KR20190099548A - 통신데이타 송수신장치 - Google Patents

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KR20190099548A
KR20190099548A KR1020180018960A KR20180018960A KR20190099548A KR 20190099548 A KR20190099548 A KR 20190099548A KR 1020180018960 A KR1020180018960 A KR 1020180018960A KR 20180018960 A KR20180018960 A KR 20180018960A KR 20190099548 A KR20190099548 A KR 20190099548A
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 기지국 및 단말 간 M2M 데이터를 송수신하기 위한 것으로서, 단말은 기지국으로 부터 하향링크 MAC 패킷을 수신하고, 상기 하향링크 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득하하며, 기지국은 코어 망으로부터 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷을 수신하고, 상기 M2M 데이터를 추출하고, 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성하고, 상기 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성하고, 상기 하향링크 MAC 패킷을 상기 단말로 송신한다.

Description

통신데이타 송수신장치{ Communication data transciver device }
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, M2M(Machine to Machine) 통신을 지원하는 무선통신 시스템에서 M2M을 위한 데이터를 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
사람의 직접 제어(human interaction)가 없거나 또는 아주 제한된 환경에서 기기(device) 간 데이터 통신을 지원하는 기기 간 통신(machine to machine communication) 서비스에 대한 연구/개발이 진행되고 있다. 상기 기기 간 통신 서비스는 자동 제어 및 통신을 통해 기기를 관리하는 비용을 절감하는 측면에서 각광을 받고 있으며, 차량 및 차량에 탑재된 물품의 자동화 관리(fleet management), 자동 계량(smart metering), 홈 오토메이션(home automation), 헬스 케어 등에서 적용할 수 있는 기술로 주목되고 있다.
통신 규격인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준에서 언급되고 있는 M2M 구조는 도 1과 같다. 도1은 무선통신 시스템에서 M2M 구조를 도시하고 있다. 상기 도 1을 참고하면, 시스템은 M2M 단말(Devices)(110),망(Network)(120) 및 M2M 플랫폼(Platform)(130)으로 구성된다. 상기 M2M 단말(110)는 기기 타입 통신(MTC :Machine Type Communication) 장치들을 의미한다. 상기 망(120)은 베어러 서비스(bearer services)/SMS(Short Message Service)/IMS(Internet Protocol Multimedia Subsystem)으로 구성될 수 있다. 상기 M2M 플랫폼(130)은 MTC 서버(Server)를 포함하며, PLMN(Public Land Mobile Netwrok)-MTC 서버 인터워킹 펑션(Inter-workingfunction)을 통해 상기 망(120)을 구성하는 베어러 서비스/SMS/ISM 망과 인터페이스(interface)된다.
상기 M2M 통신은 텔레메틱스, 물류관리, 네비게이션, 지능형 검침(전력, 가스, 수도등), 원격 감지 기술(하천수위, 다리 안전상태 감지등), 모바일(Mobile) 결재 등의 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 지능형 검침(전력,가스, 수도 등)의 목적에 따라 검침 데이터를 수집할 경우, 지능형 검침 기기(smart meter)까지 데이터 베어러(Data Bearer)가 설정(setup)되어야 하며, 이로 인해 많은 시그널링(signaling) 부하가 발생한다. 또한, 상기 지능형 검침 기기에 IP 스택(Internet Protocol stack)이 필요하므로, M2M 단말의 비용(cost)이 증가한다. 특히, 많은 수의 M2M 단말들이 망을 통해 많은 양의 메시지들을 무선 채널(air)을 통해 주고 받으면, 무선 채널에 과도한 시그널링 부하를 유발하게 되어 망에 큰 부하가 걸리게 되고, 결국 망 고장(network fail)이 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 M2M 통신의 데이터 전달 방안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 M2M 통신 데이터를 송수신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 M2M 통신을 위한 시그널링 부하를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 IP 스택 없이 데이터 전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 MAC CE(Media Access Control Control Element)를 이용하여 데이터 전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 기지국으로부터 하향링크 MAC 패킷을 수신하는 과정과, 상기 하향링크 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 코어 망으로부터 