KR20160009382A - 사물 통신 시스템의 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 사물 통신(MTC) 시스템에서 이동통신 네트워크에서의 오버헤드를 최소화하고, MTC를 위한 디바이스들에서 전력 소모를 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크의 기지국 장치는: 사물 통신을 위한 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스와의 신호 송수신을 위한 송수신기; 및 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 리더 디바이스로 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 송신하고, 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 리더 디바이스로부터의 상향링크 신호를 상기 송수신기를 통해 수신하는 제어부를 포함한다.

Description

사물 통신 시스템의 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IN A MACHINE TYPE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 사물 통신에 관한 것이다.
M2M(Machine to Machine) 또는 MTC(Machine Type Communication)(이하 "MTC"라 통칭함)와 같은 사물 통신은 이동통신 네트워크를 기반으로 사람이 개입하지 않은 상태에서 기기 및 사물 간에 일어나는 통신을 말한다. 이러한 MTC은 지능형 환경(intelligent environment), 지능형 가정(intelligent living), 지능형 기업(intelligent enterprise)과 같은 섹터들에서 다수의 디바이스들에 이용될 것으로 예상된다.
따라서 본 발명의 실시예들은 MTC 시스템에서 무선 억세스 네트워크(Radio Access Network, RAN)와 같은 이동통신 네트워크에서의 오버헤드를 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예들은 MTC 시스템에서 MTC를 위한 디바이스들에서 전력 소모를 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크의 기지국 장치는: 사물 통신을 위한 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스와의 신호 송수신을 위한 송수신기; 및 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 리더 디바이스로 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 송신하고, 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 리더 디바이스로부터의 상향링크 신호를 상기 송수신기를 통해 수신하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크에서 다수의 디바이스들 중 어느 하나의 디바이스 장치는: 기지국과의 신호 송수신을 위한 송수신기; 및 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 기지국으로부터 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 수신하고, 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 기지국으로 상향링크 신호를 상기 송수신기를 통해 송신하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크에서 기지국의 동작 방법은: 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 사물 통신을 위한 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스로 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 송신하는 과정; 및 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 리더 디바이스로부터의 상향링크 신호를 수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크에서 다수의 디바이스들 중 어느 하나의 디바이스의 동작 방법은: 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 기지국으로부터 하향링크 제어신호를 수신하는 과정; 및 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 기지국으로 상향링크 신호를 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크의 기지국과 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스(또는 MTC 게이트웨이)는 특정 시점에서만 신호를 송수신함으로써 신호 송수신의 오버헤드를 최소화할 수 있으며, 또한, 디바이스들에서의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
본 발명 및 그의 효과에 대한 보다 완벽한 이해를 위해, 첨부되는 도면들을 참조하여 하기의 설명들이 이루어질 것이고, 여기서 동일한 참조 부호들은 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 이동 통신 네트워크를 기반으로 하는 MTC 미세 네트워크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 미세 네트워크의 구성을 보여주는 도면들이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 미세 네트워크에 의한 스케줄링 장치의 구성을 보여주는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 준 지속적 스케줄링(SPS) 동작을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 상향링크 SPS 지정 동작을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 하향링크 SPS 지정 동작을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 동종의 MTC 디바이스 기반 그룹을 위한 SPS 지정 동작을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 상향링크 동기화를 유지하기 위한 MTC 그룹을 위한 타이밍 어드밴스 절차를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이에 의해 제어되는 그룹을 위한 상향링크 SPS 동기화 및 SPS 승인 동작을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이에 의해 제어되는 그룹을 위한 하향링크 SPS 승인 및 피드백 동작을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 미세 네트워크 구성을 위한 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이와 기지국 사이에서 수행되는 상향링크 SPS 동기화 및 SPS 승인 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이와 기지국 사이에서 수행되는 하향링크 SPS 승인 및 피드백 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이에 의한 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이의 구성을 보여주는 도면이다.
본 특허 명세서에서 본 발명의 원리들을 설명하기 위해 사용되어지는 도 1 내지 도 16은 단지 예시를 위한 것인 바, 발명의 범위를 제한하는 어떠한 것으로도 해석되어져서는 아니된다.
하기에서 설명될 본 발명의 실시예들은 산업용 또는 가정용 자동화를 위해 사용되어질 수 있는 MTC에 관한 것이다. MTC는 LTE와 같은 셀룰라 통신 시스템을 기반으로 할 수 있고, MTC 디바이스들은 무선 링크 및 코어 네트워크를 통해 MTC 서버와 통신한다. 본 발명의 실시예들에 따른, MTC 디바이스들은 독립형(standalone) MTC 사용자 단말(User Equipment, UE)이거나 또는 특정 시나리오들에 대하여 MTC 및 R12 UE를 모두 지원하는 MTC 지원 기능을 가지는 기존(legacy) UE일 수 있다. 하기에서 MTC 디바이스들은 편의상 UE로 명명될 수도 있다.
우선, 본 발명의 실시예들은 MTC 디바이스들이 스케줄링을 위한 제약들을 완화한다는 사실을 이용하여 RACH 과부하 시나리오를 최소화하기 위한 시도를 한다. 본 발명의 실시예들은 아이들(idle) 상태 대신에 MTC 디바이스들에 대한 새로운 "레이지/스누즈 상태(Lazy/Snoozy State)"를 정의한다. 이 상태에서 MTC 디바이스들은 UL/DL 동작을 위해 접속되어 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, MTC 게이트웨이만이 기지국과 접속되어진 것으로 가정되며, 슬립 접속(sleepy connectivity)이 정의된다. 여기서, UE는 Lean 사운딩 기준신호(Sounding Reference Signal, SRS) 및 타이밍 정렬 커맨드(timing alignment command)에 의해 기지국과 동기화된다. 타이밍 어드밴스(timing advance)는 Lean SRS에 기반하여 계산된다. 상향링크(UL) 준 지속적 스케줄링(Semi Persistence Scheduling, SPS)이 정의된다. 여기서 SPS 지정(assignment)은 커다란 구간(interval)에서 이루어지는 것으로 가정된다. 타이밍 정렬은 PUSCH에 의해 유지될 수 없기 때문에, UE는 기지국이 타이밍 정렬을 측정하고 MTC 게이트웨이와 동기 상태를 유지할 수 있도록 Lean SRS를 송신한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, DL SPS 및 할당 구간이 알려져 있고 UE는 다운링크 동기 상태이기 때문에, 기지국은 MTC 게이트웨이로의 물리적 자원들을 스케줄하기 위하여 광대역 및 서브대역 채널품질지시(Channel Quality Indicator, CQI) 정보를 알 필요가 있다. DL SPS 구간의 시작 구간을 알 수 있기 때문에, UE는 UL로 송신하기 위한 기지국에 대한 CQI를 도출하기 전에 RS 정의된 서브 프레임에 대하여 측정한다. 그에 따라 기지국은 다운링크에서의 자원들을 스케줄링할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, UL 할당, CQI, lean SRS 피드백이 MTC 게이트웨이에 의해 리드(lead)되는 미세 네트워크(capillary network)에 대한 상향링크에서 송신되어질 것이다. 유사하게, 다운링크에서도, DL 할당 및 타이밍 정렬(TA)이 MTC 게이트웨이에 의해 리드되는 그룹에 대한 다운링크에서 송신되어질 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, MTC 디바이스들은 MTC 게이트웨이와 접속되며, MTC 게이트웨이만이 기지국에 접속된다.
