WO2011112051A2 - 무선 통신 시스템에서 mtc를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 mtc를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2011112051A2
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timer
paging
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이승준
박성준
정성훈
천성덕
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엘지전자 주식회사
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/02—Data link layer protocols

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for machine-type communication (MTC) in a wireless communication system.
  • MTC machine-type communication
  • Machine-Type Communication is a form of data communication that includes one or more entities that do not require human interaction. That is, MTC refers to a concept in which a mechanical device, not a terminal used by humans, communicates using an existing wireless communication network. Mechanical devices used in the MTC may be referred to as MTC devices, and various MTC devices include vending machines and machines for measuring the water level of dams.
  • MTC Mobility Management Entity
  • a service optimized for MTC may be different from a service optimized for human-to-human communication.
  • MTC is characterized by different market scenarios, data communication, low cost and effort, potentially very large number of communication terminals, large service area and low traffic per terminal. Can be.
  • the number of MTC devices supported by one base station is expected to be much larger than the number of terminals. Due to typical M2M (Machine to Machine) service characteristics, there is a high probability that communication is simultaneously performed for a plurality of MTC devices.
  • M2M Machine to Machine
  • the present invention provides a method and apparatus for machine-type communication (MTC) in a wireless communication system.
  • MTC machine-type communication
  • a communication method for machine-type communication (MTC) in a wireless communication system includes receiving, by an MTC device, a notification message notifying reception of an MTC message from a base station, and transmitting, by the MTC device, an acknowledgment message regarding whether the MTC message is received.
  • MTC machine-type communication
  • the MTC device may receive the notification message in a Radio Resource Control (RRC) idle state.
  • RRC Radio Resource Control
  • the method may further include stopping the MTC timer if the MTC message is received while the MTC timer is running.
  • the acknowledgment message may be an RRC connection request message or an RRC connection setup complete message used for an RRC connection.
  • an apparatus for machine-type communication (MTC) in a wireless communication system includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving a radio signal, and a processor connected to the RF unit, wherein the processor is an MTC device Receives a notification message notifying reception of an MTC message from a base station, and the MTC device transmits an acknowledgment message regarding whether the MTC message has been received.
  • RF radio frequency
  • the MTC device In order to receive the MTC message, the MTC device does not need to individually initiate the RRC connection process, signaling signaling can be reduced.
  • FIG. 1 shows a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a user plane.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a control plane.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of establishing an RRC connection.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of an MTC device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an apparatus in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • LTE Long Term Evolution
  • the E-UTRAN includes a base station (BS) 20 that provides a control plane and a user plane to a user equipment (UE).
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a mobile terminal (MT), a wireless device (Wireless Device), and the like.
  • the base station 20 refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to by other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like.
  • the base stations 20 may be connected to each other through an X2 interface.
  • the base station 20 is connected to a Serving Gateway (S-GW) through an MME (Mobility Management Entity) and an S1-U through an Evolved Packet Core (EPC) 30, more specifically, an S1-MME through an S1 interface.
  • S-GW Serving Gateway
  • MME Mobility Management Entity
  • EPC Evolved Packet Core
  • EPC 30 is composed of MME, S-GW and P-GW (Packet Data Network-Gateway).
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information is mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint
  • P-GW is a gateway having a PDN as an endpoint.
  • the radio interface between the terminal and the base station is called a Uu interface.
  • Layers of the radio interface protocol between the terminal and the network are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems.
  • OSI Open System Interconnection
  • L2 second layer
  • L3 third layer
  • the RRC Radio Resource Control
  • the RRC layer located in the third layer plays a role of controlling radio resources between the terminal and the network. To this end, the RRC layer exchanges an RRC message between the terminal and the base station.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a user plane.
  • 3 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a control plane.
  • the user plane is a protocol stack for user data transmission
  • the control plane is a protocol stack for control signal transmission.
  • a physical layer (PHY) layer provides an information transfer service to a higher layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer, which is an upper layer, through a transport channel. Data is moved between the MAC layer and the physical layer through the transport channel. Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • MAC medium access control
  • the physical channel may be modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the functions of the MAC layer include mapping between logical channels and transport channels and multiplexing / demultiplexing into transport blocks provided as physical channels on transport channels of MAC service data units (SDUs) belonging to the logical channels.
  • the MAC layer provides a service to a Radio Link Control (RLC) layer through a logical channel.
  • RLC Radio Link Control
  • RLC layer Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • QoS Quality of Service
  • the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM), and an acknowledged mode (Acknowledged Mode).
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • Acknowledged Mode acknowledged mode
  • AM Three modes of operation (AM).
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ).
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • Functions of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the user plane include delivery of user data, header compression, and ciphering.
