KR20140033421A - Ｍ2ｍ 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법 - Google Patents

Ｍ2ｍ 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비정상적인 정전 상황이 발생하는 경우 M2M 단말이 정전 상항을 보고하기 위한 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다. 본 발명의 일 실시예로서 M2M 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 방법은, M2M 기기가 상기 비정상 정전 상황을 보고하기 위해 사용되는 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와 유휴모드에 진입하는 단계 및 유휴모드에서 비정상 정전 상황이 발생하는 경우, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

Ｍ2Ｍ 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법{METHOD FOR PERFORMING RANDOM ACCESS PROCEDURE FOR REPORTING ABNORMAL POWER OUTAGE IN WIRELESS ACCESS SYSTEM SUPPORTING M2M ENVIRONMENT}
본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비정상적인 정전 상황이 발생하는 경우 M2M 단말이 관련 상항을 보고하기 위해 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명에서 기기 간 통신 환경에 대해서 간략히 설명한다.
기기 간 통신(M2M: Machine to Machine)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 사람의 관여 없이 수행되는 전자 장치와 전자 장치 사이의 무선 통신을 지칭하는 것이 일반적이다.
M2M 통신의 개념이 처음 도입된 1990년대 초반에는 원격 조정이나 텔레매틱스 정도의 개념으로 인식되었고, 파생되는 시장 자체도 매우 한정적이었으나, 지난 몇 년간 M2M 통신은 고속 성장을 거듭하며 전 세계적으로 주목받는 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 설비 상의 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 방식이 주로 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.
또한, M2M 시스템에서는 사람이 M2M 기기들의 동작에 관여하지 않기 때문에 M2M 기기들에 대한 비정상적/비자발적인 정전 상황(abnormal/involuntary power outage event)이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 해당 M2M 기기가 속한 지점의 대부분의 M2M 기기들에서 비자발적 정전 상황이 발생할 수 있다.
비자발적 정전 상황이 발생한 경우, M2M 기기들은 비자발적 정전 상황에 대해서 기지국에 보고해야 한다. 예를 들어, 유휴모드에 있는 M2M 기기들은 정전 상황을 보고하기 위해 레인징 과정을 수행할 것이며, 이러한 경우 각 M2M 기기간 충돌이 발생할 수 있다. 또한, 정상 상태에 있는 M2M 기기들은 정전 상황을 보고하기 위해 대역폭 요청 과정을 수행할 것이며, 이러한 경우 또한 M2M 기기간 충돌이 발생할 확률이 높아진다.
M2M 기기간 충돌이 발생하는 경우 M2M 기기들은 충돌 해결(Collision Resolution) 과정을 수행한다. 이때, M2M 기기들이 기존 일반(Normal) 모드 및 일반 단말에 대해 네트워크 재진입을 위해 정의된 초기 백오프 윈도우 크기(initial backoff window size)를 적용하여 임의 접속을 수행하는 경우, M2M 기기와 일반 단말간의 충돌 가능성이 커지며 이는 정전보고를 지연시킬 수 있다.
또한, 이러한 과정은 M2M 기기들에 대한 불필요한 전력 소모를 일으키며, 시스템 자원 사용의 효율성을 저하시킬 수 있다. 게다가, 시스템에서 M2M 기기들을 위한 별도의 레인징 채널을 사용하지 않는 경우 기존 단말들에 대한 임의 접속 과정에도 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 M2M 기기에 대한 효율적인 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 비자발적/비정상적 정전 상황에서 M2M 기기간 충돌이 발생할 확률을 최소화하기 위한 정전 보고 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 정전 상황 발생시 신속하게 기지국에 정전 상황을 보고하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비정상적 정전 상황이 발생하는 경우, M2M 기기들이 기존의 경쟁 파라미터들(예를 들어, initial backoff window)을 가지고 임의 접속을 동시에 수행함에 의해 발생되는 혼잡상황을 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 비정상적인 정전 상황이 발생하는 경우 M2M 단말이 정전 상항을 보고하기 위한 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치들을 제공한다.
본 발명의 일 양태로서 M2M 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 방법은, M2M 기기가 상기 비정상 정전 상황을 보고하기 위해 사용되는 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와 유휴모드에 진입하는 단계 및 유휴모드에서 비정상 정전 상황이 발생하는 경우, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서 M2M 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 M2M 기기는 송신기, 수신기 및 임의접속과정을 지원하는 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, M2M 기기는 비정상 정전 상황을 보고하기 위해 사용되는 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터를 포함하는 메시지를 수신기를 이용하여 수신하고, 프로세서를 제어하여 유휴모드에 진입하고, 유휴모드에서 비정상 정전 상황이 발생하는 경우, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들에 있어서, 메시지는 방송형태로 전송되는 수퍼프레임 서브패킷 3 메시지, 시스템 구성 서술자 메시지 및 상향링크 채널 서술자 메시지 중 하나일 수 있다.