이하에서 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 언급되는 주요한 용어들에 대한 정의는 다음의 표 1과 같다.

3GPP : 3rd Generation Partnership Project
CSI : Channel State Information
CQI : Channel Quality Information D2D : Device to Device
DCI : Downlink Control Indicator DL : Downlink
DRX : Discontinuous Reception eNB : Evolved Node B
LTE : Long Term Evolution
MAC PDU : Medium Access Control Packet Data Unit
MTC : Mobile Type Communication
PDCCH : Physical Downlink Common Control Channel
PDSCH : Physical Downlink Shared Channel
PUCCH : Physical Uplink Common Control Channel
PUSCH : Physical Uplink Shared Channel
QoS : Quality of Service
RACH : Random Access Channel RAN : Radio Access Network
RNTI : Radio Network Temporary Identifier
RRC : Radio Resource Control SFN : Sub Frame Number
SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio
SPS : Semi Persistent Scheduling
SRS : Sounding Reference Signal
TA COMM : Timing Alignment Command
UE : User Equipment UL : Uplink
도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 이동 통신 네트워크를 기반으로 하는 MTC 미세 네트워크의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, MTC 미세 네트워크 10은 다수의 MTC 디바이스들 100, 110, 120, 130, 140, 190을 포함한다. MTC 미세 네트워크 10은 이동통신 네트워크 20을 기반으로 하여 MTC 서버(도시하지 않음)에 연결된다. 일 실시예에서, 이동통신 네트워크 20은 LTE 통신 네트워크가 될 수 있다. 이동통신 네트워크 20은 기지국(evolved Node B, eNB) 200과 같은 무선 억세스 네트워크(Random Access Network, RAN), 코어 네트워크(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다. 다수의 MTC 디바이스들 100-190은 D2D(Device to Device) 링크를 통해 통신한다. 다수의 MTC 디바이스들 100-190 중에서 하나의 MTC 디바이스 100이 MTC 게이트웨이(Gateway, GW) 또는 리더(leader) MTC 디바이스로서 선택된다. 기지국 200으로의 접속은 MTC 디바이스 100을 통해 이루어진다.
MTC 트래픽은 적은 양의 데이터와, 수 초에서 많은 시간 사이의 상호 도착 시간의 특성을 갖는다.
디바이스 전력 소모 관점에서 오픈루프 전력 제어와 관련된 경쟁 및 백오프(open loop power control and associated contention and back-off)가 주요한 제한적인 요소들이기 때문에 전통적인 랜덤 억세스 메커니즘을 이용하는 것은 디바이스 입장에서 아주 큰 부담이다.
데이터는 지연 허용성(delay tolerant)이 있어야 하거나 또는 사용빈도에 기반하여 분류되어질 수 있어야 한다.
MTC 디바이스들은 이동도의 관점에서 이동성(Mobile), 정적(Static) 및 준 정적(Semi-Static)과 같이 분류되어질 수 있다. 예를 들어, 이동성(Mobile)의 MTC 디바이스들은 운송 장치들에 연결되는 센서들을 포함한다. 정적(Static)의 MTC 디바이스들은 환경 관련 메트릭들을 수집하는 가정용/사무용 엔티티들을 포함한다. 준 정적(Semi-Static)의 MTC 디바이스들은 인체 영역 센서들과 같이 알려진 영역 내에서 느린 속도로 이동하거나 또는 제한적으로 이동하는 디바이스들을 포함한다.
정적 및 준정적인 MTC 디바이스들의 경우, D2D 탐색(discovery) 및 결합(association)을 통하여 미세 네트워크를 형성하고, MTC 게이트웨이는 RAN과 통신한다. 이에 따라 전력을 절감할 수 있다.
MTC 디바이스들은 지연 허용성(delay tolerance) 및 패킷간 전송 시간(inter-packet transmission times) 등과 같은 데이터 특성에 따라 카테고리화될 수 있다. 예를 들어, MTC 디바이스들은 미리 정의된 임계값들 내에서 지연 허용과 패킷간 전송시간과 같이 카테고리화될 수 있다. 지연 허용은 QoS 관점에서 백그라운드(Background), 실시간(Real Time), 쌍방향(Inter-active) 등과 유사하게 클래스를 가질 수 있다. 지연 허용에 대하여 많은 임계값들이 정의되어질 수 있다. 패킷간 전송시간은 큰, 작은, 이벤트 기반과 같이 클래스를 가질 수 있다.
MTC 미세 네트워크 10은 동일한 임계값을 가지는 MTC 디바이스들 100, 110-190에 의해 구성되어질 수 있다. 이러한 부가 정보는 결합을 구성하기 위한 D2D 서비스 탐색 동안에 교환되어질 수 있다. 일 실시예에서, D2D 탐색 동안에 MTC 지시자 및 지연 임계값이 교환되어질 수 있다.
MTC 디바이스들 110-190은 그들에게 기지국 200으로의 최상의 통신 서비스를 제공하는 노드로서 MTC 게이트웨이 100을 선택한다. 일 실시예에서, 리드 노드로서 MTC 게이트웨이 100은 프로세싱 전력, 오랜 시간 동안 정적인 것과 같은 위치의 양상과 같은 특징들, 및/또는 라운드로빈 미세 네트워크의 자가 조직(round-robin capillary network self-organizing)을 통하여 선택되어질 수 있다. 다른 실시예에서, MTC 디바이스들 110-190은 수신된 신호대간섭및잡음비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR), 전력 소스들, 이동도와 같은 선택 기준에 기반하여 MTC 게이트웨이 100을 선택할 수 있다.
MTC 디바이스들 110-190은 단일의 통신 노드로서의 MTC 게이트웨이 100을 통하여 기지국 200과 통신한다. MTC 디바이스들 110-190은 MTC 게이트웨이 100과 통신한다. 일 실시예에서, MTC 디바이스들 110-190은 LTE 기반 D2D를 이용하여 MTC 게이트웨이 100과 통신한다. 다른 실시예에서, MTC 디바이스들 110-190은 단거리 통신을 이용하여 MTC 게이트웨이 100과 통신한다.
MTC 디바이스들 110-190은 기지국 200과의 직접적 접속을 가지고 있지 않다. 그렇기 때문에 MTC 디바이스들 110-190은 통신을 위한 UL/DL 물리적 자원들을 MTC 게이트웨이 100으로 요청한다. MTC 게이트웨이 100은 각 MTC 디바이스들 110-190에 대한 DL/UL 물리적 자원들을 기지국 200으로 차례로 요청한다. MTC 게이트웨이 100은 MTC 통신을 위한 스펙트럼의 효율적으로 사용하기 위하여 MTC 디바이스 또는 MTC 디바이스들의 그룹을 대신하여 기지국 200과 통신한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 미세 네트워크의 구성을 보여주는 도면들이다.
도 2a를 참조하면, 동종(homogeneous)의 MTC 디바이스들 110-190의 그룹과, MTC 게이트 100이 MTC 미세 네트워크를 구성한다. 일 실시예에서, MTC 디바이스들 110-190의 그룹과 MTC 게이트 100은 거의 동일한 서비스 품질(Quality of Service, QoS), 지연 허용성의 MTC를 위한 요구 조건을 갖는다. MTC 디바이스 P1 및 MTC 디바이스 P2는 다른 MTC 미세 네트워크 또는 MTC 미세 네트워크의 다른 그룹을 구성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, MTC 애플리케이션 디바이스들은 본질에 따라 이종(heterogeneous) 및 동종(homogeneous)으로 그룹화된다.
