KR20190133226A - 구성 가능한 무선 장치 네트워크 - Google Patents

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텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니
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Abstract

무선 네트워크(100)를 구성하는 방법(200)이 제안된다. 상기 무선 네트워크(100)는 네트워크 노드(105 k ) 및 상기 네트워크 노드(105 k )의 커버리지(coverage) 하에 있는 제1 네트워크 장치(100 i )를 포함하고, 상기 네트워크 노드(105 k )는 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하고, 상기 제1 네트워크 장치는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 상기 네트워크 노드(105 k )로 전송하도록 이루어져 있다. 상기 무선 네트워크의 구성 방법은, 상기 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있는 제2 네트워크 장치(100 i )의 존재를 결정하는 단계 - 상기 제2 네트워크 장치는 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 대응하는 서빙 네트워크 노드에 전송하도록 이루어짐 -; 상기 제1 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310); 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310); 상기 제2 네트워크 장치 및 상기 제1 네트워크 장치 간의 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310); 및 상기 제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215); 를 포함한다.

Description

구성 가능한 무선 장치 네트워크
본 발명은 일반적으로 기술하면 셀룰러 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크에 관한 것이다. 더 구체적으로 기술하면, 본 발명은 이하 셀룰러 센서 네트워크로 언급되는 "사물 인터넷(Internet of Things)" 장치(예를 들어, 센서 장치)를 포함하는 무선 네트워크에 관한 것이다.
셀룰러 센서 네트워크는 통상적으로 종래의 무선 액세스 네트워크(예컨대, "LTE(Long Term Evolution)"또는 "LTE-A(LTE -Advanced)" 무선 액세스 네트워크)에 접속된 하나 이상의 "사물 인터넷(Internet of Things)" 장치들(다시 말하면, 센싱/미터링 및 인터넷 접속 기능을 지니는 비-인간-지향(non-human oriented) 전자 장치들)을 포함한다. .
셀룰러 센서 네트워크는 전형적으로 하루에 비교적 적은 양의 데이터를 전송하도록 고안된 매우 많은 저비용 센서 장치를 포함하는데, 그 이유는 상기 센서 장치들(또는 적어도 상기 센서 장치들 대부분)이 무선 상태의 한계 위치(예컨대, 건물의 지하실)에서도 데이터를 전송 및 수신할 수 있어야 하고 전력 공급원에 접속되지 않고 배터리와 함께 장기간(예컨대, 10년 이상) 작동할 수 있어야 한다.
S. Ahnad 등의「"Tailoring LTE -Advanced for M2M Communication using Wireless Inband Relay Node", New York University, University of Bremen, WTC 2014」에는 M2M 시스템 내 릴레이 노드를 통합하는 솔루션이 개시되어 있다. 상기 릴레이 노드는 센서에 의해 생성된 데이터 트래픽을 집성하여 시스템 성능을 높일 수 있다.
본원 출원일자에 http://www.airccj.org/CSCP/vol4/csit41901.pdf에서 입수 가능한 M. Saeed Al-katani의「"ECSM: Energy Efficient Clustering Scheme for Mobile M2M Communication Network", University of Saudi Arabia, David C. Wyld et al.(Eds): CCSIT, SIPP, AISC, PDC, TA, NLP - 2014」에는 멤버 MTC 장치들을 조정하고 MTC 장치들로부터 데이터를 수집하며 집성 데이터를 MTC 게이트웨이에 전송하는 역할을 하는, 제어 정보의 전송을 위한 PCH(Primary Cluster Head)의 정의가 제안된 모바일 M2M 통신을 위한 클러스터-기반 스케줄링 기반 수법이 개시되어 있다. 또한, 여러 개의 SCH(Secondary Cluster Head)가 정의되며 이들은 PCH의 에너지 상태를 확인하기 위해 빈번하게 웨이크업(wake up)한다. 에너지 부족으로 인해 PCH에 장애가 발생하면 잔류 에너지가 가장 많은 SCH가 새로운 PCH가 된다.
S. Nawaz Khan Marwat 등의「"A Novel Machine-to-Machine Traffic Multiplexing in LTE -A System using Wireless In-band Relay", University of Bremen, D Pesch et al(Eds.): MONAMI 2013, LNICST125, pp 149-158, 2013」에는 정보를 네트워크 노드(Network Node; NN)에 릴레이하는 데 사용되는 백홀 링크의 효율성을 높이기 위한 다수의 솔루션, 다시 말하면 릴레이 노드에서의 데이터 집성, 스케줄링 가능 리소스 단위의 축소(1 PRB 미만), 다양한 M2M 전송 처리를 위한 품질 인지(Quality Aware) 릴레이 노드의 도입 및 다중 업링크 전송을 다중화하기 위한 효율적인 PDCP 알고리즘의 도입이 개시되어 있다.
S.N. Venkatasubramanian, K Haneda K. Yamamoto의「"System-level Performance of In Band Full-Duplex Relaying on M2M System at 920 MHz" University of Alto and University of Kyoto, Vehicular Technology Conference(VTC Spring), 2015 IEEE 81st」에는 하프 듀플렉스 릴레이 노드로 달성 가능한 것과 비교하여 네트워크 성능을 높이기 위한 릴레이 노드들의 풀 듀플렉스 아키텍처가 개시되어 있다.
발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Transceiving data in a Wireless Access System"인 WO2011136524에는 M2M 통신 시스템 내 릴레이 단말기를 결정하고, 결정된 릴레이 단말기를 통해 기지국 또는 다른 단말기로/로부터 데이터를 송수신하는 것을 포함하는 방법, 및 M2M 통신 시스템 내 데이터를 송수신하기 위한 프레임을 구성하는 방법이 개시되어 있다. 데이터 송수신 방법에 의해, M2M 단말기는 기지국 또는 다른 M2M 단말기로/로부터 신호를 송신/수신할 수 있고, 기지국 및 M2M 단말기 및 기지국의 프레임들을 효율적으로 구축할 수 있다. 상기 방법은 무선 액세스 시스템의 제1 단말기에 의해, 한 프레임 내 다운링크 섹션 및/또는 업링크 섹션 동안 기지국으로부터 송신 또는 수신 동작을 나타내는 정보인 릴레이 동작 매개변수를 포함하는 제1 메시지를 수신하는 것 및 상기 제1 단말기에 의해, 상기 수신된 릴레이 동작 매개변수에 기초하여 상기 기지국 또는 다른 단말기로/로부터 데이터를 송수신하는 것을 포함한다.
본 출원인은 인용된 선행기술 솔루션들 중 어느 것도 만족스럽지 않다는 것을 인식했다.
실제로, 인용된 선행기술의 솔루션들 중 어느 것도 이종(異種) 및 동적(動的) 시나리오에서 센서 장치들의 무선 커버리지 증가 및 에너지 소비의 감소를 제공하도록 이루어져 있지 않으며, 여기서 상기 센서 장치들은(예컨대, 그들이 위치하는 장소 및 그들이 전송해야 하는 정보 때문에) 형상 및 성능 면에서 매우 다른 특징들을 지니며, 상기 센서 장치들은 특정한 센서 네트워크에서 숫자상으로 빠르게 증가 또는 감소한다.
위의 내용을 고려하여, 본 출원인은 상기 센서 장치들의 에너지 소비를 줄이면서 무선 커버리지를 증가시키는 문제에 직면했으며, 하나 이상의 센서 장치들에 의해 경험된 무선 조건들에 기초하여(그리고, 바람직하게는 다른 동작 조건들 및/또는 매개변수들에 기초하여) 하나 이상의 센서 장치들의 데이터 릴레이를 동적으로 구성하기 위한 솔루션을 고안하였다.
또한, 본 출원인은 원래 셀룰러 네트워크에서 사용하기 위한 센서 장치들 용으로 고안되었지만 고안된 솔루션이 (Wi-Fi 또는 블루투스 네트워크와 같은) 어떤 무선 네트워크에서 사용하기 위한 다른 어떤 "사물 인터넷(Internet of Things)" 장치(다시 말하면, 데이터를 수집 또는 교환할 수 있게 해 주는 전자장치, 소프트웨어, 및 네트워크 연계기능이 내장된, 일반적으로 "접속 장치" 또는 "스마트 장치", 또는 "네트워크 장치"로 언급되는 임의의 물리적 장치)에 동일하게 적용될 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 하나 이상의 실시형태들은 종속항들에 나타나 있는 동일한 발명의 유리한 특징들과 함께 독립항들에 기재되어 있으며, 그의 표현은 본원 명세서에서 참조 그대로 인용된다(임의의 유리한 특징이 다른 어떤 실시형태에 준용되는 본 발명의 특정 실시형태를 참조하여 제공됨).
