KR20140042785A

KR20140042785A - 무선통신 시스템에서 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법 및 이를 위한 m2m 기기

Info

Publication number: KR20140042785A
Application number: KR1020137021849A
Authority: KR
Inventors: 김정기; 류기선; 육영수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2014-04-07
Also published as: CN103348609B; WO2012108647A3; JP2014504837A; CN103348609A; US9125026B2; WO2012108647A2; JP6027548B2; US20130315129A1

Abstract

무선통신 시스템에서 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법 및 이를 위한 M2M 기기가 개시된다. 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 M2M(Machine to Machine) 기기가 멀티캐스트(multicast) 데이터 수신하는 방법은 기지국으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터가 마지막 멀티캐스트 전송임을 지시하거나 또는 멀티캐스트 전송 종료를 지시하는 신호를 포함하는 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 정보는 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 또는 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송될 수 있고상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 전송되는 경우에는 상기 멀티캐스트 데이터에 피기백(piggyback)되어 전송될 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법 및 이를 위한 Ｍ2Ｍ 기기{METHOD FOR RECEIVING MULTICAST DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND M2M DEVICE THEREFOR}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법 및 이를 위한 M2M 기기에 관한 것이다.

기기 간 통신(Machine to Machine, 이하 M2M)이란, 그 표현 그대로 전자 장치와 전자 장치 간의 통신을 의미한다. 광의로는 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미한다. 하지만, 최근에는 전자 장치와 전자 장치 간 즉, 사람의 관여 없이 수행되는 기기 간 무선 통신을 지칭하는 것이 일반적이다.

M2M 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 M2M 통신은 고속 성장을 거듭하며 전 세계적으로 주목 받는 시장으로 성장하였다. 특히, 판매 관리 시스템(POS, Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter) 등의 분야에서 큰 영향력을 발휘하였다. 앞으로의 M2M 통신은 기존 이동 통신 및 무선 초고속 인터넷이나 Wi-Fi 및 Zigbee 등 소출력 통신 솔루션과 연계하여 더욱 다양한 용도로 활용되어 더 이상 B2B(Business to Business) 시장에 국한하지 않고 B2C(Business to Consumer) 시장으로 영역을 확대할 수 있는 토대가 될 것이다.

M2M 통신시대에서, SIM(Subscriber Identity Module) 카드를 장착한 모든 기계는 데이터 송수신이 가능해 원격 관리 및 통제를 할 수 있다. 예를 들면, 자동차, 트럭, 기차, 컨테이너, 자동판매기, 가스탱크 등 수없이 많은 기기와 장비에 M2M 통신기술이 사용될 수 있는 등 적용 범위가 매우 광범위하다.

종래에는 단말을 개별 단위로 관리하는 것이 일반적이어서 기지국과 단말 간 통신은 일대일 통신 방식으로 수행되었다. 이러한 일대일 통신방식으로 수많은 M2M 기기들이 기지국과 통신한다고 가정하면, M2M 기기들 각각과 기지국 사이에 발생하는 시그널링으로 인한 네트워크 과부하가 예상된다. 상술한 바와 같이 M2M 통신이 급격히 확산되고 광범위화되는 경우, 이들 M2M 기기들 사이의 또는 M2M 기기들과 기지국 사이의 통신으로 인한 오버헤드(overhead)가 문제될 수 있다.

한편, M2M 기기들에게 기지국은 멀티캐스트 데이터를 전송할 필요가 있는 경우가 존재하는데, 아직까지 기지국이 M2M 기기들의 특성을 고려하여 멀티캐스트를 전송해 주기 위한 방법과 이들 멀티캐스트를 효율적으로 수신하기 위한 방법이 구체적으로 제시된 바가 없었다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 M2M 기기가 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 멀티캐스트 데이터를 수신하는 M2M 기기를 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 M2M(Machine to Machine) 기기가 멀티캐스트(multicast) 데이터 수신하는 방법은 기지국으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터가 마지막 멀티캐스트 전송임을 지시하거나 또는 멀티캐스트 전송 종료를 지시하는 신호를 포함하는 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 정보는 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 또는 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송될 수 있고상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 전송되는 경우에는 상기 멀티캐스트 데이터에MOB_MTE-IND 메시지 포맷이고 피기백(piggyback)되어 전송될 수 있다. 상기 정보는 서브헤더(subheader) 또는 멀티캐스트 전송 종료 확장 헤더(multicast transmission end extender header) 포맷으로 전송될 수 있다. 상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송되는 경우에는 MAC 제어 메시지, 시그널링 헤더 또는 물리계층 시그널링을 통해 전송될 수 있으며, 상기 MAC 제어 메시지는 AAI-MTE-IND 메시지 포맷이나 MOB_MTE-IND 메시지 포맷이고, 상기 시그널링 헤더는 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더(multicast transmission end indication header), 상기 물리계층 시그널링은 멀티캐스트 전송 종료 지시 A-MAP IE(multicast transmission end indication A-MAP IE) 또는 방송 할당 A-MAP IE(Broadcast Assignment A-MAP IE)일 수 있다.

상기 방법은, 상기 정보에 기초하여 이용불가능 구간(unavailable interval) 또는 유휴 모드(idle mode)로 들어가는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, M2M 그룹 식별자(Identifier, ID)와 상기 멀티캐스트 데이터 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 페이징 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 M2M 그룹 ID가 상기 M2M 기기에 해당되면 상기 M2M 그룹 ID에 기초하여 상기 멀티캐스트 데이터와 상기 정보를 수신할 수 있다.

상기 방법은 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터의 전송 시작에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 멀티캐스트 데이터의 전송 시작에 관한 정보에 기초하여 상기 멀티캐스트 데이터를 수신할 수 있다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 멀티캐스트(multicast) 데이터 수신하는 M2M(Machine to Machine) 기기는 기지국으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터가 마지막 멀티캐스트 전송임을 지시하거나 또는 멀티캐스트 전송 종료를 지시하는 신호를 포함하는 정보를 수신하는 수신기를 포함할 수 있다. 상기 정보는 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 또는 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송될 수 있다. 상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 전송되는 경우에는 상기 멀티캐스트 데이터에 피기백(piggyback)되어 전송될 수 있다. 상기 정보는 서브헤더(subheader) 또는 멀티캐스트 전송 종료 확장 헤더(multicast transmission end extender header) 포맷으로 전송될 수 있다. 상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송되는 경우에는 MAC 제어 메시지, 시그널링 헤더 또는 물리계층 시그널링을 통해 전송될 수 있다.

