WO2012087009A2

WO2012087009A2 - Ranging method and ranging apparatus in a wireless communication system

Info

Publication number: WO2012087009A2
Application number: PCT/KR2011/009903
Authority: WO
Inventors: 이진; 정인욱; 최진수; 박기원; 육영수; 김정기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-06-28
Also published as: WO2012087009A3

Abstract

Provided are a ranging method and a ranging apparatus in a wireless communication system. A machine-to-machine (M2M) device receives a ranging opportunity configuration parameter including an M2M device identifier (ID) of the M2M device from a base station, receives a paging message from the base station, and attempts ranging to the base station in the ranging opportunity acquired through a modulo operation for the M2M device ID.

Description

무선 통신 시스템에서 레인징 방법 및 장치Ranging method and apparatus in a wireless communication system

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 레인징 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communications, and more particularly to a ranging method and apparatus in a wireless communication system.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다. ITU-R은 IMT-2000 이후의 차세대 4G 이동통신 규격으로 IMT-Advanced 시스템을 준비하고 있다. IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구 사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16e standard is the sixth standard for the International Mobile Telecommunications (IMT-2000) in the ITU-Radiocommunication Sector (ITU-R) under the International Telecommunication Union (ITU) in 2007. It was adopted under the name OFDMA TDD '. ITU-R is preparing the IMT-Advanced system as the next generation 4G mobile communication standard after IMT-2000. The IEEE 802.16 Working Group (WG) decided to implement the IEEE 802.16m project in late 2006 with the aim of creating an amendment specification for the existing IEEE 802.16e as a standard for IMT-Advanced systems. As can be seen from the above objectives, the IEEE 802.16m standard implies two aspects: the past continuity of modification of the IEEE 802.16e standard and the future continuity of the specification for next generation IMT-Advanced systems. Therefore, the IEEE 802.16m standard is required to satisfy all the advanced requirements for the IMT-Advanced system while maintaining compatibility with the Mobile WiMAX system based on the IEEE 802.16e standard.

IEEE 802.16e 규격 및 IEEE 802.16m 규격을 기반으로 하며 기계 대 기계(M2M; Machine-to-Machine) 통신을 위하여 최적화된 IEEE 802.16p 규격이 개발 중에 있다. M2M 통신은 사람과의 어떤 상호 작용(interaction) 없이 핵심 망(core network) 내에서 가입자 국(subscriber station)과 서버(server) 간 또는 가입자국 간에 수행되는 정보 교환(information exchange)으로 정의될 수 있다. IEEE 802.16p 규격은 IEEE 802.16 규격의 MAC(Medium Access Control)의 향상(enhancement)과 허가된 대역(licensed bands) 내에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 물리 계층(PHY; physical layer)의 최소한의 변화를 논의 중에 있다. IEEE 802.16p 규격이 논의됨에 따라, 허가된 대역 내에서 광대역 무선 커버리지(wide area wireless coverage)를 요구하며 감시 및 제어(observation and control)의 목적을 위하여 자동화된(automated) M2M 통신의 적용 범위가 넓어질 수 있다.The IEEE 802.16p specification, which is based on the IEEE 802.16e standard and the IEEE 802.16m standard and optimized for machine-to-machine communication (M2M), is being developed. M2M communication may be defined as an information exchange performed between a subscriber station and a server or between subscriber stations in a core network without any interaction with a person. . The IEEE 802.16p specification is a minimal change in the Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) physical layer (PHY) within the enhancements of Medium Access Control (MAC) and licensed bands of the IEEE 802.16 specification. Is under discussion. As the IEEE 802.16p specification is discussed, wide area wireless coverage is required within the licensed band, and the scope of application of automated M2M communications for the purpose of observation and control is wide. Can lose.

수많은 M2M 어플리케이션(application)은 네트워크 접속(network access) 접속 시에, 일반적으로 사람에 의하여 개시되거나 제어되는(human-initiated or human-controlled) 네트워크 접속을 위한 요구 사항(requirements)과 상당히 다른 요구 사항을 요구한다. M2M 어플리케이션은 차량을 위한 통신(vehicular telematics), 생체 센서(bio-sensors)의 헬스 케어 모니터링(healthcare monitoring, 원격 유지 및 제어(remote maintenance and control), 스마트 계량기(smart metering) 및 소비자 장치(consumer device)의 자동화된 서비스(automated service) 등을 포함할 수 있다. M2M 어플리케이션의 요구 사항은 초저전력 소모(very lower power consumption), 많은 수의 장치 단말(larger numbers of devices), 짧은 버스트 전송(short burst transmission), 장치의 변경 검출 및 보고(device tampering detection and reporting) 향상된 장치 인증(improved device authentication) 등을 포함할 수 있다.Many M2M applications have significantly different requirements for network access, typically human-initiated or human-controlled network access. Require. M2M applications include vehicular telematics for vehicles, healthcare monitoring of bio-sensors, remote maintenance and control, smart metering, and consumer devices Automated services, etc. M2M application requirements include very lower power consumption, large numbers of devices, short bursts, etc. transmission, device tampering detection and reporting, improved device authentication, and the like.

레인징은 단말과 기지국 간의 RF 통신의 품질을 유지하기 위한 일련의 과정을 의미한다. 레인징에 의하여 정확한 타이밍 오프셋(timing offset), 주파수 오프셋(frequency offset)및 전력 조정(power adjustment)값을 얻을 수 있으며, 단말의 전송이 기지국과 정렬(aligned)될 수 있다. 복수의 M2M 장치들은 서로 경쟁 기반(contention-based) 레인징을 수행할 수 있다. 복수의 M2M 장치들은 M2M 그룹에 속할 수 있는데, 같은 M2M 그룹 내에 속하는 M2M 장치들은 동일한 M2M 서비스 어플리케이션 및/또는 동일한 M2M 사용자라는 기준을 공유한다. Ranging means a series of processes for maintaining the quality of the RF communication between the terminal and the base station. By ranging, an accurate timing offset, a frequency offset, and a power adjustment can be obtained, and transmission of the terminal can be aligned with the base station. The plurality of M2M devices may perform contention-based ranging with each other. A plurality of M2M devices may belong to an M2M group, where M2M devices belonging to the same M2M group share the same M2M service application and / or the same M2M user.

한편, M2M 장치는 전송해야 할 데이터가 자주 발생하지 않으며, 데이터를 전송하거나 수신하는 시간도 매우 짧을 가능성이 높다. 이에 따라 M2M 장치는 데이터를 전송하거나 수신하는 구간을 제외하면 대부분의 시간 동안 아이들 모드(idle mode)에서 동작할 것으로 예상된다. 그런데 아이들 모드에 속한 많은 수의 M2M 장치들에게 데이터를 전송하기 위하여 네트워크로부터 M2M 장치로 페이징(paging) 메시지가 전송되는 경우, 상기 페이징 메시지를 수신한 복수의 M2M 장치들은 데이터 수신을 위하여 동시에 레인징을 수행할 수 있다. M2M 장치의 데이터 수신은 연결 상태(connected state)에서만 가능한 것으로 가정한다. 또한, 특정 M2M 그룹에 속한 복수의 M2M 장치로부터 동일한 시점에 M2M 서버(server)로의 데이터 전송이 기대되는 경우에도 복수의 M2M 장치들은 동시에 레인징을 수행할 수 있다.Meanwhile, the M2M device does not frequently generate data to be transmitted, and it is likely that the time for transmitting or receiving data is very short. Accordingly, the M2M device is expected to operate in the idle mode most of the time except for the period of transmitting or receiving data. However, when a paging message is transmitted from the network to the M2M device to transmit data to a large number of M2M devices belonging to the idle mode, the plurality of M2M devices that receive the paging message simultaneously range to receive the data. Can be performed. It is assumed that data reception of the M2M device is possible only in a connected state. In addition, even when data transmission from a plurality of M2M devices belonging to a specific M2M group to an M2M server is expected at the same time, the plurality of M2M devices may simultaneously perform ranging.

따라서 복수의 M2M 장치들이 충돌하지 않고 레인징을 수행할 수 있도록 각 M2M 장치의 레인징 기회(ranging opportunity)를 분산하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method for distributing ranging opportunities of each M2M device so that a plurality of M2M devices can perform ranging without collision.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 레인징 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a ranging method and apparatus in a wireless communication system.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 M2M(Machine-to-Machine) 장치에 의한 레인징(ranging) 방법이 제공된다. 상기 레인징 방법은 기지국으로부터 상기 M2M 장치의 M2M 장치 ID(identifier)를 포함하는 레인징 기회(ranging opportunity) 구성 파라미터를 수신하고, 상기 기지국으로부터 페이징 메시지(paging message)를 수신하고, 상기 M2M 장치 ID에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통해 획득한 레인징 기회에서 상기 기지국으로 레인징을 시도하는 것을 포함한다.In one aspect, there is provided a ranging method by a machine-to-machine apparatus in a wireless communication system. The ranging method receives a ranging opportunity configuration parameter including an M2M device identifier (ID) of the M2M device from a base station, receives a paging message from the base station, and receives the M2M device ID. Attempting ranging to the base station at a ranging opportunity obtained through a modulo operation for.

