KR20210075575A - 공장 자동화를 위한 통신 시스템에서 노드들 간의 통신 방법 - Google Patents

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KR20210075575A
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임순용
양미정
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한국전자통신연구원
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Abstract

공장 자동화를 위한 통신 시스템에서 노드들 간의 통신 방법이 개시된다. 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 제1 통신 서비스를 위한 단말 ID를 포함하는 제1 RRC 메시지를 수신하는 단계, 상기 기지국으로부터 상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 MAC PDU를 생성하는 단계, 및 상기 MAC PDU를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다. 따라서 통신 시스템의 성능은 향상될 수 있다.

Description

공장 자동화를 위한 통신 시스템에서 노드들 간의 통신 방법{COMMUNICATION METHOD BETWEEN NODES IN COMMUNICATION SYSTEM FOR FACTORY AUTOMATION}
본 발명은 공장 자동화를 위한 통신 시스템에서 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공장 자동화를 위한 통신 시스템에서 유선(wired) 링크를 무선(wireless) 링크로 대체하기 위한 기술에 관한 것이다.
급증하는 무선 데이터의 처리를 위해, LTE(long term evolution)(또는, LTE-A)의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용하는 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 통신 시스템)이 고려되고 있다. NR 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역을 지원할 수 있고, LTE 통신 시스템에 비해 다양한 통신 서비스 및 시나리오를 지원할 수 있다. 예를 들어, NR 통신 시스템의 사용 시나리오(usage scenario)는 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication), mMTC(massive Machine Type Communication) 등을 포함할 수 있다.
한편, 종래 공장 시스템에서 기계들은 유선 링크(예를 들어, 이더넷 기반의 유선 링크)를 통해 제어기(controller)에 연결될 수 있다. 이 경우, 유선 링크의 설치/운용에 있어서 공간상 제약이 클 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, NR 통신 기술에 기초하여 공장 시스템이 구현될 수 있다. 즉, 공장 시스템에서 유선 링크는 무선 링크로 대체될 수 있고, 기계들은 무선 링크를 통해 제어기와 통신을 수행할 수 있다. 다만, 이 경우에 기계들과 제어기 간의 무선 통신을 위해 무선 통신 프로토콜이 새롭게 정의될 필요가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공장 자동화를 위한 통신 시스템에서 노드들 간의 통신 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 제1 통신 서비스를 위한 단말 ID를 포함하는 제1 RRC 메시지를 수신하는 단계, 상기 기지국으로부터 상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 MAC PDU를 생성하는 단계, 및 상기 MAC PDU를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID 및 상기 논리 채널은 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID 및 논리 채널과 구별된다.
여기서, 상기 제1 RRC 메시지는 상기 단말과 상기 기지국 간의 어태치 절차에서 수신될 수 있고, 상기 단말 ID는 상기 제1 RRC 메시지의 MAC 셀 그룹 설정 정보에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 단말 ID는 상기 제1 통신 서비스에 참여하는 단말들을 구별하기 위해 사용될 수 있고, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID는 상기 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID와 다르게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 MAC PDU는 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터를 포함하는 MAC SDU, 상기 제1 통신 서비스 관련 제어 정보를 포함하는 MAC CE, 및 상기 논리 채널을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 MAC CE는 상기 MAC SDU의 목적지 주소 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 MAC PDU는 상기 단말 ID에 의해 어드레스되는 제어 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원들을 통해 전송될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 동작 방법은, 제1 통신 서비스를 위한 단말 ID를 설정하는 단계, 상기 단말 ID를 포함하는 제1 RRC 메시지를 제1 단말에 전송하는 단계, 상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널을 설정하는 단계, 상기 논리 채널의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 상기 제1 단말에 전송하는 단계, 및 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 제1 MAC PDU를 상기 제1 단말로부터 수신하는 단계를 포함하며, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID 및 상기 논리 채널은 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID 및 논리 채널과 구별된다.