상기 M2M 기기는 상기 정보에 기초하여 이용불가능 구간(unavailable interval) 또는 유휴 모드(idle mode)로 들어가도록 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 다양한 실시예에 따라, M2M 기기들 멀티캐스트 트래픽을 전송할 때, M2M 기기와 기지국 사이의 불필요한 시그널링 오버헤드를 없애며, M2M 기기들의 전력 소모를 최소화하고, 불필요한 자원 낭비를 막을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 M2M 기기 및 기지국 등의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 유휴 모드에서 페이징 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 IEEE 802.16 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, IEEE 802.16 시스템의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

이하에서, M2M 기기간의 통신은 기지국을 통한, 단말들 사이, 또는 사람의 개입 없이 기지국과 단말들 사이에서 수행하는 통신 형태를 의미한다. 따라서 M2M 기기(Device)는 상기와 같은 M2M 기기의 통신의 지원이 가능한 단말을 의미한다. M2M 서비스를 위한 접속 서비스 네트워크는 M2M ASN(M2M Access Service Network)으로 정의하고, M2M 기기들과 통신하는 네트워크 엔터티를 M2M 서버라 한다. M2M 서버는 M2M 어플리케이션을 수행하고, 하나 이상의 M2M 기기를 위한 M2M 특정 서비스를 제공한다. M2M 피쳐(feature)는 M2M 어플리케이션의 특징이고, 어플리케이션을 제공하는 데 하나 이상의 특징이 필요할 수 있다. M2M 기기 그룹은 공통의 하나 이상의 특징을 공유하는 M2M 기기의 그룹을 의미한다.

M2M 방식으로 통신하는 기기(M2M 기기, M2M 통신 기기, MTC(Machine Type Communication) 기기 등 다양하게 호칭될 수 있다)들은 그 기기 어플리케이션 타입(Machine Application Type)이 증가함에 따라 일정한 네트워크에서 그 수가 점차 증가할 것이다. 논의되고 있는 기기 어플리케이션 타입으로는 (1) 보안(security), (2) 치안(public safety), (3) 트래킹 및 트레이싱(tracking and tracing), (4) 지불(payment), (5) 건강관리(healthcare), (6) 원격 유지 및 제어(remote maintenance and control), (7)검침(metering), (8) 소비자 장치(consumer device), (9) 판매 관리 시스템(POS, Point Of Sales)과 보안 관련 응용 시장에서 물류 관리(Fleet Management), (10) 자동 판매기(Vending Machine)의 기기간 통신, (11) 기계 및 설비의 원격 모니터링, 건설 기계 설비상의 작동시간 측정 및 열이나 전기 사용량을 자동 측정하는 지능 검침(Smart Meter), (12) 감시 카메라의 감시 영상(Surveillance Video) 통신 등이 있으나 이에 한정될 필요는 없으며, 그 밖에 다양한 기기 어플리케이션 타입이 논의되고 있다.

M2M 기기의 다른 일 특성으로 낮은 이동성 혹은 이동성이 없음이 있다. 상당히 이동성이 적거나 혹은 이동성이 없다는 것은 M2M 기기는 오랜 시간 동안 고정적(stationary)이라는 것을 의미한다. M2M 통신 시스템은 보안 접속 및 감시(secured access and surveillance), 치안(public safety), 지불(payment), 원격 유지 및 제어(remote maintenance and control), 검침(metering) 등과 같은 고정된 위치를 갖는 특정 M2M 어플리케이션을 위한 이동성-관련 동작들을 단순화하거나 또는 최적화할 수 있다.

이와 같이 기기 어플리케이션 타입이 증가함에 따라 M2M 통신 기기들의 수는 일반 이동통신 기기들의 수에 비해 비약적으로 증가할 수 있다. 따라서 이들 모두가 각각 개별적으로 기지국과 통신을 수행하는 경우 무선 인터페이스, 네트워크에 심각한 부하를 줄 수 있다.

이하에서는, M2M 통신이 무선통신 시스템(예를 들어, IEEE 802.16e/m)에 적용되는 경우를 예시하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예는 3GPP LTE 시스템 등 다른 시스템에도 마찬가지의 방식으로 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 M2M 기기 및 기지국 등의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1에서 M2M 기기(100)(혹은 M2M 통신 기기라고 호칭할 수 있으나, 이하 M2M 기기라고 칭함) 및 기지국(150)은 각각 RF 유닛(110, 160), 프로세서(120, 170), 및 선택적으로 메모리(130, 180)를 포함할 수 있다. 그리고, 각 RF 유닛(110, 160)은 송신기(111, 161) 및 수신기(112, 162)를 포함할 수 있다. M2M 기기(100)의 예를 들면, 송신기(111) 및 수신기(112)는 기지국(150) 및 다른 M2M 기기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(120)는 송신기(111) 및 수신기(112)와 기능적으로 연결되어, 송신기(111) 및 수신기(112)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 전송할 신호에 대한 각 종 처리를 수행한 후 송신기(111)로 전송하며, 수신기(112)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(120)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 M2M 기기(100)는 이하에서 설명한 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다. 한편, 도 1에 도시되지는 않았으나, M2M 기기(100)는 그 기기 어플리케이션 타입에 따라 다양한 추가 구성을 포함할 수 있을 것이다. 해당 M2M 기기(100)가 지능형 계량을 위한 것인 경우, 해당 M2M 기기(100)는 전력 측정 등을 위한 추가적인 구성을 포함할 수 있으며, 이와 같은 전력 측정 동작은 도 1에 도시된 프로세서(120)의 제어를 받을 수도, 별도로 구성된 프로세서(미도시)의 제어를 받을 수도 있다.

도 1은 M2M 기기(100)와 기지국(150) 사이에 통신이 이루어지는 경우를 예를 들어 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 M2M 통신 방법은 M2M 기기들 사이에도 발생할 수 있으며, 각각의 기기들은 도 1에 도시된 각 장치 구성과 동일한 형태로 이하에서 설명한 다양한 실시형태들에 따른 방법을 수행할 수 있다.

기지국(150)의 송신기(161) 및 수신기(162)는 다른 기지국, M2M 서버, M2M 기기들과 신호를 송신 및 수신하도록 구성되며, 프로세서(170)는 송신기(161) 및 수신기(162)와 기능적으로 연결되어, 송신기(161) 및 수신기(162)가 다른 기기들과 신호를 송수신하는 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 전송할 신호에 대한 각 종 처리를 수행한 후 송신기(161)로 전송하며, 수신기(162)가 수신한 신호에 대한 처리를 수행할 수 있다. 필요한 경우 프로세서(170)는 교환된 메시지에 포함된 정보를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지고 기지국(150)은 상기에서 설명한 다양한 실시형태의 방법을 수행할 수 있다.

M2M 기기(110) 및 기지국(150) 각각의 프로세서(120, 170)는 각각 M2M 기기(110) 및 기지국(150)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(120, 170)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리(130, 180)들과 연결될 수 있다. 메모리(130, 180)는 프로세서(120, 170)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.

프로세서(120, 170)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(120, 170)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(120, 170)에 구비될 수 있다.

한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(120, 170) 내에 구비되거나 메모리(130, 180)에 저장되어 프로세서(120, 170)에 의해 구동될 수 있다.

이하에서 유휴 모드(Idle Mode)라 함은, 단말의 전력을 절약하기 위하여, 단말과 기지국 간의 시그널링을 통하여, 기지국이 승인한 페이징 그룹(Paging Group), 페이징 사이클(Paging Cycle), 페이징 오프셋(Paging Offset)을 운용하는 모드이다. 즉, 단말이 광범위한 지역에 걸쳐 복수의 기지국이 있는 무선 링크 환경을 배회하더라도, 특정 기지국에 등록 없이 주기적으로 하향링크 브로드캐스트(broadcast) 메시지를 수신할 수 있는 메커니즘이다.