상기 레인징 기회 구성 파라미터는 네트워크 부하(network load)에 따라 상기 기지국에 의하여 할당되는 N을 포함하고, 상기 레인징 기회는 시간 영역(time domain)에서 (M2M 장치 ID) modulo N의 연산을 통해 획득한 복수의 레인징 기회 중 임의로 선택된 어느 하나일 수 있다.The ranging opportunity configuration parameter includes N allocated by the base station according to a network load, and the ranging opportunity is obtained by calculating (M2M device ID) modulo N in a time domain. It may be any one selected from one of a plurality of ranging opportunities.

상기 N은 상기 기지국이 관리하는 M2M 장치들의 개수 또는 상기 기지국으로 레인징이 기대되는 M2M 장치들의 개수 중 어느 하나일 수 있다.N may be any one of the number of M2M devices managed by the base station or the number of M2M devices that are expected to range to the base station.

상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치가 레인징을 시도할 수 있는 레인징 기회 창(window)의 크기 M을 포함하고, 상기 레인징 기회는 시간 영역에서 (M2M 장치 ID) modulo M의 연산을 통해 획득한 것일 수 있다.The ranging opportunity configuration parameter includes a size M of a ranging opportunity window in which the M2M device can attempt ranging, and the ranging opportunity performs operation of (M2M device ID) modulo M in the time domain. It may be obtained through.

상기 M은 시작 값(start value)과 종료 값(end value)으로 표현될 수 있다.M may be expressed as a start value and an end value.

상기 레인징 기회 구성 파라미터는 레인징 기회 창의 시작점을 지시하는 레인징 기회 창 시작 파라미터를 포함할 수 있다.The ranging opportunity configuration parameter may include a ranging opportunity window start parameter indicating a starting point of the ranging opportunity window.

상기 M2M 장치 ID는 아이들 모드(idle mode) 동안의 장치 ID인 DID(deregistration ID) 또는 연결 모드(connected mode) 동안의 장치 ID인 STID(station ID) 또는 상기 기지국으로부터 할당된 별도의 값 중 어느 하나일 수 있다.The M2M device ID is any one of a device ID during a idle mode, a station ID (DID), a device ID during a connected mode, or a separate value assigned from the base station. Can be.

상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치의 네트워크 진입(network entry) 시에 수신될 수 있다.The ranging opportunity configuration parameter may be received upon network entry of the M2M device.

상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치가 아이들 모드(idle) 진입 시에 수신될 수 있다.The ranging opportunity configuration parameter may be received when the M2M device enters an idle mode.

상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 페이징 메시지에 포함되어 수신될 수 있다.The ranging opportunity configuration parameter may be included in the paging message.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 M2M(Machine-to-Machine) 장치가 제공된다. 상기 M2M 장치는 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 상기 M2M 장치의 M2M 장치 ID(identifier)를 포함하는 레인징 기회(ranging opportunity) 구성 파라미터를 수신하고, 상기 기지국으로부터 페이징 메시지(paging message)를 수신하고, 상기 M2M 장치 ID에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통해 획득한 레인징 기회에서 상기 기지국으로 레인징을 시도하도록 구성된다.In another aspect, a machine-to-machine apparatus is provided in a wireless communication system. The M2M device includes a radio frequency (RF) unit for transmitting or receiving a radio signal, and a processor connected to the RF unit, wherein the processor includes a ranging from a base station to an M2M device identifier of the M2M device. Receive a ranging opportunity configuration parameter, receive a paging message from the base station, and perform ranging to the base station in a ranging opportunity obtained through a modulo operation on the M2M device ID. Configured to attempt.

복수의 M2M 장치들이 레인징을 수행할 때, 충돌이 일어날 가능성을 감소시킬 수 있다.When multiple M2M devices perform ranging, the likelihood of collision may be reduced.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.1 illustrates a wireless communication system.

도 2 및 도 3은 M2M(Machine-to-Machine) 통신을 지원하는 IEEE 802.16의 시스템 구조(system architecture)의 일 예를 나타낸다.2 and 3 illustrate an example of a system architecture of IEEE 802.16 supporting machine-to-machine communication.

도 4는 IEEE 802.16e의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.4 shows an example of a frame structure of IEEE 802.16e.

도 5는 IEEE 802.16m의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.5 shows an example of a frame structure of IEEE 802.16m.

도 6은 IEEE 802.16e의 레인징 과정의 일 예를 나타낸다.6 shows an example of a ranging process of IEEE 802.16e.

도 7은 IEEE 802.16m의 레인징 과정의 일 예를 나타낸다.7 shows an example of a ranging process of IEEE 802.16m.

도 8은 제안된 레인징 방법에 따른 레인징 기회 창의 일 예를 나타낸다.8 shows an example of a ranging opportunity window according to the proposed ranging method.

도 9는 제안된 M2M 장치의 레인징 방법의 일 실시예를 나타낸다.9 shows an embodiment of a ranging method of the proposed M2M device.

도 10은 제안된 레인징 방법에 따른 레인징 기회 창의 또 다른 예를 나타낸다.10 shows another example of a ranging opportunity window according to the proposed ranging method.

도 11은 제안된 M2M 장치의 레인징 방법의 일 실시예를 나타낸다.11 shows an embodiment of a ranging method of the proposed M2M device.

도 12는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다. 12 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. The following techniques include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. It can be used in various wireless communication systems. CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE). OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), or the like. IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e. UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is part of Evolved UMTS (E-UMTS) using Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted. LTE-A (Advanced) is the evolution of 3GPP LTE.

설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.For clarity, the following description focuses on IEEE 802.16m, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)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.The wireless communication system 10 includes at least one base station (BS) 11. Each base station 11 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 15a, 15b, 15c. The cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors). The UE 12 may be fixed or mobile, and may have a mobile station (MS), a mobile terminal (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a PDA ( Other terms may be referred to as a personal digital assistant, a wireless modem, a handheld device, etc. The base station 11 generally refers to a fixed station that communicates with the terminal 12. It may be called other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point.

단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다. The UE belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell. A base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell. A base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are relatively determined based on the terminal.

이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.This technique can be used for downlink or uplink. In general, downlink means communication from the base station 11 to the terminal 12, and uplink means communication from the terminal 12 to the base station 11. In downlink, the transmitter may be part of the base station 11 and the receiver may be part of the terminal 12. In uplink, the transmitter may be part of the terminal 12 and the receiver may be part of the base station 11.

도 2는 기본 M2M 서비스 시스템 구조를 나타낸다. 기본 M2M 서비스 시스템 구조(20)는 이동 네트워크 오퍼레이터(MNO; Mobile Network Operator, 21), M2M 서비스 소비자(service consumer, 24), 적어도 하나의 IEEE 802.16 M2M 장치(이하, 802.16 M2M 장치, 28), 적어도 하나의 비 IEEE 802.16 M2M 장치(29)를 포함한다. MNO(21)는 접속 서비스 네트워크(ASN; Access Service Network)와 연결 서비스 네트워크(CSN; Connectivity Service Network)를 포함한다. 802.16 M2M 장치(28)는 M2M 기능(functionality)을 가진 IEEE 802.16 단말이다. M2M 서버(23)는 하나 이상의 802.16 M2M 장치(28)와 통신하는 개체(entity)이다. M2M 서버(23)는 M2M 서비스 소비자(24)가 접속할 수 있는 인터페이스(interface)를 가진다. M2M 서비스 소비자(24)는 M2M 서비스의 사용자이다. M2M 서버(23)는 연결 서비스 네트워크(CSN; Connectivity Service Network) 내부 또는 외부에 있을 수 있으며, 하나 이상의 802.16 M2M 장치(28)에 특정 M2M 서비스를 제공할 수 있다. ASN은 IEEE 802.16 기지국(22)를 포함할 수 있다. M2M 어플리케이션(application)은 802.16 M2M 장치(28) 및 M2M 서버(23)를 기반으로 운영된다. 2 shows a basic M2M service system structure. The basic M2M service system architecture 20 may include a mobile network operator (MNO) 21, an M2M service consumer 24, at least one IEEE 802.16 M2M device (hereinafter, 802.16 M2M device, 28), at least One non-IEEE 802.16 M2M device 29 is included. The MNO 21 includes an access service network (ASN) and a connectivity service network (CSN). The 802.16 M2M device 28 is an IEEE 802.16 terminal with M2M functionality. The M2M server 23 is an entity that communicates with one or more 802.16 M2M devices 28. The M2M server 23 has an interface to which the M2M service consumer 24 can connect. The M2M service consumer 24 is a user of the M2M service. The M2M server 23 may be inside or outside a connectivity service network (CSN) and may provide specific M2M services to one or more 802.16 M2M devices 28. The ASN may include an IEEE 802.16 base station 22. The M2M application is operated based on the 802.16 M2M device 28 and the M2M server 23.