여기서, 상기 제1 RRC 메시지는 상기 단말과 상기 기지국 간의 어태치절차에서 전송될 수 있고, 상기 단말 ID는 상기 제1 RRC 메시지의 MAC 셀 그룹 설정 정보에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 단말 ID는 상기 제1 통신 서비스에 참여하는 단말들을 구별하기 위해 사용될 수 있고, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID는 상기 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID와 다르게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 제1 MAC PDU는 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터를 포함하는 MAC SDU, 상기 제1 통신 서비스 관련 제어 정보를 포함하는 MAC CE, 및 상기 논리 채널을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기지국의 동작 방법은 상기 MAC CE에 포함된 목적지 주소 정보에 지시되는 제2 단말에 상기 MAC SDU를 포함하는 제2 MAC PDU를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 단말은 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 하나 이상의 명령들은, 기지국으로부터 제1 통신 서비스를 위한 단말 ID를 포함하는 제1 RRC 메시지를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 수산하고, 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 MAC PDU 생성하고, 및 상기 MAC PDU를 상기 기지국에 전송하도록 실행되며, 상기 MAC PDU는 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터를 포함하는 MAC SDU, 상기 제1 통신 서비스 관련 제어 정보를 포함하는 MAC CE, 및 상기 논리 채널을 지시하는 정보를 포함한다.
여기서, 상기 제1 RRC 메시지는 상기 단말과 상기 기지국 간의 어태치 절차에서 수신될 수 있고, 상기 단말 ID는 상기 제1 RRC 메시지의 MAC 셀 그룹 설정 정보에 포함될 수 있고, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID는 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID와 구별될 수 있다.
여기서, 상기 MAC PDU는 상기 단말 ID에 의해 어드레스되는 제어 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원들을 통해 전송될 수 있다.
본 발명에 의하면, 공장 자동화 시스템은 NR(new radio) 기술을 기반으로 구현될 수 있고, 이 경우에 공장 자동화 시스템을 위한 단말 ID(identifier) 및 논리 채널(logical channel)은 별로도 설정될 수 있다. 따라서 공장 자동화 시스템을 구성하는 통신 노드들(예를 들어, 기지국, 단말)은 새롭게 설정된 단말 ID 및 논리 채널을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 또한, 공장 자동화 시스템을 위한 MAC(medium access control) PDU(protocol data unit)가 새롭게 정의될 수 있고, 통신 노드들은 새롭게 정의된 MAC PDU를 사용하여 데이터 및 제어 정보를 송수신할 수 있다. 따라서 공장 자동화 시스템의 성능은 향상될 수 있다.
도 1은 공장 자동화를 위한 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 공장 자동화 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 공장 자동화 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 공장 자동화 시스템에서 VIV 통신 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5는 공장 자동화 시스템에서 MAC PDU의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 공장 자동화 시스템에서 VIV MAC CE의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 공장 자동화 시스템에서 MAC PDU의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 1은 공장 자동화를 위한 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 공장 자동화를 위한 통신 시스템(이하, "공장 자동화 시스템"이라 함)은 제어기(controller)(110), 관리(supervisory) PLC(programmable logic controller)(120), 기계 #1(131), 기계 #2(132), 기계 #3(133) 등을 포함할 수 있다. 작업 셀(production cell)은 관리 PLC(120)와 복수의 기계들(131, 132, 133)로 구성될 수 있다. 관리 PLC(120) 및 복수의 기계들(131, 132, 133) 각각에 단말이 장착될 수 있다. 단말은 LTE(long term evolution) 기술 및/또는 NR(new radio) 기술을 지원할 수 있다.
단말들 간에 무선 링크가 형성될 수 있고, 작업 셀에 속한 통신 노드들(예를 들어, 관리 PLC(120), 기계 #1(131), 기계 #2(132), 기계 #3(133))은 무선 링크를 통해 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신할 수 있다. 단말은 기지국에 접속될 수 있고, 기지국을 통해 제어기(110)에 연결될 수 있다. 단말은 기지국을 통해 제어기(110)와 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신할 수 있다.