  • the functionality of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the control plane includes the transfer of control plane data and encryption / integrity protection.
  • the RRC (Radio Resource Control) layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configuration, and release of RBs.
  • RB means a logical path provided by the first layer (PHY layer) and the second layer (MAC layer, RLC layer, PDCP layer) for data transmission between the terminal and the network.
  • the establishment of the RB means a process of defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • RB can be further divided into SRB (Signaling RB) and DRB (Data RB).
  • the SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • the DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • the UE If there is an RRC connection between the RRC layer of the UE and the RRC layer of the E-UTRAN, the UE is in an RRC connected state, otherwise it is in an RRC idle state. do.
  • the downlink transport channel for transmitting data from the network to the UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages. Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • RACH random access channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast traffic
  • the physical channel is composed of several OFDM symbols in the time domain and several sub-carriers in the frequency domain.
  • One sub-frame consists of a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • the RB is a resource allocation unit and includes a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers.
  • each subframe may use specific subcarriers of specific OFDM symbols (eg, the first OFDM symbol) of the corresponding subframe for the physical downlink control channel (PDCCH), that is, the L1 / L2 control channel.
  • Transmission Time Interval is a unit time of subframe transmission.
  • the RRC state refers to whether or not the RRC layer of the UE is in a logical connection with the RRC layer of the E-UTRAN. If connected, the RRC connection state is referred to as an RRC idle state. Since the UE in the RRC connected state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the corresponding UE in a cell unit, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE of the RRC idle state cannot be recognized by the E-UTRAN, and is managed by the CN (core network) in units of a tracking area, which is a larger area unit than a cell. That is, the UE in the RRC idle state is identified only in a large area unit, and must move to the RRC connected state in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data.
  • CN core network
  • the terminal When the user first powers on the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in an RRC idle state in the cell.
  • the UE in the RRC idle state needs to establish an RRC connection, it establishes an RRC connection with the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC connected state.
  • RRC connection procedure There are several cases in which the UE in RRC idle state needs to establish an RRC connection. For example, an uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt, or a paging message is sent from E-UTRAN. If received, a response message may be sent.
  • the non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • EMM-REGISTERED EPS Mobility Management-REGISTERED
  • EMM-DEREGISTERED EMM-DEREGISTERED
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the attach procedure is successfully performed, the UE and the MME are in an EMM REGISTERED state.
  • an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state In order to manage a signaling connection between the UE and the EPC, two states are defined, an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state and an ECM-CONNECTED state, and these two states are applied to the UE and the MME.
  • ECM EPS Connection Management
  • ECM-IDLE state When the UE in the ECM-IDLE state establishes an RRC connection with the E-UTRAN, the UE is in the ECM-CONNECTED state.
  • the MME in the ECM-IDLE state becomes the ECM-CONNECTED state when it establishes an S1 connection with the E-UTRAN.
  • the E-UTRAN does not have context information of the terminal.
  • the UE in the ECM-IDLE state performs a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal when the terminal is in the ECM-CONNECTED state, the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the terminal In the ECM-IDLE state, if the position of the terminal is different from the position known by the network, the terminal informs the network of the corresponding position of the terminal through a tracking area update procedure.
  • the paging message is used to find and wake up a terminal when there is data to be transmitted to a specific terminal or a call arriving at a specific terminal in a network.
  • the network finds in which location area the terminal is currently located and transmits a paging message through one cell belonging to the location area where the terminal is located.
  • the UE informs the network of the change every time the location area is changed.
  • the process of notifying the location area change is called a location area update process.
  • DRX Discontinuous Reception
  • a plurality of paging occasions is configured for each time period called a paging cycle, and a specific terminal wakes up only at a specific call opportunity to obtain a paging message.
  • the terminal does not receive a paging channel at a time other than the paging opportunity.
  • An interval of one paging opportunity may correspond to one TTI.
  • the paging period includes eight paging opportunities, and the fourth paging opportunity is allocated to the terminal.
  • the UE wakes up at the fourth paging opportunity and monitors whether a paging message is transmitted. At other paging occasions, it may enter sleep mode again.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of establishing an RRC connection.
  • the terminal sends an RRC connection request message to the network requesting an RRC connection (S510).
  • the network sends an RRC connection setup message in response to the RRC connection request (S520). After receiving the RRC connection setup message, the terminal enters the RRC connection mode.
  • the UE sends an RRC Connection Setup Complete message used to confirm successful completion of RRC connection establishment to the network (S530).
  • RRC connection reestablishment is performed similarly to RRC connection establishment. Re-establishing an RRC connection reestablishes an RRC connection, which involves restarting SRB1 operation, reactivating security, and configuring a primary cell (PCell).
  • the terminal sends an RRC Connection Reestablishment Request message to the network requesting an RRC connection reestablishment.