기본 M2M 서비스 시스템 구조(20)는 하나 이상의 802.16 M2M 장치들과 M2M 서버 간의 M2M 통신 또는 802.16 M2M 장치들과 IEEE 802.16 기지국 간의 점대다(point-to-multipoint) 통신의 2가지 종류의 M2M 통신을 지원한다. 도 2의 기본 M2M 서비스 시스템 구조는 802.16 M2M 장치가 비 IEEE 802.16 M2M 장치를 위한 집합점(aggregation point)으로 동작하는 것을 허용한다. 비 IEEE 802.16 M2M 장치는 IEEE 802.11, IEEE 802.15 또는 PLC 등의 IEEE 802.16과 다른 무선 인터페이스를 사용한다. 이때 비 IEEE 802.16 M2M 장치의 IEEE 802.16으로의 무선 인터페이스의 변경은 허용되지 않는다.The basic M2M service system architecture 20 supports two kinds of M2M communication: M2M communication between one or more 802.16 M2M devices and an M2M server or point-to-multipoint communication between 802.16 M2M devices and an IEEE 802.16 base station. do. The basic M2M service system architecture of FIG. 2 allows an 802.16 M2M device to act as an aggregation point for a non-IEEE 802.16 M2M device. Non-IEEE 802.16 M2M devices use a wireless interface different from IEEE 802.16, such as IEEE 802.11, IEEE 802.15 or PLC. At this time, the change of the air interface of the non-IEEE 802.16 M2M device to IEEE 802.16 is not allowed.

도 3은 향상된(advanced) M2M 서비스 시스템 구조를 나타낸다. 향상된 M2M 서비스 시스템 구조에서도 마찬가지로 802.16 M2M 장치가 비 IEEE 802.16 M2M 장치를 위한 집합점으로 동작할 수 있으며, 또한, 802.16 M2M 장치를 위한 집합점으로 동작할 수도 있다. 이때 802.16 M2M 장치 및 비 802.16 M2M 장치를 위한 집합 기능을 수행하기 위하여, 무선 인터페이스가 IEEE 802.16으로 변경될 수 있다. 또한 향상된 M2M 서비스 시스템 구조에서 802.16 M2M 장치들 간의 P2P(Peer-to-Peer) 연결이 지원될 수 있으며, 이때 P2P 연결은 IEEE 802.16 상으로 또는 IEEE 802.11, IEEE 802.15 또는 PLC 등의 다른 무선 인터페이스 상으로 연결될 수 있다. 3 shows an advanced M2M service system structure. Similarly, in the enhanced M2M service system structure, an 802.16 M2M device may operate as an aggregation point for a non-IEEE 802.16 M2M device and may also operate as an aggregation point for an 802.16 M2M device. In this case, the wireless interface may be changed to IEEE 802.16 in order to perform the aggregation function for the 802.16 M2M device and the non-802.16 M2M device. In addition, an enhanced M2M service system architecture may support peer-to-peer (P2P) connections between 802.16 M2M devices, where the P2P connections may be over IEEE 802.16 or over another wireless interface such as IEEE 802.11, IEEE 802.15, or PLC. Can be connected.

이하, IEEE 802.16e 및 IEEE 802.16m의 프레임 구조를 설명한다.Hereinafter, the frame structure of IEEE 802.16e and IEEE 802.16m will be described.

도 4는 IEEE 802.16e에서의 TDD(Time Division Duplex) 프레임 구조를 나타낸다. TDD 프레임은 DL 전송 주기(transmission period) 및 UL 전송 주기를 포함한다. 하향링크 전송 주기는 상향링크 전송 주기보다 시간적으로 앞선다. DL 전송 주기는 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL-MAP, UL-MAP, DL 버스트(burst) 영역을 포함한다. UL 전송 주기는 레인징 서브채널(subchannel), UL 버스트 영역을 포함한다. DL 전송 주기와 UL 전송 주기를 구분하기 위한 보호 시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(DL 전송 주기와 UL 전송 주기 사이)과 마지막 부분(UL 전송 주기 다음)에 삽입된다. TTG(Transmit/Receive Transition Gap)는 DL 버스트와 계속되는(subsequent) UL 버스트 사이의 갭이다. RTG(Receive/Transmit Transition Gap)는 UL 버스트와 계속되는 DL 버스트 사이의 갭이다. 4 shows a time division duplex (TDD) frame structure in IEEE 802.16e. The TDD frame includes a DL transmission period and a UL transmission period. The downlink transmission period is preceded in time by the uplink transmission period. The DL transmission period includes a preamble, a frame control header (FCH), a DL-MAP, a UL-MAP, and a DL burst region. The UL transmission period includes a ranging subchannel and an UL burst region. A guard time for distinguishing the DL transmission period from the UL transmission period is inserted in the middle part (between the DL transmission period and the UL transmission period) and the last part (after the UL transmission period) of the frame. Transmit / Receive Transition Gap (TGT) is the gap between a DL burst and a subsequent UL burst. Receive / Transmit Transition Gap (RTG) is the gap between a UL burst and a subsequent DL burst.

프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 DL 채널에의 접속을 정의한다. 이는 DL-MAP 메시지는 DL 채널에 대한 지시 및/또는 제어 정보를 정의함을 의미한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 DL 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. DL 버스트 프로파일은 DL 물리 채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 UL 채널에의 접속을 정의한다. 이는 UL-MAP 메시지는 UL 채널에 대한 지시 및/또는 제어 정보를 정의함을 의미한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 UL 할당의 유효 시작 시각(allocation start time)을 포함한다. UCD는 UL 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. UL 버스트 프로파일은 UL 물리 채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. DL 버스트는 기지국이 단말에게 보내는 데이터가 전송되는 영역이고, UL 버스트는 단말이 기지국에 보내는 데이터가 전송되는 영역이다. 패스트 피드백 영역은 프레임의 UL 버스트 영역에 포함된다. 패스트 피드백 영역은 기지국으로부터 빠른 응답(fast response)이 요구되는 정보의 전송을 위하여 사용된다. 패스트 피드백 영역은 CQI 전송을 위하여 사용될 수 있다. 패스트 피드백 영역의 위치는 UL-MAP에 의해 결정된다. 패스트 피드백 영역의 위치는 프레임 내에서 고정된 위치일 수 있고, 변동되는 위치일 수 있다.The preamble is used for initial synchronization, cell search, frequency offset, and channel estimation between the base station and the terminal. The FCH includes the length of the DL-MAP message and the coding scheme information of the DL-MAP. DL-MAP is an area where a DL-MAP message is transmitted. DL-MAP messages define a connection to a DL channel. This means that the DL-MAP message defines the indication and / or control information for the DL channel. The DL-MAP message includes a configuration change count of the downlink channel descriptor (DDC) and a base station identifier (ID). DCD describes a DL burst profile that is applied to the current map. The DL burst profile refers to the characteristics of the DL physical channel, and the DCD is transmitted by the base station periodically through the DCD message. The UL-MAP is an area in which the UL-MAP message is transmitted. The UL-MAP message defines a connection to a UL channel. This means that the UL-MAP message defines the indication and / or control information for the UL channel. The UL-MAP message includes a configuration change count of an uplink channel descriptor (UCD) and an allocation start time of UL allocation defined by UL-MAP. UCD describes an UL burst profile. The UL burst profile refers to the characteristics of the UL physical channel, and the UCD is periodically transmitted by the base station through a UCD message. The DL burst is an area in which data transmitted from the base station to the terminal is transmitted, and the UL burst is an area in which data transmitted from the base station to the terminal is transmitted. The fast feedback region is included in the UL burst region of the frame. The fast feedback area is used for transmission of information requiring a fast response from the base station. The fast feedback region may be used for CQI transmission. The position of the fast feedback region is determined by UL-MAP. The position of the fast feedback region may be a fixed position within the frame or may be a variable position.

