KR20180099827A

KR20180099827A - 단말-공유 통신 채널 청취 후 메시지 전송 방법

Info

Publication number: KR20180099827A
Application number: KR1020187021943A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 젤로얀; 리오넬 베르톡스
Original assignee: 시그폭스
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-09-05
Also published as: WO2017114830A1; EP3398394A1; JP6830490B2; US10667296B2; FR3046328A1; US20190007970A1; JP2019504559A; CN108432330B; EP3398394B1; CN108432330A; FR3046328B1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템(10)의 단말기(20)가 다른 단말기들(20)과 공유된 통신 채널을 통해 메시지를 전송하는 방법(50)에 관한 것으로,
"비활성 시간 ΔTin"으로 지칭되는 기결정된 시간 동안 상기 통신 채널 상의 활동의 부재를 검출할 때까지 상기 단말기(20)에 의한 상기 통신 채널을 중단하지 않고 청취하는 단계(51)와,
상기 비활성 시간 ΔTin 동안 상기 통신 채널 상에서 활동이 검출되지 않을 때, 상기 무선 통신 시스템(10)의 모든 단말기(20)에 대해 동일한, 대기 시간 ΔTat라 지칭되는 기결정된 시간 동안 대기하는 단계(54)와,
상기 메시지를 상기 통신 채널을 통해 전송하는 단계(52)를 포함한다.

Description

단말-공유 통신 채널 청취 후 메시지 전송 방법

본 발명은 무선 통신 시스템 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 메시지가 다른 단말과 공유되는 통신 채널 상에서 전송되어야 하는 경우와, 각각의 단말이 메시지 전송 이전에 상기 통신 채널의 가용성을 체크해야 하는 경우에, 단말에 의한 메시지 전송 방법에 관련된다.

많은 무선 통신 시스템들에서, 통신 채널 상에서 메시지를 송신하기 전에, 통신 채널을 청취하여 그 이용 가능성을 확인하는 것이 실제로 필요하다.

이는 특히, 규정 제한 사항이 준수되는 한, 이전의 관리 승인없이 사용될 수 있는 소위 무면허 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 시스템의 경우다. 이러한 규제적 제약은 실제로 특정 지리적 영역에서 말하기 전에 듣기(LBT) 의무를 포함한다.

따라서, 그러한 무선 통신 시스템에서, "비 활동 시간"으로 지칭되는 기결정된 시간 동안 상기 통신 채널 상에 어떠한 활동도 검출되지 않은 경우에만 메시지를 송신하는 것이 가능하다. 예를 들어, 일본에서, 메시지를 보내기 전에 검출되어야할 비활성 시간은 적어도 5 밀리초(ms) 이상이어야 한다.

현재 무선 통신 시스템들에서, 이와 같은 통신 채널을 통해 메시지를 송신하기를 원하는 단말기는 따라서 상기 통신 채널을 청취함으로써 시작한다. 통신 채널이 통화 중이거나 상기 비 활동 시간이 관측될 수 있기 전에 활동이 검출되는 경우, 상기 단말기는 즉시 청취를 중단할 수 있고, "청취 지연 시간"이라 불리는 기결정된 시간의 만료 후에 상기 통신 채널을 나중에 청취하려 시도한다. 단말기는 또한 상기 비 활동 시간 동안 통신 채널 상의 활동 부재를 검출할 때까지 청취를 연장할 수 있다. 상기 비활성 시간과 동등한 시간 동안 활동의 부재가 감지되자마자, 상기 단말기는 상기 메시지를 전송할 수 있다.

허가 되지 않은 주파수 대역을 사용하는 것은 M2M( "Machine-to-Machine") 또는 IoT(Internet of Things) 유형의 응용 프로그램의 경우 특히 유용하다. 왜냐하면 그러한 무선 통신 시스템의 비용을 줄일 수 있기 때문이다.

IoT와 같은 범주에서, 일상 생활의 각 객체는 통신 디바이스가 되는 직업을 가지며, 액세스 네트워크를 위해 의도된 메시지를 전송하기에 적합한 단말을 구비한다. 그러한 맥락에서, 매우 많은 수의 단말기, 전형적으로 100 개 이상의 단말기가 동일한 통신 채널을 공유하는 것은 전적으로 가능할 수 있다.

송신 전에 청취하는 공지된 기술의 문제점은, 동일한 통신 채널을 공유하는 다수의 단말기의 경우, 통신 채널을 액세스하는 것이 어려울 수 있다는 사실에 있다. 실제로, 다른 단말기가 통신 채널을 청취하고 있은 순간에 메시지를 송신하는 단말기를 가질 확률은, 단말기의 수에 따라 증가하며, 이러한 방식으로 단말기가 통신 채널을 기다리는데 많은 시간을 소비하게 된다.

또한, 상호간에 간섭없이 상기 통신 채널을 사용할 수 있는 단말기의 가능한 능력에 관계없이 적어도 하나의 단말기가 통신 채널에서 메시지를 전송하고 있기에 충분하다는 사실은, 상기 통신 채널에 대해 그다지 효과적이지 않은 용도로 나타난다.

본 발명은, 단말기가 전송 전에 통신 채널을 청취해야 하는 경우에, 많은 수의 단말기에 의해 공유되는 통신 채널의 사용 효율을 향상시킬 수 있는 솔루션을 제안함으로써 종래 기술의 솔루션의 제한사항(특히 상기 언급한 사항) 중 전부 또는 일부를 극복하기 위한 목적을 가진다.