  • the network sends an RRC connection reestablishment message in response to the RRC connection reestablishment request.
  • the UE sends an RRC connection reestablishment complete message in response to the RRC connection reestablishment.
  • the system information includes essential information that the terminal needs to know in order to access the base station. Therefore, the terminal must receive all system information before accessing the base station, and must always have the latest system information. In addition, since the system information is information that all terminals in a cell should know, the base station periodically transmits the system information.
  • the system information includes a master information block (MIB) and a scheduling block (SB). It is divided into SIB (System Information Block).
  • MIB master information block
  • SB scheduling block
  • the MIB enables the UE to know the physical configuration of the cell, for example, bandwidth.
  • SB informs transmission information of SIBs, for example, a transmission period.
  • SIB is a collection of related system information. For example, some SIBs contain only information of neighboring cells, and some SIBs contain only information of an uplink radio channel used by the terminal.
  • the base station may use a paging message to inform the terminal whether to change the system information.
  • the paging message includes a system information change indicator indicating whether system information has changed.
  • the terminal receives a paging message according to a paging cycle. If the paging message indicates the change of the system information, the terminal receives the system information.
  • MTC means communication between a machine and a machine without human intervention, and the terminal used for the MTC is an MTC device.
  • MTC is also called M2M (Machine to Machine) in other terms.
  • the services offered through MTC are different from those in existing human-involved communications, and there are various categories of services such as tracking, metering, payment, medical services, and remote control. exist.
  • service requirements for MTC characteristics see 3GPP TS 22.368 V1.1.1 (2009-11) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Service requirements for machine-type communications; Stage 1 (Release 10)" can do.
  • the MTC system may be divided into an application domain, an operator domain, and a device domain.
  • the application area includes an MTC user and an MTC server 610.
  • the operator area includes a core network (CN) 620 and a base station 630.
  • the device area includes one or more MTC devices 660.
  • the MTC device 660 communicates with another MTC device or the MTC server 610 through a wireless network.
  • the MTC server 610 may provide the MTC user with metering, road information, and user electronic device adjustment, which are services provided through the MTC device 660.
  • characteristics such as low mobility, time tolerant, small data transmission, etc. of the MTC device may be considered. It can also be assumed that many MTC devices can exist in one cell.
  • the network sends a paging message to the MTC device (S710).
  • the MTC device receiving the paging message performs a process of establishing an RRC connection with the network (S720).
  • a large number of MTC devices can be in one cell. Therefore, in order to simultaneously provide communication services to a plurality of MTC devices, it is necessary for the plurality of MTC devices to establish an RRC connection with the network. As shown in FIG. 5, multiple message exchanges are required to establish an RRC connection. Excessive signaling overhead may occur when multiple MTC devices attempt to establish an RRC connection at the same time.
  • the MTC device receives a paging message. If the paging message instructs to receive the broadcast message for the MTC, the MTC device receives the broadcast message for the MTC over the shared channel.
  • a paging cause included in the paging message may indicate a broadcast message for MTC.
  • the MTC device may operate in an RRC idle state.
  • the broadcast message for the MTC may be transmitted as system information.
  • the broadcast message for MTC may be transmitted as system information dedicated to MTC.
  • the shared channel may be a broadcast control channel.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of an MTC device according to an embodiment of the present invention. This process may be performed by an MTC device or an MTC group including a plurality of MTC devices. This process may be performed by all MTC devices in the cell.
  • the MTC device receives a notification message notifying reception of the MTC message (S810).
  • the notification message may be a paging message.
  • the MTC device wakes up to a paging opportunity during the paging cycle and monitors the control channel.
  • the control channel may be a physical downlink control channel (PDCCH).
  • Cyclic redundancy check (CRC) of control information on the PDCCH is masked by an identifier called Paging-Radio Network Temporary Identifier (P-RNTI).
  • P-RNTI is an identifier indicating reception of an MTC service, and may be a dedicated identifier assigned to a specific MTC device or a common identifier shared to a plurality of MTC devices.
  • the MTC device may receive a paging message if the CRC error does not occur by de-masking the PDCCH to the P-RNTI at a paging opportunity.
  • the notification message may include at least one of the following.
  • An identifier indicating an MTC device an identifier indicating an MTC group to which the MTC device belongs, or an identifier indicating a specific message or message group.
  • the update information is used to distinguish repeat transmission from new transmission when the network repeatedly transmits the same MTC message.
  • the MTC device may receive the update information to distinguish whether the currently transmitted MTC message is the same as the previous MTC message or includes updated information. If the MTC message is the same as the previous MTC message, the MTC device may not receive the current MTC message.
  • the MTC device When the MTC device receives an indicator indicating that a call has occurred, it may initiate an RRC connection process.