유휴 모드는 핸드오버(handover, HO)뿐만 아니라 모든 정상 동작(normal operation)을 정지하고, 일정 구간에서만 브로드캐스트 메시지인 페이징 메시지(paging message)를 수신할 수 있도록 하향링크 동기화(downlink synchronization)만을 맞춰 놓은 상태이다. 페이징 메시지는 단말에게 페이징 동작(paging action)을 지시하는 메시지이다. 예를 들어, 페이징 동작에는 레인징 수행, 네트워크 재진입(network reentry) 등이 있다.

유휴 모드는 단말에 의해 개시되거나, 기지국에 의해 개시될 수 있다. 즉, 단말은 등록해제 요청(DREG-REQ) 메시지를 기지국으로 전송하고 이에 대한 응답으로 등록해제 응답(DREG-RSP) 메시지를 기지국으로부터 수신함으로써, 유휴 모드로 진입할 수 있다. 또한, 기지국이 단말로 비요청 등록해제 응답(DREG-RSP) 메시지 또는 등록해제 명령(DREG-CMD) 메시지를 전송함으로써, 유휴 모드로 진입할 수 있다.

유휴 모드에서 단말이 이용가능 구간(Available Interval:AI) 동안 자신에 해당하는 페이징 메시지(paging message)를 수신하는 경우, 기지국과 네트워크 엔트리 과정을 통해 연결 모드(connected mode)로 전환하여 데이터를 송수신한다.

유휴 상태(Idle State) 또는 유휴 모드(Idle Mode) 동작은 일반적으로 단말이 다중 기지국으로 구성된 무선링크 환경을 이동 시, 특정 기지국에 등록하지 않더라도 하향링크 브로드캐스트 트래픽 전송을 주기적으로 수행할 수 있도록 지원해주는 동작을 말한다. 단말은 일정 시간 동안 기지국으로부터 트래픽(traffic)을 수신하지 않는 경우, 전력을 절약(Power saving)하기 위해 유휴상태로 천이할 수 있다. 유휴 모드로 천이한 단말은 이용가능 구간(Available Interval, AI) 동안 기지국이 방송하는 방송 메시지(예를 들어, 페이징 메시지)를 수신하여 일반모드(normal mode)로 천이할지 또는 유휴상태로 남아 있을지를 판단할 수 있다.

유휴 상태는 핸드오버와 관련된 활성 요구 및 일반적인 운영 요구들을 제거함으로써 단말에 혜택을 줄 수 있다. 유휴상태는 단말 활동을 이산 주기에서 스캐닝하도록 제한함으로써, 단말이 사용하는 전력 및 운용 자원을 절약할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 유휴상태는 단말에 팬딩(pending) 중인 하향링크 트래픽에 대해 알릴 수 있는 간단하고 적절한 방식을 제공하고, 비활동적인 단말로부터 무선 인터페이스 및 네트워크 핸드오버(HandOver, HO) 트래픽을 제거함으로써 네트워크 및 기지국에 혜택을 줄 수 있다.

페이징이란 이동통신에서 착신호 발생시 해당하는 단말의 위치(예를 들어, 어느 기지국 또는 어느 교환국 등)를 파악하는 기능을 말한다. 유휴상태 또는 유휴모드를 지원하는 다수의 기지국들은 특정 페이징 그룹(Paging Group)에 소속되어 페이징 영역을 구성할 수 있다. 이때, 페이징 그룹은 논리적인 그룹을 나타낸다. 페이징 그룹의 목적은 단말을 타겟(target)으로 하는 트래픽이 있다면, 하향링크로 페이지(page)될 수 있는 인접범위 영역을 제공하기 위한 것이다. 페이징 그룹은 특정 단말이 동일 페이징 그룹 내에서 대부분의 시간 동안 존재할 수 있을 정도로 충분히 크고, 페이징 부하가 적정한 수준을 유지하기 위해 충분히 작아야 한다는 조건을 충족하도록 구성되는 것이 바람직하다.

페이징 그룹은 하나 이상의 기지국을 포함할 수 있으며, 하나의 기지국은 하나 또는 그 이상의 페이징 그룹에 포함될 수 있다. 페이징 그룹은 관리 시스템에서 정의한다. 페이징 그룹에서는 페이징 그룹-실행(action) 백본망 메시지를 사용할 수 있다. 또한, 페이징 제어기는 백본망 메시지 중 하나인 페이징 공지(paging-announce) 메시지를 이용하여 유휴상태인 단말들의 리스트를 관리하고, 페이징 그룹에 속하는 모든 기지국의 초기 페이징을 관리할 수 있다.

유휴 모드(idle mode)에서의 페이징은 설명의 편의를 위하여 IEEE 802.16 시스템을 기준으로 기술한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 단말은 유휴 모드로 진입하기 위해 기지국과의 등록해제를 요청하기 위해 기지국으로 등록해제 요청(DREG-REQ) 메시지를 전송한다. 이후, 기지국은 상기 DREG-REQ 메시지에 대한 응답으로 등록해제 응답(DREG-RSP) 메시지를 단말에게 전송한다. 이 때, 상기 DREG-RSP 메시지는 페이징 정보(Paging Information)를 포함한다. 여기서, 단말의 유휴 모드로의 진입은 기지국의 요청에 의해 개시될 수도 있다. 이 경우, 기지국은 단말로 DREG-RSP 메시지를 전송한다.

상기 페이징 정보(Paging Information)는 페이징 주기(Paging Cycle), 페이징 오프셋(Paging Offset), 페이징 그룹 식별자(PGID: Paging Group IDentifier) 및 페이징 청취 구간(Paging Listening Interval) 값 등을 포함할 수 있다.

기지국으로부터 DREG-RSP 메시지를 수신한 단말은 상기 페이징 정보를 참조하여 유휴 모드로 진입한다. 유휴 모드는 페이징 주기(Paging Cycle)를 가지며, 하나의 페이징 주기는 이용가능구간(Available Interval) 및 이용불가능구간(Unavailable Interval)으로 구성될 수 있다. 이때, 이용가능구간은 페이징 청취 구간 또는 페이징 구간(paging interval)과 동일한 개념이다. 페이징 오프셋은 페이징 주기 내에서 페이징 구간이 시작하는 시점(일 예로, 프레임 또는 서브프레임)을 나타낸다. 또한, 페이징 그룹 식별자는 단말에게 할당된 페이징 그룹의 식별자를 나타낸다. 또한, 상기 페이징 정보는 페이징 메시지 오프셋(paging message offset) 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 페이징 메시지 오프셋 정보는 기지국으로부터 페이징 메시지가 전송되는 시점을 나타낸다. 이후, 단말은 상기 페이징 정보를 이용하여 이용가능구간, 즉, 페이징 청취 기간(Paging Listening Interval)에서 자신에게 전달되는 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 페이징 메시지는 기지국 또는 페이징 제어기를 통해 전송될 수 있다. 즉, 단말은 페이징 메시지를 수신하기 위해 페이징 주기에 따라 무선채널을 모니터한다.