도 5를 참조하면, 슈퍼프레임(SF; Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(SFH; Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임 내 각 프레임의 길이는 모두 동일할 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다. 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Referring to FIG. 5, a superframe (SF) includes a superframe header (SFH) and four frames (frames, F0, F1, F2, and F3). Each frame in the superframe may have the same length. The size of each superframe is 20ms and the size of each frame is illustrated as 5ms, but is not limited thereto. The length of the superframe, the number of frames included in the superframe, the number of subframes included in the frame, and the like may be variously changed. The number of subframes included in the frame may be variously changed according to the channel bandwidth and the length of the cyclic prefix (CP).

하나의 프레임은 다수의 서브프레임(subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 서브프레임은 5, 6, 7 또는 9개의 OFDMA 심벌로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심벌의 수는 제한되지 않는다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심벌의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임이 포함하는 OFDMA 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDMA 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDMA 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDMA 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDMA 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내 각 서브프레임마다 포함하는 OFDMA 심벌의 개수는 모두 동일하거나, 각각 다를 수 있다. 또는, 하나의 프레임 내 적어도 하나의 서브프레임의 OFDMA 심벌의 개수는 상기 프레임 내 나머지 서브프레임의 OFDMA 심벌의 개수와 다를 수 있다.One frame includes a plurality of subframes (subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7). Each subframe may be used for uplink or downlink transmission. One subframe includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols or an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in a time domain, and includes a plurality of subcarriers in the frequency domain. do. The OFDM symbol is used to represent one symbol period, and may be called another name such as an OFDMA symbol or an SC-FDMA symbol according to a multiple access scheme. The subframe may be composed of 5, 6, 7 or 9 OFDMA symbols, but this is only an example and the number of OFDMA symbols included in the subframe is not limited. The number of OFDMA symbols included in the subframe may be variously changed according to the channel bandwidth and the length of the CP. A type of a subframe may be defined according to the number of OFDMA symbols included in the subframe. For example, the type-1 subframe may be defined to include 6 OFDMA symbols, the type-2 subframe includes 7 OFDMA symbols, the type-3 subframe includes 5 OFDMA symbols, and the type-4 subframe includes 9 OFDMA symbols. have. One frame may include subframes of the same type. Alternatively, one frame may include different types of subframes. That is, the number of OFDMA symbols included in each subframe in one frame may be the same or different. Alternatively, the number of OFDMA symbols of at least one subframe in one frame may be different from the number of OFDMA symbols of the remaining subframes in the frame.

프레임에는 TDD 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 시간 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서 각 서브프레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.A TDD scheme or a frequency division duplex (FDD) scheme may be applied to the frame. In the TDD scheme, each subframe is used for uplink transmission or downlink transmission at different times at the same frequency. That is, subframes in a frame of the TDD scheme are classified into an uplink subframe and a downlink subframe in the time domain. In the FDD scheme, each subframe is used for uplink transmission or downlink transmission at different frequencies at the same time. That is, subframes in the frame of the FDD scheme are divided into an uplink subframe and a downlink subframe in the frequency domain. Uplink transmission and downlink transmission occupy different frequency bands and may be simultaneously performed.

SFH는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. SFH는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. SFH는 상기 첫 번째 서브프레임의 마지막 5개의 OFDMA 심벌을 차지할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다. S-SFH로 전송되는 정보는 S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3의 3개의 서브패킷(sub-packet)으로 나뉠 수 있다. 각 서브패킷은 서로 다른 주기를 가지고 주기적으로 전송될 수 있다. S-SFH SP1, S-SFH SP2 및 S-SFH SP3을 통해 전송되는 정보의 중요도는 서로 다를 수 있으며, S-SFH SP1이 가장 짧은 주기로, S-SFH SP3이 가장 긴 주기로 전송될 수 있다. S-SFH SP1은 네트워크 재진입(network re-entry)에 관한 정보를 포함하며, S-SFH SP1의 전송 주기는 40 ms일 수 있다. S-SFH SP2는 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 네트워크 탐색(network discovery)에 관한 정보를 포함하며, S-SFH SP2의 전송 주기는 80 ms일 수 있다. S-SFH SP3는 나머지 중요한 시스템 정보를 포함하며, S-SFH SP3의 전송 주기는 160 ms 또는 320 ms 중 어느 하나일 수 있다.The SFH may carry essential system parameters and system configuration information. The SFH may be located in the first subframe in the superframe. SFH may occupy the last five OFDMA symbols of the first subframe. The superframe header may be classified into primary SFH (P-SFH) and secondary SFH (S-SFH; secondary-SFH). The P-SFH may be transmitted every superframe. Information transmitted to the S-SFH can be divided into three subpackets (S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3). Each subpacket may be transmitted periodically with a different period. The importance of information transmitted through S-SFH SP1, S-SFH SP2, and S-SFH SP3 may be different from each other. S-SFH SP1 may be transmitted in the shortest period, and S-SFH SP3 may be transmitted in the longest period. S-SFH SP1 includes information on network re-entry, and the transmission period of S-SFH SP1 may be 40 ms. S-SFH SP2 includes information about initial network entry and network discovery, and the transmission period of S-SFH SP2 may be 80 ms. S-SFH SP3 includes the remaining important system information, and the transmission period of S-SFH SP3 may be either 160 ms or 320 ms.

하나의 OFDMA 심벌은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 몇 가지 유형의 부반송파가 있다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 다양한 측정(estimation)을 위한 파일롯 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 캐리어를 위한 널 캐리어로 나뉠 수 있다. OFDMA 심벌을 특징짓는 파라미터는 BW, N_used, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. N_used는 (DC 부반송파를 포함하는) 사용되는 부반송파의 개수이다. n은 샘플링 인자이다. 이 파라미터는 BW 및 N_used와 결합하여 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.One OFDMA symbol includes a plurality of subcarriers, and the number of subcarriers is determined according to the FFT size. There are several types of subcarriers. The types of subcarriers can be divided into data subcarriers for data transmission, pilot subcarriers for various measurements, guard bands and null carriers for DC carriers. Parameters that characterize an OFDMA symbol are BW, N _used , n, G, and the like. BW is the nominal channel bandwidth. N _used is the number of subcarriers _used (including DC subcarriers). n is a sampling factor. This parameter is combined with BW and N _used to determine subcarrier spacing and useful symbol time. G is the ratio of CP time to useful time.

아래 표 1은 OFDMA 파라미터를 나타낸다. 표 1의 OFDMA 파라미터는 도 4의 802.16e의 프레임 구조에도 동일하게 사용될 수 있다.Table 1 below shows OFDMA parameters. The OFDMA parameters of Table 1 may be equally used for the frame structure of 802.16e of FIG. 4.

Channel bandwidth, BW(MHz)Channel bandwidth, BW (MHz)			55	77	8.758.75	1010	2020
Sampling factor, nSampling factor, n			28/2528/25	8/78/7	8/78/7	28/2528/25	28/2528/25
Sampling frequency, F_s(MHz)Sampling frequency, F _s (MHz)			5.65.6	88	1010	11.211.2	22.422.4
FFT size, N_FFT FFT size, N _FFT			512512	10241024	10241024	10241024	20482048
Subcarrier spacing, Δf(kHz)Subcarrier spacing, Δf (kHz)			10.9410.94	7.817.81	9.779.77	10.9410.94	10.9410.94
Useful symbol time, T_b(μs)Useful symbol time, T _b (μs)			91.491.4	128128	102.4102.4	91.491.4	91.491.4
G=1/8G = 1/8	Symbol time, T_s(μs)Symbol time, T _s (μs)		102.857102.857	144144	115.2115.2	102.857102.857	102.857102.857
	FDDFDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frameNumber of ODFMA symbols per 5ms frame	4848	3434	4343	4848	4848
	FDDFDD	Idle time(μs)Idle time (μs)	62.85762.857	104104	46.4046.40	62.85762.857	62.85762.857
	TDDTDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frameNumber of ODFMA symbols per 5ms frame	4747	3333	4242	4747	4747
	TDDTDD	TTG+RTG(μs)TTG + RTG (μs)	165.714165.714	248248	161.6161.6	165.714165.714	165.714165.714
G=1/16G = 1/16	Symbol time, T_s(μs)Symbol time, T _s (μs)		97.14397.143	136136	108.8108.8	97.14397.143	97.14397.143
	FDDFDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frameNumber of ODFMA symbols per 5ms frame	5151	3636	4545	5151	5151
	FDDFDD	Idle time(μs)Idle time (μs)	45.7145.71	104104	104104	45.7145.71	45.7145.71
	TDDTDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frameNumber of ODFMA symbols per 5ms frame	5050	3535	4444	5050	5050
	TDDTDD	TTG+RTG(μs)TTG + RTG (μs)	142.853142.853	240240	212.8212.8	142.853142.853	142.853142.853
G=1/4G = 1/4	Symbol time, T_s(μs)Symbol time, T _s (μs)		114.286114.286	160160	128128	114.286114.286	114.286114.286
	FDDFDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frameNumber of ODFMA symbols per 5ms frame	4343	3131	3939	4343	4343
	FDDFDD	Idle time(μs)Idle time (μs)	85.69485.694	4040	88	85.69485.694	85.69485.694
	TDDTDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frameNumber of ODFMA symbols per 5ms frame	4242	3030	3838	4242	4242
	TDDTDD	TTG+RTG(μs)TTG + RTG (μs)	199.98199.98	200200	136136	199.98199.98	199.98199.98
Number of Guard subcarriersNumber of Guard subcarriers		LeftLeft	4040	8080	8080	8080	160160
Number of Guard subcarriersNumber of Guard subcarriers		Right Right	3939	7979	7979	7979	159159
Number of used subcarriersNumber of used subcarriers			433433	865865	865865	865865	17291729
Number of PRU in type-1 subframeNumber of PRU in type-1 subframe			2424	4848	4848	4848	9696