  • the MTC device may immediately receive an MTC message. This means that the notification message corresponds to PDCCH detection.
  • the notification message may be system information.
  • the MTC device receives system information.
  • System information may be MIB or SIB.
  • the system information may include at least one of the aforementioned (1) to (5).
  • the MTC device Upon receiving the notification message, the MTC device starts an MTC timer (S820).
  • the value of the MTC timer may be notified by the base station to the MTC device or may be predefined.
  • the value of the MTC timer and / or whether the MTC timer is operated may be indicated through a notification message.
  • the MTC device While the MTC timer is in operation, the MTC device attempts to receive an MTC message (S830). Resource allocation information necessary for receiving the MTC message may be included in the notification message. According to the resource allocation information included in the notification message, the MTC device may receive the MTC message through at least one channel of BCCH, CCCH, MTCH, MCCH, CTCH.
  • the MTC message includes information about MTC service for at least one MTC device, at least one MTC group or in-cell MTC devices.
  • MTC services may include tracking, metering, payment, remote control, and the like.
  • the MTC message may be a message sent by the MTC user to the MTC device to provide an MTC service.
  • Encryption information for reading an MTC message may be transmitted together with or separately from the MTC message.
  • the MTC device first obtains encryption information.
  • the MTC device may check the obtained MTC message using the encryption information and deliver the acquired MTC message to the upper layer of the RRC layer only when it passes.
  • Update information may be included in the MTC message.
  • the RRC layer of the MTC device may transmit only the updated information to the higher layer of the RRC layer in comparison with the previously received MTC message based on the update information.
  • the MTC message may be included in a public warning system (PWS) message.
  • PWS public warning system
  • the MTC timer is stopped (S840).
  • the MTC message may not be received and the MTC timer may expire (S850).
  • transmission of a reception acknowledgement message may be triggered (S860).
  • the MTC device may transmit an acknowledgment message.
  • the acknowledgment message may indicate whether all or part of the MTC message has been received.
  • the acknowledgment message may be a retransmission request message including information for requesting retransmission of the MTC message.
  • the acknowledgment message may include ACK information indicating successful reception of the MTC message or NACK information indicating non-receipt of the MTC message. If the network includes the NACK information, the network may retransmit the MTC message.
  • the acknowledgment message may be an RRC connection request message or an RRC connection setup complete message used for an RRC connection. This means that if the MTC device does not receive the MTC message, it attempts to enter the RRC connected state from the RRC idle state.
  • the acknowledgment message may include an indicator indicating receipt or non-receipt of the MTC message.
  • the acknowledgment message may include an identifier indicating an MTC device, an identifier indicating an MTC group to which the MTC device belongs, or an identifier indicating a specific message or a message group.
  • the acknowledgment message may include a message sequence (SN) or packet SN for identifying the MTC message.
  • the MTC device In order to receive the MTC message, the MTC device does not need to individually initiate the RRC connection process, signaling signaling can be reduced.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an apparatus in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the MTC device 50 includes a processor 51, a memory 52, and an RF unit 53.
  • the memory 52 is connected to the processor 51 and stores various information for driving the processor 51.
  • the RF unit 53 is connected to the processor 51 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 51 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the embodiment of FIG. 8, the operation of the MTC device 50 may be implemented by the processor 51.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Abstract

무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 방법 및 장치가 제공된다. MTC 기기는 기지국으로부터 MTC 메시지의 수신을 알리는 통지 메시지를 수신하고, 상기 MTC 메시지의 수신 여부에 관한 수신 확인 메시지를 전송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 MTC를 위한 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
MTC(Machine-Type Communication)는 인간의 상호 작용(interaction)이 필요하지 않은 하나 이상의 개체(entity)를 포함하는 데이터 통신의 한 형태이다. 즉, MTC는 인간이 사용하는 단말이 아닌 기계 장치가 기존 무선 통신 네트워크를 이용하여 통신하는 개념을 일컫는다. MTC에 사용되는 기계 장치를 MTC 기기(MTC device)라 할 수 있으며, MTC 기기는 자동 판매기, 댐의 수위를 측정하는 기계 등으로 다양하다.
MTC 기기는 특성이 일반적인 단말과 다르므로, MTC에 최적화된 서비스는 사람 대 사람(human to human) 통신에 최적화된 서비스와 다를 수 있다. MTC는 현재의 모바일 네트워크 통신 서비스와 비교하여, 서로 다른 마켓 시나리오(market scenario), 데이터 통신, 적은 비용과 노력, 잠재적으로 매우 많은 수의 통신 단말들, 넓은 서비스 영역 및 단말당 낮은 트래픽 등으로 특징될 수 있다.