유휴 모드에 있는 단말은, 자신의 페이징 청취 구간에서 페이징 메시지를 수신하여 자신에게 전달되는 하향링크(DL) 데이터가 있는지를 확인한다. 만약 하향링크 데이터가 있으면(즉, positive indication), 단말은 레인징(ranging) 과정을 포함한 네트워크 재진입(network reentry) 과정을 수행한다. 이 후, DSA(Dynamic Service Addition) 과정을 통해, 관련된 하향링크 서비스 플로우에 대한 연결을 설정하는 과정을 수행한다. 상기 서비스 플로우에 대한 연결이 설정된 후, 기지국은 단말에게 해당 서비스에 대한 하향링크 데이터를 전송한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 IEEE 802.16e, 16m, 16p 시스템을 기준으로 기술한다.그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.

단말은 유휴 모드로 진입하기 위해 기지국과의 등록 해제를 요청하기 위해 기지국으로 등록 해제 요청(DREG-REQ) 메시지를 전송한다. 이후, 기지국은 상기 DREG-REQ 메시지에 대한 응답으로 등록 해제 응답(DREG-RSP) 메시지를 단말에게 전송한다. 이 때, 상기 DREG-RSP 메시지는 페이징 정보(Paging Information)를 포함한다. 여기서, 단말의 유휴 모드로의 진입은 기지국의 요청에 의해 개시될 수도 있다. 이 경우, 기지국은 단말로 DREG-RSP 메시지를 전송한다.

상기 페이징 정보(Paging Information)는 페이징 주기(Paging Cycle), 페이징 오프셋(Paging Offset), 페이징 그룹 식별자(PGID: Paging Group IDentifier) 및 페이징 청취 구간(Paging Listening Interval) 값 등을 포함할 수 있다. 기지국으로부터 DREG-RSP 메시지를 수신한 단말은 상기 페이징 정보를 참조하여 유휴 모드로 진입한다.

유휴 모드는 페이징 주기(Paging Cycle)를 가지며, 하나의 페이징 주기는 이용가능 구간(Available Interval) 및 이용불가능 구간(Unavailable Interval)으로 구성될 수 있다. 이때, 이용가능구간은 페이징 청취 구간 또는 페이징 구간(paging interval)과 동일한 개념이다. 페이징 오프셋은 페이징 사이클 내에서 페이징 구간이 시작하는 시점(일 예로, 프레임 또는 서브프레임)을 나타낸다. 또한, 페이징 페이징 그룹 식별자는 단말에게 할당된 페이징 그룹의 식별자를 나타낸다. 또한, 상기 페이징 정보는 페이징 메시지 오프셋(paging message offset) 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 페이징 메시지 오프셋 정보는 기지국으로부터 페이징 메시지가 전송되는 시점을 나타낸다.

이후, 단말은 상기 페이징 정보를 이용하여 이용가능 구간(즉, 페이징 청취 기간(Paging Listening Interval))에서 자신에게 전달되는 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 페이징 메시지는 기지국 또는 페이징 제어기를 통해 전송될 수 있다. 즉, 단말은 페이징 메시지를 수신하기 위해 페이징 주기에 따라 무선채널을 모니터한다.

도 2는 유휴 모드에서 페이징 절차를 나타내는 흐름도이다.

유휴 모드에 있는 단말은, 자신의 페이징 청취 구간에서 페이징 메시지를 수신하여 자신에게 전달되는 하향링크(DL) 데이터가 있는지를 확인한다(S210). 만약 하향링크 데이터가 있으면(즉, positive indication), 단말은 레인징(ranging) 과정을 포함한 네트워크 재진입(network reentry) 과정을 수행한다(S220). 이 후, DSA(dynamic service addition) 과정을 통해, 관련된 하향링크 서비스 플로우에 대한 연결을 설정하는 과정을 수행한다(S230). 상기 서비스 플로우에 대한 연결이 설정된 후, 기지국은 단말에게 해당 서비스에 대한 하향링크 제어 정보 및 하향링크 데이터를 전송한다(S240).

M2M 시나리오에서 대부분의 M2M 기기(device)들은 핸드폰과 같은 기존 단말처럼 사용자가 소유하고 다니는 단말이 아니기 때문에, M2M 기기들에 대한 자동 어플리케이션(automatic application) 또는 펌웨어 업데이트(firmware update) 과정은 M2M 서비스 시나리오에서 주요한 어플리케이션(application)이 될 수 있다. 예를 들어, 각 기기(device)의 펌웨어(firmware)를 업데이트하기 위해서 M2M 서버는 해당 어플리케이션(application)을 가진 M2M 기기들에게 업데이트(update)된 정보를 전송할 수 있다. 여러 단말에게 공통으로 전송되어야 할 필요가 있는 이러한 멀티캐스트 데이터(multicast data)를, 유휴모드인 M2M 기기들에게 전송하기 위해서, 도 2의 실시예에 따른 기지국은 해당 M2M기기들을 페이징할 것이다. 페이징을 받은 단말들은 랜덤 액세스 코드(random access code)의 전송을 시작하여 네트워크 재진입(network reentry) 과정을 수행하여 네트워크에 접속하고, 기지국으로부터 전송한 하향링크 트래픽(DL traffic)을 받는다. 이러한 과정들은 네트워크(network)의 불필요한 자원 사용을 증가시키고, 또한, 단말의 전력 소모를 증가시키는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 M2M 통신에서 유휴 모드(Idle Mode)인 단말에게 이벤트 트리거링(event triggered) 방식으로 생성되는 멀티캐스트 데이터를 전송할 때, 페이징(paging) 방법을 이용하여 유휴 모드(idle mode) M2M 기기가 멀티캐스트 데이터를 효율적으로 받을 수 있게 제공한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 기지국은 M2M 멀티캐스트 데이터를 M2M 기기에 전송하기 전에, M2M 기기들이 페이징 청취 구간에서 멀티캐스트 트래픽 지시(즉, 멀티캐스트 데이터가 전송됨을 지시)를 포함하는 페이징 메시지를 전송한다(S310). 이때 페이징 메시지의 Action code는 멀티캐스트 트래픽 지시(예를 들어, 0b10)를 가리키고, 해당되는 M2M 그룹 식별자(MGID)를 포함시킨다. M2M 기기는 페이징 메시지를 받았을 때, 페이징 메시지의 그룹 페이징 부분에서 자신에게 미리 할당되었던 M2M 그룹 ID가 포함되었는지 확인하고, 만약, 자신에게 할당된 MGID가 포함되어 있고 대응하는 Action code가 0b10일 때, M2M 기기의 프로세서(120)는 MGID가 가리키는 그룹에 대해서 멀티캐스트 트래픽(데이터) 전송될 것이라고 판단하고, 유휴 모드를 종료하지 않고 멀티캐스트 트래픽을 수신하려고 대기하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 자신의 페이징 이용불가능 구간(unavailable interval)에서도 M2M 기기의 프로세서(120)는 멀티캐스트 데이터를 수신하는 동작(하향링크 제어채널 및 멀티캐스트 데이터 디코딩)을 수행하도록 제어한다.

기지국이 페이징 메시지를 전송한 후 바로 멀티캐스트 데이터를 전송할 수 없다면, 기지국은 페이징 메시지에 해당 M2M 그룹 ID(MGID)에 대한 멀티캐스트 전송 시작(Multicast transmission start time, MTST)에 관한 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.