또한, 메시지는 스케일링 인자를 더 포함할 수 있으며, 스케일링 인자는 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상에 곱해짐으로써 M2M 기기들 전용의 임의접속과정 수행 시점을 나타낼 수 있다. 즉, 임의접속과정은 스케일링 인자가 비정상 정전 레인징 백오프 시작/종료 파라미터에 곱해져서 산출된 값에 기반하여 수행될 수 있다.
또한, 메시지는 초기 레인징 경쟁을 위한 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료 파라미터를 더 포함하되, M2M 기기는 비정상 정전 상황이 아닌 경우에는 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 임의접속과정을 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, M2M 기기에 대해 효율적인 통신 방법을 제공한다.
둘째, M2M 기기들이 전력 차단 상황이나 비정상적인 정전 상황이 발생한 경우, 바로 기지국에 보고할 수 있다.
셋째, 비자발적/비정상적 정전 상황에서 정전 상황 보고시 M2M 기기간 충돌 및 M2M 기기와 일반 단말의 충돌 발생할 확률을 최소화할 수 있다.
넷째, M2M 기기들이 기존의 경쟁 파라미터들을 가지고 임의 접속을 동시에 수행함에 의해 발생되는 혼잡상황을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 M2M 기기 및 기지국 등의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 M2M 기기의 상태 천이 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 M2M 기기가 전원 차단을 수행하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서 비정상 정전 상황에서 임의접속과정을 수행하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서 비정상 정전 상황에서 임의접속과정을 수행하는 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서 스케일링 인자를 이용하여 비정상적 정전상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예로서 스케일링 인자를 이용하여 비정상적 정전상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예들은 M2M 환경을 지원하는 무선접속 시스템에서, 비정상적인 정전 상황이 발생하는 경우 M2M 단말이 정전 상항을 보고하기 위한 다양한 방법들 및 이를 지원하는 장치들에 관한 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국(ABS: Advanced Base Station) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, '이동국(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 발전된 이동단말(AMS: Advanced Mobile Station) 또는 단말(Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 이동국은 M2M 기기와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16m, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
1. M2M 기기 일반
이하에서, M2M 기기 간의 통신은 기지국을 경유한 단말들 사이, 사람의 개입 없이 기지국과 단말들 사이에서 수행하는 통신 형태, 또는 M2M 기기 간의 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(즉, 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.
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 있다. 다만, 기기 어플리케이션 타입은 이에 한정될 필요는 없으며, 그 밖에 다양한 기기 어플리케이션 타입이 적용될 수 있다.
M2M 기기의 다른 특성으로는 M2M 기기의 낮은 이동성 또는 한 번 설치되면 거의 이동하지 않는 특성이 있다. 즉, M2M 기기는 상당히 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 및/또는 네트워크에 심각한 부하를 줄 수 있다.
이하에서는, M2M 통신이 무선통신 시스템(예를 들어, P802.16e, P802.16m, P802.16.1b, P802.16p 등)에 적용되는 경우를 예시하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 등 다른 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 M2M 기기 및 기지국 등의 장치 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에서 M2M 기기(100) 및 기지국(150)은 각각 무선 주파수 유닛(RF 유닛; 110, 160), 프로세서(120, 170), 및 선택적으로 메모리(130, 180)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 M2M 기기 1개와 기지국 1개의 구성을 나타내었으나, 다수의 M2M 기기와 기지국 간에 M2M 통신 환경이 구축될 수 있다.
각 RF 유닛(110, 160)은 각각 송신기(111, 161) 및 수신기(112, 162)를 포함할 수 있다. M2M 기기(100)의 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 각종 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 설명할 본 발명의 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 있다. 예를 들어, 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 하나 이상의 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.
본 발명의 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.
도 2는 본 발명에서 사용되는 M2M 기기의 상태 천이 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
M2M 기기가 전원을 켜면 초기 상태(201)에 진입한다. 이후, 접속 상태(203)에서 초기 네트워크 진입 과정을 수행하여 연결 상태(205)로 진입한다. M2M 기기는 연결 상태에서 기지국과 데이터를 송수신하고, 송수신할 데이터가 없는 경우에는 유휴모드(207)로 진입한다. 또한, M2M 기기는 유휴모드에서 전원 차단(power down) 과정을 거쳐서 전원 오프 상태(209)로 들어간다. 즉, 유휴모드에서 M2M 기기에 전원 차단이 발생하면, M2M 기기는 전원 차단을 위한 위치갱신 과정을 수행함으로써 전원 오프 상태로 들어간다.