더 구체적으로 기술하면, 본 발명의 한 실시형태는 무선 네트워크를 구성하는 방법에 관한 것이다. 상기 무선 네트워크는 네트워크 노드 및 상기 네트워크 노드의 커버리지(coverage) 하에 있는 제1 네트워크 장치를 포함하고, 상기 네트워크 노드는 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하고, 상기 제1 네트워크 장치는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 상기 네트워크 노드로 전송하도록 이루어져 있다. 상기 방법은,
상기 네트워크 노드의 커버리지 하에 있는 제2 네트워크 장치의 존재를 결정하는 단계 - 상기 제2 네트워크 장치는 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 대응하는 서빙 네트워크 노드에 전송하도록 이루어짐 -;
상기 제1 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계;
상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계;
상기 제2 네트워크 장치 및 상기 제1 네트워크 장치 간의 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계; 및
상기 제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 무선 네트워크는 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 네트워크 노드 간에 그리고 상기 제2 네트워크 장치 및 상기 대응하는 서빙 네트워크 노드 간에 직접적인 접속을 확립하기 위해 제1 동기화 신호들 및 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 지원하고, 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치 간에 직접적인 접속을 확립하기 위해 제2 동기화 신호들 및 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 지원한다. 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계는, 상기 제1 네트워크 장치가 적어도 상기 제2 동기화 신호들의 전송 및 상기 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 통한 수신을 지원하고 상기 제2 네트워크 장치가 적어도 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통한 그리고 상기 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 통한 전송 및 상기 제2 동기화 신호들의 수신을 지원하는 경우에 수행된다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계는,
상기 제2 네트워크 장치가 상기 무선 리소스의 요청 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드로 그리고 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 전송하게 하는 단계;
상기 제1 네트워크 장치가 상기 무선 리소스의 요청 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 인터셉트하게 하는 단계; 및
상기 제1 네트워크 장치가 상기 인터셉트된 무선 리소스 요청의 품질 및 상기 인터셉트된 제2 무선 링크의 무선 품질에 기초하여 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하게 하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계는,
상기 제2 네트워크 장치가 제1 세트의 무선 리소스 요청들 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드로 그리고 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 전송하게 하는 단계; 및
상기 전송된 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 관한 상기 제2 네트워크 장치 측 네트워크 노드의 피드백의 존재하에서,
상기 제2 네트워크 장치가 상기 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 제1 네트워크 장치로 상기 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 이어 후속하는 무선 리소스 요청들을 전송하게 하고, 그리고
상기 제1 네트워크 장치가 상기 수신된 후속하는 무선 리소스 요청들의 품질에 기초하여 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하게 하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계는,
상기 제2 네트워크 장치가 제1 세트의 무선 리소스 요청들 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드로 그리고 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 전송하게 하는 단계; 및
상기 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 관한 상기 제2 네트워크 장치 측 네트워크 노드의 피드백이 없는 경우,
상기 제2 네트워크 장치가 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 네트워크 노드로 상기 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 이어 후속하는 무선 리소스 요청들을 전송하게 하고,
상기 제1 네트워크 장치가 상기 후속하는 무선 리소스 요청들을 인터셉트하게 하며, 그리고
상기 인터셉트된 후속하는 무선 리소스 요청들의 품질에 기초하여 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계;
를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계는 또한 상기 제1 네트워크 장치로부터 상기 제2 네트워크 장치로 전송된 제2 동기화 신호들의 평가에 기초하여 이루어진다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 네트워크 노드는 또한 상기 제2 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용한다. 바람직하게는, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계는,
상기 네트워크 노드가 제1 리소스 할당 메시지를 상기 제1 네트워크 장치로 그리고 제2 리소스 할당 메시지를 상기 제2 네트워크 장치로 전송하게 하는 단계;
상기 제1 네트워크 장치가 제2 동기화 신호들을 주기적으로 전송하게 하는 단계; 및
상기 제2 네트워크 장치가 상기 수신된 제2 동기화 신호들에 따라 상기 제1 네트워크 장치와 동기화하게 하는 단계;
를 더 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제2 리소스 할당 메시지는 또한 상기 제3 무선 링크를 통한 다운링크 및 업링크 데이터 전송을 위해 예약되어 있는 예약 무선 리소스에 관한 정보를 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 무선 네트워크는 추가 네트워크 노드를 포함하고, 상기 추가 네트워크 노드는 상기 제2 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용한다. 바람직하게는, 상기 방법은 상기 네트워크 노드가 상기 제2 네트워크 장치가 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 전송할 수 있는 상기 제1 네트워크 장치의 이용 가능성에 대하여 상기 추가 네트워크 노드에 통지하게 하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계는,
상기 네트워크 노드가 리소스 할당 메시지를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하게 하는 단계;
상기 추가 네트워크 노드가 리소스 방향전환 메시지를 상기 제2 네트워크 장치로 전송하게 하는 단계;
상기 제1 네트워크 장치가 상기 제2 동기화 신호들을 주기적으로 전송하게 하는 단계; 및
상기 제2 네트워크 장치가 상기 수신된 제2 동기화 신호들에 따라 상기 제1 네트워크 장치와 동기화하게 하는 단계;
를 더 포함한다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제1 무선 링크의 무선 품질은 상기 네트워크 노드로부터 상기 제1 네트워크 장치로의 제1 동기화 신호들에 기초하여 이루어진다. 상기 제2 무선 링크의 무선 품질은 바람직하게는 대응하는 서빙 네트워크 노드로부터 상기 제2 네트워크 장치로의 제1 동기화 신호들에 기초하여 이루어진다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 방법은 상기 제1 네트워크 장치의 에너지 가용성 및 상기 제2 네트워크 장치의 에너지 가용성을 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계는, 상기 제1 네트워크 장치의 에너지 가용성이 상기 제2 네트워크 장치의 에너지 가용성보다 높은 경우 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계는 또한,
상기 제1 및 제2 네트워크 장치들이 속하는 장치 네트워크의 표시;
상기 제1 및 제2 네트워크 장치들에 의해 지원되는 최대 전송 전력의 표시;
상기 제1 및 제2 네트워크 장치들의 사전에 정의된 전송 시간주기에 관한 표시; 및
상기 제1 및 제2 네트워크 장치들의 위치 및 이동성의 표시;
중의 적어도 하나에 기초하여 수행된다.
본 발명의 다른 한 실시형태는 컴퓨터의 메모리에 직접 로드 가능한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것으로, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터상에서 실행될 때 위에서 언급한 방법을 수행하도록 구성된 소프트웨어 코드 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는 무선 네트워크에서 사용하기 위한 네트워크 노드에 관한 것이다. 상기 무선 네트워크는 네트워크 노드 및 상기 네트워크 노드의 커버리지 하에 있는 제1 네트워크 장치를 포함하고, 상기 네트워크 노드는 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하며, 상기 제1 네트워크 장치는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 상기 네트워크 노드로 전송하도록 구성된다. 상기 네트워크 노드는,
상기 네트워크 노드의 커버리지 하에 있는 제2 네트워크 장치의 존재를 결정하도록 구성되고, 상기 제2 네트워크 장치는 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 대응하는 서빙 네트워크 노드로 전송하도록 구성되며,
상기 네트워크 노드는,
상기 제1 무선 링크의 무선 품질을 결정하도록 구성되고,
상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 결정하도록 구성되며,
상기 제2 네트워크 장치 및 상기 제1 네트워크 장치 간의 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하도록 구성되고, 그리고
제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시형태는 무선 네트워크에서 사용하기 위한 장치 네트워크에 관한 것이다. 상기 장치 네트워크는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 전송하도록 구성된 제1 네트워크 장치, 및 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 전송하도록 구성된 제2 네트워크 장치를 포함한다. 상기 제1 및 제2 네트워크 장치가 셀룰러 네트워크의 네트워크 노드의 커버리지 하에 있고, 상기 네트워크 노드가 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용할 때,
상기 제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치는 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 구성되고 상기 제1 네트워크 장치는 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징 및 장점은 이하 일부 대표적이고 비-제한적인 본 발명의 실시 예들에 대한 설명에 의해 명백해질 것이며, 이해하기 쉽게 하기 위해 이하의 설명은 첨부도면들을 참조하여 읽혀져야 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 셀룰러 네트워크를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른, 셀룰러 네트워크를 구성하기 위한 절차를 기능적 모듈의 관점에서 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 상기 절차의 디스커버리 단계(discovery phase)를 기능적 모듈의 관점에서 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 상기 절차의 인식 단계(recognition phase)를 간략하게 스윔-레인(swim-lane)으로 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 네트워크, 예를 들어 셀룰러 네트워크(100)를 보여준다.
상기 셀룰러 네트워크(100)는 "사물 인터넷(Internet of Things)" 장치들(110i)(당면한 예에서 I = 26일 경우 i = 1,2,3…, I 임)과의 접속들을 지원하도록 구성된, 네트워크 노드들(1051, 1052)과 같은 하나 이상의 네트워크 노드들(105k)(당면한 예에서 K = 2일 경우 k = 1,2,3…, K 임)을 포함한다. 본 개시내용의 목적을 위해, 상기 "사물 인터넷" 장치는 (데이터를 수집 또는 교환할 수 있게 해 주는 전자장치, 소프트웨어, 및 네트워크 연계기능이 내장된, 일반적으로 "접속 장치" 또는 "스마트 장치" 또는 "네트워크 장치"로 언급되는) 물리적 장치들을 광범위하게 포함한다. 본원 명세서에서 고려되는 제한적이지 않은 대표적인 실시 예에서, 상기 네트워크 장치들(110i)은 또한 센싱/미터링 기능을 특징으로 하며, 결과적으로 이하에서는 상기 네트워크 장치들(110i)이 센서 장치들(110i)로서 언급될 것이다.
본 발명의 대표적인 실시 예에 의하면, 네트워크 노드(105k)는 LTE/LTE-A eNodeB 이지만, 이는 제한적으로 해석되어서는 아니 된다. 네트워크 노드(105k)는 코어 네트워크 노드들(도시되지 않음)과 같은 다른 네트워크 노드들에 유리하게 접속된다.
고려되는 대표적인 시나리오에서, 센서 장치들(110i)은 전력 공급원에 접속되거나 (직면하게 되는 더 나은 조건들로 인해) 높거나 상대적으로 높은 배터리 충전을 지니는 센서 장치들(예를 들어, 센서 장치들(1101, 1104, 1109, 11014, 11018)(이하 고 에너지 센서 장치들이라 언급됨), 및 전력 공급원에 접속되어 있지 않거나 낮은 배터리 충전을 지니는 센서 장치들(예를 들어, 센서 장치들(1102, 1103, 1105-1108, 11010-11013, 11015-11017, 11019-11021, 11022-11026)(이하 저 에너지 센서 장치들이라 언급됨)을 포함한다.