동종의 MTC 애플리케이션 디바이스들 100-1, 100-2, 100-3 및 100-4는 각각 MTC 통신을 위하여 거의 동일한 QoS, 지연 허용의 조건을 갖는다. 예를 들어, MTC 애플리케이션 디바이스들 100-1은 D1의 지연 허용(Delay Tolerance), G1의 평균 승인(Average Grant), T1의 패킷간 간격(Inter-packet interval)을 갖는다. MTC 애플리케이션 디바이스들 100-2는 D2의 지연 허용, G2의 평균 승인, T2의 패킷간 간격을 갖는다. MTC 애플리케이션 디바이스들 100-3은 D3의 지연 허용, G3의 평균 승인, T3의 패킷간 간격을 갖는다. MTC 애플리케이션 디바이스들 100-4는 D4의 지연 허용, G4의 평균 승인, T4의 패킷간 간격을 갖는다.
이종 MTC 애플리케이션 디바이스들 100-1, 100-2, 100-3 및 100-4는 서로 다른 MTC 애플리케이션 디바이스들의 그룹화에 기인하여 서로 다른 QoS 및 지연 허용을 갖는다.
MTC 미세 네트워크의 배치에 있어서, 동종 MTC 디바이스 그룹 또는 MTC 애플리케이션 디바이스 그룹은 최적화를 위하여 더 많은 기회를 제공할 수 있다. 왜냐하면, 동일한 MTC 미세 네트워크에서의 모든 MTC 디바이스들에 대하여 유사한 DL/UL 승인(grant), 지연 허용성의 본질에 기인하여, 스케줄링은 상대적으로 동종 MTC 애플리케이션 디바이스들의 경우 용이하기 때문이다.
MTC 애플리케이션 기반 통신은 본질적으로 임펄스적이고(impulsive) 버스티(bursty)하다. 그러므로 각 MTC 애플리케이션 버스트에 대하여, MTC 게이트웨이는 각각의 MTC 애플리케이션 디바이스 및 모든 MTC 애플리케이션 디바이스들에 대하여 기지국과의 무선 링크 접속을 설정하여야 한다. UL 동기화 동작은 초기 송신 전력을 위한 피드백 또는 이전 정보가 알려져 있지 않은 오픈 루프 전력 제어 메커니즘(open loop power control mechanism)을 따르기 때문에, 동기화 동작은 전력의 측면에서 한계가 있다. 이러한 한계는 MTC 미세 네트워크에 의해 발생된 이득들의 대부분을 소비할 것이다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 새로운 MTC 상태, 즉 "레이지/스누즈 상태(lazy/snooze state)"를 제안한다. 이 레이지/스누즈 상태에서 MTC 디바이스들은 기지국과의 아주 기본적인 통신을 통해서 기지국과 동기화될 것이고, 일반적으로 lazy를 유지하는 반면에, MTC 디바이스 스케줄링에 따라 DL 데이터를 수신하고 UL 데이터를 송신할 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 레이지/스누즈 상태에서는 다음과 같은 동작들이 수행된다.
첫째, 아주 큰 구간 및 할당 인스턴스(instances)을 가지는 준 지속적 DL/UL 할당이 MTC 디바이스들에 할당되어진다.
둘째, MTC 게이트웨이는 DL SPS 할당시에만 청취할 수 있고, UL 할당시에만 송신할 것이다.
셋째, MTC 게이트웨이 디바이스들은 단지 MTC 게이트웨이 UL 동기를 유지할 목적으로만 Lean SRS의 송신을 유지한다.
넷째, DL SPS 스케줄링 구간이 사전에 알려져 있기 때문에, 그에 따라 UE는 DL 할당 전에 N개의 서브 프레임들에 대한 채널 상태 정보를 측정할 수 있다. N개의 서브 프레임들은 평균화된 기준 신호 측정값들로부터 CSI를 도출하기 위한 최소 프레임들의 수이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 미세 네트워크에 의한 스케줄링 장치의 구성을 보여주는 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100을 통해 관리되는 MTC 디바이스들 110-190에 대하여 준 지속적 UL/DL 스케줄링 동작을 수행한다.
도 3b를 참조하면, 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100-A를 통해 관리되는 그룹 A의 MTC 디바이스들 및 MTC 게이트웨이 100-A를 통해 관리되는 그룹 A의 MTC 디바이스들에 대하여 준 지속적 UL/DL 스케줄링 동작을 수행한다.
도 3c를 참조하면, 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100을 통해 관리되는 서브 클러스터들 A, B 및 C의 MTC 디바이스들에 대하여 준 지속적 UL/DL 스케줄링 동작을 수행한다. MTC 디바이스들 110A-190A는 서브 클러스터 A를 구성하고, MTC 디바이스들 110B-190B는 서브 클러스터 B를 구성하고, MTC 디바이스들 110C-190C는 서브 클러스터 C를 구성한다. 일 실시예에서, 동종의 MTC 디바이스들은 서브 클러스터를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 동일한 MTC 디바이스에서 구동되는 다수의 애플리케이션들이 있는 경우에 동종의 MTC 애플리레이션들은 서브 클러스터를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 적절한 제어 시그널링을 가지는 높은 VoIP(Voice over Internet Protocol) 커패시티를 지원하기 위하여, 준 지속적 스케줄링(Semi Persistence Scheduling, SPS)이라고 불리우는 동적인 스케줄링과 지속적인 스케줄링의 결합을 제안한다. 준 지속적 스케줄링은 초기 전송을 위한 지속적인 스케줄링과 재전송을 위한 동적인 스케줄링을 포함한다.
본 발명의 실시예들이 LTE 시스템을 기반으로 하는 경우, 네트워크는 물리적 하향링크 공통 제어 채널(physical downlink common control channel, PDCCH)에서의 하향링크 제어 지시자(Downlink control indicator, DCI) 포맷을 이용하여 준 지속적 스케줄링을 활성화한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 준 지속적 스케줄링(SPS) 동작을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 기지국 200은 SPS 구간(interval) S100을 스케줄링을 구간으로 미리 정한다. SPS 구간 S100의 시작 구간 S110 및 종료 구간 S130은 SPS 승인을 위한 구간이다. SPS 구간 S100의 시작 구간 S110과 종료 구간 S130의 사이에는 미리 정의된 N개의 지정(assignment) 구간들 S121-S124가 포함된다. SPS 구간의 종료 구간 S130-AU은 다음의 SPS 구간의 시작 구간이 될 수 있다. N개의 지정(assignment) 구간들 S121-S124는 UL/DL 자원 할당을 위한 구간들이다. SPS 구간 S100의 시작 구간 S110 이전의 구간 S10은 SPS 활성화를 알리는 신호 SPS-Activated-PDCCH가 전송되는 구간이다. 지정(assignment) 구간들 S121과 S122의 사이 구간은 DRX_Sleep 구간을 형성할 수 있다.
한 번 SPS가 활성화되면, 기지국 200은 UE를 위한 미리 정의된 DL/UL 승인 구간들 S110, S130을 구성한다. DL/UL 승인은 SPS 구간 S100까지 유효하게 유지된다. SPS 구간 S100에는 N개의 자원 할당을 위한 지정 구간들 S121-S124이 포함된다. 기지국 200은 특정 구성 정보를 가지는 PDCCH에서의 DCI 포맷-0을 이용하여 준 지속적 스케줄링을 비활성화할 수 있다.