또한, M2M 기기는 연결 상태에서 데이터를 송수신하는 경우에도, 전원 차단 상황(예를 들어, 정전 상황)이 발생하면, M2M 기기는 유휴모드로 진입하여 위치갱신을 수행함으로써 전원 오프 상태로 진입할 수 있다.
2. 유휴모드( Idle Mode )
이하에서는 본 발명의 실시예들이 수행될 M2M 환경에서의 유휴 모드(Idle Mode)에 대해서 설명한다.
유휴모드라 함은, M2M 기기(즉, 단말)가 일정 시간 동안 기지국으로부터 트래픽(traffic)을 수신하지 않는 경우, 전력을 절약(Power saving)하기 위해 페이징 그룹(Paging Group), 페이징 사이클(Paging Cycle), 페이징 오프셋(Paging Offset)을 운용하는 모드이다.
예를 들어, 유휴 모드로 천이한 단말은 페이징 사이클의 페이징 이용가능 구간(Available Interval) 동안에만 기지국이 방송하는 방송 메시지(예를 들어, 페이징 메시지)를 수신하여 일반모드(normal mode)로 천이할지 또는 유휴상태로 남아 있을지를 판단할 수 있다.
또한, 유휴모드는 단말이 광범위한 지역에 걸쳐 복수의 기지국이 있는 무선 링크 환경을 배회하더라도, 특정 기지국에 등록 없이(즉, 핸드오버 등을 수행하지 않고) 주기적으로 하향링크 메시지를 수신할 수 있는 메커니즘이다.
유휴 모드는 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 등록해제를 요청하기 위해 기지국으로 등록해제 요청(DREG-REQ: Deregistration Reqeust) 메시지를 전송한다. 이후, 기지국은 상기 DREG-REQ 메시지에 대한 응답으로 등록해제 응답(DREG-RSP: Deregistration Response) 메시지를 단말에게 전송한다. 이때, 상기 DREG-RSP 메시지는 페이징 정보(Paging Information)를 포함한다. 여기서, 단말의 유휴 모드로의 진입은 기지국의 요청에 의해 개시될 수도 있다(unsoliciated manner). 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 페이징 청취 구간(Paging Listening Interval) 및 이용불가능구간(Unavailable Interval)으로 구성될 수 있다. 이때, 페이징 청취 구간은 이용가능구간(Available Interval) 또는 페이징 구간(paging interval)과 동일한 개념으로 사용될 수 있다.
페이징 오프셋은 페이징 주기 내에서 페이징 청취 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 페이징 청취 구간에서 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.
3. 전원 차단 과정
도 3은 본 발명의 M2M 기기가 전원 차단을 수행하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
M2M 기기는 정상 모드, 즉 연결 상태에서 기지국과 데이터를 송수신한다(S310).
만약, M2M 기기에 전원 차단 상황이 발생하면, M2M 기기는 전원 오프 상태로 진입하기 위해 등록해제요청(AAI-DREG-REQ) 메시지를 기지국에 전송한다(S320).
등록해제요청 메시지를 수신한 기지국은 이에 대한 응답으로 등록해제응답(AAI-DREG-RSP) 메시지를 전송하여 M2M 기기의 유휴모드 진입을 허락한다(S330).
등록해제응답 메시지를 수신한 M2M 기기는 유휴모드로 진입하고, 전원 오프 상태로 진입하기 위해 위치갱신을 수행한다. 즉, M2M 기기는 전원 차단 위치갱신을 나타내는 지시자(Power down location update)를 포함하는 레인징 요청(AAI-RNG-REQ) 메시지를 기지국에 전송한다(S340).
기지국은 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 레인징 성공(Success)을 나타내는 레인징 응답 메시지를 M2M 기기에 전송한다(S350).
레인징 응답 메시지를 수신한 M2M 기기는 전원 차단(power down) 상태로 진입한다.
도 3과 같이 연결 상태에서 M2M 기기는 등록해제 과정(S320,S330) 및 전원차단 위치 갱신(power down location update) 과정 등을 통해서 전력 차단 과정을 수행한다.
그러나, 도 3과 같은 동작은 M2M 기기나 기지국에게 불필요한 과정을 수행하는 단점이 있다. 또한, M2M 기기는 의도하지 않은 정전 상황이 발생한 경우에 M2M 기기의 정전 보고 과정을 지연시킬 수 있다. 따라서, 이하에서는 비정상 정전상황 발생시 빠르게 정전 상황을 보고하는 방법에 대해서 설명하도록 한다.
4. 비정상 정전 상황 발생시 임의접속과정 수행 방법
이하에서는 본 발명의 실시예들로서 비정상 정전 상황 발생시 정전 상황을 기지국에 빠르게 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 방법들에 대해서 상세히 설명한다.