이러한 효과를 위해 제 1 실시형태에 따르면, 본 발명은 무선 통신 시스템의 단말기에 의해 다른 단말기와 공유된 통신 채널을 통해 메시지를 전송하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은,

"비활성 시간(ΔTin)"으로 지칭되는 기결정된 시간 동안 통신 채널 상의 활동 부재를 검출할 때까지 상기 단말기에 의해 통신 채널 중단없이 청취하는 단계와,

상기 비활성 시간(△Tin) 동안 상기 통신 채널 상에서 활동이 검출되지 않을 때, 통신 채널 상에서 상기 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

더욱이, 단말기는 상기 통신 채널 상의 상이한 확산 코드, 또는 주파수에 의해 다중화되고, 상기 비활성 시간(ΔTin) 동안 상기 통신 채널 상의 활동의 부재를 검출한 후에, 상기 방법은 메시지 전송 전에 상기 무선 통신 시스템의 모든 단말기에 대해 동일한 기결정 시간 동안 "대기 시간(ΔTat)"으로 대기하는 단계를 포함한다.

이와 같이, 종래 기술의 소정의 청취 기술에 반해, 단말기는 통신 채널을 청취하고 있을 때, 상기 통신 채널 상에서 활동이 검출되는 경우, 청취를 중단하지 않는다. 이와 반대로, 단말기는, 청취 시간이 비활성 시간(ΔTin)보다 길도록, 상기 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 상기 통신 채널 상에서의 활동 부재를 검출할 때까지, 통신 채널이 통신 중임에도 불구하고, 청취를 연장한다.

결과적으로, 통신 채널이 최초에 통신 상태일 때, 청취 연장은 상기 통신 채널 상에서 진행 중인 활동의 종료 순간을 검출할 수 있게 하고, 따라서, 진행 중인 활동의 종료 후, 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재를 가능한 일찍 검출할 수 있게 한다.

따라서, 발명의 전송 방법은 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재를 사전에 검출하는 제약사항을 여전히 충족시키면서도, 통신 채널 상의 활동 종료에 가능한 가깝게 메시지를 전송할 수 있다는 점으로 인해, 통신 채널 이용 효율을 개선시킬 수 있다.

통신 채널 이용의 효율은 전송할 메시지를 가진 단말기들이 각자의 메시지를 동시에 전송하려는 경향을 가진다는 점에 의해 또한 개선된다. 왜냐하면, 한편으로, 실질적으로 동일한 순간에 활동 종료를 검출할 것이어서, 실질적으로 동시에 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재를 또한 검출할 수 있게 되고, 다른 한편, 통신 시스템의 모든 단말기에 대해 대기 시간(ΔTat)이 동일하기 때문이다. 그러나, 단말기가 상기 통신 채널 상에서의 상이한 확산 코드 및/또는 주파수에 의해 다중화됨에 따라, 어떤 충돌도 없이, 상기 단말기에 의해 동시에 전송되는 메시지들이 서로 간섭하지 않는다.

대기 시간(ΔTat)과 동일한 시간만큼 메시지의 전송 지연은 전송할 수 있는 단말기들의 수를 증가시킬 수 있기 때문에 유리하며, 이와 같이, 상이한 단말기들에 의한 메시지의 동시 전송을 더욱 바람직하게 한다.

대기시간(ΔTat)은 통신 시스템의 모든 단말기에 대해 동일하며, 이는 시간에 걸쳐 상이한 단말기들의 메시지의 전송을 확산시키는 것을 목적으로 하는 것이 아니라, 더 많은 수의 단말기에 의한 메시지의 동시 전송을 바람직하게 한다.

대기 시간(ΔTat) 이용의 다른 장점은, 통신 채널을 점유하고 있는 단말기에 가장 가까운 단말기가 채널이 자유로움을 먼저 검출하는 경향이 있고 다른 단말기의 전송을 방지할 수 있다는 점에서, 전파 시간에 연동된 문제점을 교정할 수 있다.

결과적으로, 발명의 전송 방법은 여러 메시지들의 동시 전송을 선호함으로써 상기 통신 채널의 점유를 최적화시키면서도, 전송 전 청취 제약을 충족시킬 수 있다.

특정 실시예에서, 전송 방법은 개별적으로 취해지는 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합에 따라 취해지는 다음의 특성들 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 단말기는 "최대 청취 시간(ΔTmax)"으로 지칭되는 기결정된 시간 동안 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재가 검출되지 않을 때 통신 채널의 청취를 중단하며, 최대 청취 시간(ΔTmax)은 비활성 시간(ΔTin)보다 실질적으로 크고, 즉, 최대 청취 시간(ΔTmax)은 비활성 시간(ΔTin)보다 적어도 5배 크며(ΔTmax ≥　5ΔTin), 바람직한 경우 상기 비활성 시간(ΔTin)보다 적어도 10배 이상 크다(ΔTmax ≥10ΔTin).

이와 같이, 청취 단계 중, 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재가 최대 청취 시간(ΔTmax) 동안 검출되지 않을 경우, 단말기는 최종적으로 청취를 중단한다. 이러한 구성에서는 규제 제약과 부합하지 않는 간섭원에 의해 통신 채널이 계속적으로 점유되는 경우에 통신 채널의 계속적 청취를 피할 수 있다.

