initial_Offset) (1)
일부 실시예에서, 식 f(...)는 의사 난수 발생기이고, MGID는 M2M 그룹 식별자이고, Backoff_Window는 백오프 슬롯의 최대 수 또는 백오프의 레인지이고(랜덤 액세스 재시도의 수에 관련됨), Initial_Offset은 MGID에 관련되거나 관련되지 않을 수 있는 난수 발생기에 대한 일부 초기값, 즉 기지국 식별자에 관련된 초기 시드(seed)이다.
백오프 슬롯 인덱스, 즉 Backoff_Slot_Index는 그룹(70)의 서로 다른 M2M 디바이스가 생성할 경우 동일하다. 그럼에도, 백오프 슬롯 인덱스는, 다른 그룹 또는 그룹(70) 내가 아닌 다른 M2M 디바이스에 랜덤인 것으로 보여, 랜덤 액세스가 달성될 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따라 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)의 그룹 기반의 백오프 및 랜덤 액세스 부분(300)에 의해 행해지는 동작을 나타내는 흐름도이다. 초기 단계에서, 대표자(80)를 포함하는 그룹(70)의 M2M 디바이스(60)가 BC(50)로부터 ACK 및 채널 할당을 수신하지 못하고 있다(블록 302). 이것은 그룹 멤버(60) 각각에 의해 백오프 슬롯 인덱스의 생성을 필요로 한다(블록 304). 일부 실시예에서, 상기 식(1)은 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 데 이용된다. 백오프 슬롯 인덱스가 생성되면, 그룹(70) 내의 모든 M2M 디바이스(60)는 인덱스에 의해 주어진 것과 동일한 슬롯 수를 백오프한다(블록 306). 이것은, 채널(90)에 대한 후속 액세스가 성공적일 수 있도록 MS(60)가 대표자(80)와 보조를 맞출 수 있는 것을 보장한다.
M2M 디바이스에 대한 종래의 대표자 기반의 솔루션은 그룹 멤버 간의 피어-투-피어 통신에 의존하며, 이는 무선 채널에서 시그널링 오버헤드 및 충돌 가능성을 높인다. 종래의 다른 솔루션은, 비대표자 MS가 대표자와 보조를 맞추도록 백오프 슬롯의 수를 고정한다. 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 고정된 백오프 솔루션보다 일부 실시예에서 더 양호한 랜덤 액세스 성능이 있으므로, 바람직하다.
대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)의 특정 구성 요소/기능은 간단하다. 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 요소의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)은 소프트웨어로 실현된다.
도 1은 일부 실시예에 따라 무선 네트워크(100)의 일부로서 이동국(60) 및 기지국(50)을 나타내는 단순 블록도이다. 이동국(60) 각각은 CPU(central processing unit)(72) 및 메모리(74)를 갖고, 마찬가지로 기지국(50)은 CPU(76) 및 메모리(78)를 갖는다. M2M 디바이스(60)에서, 제 1 채널 액세스의 대표자 동작을 담당하는 구성 요소(채널 액세스 구성 요소(82)), 승인을 접수하는 구성 요소(ACK 접수 구성 요소(84)), 및 동기화된 백오프 발생기를 위한 구성 요소(동기화된 백오프 발생기(86))가 있다. 기지국(50)에서, 방법(400)은 대표자 기반의 채널 액세스 및 채널 할당(200)을 행하는 제어 메시지/시그널링(제어 메시지/시그널링(88))을 포함한다. MS(60) 및 BS(50)에 대해, 대표자 기반의 그룹 채널 액세스 방법(400)의 구성 요소는 일부 실시예에 따라 도 7의 단순 도면에 나타나 있다.
본 출원은 제한된 수의 실시예에 대해 설명했지만, 당업자는 그로부터 여러 수정 및 변형을 인식할 것이다. 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 본질적 사상 및 범주에 들어가는 모든 수정 및 변형을 포함하는 것으로 한다.