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신되면, 상기 M2M 데이터를 추출하는 과정과, 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성하는 과정과, 상기 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성하는 과정과, 상기 하향링크 MAC 패킷을 상기 단말로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 하향링크 MAC 패킷을 수신하는 모뎀과, 상기 하향링크 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 코어 망으로부터 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신하는 백홀 통신부와, 상기 M2M 데이터를 추출하고, 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성하고, 상기 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성하는 제어부와, 상기 하향링크 MAC 패킷을 상기 단말로 송신하는 모뎀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
무선통신 시스템에서 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 MAC CE를 이용하여 M2M 데이터를 송수신함으로써, 무선 상의 시그널링 부하를 감소시킬 수 있다
도 1은 무선통신 시스템에서 M2M 통신의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 프로토콜 연결 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 M2M 데이터 전송을 위한 패킷 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 M2M 데이터 전송을 위한 패킷 MAC CE의 구조를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 객체 별 프로토콜 구조를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 M2M 데이터 전송 과정을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신 시스템에서 M2M 통신 데이터를 전송하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서,본 발명은 3GPP LTE 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 시스템에도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, M2M 단말에서 송수신되는 M2M 데이터는 MAC 계층에서 처리된다. 즉, 상기 M2M 단말은 IP 스택을 포함하지 아니하며, MAC 계층의 메시지를 통해 데이터를 송신 및 수신한다. 이에따라, 각 프로토콜에 대한 연결은 도 2와 같이 생성된다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 프로토콜 연결 구조를 도시하고 있다. 상기 도 2를 참고하면, 종단 간 IP 프로토콜의 연결은 기지국(220) 및M2M 서버(240) 간에 설정되고, M2M 단말(210) 및 상기 기지국(220) 간에 IP 연결이 존재하지 아니한다. 상기M2M 단말(210) 및 상기 기지국(220) 간에 MAC 메시징(messaging) 연결이 설정된다. 상기 기지국(220) 및 코어망(core network)(230) 간에 시스템 규격에 따른 코어 프로토콜의 연결이 설정된다.
본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, MAC 계층의 메시지를 통해 데이터를 전달하기 위해 MAC CE가 사용된다.
상기 MAC CE는 MAC 패킷에 포함되는 필드들 중 하나로서, 기지국 및 단말의 MAC 계층에서 생성 및 해석되는 필드이다. 따라서, IP 스택이 없더라도, M2M 단말은 상기 MAC CE를 생성 및 해석할 수 있다. 예를 들어, 상기 MACCE는 버퍼 상태를 알리거나, 송신 전력을 조절하거나, DRX(Discontinued Reception) 제어를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 MAC 패킷 구조는 도 3과 같다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 M2M 데이터 전송을 위한 패킷 구조를 도시하고 있다. 상기 도 3을 참고하면, MAC 패킷은 MAC 헤더(header)(310), MAC CE(320), MAC SDU(Servise Data Unit)(330), 패딩(padding)(340)를 포함한다. M2M 데이터 또는 M2M 명령(command)는 상기 MAC CE(320)에 포함된다.
[0019] 예를 들어, 상기 도 3에 도시된 상기 MAC CE(320)는 하기 도 4와 같이 구성될 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 M2M 데이터 전송을 위한 패킷 MAC CE의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 4를 참고하면, 상기 MAC CE(320)는 적어도 하나의 명령(command) 필드(404), 적어도 하나의 데이터 필드(406)를 포함할 수 있다. 상기 명령어 필드(404)는 M2M 단말 또는 M2M 서버가 송신하는 명령어를 포함한다. 각 명령 내용에 대응되는 구체적인 값은 M2M 단말 및 M2M 서버 간 상호 약속을 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 명령어 필드(404)는 7비트의 길이를 가질 수 있다. 상기 데이터 필드(406)는 상기 명령어 필드(404)에 포함된 명령어에 관련된 데이터를 포함한다. 상기 데이터 필드(406)는 8비트의 길이를 가질 수 있다.