(1) 새로운 경쟁 기반의 파라미터를 이용한 임의접속과정 수행방법
M2M 기기와 일반 단말이 공존하는 M2M 환경에서, 비자발적인 정전상황(involuntary power outage)과 같은 비정상적 전력 차단(abnormal power down) 상황이 발생할 수 있다. 이때, 지금까지 정해진 방법들의 경우 M2M 기기들은 기존의 경쟁 기반의 파라미터들(예를 들어, 초기 백오프 윈도우 크기 파라미터 등)을 가지고 임의접속과정을 수행한다. 이러한 경우, 다수의 M2M 기기뿐아니라 일반 단말도 동일한 경쟁기반의 파라미터를 이용하므로 혼잡 상황이 발생할 수 밖에 없다. 따라서, 기지국은 비정상적 전력 차단 상황이 발생하기 전에 미리 M2M 기기들에게 비정상 정전 상황에서 사용할 경쟁 기반의 파라미터를 따로 할당할 수 있다.
정전 상황이 발생하는 경우, M2M 기기는 정전 상황을 기지국을 통해 M2M 서버로 보고하는 것이 바람직하다. 만약, M2M 기기가 유휴모드에 있을 경우(2. 절 참조), M2M 기기는 정전 상황을 보고하기 위해 네트워크 재진입(network reentry) 과정을 수행해야 한다(도 3 참조).
이때, M2M 기기가 비정상 정전상황에서 네트워크 재진입을 위한 임의접속과정을 수행하는 경우, M2M 기기는 기존의 초기 레인징 백오프 시작(initial ranging backoff start) 파라미터 값을 이용하지 않고 새로운 경쟁기반의 파라미터 값을 이용하여 혼잡 상황을 줄일 수 있다.
예를 들어, M2M 기기는 정전 상황에서만 사용되는 M2M 기기에 대한 새로운 경쟁기반의 전용 파라미터를 이용할 수 있고, 기지국은 이러한 새로운 경쟁기반의 파라미터를 방송 메시지를 통해 M2M 기기에 전송할 수 있다. 이러한 경우, M2M 기기는 일반 단말과 다른 레인징 백오프 시작 파라미터를 사용하므로 혼잡 상황을 줄일 수 있다.
특히, IEEE 802.16m/16.1b 시스템일 경우, 비정상 정전 상황 전용의 초기 레인징 백오프 시작(initial ranging backoff start) 파라미터는 슈퍼프레임헤더(SFH: Super Frame Header) 나 시스템 구성 서술자(AAI-SCD: System Configuration Descriptor) 메시지를 통해서 전송될 수 있고, IEEE 802.16-2009 시스템에서는 상향링크 채널 서술자(UCD: Uplink Channel Descriptor) 메시지를 통해서 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예로서 비정상 정전 상황에서 임의접속과정을 수행하는 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
기지국은 비정상 정전 상황에서 M2M 기기들이 전용으로 사용하는 새로운 경쟁 기반의 파라미터들을 M2M 기기들에 할당할 수 있다. 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예들에서, 기존의 경쟁기반의 파라미터들(예를 들어, 초기 레인징 백오프 시작/종료 파라미터)은 제1 레인징 백오프 시작/종료 파라미터라 부르고, 새로운 경쟁 기반의 파라미터들(예를 들어, 비정상 정전 레인징 백오프 시작/종료 파라미터)은 제2 레인징 백오프 시작/종료 파라미터라 부를 수 있다.
도 4를 참조하면, 기지국은 수퍼프레임헤더 서브패킷 3(SP3: Sub-Packet 3)을 이용하여 새로운 경쟁 기반의 파라미터들을 M2M 기기에 전송할 수 있다(S410).
다음 표 1은 수퍼프레임헤더 서브패킷 3(SFH SP3) 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure pct00001
표 1에는 제1 레인징 백오프 파라미터로서 초기 레인징 백오프 시작(initial ranging backoff start) 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료(initial ranging backoff end) 파라미터가 포함된다. 제1 레인징 백오프 파라미터는 기존의 단말 또는 정상 모드 상태의 M2M 기기들이 이용할 수 있다.
또한, 표 1에는 제2 레인징 백오프 파라미터로서 비정상 정전 레인징 백오프 시작(Involuntary power outrage ranging backoff start) 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료(Involuntary power outrage ranging backoff end) 파라미터가 포함된다. 제2 레인징 백오프 파라미터는 비정상 정전 상태의 M2M 기기들만이 이용할 수 있다.
표 1에서 초기 레인징 백오프 시작 파라미터는 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며, 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 초기 레인징 백오프 종료 파라미터는 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며, 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다.