단말들 간의 통신은 ProSe 통신 방식(예를 들어, 사이드링크(sidelink) 통신 방식)에 기초하여 수행될 수 있다. 그러나 작업 셀 내의 작업 설비 등으로 인하여 LOS(line-of-sight)가 확보되기 어려운 경우, 단말들 간의 통신 성능은 저하될 수 있다. 또는, 단말들 간의 통신은 기지국을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 기계 #1(131)에 장착된 단말은 데이터 및/또는 제어 정보를 기지국에 전송할 수 있다. 기지국은 기계 #1(131)에 장착된 단말로부터 데이터 및/또는 제어 정보를 수신할 수 있고, 해당 데이터 및/또는 제어 정보를 목적지 단말(예를 들어, 기계 #2(132)에 장착된 단말)에 전송할 수 있다. 기계 #2(132)에 장착된 단말은 기지국으로부터 데이터 및/또는 제어 정보를 수신할 수 있다. 이 경우, 엔드-투-엔드(end-to-end) 지연이 발생할 수 있으며, 이에 따라 레이턴시(latency)가 증가할 수 있다.
한편, 공장 자동화 시스템에서 통신 노드들(예를 들어, 제어기(110), 단말, 기지국 등) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 공장 자동화 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다음으로, 공장 자동화 시스템에서 통신 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 공장 자동화 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 공장 자동화 시스템에서 기지국(310)(예를 들어, gNB의 TRP(transmission reception point))은 작업 셀의 천장에 설치될 수 있고, 단말들(321, 322)의 안테나는 천장(예를 들어, 천장에 설치된 기지국(310))을 향하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 기지국(310)과 단말들(321, 322) 간에 LOS가 확보될 수 있다. 단말 #1(321)은 도 1에 도시된 기계 #1(131)에 배치된 단말일 수 있고, 단말 #2(322)는 도 1에 도시된 기계 #2(132)에 배치된 단말일 수 있다.
단말 #2(322)로 전송될 데이터(또는, 제어 정보)가 단말 #1(321)에 존재하는 경우, 단말 #1(321)은 해당 데이터를 기지국(310)에 전송할 수 있다. 기지국(310)은 단말 #1(321)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 데이터를 목적지인 단말 #2(322)에 전송할 수 있다. 단말 #2(322)는 기지국(310)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 단말 #1(321)과 기지국(310) 간의 통신은 V2I(vehicle-to-infrastructure) 통신으로 볼 수 있고, 기지국(310)과 단말 #2(322) 간의 통신은 I2V(infrastructure-to-vehicle) 통신으로 볼 수 있다. 그러면, "단말 #1(321) - 기지국(310) - 단말 #2(322)" 간의 통신은 VIV(vehicle-infrastructure-vehicle) 통신으로 지칭될 수 있다. VIV 통신은 작업 셀뿐만 아니라 일정 영역에 군집한 단말들의 엔드-투-엔드 통신을 위해 사용될 수 있다. VIV 통신은 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 4는 공장 자동화 시스템에서 VIV 통신 방법의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 공장 자동화 시스템은 기지국, 단말 #1, 및 단말 #2를 포함할 수 있다. 기지국은 도 3에 도시된 기지국(310)일 수 있고, 단말 #1은 도 3에 도시된 단말 #1(321)일 수 있고, 단말 #2는 도 3에 도시된 단말 #2(322)일 수 있다. 기지국, 단말 #1, 및 단말 #2 각각은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 유사하게 설정될 수 있다.
■ VIV 단말 ID(identifier)의 설정 절차
VIV 통신을 위해 단말 ID가 설정될 수 있다. 단말 ID는 VIV 통신에 참여하는 단말들을 구별하기 위해 사용될 수 있다. VIV 통신을 위해 설정된 단말 ID는 다른 통신 서비스(예를 들어, NB-IoT(narrow band-internet of things), NR-U(unlicensed), V2X(vehicle to everything) 등)를 위해 설정된 단말 ID와 구별될 수 있다.