M2M 기기들이 자신의 페이징 청취 구간에서 페이징 메시지(예를 들어, AAI-PAG-ADV 메시지)를 받았을 때, M2M 기기의 프로세서(120)는 멀티캐스트 트래픽 지시(Action code = 0b10)와 자신에게 할당된 M2M 그룹 ID(MGID)가 있는지 확인한다. 만약, 멀티캐스트 트래픽이 전송됨을 알리는 멀티캐스트 트래픽 지시가 포함되어 있다면, M2M 기기의 프로세서(120)는 페이징 메시지에 멀티캐스트 전송 시작 시간 정보가 포함되어 있는지 확인한다. 멀티캐스트 전송 시작 시간 정보가 페이징 메시지에 포함되어 있으면, M2M 기기의 프로세서(120)는 멀티캐스트 전송 시작 시간이 가리키는 프레임전까지 전력 소모를 줄이기 위해서 파워 다운(power down) 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 즉, M2M 기기의 프로세서(120)는 MTST가 가리키는 프레임부터 멀티캐스트 데이터를 수신하는 동작을 수행하도록 제어한다. M2M 기기는 MTST가 가리키는 프레임에서 멀티캐스트 데이터를 수신한다(S320).

다음 표 1은 상기 페이징 메시지(예를 들어, AAI-PAG-ADV 메시지) 포맷의 일 예를 나타낸 표이다.

표 1을 참조하면, 페이징 메시지는 네트워크 재진입, 위치 갱신, 멀티캐스트 또는 트랙픽 수신 등을 지시하는 액션 코드(Action code)를 포함하고 있다. 액션 코드가 0b10으로 멀티캐스트 트래픽 수신을 지시하는 경우, 페이징 메시지는 멀티캐스트 전송 시작 시간에 관한 정보인 멀티캐스트 전송 시작 시간(MTST) 필드를 포함할 수 있다. 멀티캐스트 전송 시작 시간은 기지국이 M2M 기기로 멀티캐스트 전송을 시작하는 시간(프레임, 서브프레임, 또는 수퍼프레임 단위)에 관한 정보이다. MTST는 필드는 일 예로서 8비트 크기로 하향링크 멀티캐스트 데이터를 전송하기 시작하는 프레임 번호의 최하위 비트(Least Significant Bit, LSB)를 가리킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

위에서 설명한 바와 같이 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 청취 구간(또는 이용가능 구간) 동안 기지국으로부터 멀티캐스트 트래픽 전송을 지시하는 멀티캐스트 트래픽 지시자(예를 들어, Action code = 0b10)와 멀티캐스트 트래픽(혹은 멀티캐스트 데이터)를 받을 그룹 정보(예를 들어, M2M 그룹 ID)를 포함하는 페이징 메시지를 수신할 수 있다(S410). 이때, 수신한 M2M 그룹 ID 정보가 자신이 속한 그룹일 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 네트워크 재진입없이 멀티캐스트 트래픽을 수신하기 위해 대기하도록 제어하고, M2M 기기는 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 있다(S420).

이러한 시나리오에서, M2M 기기는 멀티캐스트 데이터가 기지국으로부터 언제까지 전송될지 모르기 때문에, 다음 페이징 청취 구간까지 멀티캐스트 데이터를 수신하는 동작을 수행할 필요가 있다. 멀티캐스트 데이터가 펌웨어 업데이트와 같이 작은 크기의 데이터일 경우, 기지국이 실제로 멀티캐스트 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간은 얼마되지 않는다. 이는 유휴 모드 M2M 기기의 전력소모를 증가시키는 문제를 발생시킬 뿐이다. 특히 페이징 후, 기지국이 바로 작은 멀티캐스트 데이터를 전송할 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 다음 페이징 청취 구간까지 기다리도록(혹은 대기하도록) 제어한다.

또한, M2M 어플리케이션 특성상 특정 M2M 기기는 긴 페이징 사이클(long paging cycle)가 적용될 수 있고 이 경우 M2M 기기의 전력 소모의 증가폭은 더욱더 커질 것이다. 예를 들어, 기존의 IEEE 802.16m 시스템의 페이징 사이클이 최대 512 수퍼 프레임으로, M2M 기기를 위한 시스템(예를 들어, IEEE 802.16p 시스템)에서는 페이징 사이클의 최대 값은 예를 들어, 4194304 수퍼프레임으로 정의될 수 있다.

위에서 언급한 유휴 모드 M2M 기기가 불필요하게 전력소모 하는 문제를 해결하기 위한 위해 다음 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 청취 구간(또는 이용가능 구간) 동안 기지국으로부터 멀티캐스트 트래픽 전송을 지시하는 멀티캐스트 트래픽 지시자(예를 들어, Action code = 0b10)와 멀티캐스트 트래픽(혹은 멀티캐스트 데이터)를 받을 그룹 정보(예를 들어, M2M 그룹 ID)를 포함하는 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 이때, 수신한 M2M 그룹 ID 정보가 자신이 속한 그룹일 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 네트워크 재진입없이 멀티캐스트 트래픽을 수신하기 위해 대기하도록 제어하고, M2M 기기는 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 있다.

기지국은 다음과 같은 조건에서 멀티캐스트 전송 종료 신호(MTE signaling)을 보낼 수 있다.

1) 조건1: 기지국이 자신의 송신 버퍼(TX buffer)에 해당 멀티캐스트 그룹/멀티캐스트 연결(multicast group/multicast connection)에 대한 마지막 데이터가 있을 경우

2) 조건 2: 기지국이 네트워크의 한 엔티티(entity)로부터 해당 멀티캐스트 그룹/멀티캐스트 연결에 대해서 데이터 전송이 끝났다는 신호를 받았을 때

3) 조건 3: 기지국이 특정 멀티캐스트 그룹에 대한 데이터를 M2M 기기에게 전송한 후, 특정 시간 내에 네트워크로부터 같은 그룹에 속한 데이터를 받지 못하였을 경우. 즉, 특정 시간 동안 송신 버퍼(TX buffer)가 같은 멀티캐스트 데이터를가지고 있지 않은 경우

도 5a에 도시한 바와 같이 기지국은 멀티캐스트 데이터가 다 전송이 되었다고 판단했을 때에는, 멀티캐스트 데이터 전송의 종료를 알리는 신호(예를 들어, MTE(Multicast Transmission End) 신호)를 별도로 M2M 기기에게 전송해줄 수 있다. 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 멀티캐스트 데이터를 수신하고 있던 중에, 기지국으로부터 멀티캐스트 데이터 전송의 종료를 알리는 신호를 받으면, M2M 기기의 프로세서(120)는 바로 페이징 이용불가능 구간(paging unavailable interval)으로 들어가 전력소모를 줄이는 동작을 수행할 수 있다.