표 1에서, N_FFT는 N_used보다 큰 수 중에서 가장 작은 2ⁿ 가운데 가장 작은 파워(Smallest power of two greater than N_used)이고, 샘플링 인자 F_s=floor(n·BW/8000)×8000이며, 부반송파 스페이싱 Δf=F_s/N_FFT이고, 유효 심벌 시간 T_b=1/Δf이며, CP 시간 T_g=G·T_b이고, OFDMA 심벌 시간 T_s=T_b+T_g이며, 샘플링 시간은 T_b/N_FFT이다.In Table 1, N _FFT is the most small 2 ⁿ in the water is greater than N _used is the least power (Smallest power of two greater than N _used), sampling factor _{F s = floor (n · BW} / 8000) , and × 8000, Subcarrier spacing Δf = F _s / N _FFT , effective symbol time T _b = 1 / Δf, CP time T _g = G · T _b , OFDMA symbol time T _s = T _b + T _g , and sampling time is T _b / N _FFT .

이하, 레인징(ranging)에 대해서 설명한다. 레인징은 단말과 기지국 간의 RF 통신의 품질을 유지하기 위한 일련의 과정을 의미한다. 레인징에 의하여 정확한 타이밍 오프셋(timing offset), 주파수 오프셋(frequency offset)및 전력 조정(power adjustment)값을 얻을 수 있으며, 단말의 전송이 기지국과 정렬(aligned)될 수 있다.Hereinafter, ranging will be described. Ranging means a series of processes for maintaining the quality of the RF communication between the terminal and the base station. By ranging, an accurate timing offset, a frequency offset, and a power adjustment can be obtained, and transmission of the terminal can be aligned with the base station.

단계 S100에서 단말은 기지국으로부터 UCD 메시지를 수신한다. 시스템에서 레인징 서브채널과 특정 의사잡음 코드(special pseudonoise)들의 집합이 정의될 수 있다. 상기 UCD 메시지 내에 상기 특정 의사잡음 코드들의 부집합(subset)이 초기 초기 레인징(initial ranging), 주기적 레인징(periodic ranging) 또는 대역폭 요청(BR; Bandwidth Request)을 위하여 할당될 수 있다. 기지국은 코드들이 속해있는 부집합에 따라 코드들의 목적을 결정할 수 있다. 본 실시예에서는 초기 레인징을 위한 코드들의 부집합이 UCD 메시지 내에 할당될 수 있다.In step S100, the terminal receives a UCD message from the base station. In the system, a ranging subchannel and a set of special pseudonoises may be defined. A subset of the specific pseudonoise codes in the UCD message may be allocated for initial initial ranging, periodic ranging or bandwidth request (BR). The base station may determine the purpose of the codes according to the subset to which the codes belong. In this embodiment, a subset of codes for initial ranging may be allocated in a UCD message.

단계 S110에서 단말은 적절한 부집합 내의 레인징 코드들 중 하나를 동일한 확률(equal probability)로 선택한다. 또한, 단말은 상향링크 서브프레임 상의 사용 가능한 레인징 슬롯(ranging slot)들 중 동일 확률로 하나의 레인징 슬롯을 서택한다. 하나의 레인징 슬롯을 선택함에 있어 단말은 임의 선택(random selection) 또는 임의 백오프(random backoff)를 사용할 수 있다. 임의 선택이 사용되는 경우, 단말은 균일 임의 과정(uniform random process)를 통해 하나의 프레임 내에서 사용 가능한 모든 슬롯 중 하나의 레인징 슬롯을 선택한다. 임의 백오프가 사용되는 경우, 단말은 균일 임의 과정을 통해 대응되는 백오프 창(backoff window) 내에서 사용 가능한 모든 슬롯 중 하나의 레인징 슬롯을 선택한다. 단계 S120에서 단말은 상기 선택된 레인징 코드를 상기 선택된 레인징 슬롯을 통해 기지국으로 전송한다.In step S110, the terminal selects one of the ranging codes in the appropriate subset with an equal probability. In addition, the UE selects one ranging slot with the same probability among available ranging slots on the uplink subframe. In selecting one ranging slot, the UE may use random selection or random backoff. When random selection is used, the terminal selects one ranging slot among all slots available in one frame through a uniform random process. When random backoff is used, the terminal selects one ranging slot among all slots available in the corresponding backoff window through a uniform random process. In step S120, the terminal transmits the selected ranging code to the base station through the selected ranging slot.

단계 S130에서 기지국은 레인징 코드를 성공적으로 수신했다는 것을 알리기 위하여, 수신한 레인징 코드와 이를 수신한 레인징 슬롯을 포함하는 레인징 응답 메시지(ranging response message)를 브로드캐스트(broadcast)한다. 기지국은 어떤 단말이 레인징 코드를 전송하였는지 알지 못한다. 레인징 응답 메시지에 의해 레인징 코드를 전송한 단말은 자신이 전송한 레인징 코드에 대응되는 레인징 응답 메시지를 확인할 수 있다.In step S130, the base station broadcasts a ranging response message including the received ranging code and the ranging slot in which the base station has received the ranging code. The base station does not know which terminal transmitted the ranging code. The terminal transmitting the ranging code by the ranging response message may check the ranging response message corresponding to the ranging code transmitted by the terminal.

단계 S140에서 기지국은 단말에 CDMA 할당(allocation) IE(Information Element)를 전송한다. 기지국은 상기 CDMA 할당 IE에 의하여 단말이 레인징 요청 메시지(ranging request message)를 전송할 대역폭을 제공할 수 있다. 단계 S150에서 단말은 레인징 요청 메시지를 기지국에 전송한다. 단계 S160에서 기지국은 레인징 응답 메시지를 단말에 전송하며, 이에 따라 레인징 과정이 종료된다.In step S140, the base station transmits a CDMA allocation element (IE) to the terminal. The base station may provide a bandwidth for the terminal to transmit a ranging request message by the CDMA assignment IE. In step S150, the terminal transmits a ranging request message to the base station. In step S160, the base station transmits a ranging response message to the terminal, and thus the ranging process ends.

한편, 도 6의 레인징 과정에서 경쟁 레인징 재시도(contention ranging retries) 횟수가 정의될 수 있다. 단말이 단계 S130 또는 단계 S160에서 레인징 응답 메시지를 수신하기 위하여 대기하는 동안 또는 단계 S140 에서 CDMA 할당 IE를 수신하기 위하여 대기하는 동안 타이머가 동작할 수 있다. 타이머는 단말이 전송한 레인징 코드가 다른 단말이 전송한 레인징 코드와 충돌하거나 기지국으로부터 정확하게 수신되지 못하는 경우 만료될 수 있다. 타이머가 만료되는 경우 경쟁 레인징 재시도 횟수가 1씩 증가하며, 단말은 다시 단계 S100부터 레인징 과정을 수행한다. 계속 레인징에 실패하여 경쟁 레인징 재시도 횟수가 미리 지정된 일정한 값에 도달하는 경우, 단말은 새로운 채널을 검색한다.Meanwhile, the contention ranging retries may be defined in the ranging process of FIG. 6. The timer may operate while the terminal waits to receive the ranging response message in step S130 or step S160 or while waiting for the CDMA allocation IE in step S140. The timer may expire when the ranging code transmitted by the terminal collides with the ranging code transmitted by another terminal or is not correctly received from the base station. If the timer expires, the number of contention ranging retries is increased by 1, and the terminal performs the ranging process again from step S100. If the ranging continues to fail and the number of contention retry attempts reaches a predetermined value, the terminal searches for a new channel.