공장 자동화 시스템에서 OAM(operation, administration and maintenance)(미도시)은 VIV 통신을 위한 단말 ID를 설정할 수 있고, 단말 ID를 해당 단말에 알려줄 수 있다. 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각은 OAM으로부터 단말 ID를 획득할 수 있다.
또는, 기지국은 VIV 통신에 참여하는 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각의 단말 ID를 설정할 수 있다(S401). 기지국은 어태치(attach) 절차에서 단말 ID를 설정할 수 있다. 또는, 기지국은 논리 채널(logical channel)의 설정 절차에서 단말 ID를 설정할 수 있다. 기지국은 단말 ID를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지(예를 들어, 상위계층(higher layer) 메시지)를 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각에 전송할 수 있다(S402, S403). 여기서, 단말 ID는 VIV-RNTI(radio network temporay identifier)일 수 있다. 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각은 기지국으로부터 RRC 메시지를 수신할 수 있고, RRC 메시지에 포함된 단말 ID를 확인할 수 있다.
어태치 절차에서 RRC 메시지에 포함된 RRC 정보 요소(information element)의 MAC-CellGroupConfig 정보(예를 들어, MAC 셀 그룹 설정 정보)에 포함된 VivUE-Idenity는 단말 ID를 지시할 수 있다. 논리 채널의 설정 절차에서 RRC 메시지에 포함된 RRC 정보 요소의 LogicalChannelConfig 정보(예를 들어, 논리 채널 설정 정보)에 포함된 VivUE-Identity는 단말 ID를 지시할 수 있다.
■ VIV 논리 채널(logical channel)의 설정 절차
VIV 통신을 위해 논리 채널(이하, "VIV 논리 채널"이라 함)이 설정될 수 있다. VIV 논리 채널은 다른 통신 서비스(예를 들어, NB-IoT, NR-U, V2X 등)를 위해 설정된 논리 채널과 구별될 수 있다. 공장 자동화 시스템에서 OAM(미도시)은 VIV 논리 채널을 설정할 수 있고, VIV 논리 채널(예를 들어, VIV 논리 채널의 설정 정보)을 해당 단말에 알려줄 수 있다. 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각은 OAM으로부터 VIV 논리 채널의 설정 정보를 획득할 수 있다.
또는, 기지국은 VIV 논리 채널을 설정할 수 있다(S404). 기존 논리 채널들 중에서 특정 논리 채널은 VIV 논리 채널로 설정될 수 있다. 예를 들어, 아래 표 1과 같이, 기존 논리 채널들 중에서 인덱스 34에 해당하는 논리 채널은 VIV 논리 채널로 설정될 수 있다. VIV 논리 채널의 우선순위는 기존 논리 채널의 우선순위보다 높을 수 있다.
Figure pat00001
또한, 기지국은 VIV 논리 채널을 VIV 통신을 위한 베어러(bearer)와 매핑시킬 수 있다. VIV 논리 채널이 설정된 경우, 기지국은 VIV 논리 채널의 설정 정보(예를 들어, 인덱스)를 포함하는 RRC 메시지(예를 들어, 상위계층 메시지)를 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각에 전송할 수 있다(S405, S406). 단말들(예를 들어, 단말 #1, 단말 #2) 각각은 기지국으로부터 RRC 메시지를 수신할 수 있고, RRC 메시지에 포함된 VIV 논리 채널의 설정 정보를 확인할 수 있다.
RRC 메시지에 포함된 RRC 정보 요소의 LogicalChannelConfig 정보에 포함된 VivUE-Identity는 VIV 논리 채널을 지시할 수 있다. VivUE-Identity를 포함한 LogicalChannelConfig 정보는 VIV 통신이 수행되는 것을 지시할 수 있다. LogicalChannelConfig 정보가 VivUE-Identity를 포함하지 않는 경우, 이는 일반 통신이 수행되는 것을 지시할 수 있다.