바람직하게는, 여기에서 가정된 바와 같이, 각각의 센서 장치(110i)(또는 그 중 적어도 하나)는 직접 무선 통신 링크(이하 직접 링크라고 언급됨)를 통해 서빙 네트워크 노드(105k)로 그리고 릴레이 링크라고 언급되는 무선 통신 링크를 통해 다른 센서 장치(110i)로 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 고려되는 시나리오에서, 센서 장치들(110i)은 다수의(하나 이상의) 센서 장치 네트워크(DN x (x = A, B, C,…)로 논리적으로 그룹화되며, 각각의 센서 장치 네트워크(DN x )는 예를 들어, 소유자가 동일하고 제한된 공간이 동일한 한 그룹의 센서 장치들(110i)(다시 말하면, 고 에너지 및/또는 저 에너지 센서 장치들)을 포함한다(이는 센서 장치들(110i)이 동일 사용자 소유인 경우일 수 있다).
도 1에 예시된 대표적인 시나리오에서, 5개의 센서 장치 네트워크, 다시 말하면 고 에너지 센서 장치(1101) 및 저에너지 센서 장치들(1102, 1103)을 포함하는 센서 장치 네트워크(DN A ), 고 에너지 센서 장치(1104) 및 저에너지 센서 장치들(1105-1108)을 포함하는 센서 장치 네트워크(DN B ), 고 에너지 센서 장치(1109) 및 저에너지 센서 장치들(11010-11013)을 포함하는 센서 장치 네트워크(DN C ), 고 에너지 센서 장치(11014) 및 저에너지 센서 장치들(11015-11017)을 포함하는 센서 장치 네트워크(DN D ), 및 고 에너지 센서 장치(11018) 및 저 에너지 센서 장치들(11019-11021)을 포함하는 센서 장치 네트워크(DN E )는 네트워크 노드(1051)에 연관된 것으로 가정된다.
완전성을 위해, 하나 이상의 센서 장치 네트워크들(DN x )은 직접 링크들을 통해 대응하는 서빙 네트워크 노드들로만 데이터를 전송할 수 있는 하나 이상의 추가 센서 장치들을 포함할 수 있다 - 이러한 추가 센서 장치들은 도면에 도시되어 있지 않은데, 그 이유는 상기 추가 센서 장치들이 본 발명을 이해하는데 관련이 없기 때문이다.
대체로, 본 발명에 의하면, 네트워크 노드(105 k )(바람직하게는 그의 유닛, 이하 IoT("Internet of Things") 유닛) - 또는 본 발명의 대안적인 실시 예에서, 네트워크 노드들(105 k ) 외부에 있는 셀룰러 네트워크(100)의 하나 이상의 엔티티들은 셀룰러 네트워크(100)를 구성하기 위한, 특히 하나 이상의 센서 장치들(110 i )(유리하게는, 하나 이상의 고 에너지 센서 장치들(110 i ))을, 대응하는 방향 및 릴레이 링크들의 무선 품질에 따라 하나 이상의 다른 센서 장치들(110 i )(유리하게는 하나 이상의 저 에너지 센서 장치들(110 i ))을 대신하여 데이터 릴레이를 수행하도록 구성하기 위한, 방법 또는 절차(이하 IoT("Internet of Things") 절차)를 구현하도록 구성된다.
이하에서, (하나 이상의 다른 센서 장치들(110 i )을 대신하여) 데이터 릴레이를 수행하도록 선택된 각각의 센서 장치(110 i )는 네트워크 추가 노드로서 언급되는 반면에, 각각의 센서 장치(110 i )가 데이터 릴레이를 지원하는 것(다시 말하면, 각각의 센서 장치(110 i )가 데이터 릴레이를 수신하거나 데이터 릴레이를 이용하는 것, 또는 달리 말하면, 각각의 센서(110 i )를 대신하여 데이터 릴레이를 수행하는 것)은 지원형 센서 장치(110 i )로서 언급될 것이다.
각각의 센서 장치(110 i ) 및 연관된 네트워크 노드(105 k ) 간의 직접 링크들의 무선 품질은 양호한 무선 조건들에 직면하고 있는 센서 장치들을 열악한 무선 조건들에 직면하고 있는 센서 장치들과 구별하게 한다(그 결과 양호한 무선 조건들에 직면하고 있는 센서 장치들만이 데이터 릴레이를 수행하기 위해 고려되게 하고, 열악한 무선 조건들에 직면하고 있는 센서 장치들만이 데이터 릴레이를 지원하기 위해 고려되게 한다). 이하에서, 양호한 무선 조건들에 직면하고 있는 센서 장치들(110 i )은 (신호 감쇠가 낮은(또는 비교적 낮은) 장소(예컨대, 옥외)에 위치하는 센서 장치(110 i )와 같은) 네트워크 노드(105 k )에 대한 접속(예컨대, 성공적인 데이터 전송)을 이루기 위해 적거나 비교적 적은 횟수의 무선 전송 시도들(예를 들어, 정적으로 또는 동적으로 사전에 결정된 제1 횟수의 무선 전송들보다 적은 횟수의 무선 전송 시도들)을 수행해야 하는 센서 장치(110 i )를 의미하고, 열악한 무선 조건들에 직면하고 있는 센서 장치(110 i )는 신호 감쇠가 높은(또는 비교적 높은) 장소(예컨대, 건물의 지하실)에 위치하는 센서 장치(110 i )와 같은) 네트워크 노드(105 k )에 대한 접속(예컨대, 성공적인 데이터 전송)을 이루기 위해 많거나 비교적 많은 횟수의 무선 전송들(예를 들어, 상기 제1 횟수의 무선 전송 시도들과 동일하거나 그보다 많은 것이 바람직한 정적으로 또는 동적으로 사전에 결정된 제2 횟수의 무선 전송 시도들보다 많은 횟수의 무선 전송들)을 수행해야 하는 센서 장치(110 i )를 의미한다.
본 개시내용의 목적을 위해, 데이터 릴레이는 브로드캐스트 도달범위(broadcast reach)를 확장하기 위한 수신된 데이터의 리브로드캐스트(rebroadcast)를 의미한다. 다시 말하면, 제2 센서 장치(110 i )를 대신하여 데이터 릴레이를 수행하는 제1 센서 장치(110 i )는 (제1 및 제2 센서 장치들(110 i ) 간의) 릴레이 링크를 통해 제2 센서 장치(110 i )로부터 데이터를 수신함으로써 그리고 (제1 센서 장치(110 i ) 및 서빙 네트워크 노드(105 k ) 간의) 직접 링크를 통해 서빙 네트워크 노드(105 k )로 리브로드캐스트함으로써 제2 센서 장치(110 i )를 서빙 네트워크 노드(105 k )에 상호접속시킨다.
도 2를 지금부터 참조하면, 본 발명의 한 실시 예에 따른 IoT 절차(200)가 기능적 모듈로 개략적으로 도시되어 있다. 여기서 지적하는 점은 본원 명세서에서 "모듈(module)"이라는 용어의 사용이 그의 (구현보다는) 기능적인 실시형태들을 강조하도록 의도된다는 점이다. 실제로, 일반성을 잃지 않고, 각각의 모듈은 소프트웨어(이 경우에, 결과적으로 초래되는 IoT 절차(200)는 프로그램이 컴퓨터상에서 실행될 때 컴퓨터 프로그램에 포함된 적절한 코드 수단에 의해 수행됨), 하드웨어 및 및/또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 더욱이, 상기 모듈들은 또한 적어도 개념적으로 네트워크 노드(105 k )(또는 그의 IoT 유닛)의 물리적 구조를 반영할 수 있다. 그러나 상기 모듈들은 물리적 관점에서 분산 특성을 지닐 수 있으며, 여기서 이해할 점은 논리적 관점에서 보면 그들의 물리적 구현이 실제로 이루어지는 모든 곳에서(그리고 어느 방식으로든) 그 IoT 장치의 일부이라는 점이다. 본 발명의 한 실시 예에 의하면, 그리고 본원 명세서에서 지금부터 가정되는 바와 같이, 각각의 네트워크 노드(105 k )에 물리적으로 상주하는 IoT 유닛이 제공된다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, IoT 절차(200)는 이하에 광범위하게 요약되고 다음에서 더 잘 논의되는 3개의 단계를 포함한다:
- 획득 단계(모듈(205)): 각각의 네트워크 노드(105 k )에 연관된(예컨대, 각각의 네트워크 노드(105 k )에 의해 서빙되는) 각각의 센서 장치(110 i )에 대한 정보(이하 센서 장치 정보라 언급함)의 각각의 네트워크 노드(105 k )에 의한 획득;
- 인식 단계(모듈(210)): 센서 장치들(110 i ) 중 (바람직하게는 센서 장치 정보(또는 그의 일부에 따른)) 후보 네트워크 추가 노드들의 식별, 후보 네트워크 추가 노드들이 잠재적으로 데이터 릴레이를 수행할 수 있는 것을 대신하는 후보 지원 센서 장치들의 발견, 및 후보 네트워크 추가 노드들 및 이들에 연관된 후보 지원 센서 장치들 중 상기 센서 장치들 및 상기 연관된 네트워크 노드들 간 그리고 상기 지원 센서 장치들 및 상기 연관된 네트워크 추가 노드들 간 직접 및 릴레이 링크들의 무선 품질 각각에 따른 네트워크 추가 노드들 및 지원 센서 장치들의 선택. 바람직하게는, 상기 무선 품질은 동기화 신호들, 이하 SS 신호들에 기초하여(그리고/또는 본 발명의 대안적인 실시 예들에 의하면 기준 신호들과 같은 다른 신호들에 기초하여) 결정(예컨대, 측정 및/또는 추정)되고, 더 바람직하게는, 결정된 무선 품질은 물리적 랜덤 액세스 채널(이하 PRACH 채널이라 언급됨)을 통해 수신된다. 상기 네트워크 장치들에 의해 상기 SS 신호들 상에서 또는 상기 기준 신호들(RS) 상에서 수행되는 무선 품질 측정들은 예를 들어 "SINR"(Signal to Interference plus Noise Ratio), 수신된 신호 전력(예컨대, "RSRP"(Reference Signal Received Power)) 또는 수신된 신호 품질(예컨대, "RSRQ"(Reference Signal Received Quality)의 측정들을 포함할 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 SS 신호들은 네트워크 노드(105 k )에 의해 각각의 센서 장치로 전송되는 프라이머리 SS 신호들(이하 P-SS 신호들이라 언급됨) 및 후보 네트워크 추가 노드에 의해 각각의 후보 지원 센서 장치로 전송되는 세컨더리 SS 신호들(이하 S-SS 신호들이라 언급됨)을 포함하며, PRACH 채널은 (전송 요청들을 전송하기 위한 것과는 달리) 직접 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드(105 k )로 전송하기 위한 프라이머리 물리적 랜덤 액세스 채널(이하 P-PRACH 채널이라 언급됨) 및 (전송 요청들을 전송하기 위한 것과는 달리) 릴레이 링크의 무선 품질을 네트워크 추가 노드로 전송하기 위한 세컨더리 물리적 랜덤 액세스 채널(이하 S-PRACH라 언급됨)을 포함한다 - 다시 말하면 상기 P-SS 신호들 및 P-PRACH 채널들은 상기 센서 장치들(110 i ) 및 상기 연관된 네트워크 노드(105 k ) 간의 직접 접속을 확립(바람직하게는, 유지)하는데 사용되는 반면에, 상기 S-SS 신호들 및 S-PRACH 채널들은 상기 지원 센서 장치들(110 i ) 및 상기 네트워크 추가 노드들 간의 직접 접속을 확립(바람직하게는, 유지)하는데 사용된다; 그리고
- 구성 단계(모듈(215)): 상기 네트워크 노드(105 k )에 의한 상기 네트워크 추가 노드들 및 상기 지원 센서 장치들의 구성.