준 지속적 하향링크 할당이 구성된 이후에 UE는 다음의 수학식 1에 따라 N번째 지정이 서브프레임에서 발생하였음을 순차적으로 간주한다.
Figure pat00001
여기서 SFN_starttime 및 subframe_starttime은 각각 구성된 하향링크 할당이 (재)초기화된 시점에서의 SFN 및 서브 프레임이다.
또한, UE는 다음의 수학식 2에 따라 N번째 승인이 서브프레임에서 발생하였음을 순차적으로 간주한다.
Figure pat00002
여기서 SFN_starttime 및 subframe_starttime은 각각 구성된 상향링크 승인이 (재)초기화된 시점에서의 SFN 및 서브 프레임이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 상향링크 SPS 지정 동작을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 기지국은 그룹 A를 위한 상향링크 SPS가 활성화된 경우(MTC_UL_SPS-ACT), SPS 구간 내에서 승인과 자원 할당을 지정하는 동작을 수행한다. 즉, 기지국은 단말로 그룹 A에 대한 SPS 구간의 시작 구간 S110-AU에서 UL 승인 신호 MTC_UL_SPS_grant를 송신하고, 이후 지정된 구간들 S121-AU, S122-AU, S123-AU에서 자원 할당을 위한 신호를 송신하고, SPS 구간의 종료 구간 S130-AU에서 UL 승인 신호 MTC_UL_SPS_grant를 송신한다. SPS 구간의 종료 구간 S130-AU은 다음의 SPS 구간의 시작 구간이 될 수 있다.
또한, 기지국은 그룹 B를 위한 상향링크 SPS가 활성화된 경우(MTC_UL_SPS-ACT), SPS 구간 내에서 승인과 자원 할당을 지정하는 동작을 수행한다. 즉, 기지국은 단말로 그룹 B에 대한 SPS 구간의 시작 구간 S110-BU에서 UL 승인 신호 MTC_UL_SPS_grant를 송신하고, 이후 지정된 구간들 S121-BU, S122-BU, S123-BU에서 자원 할당을 위한 신호를 송신하고, SPS 구간의 종료 구간 S130-BU에서 UL 승인 신호 MTC_UL_SPS_grant를 송신한다. SPS 구간의 종료 구간 S130-BU은 다음의 SPS 구간의 시작 구간이 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 하향링크 SPS 지정 동작을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 기지국은 그룹 A를 위한 하향링크 SPS가 활성화된 경우(MTC_DL_SPS-ACT), SPS 구간 내에서 승인과 자원 할당을 지정하는 동작을 수행한다. 즉, 기지국은 단말로 그룹 A에 대한 SPS 구간의 시작 구간 S110-AD에서 UL 승인 신호 MTC_DL_SPS_grant를 송신하고, 이후 지정된 구간들 S121-AD, S122-AD, S123-AD에서 자원 할당을 위한 신호를 송신하고, SPS 구간의 종료 구간 S130-AD에서 DL 승인 신호 MTC_DL_SPS_grant를 송신한다. SPS 구간의 종료 구간 S130-AD은 다음의 SPS 구간의 시작 구간이 될 수 있다.
또한, 기지국은 그룹 B를 위한 SPS가 활성화된 경우(MTC_DL_SPS-ACT), SPS 구간 내에서 승인과 자원 할당을 지정하는 동작을 수행한다. 즉, 기지국은 단말로 그룹 B에 대한 SPS 구간의 시작 구간 S110-BD에서 DL 승인 신호 MTC_DL_SPS_grant를 송신하고, 이후 지정된 구간들 S121-BD, S122-BD, S123-BD에서 자원 할당을 위한 신호를 송신하고, SPS 구간의 종료 구간 S130-BD에서 DL 승인 신호 MTC_DL_SPS_grant를 송신한다. SPS 구간의 종료 구간 S130-BD는 다음의 SPS 구간의 시작 구간이 될 수 있다.
다시 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, MTC 게이트웨이 100은 전체 MTC 미세 네트워크의 리더 노드이고, UL/DL을 위한 모든 SPS 할당은 MTC 게이트웨이 100에게 할당된다. 각 미세 네트워크의 경우, 하나의 MTC 게이트웨이 100이 존재한다. MTC 게이트웨이 100은 모든 MTC 디바이스들에 대한 DL/UL 데이터를 전달하도록 지정된다.
MTC 기반 동작에 있어서, 예상되는 많은 수의 MTC 디바이스들 때문에, 보통의 이동 통신을 방해하지 않도록 시간 도메인에서 MTC 디바이스들을 분산시키는 것이 중요하다. 본 발명의 실시예들에 따르면, MTC 게이트웨이에 대한 MTC 디바이스들이 그룹화되고, MTC 게이트웨이는 통상의 사용자 통신에 최소한의 영향을 주도록 그룹화된 MTC 디바이스들에 대한 SPS 할당을 분산한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 기지국은 MTC 미세 네트워크에 의해 형성된 각 그룹에 대하여 PDCCH에서 DCI format 0의 특정 구성정보(MTC_UL_SPS_ACT/ MTC_DL_SPS_ACT)를 송신함에 의해 SPS 스케줄링을 활성화한다. 여기서는 설명의 편의를 위해 Group A와 Group B의 이름을 가지는 2개의 그룹들을 가정할 것이지만, MTC 미세 네트워크에 의해 형성되는 그룹의 수는 PDCCH의 사용가능한 물리적 자원들과 커패시티에 의해 달리 결정될 수 있다.
준 지속적 스케줄링은 기지국이 MTC 게이트웨이로 MTC_DL_SPS_ACT 또는 MTC_UL_SPS_ACT를 송신함에 의해 활성화된다. MTC 그룹이 다수인 경우, 각 그룹에 대한 준 지속적 스케줄링은 기지국이 각 MTC 그룹의 MTC 게이트웨이로 MTC_DL_SPS_ACT 또는 MTC_UL_SPS_ACT를 송신함에 의해 활성화된다.
준 지속적 스케줄링이 활성화되면, MTC 게이트웨이는 기지국으로부터 DL/UL 승인 신호(MTC_DL_SPS_grant, MTC_UL_SPS_grant)를 수신한다. 예를 들어, LTE 시스템의 기지국인 경우, MTC 게이트웨이는 PDCCH를 통해 기지국으로부터 DL/UL 승인 신호(MTC_DL_SPS_grant, MTC_UL_SPS_grant)를 수신한다. 이러한 DL/UL 승인 신호는 MTC 게이트웨이의 식별자 정보인 SPS_C_RNTI와 스크램블된 신호이다. 이에 따라 MTC 게이트웨이는 자신에게 송신된 DL/UL 승인 신호를 수신할 수 있다. 이러한 승인은 SPS 구간 내에 포함된 N개의 전송 시점들(MTC_DL_SPS, MTC_UL_SPS)에서 사용 가능하다. 각 그룹에 대한 SPS 구간은 제한이 없는 것으로 가정된다.