확장(Extension) 지시 필드(408)는 추가 명령어의 존재 여부를 나타낸다. 즉, 다수의 명령어 필드들(404)이 포함될 경우, 상기 확장 지시 필드(408)는 상기 명령어 필드(404) 및 상기 데이터 필드(406)이 존재함을 나타내는 값으로 설정된다. 첫 번째 명령어는 상기 확장 지시 필드(408)를 필요로 하지 아니하므로, 상기 첫 번째 명령어 앞은 항상 '0'으로 설정되는 예약(Reserved) 필드(402)에 의해 점유된다. 예를 들어, 하나의 명령어만 전송되는 경우, 상기 확장 지시 필드(408)는 '0'으로 설정되고, 이어지는 하나의 명령어 필드(404) 및 하나의 데이터 필드(406)은 모두 '0'으로 채워진다. 반면, 둘 이상의 명령어들이 전송되는 경우, 상기 확장 지시 필드(408)는 '1'로 설정된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 객체 별 프로토콜 구조를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, M2M 단말(510)은 프로세서(processor)(512), MAC 계층(514), PHY(Physical) 계층(516)을 포함한다. 상기 프로세서(512)에 의해 생성되는 데이터는 상기 MAC 계층(514)으로 바로 전달되고, 상기 MAC계층(514)에서 MAC CE로 변환된 후 상기 PHY 계층(516)를 통해 기지국(520)으로 전송된다. 또한, 상기 PHY 계층(516)를 통해 상기 기지국(520)으로부터 수신되는 데이터는 상기 MAC(514) 계층에서 해석된 후 상기 프로세서 (512)로 바로 전달된다.
상기 기지국(520)은 MAC 계층(522), PHY 계층(524), IP/베어러(bearer) 종단역할 및 M2M [0023] 관리(management) 역할을 수행하는 M2M 모듈(module)(526)을 포함한다. 상기 기지국(520)은 일반적인 단말과의 통신을 지원하기 위해 상기 MAC 계층(522)의 상위 계층도 포함할 수 있다. EPC(Evolved Packet Core)(530)부터 수신되는 상기 M2M단말(510)로의 데이터는 상기 M2M 모듈(526)에 의해 상기 MAC 계층(522)로 전달되고, 상기 PHY 계층(524)를 통해 상기 M2M 단말(510)로 전송된다. 또한, 상기 PHY 계층(524)를 통해 상기 M2M 단말(510)로부터 수신되는 데이터는 상기 MAC(522) 계층에서 해석된 후 상기 M2M 모듈(526)로 바로 전달되고, 상기 EPC(530)로 전송된다. 여기서, 상기 EPC(530)는 시스템의 코어 망에 포함되는 객체이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 M2M 데이터 전송 과정을 도시하고 있다.
상기 도 6를 참고하면, 601단계에서, 기지국(520), 코어 망(530), M2M 서버(540)는 상기 M2M 단말(510)을 위한 데이터 베어러(data bearer)를 설정한다. 이때, 상기 M2M 단말(510)은 상기 데이터 베어러의 설정에 참여하지 아니한다. 즉, 상기 기지국(520)은 상기 M2M 단말(510)을 위한 데이터 베어러를 종단시킨다. 예를 들어, 상기기지국(520)은 상기 M2M 단말(510)이 송수신할 시그널링 메시지를 직접 처리함으로써, 상기 데이터 베어러를 종단시킬 수 있다.
603단계에서, 상기 M2M 서버(540)는 상기 M2M 단말(510)로 M2M 데이터를 송신할 것을 판단하고, 상기 코어 망(530)으로 상기 M2M 데이터를 포함하는 패킷을 송신한다. 상기 패킷은 IP 패킷으로서, IP 헤더 및 상기 M2M 데이터를 포함한다. 예를 들어, 상기 M2M 단말(510)이 지능형 검침 기기(smart meter)인 경우, 상기 M2M 서버(540)는 검침 데이터(metering data)를 요청하는 명령을 송신할 수 있다.