또한, 상기 UCD 메시지는 기지국에 의해서 일정한 주기로 전송될 수 있다. UCD 메시지는 구성 변화 카운트(configuration change count)를 포함할 수 있으며, UCD 메시지가 변화하지 않는 이상 UCD 메시지 내의 구성 변화 카운트도 변화하지 않는다. 주어진 구성 변화 카운트를 가진 UCD 메시지 내에 정의된 버스트 프로파일을 사용하여 전송 또는 수신을 할당하는 UL-MAP 메시지는 대응되는 UCD 메시지 내의 구성 변화 카운트와 동일한 UCD 카운트 값을 가진다. UCD 메시지 내의 구성 변화 카운트는 채널 기술자(channel descriptor), 즉 버스트 프로파일의 집합이 새롭게 생성될 때마다 1 modulo 256만큼 증가된다. In addition, the UCD message may be transmitted by a base station at regular intervals. The UCD message may include a configuration change count, and the configuration change count in the UCD message does not change unless the UCD message changes. A UL-MAP message that assigns a transmission or reception using a burst profile defined in a UCD message with a given configuration change count has the same UCD count value as the configuration change count in the corresponding UCD message. The configuration change count in the UCD message is incremented by 1 modulo 256 each time a new set of channel descriptors, ie, burst profiles, are created.

단계 S200에서 단말은 기지국으로부터 SFH를 수신한다. 단말은 SFH를 통해 초기 네트워크 진입을 위한 DL 및 UL 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 얻을 수 있다. In step S200, the terminal receives the SFH from the base station. The UE may obtain system information including DL and UL parameters for initial network entry through the SFH.

단계 S210에서 단말은 임의 백오프를 사용하여 하나의 레인징 채널을 선택한다. 이때 단말은 균일 임의 과정을 통해 대응되는 백오프 창 내에서 사용 가능한 모든 레인징 채널 중 하나의 레인징 채널을 선택한다. 단계 S220에서 단말은 균일 임의 과정을 통해 레인징 프리앰블 코드를 선택한다. 단계 S230에서 단말은 선택된 레인징 프리앰블 코드를 선택된 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송한다.In step S210, the UE selects one ranging channel by using a random backoff. In this case, the terminal selects one ranging channel among all the ranging channels available in the corresponding backoff window through a uniform random process. In step S220, the terminal selects the ranging preamble code through a uniform random process. In step S230, the terminal transmits the selected ranging preamble code to the base station through the selected ranging channel.

단계 S240에서 기지국은 적어도 하나의 레인징 프리앰블 코드가 검출된 경우 레인징 ACK(Acknowledgement) 메시지를 전송한다. 레인징 ACK 메시지는 프레임 내의 모든 레인징 기회(ranging opportunity)에 데해서 성공적으로 수신되고 검출된 레인징 프리앰블 코드들에 대한 응답을 제공한다. 레인징 ACK 메시지는 ‘계속’(continue), ‘성공’(success) 및 ‘실패’(abort)의 3가지 레인징 상태 응답(ranging status response)을 포함한다. 상기 레인징 상태 응답이 ‘계속’인 경우 단말은 레인징 ACK 메시지에 따라 파라미터를 조정하고 레인징 과정을 계속 수행한다. 상기 레인징 상태 응답이 ‘실패’인 경우 단말은 레인징 실패 타이머(abort timer)를 동작시키고, 상기 레인징 실패 타이머가 만료될 때까지 레인징 과정을 수행하지 않는다.In step S240, the base station transmits a ranging acknowledgment (ACK) message when at least one ranging preamble code is detected. The ranging ACK message provides a response to the ranging preamble codes that have been successfully received and detected for every ranging opportunity in the frame. The ranging ACK message includes three ranging status responses, 'continue', 'success', and 'abort'. If the ranging status response is 'Continue', the terminal adjusts the parameter according to the ranging ACK message and continues the ranging process. If the ranging status response is 'fail', the terminal operates a ranging failure timer and does not perform a ranging process until the ranging failure timer expires.

단계 S250에서 기지국은 단말에 CDMA 할당 A-MAP IE를 전송한다. 기지국은 상기 CDMA 할당 A-MAP IE에 의하여 단말이 레인징 요청 메시지를 전송할 대역폭을 제공할 수 있다. 단계 S260에서 단말은 레인징 요청 메시지를 기지국에 전송한다. 단계 S270에서 기지국은 레인징 응답 메시지를 단말에 전송하며, 이에 따라 레인징 과정이 종료된다.In step S250, the base station transmits a CDMA assignment A-MAP IE to the terminal. The base station may provide a bandwidth for the terminal to transmit the ranging request message by the CDMA allocation A-MAP IE. In step S260, the terminal transmits a ranging request message to the base station. In step S270, the base station transmits a ranging response message to the terminal, and thus the ranging process ends.

도 6의 레인징 과정과 마찬가지로 도 7의 레인징 과정에서도 레인징 재시도 횟수가 정의될 수 있다. 단말이 단계 S240의 레인징 ACK 메시지 또는 단계 S250의 CDMA 할당 A-MAP IE 또는 단계 S270의 레인징 응답 메시지를 수신하기 위하여 대기하는 동안 타이머가 동작할 수 있다. 타이머가 만료될 때까지 레인징 ACK 메시지, CDMA 할당 A-MAP IE 또는 레인징 응답 메시지를 수신하지 못하는 경우, 단말은 다시 처음부터 레인징 과정을 수행하며, 이때 레인징 재시도 횟수가 1만큼 증가한다. 계속 레인징에 실패하여 레인징 재시도 횟수가 미리 지정된 일정한 값에 도달하는 경우, 단말은 하향링크 물리 계층 동기화(DL PHY synchronization)를 재시도한다. Like the ranging process of FIG. 6, the ranging retry count may be defined in the ranging process of FIG. 7. The timer may operate while the terminal waits to receive the ranging ACK message of step S240 or the CDMA allocation A-MAP IE of step S250 or the ranging response message of step S270. If the ranging ACK message, the CDMA allocation A-MAP IE or the ranging response message is not received until the timer expires, the terminal performs the ranging process from the beginning again, and the ranging retry count is increased by one. do. If the ranging continues to fail and the number of ranging retries reaches a predetermined value, the terminal retries DL PHY synchronization.

또한, SFH가 전송되는 경우 P-SFH는 S-SFH 스케줄링 정보, S-SFH 변화 카운트(change count), S-SFH 서브패킷(SP; subpacket) 변화 비트맵(change bitmap) 및 S-SFH 적용 홀드 지시자(application hold indicator)를 포함한다. S-SFH SP IE 내의 값들이 변화하지 않는 이상 S-SFH 변화 카운트는 변화하지 않는다. S-SFH 변화 카운트는 슈퍼프레임 번호(SFN; Superframe Number)를 S-SFH 변화 사이클(change cycle)로 나눈 나머지가 0인 특정 슈퍼프레임 내에서만 변화할 수 있다. S-SFH 변화 사이클은 S-SFH IE SP3에 의해서 지시될 수 있다. 변화된 S-SFH 변화 사이클은 다음 조건을 만족하는 슈퍼프레임까지 유지된다. S-SFH 변화 카운트는 S-SFH IE 내의 값이 변화할 때마다 1 modulo 16만큼 증가한다. S-SFH SP 변화 비트맵은 S-SFH 변화 카운트와 결합하여 대응되는 S-SFH SP IE의 상태 변화를 지시한다. S-SFH SP 변화 비트맵은 3비트일 수 있으며, 첫 번째 비트(LSB; Least Significant Bit)는 S-SFH SP1 IE, 두 번째 비트는 S-SFH SP2 IE, 세 번째 비트(MSB; Most Significant Bit)는 S-SFH SP3 IE에 각각 맵핑된다. S-SFH SP IE 내의 어떤 값이 변화한 경우, S-SFH SP 변화 비트맵 내에서 변화된 S-SFH SP IE에 대응되는 비트의 값이 1로 설정된다. S-SFH 변화 카운트가 변화한 경우에만 S-SFH SP 변화 비트맵의 값이 변할 수 있다. In addition, when the SFH is transmitted, the P-SFH holds S-SFH scheduling information, S-SFH change count, S-SFH subpacket change bitmap, and S-SFH application hold. It includes an application hold indicator. The S-SFH change count does not change unless the values in the S-SFH SP IE change. The S-SFH change count may change only within a specific superframe in which the remainder obtained by dividing the superframe number (SFN) by the S-SFH change cycle is zero. S-SFH change cycle can be indicated by S-SFH IE SP3. The changed S-SFH change cycle is maintained until the superframe satisfying the following condition. The S-SFH change count increases by 1 modulo 16 each time the value in the S-SFH IE changes. The S-SFH SP change bitmap, in conjunction with the S-SFH change count, indicates the state change of the corresponding S-SFH SP IE. The S-SFH SP change bitmap can be 3 bits, the first bit (LSB; Least Significant Bit) is S-SFH SP1 IE, the second bit is S-SFH SP2 IE, and the third bit (MSB; Most Significant Bit) ) Are mapped to S-SFH SP3 IE respectively. If any value in the S-SFH SP IE has changed, the value of the bit corresponding to the changed S-SFH SP IE in the S-SFH SP change bitmap is set to one. The value of the S-SFH SP change bitmap may change only when the S-SFH change count changes.