특정 실시예에서, 최대 청취 시간 (ΔTmax)은 무선 통신 시스템의 단말기들에 의해 전송되는 메시지들의 최대 지속시간(ΔTmsg)보다 크고, 더욱 바람직한 경우 (ΔTmax)는 (ΔTmsg + 2xΔTin + ΔTat)보다 크다.

특정 실시예에서, 최대 청취 시간(ΔTmax)는 2초 이상이다.

특정 실시예에서, 대기 시간(ΔTat)는 비활성 시간(ΔTin)보다 크거나 같다.

특정 실시예에서, 단말기에 의해 전송될 메시지는 초 협 대역 메시지다.

특정 실시예에서, 메시지의 송신은 다른 단말과 공유되는 주파수 대역 내에서 상기 메시지를 송신하기 위한 중심 주파수의, 상기 단말에 의한, 임의적 선택을 포함한다.

특정 실시예에서, 메시지의 송신은 기결정된 확산 코드에 의해 상기 메시지의 스펙트럼의 확산을 포함한다.

제 2 실시형태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 송신 방법의 단계들을 구현하도록 구성된 수단을 포함하는 무선 통신 시스템의 단말기에 관한 것이다.

제 3 실시형태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 복수의 단말기를 포함하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.

특정 실시예에서, 무선 통신 시스템은 복수의 기지국을 포함하는 액세스 네트워크를 포함하며, 통신 채널은 단말기로부터 액세스 네트워크로의 업 링크에 대응한다.

본 발명은 도면을 참조하여 제시되는 전혀 제한적이지 않은 예를 통해 주어지는 다음의 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일 실시 형태의 개략도.
도 2는 전송 방법의 일 실시예를 보여주는 도면.
도 3은 전송 방법의 대안의 실시예를 보여주는 도면.
도 4는 전송 방법의 선호 실시예를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 송신 방법의 동작을 나타내는 시간도.
이 도면들에서, 여러 도면에서 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 요소들을 나타낸다. 명료성을 위해, 달리 언급되지 않는 한, 도시된 구성 요소는 축척에 맞게 그려지지 않는다.

도 1은 무선 통신 시스템(10)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시된 예에서, 무선 통신 시스템(10)은 다수의 단말기(20)와, 복수의 기지국(31)을 포함하는 액세스 네트워크(30)를 포함한다.

액세스 네트워크(30)의 단말기(20) 및 기지국(31)은 무선 신호의 형태로 데이터를 교환한다. "무선 신호"라는 용어는 무선 수단을 통해 전파되는 전자기파를 의미하며 그 주파수는 전파의 전통적인 스펙트럼(수십 헤르쯔 ~ 수백 기가 헤르쯔) 내에 있다.

설명의 나머지 부분에서, 단말기(20)와 기지국(31) 사이의 데이터 교환이 실질적으로 단방향 인 경우, 여기서는 단말기(20)로부터 액세스 네트워크(30) 로의 업 링크의 경우를 비 제한적인 방식으로 고려한다. 다른 실시예에 따르면, 양방향 무선 통신 시스템(10)을 가지며, 액세스 네트워크(30)로부터 단말기(20) 로의 다운 링크상에서 데이터 교환을 가질 수도 있다.

액세스 네트워크(30)의 기지국(31)과 단말기(20) 사이의 업 링크는 상기 단말기(20)에 의해 공유된 통신 채널에 대응한다. 특히, 통신 채널은 기결정된 주파수 대역, 예를 들어 200kHz의 폭을 가진 기결정된 주파수 대역에 대응하며, 각 단말(20)은 데이터를 포함하는 메시지를 송신하도록 인가된다.

설명의 나머지 부분에서, 단말기(20)가 통신 채널 상의 주파수( "주파수 분할 다중 접속"또는 FDMA)에서 다중화되는 경우를 비 제한적인 방식으로 고려한다.

또한, 무선 통신 시스템(10)이 초 협 대역 인 경우를 비 제한적인 방식으로 고려한다. 용어 "초 협 대역(ultra-narrow band, UNB)"은 단말기(20)에 의해 전송된 메시지의 순간 주파수 스펙트럼이 2 킬로 헤르츠 미만, 심지어 1 킬로 헤르츠 미만의 주파수 폭을 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 메시지의 전송은 특히 M2M 또는 IoT 유형의 애플리케이션에 적합한 매우 낮은 전력 소비로 수행될 수 있다.

또한, 이러한 초 협 대역 메시지는 통신 채널 상의 상이한 단말(20)의 주파수에서의 다중화에 특히 적합하다.

예를 들어, 각 단말(20)에 메시지를 전송하기 위한 중심 주파수를 미리 연관시키는 것이 가능하며, 서로 다른 단말(20)의 각각의 중심 송신 주파수가 서로 상이하고 시간에 대해 불변이다. 예를 들어, 통신 채널이 200kHz와 동일한 폭을 갖는 주파수 대역에 대응하는 경우, 초 협 대역 메시지의 경우, 서로 간섭하는 상기 단말기(20)에 의해 전송되는 메시지없이, 상기 주파수 대역에서 100 내지 200 개의 단말(20)을 다중화하는 것이 가능하다.