605단계에서, 상기 코어 망(530)은 상기 IP 패킷을 시스템 프로토콜에 따른 형식으로 변환한다. 즉, 상기 코어망(530)은 상기 IP 패킷을 페이로드로 포함하는 시스템 프로토콜에 따른 하향링크 패킷을 생성한다. 예를 들어,상기 코어 망(530)은 시스템 헤더를 추가한다. 상기 시스템 헤더는 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 헤더일 수 있다. 이어, 607단계에서, 상기 코어 망(530)은 상기 데이터 베어러를 통해 상기 기지국(520)으로 상기 시스템헤더, IP 헤더, M2M 데이터를 포함하는 상기 하향링크 패킷을 송신한다.
609단계에서, 상기 기지국(520)은 상기 하향링크 패키에서 M2M 데이터를 추출하고, 저장한다. 그리고, 611단계에서, 상기 기지국(520)은 상기 M2M 단말(510)의 상태를 확인하다. 다시 말해, 상기 기지국(520)은 상기 M2M 단말(510)과의 시그널링 베어러가 설정되어 있는지 판단한다. 이때, 본 발명은 상기 기지국(520) 및 상기 M2M 단말(510) 간 시그널링 베어러가 설정되어 있지 아니한다 가정한다. 이에 따라, 613단계에서, 상기 기지국(520) 및 상기 M2M 단말(510)은 시그널링 무선 베이러를 설정한다.
615단계에서, 상기 기지국(520)은 상기 609단계에서 저장한 상기 M2M 데이터를 MAC CE에 삽입한다. 다시 말해,상기 기지국(520)은 상기 M2M 데이터를 상기 MAC CE에 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성한다. 상기 하향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다. 이어, 617단계에서, 상기 기지국(520)은 상기 시그널링 베어러를 통해 상기 M2M 단말(510)로 상기 MAC 헤더, 상기 적어도 하나의 MAC CE를 포함하는 상기 하향링크 MAC 패킷을 송신한다. 여기서, 상기 MAC CE는 적어도 하나의 명령어 필드, 적어도 하나의 데이터 필드를 포함하며, 다수의 명령어 필드들이 포함되는 경우 확장 지시자 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 MAC CE는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
619단계에서, 상기 MAC CE를 통해 M2M 데이터를 수신한 상기 M2M 단말(510)은 MAC CE를 이용하여 M2M 데이터를 송신한다. 즉, 상기 617단계에서 수신된 M2M 데이터는 검침 데이터의 요청 명령이므로, 상기 M2M 단말(510)은 해당 대상의 검침 결과를 나타내는 검침 데이터를 생성하고, 상기 검침 데이터, 즉, M2M 데이터를 MAC CE에 포함하는 상향링크 MAC 패킷을 생성한다. 상기 상향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다.
621단계에서, 상기 M2M 데이터를 MAC CE에 포함하는 상향링크 MAC 패킷을 수신한 상기 기지국(520)은 상기 상향링크 MAC 패킷을 시스템 프로토콜에 따른 형식으로 변환한다. 즉, 상기 기지국(520)은 상기 MAC CE에 포함된 M2M 데이터를 추출하고, 상기 M2M 데이터를 페이로드로 포함하는 IP 패킷을 생성한 후, 상기 IP 패킷에 시스템 프로토콜에 따른 시스템 헤더를 추가한다. 상기 시스템 헤더는 GTP 헤더일 수 있다. 이어, 623단계에서, 상기기지국(520)은 상기 데이터 베어러를 통해 상기 코어 망(530)으로 상기 시스템 헤더, 상기 IP 헤더, 상기 M2M데이터를 포함하는 상향링크 패킷을 송신한다.
625단계에서, 상기 코어 망(530)은 상기 상향링크 패킷을 IP 패킷으로 변환한다. [즉, 상기 코어 망(530)은 시스템 헤더를 제거함으로써 M2M 데이터를 포함하는 IP 패킷을 생성한다. 이어, 627단계에서, 상기 코어 망(530)은 상기 M2M 서버(540)로 IP 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 IP 패킷을 송신한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 단말은 701단계에서 하향링크 MAC 패킷이 수신되는지 확인한다. 상기 하향링크 MAC패킷은 시그널링 베어러를 통해 수신된다. 따라서, 상기 도 7에 도시되지 아니하였으나, 상기 하향링크 MAC 패킷의 수신에 앞서, 상기 단말은 기지국과 상기 시그널링 베어러 설정 절차를 수행할 수 있다. 상기 하향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다.