하나의 기지국이 지원하는 MTC 기기의 개수는 단말의 개수보다 훨씬 많을 것으로 예상된다. 통상적인 M2M(Machine to Machine) 서비스 특성에 의해 복수의 MTC 기기에 대해서 동시에 통신이 진행될 확률이 높다.
따라서 네트워크 자원이 부족할 가능성이 있으며, MTC 기기를 위한 네트워크 시그널링 부하를 효율적으로 다루는 기법이 필요하다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 방법 및 장치를 제공한다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 통신 방법이 제공된다. 상기 방법은 MTC 기기가 기지국으로부터 MTC 메시지의 수신을 알리는 통지 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 MTC 기기가 상기 MTC 메시지의 수신 여부에 관한 수신 확인 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상기 MTC 기기는 RRC(Radio Resource Control) 아이들 상태에서 상기 통지 메시지를 수신할 수 있다.
상기 방법은 제 1 항에 있어서, 상기 통지 메시지를 수신함에 따라, MTC 타이머를 개시하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신 확인 메시지는 상기 MTC 타이머가 만료될 때 전송될 수 있다.
상기 방법은 상기 MTC 타이머가 동작 중인 동안 상기 MTC 메시지가 수신되면 상기 MTC 타이머를 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수신 확인 메시지는 RRC 연결에 사용되는 RRC 연결 요청 메시지 또는 RRC 연결 셋업 완료 메시지일 수 있다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부, 및 상기 RF 부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 MTC 기기가 기지국으로부터 MTC 메시지의 수신을 알리는 통지 메시지를 수신하고, 및 상기 MTC 기기가 상기 MTC 메시지의 수신 여부에 관한 수신 확인 메시지를 전송한다.
MTC 메시지를 수신하기 위해, MTC 기기가 개별적으로 RRC 연결 과정을 개시할 필요가 없어 시그널링 오버헤드가 줄어들 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 페이징 메시지 전송을 나타낸다.
도 5는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 MTC의 전체적인 구조를 나타내고 있다.
도 7은 일반적인 MTC 기기의 동작을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예가 구현되는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다.
RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC connected state)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 상태(RRC idle state)에 있게 된다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
물리채널(Physical Channel)은 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위 시간이다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.
RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM- REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
도 4는 종래 기술에 따른 페이징 메시지 전송을 나타낸다. 페이징(paging) 메시지는 네트워크에서 특정 단말에게 전송할 데이터 또는 특정 단말에게 도착한 호(Call)가 있을 경우, 해당 단말을 찾아서 깨우기 위해 사용된다.
먼저 네트워크는 단말이 현재 어느 위치 영역(Location Area)에 위치하고 있는지 찾고, 해당 단말이 위치하고 있는 위치 영역에 속한 하나의 셀을 통해 페이징 메시지를 전송한다. 단말은 위치 영역이 변경될 때마다 네트워크에게 변경 사실을 알려주는데, 위치영역 변경을 알려주는 과정을 위치 영역 갱신(Location Area Update) 과정이라고 부른다.
페이징 메시지를 수신할 때, 단말의 전력소비 감소를 목적으로 DRX(Discontinuous Reception)를 수행할 수 있다. 페이징 주기(Paging Cycle)라 불리는 시간 주기마다 여러 개의 페이징 기회(Paging Occasion)을 구성하고, 특정 단말은 특정 호출 기회에서만 깨어나 페이징 메시지를 획득할 수 있도록 한다. 상기 단말은 상기 페이징 기회 이외의 시간에는 페이징 채널을 수신하지 않는다. 하나의 페이징 기회의 구간은 하나의 TTI에 해당될 수 있다.
도 4에서는, 페이징 주기가 8개의 페이징 기회를 포함하고, 단말에게 4번째 페이징 기회가 할당된 것을 보이고 있다. 단말은 4번째 페이징 기회에서 깨어나 페이징 메시지가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 다른 페이징 기회에서는 다시 슬립 모드로 진입할 수 있다.
도 5는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S510). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 셋업(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S520). RRC 연결 셋업 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.
단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 셋업 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S530).
RRC 연결 재확립도 RRC 연결 확립과 유사하게 수행된다. RRC 연결 재확립은 RRC 연결을 재확립하는 것으로, SRB1 동작의 재시작, 보안의 재활성화, PCell(Primary Cell)의 설정과 관련된다. 단말은 RRC 연결 재확립을 요청하는 RRC 연결 재확립 요청(RRC Connection Reestablishment Request) 메시지를 네트워크로 보낸다. 네트워크는 RRC 연결 재확립 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 재확립 메시지를 보낸다. 단말은 RRC 연결 재확립에 대한 응답으로 RRC 연결 재확립 완료 메시지를 보낸다.
다음은, 시스템 정보(System Information)에 관한 설명이다.