선택적으로, 바람직한 실시예에서, 무선 통신 시스템(10)의 각각의 단말기(20)는 공유 주파수 대역 내에서 송신될 메시지를 송신하기 위한 중심 주파수를 무작위로 선택하도록 구성된다. 결과적으로, 동일 단말(20)에 대한 송신을 위한 중심 주파수는 시간에 걸쳐, 보다 바람직하게는 메시지가 전송되어야할 때마다, 변한다.

이러한 구성은 액세스 네트워크(30)의 기지국(31)과 단말기(20) 사이의 조정없이, 통신 채널 상의 단말기(20)의 주파수 멀티플렉싱을 통계적으로 수행할 수 있다는 점에서 유리하다. 그러나 복잡성은 액세스 네트워크(30)에 알려지지 않은 선험적인 임의의 중앙 송신 주파수에 대해 상기 통신 채널을 통해 송신된 메시지를 수신할 수 있어야 하는 액세스 네트워크(30)에 있다.

또한, 각 단말(20)의 송신을 위한 중심 주파수가 시간에 따라 변하기 때문에, 각 단말(20)과 액세스 네트워크(30) 사이의 통신은 시간에 따라 불변인, 그리고, 사익 단말(20)에 의해 공유되는 주파수 대역의 일부분만을 점유하는, 중심 전송 주파수에서 기생 신호를 전송하는 간섭원의 존재에 덜 민감하다.

도 2는 무선 통신 시스템(10)의 상이한 단말기들(20)에 의해 공유되는 통신 채널을 통해 메시지를 전송하기 위한 방법(50)의 주요 단계들을 개략적으로 도시한다.

전송 방법(50)은 상기 무선 통신 시스템(10)의 각 단말(20)에 의해 구현된다.

이 효과를 위해, 각각의 단말기(20)는, 예를 들어, 하나 또는 여러 개의 프로세서 및 메모리 수단(자기 하드 드라이브, 전자 메모리, 광학 디스크 등)를 포함하는 제어 유닛(도면에 도시되지 않음)을 특히 포함하며, 상기 메모리 수단에는 전송 방법(50)의 상이한 단계들을 구현하기 위해 실행될 프로그램 코드 명령어들의 세트의 형태로, 컴퓨터 프로그램 제품이 저장될 수 있다. 선택적으로 또는 보완으로서, 제어 유닛은 송신 방법(50)의 모든 단계 또는 일부 단계를 구현하는데 적합한, 하나 또는 다수의 프로그램 가능한 논리 회로들(FPGA, PLD 등), 및/또는 하나 또는 몇몇의 특수 집적 회로(ASIC), 및/또는 이산 전자 컴포넌트들의 세트 등을 포함한다.

각각의 단말기(20)는 또한 당해 기술 분야의 당 업자에게 공지된 것으로 고려되는 무선 통신 수단을 포함하여, 상기 단말기가 액세스 네트워크(30)의 기지국(31)에 의도된 업 링크 메시지를 송신하게 한다.

다른 말로 하면, 단말기(20)는 송신 방법(50)의 단계들을 구현하기 위해 소프트웨어(특정 컴퓨터 프로그램 제품) 및/또는 하드웨어(FPGA, PLD, ASIC, 개별 전자 부품 등)에 의해 구성되는 한 세트의 수단을 포함한다.

상술한 바와 같이, 통신 채널 상에서 메시지를 송신하기 전에, 단말기(20)는 그것이 통신 중이 아닌 것을 체크하기 위해 상기 통신 채널을 청취해야 한다.

이와 같이,도 2에 도시된 바와 같이, 단말기(20)가 송신될 메시지를 가질 때, 송신 방법(50)은 상기 메시지를 송신하기 전에 단말기(20)에 의해 통신 채널을 청취하는 단계(51)를 포함한다.

통신 채널은 "비활성 시간 ΔTin"으로 지칭되는 소정의 시간 동안 상기 통신 채널 상에 어떠한 활동도 검출되지 않으면 점유되지 않은 것으로 간주된다. 비 활동 시간 ΔTin은 특히 무선 통신 시스템(10)에 의해 커버되는 지리적 영역에서 유효한 규제 제약들에 의존할 수 있고, 예를 들어 5ms 이상이다.

용어 "통신 채널 상의 활동"은 무선 통신 시스템(10)의 다른 단말(20)에 의한 메시지의 진행 중인 송신뿐만 아니라 상기 무선 통신 시스템에 속하지 않는 제 3 자 장비에 의한 송신까지도 의미한다. 당업자에게 알려진 활동을 검출하는 임의의 방법이 구현될 수 있으며, 특정 방법의 선택은 본 발명의 단지 대안적인 실시예에 지나지 않음을 유의해야 한다.

청취 단계(51) 동안, 상기 활동 채널이 비활성 시간 ΔTin(도 2의 참조 부호(510))과 동일한 지속시간의 (상기 통신 채널 상에서의) 활동 부재를 검출할 수 있기 전에 활동이 검출되면, 청취 단계(51)의 실행이 계속된다.

그러나, 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재가 검출되면(도 2의 참조 번호(511)), 통신 채널은 점유되지 않은 것으로 간주된다. 송신 방법(50)은 그 후 상기 메시지를 송신하는 단계(52)를 포함한다.