조건 1의 경우, 도 5b에서 도시한 것과 같이 기지국은 자신의 버퍼에 마지막 데이터를 전송할 시점에 마지막 데이터와 같이 MTE 신호를 함께 M2M 기기에게 전송해줄 수 있다. 조건 2에서도 기지국이 네트워크 엔티티로부터 멀티캐스트 데이터를 받으면서 데이터 전송 종료를 알리는 신호를 같이 받으면, 기지국은 해당 멀티캐스트 데이터를 전송할 때, MTE 신호를 함께 M2M 기기로 전송할 수 있다. 이와 같이, 기지국이 MTE 신호를 멀티캐스트 데이터와 함께 전송하는 경우에는, 멀티캐스트 데이터에 피기백(piggyback)하거나 연속되게(concatenation) MTE 신호를 전송할 수 있는데, 피기백하여 전송하는 경우에는 서브헤더(subheader)나 확장 헤더(Extended header) 포맷으로 전송해 줄 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 청취 구간(또는 이용가능 구간) 동안 기지국으로부터 멀티캐스트 트래픽 전송을 지시하는 멀티캐스트 트래픽 지시자(예를 들어, Action code = 0b10)와 멀티캐스트 트래픽(혹은 멀티캐스트 데이터)를 받을 그룹 정보(예를 들어, M2M 그룹 ID)를 포함하는 페이징 메시지를 수신할 수 있다(S610). 이때, 수신한 M2M 그룹 ID 정보가 자신이 속한 그룹일 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 네트워크 재진입없이 멀티캐스트 트래픽을 수신하기 위해 대기하도록 제어하고, M2M 기기는 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 있다(S620 내지 S630). 이후 기지국은 마지막 멀티캐스트 데이터와 멀티캐스트 데이터 전송의 종료를 알리는 신호(예를 들어, MTE(Multicast Transmission End) 신호)를 함께로 M2M 기기에게 전송해줄 수 있다(S640). 여기서, MTE 신호는 다음 표 2와 같이 멀티캐스트 전송 종료 확장헤더(Multicast transmission end extended header, MTEEH) 포맷으로 전송될 수 있다. 다음 표 2는 MTEEH 포맷의 일 예를 나타낸다.

표 2를 참조하면, MTEEH 포맷은 타입(type) 필드를 통해서 멀티캐스트 전송이 끝났다는 것을 가리키며, 어떤 멀티캐스트 정보인지를 나타내기 위해서, 관련된 멀티캐스트 연결에 대한 M2M 그룹 ID 및 FID 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, MTEEH 포맷은 M2M 기기가 MTEEH를 받고 언제부터 이전 유휴 모드 파라미터를 이용하여 유휴 모드를 다시 재개할 수 있도록 가리키는지를 나타내는 유휴 모드 재개 시작 프레임(idle mode resuming start frame) 정보를 포함할 수 있다. 즉, 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드가 가리키는 프레임이 이전 유휴 모드 파라미터를 사용했을 때, M2M 기기의 페이징 이용불가능 구간일 경우, M2M 기기는 전력 소모를 줄이기 위해서 이용불가능 구간으로 들어가 전력 소모를 줄이는 동작을 수행할 수 있다. 유휴 모드 재개 시작 프레임 정보가 포함되지 않으면 M2M 기기는 바로 이용불가능 구간으로 들어가게 된다. 이때, 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드는 이전의 유휴 모드 파라미터들을 사용함으로써 유휴 모드를 재개하는 M2M 기기의 프레임 번호의 최하위 비트(예를 들어, 4 비트일 수 있음)를 지시할 수 있다.

상기 MTEEH는 IEEE 802. 16e 시스템에서는 서브헤더형태 (즉, MTE 서브헤더) 또는 확장 서브헤더(즉, MTE 확장 서브헤더) 형태로 사용될 수 있고, 포함되어 들어가는 정보는 유사할 것이다. 이때, FID 대신에 CID(Connection IDentifier)가 들어갈 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 청취 구간(또는 이용가능 구간) 동안 기지국으로부터 멀티캐스트 트래픽 전송을 지시하는 멀티캐스트 트래픽 지시자(예를 들어, Action code = 0b10)와 멀티캐스트 트래픽(혹은 멀티캐스트 데이터)를 받을 그룹 정보(예를 들어, M2M 그룹 ID)를 포함하는 페이징 메시지를 수신할 수 있다(S710). 이때, 수신한 M2M 그룹 ID 정보가 자신이 속한 그룹일 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 네트워크 재진입없이 멀티캐스트 트래픽을 수신하기 위해 대기하도록 제어하고, M2M 기기는 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 있다(S720 내지 S730). 이후 기지국은 마지막 멀티캐스트 데이터를 M2M 기기로 전송한 후(S740), 기지국은 멀티캐스트 데이터 전송 종료 지시를 MAC 제어 메시지의 일종인 AAI-MTE-IND 메시지 또는 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더를 통해 M2M 기기에게 알려줄 수 있고, 이때 AAI-MTE-IND 메시지 또는 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더는 M2M 그룹 ID, FID를 포함할 수 있다(S750). M2M 기기가 멀티캐스트 데이터 전송이 종료되었음을 알리는 지시자를 수신하면 이후 M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 이용불가능 구간으로 들어가도록 제어한다.

이와 같이, 앞서 언급한 조건 3과 같은 시점에서 기지국은 멀티캐스트 전송 종료(MTE) 신호를 M2M 기기로 보낼 때, MAC 제어 메시지 형태나 시그널링 헤더 형태로 전송할 수 있다. 다음 표 3은 MTE 신호를 전달하는 MAC 제어 메시지의 일종인 AAI-MTE-IND 메시지 포맷의 일 예를 나타낸다.

표 3을 참조하면, 표 2와 마찬가지로 AAI-MTE-IND MAC 제어 메시지 포맷에는 M2M 그룹 ID 필드, FID 필드 및 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드 등이 포함될 수 있다. M2M 기기는 AAI-MTE-IND 메시지를 수신하면 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드가 지시하는 프레임에서 유휴 모드로 들어가게 된다.

상기 AAI-MTE-IND메시지는 IEEE 802. 16e 시스템에서도 유사한 MAC 제어 메시지를 통해서 사용될 수 있고, 포함되어 들어가는 정보는 유사할 것이다. 이때, MGID나 FID 대신에 CID(Connection IDentifier)가 들어갈 것이다. 이를 반영한 IEEE 802. 16e 시스템의 MAC 제어 메시지(예를 들어, MOB_MTE-IND 메시지)는 다음 표 4와＼ 같다,

다음 표 4는 IEEE 802. 16e 시스템에서의 MOB_MTE-IND 메시지에 대한 일 예를 나타낸다.

상기 표 4를 참조하면, MOB_MTE-IND 메시지는 MGID나 FID 대신에 M2M 연결 식별자(M2MCID) 필드와, 유휴 모드 재게 시작 프레임 필드를 포함할 수 있다. 마찬가지로, M2M 기기는 AAI-MTE-IND 메시지를 수신하면 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드가 지시하는 프레임에서 유휴 모드로 들어가게 된다.

한편, AAI-MTE-IND 메시지나 MOB_MTE-IND 메시지가 방송(broadcast)된다면,, 메시지를 전송하는 시점에 하나 이상의 멀티캐스트 연결(multicast connection)에 대해서 종료 지시지를 알릴 경우, 관련된 MAC 제어 메시지, 서브헤더/확장헤더, 시그널링 헤더는 하나 이상의 M2M 그룹 ID (즉, M2M 그룹 ID(MGID) 또는 M2M 연결 식별자(M2MCID)를 포함할 수 있다.

아래의 표 5 및 표 6은 각각은 멀티캐스트 데이터(Multicast data) 전송 종료를 나타내는 M2M 그룹 ID를 하나 이상 포함하는 AAI-MTE-IND 메시지와 MOB_MTE-IND 메시지의 일례들을 나타낸다(표 5는 AAI-MTE-IND message format, 표 6은MOB_MTE-IND 메시지).