준 지속적 스케줄링은 기지국이 MTC 게이트웨이로 특정 구성 정보를 송신함에 의해 비활성화된다. 예를 들어, 기지국은 LTE-A에서 정의된 절차에 따라 PDCCH에서의 DCI format-0의 특정 구성정보를 MTC 게이트웨이로 송신함에 의해 MTC 게이트웨이를 비활성화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 동종의 MTC 디바이스 기반 그룹을 위한 SPS 지정 동작을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 서브 클러스터 A, 서브 클러스터 B 및 서브 클러스터 C를 관리하는 MTC 게이트웨이는 커다란 주기성을 가지는 SPS 할당이 이루어진다. 즉, MTC 게이트웨이에게는 SPS 구간 S100을 가지는 SPS 할당이 이루어진다. SPS 구간 100 내에서 MTC 게이트웨이에 의해 관리되는 그룹과 기지국 사이의 UL/DL 동기화가 유지된다. SPS 구간 100의 시작 구간 S110과 종료 구간 S130에는 SPS 승인이 전송된다. SPS 구간 100의 주기성 및 승인의 사이즈는 MTC 애플리케이션의 특성 및 동종/이종 MTC 디바이스들의 관련된 수에 의해 크게 정해질 것이다. 지연 허용성, 승인 사이즈, 주기성은 MTC 게이트웨이에 의해 관리되는 그룹 내의 동종의 MTC 디바이스들에 대해서는 동일하게 정해지는 반면에, 이종의 MTC 디바이스들에 대해서는 서로 다르게 정해질 것이다.
서브 클러스터가 동종의 MTC 디바이스들에 의해 구성되기 때문에, MTC 게이트웨이에 대한 UL/DL SPS 할당은 모든 서브 클러스트들에 대한 스케줄링 구간 MIN으로서 선택되어져야 한다. MTC 미세 네트워크 내의 모든 서브 클러스터들에 대하여 요구되는 스케줄링 구간이 SC1, SC2, SC3, ... SCN인 것으로 가정하자. 여기서 N은 미세 네트워크에서의 서브 클러스터의 수이다. 그러면 MIN (SC1 ~ SCN)이 MTC 게이트웨이에 대한 SPS 스케줄링 구간으로서 선택되어질 것이다.
UL/DL 승인 S110, S130은 MTC 게이트웨이 내의 동종 MTC 디바이스들 및 이종 MTC 디바이스들에 대하여 지정된다. 기지국은 개별적인 MTC 디바이스들에 대하여 GRANT를 제공하는 대신에, 각 동종 MTC 디바이스들 및 이종 MTC 디바이스들에 대하여 GRANT를 MTC 게이트웨이로 제공한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 상향링크 동기화를 유지하기 위한 MTC 그룹을 위한 타이밍 어드밴스(Timing Advance) 절차를 보여주는 도면이다. 타이밍 어드밴스 절차는 MTC 그룹내 디바이스들의 상향링크 동기를 맞추기 위한 절차로, 이 절차에 따라 MTC 그룹내 디바이스들은 기지국이 제공하는 TA 정보에 따라서 상향링크 신호를 일정 시간만큼 앞당겨서 전송하게 된다. 이 절차는 MTC 그룹별로 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, MTC 게이트웨이는 기지국과 상향링크 동기화를 유지한다. 예를 들어, MTC 게이트웨이는 3GPP에 정의된 타이밍 할당 절차에 의해 기지국과 상향링크 동기화를 유지한다. UL SPS 스케줄링 구간 S100은 사전에 결정된다. MTC 게이트웨이는 UL SPS 스케줄링 구간 S100 내의 N개의 지정 구간들 S121,S122, S123,S124에서만 상향링크로 데이터를 송신한다. 그러나, 나머지 구간에서 상향링크 신호는 송신되지 않는다. 그렇기 때문에 네트워크가 특정 MTC 디바이스(또는 UE)에 대한 타이밍 어드밴스를 계산할 방법이 없다. 그러므로 MTC 디바이스가 채널 코히어런스 시간(channel coherence time)에 기반하는 주기에서 상향링크로 UL 신호를 송신하고, 그에 따라 상향링크 동기가 유지되어야 한다.
MTC 게이트웨이는 Lean SRS을 기지국으로 송신한다(S150). 이 신호는 좁은 대역폭의 최소 상향링크 기준신호이며, 상향링크에서의 타이밍 어드밴스를 측정하기 위해 사용된다. MTC 디바이스들은 매우 정적인 것으로 예상되기 때문에, 타이밍 어드밴스 주기는 충분하게 크게 설정될 수 있다. 타이밍 어드밴스의 시간 주기는 채널 코히어런스 시간과 밀접하게 관련되어 있으나, 이는 본 발명의 범위는 아니다.
MTC 게이트웨이는 타이밍 어드밴스 정보를 기지국으로부터 수신한다(S160). 일 실시예에서, 타이밍 어드밴스 정보로서 타이밍 어드밴스 MAC PDU는 Lean SRS의 송신으로부터 K개의 서브 프레임 이후에서 하향링크에서 PDSCH를 통해 수신된다. PDCCH는 표준화된 방식으로 MTC-RNTI에 의해 복호화된다.
일 실시예에서, Lean SRS 자원들은 LTE 프레임워크에 따라 준 정적인 시그널링으로 RRC 재구성에 의해 구성된다. Lean SRS 자원들은 RRC 접속의 종료까지 UE에게 할당된다.
SPS 구간 내에서 DL SPS 기회(occasion)는 사전에 구성되기 때문에, 타이밍 어드밴스 PDU가 UE에 의해 수신되는 타이밍 인스턴스들(instances)을 또한 알 수 있다. UE는 기지국이 Lean SRS를 처리하고 UE로 송신될 타이밍 어드밴스를 도출할 수 있도록, DL_SPS 자원 지정 구간(S121) 이전의 k개 서브프레임(S150)에서 Lean SRS를 송신한다.
기지국은 MTC 게이트웨이로부터 Lean SRS를 수신하고 상향링크 타이밍 어드밴스를 계산한다. 일 실시예에서, 타이밍 어드밴스는 현재의 LTE 프레임워크와 동일하게 기지국에 의해 계산될 수 있다.
타이밍 어드밴스의 주기는 lazy/snoozy state 동작의 전력 효율성을 고려하여 적절하게 설정될 수 잇다. UE의 이동성에 기반하여 타이밍 어드밴스의 주기를 증가시키면 이에 비례하여 lean SRS가 감소될 것이며, 그 반대로 타이밍 어드밴스의 주기를 감소시키면 이에 비례하여 lean SRS가 증가될 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이에 의해 제어되는 그룹을 위한 상향링크 SPS 동기화 및 SPS 승인 동작을 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, UL SPS 할당 및 그의 스케줄링 구간은 사전에 알려져 있다. 기지국은 특정 MTC 게이트웨이에 대한 UL 채널 할당을 UL SPS 승인 신호로서 제공하여야 한다(S110). 이를 위하여, UE는 SPS 구간의 종료 이전의 미리 정해진 시점(예; M개 서브 프레임)(S170)에서 깨어나야 하고, SRS를 송신하여야 한다. 즉, UE는 MTC_UL_SPS_grant 신호가 송신되는 구간인 SPS 구간의 종료 구간(S110) 이전의 미리 정해진 시점에서 깨어나서 SRS를 송신한다.
기지국은 MTC의 관리하에 있는 모든 MTC 디바이스들로의 서비스를 제공하기 위하여, MTC 게이트웨이로 MTC_UL_SPS_Grant를 송신(S110)하기 전에 UL 채널 정보를 알 필요가 있다. SPS가 활성화되면, 기지국은 MTC UL grant를 하향링크에서 PDCCH를 통해 MTC 게이트웨이로 분배한다.