획득 단계
대체로, 센서 장치 정보는 각각의 센서 장치(110 i )의 조건들 및 기능들에 관한 정보를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 센서 장치(110 i )는 각각의 센서 장치(110 i )의 상기 연관된 네트워크 노드(105 k )에 대한 제1 접속 동안 센서 장치 정보를 상기 연관된 네트워크 노드(105 k )로 전송한다 - 어쨌든, 대표적인 센서 장치 정보에 대한 다음 논의로부터 더 잘 이해될 수 있겠지만, 일부 센서 장치 정보는 유리하게 센서 장치(110 i ) 수명 동안 업데이트된다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 센서 장치 정보는 다음 중 적어도 하나(바람직하게는 모두)를 포함한다.
Figure pct00001
그룹 ID, 다시 말하면 상기 네트워크 노드(105 k )가 각각의 센서 장치(110 i )가 속하는 센서 장치 네트워크(DN x )를 식별할 수 있게 하는 식별자. 동일한 센서 장치 정보 "그룹 ID"를 지니는 센서 장치들(110 i )은 동일한 센서 장치 네트워크(DN x )에 속하기 때문에 데이터 트래픽 및 에너지 소비 프로파일들을 공유할 수 있다. 실제로, 동일한 사용자에 속하는 한 그룹의 센서 장치들(110 i )을 지니는 센서 장치 네트워크(DN x )의 대표적인 경우에, 배터리에 의해 전력을 공급받는 각각의 센서 장치(110 i )의 배터리의 지속시간을 최대화하고, 일반적으로는 상기 센서 장치 네트워크(DN x )에 속하는 센서 장치들(110 i ) 모두의 전체 에너지 소비를 최소화하는 공통의 관심사가 추구될 것으로 예상된다. 상기 센서 장치 정보 "그룹 ID"는 정적 센서 장치 정보 - 다시 말하면 시간 경과에 따라 변하지 않고 상기 센서 장치들(110 i )의 등록 동안에만(예를 들어, 각각의 센서 장치(110 i )의 상기 네트워크 노드(105 k )에 대한 제1 접속 동안에) 전송되는 정보로 간주될 수 있다;
Figure pct00002
지원 채널들 및 신호들, 다시 말하면 센서 장치(110 i )가 데이터 전송 및/또는 수신을 위해 지원하는 물리적 채널들 및 신호들, 상기 물리적 채널들 및 신호들은 예를 들어 P-PRACH 채널, S-PRACH 채널, P-SS 신호들, S-SS 신호들, 물리적 다운링크 제어 채널(이하 PDCCH 채널이라 언급됨), 물리적 업링크 제어 채널(이하 PUCCH 채널이라 언급됨), 물리적 브로드캐스트 채널(이하 PBCH 채널이라 언급됨) 또는 이들의 서브세트를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대한 다음의 논의에서 더 잘 이해되겠지만, 각각의 센서 장치(110 i )가 데이터 전송 및/또는 수신을 지원하는 물리적 채널들 및 신호들은 후보 네트워크 추가 노드들로서 적합하지 않은 센서 장치들(110 i )로부터 후보 네트워크 추가 노드들로서 적합한 센서 장치들(110 i )을 식별하기 위해 네트워크 노드(105 k )에 의해 사용될 수 있다. 센서 장치 정보 "지원 채널들 및 신호들"은 정적 센서 장치 정보 - 다시 말하면, 시간 경과에 따라 변하지 않고 센서 장치(110 i )의 등록 동안에만(예를 들어, 센서 장치(110 i )의 네트워크 노드(105 k )에 대한 제1 접속 동안에) 전송되는 정보로서 간주될 수 있다.;
Figure pct00003
접속, 다시 말하면, 다시 말하면 전력 공급원에 대한 센서 장치(110 i )의 접속을 나타내는 표시(예를 들어, 플래그)(예를 들어, 상기 플래그는 배터리에 대한 센서 장치(110 i )의 접속을 대신 나타낼 수 있음). 다시 말하면, 센서 장치 정보 "접속"은 셀룰러 네트워크(100)의 센서 장치들(110i) 중에서, 저 에너지 센서 장치들로서 간주되어야 하는 센서 장치들(110 i )로부터 고 에너지 센서 장치들로서 간주되어야 하는 센서 장치들(110 i )을 구별할 수 있게 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 다음의 논의에서 더 잘 이해되겠지만, 센서 장치 정보 "접속"은 후보 네트워크 추가 노드들로서 적합하지 않은 센서 장치들(110 i )로부터 후보 네트워크 추가 노드들로서 적합한 센서 장치들(110 i )을 식별하는데 사용될 수 있다(실제로, 센서 장치가 전력 공급원에 접속될 때 에너지 소비는 관련 문제가 아니고, 그럼으로써 이는 후보 네트워크 추가 노드로 잠재적으로 적합하다). 센서 장치 정보 "접속"은 동적 IoT 장치 정보 - 다시 말하면 시간 경과에 따라 변하는 정보 - 로서 간주될 수 있고, 그럼으로써 그의 주기적인 업데이트가 유리하게 제공된다;
Figure pct00004
배터리 레벨, 다시 말하면 (전력 공급원 대신에) 배터리에 접속된 센서 장치들(110 i )의 배터리 충전 레벨의 표시. 바람직하게는, 센서 장치 정보 "배터리 레벨"은 배터리에 접속된 센서 장치들(110 i ) 중에서, 배터리 충전의 높거나 상대적으로 높은(예를 들어, 배터리 충전의 제1 레벨보다 높은) 레벨을 지니는 것이 고 에너지 센서 장치들로서 간주될 수 있고 배터리 충전의 낮거나 상대적으로 낮은(예를 들어, 배터리 전하의 제2 레벨보다 낮은, 유리하게는 배터리 충전의 제1 레벨보다 낮은) 레벨을 지니는 것이 저 에너지 센서 장치들로서 간주될 수 있다. 상기 센서 장치 정보 "접속"과 함께, 센서 장치 정보 "배터리 레벨"은 센서 장치들(110 i )의 에너지 가용성에 관한 정보를 제공하고, 후보 네트워크 추가 노드들로서 적합하지 않은 센서 장치들(110 i )로부터 후보 네트워크 추가 노드들로서 적합한 센서 장치들(110 i )을 식별하기 위해 네트워크 노드(105 k )에 의해 사용될 수 있다(실제로, 센서 장치가 비교적 높은 배터리 충전을 지닐 때 에너지 소비는 관련 문제가 아니고, 그럼으로써 이는 잠재적으로 후보 네트워크 추가 노드로서 적합하다). IoT 장치 정보 "배터리 레벨"은 동적 IoT 장치 정보 - 다시 말하면 시간 경과에 따라 변하는 정보 - 로서 간주될 수 있으며, 그럼으로써 그의 주기적인 업데이트가 유리하게 제공되고;
Figure pct00005
전송 클래스, 다시 말하면 센서 장치(110 i )에 의해 지원되는 최대 전송 전력의 표시. 특정 구현 예에 의하면, 센서 장치 정보 "전송 클래스"는 바람직하게는 하나 이상의 다른 센서 장치 정보와 조합하여 네트워크 추가 노드 내로의 후보 네트워크 추가 노드의 선택 및/또는 지원 센서 장치 내로의 후보 지원 센서 장치의 선택을 결정하기 위한 판별자(discriminant)로 간주될 수 있다. 센서 장치 정보 "전송 클래스"는 정적 센서 장치 정보 - 다시 말하면 시간 경과에 따라 변하지 않고 센서 장치(110 i )의 등록 동안에만(예를 들어, 센서 장치(110 i )의 네트워크 노드(105k)에 대한 제1 접속 동안에) 전송되는 정보로서 간주될 수 있다.