Claims (23)

  1. 무선 네트워크에서 머신-투-머신(M2M; machine-to-machine) 통신을 수행하는 방법으로서,
    상기 무선 네트워크 내의 기지국에 의해, 상기 무선 네트워크 내의 복수의 M2M(machine-to-machine) 이동국을, 상기 복수의 M2M 이동국의 공통적인 특징에 의거하여 그룹으로 수집하는 단계와,
    상기 기지국에 의해, 상기 수집된 그룹으로부터 대표자(delegate) M2M 이동국을 선택하는 단계와,
    상기 기지국에 의해, 상기 그룹을 대신하여 상기 대표자 M2M 이동국으로부터 레인징(ranging) 코드를 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 그룹은 무선 채널에 액세스를 시도하는
    M2M 통신 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 레인징 확인응답 및 채널 할당을 상기 그룹에 송신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 그룹은 상기 송신하는 단계 후에 상기 무선 채널을 통해 상기 기지국과 통신할 수 있는
    M2M 통신 수행 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 복수의 M2M 이동국을 공통적인 특징에 의거하여 그룹으로 수집하는 단계는, 상기 무선 네트워크의 다른 이동국에 대한 상기 복수의 M2M 이동국의 지리적 위치의 유사도에 의거하여 상기 복수의 M2M 이동국을 상기 그룹으로 수집하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 복수의 M2M 이동국을 공통적인 특징에 의거하여 그룹으로 수집하는 단계는, 상기 무선 네트워크의 다른 이동국에 대한 상기 복수의 M2M 이동국의 트래픽 특징에 의거하여 상기 복수의 M2M 이동국을 상기 그룹으로 수집하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 복수의 M2M 이동국을 공통적인 특징에 의거하여 그룹으로 수집하는 단계는, 상기 무선 네트워크의 다른 이동국에 대한 상기 복수의 M2M 이동국의 기능에 의거하여 상기 복수의 M2M 이동국을 상기 그룹으로 수집하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 복수의 M2M 이동국을 공통적인 특징에 의거하여 그룹으로 수집하는 단계는, 상기 무선 네트워크의 다른 이동국에 대한 상기 복수의 M2M 이동국의 소유권에 의거하여 상기 복수의 M2M 이동국을 상기 그룹으로 수집하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 수집된 그룹으로부터 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계는,
    상기 그룹의 상기 복수의 M2M 이동국 각각에 대해, 상기 기지국에 의해, 채널 품질을 판정하는 단계 - 상기 복수의 M2M 이동국의 하나는 나머지 M2M 이동국보다 높은 채널 품질을 가짐 - 와,
    상기 높은 채널 품질을 갖는 상기 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 수집된 그룹으로부터 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계는,
    상기 그룹의 상기 복수의 M2M 이동국 각각에 대해, 상기 기지국에 의해, 상기 그룹 내의 상기 복수의 M2M 이동국의 하나가 전원을 갖는지의 여부를 판정하는 단계와,
    상기 전원을 갖는 상기 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 수집된 그룹으로부터 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계는,
    상기 기지국에 의해, 상기 복수의 M2M 이동국 중의 임의의 하나를 상기 대표자 M2M 이동국으로서 선택하는 단계, 및
    상기 기지국에 의한 후속의 대표자 선택마다, 상기 복수의 M2M 이동국 각각이 상기 대표자 M2M 이동국으로서 선택될 때까지, 라운드 로빈(round-robin) 방식으로 상기 복수의 M2M 이동국의 서로 다른 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  10. 무선 네트워크에서 M2M 통신을 수행하는 방법으로서,
    상기 무선 네트워크 내의 대표자 M2M 이동국에 의해, 상기 무선 네트워크 내의 기지국에 레인징 코드를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 대표자 M2M 이동국은 하나 이상의 M2M 이동국의 그룹을 대신하여 전송하고,
    상기 그룹 내의 상기 하나 이상의 M2M 이동국은 공통적인 특징을 공유하고,
    상기 대표자 M2M 이동국은 상기 그룹을 대신하여 무선 채널에 액세스를 시도하는
    M2M 통신 수행 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 대표자 M2M 이동국에 의해, 상기 기지국으로부터 레인징 확인응답 및 채널 할당을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 그룹 내의 상기 하나 이상의 M2M 이동국 각각은 상기 레인징 확인응답을 접수할 수 있고,
    상기 그룹 내의 상기 하나 이상의 M2M 이동국은 상기 접수 후에 경합(contention) 기반 또는 비경합(contention-free) 방식 중 하나로 상기 무선 채널에 액세스할 수 있는
    M2M 통신 수행 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 대표자 M2M 이동국에 의해, 상기 기지국으로부터 레인징 확인응답이 수신되지 않는 단계와,
    상기 그룹 내의 각각의 M2M 이동국에 의해, 그룹 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 단계와,
    상기 그룹 내의 각각의 M2M 이동국에 의해, 동일 수의 슬롯의 백오프 동작을 행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 동일 수는 상기 그룹 백오프 슬롯 인덱스에 의거하는
    M2M 통신 수행 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 그룹 내의 각각의 M2M 이동국에 의해, 상기 그룹 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 단계는, 상기 그룹 내의 각각의 M2M 이동국에 의해, 다음의 식을 이용하여 상기 그룹 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    Backoff_Slot_Index = f(MGID, Backoff_Window, Initial_Offset)
    상기 MGID는 M2M 그룹 식별자이고, 상기 Backoff_Window는 상기 무선 채널에 허용된 랜덤 액세스 재시도 횟수에 관련되는 범위에서의 백오프 슬롯의 최대 수이고, 상기 Initial_Offset은 난수(random number) 생성기에 대한 임의의 초기값인
    M2M 통신 수행 방법.