또한, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다.
다시 도 4를 참조하면, 기지국은 표 1과 같은 SFH SP3을 방송한다. M2M 기기들은 SFH SP3 메시지를 수신하면, SFH SP3 메시지에 포함된 제1 레인징 백오프 파라미터들 및 제2 레인징 백오프 파라미터들을 확인 및 메모리에 저장할 수 있다. 또한, M2M 기기들은 2 절에서 설명한 과정을 통해 유휴모드로 진입할 수 있다. 이후, 채널 환경에 변함에 따라 비정상 정전 상황이 발생할 수 있다(S420).
비정상 정전 상황이 발생하면, 유휴모드의 M2M 기기들은 제1 레인징 백오프 파라미터들이 아닌 제2 레인징 백오프 파라미터들을 이용하여 기지국과 임의접속과정을 수행하고 비정상 정전 상황을 보고할 수 있다(S430).
도 5는 본 발명의 실시예로서 비정상 정전 상황에서 임의접속과정을 수행하는 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다.
도 5의 과정들은 도 4의 과정들과 거의 유사하다. 다만, 도 5에서 기지국은 SFH SP3 메시지가 아닌 시스템 구성 서술자(AAI-SCD) 메시지 또는 상향링크 채널 서술자(UCD) 메시지를 이용하여 제2 레인징 백오프 파라미터들을 M2M 기기들에게 전송하는 점에서 차이가 있다.
다음 표 2는 제2 레인징 백오프 파라미터들을 포함하는 AAI-SCD 메시지의 일례를 나타낸다.
Figure pct00002
표 2에서 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 표 2에 포함되는 파라미터 값들은 M2M 기기가 초기 네트워크 진입 과정을 수행한 이후에, 비정상 정전 상황이 발생한 경우에만 사용될 수 있다.
다음 표 3은 제2 레인징 백오프 파라미터들을 포함하는 UCD 메시지의 일례를 나타낸다.
Figure pct00003
표 3을 참조하면, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터는 TLV(Type/Length/Value) 형식으로 표현되고, 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며, 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 또한, 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터는 TLV(Type/Length/Value) 형식으로 표현되고, 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며, 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 이때, 비정상 정전 레인징 백오프 시작/종료 파라미터의 최고 차수 비트는 사용되지 않으며 0으로 설정된다. 해당 TLV 값은 인근 기지국 광고(NBR-ADV) 메시지에서 사용되며 UCD 메시지 필드에 상응하는 값으로 표현된다.
다시 도 5를 참조하면, 기지국은 표 2 내지 표 3에서 설명한 AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지를 이용하여 제2 레인징 백오프 시작 파라미터 및 제2 레인징 백오프 종료 파라미터를 M2M 기기들에 전송한다(S510).
M2M 기기들은 AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지를 수신하면, AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지에 포함된 제1 레인징 백오프 파라미터들 및 제2 레인징 백오프 파라미터들을 확인 및 메모리에 저장할 수 있다.
또한, M2M 기기들은 도 3의 S320 단계 및 S330 단계에서 설명한 과정을 통해 유휴모드로 진입할 수 있다. 또한, M2M 기기들은 도 3의 S320 단계 및 S330 단계에서 설명한 과정을 통해 유휴모드로 진입할 수 있다. 이후, 통신 상황이 변화함에 따라 비정상 정전 상황이 발생할 수 있다(S520).
비정상 정전 상황이 발생하면, 유휴모드의 M2M 기기들은 제1 레인징 백오프 파라미터들이 아닌 제2 레인징 백오프 파라미터들을 이용하여 기지국과 임의접속과정을 수행하고 비정상 정전 상황을 보고할 수 있다(S530).
도 4 및 도 5에서 언급한 제2 레인징 백오프 파라미터(즉, Involuntary power outage ranging backoff start/end parameter) 값은 M2M 기기가 비정상 정전 상황이 발생하였을 경우에 임의접속과정을 수행하기 위해 사용되는 것이다.
만약, 일반적인 임의접속과정을 수행하는 경우에는 M2M 기기 및 일반 단말의 경우 기존에 정의된 제1 레인징 백오프 파라미터(즉, initial ranging backoff start/end parameter)나 대역폭 요청 백오프 시작/종료(bandwith request backoff start/end) 파라미터 값을 이용하여 임의접속과정을 수행한다.
예를 들어, 유휴모드가 아닌 접속 모드(connected mode)에 있는 M2M 기기에서 비정상적 정전 상황이 발생하면, M2M 기기는 제1 레인징 백오프 파라미터들 또는 대역폭 요청 백오프 시작/종료 파라미터를 이용하여 임의접속과정을 수행할 수 있다.