기지국은 PDCCH를 통해 명령어 TA_COMM을 UE로 송신함으로써 UE의 SRS 송신 동작을 트리거한다. SRS 송신 동작의 트리거는 SPS UL 승인들이 사전에 알려져 있기 때문에 가능하다. UE는 SPS 구간의 종료 구간(S110) 이전의 M개의 서브 프레임(S170)에서 SRS를 송신한다. UE로부터 SRS를 수신한 기지국은 SRS에 기반하는 채널 상태 정보에 따라 UL 승인을 할당한다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이에 의해 제어되는 그룹을 위한 하향링크 SPS 승인 및 피드백 동작을 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, DL SPS 스케줄링 구간은 사전에 알려져 있다. MTC 디바이스들로의 모든 DL 전송을 위하여, 기지국은 DL SPS 구간을 기다리고, DL SPS 구간에서 MTC 게이트웨이로 물리적 자원들을 할당한다. 이와 같이 기지국은 DL SPS 구간에서만 MTC 게이트웨이로 물리적 자원들을 할당하기 때문에, UE들에서의 슬립(sleep) 동작을 최적화할 수 있다.
MTC 게이트웨이는 DL SPS 구간의 종료 구간(S110)으로부터 (X+Y) 서브 프레임 이전의 서브 프레임(S210)에서 기준 신호의 채널 품질을 측정한다. 예를 들어, MTC 게이트웨이는 기준 신호의 SINR을 측정한다. MTC 게이트웨이는 DL SPS 구간의 종료 구간(S110)으로부터 Y 서브 프레임 이전의 서브 프레임(S220)에서 측정된 채널 품질을 나타내는 CQI를 송신한다.
기지국은 DL SPS 구간의 시작 시점(S122)에서 MTC 게이트웨이로 SPS 승인 MTC_DL_SPS_grant를 송신한다. 동일한 SPS 승인은 SPS 구간 내의 모든 N개의 지정 구간들에 대하여 계속하여 유지된다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 미세 네트워크 구성을 위한 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, S1110단계에서 MTC 미세 네트워크 구성을 위한 동작이 개시된다. S1120단계에서 다수의 MTC 디바이스들 중에서 하나의 디바이스가 MTC 게이트웨이로서 선택된다. S1130단계에서 데이터 특성에 기반하여 MTC 디바이스들이 카테고리화된다. 예를 들어, 데이터 특성은 지연 허용, 평균 승인, 패킷간 간격 등을 포함한다. S1140단계에서 초기 접속이 설정된다. S1150단계에서 MTC 게이트웨이를 위한 컨텍스트(context)가 생성된다. 예를 들어, 네트워크는 MTC 게이트웨이에 대한 Slow SPS, Lean SRS, SRS, CQI가 구성된다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이와 기지국 사이에서 수행되는 상향링크 SPS 동기화 및 SPS 승인 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, S1210단계에서 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100으로 SPS 활성화를 위한 신호를 송신한다. S1220단계에서 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100으로 SPS Grant를 송신한다. S1230단계에서 MTC 게이트웨이 100은 기지국 200으로 Lean SRS을 송신한다. S1240단계에서 기지국 200은 수신된 Lean SRS에 기반하여 타이밍 어드밴스(TA)를 계산한다. S1250단계에서 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100으로 TA 정보를 송신한다.
이후 S1260단계에서 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100으로 SRS를 송신한다. S1270단계에서 기지국 200은 수신된 SRS에 기반하여 UL 채널 상태를 확인한다. S1280단계에서 기지국 200은 확인된 UL 채널 상태에 따라 MTC 게이트웨이 100으로 UL_SPS_Grant를 송신한다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이와 기지국 사이에서 수행되는 하향링크 SPS 승인 및 피드백 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, S1210단계에서 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100으로 송신된 RS를 측정한다. S1220단계에서 기지국 200은 MTC 게이트웨이 100으로 측정된 RS의 채널 품질 정보를 나타내는 CQI를 송신한다. S1230단계에서 기지국 200은 수신된 CQI에 따라 DL 채널 상태를 확인하고, MTC 게이트웨이 100으로 DL_SPS_Grant를 송신한다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이에 의한 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 14를 참조하면, S1410단계에서 MTC 게이트웨이 100은 MTC 디바이스들(또는 노드들)로부터 데이터를 결합하고(collate), MTC 디바이스들에 대한 데이터를 분배하는(distribute) 동작 상태를 유지한다. 예를 들어, MTC 게이트웨이 100은 레이지/스누즈 상태(Lazy/Snoozy State)를 유지한다.
S1420단계에서 MTC 게이트웨이 100은 기지국 200으로 Lean SRS 송신하고, 기지국 200으로부터 TA 정보를 기다린다. S1422단계에서 MTC 게이트웨이 100은 TA 정보가 수신되었는지 여부를 판단한다. TA 정보가 수신된 경우, S1424단계에서 MTC 게이트웨이 100은 수신된 TA 정보를 타이밍 동기화를 위한 복구 동작에 적용한다.
S1430단계에서 MTC 게이트웨이 100은 기지국 200으로부터 수신된 RS를 측정한다. S1431단계에서 MTC 게이트웨이 100은 수신된 RS 측정 결과에 따른 CQI를 기지국 200으로 송신한다. S1432단계에서 MTC 게이트웨이 100은 기지국 200으로부터 송신된 DL SPS Grant를 수신하고, SPS 구간을 시작한다. S1433단계에서 MTC 게이트웨이 100은 SPS 구간 내의 N번째 자원 지정 구간이고 DL 데이터가 수신되는지 여부를 판단한다. DL 데이터가 수신되지 않은 경우, S1434단계에서 MTC 게이트웨이 100은 DRX_Sleep 동작을 수행한다. DL 데이터가 수신된 경우, S1435단계에서 MTC 게이트웨이 100은 수신된 데이터를 복호화한다.
S1440단계에서 MTC 게이트웨이 100은 UL 송신이 필요한지 여부를 판단한다. UL 송신이 필요한 경우, S1441단계에서 MTC 게이트웨이 100은 기지국 200으로 SRS를 송신한다.
S1442단계에서 MTC 게이트웨이 100은 UL SPS Grant를 수신하고, SPS 구간을 시작한다. S1443단계에서 MTC 게이트웨이 100은 SPS 구간 내의 N번째 자원 지정 구간이고 DL 데이터가 수신되는지 여부를 판단한다. DL 데이터가 수신되지 않은 경우, S1444단계에서 MTC 게이트웨이 100은 DRX_Sleep 동작을 수행한다. DL 데이터가 수신된 경우, S1445단계에서 MTC 게이트웨이 100은 UL 지정 구간에서 데이터를 송신한다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 15를 참조하면, 기지국 200은 송수신기 210 및 제어부 220을 포함한다. 송수신기 210은 기지국 200과 다른 엔티티 사이의 신호 송수신을 위한 것이다. 예를 들어, 송수신기 210은 기지국 200과 MTC 게이트웨이 100 사이에서의 신호를 송수신한다. 제어부 220은 기지국 200의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부 220은 스케줄러 225를 포함하며, 본 발명의 실시예들에 따른 SPS 스케줄링 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부 220은 도 4 내지 도 14에 도시된 바와 같은 흐름에 따른 동작을 제어한다.