■ 상향링크 데이터의 전송 절차
단말 #1은 상향링크 데이터를 포함하는 MAC(medium access control) PDU(protocol data unit)를 생성할 수 있다(S407). 단말은 생성된 MAC PDU를 기지국에 전송할 수 있다(S408). MAC PDU는 기지국에 의해 설정된 시간-주파수 자원들을 통해 단말 #1에서 기지국으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 VIV 통신을 위한 MAC PDU의 전송을 위해 사용되는 시간-주파수 자원 정보를 포함하는 제어 정보(예를 들어, DCI(downlink control information))를 단말 #1에 전송할 수 있다. 제어 정보는 기지국에 의해 설정된 단말 ID(예를 들어, 단계 S401에서 설정된 단말 ID)에 의해 어드레스될(addressed) 수 있다. 예를 들어, 제어 정보의 CRC(cyclic redundancy check)는 VIV-RNTI에 의해 스크램블링될(scrambled) 수 있다. 단말 #1은 VIV-RNTI(예를 들어, 단계 S402에서 획득된 단말 ID)를 사용하여 기지국으로부터 제어 정보를 수신할 수 있고, 제어 정보에 포함된 시간-주파수 자원 정보를 확인할 수 있다. 단말 #1은 제어 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원들을 사용하여 MAC PDU를 기지국에 전송할 수 있다.
한편, MAC PDU는 VIV MAC SDU(service data unit)를 포함하는 MAC 서브 PDU 및 VIV MAC CE(control element)를 포함하는 MAC 서브 PDU를 포함할 수 있다. VIV MAC SDU는 VIV 통신 관련 데이터를 포함할 수 있고, VIV MAC CE는 VIV 통신 관련 제어 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, VIV MAC CE는 MAC PDU의 소스(source)인 단말 #1의 ID(예를 들어, 단계 S402에서 획득된 ID) 및 MAC PDU의 목적지인 단말 #2의 ID를 포함할 수 있다.
또한, MAC PDU는 필요한 경우에 패딩(padding)을 포함하는 MAC 서브 PDU를 더 포함할 수 있다. 또한, MAC PDU는 VIV 통신을 위한 MAC 서브 PDU뿐만 아니라 다른 통신을 위한 MAC 서브 PDU(예를 들어, MAC SDU를 포함하는 MAC 서브 PDU, MAC CE를 포함하는 MAC 서브 PDU)를 더 포함할 수 있다. MAC PDU는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 5는 공장 자동화 시스템에서 MAC PDU의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, MAC PDU는 복수의 MAC 서브 PDU들을 포함할 수 있다. VIV 통신에서 데이터 전송을 위한 MAC 서브 PDU는 R/F/LCID/L 서브헤더 및 VIV MAC SDU를 포함할 수 있다. VIV 통신에서 제어 정보 전송을 위한 MAC 서브 PDU는 R/F/LCID/L 서브헤더 및 가변 크기의 VIV MAC CE를 포함할 수 있다. 여기서, MAC 서브 PDU에 포함된 LCID는 VIV 논리 채널을 지시할 수 있다. VIV MAC CE는 해당 VIV MAC SDU의 목적지 주소 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, VIV MAC CE는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 6은 공장 자동화 시스템에서 VIV MAC CE의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, VIV MAC CE는 NI 필드 및 N개의 VIV 단말 ID 필드들을 포함할 수 있다. 여기서, N은 자연수일 수 있다. NI 필드는 VIV MAC CE에 포함된 VIV 단말 ID 필드들의 개수를 지시할 수 있다. VIV 단말 ID 필드는 해당 VIV MAC SDU의 목적지인 단말의 주소를 지시할 수 있다. VIV MAC CE를 지시하는 LCID(예를 들어, VIV MAC CE와 동일한 MAC 서브 PDU에 포함된 LCID)는 아래 표 2와 같이 설정될 수 있다.