  14. 무선 네트워크에서 M2M 통신을 수행하는 방법으로서,
    상기 무선 네트워크 내의 기지국에 의해, 그룹을 대신하는 대표자 M2M 이동국으로부터 레인징 코드를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 그룹은 복수의 M2M 이동국을 포함하고, M2M 그룹 식별자(MGID)에 의해 상기 기지국에 대해 식별되고,
    상기 복수의 M2M 이동국은 공통적인 특징에 의거한 상기 그룹의 일부인
    M2M 통신 수행 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 레인징 확인응답 및 채널 할당을 상기 대표자 M2M 이동국에 송신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 그룹은 상기 송신하는 단계 후에 무선 채널을 통해 상기 기지국과 통신할 수 있는
    M2M 통신 수행 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 대표자 M2M 이동국에 의해, 상기 기지국으로부터 레인징 확인응답이 수신되지 않는 단계와,
    상기 그룹 내의 상기 복수의 M2M 이동국 각각에 의해, 그룹 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 단계와,
    상기 그룹 내의 상기 복수의 M2M 이동국 각각에 의해, 동일 수의 슬롯의 백오프 동작을 행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 동일 수는 상기 그룹 백오프 슬롯 인덱스에 의거하는
    M2M 통신 수행 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 그룹 내의 상기 복수의 M2M 이동국 각각에 의해, 상기 그룹 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 단계는, 상기 그룹 내의 상기 복수의 M2M 이동국 각각에 의해, 다음의 식을 이용하여 상기 그룹 백오프 슬롯 인덱스를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    Backoff_Slot_Index = f(MGID, Backoff_Window, Initial_Offset)
    상기 MGID는 M2M 그룹 식별자이고, 상기 Backoff_Window는 상기 무선 채널에 허용된 랜덤 액세스 재시도 횟수에 관련되는 범위에서의 백오프 슬롯의 최대 수이고, 상기 Initial_Offset은 난수 생성기에 대한 임의의 초기값인
    M2M 통신 수행 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크 내의 기지국에 의해, 상기 무선 네트워크 내의 상기 복수의 M2M 이동국을, 상기 복수의 M2M 이동국의 공통적인 특징에 의거하여 상기 그룹으로 수집하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 M2M 이동국을 상기 공통적인 특징에 의거하여 상기 그룹으로 수집하는 단계를 더 포함하고,
    상기 공통적인 특징은 지리적 위치, 트래픽 특징, 디바이스 기능, 및 디바이스의 소유권으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    M2M 통신 수행 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 수집된 그룹으로부터 상기 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 그룹 내의 다른 M2M 이동국에 대해, 상기 대표자 M2M 이동국이 우수한 채널 품질을 갖는 것에 의거하여, 상기 수집된 그룹으로부터 상기 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 대표자 M2M 이동국이 전원을 갖는 것에 의거하여, 상기 수집된 그룹으로부터 상기 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 기지국에 의해, 상기 기지국이 대표자를 선택할 때마다, 모든 M2M 이동국이 대표자로서 선택될 때까지 상기 그룹 내의 서로 다른 M2M 이동국이 선택되는 라운드 로빈 방식에 의거하여, 상기 수집된 그룹으로부터 상기 대표자 M2M 이동국을 선택하는 단계를 더 포함하는
    M2M 통신 수행 방법.
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