이하, 제안된 M2M 장치의 레인징 방법에 대해서 설명하도록 한다. 본 발명이 제안하는 레인징 방법은 복수의 M2M 장치들의 레인징 기회를 최대한 분산시킴으로써, 복수의 M2M 장치들이 레인징 시도 시에 충돌하는 것을 방지한다.Hereinafter, a ranging method of the proposed M2M device will be described. The ranging method proposed by the present invention distributes the ranging opportunities of the plurality of M2M devices as much as possible, thereby preventing the plurality of M2M devices from colliding during the ranging attempt.

표 2는 제안된 레인징 방법을 위하여 구성되는 레인징 기회 구성 파라미터의 일 예이다.Table 2 is an example of ranging opportunity configuration parameters configured for the proposed ranging method.

ValueValue	DescriptionDescription
NN	- 네트워크 부하(현재 기지국이 관리하는 M2M 장치의 개수 또는 레인징이 기대되는 M2M 장치의 개수)에 따라 기지국이 할당하는 값. - 페이징 메시지를 통해 전송되거나, M2M 장치의 아이들 모드로의 전환을 위한 시그널링을 통해 전송될 수 있다.A value assigned by the base station according to the network load (the number of M2M devices currently managed by the base station or the number of M2M devices expected to range). It may be transmitted through a paging message or through signaling for switching to the idle mode of the M2M device.
M2M Device IDM2M Device ID	- M2M 장치의 식별자(identifier)-Identifier of the M2M device
Opportunity Window Size (M)Opportunity Window Size (M)	- M2M 장치가 레인징 또는 임의 접속을 시도할 수 있는 레인징 기회창의 크기. - M2M 장치 또는 M2M 그룹 별로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.The size of the ranging opportunity window in which the M2M device may attempt ranging or random access. It may be the same or different for each M2M device or M2M group.
Opportunity Window StartOpportunity Window Start	- 레인징 기회의 시작점을 지시하는 오프셋(offset). - 레인징 기회의 시작점이 그룹 대기 시간(group waiting time) 등의 다른 요소에 의해 정의되는 경우 생략될 수 있다.An offset indicating the starting point of the ranging opportunity. May be omitted if the starting point of the ranging opportunity is defined by other factors such as group waiting time.

도 8을 참조하면, 레인징 기회 창의 시작점은 M2M 장치가 속한 M2M 그룹의 그룹 접속 시간(group access time) 또는 그룹 대기 시간이 만료된 시점일 수 있다. 또는, 레인징 기회 창의 시작점은 본 발명에 의해서 구성되는 레인징 기회 구성 파라미터 중 기회 창 시작(opportunity window start) 파라미터를 기반으로 결정될 수 있다. 즉, 기회 창 시작 파라미터에 의해 결정되는 오프셋 값에 따라 레인징 기회 창의 시작점이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 8, a starting point of a ranging opportunity window may be a time point when a group access time or a group waiting time of an M2M group to which an M2M device belongs is expired. Alternatively, the starting point of the ranging opportunity window may be determined based on an opportunity window start parameter among the ranging opportunity configuration parameters configured by the present invention. That is, the starting point of the ranging opportunity window may be determined according to the offset value determined by the opportunity window starting parameter.

M2M 장치의 레인징 기회는 시간 영역(time domain)에서 (M2M 장치 ID) modulo N인 위치로 결정될 수 있다. 레인징 기회 창의 크기에 따라 M2M 장치가 레인징을 시도할 수 있는 레인징 기회가 여러 번 발생할 수 있다. 이때 M2M 장치는 해당하는 복수의 레인징 기회 중에서 하나의 레인징 기회를 임의로 선택하여 레인징을 시도한다. 즉, M2M 장치는 레인징 기회의 크기 범위 내에서 M2M Device ID modulo N의 배수의 레인징 기회 중 어느 하나의 레인징 기회를 임의 선택하여 레인징을 시도한다. 도 8에서는 3번의 레인징 기회 중 2번째 레인징 기회에서 레인징을 시도하는 것을 예시로 하고 있다. 한편, 본 실시예에서 M2M 장치 ID는 본 발명을 위하여 네트워크 진입 시 또는 아이들 모드 진입 시에 할당되는 별도의 값이거나, 아이들 모드 동안의 M2M 장치의 ID인 DID(deregistration identifier) 또는 연결 모드 동안의 M2M 장치의 ID인 STID(station identifier) 중 어느 하나일 수도 있다.The ranging opportunity of the M2M device may be determined as a position that is (M2M device ID) modulo N in the time domain. Depending on the size of the ranging opportunity window, there may be several ranging opportunities for the M2M device to attempt ranging. At this time, the M2M device attempts ranging by randomly selecting one ranging opportunity from a plurality of corresponding ranging opportunities. That is, the M2M device attempts ranging by randomly selecting any one of the ranging opportunities within a multiple of the M2M Device ID modulo N within the range of the ranging opportunities. In FIG. 8, the ranging is attempted at the second ranging opportunity of the three ranging opportunities. Meanwhile, in the present embodiment, the M2M device ID is a separate value assigned at the time of entering the network or the idle mode for the present invention, or is a DID (deregistration identifier) which is the ID of the M2M device during the idle mode or the M2M during the connected mode. It may be any one of a station identifier (STID) which is an ID of the device.

도 9를 참조하면, 3개의 M2M 장치가 1개의 M2M 그룹을 구성하는 것으로 가정한다. 기지국은 M2M 그룹 단위로 페이징 메시지를 전송하며, 해당 M2M 그룹에 속한 모든 M2M 장치는 기지국으로부터 페이징 메시지를 받은 경우 레인징을 수행하여야 함을 인식한다. 한편, 레인징 기회 구성 파라미터 중 레인징 기회 창의 크기(M)가 모든 M2M 장치에 대하여 동일한 경우, M은 시스템 정보(system information)를 통해 전송될 수 있다.Referring to FIG. 9, it is assumed that three M2M devices constitute one M2M group. The base station transmits a paging message in M2M group units, and recognizes that all M2M devices belonging to the corresponding M2M group should perform ranging when the paging message is received from the base station. Meanwhile, when the ranging opportunity window size M of the ranging opportunity configuration parameters is the same for all M2M devices, M may be transmitted through system information.

M2M 그룹에 속한 M2M 장치는 기지국으로부터 레인징 기회 구성 파라미터를 수신한다. M2M 장치는 레인징 기회 구성 파라미터를 단계 S100의 네트워크 진입 단계에서 수신하거나, 단계 S101의 아이들 모드 진입 단계에서 수신할 수 있다. 상기 레인징 기회 구성 파라미터는 표 2에서 설명한 바와 같이 N, M2M 장치 ID, M, 기회 창 시작 파라미터 등을 포함할 수 있다.The M2M device belonging to the M2M group receives the ranging opportunity configuration parameter from the base station. The M2M device may receive the ranging opportunity configuration parameter in the network entry step of step S100 or in the idle mode entry step of step S101. The ranging opportunity configuration parameter may include N, M2M device ID, M, opportunity window start parameter, etc. as described in Table 2.

단계 S120에서 M2M 장치는 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신한다. 페이징 메시지는 M2M 장치를 포함하는 M2M 그룹 내의 모든 M2M 장치로 전송된다. 한편, 상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 페이징 메시지를 통해 전송될 수 있다.In step S120, the M2M device receives a paging message from the base station. The paging message is sent to all M2M devices in the M2M group including the M2M devices. Meanwhile, the ranging opportunity configuration parameter may be transmitted through the paging message.

단계 S130에서 페이징 메시지를 수신한 M2M 장치는 기지국으로 레인징을 시도한다. 이때 도 8에서 설명한 레인징 방법이 적용될 수 있다. 즉, M2M 장치는 레인징 기회의 크기 범위 내에서 M2M Device ID modulo N의 배수의 레인징 기회 중 어느 하나의 레인징 기회를 임의 선택하여 레인징을 시도한다.After receiving the paging message in step S130, the M2M device attempts ranging to the base station. In this case, the ranging method described in FIG. 8 may be applied. That is, the M2M device attempts ranging by randomly selecting any one of the ranging opportunities within a multiple of the M2M Device ID modulo N within the range of the ranging opportunities.