물론, M2M 기기와 일반 단말을 구분하여, M2M 기기의 경우 정상모드 또는 유휴모드에 관계없이 제1 레인징 백오프 파라미터들 대신에 제2 레인징 백오프 파라미터들을 이용하여 임의접속과정을 수행하도록 제어할 수 있다.
(2) 스케일링 인자를 이용한 임의접속과정 수행방법
도 6은 본 발명의 실시예로서 스케일링 인자를 이용하여 비정상적 정전상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법의 일례를 나타내는 도면이다.
이하의 실시예들에서, 기지국은 비정상 정전 보고용 스케일링 인자를 M2M 기기들에 할당할 수 있다. 이러한 경우, M2M 기기들은 스케일링 인자 값을 기존의 백오프 윈도우 크기 값(예를 들어, 제1 레인징 백오프 파라미터(initial ranging backoff start/end))이나 대역폭 요청 백오프 시작/종료 파라미터에 곱하여, M2M 기기에 대한 백오프 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 기지국은 제1 레인징 백오프 파라미터 및 스케일링 인자를 포함하는 SFH SP3 메시지를 자신의 셀 내에서 방송한다(S610).
다음 표 4는 S610 단계에서 사용되는 수퍼프레임헤더 서브패킷 3(SFH SP3) 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure pct00004
표 4에서 개시된 초기 레인징 백오프 시작 파라미터는 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 초기 레인징 백오프 종료 파라미터는 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 또한, 표 4의 SFH SP3 메시지는 4 비트 크기의 스케일링 인자(Scaling Factor)를 더 포함한다. M2M 기기는 비정상 정전 상황에 기인한 임의접속과정을 수행하는 경우에 비정상 정전 레인징 백오프를 위한 스케일링 인자를 이용하여 레인징 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, SFH SP3 메시지를 수신한 M2M 기기들은 SFH SP3 메시지에 포함된 제1 레인징 백오프 파라미터 및 스케일링 인자를 메모리에 저장한다. 또한, 도 6의 M2M 기기들은 도 3의 S320 단계 및 S330 단계에서 설명한 과정을 통해 유휴모드로 진입할 수 있다. 이후, 채널 환경에 변함에 따라 비정상 정전 상황이 발생할 수 있다(S620).
이때, M2M 기기들은 S610 단계에서 수신한 스케일링 인자를 이용하여 비정상 정전상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행할 수 있다(S630).
예를 들어, S630 단계에서 유휴모드 상태인 M2M 기기의 경우, 비정상적 정전 보고를 위한 레인징 백오프 시작 값은 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 값에 스케일링 인자를 곱하여 결정하고(Ranging backoff start for involuntary power outage = initial ranging backoff start * scaling factor), 레인징 백오프 종료 값은 초기 레인징 백오프 종료 파라미터 값에 스케일링 인자를 곱하여 결정할 수 있다(Ranging backoff end for involuntary power outage = initial ranging backoff end * scaling factor).
도 7은 본 발명의 실시예로서 스케일링 인자를 이용하여 비정상적 정전상황을 보고하기 위한 임의접속과정 수행방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 7의 실시예는 도 6에서 설명한 실시예와 유사하다. 다만, S710 단계에서 전송하는 메시지가 SFH SP3이 아닌 AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지인 점에서 차이가 있다.
도 7을 참조하면, 기지국은 제1 레인징 백오프 파라미터 및 스케일링 인자 중 하나 이상을 포함하는 AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지를 M2M 기기에 전송한다(S710).
다음 표 5는 S710 단계에서 사용되는 AAI-SCD 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure pct00005
표 5의 AAI-SCD 메시지는 4 비트 크기의 스케일링 인자(Scaling Factor)를 포함한다. M2M 기기는 비정상 정전 상황에 기인한 임의접속과정을 수행하는 경우에만 비정상 정전 레인징 백오프를 위한 스케일링 인자를 이용하여 레인징 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
다음 표 6은 S710 단계에서 사용되는 UCD 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.
Figure pct00006
표 6의 UCD 메시지는 4 비트 크기의 스케일링 인자(Scaling Factor)를 포함한다. M2M 기기는 비정상 정전 상황에 기인한 임의접속과정을 수행하는 경우에만 비정상 정전 레인징 백오프를 위한 스케일링 인자를 이용하여 레인징 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지를 수신한 M2M 기기들은 AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지에 포함된 제1 레인징 백오프 파라미터 및 스케일링 인자를 메모리에 저장할 수 있다. 다만, 제1 레인징 백오프 파라미터는 AAI-SCD 메시지 또는 UCD 메시지가 아닌 SFH SP3 메시지를 통해 M2M 기기들에 전송될 수 있다.