다음 표 7은 MTE 신호를 전달하는 시그널링 헤더인 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더 포맷의 일례를 나타낸다.

표 7을 참조하면, 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더 포맷은 FID 필드, 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더를 나타내는 타입 필드, 길이를 나타내는 길이 필드, M2M 그룹 ID 필드, 멀티캐스트 연결에 대한 ID에 해당하는 FID를 나타내는 FID 필드, 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드를 포함할 수 있다.

이러한 AAI-MTE-IND 메시지나 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더는 IEEE 802. 16 시스템뿐만 아니라 3GPP LTE, LTE-A시스템에서도 유사하게 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 청취 구간(또는 이용가능 구간) 동안 기지국으로부터 멀티캐스트 트래픽 전송을 지시하는 멀티캐스트 트래픽 지시자(예를 들어, Action code = 0b10)와 멀티캐스트 트래픽(혹은 멀티캐스트 데이터)를 받을 그룹 정보(예를 들어, M2M 그룹 ID)를 포함하는 페이징 메시지를 수신할 수 있다(S810). 이때, 수신한 M2M 그룹 ID 정보가 자신이 속한 그룹일 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 네트워크 재진입없이 멀티캐스트 트래픽을 수신하기 위해 대기하도록 제어하고, M2M 기기는 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 있다(S820 내지 S830). 이후 기지국은 마지막 멀티캐스트 데이터를 M2M 기기로 전송한 후(S840), 기지국은 한편, 멀티캐스트 데이터 전송 종료 지시 신호(MTE 신호)를 물리계층 시그널링(PHY signaling) 형태로 전송될 수도 있다(S850). 기지국은 하향링크 제어 채널인 A-MAP IE 형태로 MTE 지시자를 M2M 기기에게 전송할 수도 있다(S850). M2M 기기가 멀티캐스트 데이터 전송이 종료되었음을 알리는 지시자를 수신하면, 이후 M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 이용불가능 구간으로 들어가도록 제어한다.

다음 표 8은 멀티캐스트 전송 종료 지시 A-MAP IE(Multicast Transmission End Indication A-MAP IE) 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.

표 8을 참조하면, 멀티캐스트 전송 종료 지시 A-MAP IE(Multicast Transmission End Indication A-MAP IE)는 M2M 기기가 속한 M2M 그룹 ID를 나타내는 M2M 그룹 ID 필드, 멀티캐스트 연결에 대한 ID를 나타내는 FID 필드, 유휴 모드 재개 시작 프레임 필드를 포함할 수 있다. 멀티캐스트 전송 종료 지시 A-MAP IE(Multicast Transmission End Indication A-MAP IE)는 마지막 멀티캐스트 데이터와 같은 버스트(burst) 또는 같은 프레임 또는 이전 시점에서 전송될 수도 있다. 시작 프레임은 M2M 기기가 멀티캐스트 데이터 수신을 중지하고 이용불가능 구간(unavailable interval)로 들어가는 프레임을 가리킨다.

한편, 기지국은 물리계층 시그널링으로 하향링크 제어 채널(예를 들어, A-MAP IE 형태)에 MTE 지시자를 포함시켜 M2M 기기에게 전송할 수도 있다. 예를 들어, 기지국은 마지막 멀티캐스트 데이터의 하향링크 자원을 할당하기 위한 MAP IE에 해당 데이터가 마지막인지를 가리키는 지시자를 포함시키고, 마지막 데이터 일 경우, 해당 비트를 예를 들어 1로 설정할 수 있다. 이러한 MAP IE의 일 예로서 방송 할당 A-MAP IE(broadcast assignment A-MAP IE)가 있을 수 있다.

아래의 표는 M2M multicast data를 전송하기 위한 broadcast assignment A-MAP IE의 일례를 나타내며, 마지막 multicast data를 가리키는 indicator도 포함된다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 M2M 기기와 기지국간의 멀티캐스트 데이터 전송의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 유휴 모드에 있는 M2M 기기가 청취 구간(또는 이용가능 구간) 동안 기지국으로부터 멀티캐스트 트래픽 전송을 지시하는 멀티캐스트 트래픽 지시자(예를 들어, Action code = 0b10)와 멀티캐스트 트래픽(혹은 멀티캐스트 데이터)를 받을 그룹 정보(예를 들어, M2M 그룹 ID)를 포함하는 페이징 메시지를 수신할 수 있다(S910). 이때, 수신한 M2M 그룹 ID 정보가 자신이 속한 그룹일 경우, M2M 기기의 프로세서(120)는 M2M 기기가 네트워크 재진입없이 멀티캐스트 데이터를 수신하기 위해 대기하도록 제어하고, M2M 기기는 멀티캐스트 데이터와 방송 할당 A-MAP IE(Broadcast Assignment A-MAP IE, BA A-MAP IE)를 수신할 수 있다(S920). 이때, 방송 할당 A-MAP IE에 포함된 MTE 지시자가 0으로 설정되어 계속 멀티캐스트 데이터가 전송됨을 지시한다. 이후, 기지국은 멀티캐스트 데이터와 방송 할당 A-MAP IE(Broadcast Assignment A-MAP IE, BA A-MAP IE)를 M2M 기기에게 전송한다(S930). 이때 이 경우에도 방송 할당 A-MAP IE에 포함된 MTE 지시자가 0으로 설정되어 계속 멀티캐스트 데이터가 전송됨을 지시할 수 있다.

이러한 멀티캐스트 데이터 전송을 반복하다가, 기지국은 멀티캐스트 데이터와 마지막 멀티캐스트 전송임을 알리는 MTE 지시자(이 경우, MTE 지시자는 1로 설정됨)를 포함하는 방송 할당 A-MAP IE(Broadcast Assignment A-MAP IE, BA A-MAP IE)를 M2M 기기에게 전송한다(S940). 멀티캐스트 데이터와 마지막 멀티캐스트 전송임을 알리는 MTE 지시자를 포함하는 방송 할당 A-MAP IE를 수신한 M2M 기기는 다시 유휴 모드로 들어가게 된다.

다음 표 9는 방송 할당 A-MAP IE의 일 예를 나타낸다.

표 9를 참조하면, 방송 할당 A-MAP IE(Broadcast assignment A-MAP IE)는 A-MAP IE 타입을 지시하는 A-MAP IE type 필드, 이 방송 할당 A-MAP IE의 기능을 나타내는 Function index 필드를 포함할 수 있고, 이 Function index 필드가 M2M 어플리케이션을 위한 멀티캐스트 할당 A-MAP IE 라는 것을 가리키는 경우, 멀티캐스트 데이터의 자원 할당을 위한 정보(예를 들어, 버스트 크기(burst size) 필드, 자원 인덱스(resource index) 필드, long_TTI_Indicator 필드 등을), 멀티캐스트 전송 종료 지시자(즉, 마지막 멀티캐스트 데이터가 전송됨을 알려주는 지시자)(Multicast transmission end indicator) 필드 및 M2M 그룹 ID를 나타내는 M2M 그룹 ID 필드를 더 포함할 수 있다.