만일, 상기 하향링크 MAC 패킷이 수신되면, 상기 단말은 703단계로 진행하여 상기 MAC 패킷에 포함된 적어도 하나의 MAC CE를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층제어 정보를 해석함으로써 상기 M2M 데이터를 획득한다. 상기 M2M 데이터는 상기 단말과 대응되는 M2M 서버에 의해 송신되는 M2M 관련 데이터이다. 예를 들어, 상기 단말이 지능형 검침 기기인 경우, 상기 M2M 데이터는 검침 데이터의 요청을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 MAC CE는 적어도 하나의 명령어 필드, 적어도 하나의 데이터 필드를 포함하며, 다수의 명령어 필드들이 포함되는 경우 확장 지시자 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 MAC CE는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
반면, 상기 하향링크 MAC 패킷이 수신되지 아니하면, 상기 단말은 705단계로 진행하여 상향링크 M2M 데이터가 발생하는지 판단한다. 예를 들어, 상기 M2M 서버로부터 특정 데이터의 송신을 요청받은 경우, 상기 단말은 상향 링크 M2M 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 서비스 특성에 따라 주기적으로 M2M 데이터를 송신하도록 정의된 경우, 상기 단말은 매 주기 마다 상향링크 M2M 데이터를 생성할 수 있다.
상기 상향링크 M2M 데이터가 발생하면, 상기 단말은 707단계로 진행하여 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC CE를 생성한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성한다.
이어, 상기 단말은 709단계로 진행하여 상기 M2M 데이터를 포함하는 상기 MAC CE를 포함하는 상향링크 MAC 패킷을 생성하고, 상기 상향링크 MAC 패킷을 상기 기지국으로 송신한다. 상기 상향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 기지국은 801단계에서 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신되는지 판단한다. 즉, 상위 노드로부터 M2M 단말을 목적지로 가지는 시스템 프로토콜에 따른 하향링크 패킷이 수신되면, 상기 기지국은 상기 하향링크 패킷의 송신자가 M2M 서버인지 확인함으로써 M2M 데이터가 포함되어 있는지 판단한다.
상기 하향링크 패킷은 시스템 헤더, IP 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함할 수 있다. 상기 하향링크 패킷은 데이터 베어러를 통해 수신된다. 따라서, 상기 도 8에 도시되지 아니하였으나, 상기 하향링크 패킷의 수신에 앞서, 상기 기지국은 코어 망과 상기 M2M 단말을 위한 데이터 베어러 설정 절차를 수행할 수 있다. 이때, 상기 기지국은 상기 M2M 단말이 송수신할 시그널링 메시지를 직접 처리함으로써 상기 데이터 베어러를 상기 기지국에서 종단시킨다.
상기 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신되면, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 상기 하향링크 패킷에 포함된 M2M 데이터를 추출한다. 즉, 상기 기지국은 상기 하향링크 패킷에서 상기 시스템 헤더, 상기 IP 헤더를 제거하고, 상기 M2M 데이터를 분리한다.
상기 M2M 데이터를 추출한 후, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC CE를 생성한 다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성한다. 여기서, 상기 MACCE는 적어도 하나의 명령어 필드, 적어도 하나의 데이터 필드를 포함하며, 다수의 명령어 필드들이 포함되는 경우 확장 지시자 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 MAC CE는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
상기 MAC CE를 생성한 후, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 상기 MAC CE를 [0043] 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성하고, 상기 하향링크 MAC 패킷을 상기 M2M 단말로 송신한다. 상기 하향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다. 상기 하향링크 MAC패킷은 시그널링 베어러를 통해 송신된다. 따라서, 상기 도 8에 도시되지 아니하였으나, 상기 하향링크 MAC 패킷의 송신에 앞서, 상기 기지국은 상기 M2M 단말과 상기 시그널링 베어러 설정 절차를 수행할 수 있다.