Figure pct00006
데이터 업로드 주기, 다시 말하면 센서 장치(110 i )가 데이터를 전송하도록 사전에 구성된 사전에 정의된 시간 주기(사전에 정의된 시간 주기가 있는 경우)에 대한 표시. 센서 장치 정보 "데이터 업로드 주기"는 네트워크 노드(105 k )가 센서 장치(110 i )의 활성화를 예측하고 데이터 전송을 위해 필요한 무선 리소스들을 사전에 할당하는 것을 도울 수 있다. 센서 장치 정보 "데이터 업로드 주기"는 정적 센서 장치 정보 - 다시 말하면 시간 경과에 따라 변하지 않고 센서 장치(110 i )의 등록 동안에만(예를 들어, 센서 장치(110 i )의 네트워크 노드(105 k )에 대한 제1 접속 동안에) 전송되는 정보로서 간주될 수 있다. 이해되겠지만, 예를 들어 경보들(예컨대, 화재, 연기, 침수, 침입, 훼손)을 트리거(trigger)하는 데 사용되는 것과 같은 일부 센서 장치들은 센서 장치 정보 "데이터 업로드 주기"가 없을 수 있는데, 그 이유는 그들의 전송이 일반적으로 비동기적이고 예측 가능하지 않기 때문이다.
Figure pct00007
지원 이동성, 다시 말하면 센서 장치(110 i )가 고정 위치에 배치되는지 또는 시간 경과에 따라(예를 들어, 후속 데이터 전송 동안) 이동 가능한지를 나타내는 표시(예를 들어, 플래그). 특정 구현 예에 의하면, 센서 장치 정보 "지원 이동성"은 바람직하게는 하나 이상의 다른 센서 장치 정보와 조합하여 네트워크 추가 노드 내로의 후보 네트워크 추가 노드의 선택 및/또는 지원 센서 장치 내로의 후보 지원 센서 장치의 선택을 결정하기 위한 판별자로서 간주될 수 있다. 센서 장치 정보 "지원 이동성"은 동적 센서 장치 정보 - 다시 말하면 시간 경과에 따라 변하는 정보 - 로서 간주될 수 있고 그럼으로써 그의 주기적인 업데이트가 유리하게 제공된다.
상기 IoT 장치 정보는 단지 예일 뿐이며, 다른 센서 장치 정보는 후보 네트워크 추가 노드들로서 잠재적으로 적합한 센서 장치들 및 실제로 데이터 릴레이가 필요한(또는 데이터 릴레이가 적합한) 센서 장치를 더 잘 식별하기 위해 예측될 수 있으며, 여기서 이해하여야 할 점은 각각의 센서 장치 정보의 관련성이 특정 정책(본 발명을 제한하지 않음)에 의존할 수 있다는 점이다. 단지 예로, 센서 장치(110 i )의 IoT 장치 정보는 (상기 센서 장치 정보에 추가해서 또는 대안으로) 그 센서 장치(110 i )에 대한 보안 정보를 포함할 수 있다(예컨대, 센서 장치(110 i )는 합리적인 데이터를 반송(搬送)하는 데 관여할 수 있다). 그리고 그러한 센서 장치(110 i )가 데이터 릴레이 없이, 그리고 다른 센서 장치 정보와 무관하게 상기 연관된 네트워크 노드(105 k )에 강제로 직접 접속되게 하는 정책이 고려될 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 의하면, 센서 장치 정보의 획득 단계는 상기 센서 장치 정보가 (예컨대, PUCCH 또는 PRACH 채널을 통해) 상기 센서 장치들(110 i )에 의해 상기 연관된 네트워크 노드(105 k )에 전송됨에 응답하여 상기 네트워크 노드(105 k )에 의해 (예컨대, PBCH 또는 PDCCH 채널들을 통해) 요청 메시지를 상기 연관된 센서 장치들(110 i )로 전송하는 것을 포함한다.
인식 단계
본 발명의 한 실시 예에 따른 인식 단계(210)를 개략도로서 보여주는 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 인식 단계(210)는 이하에서 논의되는 단계들 중 적어도 하나(바람직하게는 모두)를 포함한다.
1) 식별 단계(305): 하나 이상의 후보 네트워크 추가 노드들 및 하나 이상의 후보 지원 센서 장치들은 바람직하게는 센서 장치 정보(또는 그의 일부)에 따라 센서 장치들(110 i ) 중에서 식별된다. 본 발명의 한 실시 예에 의하면, 제1 센서 장치(110 i )는 (예컨대, 센서 장치 정보 "지원 채널들 및 신호들"에 따라) S-SS 신호들의 데이터 전송 및 P-PRACH 및 S-PRACH 채널들을 통한 데이터 수신을 지원하는 경우 후보 네트워크 추가 노드로서 식별되고, 제2 센서 장치(110 i )는 (예컨대, 센서 장치 정보 "지원 채널들 및 신호들에 따라) P-PRACH 및 S-PRACH 채널을 통한 데이터 전송 및 P-SS 신호들 외에 S-SS 신호들의 데이터 수신을 지원하는 경우 그러한 후보 네트워크 추가 노드에 대한 후보 지원 센서 장치로서 식별된다.
추가로(본원 명세서에서 고려된 바람직한 실시 예에서와같이), 또는 대안으로, 제1 센서 장치(110 i )는 (예컨대, 센서 장치 정보 "접속" 및 "배터리 레벨"에 따라) 고 에너지 센서 장치일 경우 후보 네트워크 추가 노드로 식별되며, 제2 센서 장치(110 i )는 (예컨대, 센서 장치 정보 "접속" 및 "배터리 레벨"에 따라) 저 에너지 센서 장치일 경우 그 후보 네트워크 추가 노드에 대한 후보 지원 센서 장치로서 식별된다. 더 일반적으로는, 제1 센서 장치(110 i )는 제1 센서 장치(110 i )의 에너지 이용률이 더 높은 경우 (결과적으로 후보 네트워크 추가 노드에 대한 후보 지원 센서 장치가 되는) 제2 센서 장치에 대한 후보 네트워크 추가 노드로서 식별될 수 있다(이는 배터리에 의해 전력을 공급받는 제1 및 제2 센서 장치 양자 모두의 경우에, 배터리 충전의 제1 레벨보다 높은 제1 센서 장치의 배터리 레벨 및 배터리 충전의 제2 레벨보다 낮은 제2 센서 장치의 배터리 레벨의 조건에서 변환되고, 배터리 충전의 제2 레벨은 최대한 배터리 충전의 제1 레벨과 동일하거나 그보다 낮음).
2) 발견 단계(310): 각각의 네트워크 노드(105 k )에 대해, 각각의 센서 장치와 그 네트워크 노드(105 k ) 간의 각각의 직접 링크의 무선 품질의 표시(이하, 직접 링크 무선 품질이라 언급됨) 및 각각의 후보 지원 센서 장치와 그에 연관된 후보 네트워크 추가 노드 간의 각각의 릴레이 링크의 무선 품질의 표시(이하, 릴레이 링크 무선 품질 각 후보 지원 센서 장치와 관련 후보 네트워크 사이의 추가 노드(이하, 릴레이 링크 무선 품질이라 언급됨)는 그 네트워크 노드(105 k )에서 수신된다. 그것을 달성하기 위해:
- (자율 발견 단계라고 언급되는) 본 발명의 제1 실시 예에 의하며, 각각의 센서 장치(110 i )는 데이터 전송을 위한 무선 리소스들의 요청들(전송 시도들) 및 바람직하게는 직접 링크 무선 품질을 네트워크 노드(105 k )로 그리고 P-PRACH 채널을 통해 전송하도록 구성되고(각각의 센서 장치(110 i )의 직접 링크 무선 품질은 바람직하게는 네트워크 노드(105 k )로부터 전송되고 그 센서 장치(110 i )에서 미리 수신된 P-SS 신호에 기초하여 이루어지고), 반면에 상기(또는 각각의) 후보 네트워크 추가 노드는 예컨대 사전에 결정된 주기(이하 리스닝(listening) 주기로서 언급되고, 바람직하게는 상위 네트워크 계층들에 의해 구성됨) 동안 전송 시도들 및 직접 링크 무선 품질을 리스닝(다시 말하면, 인터셉트)한 다음에, 그들을 릴레이 링크 무선 품질과 함께 네트워크 노드(105 k )로 시그널링하도록 구성된다. 각각의 후보 지원 센서 장치와 그에 연관된 후보 네트워크 추가 노드 간의 릴레이 링크의 릴레이 링크 무선 품질은 바람직하게는 후보 네트워크 추가 노드에서 네트워크 노드(105 k )로 향하고 후보 네트워크 추가 노드에 의해 인터셉트된 직접 무선 품질 및 전송 시도들의 수신 품질에 기초하여 이루어진다. 추가로 또는 대안으로, 각각의 후보 지원 센서 장치와 그에 연관된 후보 네트워크 추가 노드 간의 릴레이 링크의 릴레이 링크 무선 품질은 후보 네트워크 추가 노드로부터 후보 지원 센서 장치로 전송된 S-SS 신호들에 기초하여 이루어지고;
- (보조 발견 단계라고 언급되는) 본 발명의 제2 실시 예에 의하면, 제1 실시 예에 추가로 또는 대안으로, 각각의 센서 장치(110 i )는 (예컨대, 네트워크 노드(105 k )에 의해) P-PRACH을 통해 직접 링크 무선 품질과 함께 제1 전송 시도를 네트워크 노드(105 k )로 전송하도록 구성되고(네트워크 노드(105 k )와 각각의 센서 장치(110 i ) 간의 직접 링크의 직접 링크 무선 품질은 바람직하게는 네트워크로부터 전송되고 센서 장치(110 i )에서 수신되는 P-SS 신호들에 기초하여 이루어지고), 상기 제1 전송 시도에 대한 피드백이 존재하는 경우, 센서 장치(110 i )는 (예컨대, 네트워크 노드(105 k )에 의해) S-PRACH 채널을 통해 릴레이 링크 무선 품질과 함께 후속 전송 시도들을 후보 추가 네트워크로 수행하도록 구성된다(릴레이 링크 무선 품질은 바람직하게는 센서 장치(110 i )에 의해 수신된 후보 네트워크 추가 노드로부터의 S-SS 신호들에 기초하여 이루어짐). 바람직하게는, 다수의 센서 장치(110 i )가 S-PRACH 채널로 구성되기 때문에, 사전에 결정된 타임-아웃 주기 후에, (S-PRACH 채널을 통해 이전에 제공된) 센서 장치들(110 i )의 전송 시도들에 대한 피드백을 수신하지 않은 센서 장치들(110 i )은 P-PRACH 채널을 통한 새로운 전송 시도(또는 그 이상)로 폴백(fall back)될 수 있다.