Figure pat00002
■ 하향링크 데이터의 전송 절차
다시 도 4를 참조하면, 기지국은 단말 #1로부터 MAC PDU를 수신할 수 있다. 기지국은 MAC PDU에 포함된 VIV MAC SDU를 확인할 수 있고, MAC PDU에 포함된 VIV MAC CE(즉, 목적지 주소 정보)에 기초하여 해당 VIV MAC SDU의 목적지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 VIV MAC CE에 포함된 NI 필드에 기초하여 VIV MAC SDU의 목적지 개수를 확인할 수 있고, VIV MAC CE에 포함된 VIV 단말 ID 필드에 기초하여 VIV MAC SDU의 목적지를 확인할 수 있다. VIV MAC SDU의 목적지가 단말 #2인 경우, 기지국은 VIV MAC SDU를 포함하는 MAC PDU를 단말 #2에 전송할 수 있다(S409). 하향링크 MAC PDU(예를 들어, 기지국에서 단말 #2로 전송되는 MAC PDU)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 7은 공장 자동화 시스템에서 MAC PDU의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, MAC PDU는 복수의 MAC 서브 PDU들을 포함할 수 있다. VIV 통신에서 데이터 전송을 위한 MAC 서브 PDU는 R/F/LCID/L 서브헤더 및 VIV MAC SDU를 포함할 수 있다. 하향링크 MAC PDU는 VIV 통신에서 제어 정보(예를 들어, VIV MAC SDU의 목적지 주소 정보)의 전송을 위한 MAC 서브 PDU를 포함하지 않을 수 있다. 또한, MAC PDU는 VIV 통신을 위한 MAC 서브 PDU뿐만 아니라 다른 통신을 위한 MAC 서브 PDU(예를 들어, MAC SDU를 포함하는 MAC 서브 PDU, MAC CE를 포함하는 MAC 서브 PDU)를 더 포함할 수 있다. 또한, MAC PDU는 필요한 경우에 패딩(padding)을 포함하는 MAC 서브 PDU를 더 포함할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, MAC PDU는 기지국에 의해 설정된 시간-주파수 자원들을 통해 기지국에서 단말 #2로 전송될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 VIV 통신을 위한 MAC PDU의 전송을 위해 사용되는 시간-주파수 자원 정보를 포함하는 제어 정보(예를 들어, DCI를 단말 #2에 전송할 수 있다. 제어 정보는 기지국에 의해 설정된 단말 ID(예를 들어, 단계 S401에서 설정된 단말 ID)에 의해 어드레스될 수 있다. 예를 들어, 제어 정보의 CRC는 VIV-RNTI에 의해 스크램블링될 수 있다. 단말 #2는 VIV-RNTI(예를 들어, 단계 S403에서 획득된 단말 ID)를 사용하여 기지국으로부터 제어 정보를 수신할 수 있고, 제어 정보에 포함된 시간-주파수 자원 정보를 확인할 수 있다.
단말 #2는 기지국으로부터 MAC PDU를 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말 #2는 제어 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원들을 통해 MAC PDU를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 단말 #2는 MAC PDU에 포함된 VIV MAC SDU를 획득할 수 있다(S410). VIV MAC SDU는 단말 #2의 상위계층으로 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 통신 시스템에서 단말의 동작 방법으로서,
    기지국으로부터 제1 통신 서비스를 위한 단말 ID(identifier)를 포함하는 제1 RRC(radio resource control) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 기지국으로부터 상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널(logical channel)의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 MAC(medium access control) PDU(protocol data unit)를 생성하는 단계; 및
    상기 MAC PDU를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID 및 상기 논리 채널은 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID 및 논리 채널과 구별되는, 단말의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 RRC 메시지는 상기 단말과 상기 기지국 간의 어태치(attach) 절차에서 수신되고, 상기 단말 ID는 상기 제1 RRC 메시지의 MAC 셀 그룹 설정 정보에 포함되는, 단말의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말 ID는 상기 제1 통신 서비스에 참여하는 단말들을 구별하기 위해 사용되고, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID는 상기 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID와 다르게 설정되는, 단말의 동작 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 MAC PDU는 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터를 포함하는 MAC SDU(service data unit), 상기 제1 통신 서비스 관련 제어 정보를 포함하는 MAC CE(control element), 및 상기 논리 채널을 지시하는 정보를 포함하는, 단말의 동작 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 MAC CE는 상기 MAC SDU의 목적지 주소 정보를 포함하는, 단말의 동작 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 MAC PDU는 상기 단말 ID에 의해 어드레스되는(addressed) 제어 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원들을 통해 전송되는, 단말의 동작 방법.