또한, 도 7의 M2M 기기들은 도 3의 S320 단계 및 S330 단계에서 설명한 과정을 통해 유휴모드로 진입할 수 있다. 이후, 채널 환경에 변함에 따라 비정상 정전 상황이 발생할 수 있다(S720).
유휴모드의 M2M 기기들은 S710 단계에서 수신한 스케일링 인자를 이용하여 비정상 정전상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행할 수 있다(S730).
예를 들어, S730 단계에서 유휴모드 상태인 M2M 기기의 경우, 비정상적 정전 보고를 위한 레인징 백오프 시작 값은 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 값에 스케일링 인자를 곱하여 결정되고(Ranging backoff start for involuntary power outage = initial ranging backoff start * scaling factor), 레인징 백오프 종료 값은 초기 레인징 백오프 종료 파라미터 값에 스케일링 인자를 곱하여 결정될 수 있다(Ranging backoff end for involuntary power outage = initial ranging backoff end * scaling factor).
(3) 스케일링 인자 및 제2 레인징 백오프 파라미터를 이용한 임의접속과정 수행방법
이하에서는 4.(1) 절에서 설명한 방법에 스케일링 인자를 함께 고려하는 방법에 대해서 설명한다. 즉, 새로운 경쟁기반의 파라미터와 스케일링 인자를 함께 고려함으로써 4.(1) 절에서 설명한 SFH SP3 메시지, AAI-SCD 메시지, 또는 UCD 메시지의 크기를 줄일 수 있다.
다음 표 7은 S410 단계에서 사용되는 수퍼프레임헤더 서브패킷 3(SFH SP3) 포맷의 또 다른 일례를 나타낸다.
Figure pct00007
표 7에서는 제2 레인징 백오프 파라미터로서 비정상 정전 레인징 백오프 시작/종료 파라미터가 개된다. 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 다만, 표 7의 SFH SP3 메시지는 4 비트 크기의 스케일링 인자(Scaling Factor)를 더 포함할 수 있다. M2M 기기는 비정상 정전 상황에 기인한 임의접속과정을 수행하는 경우에만 비정상 정전 레인징 백오프를 위한 스케일링 인자를 이용하여 레인징 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 4의 M2M 기기가 표 7에 개시된 SFH SP3 메시지를 수신하는 경우, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및/또는 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터에 스케일링 인자를 곱하여 임의접속과정을 수행하기 위한 레인징 윈도우 크기를 결정하고, 이에 따라 임의접속과정을 수행할 수 있다.
다음 표 8은 제2 레인징 백오프 파라미터들을 포함하는 AAI-SCD 메시지의 다른 일례를 나타낸다.
Figure pct00008
표 8에서 개시된 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며 2n(n=0, 1, ... ,15)의 값을 갖는다. 다만, 표 8의 AAI-SCD 메시지는 4 비트 크기의 스케일링 인자(Scaling Factor)를 더 포함할 수 있다. M2M 기기는 비정상 정전 상황에 기인한 임의접속과정을 수행하는 경우에만 비정상 정전 레인징 백오프를 위한 스케일링 인자를 이용하여 레인징 윈도우 크기를 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 M2M 기기가 표 8에 개시된 AAI-SCD 메시지를 수신하는 경우, 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및/또는 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터에 스케일링 인자를 곱하여 임의접속과정을 수행하기 위한 레인징 윈도우 크기를 결정하고, 이에 따라 임의접속과정을 수행할 수 있다.
(4) 대역폭 요청 과정을 통한 비정상 정전 상황 보고 방법
상술한 실시예들은 유휴모드에 있는 M2M 기기들이 비정상 정전 상황을 보고하기 위해서 네트워크 재진입 과정을 수행하기 위해 임의접속과정을 수행하는 방법들에 대해서 설명을 하였다. 이하에서는, 유휴모드 M2M 기기가 아닌 연결 모드에 있는 M2M 기기들이 비정상 정전 보고를 수행하는 방법에 대해서 설명한다.
정상 모드의 M2M 기기들은 비정상 정전 상황이 발생하는 경우 도 4 내지 도 7에서 설명한 임의접속과정 대신에 대역폭 요청 과정을 통해 비정상 정전 상황을 기지국에 보고할 수 있다.
다음 표 9는 SFH SP3 메시지, AAI-SDC 메시지, 또는 UCD 메시지에 들어가는 새로운 경쟁 기반의 파라미터의 일례를 나타낸다.
Figure pct00009
표 9를 참조하면, 새로운 경쟁 기반의 파라미터의 일례로서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 대역폭 요청 백오프 시작 파라미터 및 대역폭 요청 백오프 종료 파라미터를 확인할 수 있다.