바람직하게는, 사용된(자율 또는 보조) 발견 단계에 관계없이, 상이한 네트워크 노드(105 k )에 연관된 센서 장치들(110 i )은 단일 후보 네트워크 추가 노드에 의해 처리될 수 있다. 이는 예를 들어 후보 네트워크 추가 노드에 대한 서빙 네트워크 노드- 이하 비-서빙 네트워크 노드라 언급됨 - 와는 다른 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있는 센서 장치(110 i )를 인접하여 발견하는 후보 네트워크 추가 노드의 경우일 수 있다(다시 말하면, 이는 상기 센서 장치(110 i )로부터 전송 시도들을 수신한다). 네트워크 노드(1052)가 센서 장치(11017)에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하고 네트워크 노드(1051)가 센서 장치(11014)에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하는 도 1의 대표적인 시나리오에서, 이는 예를 들어 센서 장치(11017)를 근접해서 발견하는 센서 장치(11014)의 경우일 수 있다(다시 말하면, 이는 상기 센서 장치(11017)로부터 전송 시도들을 수신한다)(이 경우에, 네트워크 노드(1052)는 센서 장치(11014)에 대한 비-서빙 네트워크 노드로서 작용함). 후보 네트워크 추가 노드는 예를 들어 2개의 네트워크 노드가 조정되고 P-PRACH에 대해 또는 S-PRACH 채널에 대해 동일한 무선 리소스들을 구성할 수 있는 경우에 후보 네트워크 추가 노드에 대한 서빙 네트워크 노드(다시 말하면, 비-서빙 네트워크 노드)와는 다른 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있는 센서 장치(110i)(이하, 외부 센서 장치라고 언급됨)를 근접해서 발견할 수 있다. 이 경우에, 후보 네트워크 추가 노드는 P-PRACH 채널(자율 발견 단계) 또는 S-PRACH 채널(보조 발견 단계)을 통해 외부 센서 장치로부터 릴레이 링크 무선 품질을 수신할 수 있다. 외부 센서 장치가 상이한 네트워크 노드(105 k )에 의해 서빙되는 것을 후보 네트워크 추가 노드가 무시하기 때문에, 릴레이 링크 무선 품질은 후보 네트워크 추가 노드에 의해 자기 자신의 서빙 네트워크 노드(다시 말하면, 후보 네트워크 추가 노드를 서빙하는 네트워크 노드)에 보고될 수 있고, 이는 또 보고된 릴레이 링크 무선 품질을 올바른 네트워크 노드(105 k )로 라우팅할 수 있다.
3) 선택 단계(315): 상기(또는 각각의) 후보 네트워크 추가 노드 및 관련된 지원 센서 장치는 대응하는 직접 및 릴레이 링크들의 무선 품질에 따라 네트워크 추가 노드 및 지원 센서 장치로서 각각 (바람직하게는 네트워크 노드(105 k )에 의해) 선택된다. 본 발명의 한 실시 예에 따르면, 각각의 후보 네트워크 추가 노드 및 관련된 후보 지원 센서 장치는 연관된 릴레이 링크와 직접 링크 무선 품질 간의 비교에 기초하여 각각 네트워크 추가 노드 및 지원 센서 장치로서 선택된다. 예를 들어, 각각의 후보 네트워크 추가 노드 및 관련된 후보 지원 센서 장치는 상기 후보 지원 센서 장치와 상기 후보 네트워크 추가 노드 간의 릴레이 링크의 품질이 상기 후보 지원 센서 장치 및 상기 네트워크 노드(105 k ) 간의 직접 링크의 품질보다 높은 비교 결과가 초래되는 경우, 네트워크 추가 노드 및 지원 센서 장치로서 각각 선택된다. 바람직하게는, 반드시는 아니지만, 네트워크 추가 노드 및 지원 센서 장치(들)로서 상기(또는 각각의) 후보 네트워크 추가 노드 및 관련된 후보 지원 센서 장치(들)를 각각 선택하는 것은 네트워크 노드(105 k )로부터 각각의 네트워크 추가 노드 및 지원 센서 장치로 전송되어 데이터 릴레이에 대한 그들의 선택을 통지하게 하는 셀 재선택 메시지에 의해 이루어진다.
그러므로 IoT 절차(200)의 위에서 논의된 바람직한 실시 예에 의하면, 더 나은 무선 조건들에 직면하게 되는 하나 이상의 고 에너지 센서 장치들이 열악한 무선 조건들에 직면하게 되는 대응하는 하나 이상의 저 에너지 센서 장치들의 데이터를 - 센서 장치들을 포함하는 종래의 셀룰러 네트워크들과는 대조적으로 - 연관된 네트워크 노드(105 k )로 릴레이하도록 선택되며, 이 경우에 열악한 무선 조건들에 직면하게 되는 저 에너지 센서 장치들은 그 대신에 상기 연관된 네트워크 노드에만 직접 접속된다.
이는 열악한 무선 조건들에 직면하게 되는 (예컨대, 저-에너지) 센서 장치들의 전력 소비 및 무선 전송 시도들의 횟수를 줄이는 데 도움이 되는데, 이는 네트워크 노드(105 k )에 직접 접속되는 대신에, 고효율 무선 링크를 사용하여 상기 데이터를 네트워크 노드(105 k )로 릴레이하는 적절한(예컨대, 고-에너지) 센서 장치에 접속된다.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 인식 단계(210), 특히 자율 및 보조 발견 단계들을 간략하게 스윔-레인(swim-lane)으로 나타낸 도면이다. 설명 및 표현의 용이성을 위해, 네트워크 노드(1051)만이 고려되고 네트워크 노드(1051)에 연관된 한 서브세트의 센서 장치들(110 i )(예를 들어, 센서 장치들(1101-1103))만이 고려되고, 여기서 이해할 점은 인식 단계가 바람직하게는 각각의 네트워크 노드(105k)에서 수행되도록 의도되고, 그에 연관된 모든 센서 장치들(110i)(및 상이한 네트워크 노드들(105k)에 연관되지만 단일 후보 네트워크 추가 노드에 의해 처리되는 센서 장치들(110 i )의 경우와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이 그에 근접한 것들)을 포함하도록 의도된다는 점이다.
도 4의 예에서, 센서 장치(1101)는 후보 네트워크 추가 노드인 것으로 가정되고 센서 장치들(1102, 1103)은 후보 지원 센서 장치들인 것으로 가정된다(어떤 경우에도, 위에서 언급한 바와 같이, 특정 정책들에 따라, 하나 이상의 센서 장치 정보의 관련성은 또한 센서 장치 네트워크(DN x )의 하나 이상의 센서 장치들(110i)이 후보 네트워크 추가 노드들 또는 후보 지원 센서 장치들로서 간주되지 않음을 포함할 수 있다). 또한, 센서 장치들(1101, 1103)만이 P-PRACH 및 S-PRACH 채널들 양자 모두를 통한 데이터 전송을 지원하는 것으로 가정되는 반면에, 센서 장치(1102)는 P-PRACH 채널만을 통한 데이터 전송을 지원하는 것으로 가정된다(그 이유는 네트워크 노드(1051) 및 후보 네트워크 추가 노드(1101)가 후보 지원 노드(1102)에 대한 자율 발견 단계 및 후보 지원 노드(1103)에 대한 보조 발견 단계를 수행하는 것으로 가정되기 때문이다).
도 4의 예의 자율 발견 단계는 다음과 같이 요약될 수 있다.
네트워크 노드(1051)는 네트워크 노드(1051)와 후보 지원 센서 장치(1102)(도면에서 "QD2"로 표시됨) 간의 직접 링크에 관한 직접 링크 무선 품질과 함께 후보 지원 센서 장치(1102)의 전송 시도들을 P-PRACH 채널을 통해 수신(단계 310a1)한다. 사전에 결정된 리스닝 주기 동안, 후보 네트워크 추가 노드(1101)는 이러한 전송 시도들를 인터셉트(다시 말하면, 수신)(단계 310a2)하고 인터셉트된 전송 시도들의 품질에 따라 (후보 지원 센서 장치(1102) 및 후보 네트워크 추가 노드(1101) 간 릴레이 링크에 관련된) 릴레이 링크 무선 품질을 결정한다. 나중에, 후보 네트워크 추가 노드(1101)는 릴레이 링크 무선 품질(도면에서 "QR2"로 표시됨)을 네트워크 노드(1051)에 보고(단계 310a3)한다.
도 4의 예의 보조 발견 단계는 다음과 같이 요약될 수 있다.
네트워크 노드(1051)는 바람직하게는 네트워크 노드(1051) 및 후보 지원 센서 장치(1103)(도면에서 "QD3"으로 표시됨) 간의 직접 링크와 관련된 직접 링크 무선 품질과 함께 후보 지원 센서 장치(1103)로부터의 제1 전송 시도(또는 제1 세트의 전송 시도들)를 P-PRACH 채널을 통해 수신(단계 310b1)한다.