상기 801단계에서, 하향링크 패킷이 수신되지 아니하면, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 M2M 단말로부터 상향링크 MAC 패킷이 수신되는지 판단한다. 상기 상향링크 MAC 패킷은 시그널링 베어러를 통해 수신되며, MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다.
상기 상향링크 MAC 패킷이 수신되면, 상기 기지국은 811단계로 진행하여 상기 MAC 패킷에 포함된 적어도 하나의 MAC CE를 해석함으로써 M2M 데이터를 추출한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보를 해석함으로써 상기 M2M 데이터를 추출한다. 예를 들어, 상기 M2M 단말이 지능형 검침 기기인 경우,상기 M2M 데이터는 해당 대상의 검침 결과를 나타내는 검침 데이터를 포함할 수 있다.
상기 M2M 데이터를 획득한 후, 상기 기지국은 813단계로 진행하여 상기 M2M 데이터를 포함하는 상향링크 패킷을 생성한 후, 상기 상향링크 패킷을 상위 노드로 송신한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 M2M 데이터를 페이로드로서 포함하는 IP 패킷을 생성하고, 상기 IP 패킷을 시스템 프로토콜에 따른 상향링크 패킷으로 변환한 후,데이터 베어러를 통해 상기 상향링크 패킷을 상위 노드로 송신한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 IP 패킷에 시스템 프로토콜에 따른 시스템 헤더를 추가함으로써 상기 시스템 프로토콜에 따른 상향링크 패킷으로 변환할 수 있다. 상기 시스템 헤더는 GTP 헤더일 수 있다.
도 9은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(910), 모뎀(920), 저장부(930), 제어부(940)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(910)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다.
즉, 상기 RF처리부(910)는 상기 모뎀(920)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를들어, 상기 RF처리부(910)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다.
상기 모뎀(920)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(920)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다.
또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(920)은 상기 RF처리부(910)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 저장부(930)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(930)는 상기 단말이 M2M 기기로서 기능하기 위한 응용 프로그램을 저장한다. 그리고, 상기 저장(930)는 상기 제어부(940)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 또한, 상기 도 9에 도시되지 아니하였으나, 상기 단말은 M2M 기기로서 기능하기 위한 블록을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말이 지능형 검침 기기인 경우, 상기 단말은 검침을 위한 블록을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(940)는 상기 단말의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(940)는 M2M 기기로서의 기능을 제어한다. 또한, 상기 제어부(940)는 송신 M2M 데이터를 생성하여 상기 모뎀(920)으로 제공하고, 상기 모뎀(920)으로부터 제공되는 수신 M2M 데이터를 해석한다. 특히, 상기 제어부(940)는 MAC 패킷에 포함되는 MAC 계층 제어 정보를 이용하여 상기 M2M 데이터를 송수신하도록 제어한다.
M2M 데이터 수신을 위한 상기 제어부(940)의 동작은 다음과 같다. 시그널링 베어러를 통해 하향링크 MAC 패킷이 수신되면, 상기 제어부(940)는 상기 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보, 예를 들어, 적어도 하나의 MAC CE를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득한다. 즉, 상기 하향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말이 지능형 검침기기인 경우, 상기 M2M 데이터는 검침 데이터의 요청을 포함할 수 있다.
M2M 데이터 송신을 위한 상기 제어부(940)의 동작은 다음과 같다. 상향링크 M2M [0데이터가 발생하면, 상기 제어부(940)는 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보, 예를 들어, MAC CE를 생성한다. 예를 들어, 상기 M2M 서버로부터 특정 데이터의 송신을 요청받은 경우, 상기 제어부(940)는 상향링크 M2M 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 서비스 특성에 따라 주기적으로 M2M 데이터를 송신하도록 정의된 경우, 상기 단말은 매 주기 마다 상향링크 M2M 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(940)는 상기 M2M 데이터를 포함하는 상기 MAC CE를 포함하는 상향링크 MAC 패킷을 생성하고, 상기 모뎀(920), 상기 RF처리부(910)를 통해 상기 상향링크 MAC 패킷을 상기 기지국으로 송신한다. 상기 상향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다.