대역폭 요청 백오프 시작 파라미터는 비정상 정전 상황에서 대역폭 경쟁을 위해 사용되는 최초 백오프 윈도우 크기를 나타내며, 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 또한, 대역폭 요청 레인징 백오프 종료 파라미터는 비정상 정전 상황에서 초기 레인징 경쟁을 위해 사용되는 마지막 백오프 윈도우 크기를 나타내며, 2n(n=0, 1, ... ,255)의 값을 갖는다. 이때, 대역폭 요청 백오프 시작/종료 파라미터의 최고 차수 비트는 사용되지 않으며 0으로 설정된다.
따라서, 정상 모드인 M2M 기기들은 비정상 정전 상황이 발생한 경우, 표 9에서 개시한 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 대역폭 요청 백오프 시작/종료 파라미터를 기반으로 대역폭 요청 메시지를 통해 기지국에 비정상 정전 상황을 보고할 수 있다.
표 9의 메시지들에는 스케일링 인자가 더 포함될 수 있다. 이러한 경우, 정상모드의 M2M 기기들은 대역폭 요청 백오프 시작/종료 파라미터들 및 스케일링 인자를 이용하여 기지국에 대역폭 요청 메시지를 전송함으로써 비정상 정전상황을 보고할 수 있다.
예를 들어, S630 또는 S730 단계에서 M2M 기기가 유휴모드가 아닌 정상 모드인 경우, M2M 기기는 비정상적 정전 보고를 위한 대역폭 요청 백오프 시작 값을 대역폭 요청 백오프 시작 파라미터 값에 스케일링 인자를 곱하여 결정하고(Bandwith request backoff start for involuntary power outage = bandwidth request backoff start * scaling factor), 비정상적 정전 보고를 위한 대역폭 요청 백오프 종료 값은 대역폭 요청 백오프 종료 파라미터 값에 스케일링 인자를 곱하여 결정할 수 있다(Bandwidth request backoff end for involuntary power outage = bandwidth request backoff end * scaling factor).
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및/또는 IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. M2M 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 방법에 있어서,
    M2M 기기가 상기 비정상 정전 상황을 보고하기 위해 사용되는 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
    유휴모드에 진입하는 단계; 및
    상기 유휴모드에서 상기 비정상 정전 상황이 발생하는 경우, 상기 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 상기 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 상기 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 단계를 포함하는, 임의접속과정 수행방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메시지는 수퍼프레임 서브패킷 3 메시지, 시스템 구성 서술자 메시지 및 상향링크 채널 서술자 메시지 중 하나인, 임의접속과정 수행방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메시지는 스케일링 인자를 더 포함하고,
    상기 스케일링 인자는 상기 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 상기 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상에 곱해지는, 임의접속과정 수행방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임의접속과정은 상기 스케일링 인자가 곱해져서 산출된 값에 기반하여 수행되는, 임의접속 과정 수행방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메시지는 초기 레인징 경쟁을 위한 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료 파라미터를 더 포함하되,
    상기 M2M 기기는 비정상 정전 상황이 아닌 경우에는 상기 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 임의접속과정을 수행하는, 임의접속과정 수행방법.
  6. M2M 환경을 지원하는 무선접속시스템에서 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는 M2M 기기에 있어서,
    송신기;
    수신기; 및
    상기 임의접속과정을 지원하는 프로세서를 포함하되,
    상기 M2M 기기는:
    상기 비정상 정전 상황을 보고하기 위해 사용되는 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터를 포함하는 메시지를 상기 수신기를 이용하여 수신하고;
    상기 프로세서를 제어하여 유휴모드에 진입하고;
    상기 유휴모드에서 상기 비정상 정전 상황이 발생하는 경우, 상기 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 상기 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 상기 비정상 정전 상황을 보고하기 위한 임의접속과정을 수행하는, M2M 기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메시지는 수퍼프레임 서브패킷 3 메시지, 시스템 구성 서술자 메시지 및 상향링크 채널 서술자 메시지 중 하나인, M2M 기기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 메시지는 스케일링 인자를 더 포함하고,
    상기 스케일링 인자는 상기 비정상 정전 레인징 백오프 시작 파라미터 및 상기 비정상 정전 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상에 곱해지는, M2M 기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 임의접속과정은 상기 스케일링 인자가 곱해져서 산출된 값에 기반하여 수행되는, M2M 기기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 메시지는 초기 레인징 경쟁을 위한 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료 파라미터를 더 포함하되,
    상기 M2M 기기는 비정상 정전 상황이 아닌 경우에는 상기 초기 레인징 백오프 시작 파라미터 및 초기 레인징 백오프 종료 파라미터 중 하나 이상을 이용하여 임의접속과정을 수행하는, M2M 기기.
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