그 다음, 네트워크 노드(1051)는 바람직하게는 상기 제1 전송 시도들에 대한 피드백을 PDCCH 채널을 통해 전송(단계 310b2)한다. 바람직하게는, 도시된 바와 같이, 네트워크 노드(1051)는 후보 지원 센서 장치(1103)로 피드백을 전송하며, 상기 피드백은 바람직하게는 후보 지원 센서 장치(1103)를, 후속 전송 시도들(또는 제1 전송 시도 또는 제1 세트의 전송 시도들 이후의 한 세트의 전송 시도들)을 네트워크 노드(1051) 대신에) 후보 네트워크 추가 노드(1101)로, 그리고 바람직하게는 S-PRACH 채널을 통해 전송(단계 310b3)하도록 구성하기 위한 구성 시그널링을 포함한다. 더 바람직하게는, 네트워크 노드(1051)는 상기 피드백을 후보 네트워크 추가 노드(1101)로 또한 전송하고, 더욱더 바람직하게는 상기 피드백은 또한 후보 네트워크 추가 노드(1101)를, 수신된 후속 전송 시도들의 품질에 따라 후보 지원 센서 장치(1103)와 후보 네트워크 추가 노드(1101) 간의 릴레이 링크와 관련된 릴레이 링크 무선 품질을 결정하도록 구성하기 위한 구성 시그널링을 포함한다. 나중에, 후보 네트워크 추가 노드(1101)는 후보 지원 센서 장치(1103)와 후보 네트워크 추가 노드(1101) 간의 릴레이 링크의 릴레이 링크 무선 품질(도면에서 "QR3"로 표시됨)을 네트워크 노드(1051)에 보고(단계 310b4)한다.
바람직하게는, 후보 지원 센서 장치(1103)에서 네트워크 노드(1051)로부터의 상기 피드백이 없는 경우(예컨대, 전송 시도들로부터 사전에 결정된 타임-아웃 주기 후에), 후보 지원 센서 장치(1103)는 P-PRACH 채널을 통해 후속 전송 시도들을 네트워크 노드(1051)로 전송(다시 말하면, 전송을 계속 유지)하도록 (예컨대, 네트워크 노드(1051)에 의해) 구성될 수 있고, 후보 네트워크 추가 노드(1101)는 (예컨대, 사전에 결정된 리스닝 주기 동안) 상기 후속 전송 시도들을 인터셉트하고, 그리고 상기 인터셉트된 후속 전송 시도들의 품질에 따라 후보 지원 센서 장치(1103)와 후보 네트워크 추가 노드(1101) 간의 릴레이 링크에 관련된 릴레이 링크 무선 품질을 결정하도록 (예컨대, 네트워크 노드(1051)에 의해) 구성될 수 있다 - 다시 말하면, 위에서 언급한 바와 같이, 사전에 결정된 타임-아웃 기간 후에, S-PRACH 채널을 통해 전송 시도들에 대한 피드백을 수신하지 않은 센서 장치들(110 i )은 P-PRACH 채널을 통한 새로운 전송 시도(또는 그 이상)로 폴백된다. 나중에, 후보 네트워크 추가 노드(1101)는 릴레이 링크 무선 품질 측정들을 네트워크 노드(1051)에 보고한다.
구성 단계
구성 단계(215)는 이하에서 논의되는 단계들 중 적어도 하나(바람직하게는 모두)를 포함한다:
- 리소스 할당 메시지는 네트워크 노드(105 k )에 의해, 바람직하게는 네트워크 추가 노드 및 각각의 관련된 지원 센서 장치로 전송된다. 바람직하게는, 리소스 할당 메시지는 PDCCH 채널을 통해 전송된다. 바람직하게는, 리소스 할당 메시지는 또한 릴레이 링크를 통한 다운링크 및 업링크 데이터 전송을 위해 예약된 무선 리소스들에 관한 정보를 포함한다. 더 유리하게는, 예약된 무선 리소스들은 데이터 전송 및/또는 수신 동안 전력 소비를 줄일 수 있는 것으로 특정하게 식별되는 한 그룹의 무선 리소스들을 포함한다 - 어떠한 경우에도, S-SS 신호들 및 S-PRACH 채널들이 사용될 때, P-SS 신호들 및 P-PRACH 채널 구성들은 바람직하게는 (특히 센서 장치의 슬립(sleep) 주기 동안) 센서 장치의 메모리에 유지되고, 그럼으로써 센서 장치가 비교적 긴 슬립(예컨대, 수 시간) 후에 웨이크업(wake up)하고 (그러한 센서 장치에 대한) S-PRACH 채널 구성들 및 S-SS 신호들이 (예컨대, 센서 장치 이동성 또는 변경된 전파 조건들로 인한 셀룰러 네트워크 구성의 변경으로 인해) 그동안 변경되는 경우, 센서 장치에 대한 연결 손실은 센서 장치가 여전히 동일한 네트워크 노드 상에서 캠핑(camping)된다고 가정하는 폴백(fall back)으로서 P-SS 신호들 및 P-PRACH 채널들을 사용하여 회피할 수 있다; 그리고
- 네트워크 추가 노드는 지원 센서 장치에 의해 수신되고 네트워크 추가 노드와의 동기화를 수행하는 데 사용되는 S-SS 신호들을 주기적으로 전송하기 시작한다.
그러므로 지원 센서 장치가 S-PRACH 채널을 통해 무선 리소스 요청을 수행하려고 하면 접속은 네트워크 추가 노드에 의해 직접 처리되고, 이는 이전 단계 동안 예약되고 리소스 할당 메시지를 사용하여 시그널링되는 PUSCH/PDSCH 채널들의 무선 리소스들에서 지원 센서 장치를 스케줄링할 수 있고, 그 후에, 지원 센서 장치로부터 수신된 메시지는 네트워크 노드(105k)에 의해 정상적으로 스케줄링된 PUSCH 채널의 무선 리소스들을 사용하여 네트워크 추가 노드로부터 네트워크 노드(105 k )로 릴레이되는 것이 바람직하다.
후보 네트워크 추가 노드에 대한 서빙 네트워크 노드(비-서빙 네트워크 노드(1052), 서빙 네트워크 노드(1051) 각각)로서 작용하는 네트워크 노드(해당 예에서 네트워크 노드(1051)와는 다른 네트워크 노드(해당 예에서 네트워크 노드(1052)의 적용범위에 있는 센서 장치(또는 해당 예에서 센서 장치(11017)와 같은 외부 센서 장치)를 근접해서 발견하는 (후보) 네트워크 추가 노드(해당 예에서 센서 장치(11014)의 위에서 논의된 시나리오로 돌아가면, 데이터 전송/수신을 위한 직접 링크와 릴레이 링크 간의 결정(다시 말하면, 외부 센서 장치를 발견한 (후보) 네트워크 추가 노드가 또 외부 센서 장치에 대한 추가 네트워크 노드로서 작용할 수 있는지의 결정)은 바람직하게는 비-서빙 네트워크 노드(해당 예에서 1052)로 정보를 제공하는 동일한 서빙 네트워크 노드(해당 예에서 1051)에 접속되는 후보 네트워크 추가 노드(해당 예에서는 11014)의 이용 가능성에 대한 서빙 네트워크 노드(해당 예에서는 1051)에 의해 통지된 후에, P-PRACH 채널을 통해 센서 장치(110 i )로부터 전송 시도들을 수신하는 네트워크 노드(105 k )에 의해 취해지는 것이 바람직하다. 외부 센서 장치에 대해 데이터 전송에 대한 릴레이 링크가 결정되는(다시 말하면, 외부 센서 장치를 발견한 (후보) 네트워크 추가 노드가 외부 센서 장치에 대한 네트워크 추가 노드로서 선택되는) 경우에, 비-서빙 및 서빙 네트워크 노드들(또는 하나 이상의 상위 계층 결정 유닛들)은 릴레이 링크의 채널들(예컨대, S-SS 신호들 및 S-PRACH 채널들)을 위해 예약할 무선 리소스들에 대해 결정하고, 그 후에 서빙 네트워크 노드는 (외부 센서 장치에 대한 네트워크 추가 노드로서 작용할 것임을 알리기 위해) 대응하는 리소스 할당 메시지를 네트워크 추가 노드로 전송하며 비-서빙 네트워크 노드는 서빙 네트워크 노드의 P-RACH 채널들 및 P-SS 신호들에 대해 그리고 (외부 센서 장치에 해당하는 S-SS 신호들 및 S-PRACH 채널들을 제공하기 위해) 자기 대신에 연관된 네트워크 추가 노드에 의해 수행되는 데이터 릴레이에 대해 통지하도록 대응하는 리소스 방향전환(resource redirection) 메시지를 외부 센서 장치(다시 말하면, 서빙 네트워크 노드 관점에서 외부에 있는 센서 장치)로 전송한다.
물론, 국부적이고 특정한 요건을 만족시키기 위해, 통상의 기술자는 위에 설명한 발명에 많은 논리적 그리고/또는 물리적 수정 및 변경을 적용할 수 있다. 더 구체적으로, 본 발명이 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 어느 정도의 특정 도로 설명되었지만, 여기서 이해하여야 할 점은 다른 실시 예들뿐만 아니라 형태 및 세부사항의 다양한 생략, 대체 및 변경이 가능하다는 점이다. 특히, 본 발명의 상이한 실시 예들은 본 발명의 더 철저한 이해를 제공하기 위해 전술한 설명에 제시된 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있으며, 이와는 반대로, 불필요한 세부사항으로 설명을 방해하지 않기 위해 잘 알려진 특징들은 생략되거나 간략화될 수 있다. 또한, 본 발명의 임의의 개시된 실시 예와 관련하여 설명된 특정 요소들 및/또는 방법 단계들이 임의의 다른 실시 예에 통합될 수 있는 것으로 명백히 의도된다.
더 구체적으로, 본 발명은 (유사한 단계들을 사용하거나, 필수적이지 않은 일부 단계들을 제거하거나, 추가의 선택 단계들을 추가함으로써) 동등한 방법을 통해 구현되도록 하고, 또한 상기 단계들은 상이한 순서로, 동시에 또는 인터리브 방식으로 (적어도 부분적으로) 수행될 수 있다.