마지막 멀티캐스트 데이터 전송에서 방송 할당 A-MAP IE의 멀티캐스트 전송 종료 지시자(Multicast transmission end indicator) 필드는 1로 설정되고, M2M 기기가 멀티캐스트 전송 종료 지시자 필드가 MTE indicator가 1로 설정된 방송 할당 A-MAP IE를 수신하면, 마지막 멀티캐스트 데이터를 수신하고, 바로 유휴 모드 또는 이용불가능한(unavailable interval)로 들어간다. 이 방법은 멀티캐스트 전송 종료 지시자가 MAC 제어 메시지나 확장된 헤더 형태로 전송될 때보다, M2M 기기가 멀티캐스트 데이터에 대한 MPDU(MAC protocol data unit)와 멀티캐스트 전송 종료 지시자를 포함하는 MAC 제어 메시지 또는 확장 헤더를 디코딩을 완료할 때까지 불필요하게 다른 OFDMA 심볼들을 버퍼링을 하지 않은 장점이 있다. 즉, 이 경우, 마지막 멀티캐스트 데이터가 포함된 서브프레임까지만 OFDMA 심볼들을 버퍼링하고, 멀티캐스트 데이터가 디코딩이 완료하지 않아도 다음 서브프레임에서 OFDMA 심볼들을 버퍼링하지 않아도 되는 장점이 있다.

상술한 다양한 메시지 포맷에서 M2M 그룹 ID(MGID)의 비트 크기를 12 비트 또는 15 비트라고 기재하였으나, MGID가 12 비트로 기재된 메시지 포맷에서도 15 비트로 변경될 수도 있고 이와 반대로 15 비트로 기재된 메시지 포맷에서도 12 비트 크기로 변경될 수 있다. 또한, MGID는 M2M 기기들의 그룹을 식별시킬 수 있으면 충분하기 때문에 반드시 12 비트나 15 비트에 제한되는 것은 아니다.

이상에서 M2M 기기와 기지국 간의 멀티캐스트 데이터 전송에 관련한 다양할 실시예들을 설명하였다. 즉, 멀티캐스트 데이터에 적용되는 것으로 기술하고 있으나 유니캐스트 데이터, 브로드캐스트 데이터 등에도 적용됨을 배제하는 것은 아니다. 또한, M2M 기기와 기지국 간의 멀티캐스트 데이터 전송에 관하여 설명하고 있으나, HTC(Human Type Communication) 기기(즉, 이동 단말)에도 적용됨을 배제하지는 않는다.

또한, 지금까지, IEEE 802.16m 시스템에서 사용되는 메시지 포맷을 이용하여 본 발명에 따른 실시예들을 설명하였지만, 이러한 메시지 포맷에 명칭에 한정되는 것은 아니며, 비록 이들 메시지 포맷과 호칭이나 명칭이 다르지만 동일한 기능을 수행하는 3GPP LTE, LTE-A 시스템에서의 메시지 포맷 등에 적용될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

산업상 이용가능성

M2M 기기가 기지국으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신하는 방법은 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802.16 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능하다.

Claims

무선통신 시스템에서 M2M(Machine to Machine) 기기가 멀티캐스트(multicast) 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
기지국으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터가 마지막 멀티캐스트 전송임을 지시하거나 또는 멀티캐스트 전송 종료를 지시하는 신호를 포함하는 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,
상기 정보는 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 또는 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송되는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 전송되는 경우에는 상기 멀티캐스트 데이터에 피기백(piggyback)되어 전송되는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 3항에 있어서,
상기 정보는 서브헤더(subheader) 또는 멀티캐스트 전송 종료 확장 헤더(multicast transmission end extender header) 포맷으로 전송되는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 2항에 있어서,
상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송되는 경우에는 MAC 제어 메시지, 시그널링 헤더 또는 물리계층 시그널링을 통해 전송되는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 5항에 있어서,
상기 MAC 제어 메시지는 AAI-MTE-IND 메시지 포맷 또는 MOB_MTE-IND 메시지 포맷인, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 5항에 있어서,
상기 시그널링 헤더는 멀티캐스트 전송 종료 지시 헤더(multicast transmission end indication header)인, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 5항에 있어서,
상기 물리계층 시그널링은 멀티캐스트 전송 종료 지시 A-MAP IE(multicast transmission end indication A-MAP IE) 또는 방송 할당 A-MAP IE(Broadcast Assignment A-MAP IE)인, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,
상기 정보에 기초하여 이용불가능 구간(unavailable interval) 또는 유휴 모드(idle mode)로 들어가는 단계를 더 포함하는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서,
M2M 그룹 식별자(Identifier, ID)와 상기 멀티캐스트 데이터 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 페이징 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
상기 M2M 그룹 ID가 상기 M2M 기기에 해당되면 상기 M2M 그룹 ID에 기초하여 상기 멀티캐스트 데이터와 상기 정보를 수신하는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
제 10항에 있어서,
상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터의 전송 시작에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,
상기 멀티캐스트 데이터의 전송 시작에 관한 정보에 기초하여 상기 멀티캐스트 데이터를 수신하는, 멀티캐스트 데이터 수신 방법.
무선통신 시스템에서 멀티캐스트(multicast) 데이터를 수신하는 M2M(Machine to Machine) 기기에 있어서,
기지국으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신하고,
상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터가 마지막 멀티캐스트 전송임을 지시하거나 또는 멀티캐스트 전송 종료를 지시하는 신호를 포함하는 정보를 수신하는 수신기를 포함하는, M2M 기기.
제 12항에 있어서,
상기 정보는 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 또는 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송되는, M2M 기기.
제 13항에 있어서,
상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 함께 전송되는 경우에는 상기 멀티캐스트 데이터에 피기백(piggyback)되어 전송되는, M2M 기기.
제 14항에 있어서,
상기 정보는 서브헤더(subheader) 또는 멀티캐스트 전송 종료 확장 헤더(multicast transmission end extender header) 포맷으로 전송되는, M2M 기기.
제 13항에 있어서,
상기 정보가 상기 멀티캐스트 데이터와 별도로 전송되는 경우에는 MAC 제어 메시지, 시그널링 헤더 또는 물리계층 시그널링을 통해 전송되는, M2M 기기.
제 12항에 있어서,
상기 정보에 기초하여 이용불가능 구간(unavailable interval) 또는 유휴 모드(idle mode)로 들어가도록 제어하는 프로세서를 더 포함하는, M2M 기기.
제 12항에 있어서,
상기 수신기는 M2M 그룹 식별자(Identifier, ID)와 상기 멀티캐스트 데이터 전송을 지시하는 지시자를 포함하는 페이징 메시지를 상기 기지국으로부터 더 수신하며, 상기 M2M 그룹 ID가 상기 M2M 기기에 해당되면 상기 M2M 그룹 ID에 기초하여 상기 멀티캐스트 데이터와 상기 정보를 수신하는, M2M 기기.
제 18항에 있어서,
상기 수신기는 상기 기지국으로부터 상기 멀티캐스트 데이터의 전송 시작에 관한 정보를 더 수신하며, 상기 멀티캐스트 데이터의 전송 시작에 관한 정보에 기초하여 상기 멀티캐스트 데이터를 수신하는, M2M 기기.