다른 말로 하면, 단말기(20)는 상기 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 상기 통신 채널 상의 활동 부재를 검출할 때까지 중단없이 통신 채널을 청취한다.

단말기(20)가 메시지를 전송해야 하고 통신 채널을 청취하기 시작할 때, 활동이 통신 채널 상에서 검출되면, 단말기(20)는 상기 통신 채널 상에서 진행 중인 활동의 종료 순간까지 통신 채널을 청취한다. 이와 같이, 단말기(20)는 비활성 채널 시간 ΔTin의 측정이 통신 채널에서 진행중인 활동이 중지된 직후에 시작되므로 활동 종료의 순간에 가능한한 근접하여 보낼 수 있다.

또한, 단말기(20)의 이러한 거동은 통신 채널 상에서 진행중인 활동이 중지된 후에, 상이한 단말기(20)에 의한 몇몇 메시지의 동시 송신을 선호할 수 있게 한다. 실제로, 송신될 메시지를 가지며 통신 채널 상의 동일한 활동 기간 동안 통신 채널을 청취하기 시작하는 단말기(20)는, 통신 채널 상에서 진행 중인 활동이 중단된 직후에 실질적으로 동일한 순간에 비활성 시간 ΔTin의 측정을 시작할 것이다. 고려된 예에서, 단말기들(20)이 주파수들로 다중화된다면, 동시에 전송된 메시지들은 서로 간섭하지 않는다.

도 3은 송신 방법(50)의 대안의 구현예의 주요 단계를 도식적으로 도시한다.

도 2를 참조하여 기술된 단계들에 더하여, 송신 방법(50)은 통신 채널을 청취하는 지속시간이 "최대 청취 시간 ΔTmax"로 지칭되는 기결정된 시간을 초과했는지를 결정하는 단계(53)를 포함한다.

청취 시간이 비활성 시간 ΔTin(도 3의 참조 번호 530)과 동일한 지속시간의 활동 부재 검출없이 최대 청취 시간 ΔTmax를 초과한 경우, 단말기(20)는 통신 채널의 청취를 중단한다. 이러한 경우에, 단말기(20)는 나중에, 예를 들어 "청취 지연 시간 ΔTr"로 지칭되는 기결정된 시간의 만료 후에, 통신 채널을 청취하려 시도할 수 있다. 청취 지연 시간 △Tr은, 예를 들면, 수백 밀리 초 내지 수 초 사이이다. 또한, 미리 정의된 수의 청취 중단 후에, 또는 기결정된 최대 지속시간의 만료시, 예를 들어, 약 수백 초 후에, 메시지의 송신을 취소하는 것이 가능하다.

그러나, 청취 시간이 최대 청취 시간 ΔTmax(도 3의 참조 번호 531)를 초과하지 않으면, 통신 채널의 청취는 중단없이 계속된다.

달리 말하면, 단말기(20)는 비활성 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 활동 부재가 검출되지 않는 한, 청취 시간이 최대 청취 시간 ΔTmax을 초과할 수 없는 한도까지, 중단없이 통신 채널을 청취한다. 그러한 장치는 규제 제약에 부합하지 않는 간섭원에 의해 통신 채널이 계속적으로 점유되는 경우에 통신 채널을 지속적으로 청취하는 것을 특히 방지할 수 있게 한다.

보다 바람직하게, 최대 청취 시간(ΔTmax)은 비활성 시간(ΔTin)보다 상당히 크며, 즉 비활성 시간(ΔTin)보다 적어도 5 배 더 크다.

실제로, 최대 청취 시간 ΔTmax가 더 클수록, 전송되어야할 메시지를 가진 다수의 단말기(20)가 점점 더 많이, 통신 채널 상에서 진행중인 활동의 종료 순간을 검출하는 것이 가능할 것이다. 결과적으로, 최대 청취 시간 ΔTmax가 증가할수록, 동시에 메시지를 송신할 수 있는 단말기(20)의 수가 더욱 커진다. 비활성 시간 ΔTin이 5ms와 같은 경우, 최대 청취 시간은 예를 들어 500ms 이상, 심지어 2 초 이상이다.

바람직한 실시예에서, 최대 청취 시간 ΔTmax는 무선 통신 시스템의 단말기(20)에 의해 송신된 메시지의 최대 지속시간 ΔTmsg보다 크며, 보다 바람직하게는 ΔTmax가 (ΔTmsg + 2 × ΔTin + ΔTat)보다 크다. 이러한 경우에, 각각의 단말기(20)는 진행중인 활동 후에 비활성 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 활동의 부재를 검출할 수 있을 정도로 충분히 길게 통신 채널을 여전히 청취할 것이다(그러나,이 활동이 상기 무선 통신 시스템(10)의 단말기(20)에 의해 전송되는 메시지에 대응할 경우).

도 4는 송신 방법(50)의 바람직한 실시예의 주요 단계를 개략적으로 도시한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 송신 방법(50)은 도 2를 참조하여 기술된 단계들을 포함한다. 도 4에 도시된 비 제한적인 예에서, 송신 방법(50)은 도 3을 참조하여 기술된, 청취 시간이 최대 청취 시간 ΔTmax를 초과했는지를 결정하는 단계(53)를 포함하지 않는다. 그러나, 다른 예들에 따르면, 청취 시간이 최대 청취 시간 ΔTmax를 초과하는지 여부를 결정하는 단계(53)를 포함하는 것이 전혀 배제되지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 송신 방법(50)은 비 활동 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 통신 채널 상의 활동 부재를 검출한 후, 메시지 전송 전에, "대기 시간 ΔTat"라 불리는 소정 시간 동안 대기하는 단계(54)를 포함한다.