상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 MAC 패킷은 시그널링 베어러를 통해 송수신된다.
따라서, 상기 MAC 패킷의 송수신에 앞서, 상기 제어부(940)는 기지국과 상기 시그널링 베어러 설정 절차를 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1010), 모뎀(1020), 저장부(1030), 백홀통신부(1040),제어부(1050)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(1010)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다.
즉, 상기 RF처리부(1010)는 상기 모뎀(1020)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1010)는 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
상기 모뎀(1020)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(1020)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(1020)은 상기 RF처리부(1010)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 저장부(1030)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 시스템 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1030)는 상기 기지국에 접속된 단말들에 대한 정보, 예를 들어, 어느 단말이 M2M 단말인지에 대한 정보를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(1030)는 상기 제어부(1050)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 상기 백홀통신부(1040)는 상기 기지국이 코어 망에 속하는 상위 노드와 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1040)는 상기 기지국에서 상기 상위 노드로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 상위 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
상기 제어부(1050)는 상기 기지국의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1050)는 송신 트래픽 패킷 및 메시지를 생성하여 상기 모뎀(1020)으로 제공하고, 상기 모뎀(1020)으로부터 제공되는 수신 트래픽 패킷 및 메시지를 해석한다. 특히, 상기 제어부(1050) 내의 M2M모듈(1052)은 MAC 패킷에 포함되는 MAC 계층 제어정보를 이용하여 M2M 단말과 M2M 데이터를 송수신하도록 제어한다. 상기 도 10에서, 상기 M2M모듈(1052)은 상기 제어부(1050)에 속하는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 상기 M2M모듈(1052)는 별도의 블록으로 구성될 수 있다.
상기 M2M 단말로 M2M 데이터 송신을 위한 상기 M2M모듈(1052)의 동작은 다음과 같다. 먼저, 상기 M2M모듈(1052)는 코어 망으로부터 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신되는지 판단한다. 즉, 상위 노드로부터 M2M 단말을 목적지로 가지는 시스템 프로토콜에 따른 하향링크 패킷이 수신되면, 상기 M2M모듈(1052)는 상기 하향 링크 패킷의 송신자가 M2M 서버인지 확인함으로써 M2M 데이터가 포함되어 있는지 판단한다. 상기 하향링크 패킷은 시스템 헤더, IP 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함할 수 있다. 상기 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신되면, 상기 M2M모듈(1052)은 상기 하향링크 패킷에 포함된 M2M 데이터를 추출하고, 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보, 예를 들어, MAC CE를 생성한다. 그리고, 상기 M2M모듈(1052)는 상기 MAC CE를 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성하고, 상기 하향링크 MAC 패킷을 상기 M2M 단말로 송신한다. 상기 하향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다.
상기 M2M 단말로부터 M2M 데이터 수신을 위한 상기 M2M모듈(1052)의 동작은 다음과 [0063] 같다. 먼저, 상기 M2M모듈(1052)는 시그널링 베어러를 통해 상기 M2M 단말로부터 상향링크 MAC 패킷이 수신되는지 판단한다. 상기 상향링크 MAC 패킷은 MAC 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 적어도 하나의 MAC CE를 포함하며, MAC SDU는 포함되지 아니할 수 있다. 상기 상향링크 MAC 패킷이 수신되면, 상기 M2M모듈(1052)은 상기 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보, 예를 들어, 적어도 하나의 MAC CE를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득한다. 그리고, 상기 M2M모듈(1052)는 상기 M2M 데이터를 페이로드로서 포함하는 IP 패킷을 생성하고, 상기 IP 패킷을 시스템 프로토콜에 따른 상향링크 패킷으로 변환한 후, 데이터 베어러를 통해 상기 상향링크 패킷을 상위 노드로 송신하도록 상기 모뎀(1020), 상기 RF처리부(1010)를 제어한다. 예를 들어, 상기 M2M모듈(1052)는 상기 IP 패킷에 시스템 프로토콜에 따른 시스템 헤더를 추가함으로써 상기 시스템 프로토콜에 따른 상향링크 패킷으로 변환할 수 있다. 상기 시스템 헤더는 GTP 헤더일 수 있다.