또한, 셀룰러 네트워크가 다른 구조를 갖거나 동등한 구성요소들을 포함하거나 다른 동작 특징들을 갖는 경우 유사한 고려사항들이 적용된다. 어쨌든, 임의의 구성요소는 여러 요소로 분리될 수 있거나, 2개 이상의 구성요소가 단일 요소로 조합될 수 있으며; 또한, 각각의 구성요소는 대응하는 동작들의 실행을 병렬로 지원하기 위해 복제될 수 있다. 또한, 여기서 유념할 점은 상이한 구성요소들 간의 임의의 상호작용이 일반적으로 (달리 지시되지 않는 한) 연속적일 필요는 없으며, 하나 이상의 중개자들을 통한 직·간접적일 수 있다는 점이다.

Claims (15)

  1. 무선 네트워크(100)를 구성하는 방법(200)으로서, 상기 무선 네트워크(100)는 네트워크 노드(105 k ) 및 상기 네트워크 노드(105 k )의 커버리지(coverage) 하에 있는 제1 네트워크 장치(100 i )를 포함하고, 상기 네트워크 노드(105 k )는 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하고, 상기 제1 네트워크 장치는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 상기 네트워크 노드(105 k )로 전송하도록 이루어져 있는, 무선 네트워크의 구성 방법에 있어서,
    상기 무선 네트워크의 구성 방법은,
    상기 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있는 제2 네트워크 장치(100 i )의 존재를 결정하는 단계 - 상기 제2 네트워크 장치는 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 대응하는 서빙 네트워크 노드에 전송하도록 이루어짐 -;
    상기 제1 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310);
    상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310);
    상기 제2 네트워크 장치 및 상기 제1 네트워크 장치 간의 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310); 및
    상기 제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215);
    를 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크(100)는 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 네트워크 노드(105 k ) 간에 그리고 상기 제2 네트워크 장치 및 상기 대응하는 서빙 네트워크 노드(105 k ) 간에 직접적인 접속을 확립하기 위해 제1 동기화 신호들 및 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 지원하고, 상기 제1 네트워크 장치 및 상기 제2 네트워크 장치 간에 직접적인 접속을 확립하기 위해 제2 동기화 신호들 및 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 지원하며, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215)는, 상기 제1 네트워크 장치가 적어도 상기 제2 동기화 신호들의 전송 및 상기 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 통한 수신을 지원하고 상기 제2 네트워크 장치가 적어도 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통한 그리고 상기 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 통한 전송 및 상기 제2 동기화 신호들의 수신을 지원하는 경우에 수행되는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310))는,
    상기 제2 네트워크 장치가 상기 무선 리소스의 요청 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드(105 k )로 그리고 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 전송하게 하는 단계(310a1);
    상기 제1 네트워크 장치가 상기 무선 리소스의 요청 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 인터셉트하게 하는 단계(310a2); 및
    상기 제1 네트워크 장치가 상기 인터셉트된 무선 리소스 요청의 품질 및 상기 인터셉트된 제2 무선 링크의 무선 품질에 기초하여 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하게 하는 단계(310a3);
    를 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310)는,
    상기 제2 네트워크 장치가 제1 세트의 무선 리소스 요청들 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드(105 k )로 그리고 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 전송하게 하는 단계(310b1); 및
    상기 전송된 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 관한 상기 제2 네트워크 장치 측 네트워크 노드(105 k )의 피드백의 존재하에서,
    상기 제2 네트워크 장치가 상기 제2 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 제1 네트워크 장치로 상기 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 이어 후속하는 무선 리소스 요청들을 전송(310b3)하게 하고, 그리고
    상기 제1 네트워크 장치가 상기 수신된 후속하는 무선 리소스 요청들의 품질에 기초하여 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정(310b4)하게 하는 단계;
    를 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계(210, 310)는,
    상기 제2 네트워크 장치가 제1 세트의 무선 리소스 요청들 및 상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 상기 네트워크 노드(105 k )로 그리고 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 전송하게 하는 단계(310b1); 및
    상기 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 관한 상기 제2 네트워크 장치 측 네트워크 노드(105 k )의 피드백이 없는 경우,
    상기 제2 네트워크 장치가 상기 제1 물리적 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 네트워크 노드(105 k )로 상기 제1 세트의 무선 리소스 요청들에 이어 후속하는 무선 리소스 요청들을 전송하게 하고,
    상기 제1 네트워크 장치가 상기 후속하는 무선 리소스 요청들을 인터셉트하게 하며, 그리고
    상기 인터셉트된 후속하는 무선 리소스 요청들의 품질에 기초하여 상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계;
    를 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정하는 단계는 또한 상기 제1 네트워크 장치로부터 상기 제2 네트워크 장치로 전송된 제2 동기화 신호들의 평가에 기초하여 이루어지는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 네트워크 노드(105 k )는 또한 상기 제2 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하며,
    상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215)는,
    상기 네트워크 노드(105 k )가 제1 리소스 할당 메시지를 상기 제1 네트워크 장치로 그리고 제2 리소스 할당 메시지를 상기 제2 네트워크 장치로 전송하게 하는 단계;
    상기 제1 네트워크 장치가 상기 제2 동기화 신호들을 주기적으로 전송하게 하는 단계; 및
    상기 제2 네트워크 장치가 상기 수신된 제2 동기화 신호들에 따라 상기 제1 네트워크 장치와 동기화하게 하는 단계;
    를 더 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 리소스 할당 메시지는 또한 상기 제3 무선 링크를 통한 다운링크 및 업링크 데이터 전송을 위해 예약되어 있는 예약 무선 리소스에 관한 정보를 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  9. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 추가 네트워크 노드를 포함하고, 상기 추가 네트워크 노드는 상기 제2 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하고, 상기 무선 네트워크의 구성 방법은 상기 네트워크 노드가 상기 제2 네트워크 장치가 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 전송할 수 있는 상기 제1 네트워크 장치의 이용 가능성에 대하여 상기 추가 네트워크 노드에 통지하게 하는 단계를 더 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215)는,
    상기 네트워크 노드(105 k )가 리소스 할당 메시지를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하게 하는 단계;
    상기 추가 네트워크 노드가 리소스 방향전환 메시지를 상기 제2 네트워크 장치로 전송하게 하는 단계;
    상기 제1 네트워크 장치가 상기 제2 동기화 신호들을 주기적으로 전송하게 하는 단계; 및
    상기 제2 네트워크 장치가 상기 수신된 제2 동기화 신호들에 따라 상기 제1 네트워크 장치와 동기화하게 하는 단계;
    를 더 포함하는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  11. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 무선 링크의 무선 품질은 상기 네트워크 노드(105 k )로부터 상기 제1 네트워크 장치로의 제1 동기화 신호들에 기초하여 이루어지며, 상기 제2 무선 링크의 무선 품질은 대응하는 서빙 네트워크 노드(105 k )로부터 상기 제2 네트워크 장치로의 제1 동기화 신호들에 기초하여 이루어지는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크의 구성 방법은 상기 제1 네트워크 장치의 에너지 가용성 및 상기 제2 네트워크 장치의 에너지 가용성을 결정하는 단계(205)를 더 포함하며, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215)는, 상기 제1 네트워크 장치의 에너지 가용성이 상기 제2 네트워크 장치의 에너지 가용성보다 높은 경우 수행되는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하는 단계(215)는 또한,
    상기 제1 및 제2 네트워크 장치들이 속하는 장치 네트워크의 표시;
    상기 제1 및 제2 네트워크 장치들에 의해 지원되는 최대 전송 전력의 표시;
    상기 제1 및 제2 네트워크 장치들의 사전에 정의된 전송 시간주기에 관한 표시; 및
    상기 제1 및 제2 네트워크 장치들의 위치 및 이동성의 표시;
    중의 적어도 하나에 기초하여 수행되는, 무선 네트워크의 구성 방법.
  14. 무선 네트워크(100)에서 사용하기 위한 네트워크 노드(105 k )로서, 상기 무선 네트워크(100)는 네트워크 노드(105 k ) 및 상기 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있는 제1 네트워크 장치(110 i )를 포함하고, 상기 네트워크 노드(105 k )는 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용하며, 상기 제1 네트워크 장치는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 상기 네트워크 노드(105 k )로 전송하도록 구성되는, 네트워크 노드에 있어서,
    상기 네트워크 노드는,
    상기 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있는 제2 네트워크 장치(100 i )의 존재를 결정하도록 구성되고, 상기 제2 네트워크 장치는 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 대응하는 서빙 네트워크 노드로 전송하도록 구성되며,
    상기 네트워크 노드는,
    상기 제1 무선 링크의 무선 품질을 결정(210, 310)하도록 구성되고,
    상기 제2 무선 링크의 무선 품질을 결정(210, 310)하도록 구성되며,
    상기 제2 네트워크 장치 및 상기 제1 네트워크 장치 간의 제3 무선 링크의 무선 품질을 결정(210, 310)하도록 구성되고, 그리고
    제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치를, 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 그리고 상기 제1 네트워크 장치를, 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성하도록 구성되는, 네트워크 노드.
  15. 무선 네트워크(100)에서 사용하기 위한 장치 네트워크로서, 상기 장치 네트워크는 제1 무선 링크를 통해 제1 데이터를 전송하도록 구성된 제1 네트워크 장치, 및 제2 무선 링크를 통해 제2 데이터를 전송하도록 구성된 제2 네트워크 장치(110 i )를 포함하며, 상기 제1 및 제2 네트워크 장치가 셀룰러 네트워크의 네트워크 노드(105 k )의 커버리지 하에 있고, 상기 네트워크 노드(105 k )가 상기 제1 네트워크 장치에 대한 서빙 네트워크 노드로서 작용할 때,
    상기 제3 무선 링크의 무선 품질이 상기 제2 무선 링크의 무선 품질보다 높은 경우, 상기 제2 네트워크 장치는 상기 제3 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 제1 네트워크 장치로 전송하도록 구성되고 상기 제1 네트워크 장치는 상기 제1 무선 링크를 통해 상기 제2 데이터를 상기 네트워크 노드로 재전송하도록 구성되는, 장치 네트워크.
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