달리 말하면, 비 활동 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 통신 채널 상에 활동이 없음을 검출한 후에, 단말기(20)는 대기 시간 ΔTat와 동일한 지속시간만큼 메시지의 송신을 지연시킨다.

이러한 장치는 상이한 단말(20)에 의한 메시지의 동시 송신을 더 유리하게할 수 있다는 점에서 유리하다. 실제로, 활동이 진행중인 동안 통신 채널을 청취하기 시작한 단말(20)은 아래에 대응하는 순간에 메시지를 전송하려는 경향을 가진다:

Tfin + ΔTin + ΔTat

Tfin은 상기 단말(20)에 의해 검출된 활동의 종료 순간에 대응한다. 결과적으로, 순간 Tfin과 순간(Tfin + ΔTat) 사이에서 청취를 시작하는 단말(20)은 비활성 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 활동 부재를 검출할 수 있고, 메시지의 전송을 트리거링할 것이며, 이는 활동이 진행중인 동안 통신 채널을 청취하기 시작한 단말기(20)가 순간(Tfin + ΔTin)에서 직접 메시지를 전송하는 경우에 해당하지 않을 것이다.

대기 시간(ΔTat)은 단지 메시지의 송신을 지연시키는 것을 목표로 하며, 송신은 순간(Tfin)에서 결정된 것임을 주목한다. 이와 같이, 순간 Tfin 이후 시작되는 활동은 순간 Tfin 이후 그리고 대기 시간 ΔTat 동안, 통신 채널을 청취할 필요가 없도록, 단말기(20)에 의한 메시지의 전송을 묻지 않을 것이다.

바람직하게는, 대기 시간 ΔTat는 무선 통신 시스템(10)의 모든 단말기(20)에 대해 동일하다. 실제로, 대기 시간 ΔTat은 메시지들이 동시에 전송되는 것을 방지하기 위해, 시간 경과에 따라 상이한 단말기(20)의 메시지의 송신을 확산시키려는 것이 아니다. 대기 시간(ΔTat)은 더 많은 수의 단말기(20)에 의한 메시지의 동시 송신을 선호하기 위해 통신 채널 상의 비 활동을 연장시키는 것을 목적으로한다. 예를 들어, 대기 시간(ΔTat)은 비활성 시간(ΔTin)보다 크거나 같다.

대기 시간 ΔTat를 사용하는 또 다른 이점은, 통신 채널을 점유하고 있는 단말에 가장 가까운 단말이 채널이 자유로움을 먼저 검출하는 경향이 있고, 다른 단말기의 전송을 방지할 수 있다는 점에서, 전파 시간에 연동된 문제점을 교정할 수 있다는 것이다. 실제로, 대기 시간 ΔTat없이, 가장 가까운 단말은 이보다 더 먼 단말이 비활성 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 활동 부재를 검출하기 전에, 송신을 시작하여 통신 채널을 점유할 수 있으며, 이는 이러한 다른 단말이 가장 가까운 단말과 동시에 전송하는 것을 방지할 것이다.

도 5는 송신 방법(50)의 동작 원리를 예시하는 시간도를 도시한다. 도 5에 도시된 예에서, 청취 시간이 최대 청취 시간(△ Tmax)으로 제한되고, 비 활동 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 활동 부재를 검출한 후 그리고 대기 시간(ΔTat)과 동일한 추가 시간 동안 대기한 후 각각의 단말기(20)가 전송하는 경우를 비제한적인 방식으로 고려해보자.

특히, 도 5는 7 개의 단말(20a 내지 20g)의 거동을 도시하는 a) 내지 g)의 7 개의 부분을 포함한다. 이들 각각의 단말에 있어서, 빗금친 구역은 메시지를 전송하기 위한 시간 간격에 대응하고, "CS"로 지정된 구역은 통신 채널을 청취하는 시간 간격에 대응한다.

도 5의 부분 a)에 도시된 바와 같이, 단말기(20a)가 처음에 통신 채널을 통해 메시지를 송신하는 프로세스에 있고 단말기(20e)에 의한 메시지 전송이 순간 T4에서 종료되는 경우를 비제한적인 방식으로 고려해본다.

도 5의 부분 b)에 도시된 바와 같이, T4 미만의 순간 T0에서, 단말기(20b)는 메시지를 전송하기 위한 목적으로 통신 채널을 청취하기 시작한다.(T0 + ΔTmax)에 대응하고 T4보다 작은 순간 T3에서, 단말기(20b)는 여전히 단말기(20a)에 의해 점유된 통신 채널의 청취를 중단한다. 예를 들어, 단말기(20b)는 청취 지연 시간 ΔTr이 만료된 후 통신 채널을 다시 청취하려고 시도할 수 있다.