일 실시예에서, 제어부 220은 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 리더 디바이스(MTC 게이트웨이)로 하향링크 제어신호를 송수신기 210을 통해 송신한다. 또한, 제어부 220은 스케줄링 구간 내의 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 리더 디바이스로부터의 상향링크 신호를 상기 송수신기 210을 통해 수신한다.
일 실시예에서, 제어부 220은 스케줄링 구간의 시작 구간과 종료구간에서 하향링크 승인 신호를 리더 디바이스로 송신한다. 적어도 하나의 지정 구간은, 시작 구간과 종료 구간을 제외한 스케줄링 구간의 나머지 구간을 포함한다.
일 실시예에서, 제어부 220은 스케줄링 구간 이전에 스케줄링의 활성화를 나타내는 정보를 리더 디바이스로 송신한다.
일 실시예에서, 제어부 220은 적어도 하나의 지정 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 리더 디바이스로부터 수신하고, 기준신호에 응답하여 타이밍 정보를 계산하고, 계산된 타이밍 정보를 적어도 하나의 지정 구간에서 리더 디바이스로 송신한다.
일 실시예에서, 제어부 220은 스케줄링 구간의 종료 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 리더 디바이스로부터 수신하고, 기준신호에 응답하여 상향링크 채널 할당을 위한 승인 신호를 스케줄링 구간의 종료 구간에서 리더 디바이스로 송신한다.
일 실시예에서, 제어부 220은 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 하향링크 채널 품질 정보를 리더 디바이스로부터 수신하고, 하향링크 채널 품질 정보에 응답하여 하향링크 승인 신호를 스케줄링 구간의 시작 구간에서 리더 디바이스로 송신한다.
일 실시예에서, 리더 디바이스는 동종의 특성을 가지는 다수의 디바이스들 중에서 수신 신호세기, 전력 소스, 이동도 중의 적어도 하나에 기반하여 선택된 디바이스를 포함한다. 다수의 디바이스들은 서비스품질, 지연 허용, 하향링크/상향 링크 승인 중의 적어도 하나의 측면에서 동일한 특성을 가지는 디바이스들을 포함한다. 다수의 디바이스들은, 서로 다른 디바이스들 또는 동일한 디바이스 내에서 동작하는 서로 다른 애플리케이션들을 포함한다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 MTC 게이트웨이의 구성을 보여주는 도면이다.
도 16을 참조하면, MTC 게이트웨이 100은 송수신기 110, 제어부 120 및 신호 측정부 130을 포함한다. 송수신기 210은 MTC 게이트웨이 100과 다른 엔티티 사이의 신호 송수신을 위한 것이다. 예를 들어, 송수신기 210은 MTC 게이트웨이 100과 기지국 200 사이에서의 신호를 송수신한다. 제어부 120은 MTC 게이트웨이 100의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부 120은 도 4 내지 도 14에 도시된 바와 같은 흐름에 따른 동작을 제어한다. 신호 측정부 130은 송수신기 110을 통해 수신된 신호를 측정한다. 예를 들어, 신호 측정부 130은 기지국 200으로부터 수신된 RS를 측정한다.
일 실시예에서, 제어부 120은 스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 기지국 200으로부터 하향링크 제어신호를 송수신기 110을 통해 수신한다. 또한, 제어부 120은 스케줄링 구간 내의 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 기지국 200으로 상향링크 신호를 송수신기 110을 통해 송신한다.
일 실시예에서, 제어부 120은 스케줄링 구간의 시작 구간과 종료구간에서 하향링크 승인 신호를 기지국 200으로부터 수신한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 지정 구간은 시작 구간과 종료 구간을 제외한 스케줄링 구간의 나머지 구간을 포함한다.
일 실시예에서, 제어부 120은 스케줄링 구간 이전에 스케줄링의 활성화를 나타내는 정보를 기지국 200으로부터 수신한다.
일 실시예에서, 제어부 120은 적어도 하나의 지정 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 기지국 200으로 송신하고, 기준신호에 응답하는 타이밍 정보를 적어도 하나의 지정 구간에서 기지국 200으로부터 수신한다.
일 실시예에서, 제어부 120은 스케줄링 구간의 종료 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 기지국 200으로 송신하고, 기준신호에 응답하여 상향링크 채널 할당을 위한 승인 신호를 스케줄링 구간의 종료 구간에서 기지국 200으로부터 수신한다.
일 실시예에서, 신호 측정부 130은 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 제1 구간에서 하향링크 채널 품질을 측정한다. 제어부 120은 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 제2 구간에서 측정된 하향링크 채널에 대한 품질 정보를 기지국 200으로 송신하고, 하향링크 채널 품질 정보에 응답하는 하향링크 승인 신호를 스케줄링 구간의 시작 구간에서 기지국 200으로부터 수신한다.
일 실시예에서, 리더 디바이스는 동종의 특성을 가지는 다수의 디바이스들 중에서 수신 신호세기, 전력 소스, 이동도 중의 적어도 하나에 기반하여 선택된 디바이스를 포함한다. 다수의 디바이스들은 서비스품질, 지연 허용, 하향링크/상향 링크 승인 중의 적어도 하나의 측면에서 동일한 특성을 가지는 디바이스들을 포함한다. 다수의 디바이스들은, 서로 다른 디바이스들 또는 동일한 디바이스 내에서 동작하는 서로 다른 애플리케이션들을 포함한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크의 기지국과 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스(또는 MTC 게이트웨이)는 특정 시점에서만 신호를 송수신함으로써 신호 송수신의 오버헤드를 최소화할 수 있으며, 또한, 디바이스들에서의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 동작들은 단일의 프로세서에 의해 그 동작이 구현될 수 있을 것이다. 이러한 경우 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령이 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판단 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 기지국 또는 릴레이의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : MTC 게이트웨이
200: 기지국
110,210 : 송수신기
120,220 : 제어부
130 : 신호 측정부
225 : 스케줄러

Claims (40)

  1. 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크의 기지국 장치에 있어서:
    사물 통신을 위한 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스와의 신호 송수신을 위한 송수신기; 및
    스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 리더 디바이스로 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 송신하고, 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 리더 디바이스로부터의 상향링크 신호를 상기 송수신기를 통해 수신하는 제어부를 포함하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스케줄링 구간의 시작 구간과 종료구간에서 하향링크 승인 신호를 상기 리더 디바이스로 송신하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 지정 구간은, 상기 시작 구간과 상기 종료 구간을 제외한 상기 스케줄링 구간의 나머지 구간을 포함하는 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스케줄링 구간 이전에 스케줄링의 활성화를 나타내는 정보를 상기 리더 디바이스로 송신하는 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 지정 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 리더 디바이스로부터 수신하고,
    상기 기준신호에 응답하여 타이밍 정보를 계산하고,
    상기 계산된 타이밍 정보를 상기 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 리더 디바이스로 송신하는 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스케줄링 구간의 종료 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 리더 디바이스로부터 수신하고,
    상기 기준신호에 응답하여 상향링크 채널 할당을 위한 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 종료 구간에서 상기 리더 디바이스로 송신하는 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 하향링크 채널 품질 정보를 상기 리더 디바이스로부터 수신하고,
    상기 하향링크 채널 품질 정보에 응답하여 하향링크 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 시작 구간에서 상기 리더 디바이스로 송신하는 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 리더 디바이스는,
    동종의 특성을 가지는 상기 다수의 디바이스들 중에서 수신 신호세기, 전력 소스, 이동도 중의 적어도 하나에 기반하여 선택된 디바이스를 포함하는 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은,
    서비스품질, 지연 허용, 하향링크/상향 링크 승인 중의 적어도 하나의 측면에서 동일한 특성을 가지는 디바이스들을 포함하는 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은, 서로 다른 디바이스들 또는 동일한 디바이스 내에서 동작하는 서로 다른 애플리케이션들을 포함하는 장치.