  7. 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서,
    제1 통신 서비스를 위한 단말 ID(identifier)를 설정하는 단계;
    상기 단말 ID를 포함하는 제1 RRC(radio resource control) 메시지를 제1 단말에 전송하는 단계;
    상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널(logical channel)을 설정하는 단계;
    상기 논리 채널의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 상기 제1 단말에 전송하는 단계; 및
    상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 제1 MAC(medium access control) PDU(protocol data unit)를 상기 제1 단말로부터 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID 및 상기 논리 채널은 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID 및 논리 채널과 구별되는, 기지국의 동작 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 RRC 메시지는 상기 단말과 상기 기지국 간의 어태치(attach) 절차에서 전송되고, 상기 단말 ID는 상기 제1 RRC 메시지의 MAC 셀 그룹 설정 정보에 포함되는, 기지국의 동작 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 단말 ID는 상기 제1 통신 서비스에 참여하는 단말들을 구별하기 위해 사용되고, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID는 상기 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID와 다르게 설정되는, 기지국의 동작 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 MAC PDU는 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터를 포함하는 MAC SDU(service data unit), 상기 제1 통신 서비스 관련 제어 정보를 포함하는 MAC CE(control element), 및 상기 논리 채널을 지시하는 정보를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기지국의 동작 방법은,
    상기 MAC CE에 포함된 목적지 주소 정보에 지시되는 제2 단말에 상기 MAC SDU를 포함하는 제2 MAC PDU를 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 동작 방법.
  12. 통신 시스템에서 단말로서,
    프로세서(processor); 및
    상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들을 저장하는 메모리(memory)를 포함하며,
    상기 하나 이상의 명령들은,
    기지국으로부터 제1 통신 서비스를 위한 단말 ID(identifier)를 포함하는 제1 RRC(radio resource control) 메시지를 수신하고;
    상기 기지국으로부터 상기 제1 통신 서비스를 위한 논리 채널(logical channel)의 설정 정보를 포함하는 제2 RRC 메시지를 수신하고;
    상기 제1 통신 서비스 관련 데이터 및 제어 정보를 포함하는 MAC(medium access control) PDU(protocol data unit)를 생성하고; 및
    상기 MAC PDU를 상기 기지국에 전송하도록 실행되며,
    상기 MAC PDU는 상기 제1 통신 서비스 관련 데이터를 포함하는 MAC SDU(service data unit), 상기 제1 통신 서비스 관련 제어 정보를 포함하는 MAC CE(control element), 및 상기 논리 채널을 지시하는 정보를 포함하는, 단말.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 RRC 메시지는 상기 단말과 상기 기지국 간의 어태치(attach) 절차에서 수신되고, 상기 단말 ID는 상기 제1 RRC 메시지의 MAC 셀 그룹 설정 정보에 포함되고, 상기 제1 통신 서비스를 위한 상기 단말 ID는 다른 통신 서비스를 위한 단말 ID와 구별되는, 단말.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 MAC PDU는 상기 단말 ID에 의해 어드레스되는(addressed) 제어 정보에 의해 지시되는 시간-주파수 자원들을 통해 전송되는, 단말.
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