도 5의 부분 c)에 도시된 바와 같이, 단말기(20c)는 순간(T1)에서 메시지를 전송할 목적으로 통신 채널을 청취하기 시작한다. 순간(T1)은 단말(20c)이 순간(T4)에서 통신 채널 상의 활동의 끝과, (T4 + ΔTin)에 대응하는 순간 T6에서 지속시간 ΔTin의 활동 부재를부재를은 방식으로, (T1 + ΔTmax)가 (T4 + ΔTin)보다 크도록 이루어진다. 단말(20c)은 순간(T11)(T6 + ΔTat)부터 그 메시지를 송신하기 시작한다.

도 5의 부분(d)에 도시된 바와 같이, 단말기(20d)는 순간 T2(T2> T1)에서 메시지를 전송하기 위한 목적으로 통신 채널을 청취하기 시작한다. 순간(T2)은 단말(20d)이 순간 T4에서 통신 채널 상의 활동의 끝과, 순간 T6에서 지속시간 ΔTin의 활동 부재를 검출하는 방식으로, (T2 + ΔTmax)가 (T4 + ΔTin)보다 크도록 이루어진다. 단말(20c)과 마찬가지로, 단말(20d)은 순간 T11(T6 + ΔTat)로부터 메시지를 송신하기 시작한다.

도 5의 파트 e)에 도시된 바와 같이, 단말(20e)은 순간 T5(T4 <T5 <T6)에서 메시지를 전송하기 위해 통신 채널을 청취하기 시작한다. 순간 T5는 단말(20e)이 순간 T7(T5 + ΔTin)에서 지속시간 ΔTin의 활동 부재를 검출하는 방식으로 (T5 + ΔTin)이 T11보다 작고 (T5 + ΔTmax)보다 작도록 이루어진다. 단말(20e)은 순간 T12(T7 + ΔTat)로부터 메시지를 송신하기 시작한다.

도 5의 부분 f)에 도시된 바와 같이, 단말기(20f)는 순간 T8(T6 <T8 <T11)에서 메시지를 전송하기 위해, 통신 채널을 청취하기 시작한다. 순간 T8은 단말(20f)이 순간 T10(T8 + ΔTin)에서 지속시간 ΔTin의 활동의 부재를 검출하는 방식으로 (T8 + ΔTin)이 T11보다 작고 (T8 + ΔTmax)보다 작도록 이루어진다. 단말(20f)은 순간(T13)(T10 + ΔTat)으로부터 시작하여 메시지를 송신하기 시작한다.

도 5의 g)에 도시된 바와 같이, 단말기(20g)는 순간 T9(T9 <T11)에서 메시지를 전송하기 위해 통신 채널을 청취하기 시작한다. 순간 T9는 (T9 + ΔTin)이 T11보다 크도록 이루어진다. (T9 + ΔTmax)에 대응하는 순간 T14에서, 단말기(20g)는 지속시간(ΔTin)의 활동의 부재를 검출하는데 성공하지 못하고, 통신 채널의 청취를 방해한다. 예를 들어, 단말기(20g)는 청취 지연 시간(ΔTr)의 만료 후에 통신 채널을 다시 청취하려고 시도할 수 있다. ΔTmax의 값이(ΔTmsg + 2 × ΔTin + ΔTat)보다 크게 선택 되었다면, 단말기(20g)는 단말기(20f)의 송신 종료까지 가능한한 가깝게 자신의 메시지를 송신할 수 있었을 것이다.

이와 같이, 도 5에 도시된 바와 같이, 단말기(20c 및 20d)는 그들의 메시지를 동시에 송신한다. 또한, 단말(20e, 20f)은 대기 시간(ΔTat)을 이용하지 않는 경우와는 달리, 단말(20c, 20d)에 관해 실질적으로 동시에 메시지를 송신한다. 단말(20a 내지 20g)이 고려된 예에서 주파수로 다중화되어 있다고 가정하면, 동시에 송신된 메시지는 서로 간섭하지 않는다. 따라서, 송신 방법(50)은 송신 전에 청취 제약을 준수하면서 통신 채널의 사용 효율을 향상시키는 것을 가능하게 한다.

이러한 개선은 부분적으로는, 단말기(20)가 통신 채널 상의 활동을 검출할 때, 비활성 시간 ΔTin과 동일한 지속시간의 활동 부재를 검출할 때까지 통신 채널을 청취하는 것을 지속한다는 사실 덕분이다.

이러한 동작은, 특정 경우에, 활동이 검출되자마자 통신 채널의 청취를 중단시키는 단말기의 전기적 소비보다 더 많은 본 발명에 따른 단말기(20)의 전기적 소비를 동반할 수 있다. 그러나, 발명자들은 단말기의 수가 상당할 때 (중단없이 청취 한) 본 발명에 따른 단말기(20)의 전기 소비가 중단을 통해 청취를 수행하는 단말기의 전기 소비와 관련하여 평균적으로 감소된다는 것을 관찰하였다. 실제로, 많은 수의 단말기의 경우, 중단과 함께 청취를 수행하는 단말기는 통신 채널의 청취를 훨씬 더 자주 중단하고 청취 지연 시간을 기다린 후에 다시 여러 번 청취하려고하는 경향이 있다. 많은 수의 단말들로, 메시지 전송을 위해 중단과 함께 청취를 수행하는 단말에 대해 요구되는 총 청취 시간은, 발명의 경우에 요구되는 청취 시간보다 훨씬 긴 경향이 있고, 이는 발명에 따른 단말(20)이 상기 단말(20)에 의해 전송되는 메시지의 최대 지속시간보다 일반적으로 짧은 청취 시간 동안 통신 채널을 1회 청취하려는 경향이 있기 때문이다.