[0064] 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 MAC 패킷은 시그널링 베어러를 통해 송수신된다.
따라서, 상기 MAC 패킷의 송수신에 앞서, 상기 제어부(1050)는 상기 M2M 단말과 상기 시그널링 베어러 설정 절차를 수행할 수 있다. 또한, 상기 M2M 데이터를 포함하는 시스템 프로토콜에 따른 패킷은 데이터 베어러를 통해 송신된다. 따라서, 상기 제어부(1050)는 코어 망과 상기 M2M 단말을 위한 데이터 베어러 설정 절차를 수행할 수 있다. 이때, 상기 제어부(1050)는 상기 M2M 단말이 송수신할 시그널링 메시지를 직접 처리함으로써 상기 데이터 베어러를 상기 기지국에서 종단시킨다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,기지국으로부터 하향링크 MAC 패킷을 수신하는 과정과,상기 하향링크 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,상기 하향링크 MAC 패킷은, 시그널링 베어러를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,상기 기지국과 시그널링 베어러 설정 절차를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,상기 MAC 계층 제어 정보는, 상기 단말 및 상기 기지국의 MAC 계층에서 생성 및 해석되는 MAC CE인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,상기 MAC CE는, 적어도 하나의 명령어 필드, 적어도 하나의 데이터 필드, 다수의 명령어가 포함됨을 알리는 확장 지시 필드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,M2M 서버로 송신할 M2M 데이터가 발생하면, 상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성하는 과정과,상기 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 상향링크 MAC 패킷을 생성하는 과정과, 상기 상향링크 MAC 패킷을 상기 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,코어 망으로부터 M2M 데이터를 포함하는 하향링크 패킷이 수신되면, 상기 M2M 데이터를 추출하는 과정과,상기 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 생성하는 과정과,상기 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 하향링크 MAC 패킷을 생성하는 과정과,상기 하향링크 MAC 패킷을 상기 단말로 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,상기 하향링크 패킷은, 시스템 헤더, IP 헤더, 상기 M2M 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,상기 시스템 헤더는, GTP 헤더인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,상기 하향링크 MAC 패킷은, 시그널링 베어러를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,상기 단말과 시그널링 베어러 설정 절차를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,상기 하향링크 패킷은, 상기 단말을 위한 데이터 베어러를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,상기 단말을 위한 데이터 베어러의 설정 시, 상기 단말이 송수신할 시그널링 메시지를 직접 처리함으로써 상기데이터 베어러를 상기 기지국에서 종단시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제7항에 있어서,상기 MAC 계층 제어 정보는, 상기 단말 및 상기 기지국의 MAC 계층에서 생성 및 해석되는 MAC CE인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,상기 MAC CE는, 적어도 하나의 명령어 필드, 적어도 하나의 데이터 필드, 다수의 명령어가 포함됨을 알리는 확장 지시 필드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제7항에 있어서,단말로부터 M2M 데이터를 포함하는 MAC 계층 제어 정보를 포함하는 상향링크 MAC 패킷을 수신하는 과정과,상기 상향링크 MAC 패킷에서 상기 M2M 데이터를 추출하는 과정과,상기 M2M 데이터를 포함하는 상향링크 패킷을 생성하는 과정과,데이터 베어러를 통해 상기 상향링크 패킷을 상기 코어 망으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,상기 상향링크 패킷을 생성하는 과정은,상기 M2M 데이터를 페이로드로서 포함하는 IP 패킷을 생성하는 과정과,상기 IP 패킷을 시스템 프로토콜에 따른 상향링크 패킷으로 변환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,상기 IP 패킷을 시스템 프로토콜에 따른 상향링크 패킷으로 변환하는 과정은,상기 IP 패킷에 시스템 프로토콜에 따른 시스템 헤더를 추가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,상기 시스템 헤더는, GTP 헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,기지국으로부터 하향링크 MAC 패킷을 수신하는 모뎀과,상기 하향링크 MAC 패킷에 포함된 MAC 계층 제어 정보를 해석함으로써 M2M 데이터를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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