시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.
3GPP TS 36.331 V8.7.0 (2009-09) "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.2.2절에 의하면, 상기 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block), SIB(System Information Block)로 나뉜다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역폭(Bandwidth) 같은 것을 알 수 있도록 한다. SB은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향링크 무선 채널의 정보만을 포함한다.
기지국은 단말에게 시스템 정보의 변경 여부를 알려주기 위해서, 페이징 메시지를 사용할 수 있다. 페이징 메시지는 시스템 정보의 변경 여부를 알려주는 시스템 정보 변경 지시자를 포함한다.
단말은 페이징 주기에 따라 페이징 메시지를 수신한다. 만약 페이징 메시지가 상기 시스템 정보의 변경을 지시하면, 단말은 시스템 정보를 수신한다.
이제 MTC(Machine type communication)에 대해 설명한다.
MTC란 사람의 개입 없이 기계(Machine)와 기계 사이에 통신이 이루어지는 것을 의미하며, MTC에 사용되는 단말이 MTC 기기(MTC device)이다. MTC는 다른 용어로 M2M(Machine to Machine)으로도 불린다.
MTC를 통해 제공되는 서비스는 기존의 사람이 개입하는 통신에서의 서비스와는 차별성을 가지며, 추적(Tracking), 계량(Metering), 지불(Payment), 의료 분야 서비스, 원격 조정 등 다양한 범주의 서비스가 존재한다. MTC 특성을 위한 서비스 요구 사항은 3GPP TS 22.368 V1.1.1 (2009-11) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Service requirements for machine-type communications; Stage 1 (Release 10)"을 참조할 수 있다.
도 6은 MTC의 전체적인 구조를 나타내고 있다.
MTC 서비스를 위해, MTC 시스템은 애플리케이션 영역(application domain), 오퍼레이터 영역(operator domain) 및 기기 영역(device domain)으로 나눌 수 있다. 애플리케이션 영역은 MTC 사용자와 MTC 서버(610)를 포함한다. 오퍼레이터 영역은 CN(core network)(620)와 기지국(630)을 포함한다. 기기 영역은 하나 또는 그 이상의 MTC 기기(660)를 포함한다.
MTC 기기(660)는 다른 MTC 기기나 MTC 서버(610)와 무선 네트워크를 통해 통신한다. MTC 서버(610)는 MTC 기기(660)를 통해서 제공되는 서비스인 계량, 도로 정보, 사용자 전자 장치 조정 등을 MTC 사용자에게 제공할 수 있다.
상기 MTC 서비스를 효율적으로 지원하기 위해서, MTC 기기의 낮은 이동성(low mobility), 시간 지연성(Time tolerant), 작은 데이터 전송(Small data transmission)등과 같은 특성을 고려해 볼 수 있다. 또한, 수많은 MTC 기기들이 하나의 셀 내에 존재할 수 있다는 것을 가정할 수 있다.
도 7은 일반적인 MTC 기기의 동작을 나타낸다.
네트워크는 MTC 기기로 보낼 정보가 있으면, MTC 기기로 페이징 메시지를 보낸다(S710). 페이징 메시지를 수신한 MTC 기기는 네트워크와 RRC 연결을 확립하는 과정을 수행한다(S720).
많은 수의 MTC 기기들이 하나의 셀내에 있을 수 있다. 따라서, 복수의 MTC 기기들에게 동시에 통신 서비스를 제공하기 위해서는, 복수의 MTC 기기들이 네트워크와 RRC 연결을 확립하는 것이 필요하다. 도 5에 나타난 바와 같이, RRC 연결을 확립하기 위해서는 다수의 메시지 교환이 필요하다. 복수의 MTC 기기들이 동시에 RRC 연결의 확립을 시도하면 과도한 시그널링 오버헤드가 발생할 수 있다.
제안된 발명에 의하면, MTC 기기가 페이징 메시지를 수신한다. 페이징 메시지가 MTC용 브로드캐스트 메시지의 수신을 지시하면, MTC 기기는 공용 채널을 통해 MTC용 브로드캐스트 메시지를 수신한다.
상기 페이징 메시지에 포함되는 페이징 원인(Paging Cause)은 MTC용 브로드캐스트 메시지를 지시할 수 있다.
상기 MTC 기기은 RRC 아이들 상태에서 동작할 수 있다.
상기 MTC용 브로드캐스트 메시지는 시스템 정보로써 전송될 수 있다. 상기 MTC용 브로드캐스트 메시지는 MTC 전용의 시스템 정보로써 전송될 수 있다.