보다 일반적으로는, 고려되는 실시예들이 비 제한적인 예로서 설명되고, 다른 대안들이 결과적으로 고려될 수 있음을 주목한다.

특히, 본 발명은 주로 단말기(20)에 의해 송신된 메시지가 초 협 대역 인 경우를 고려하여 설명되었으며, 이는 특히 M2M 또는 IoT 유형의 애플리케이션에 유리하다. 그러나 다른 예들에 따르면, 초 협 대역이 아닌 경우의 메시지를 보내는 것을 전혀 배제하지 않는다.

또한, 본 발명은 주로 통신 채널 상의 단말기(20)의 주파수 다중화를 고려하여 설명되었다. 그러나, 다른 예들에 따르면, 통신 채널을 통한 단말기(20)의 멀티플렉싱의 다른 기술, 또는 주파수 멀티플렉싱의 보완으로서 고려 역시 배제되지 않는다. 특히, 단말기(20)가 다른 확산 부호에 의해 다중화되는 경우(부호 분할 다중 접속 또는 CDMA)에도 본 발명을 적용할 수 있다. 그러한 경우에, 단말기(20)에 의한 메시지의 송신은 무선 통신 시스템의 다른 단말기들(20)의 확산 코드들로부터 분리된, 상기 단말기(20)에 대한 기결정된 확산 코드에 의한 상기 메시지의 스펙트럼의 확산을 포함한다. 고려된 확산 코드는 예를 들어 M- 시퀀스, 골드 시퀀스 등이다.

본 발명은 또한 통신 채널이 단말(20)과 액세스 네트워크(30) 사이의 업 링크에 대응하는 경우를 고려하여 설명되었다. 그러나, 다른 실시예에 따르면, 예를 들어 다른 통신 채널, 예를 들어 액세스 네트워크를 통과할 필요없이 단말기들 간에 직접 통신하도록 단말기(20)에 의해 사용되는 통신 채널과 같은, 다른 통신 채널의 고려를 배제하지 않는다.

Claims

무선 통신 시스템(10)의 단말기(20)에 의해, 다른 단말기들(20)과 공유된 통신 채널을 통해 메시지를 전송하는 방법(50)에 있어서,
"비활성 시간(ΔTin)"으로 지칭되는 기결정된 시간 동안 통신 채널 상의 활동 부재를 검출할 때까지 상기 단말기(20)에 의해 통신 채널을 중단없이 청취하는 단계(51)와,
상기 비활성 시간(△Tin) 동안 상기 통신 채널 상에서 활동이 검출되지 않을 때, 통신 채널 상에서 상기 메시지를 전송하는 단계(52)를 포함하며,
상기 단말기(20)는 주파수 및/또는 상기 통신 채널 상의 상이한 확산 코드, 또는 주파수, 또는 상이한 확산 코드 및 주파수에 의해 다중화되고, 상기 비활성 시간(ΔTin) 동안 상기 통신 채널 상의 활동의 부재를 검출한 후에, 상기 방법(50)은 메시지 전송 전에 상기 무선 통신 시스템(10)의 모든 단말기(20)에 대해 동일한 기결정 시간 동안 "대기 시간(ΔTat)"으로 대기하는 단계(54)를 포함하는 메시지 송신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단말기(20)는 상기 비활성 시간(ΔTin)과 동일한 지속시간의 활동 부재가 "최대 청취 시간(ΔTmax)이라 지칭되는 기결정된 시간동안 검출되지 않을 경우, 통신 채널의 청취를 중단하고, 상기 최대 청취 시간 (ΔTmax)은 상기 비활성 시간간(ΔTin)보다 큰, 메시지 송신 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 최대 청취 시간(ΔTmax)은 상기 무선 통신 시스템의 상기 단말기(20)에 의해 전송된 상기 메시지들의 최대 지속시간보다 큰, 메시지 송신 방법.
제 2 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최대 청취 시간(ΔTmax)은 2 초 이상인 메시지 송신 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 대기 시간(ΔTat)은 비활성 시간(ΔTin)보다 크거나 같은 메시지 송신 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단말기(20)에 의해 전송될 메시지는 초 협 대역(ultra-narrow band) 메시지인 메시지 송신 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메시지를 전송하는 단계(52)는 다른 단말기(20)와 공유되는 주파수 대역 내에서 상기 메시지를 송신하기 위한 중심 주파수를 상기 단말기(20)에 의해 임의적으로 선택하는 단계를 포함하는, 메시지 송신 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메시지를 전송하는 단계(52)는 기결정된 확산 코드로 상기 메시지의 스펙트럼을 확산시키는 단계를 포함하는, 메시지 송신 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 메시시 송신 방법(50)의 단계들을 구현하도록 구성되는 수단을 포함하는 무선 통신 시스템(10)의 단말기(20))
제 9 항에 따른 복수의 단말기(20)를 포함하는 무선 통신 시스템(10).
제 10 항에 있어서, 상기 시스템(10)은 복수의 기지국(31)을 포함하는 액세스 네트워크(30)를 포함하며, 상기 통신 채널은 상기 단말기(20)로부터 상기 액세스 네트워크(30)로의 업 링크에 대응하는, 무선 통신 시스템(10).