  11. 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크에서 다수의 디바이스들 중 어느 하나의 디바이스 장치에 있어서:
    기지국과의 신호 송수신을 위한 송수신기; 및
    스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 기지국으로부터 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 수신하고, 상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 기지국으로 상향링크 신호를 상기 송수신기를 통해 송신하는 제어부를 포함하는 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스케줄링 구간의 시작 구간과 종료구간에서 하향링크 승인 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 지정 구간은, 상기 시작 구간과 상기 종료 구간을 제외한 상기 스케줄링 구간의 나머지 구간을 포함하는 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스케줄링 구간 이전에 스케줄링의 활성화를 나타내는 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 지정 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 기지국으로 송신하고,
    상기 기준신호에 응답하는 타이밍 정보를 상기 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 기지국으로부터 수신하는 장치.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스케줄링 구간의 종료 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 기지국으로 송신하고,
    상기 기준신호에 응답하여 상향링크 채널 할당을 위한 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 종료 구간에서 상기 기지국으로부터 수신하는 장치.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 제1 구간에서 하향링크 채널 품질을 측정하고,
    상기 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 제2 구간에서 상기 측정된 하향링크 채널에 대한 품질 정보를 상기 기지국으로 송신하고,
    상기 하향링크 채널 품질 정보에 응답하는 하향링크 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 시작 구간에서 상기 기지국으로부터 수신하는 장치.
  18. 청구항 11에 있어서, 상기 리더 디바이스는,
    동종의 특성을 가지는 상기 다수의 디바이스들 중에서 수신 신호세기, 전력 소스, 이동도 중의 적어도 하나에 기반하여 선택된 디바이스를 포함하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은,
    서비스품질, 지연 허용, 하향링크/상향 링크 승인 중의 적어도 하나의 측면에서 동일한 특성을 가지는 디바이스들을 포함하는 장치.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은, 서로 다른 디바이스들 또는 동일한 디바이스 내에서 동작하는 서로 다른 애플리케이션들을 포함하는 장치.
  21. 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크에서 기지국의 동작 방법에 있어서:
    스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 사물 통신을 위한 다수의 디바이스들 중 하나의 리더 디바이스로 하향링크 제어신호를 상기 송수신기를 통해 송신하는 과정; 및
    상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 리더 디바이스로부터의 상향링크 신호를 수신하는 과정을 포함하는 방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 스케줄링 구간의 시작 구간과 종료구간에서 하향링크 승인 신호를 상기 리더 디바이스로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 적어도 하나의 지정 구간은, 상기 시작 구간과 상기 종료 구간을 제외한 상기 스케줄링 구간의 나머지 구간을 포함하는 방법.
  24. 청구항 21에 있어서, 상기 스케줄링 구간 이전에 스케줄링의 활성화를 나타내는 정보를 상기 리더 디바이스로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지정 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 리더 디바이스로부터 수신하는 과정;
    상기 기준신호에 응답하여 타이밍 정보를 계산하는 과정; 및
    상기 계산된 타이밍 정보를 상기 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 리더 디바이스로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  26. 청구항 21에 있어서,
    상기 스케줄링 구간의 종료 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 리더 디바이스로부터 수신하는 과정; 및
    상기 기준신호에 응답하여 상향링크 채널 할당을 위한 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 종료 구간에서 상기 리더 디바이스로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  27. 청구항 21에 있어서,
    상기 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 하향링크 채널 품질 정보를 상기 리더 디바이스로부터 수신하는 과정; 및
    상기 하향링크 채널 품질 정보에 응답하여 하향링크 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 시작 구간에서 상기 리더 디바이스로 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  28. 청구항 21에 있어서, 상기 리더 디바이스는,
    동종의 특성을 가지는 상기 다수의 디바이스들 중에서 수신 신호세기, 전력 소스, 이동도 중의 적어도 하나에 기반하여 선택된 디바이스를 포함하는 방법.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은,
    서비스품질, 지연 허용, 하향링크/상향 링크 승인 중의 적어도 하나의 측면에서 동일한 특성을 가지는 디바이스들을 포함하는 방법.
  30. 청구항 28에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은, 서로 다른 디바이스들 또는 동일한 디바이스 내에서 동작하는 서로 다른 애플리케이션들을 포함하는 방법.
  31. 사물 통신을 위한 이동 통신 네트워크에서 다수의 디바이스들 중 어느 하나의 디바이스의 동작 방법에 있어서:
    스케줄링 구간 내의 적어도 하나의 지정 구간에서 기지국으로부터 하향링크 제어신호를 수신하는 과정; 및
    상기 스케줄링 구간 내의 상기 지정된 구간으로부터 정해지는 특정 시점에서 상기 기지국으로 상향링크 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 스케줄링 구간의 시작 구간과 종료구간에서 하향링크 승인 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 적어도 하나의 지정 구간은, 상기 시작 구간과 상기 종료 구간을 제외한 상기 스케줄링 구간의 나머지 구간을 포함하는 방법.
  34. 청구항 31에 있어서, 상기 스케줄링 구간 이전에 스케줄링의 활성화를 나타내는 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  35. 청구항 31에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지정 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 기지국으로 송신하는 과정; 및
    상기 기준신호에 응답하는 타이밍 정보를 상기 적어도 하나의 지정 구간에서 상기 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  36. 청구항 31에 있어서,
    상기 스케줄링 구간의 종료 구간 이전의 미리 정해진 구간에서 기준신호를 상기 기지국으로 송신하는 과정; 및
    상기 기준신호에 응답하여 상향링크 채널 할당을 위한 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 종료 구간에서 상기 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  37. 청구항 31에 있어서,
    상기 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 제1 구간에서 하향링크 채널 품질을 측정하는 과정;
    상기 스케줄링 구간의 시작 구간 이전의 미리 정해진 제2 구간에서 상기 측정된 하향링크 채널에 대한 품질 정보를 상기 기지국으로 송신하는 과정;
    상기 하향링크 채널 품질 정보에 응답하는 하향링크 승인 신호를 상기 스케줄링 구간의 시작 구간에서 상기 기지국으로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  38. 청구항 31에 있어서, 상기 리더 디바이스는,
    동종의 특성을 가지는 상기 다수의 디바이스들 중에서 수신 신호세기, 전력 소스, 이동도 중의 적어도 하나에 기반하여 선택된 디바이스를 포함하는 방법.
  39. 청구항 38에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은,
    서비스품질, 지연 허용, 하향링크/상향 링크 승인 중의 적어도 하나의 측면에서 동일한 특성을 가지는 디바이스들을 포함하는 방법.
  40. 청구항 38에 있어서, 상기 다수의 디바이스들은, 서로 다른 디바이스들 또는 동일한 디바이스 내에서 동작하는 서로 다른 애플리케이션들을 포함하는 방법.
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