상기 공용 채널은 브로드캐스트 제어 채널(broadcast control channel)일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 기기의 동작을 나타낸 순서도이다. 이 과정은 MTC 기기 또는 복수의 MTC 기기를 포함하는 MTC 그룹에 의해 수행될 수 있다. 이 과정은 셀 내 모든 MTC 기기에 의해 수행될 수 있다.
MTC 기기는 MTC 메시지의 수신을 알리는 통지(notification) 메시지를 수신한다(S810).
통지 메시지는 페이징 메시지일 수 있다. MTC 기기는 페이징 주기 중 페이징 기회에 깨어나 제어채널을 모니터링한다. 제어채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 일 수 있다.
PDCCH 상의 제어정보의 CRC(cyclic redundancy check)는 P-RNTI(Paging-Radio Network Temporary Identifier) 라는 식별자에 의해 마스킹되어 있다. P-RNTI는 MTC 서비스의 수신을 가리키는 식별자로, 특정 MTC 기기에게 할당되는 전용(dedicated) 식별자이거나, 복수의 MTC 기기에게 공용으로 할당되는 공용(common) 식별자일 수 있다. MTC 기기는 페이징 기회에 PDCCH를 P-RNTI로 디-마스킹하여 CRC 오류가 발생하지 않으면 페이징 메시지를 수신할 수 있다.
통지 메시지는 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
(1) MTC 기기를 가리키는 식별자, 상기 MTC 기기가 속하는 MTC 그룹을 가리키는 식별자 또는 특정 메시지나 메시지 그룹을 가리키는 식별자.
(2) MTC 메시지 및/또는 MTC 서비스에 대응하는 페이징 원인(Paging Cause)
(3) MTC 메시지의 전송 및/또는 MTC 서비스의 요청을 지시하는 지시자
(4) MTC 메시지 및/또는 MTC 서비스의 갱신 정보
(5) MTC 기기에게 호(call)가 발생함을 알려주는 지시자
갱신 정보는 네트워크가 동일한 MTC 메시지를 반복해서 전송할 경우, 반복 전송과 새로운 전송을 구분하기 위해서 사용된다. MTC기기는 갱신정보를 수신하여, 현재 전송되는 MTC 메시지가 이전 MTC 메시지와 동일한지 또는 갱신된 정보를 포함하는지 여부를 구분할 수 있다. MTC 메시지가 이전 MTC 메시지와 동일하면, MTC 기기는 현재 MTC 메시지를 수신하지 않을 수 있다.
MTC 기기가 호가 발생함을 알려주는 지시자를 수신할 경우, RRC 연결 과정을 개시할 수 있다.
상기 P-RNTI가 검출된 때, MTC 기기는 MTC 메시지를 바로 수신할 수 있다. 이는 통지 메시지가 PDCCH 검출에 대응하는 것을 의미한다.
통지 메시지는 시스템 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 P-RNTI가 검출된때, MTC 기기는 시스템 정보를 수신한다. 시스템 정보는 MIB 또는 SIB일 수 있다. 시스템 정보는 전술한 (1)~(5) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
통지 메시지를 수신함에 따라, MTC 기기는 MTC 타이머를 개시한다(S820). MTC 타이머의 값은 기지국이 MTC 기기에게 알려주거나, 미리 정의될 수 있다. MTC 타이머의 값 및/또는 MTC 타이머의 동작 여부는 통지 메시지를 통해 지시될 수 있다.
MTC 타이머가 동작 중인 동안, MTC 기기는 MTC 메시지의 수신을 시도한다(S830). MTC 메시지의 수신에 필요한 자원 할당 정보는 통지 메시지에 포함될 수 있다. 통지 메시지에 포함된 자원 할당 정보에 따라 MTC 기기는 BCCH, CCCH, MTCH, MCCH, CTCH 중 적어도 하나의 채널을 통해 MTC 메시지를 수신할 수 있다.
MTC 메시지는 적어도 하나의 MTC 기기, 적어도 하나의 MTC 그룹 또는 셀내 MTC 기기들을 위한 MTC 서비스에 관한 정보를 포함한다. MTC 서비스는 추적, 계량, 지불, 원격 조정 등을 포함할 수 있다. MTC 메시지는 MTC 사용자가 MTC 서비스를 제공하기 위해 MTC 기기에 보내는 메시지일 수 있다.
MTC 메시지를 읽기 위한 암호화 정보가 상기 MTC 메시지와 함께 또는 별도로 전송될 수 있다. MTC 기기는 먼저 암호화 정보를 획득한다. MTC 기기는 암호화 정보를 이용하여 획득한 MTC 메시지를 체크하여, 통과한 경우에만 RRC 계층의 상위계층으로 획득한 MTC 메시지를 전달할 수 있다.
갱신 정보가 MTC 메시지에 포함될 수 있다. MTC 기기의 RRC 계층은 갱신 정보를 기반으로 이전에 수신한 MTC 메시지와 비교하여 갱신된 정보만 RRC 계층의 상위계층으로 전달할 수 있다.
MTC 메시지는 PWS(Public Warning System) 메시지에 포함될 수 있다. 이 때, 통지 메시지는 PWS 메시지의 전송을 지시할 수 있다.
MTC 메시지를 성공적으로 수신하면, MTC 타이머는 중지된다(S840).
MTC 타이머가 동작 중인 동안 MTC 메시지를 수신하지 못하고, MTC 타이머가 만료될 수 있다(S850).
MTC 타이머가 만료됨에 따라, 수신 확인(reception acknowledgement) 메시지의 전송이 트리거링(triggering)될 수 있다(S860). MTC 타이머가 만료됨에 따라 MTC 기기는 수신 확인 메시지를 전송할 수 있다.
수신 확인 메시지는 상기 MTC 메시지의 전부 또는 일부의 수신 여부를 가리킬 수 있다.
수신 확인 메시지는 상기 MTC 메시지의 재전송을 요청하는 정보를 포함하는 재전송 요청 메시지일 수 있다.
수신 확인 메시지는 MTC 메시지의 성공적인 수신을 가리키는 ACK 정보 또는 MTC 메시지의 미수신을 가리키는 NACK 정보를 포함할 수 있다. 네트워크는 NACK 정보를 포함하면, MTC 메시지를 재전송할 수 있다.
수신 확인 메시지는 RRC 연결에 사용되는 RRC 연결 요청 메시지 또는 RRC 연결 셋업 완료 메시지일 수 있다. 이는 MTC 기기가 MTC 메시지를 수신하지 못하면, RRC 아이들 상태에서 RRC 연결 상태로 진입을 시도하는 것을 의미한다.
수신 확인 메시지는 MTC 메시지의 수신 또는 미수신을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 수신 확인 메시지는 MTC 기기를 가리키는 식별자, 상기 MTC 기기가 속하는 MTC 그룹을 가리키는 식별자 또는 특정 메시지나 메시지 그룹을 가리키는 식별자를 포함할 수 있다. 수신 확인 메시지는 MTC 메시지를 식별하기 위한 메시지 SN(sequence number) 또는 패킷 SN을 포함할 수 있다.
MTC 메시지를 수신하기 위해, MTC 기기가 개별적으로 RRC 연결 과정을 개시할 필요가 없어 시그널링 오버헤드가 줄어들 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예가 구현되는 장치를 나타낸 블록도이다.
MTC 기기(50)는 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 도 8의 실시예에서 MTC 기기(50)의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 통신 방법에 있어서,
    MTC 기기가 기지국으로부터 MTC 메시지의 수신을 알리는 통지 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 MTC 기기가 상기 MTC 메시지의 수신 여부에 관한 수신 확인 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 MTC 기기는 RRC(Radio Resource Control) 아이들 상태에서 상기 통지 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 통지 메시지는 페이징 주기 내의 페이징 기회에서 수신되는 페이징 메시지인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 통지 메시지는 상기 MTC 기기를 가리키는 식별자 또는 상기 MTC 기기가 속하는 MTC 그룹을 가리키는 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 통지 메시지는 상기 MTC 메시지의 전송 또는 MTC 서비스의 요청을 지시하는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 통지 메시지는 상기 MTC 메시지 또는 MTC 서비스의 갱신 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 통지 메시지를 수신함에 따라, MTC 타이머를 개시하는 단계를 더 포함하고,
    상기 수신 확인 메시지는 상기 MTC 타이머가 만료될 때 전송되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 MTC 타이머가 동작 중인 동안 상기 MTC 메시지가 수신되면 상기 MTC 타이머를 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 MTC 기기는 RRC 아이들 상태에서 상기 MTC 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 수신 확인 메시지는 RRC 연결에 사용되는 RRC 연결 요청 메시지 또는 RRC 연결 셋업 완료 메시지인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 MTC(Machine-Type Communication)를 위한 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF 부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    MTC 기기가 기지국으로부터 MTC 메시지의 수신을 알리는 통지 메시지를 수신하고; 및
    상기 MTC 기기가 상기 MTC 메시지의 수신 여부에 관한 수신 확인 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 통지 메시지는 페이징 주기 내의 페이징 기회에서 수신되는 페이징 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 통지 메시지를 수신함에 따라, MTC 타이머를 개시하고,
    상기 수신 확인 메시지는 상기 MTC 타이머가 만료될 때 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 MTC 타이머가 동작 중인 동안 상기 MTC 메시지가 수신되면 상기 MTC 타이머를 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 수신 확인 메시지는 RRC 연결에 사용되는 RRC 연결 요청 메시지 또는 RRC 연결 셋업 완료 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
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