표 3은 제안된 레인징 방법을 위하여 구성되는 레인징 기회 구성 파라미터의 또 다른 예이다.Table 3 is another example of ranging opportunity configuration parameters configured for the proposed ranging method.

ValueValue	DescriptionDescription
Opportunity Window Size (M)Opportunity Window Size (M)	- M2M 장치가 레인징 또는 임의 접속을 시도할 수 있는 레인징 기회창의 크기. - M2M 장치 또는 M2M 그룹 별로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.The size of the ranging opportunity window in which the M2M device may attempt ranging or random access. It may be the same or different for each M2M device or M2M group.
M2M Device IDM2M Device ID	- M2M 장치의 식별자(identifier)-Identifier of the M2M device
Opportunity Window StartOpportunity Window Start	- 레인징 기회의 시작점을 지시하는 오프셋(offset). - 레인징 기회의 시작점이 그룹 대기 시간(group waiting time) 등의 다른 요소에 의해 정의되는 경우 생략될 수 있다.An offset indicating the starting point of the ranging opportunity. May be omitted if the starting point of the ranging opportunity is defined by other factors such as group waiting time.

도 10을 참조하면, 레인징 기회 창의 시작점은 M2M 장치가 속한 M2M 그룹의 그룹 접속 시간 또는 그룹 대기 시간이 만료된 시점일 수 있다. 또는, 레인징 기회 창의 시작점은 본 발명에 의해서 구성되는 레인징 기회 구성 파라미터 중 기회 창 시작 파라미터를 기반으로 결정될 수 있다. 즉, 기회 창 시작 파라미터에 의해 결정되는 오프셋 값에 따라 레인징 기회 창의 시작점이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 10, a starting point of a ranging opportunity window may be a time point when a group access time or a group waiting time of an M2M group to which an M2M device belongs is expired. Alternatively, the starting point of the ranging opportunity window may be determined based on the opportunity window starting parameter among the ranging opportunity configuration parameters configured by the present invention. That is, the starting point of the ranging opportunity window may be determined according to the offset value determined by the opportunity window starting parameter.

M2M 장치의 레인징 기회는 시간 영역에서 (M2M 장치 ID) modulo M인 위치로 결정될 수 있다. 도 8과는 달리 도 10에서 M2M 장치는 M2M 장치 ID를 M으로 나눈 나머지에 해당하는 위치에서 레인징을 시도한다. 이때 M은 시작 값(start value)과 종료 값(end value)으로 표현할 수 있다. 시작 값은 레인징 기회 창의 시작점으로 0, 종료 값은 레인징 기회 창의 종료점으로 M일 수 있다. M이 이와 같이 표현되는 경우 M2M 장치들의 경쟁 기반 레인징에서 충돌을 피하기 위하여 레인징 기회 창의 크기를 2배씩 증가시키는 개념은 적용되지 않는다. 또는, 경쟁 기반 레인징에서 충돌을 피하기 위하여 레인징 기회 창의 크기를 2배씩 증가시키는 개념이 적용되는 경우, 종료 값은 레인징 기회 창의 크기를 증가시킬 수 있는 범위에 대한 종료 값일 수 있다. The ranging opportunity of the M2M device may be determined as a position that is modulo M (M2M device ID) in the time domain. Unlike FIG. 8, in FIG. 10, the M2M device attempts ranging at a position corresponding to the remainder obtained by dividing the M2M device ID by M. FIG. In this case, M may be expressed as a start value and an end value. The start value may be 0 as the starting point of the ranging opportunity window and the end value may be M as the end point of the ranging opportunity window. If M is expressed in this manner, the concept of doubling the size of the ranging opportunity window does not apply to avoid collisions in contention-based ranging of M2M devices. Alternatively, when the concept of doubling the size of the ranging opportunity window is applied to avoid collisions in competition-based ranging, the end value may be an end value for a range in which the size of the ranging opportunity window may be increased.

도 11을 참조하면, 3개의 M2M 장치가 1개의 M2M 그룹을 구성하는 것으로 가정한다. 기지국은 M2M 그룹 단위로 페이징 메시지를 전송하며, 해당 M2M 그룹에 속한 모든 M2M 장치는 기지국으로부터 페이징 메시지를 받은 경우 레인징을 수행하여야 함을 인식한다. 한편, 레인징 기회 구성 파라미터 중 레인징 기회 창의 크기(M)가 모든 M2M 장치에 대하여 동일한 경우, M은 시스템 정보를 통해 전송될 수 있다.Referring to FIG. 11, it is assumed that three M2M devices constitute one M2M group. The base station transmits a paging message in M2M group units, and recognizes that all M2M devices belonging to the corresponding M2M group should perform ranging when the paging message is received from the base station. Meanwhile, when the ranging opportunity window size M of the ranging opportunity configuration parameters is the same for all M2M devices, M may be transmitted through system information.

M2M 그룹에 속한 M2M 장치는 기지국으로부터 레인징 기회 구성 파라미터를 수신한다. M2M 장치는 레인징 기회 구성 파라미터를 단계 S200의 네트워크 진입 단계에서 수신하거나, 단계 S201의 아이들 모드 진입 단계에서 수신할 수 있다. 상기 레인징 기회 구성 파라미터는 표 3에서 설명한 바와 같이 M, M2M 장치 ID, 기회 창 시작 파라미터 등을 포함할 수 있다. 이때 M은 시작 값과 종료 값으로 표현할 수 있다. 시작 값은 레인징 기회 창의 시작점으로 0, 종료 값은 레인징 기회 창의 종료점으로 M일 수 있다. 또는, 경쟁 기반 레인징에서 충돌을 피하기 위하여 레인징 기회 창의 크기를 2배씩 증가시키는 개념이 적용되는 경우, 종료 값은 레인징 기회 창의 크기를 증가시킬 수 있는 범위에 대한 종료 값일 수 있다. The M2M device belonging to the M2M group receives the ranging opportunity configuration parameter from the base station. The M2M device may receive the ranging opportunity configuration parameter in the network entry step of step S200 or in the idle mode entry step of step S201. The ranging opportunity configuration parameter may include an M, an M2M device ID, an opportunity window start parameter, and the like as described in Table 3. In this case, M may be expressed as a start value and an end value. The start value may be 0 as the starting point of the ranging opportunity window and the end value may be M as the end point of the ranging opportunity window. Alternatively, when the concept of doubling the size of the ranging opportunity window is applied to avoid collisions in competition-based ranging, the end value may be an end value for a range in which the size of the ranging opportunity window may be increased.

단계 S220에서 M2M 장치는 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신한다. 페이징 메시지는 M2M 장치를 포함하는 M2M 그룹 내의 모든 M2M 장치로 전송된다. 한편, 상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 페이징 메시지를 통해 전송될 수 있다.In step S220, the M2M device receives a paging message from the base station. The paging message is sent to all M2M devices in the M2M group including the M2M devices. Meanwhile, the ranging opportunity configuration parameter may be transmitted through the paging message.

단계 S230에서 페이징 메시지를 수신한 M2M 장치는 기지국으로 레인징을 시도한다. 이때 도 10에서 설명한 레인징 방법이 적용될 수 있다. 즉, M2M 장치는 레인징 기회의 크기 범위 내에서 M2M Device ID modulo M에 해당하는 레인징 기회에서 레인징을 시도한다.After receiving the paging message in step S230, the M2M device attempts ranging to the base station. In this case, the ranging method described in FIG. 10 may be applied. That is, the M2M device attempts ranging at the ranging opportunity corresponding to the M2M Device ID modulo M within the range of the ranging opportunity.

기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; Radio Frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.The base station 800 includes a processor 810, a memory 820, and a radio frequency unit (RF) 830. Processor 810 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 810. The memory 820 is connected to the processor 810 and stores various information for driving the processor 810. The RF unit 830 is connected to the processor 810 to transmit and / or receive a radio signal.

M2M 장치(900)는 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.The M2M device 900 includes a processor 910, a memory 920, and an RF unit 930. Processor 910 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 910. The memory 920 is connected to the processor 910 and stores various information for driving the processor 910. The RF unit 930 is connected to the processor 910 to transmit and / or receive a radio signal.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 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 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.

Processors

810 and 910 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices. The

memory

820, 920 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device. The

RF unit

830 and 930 may include a baseband circuit for processing a radio signal. When the embodiment is implemented in software, 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 the

memory

820, 920 and executed by the

processor

810, 910. The

memories

820 and 920 may be inside or outside the

processors

810 and 910, and may be connected to the

processors

810 and 910 by various well-known means.

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. In the exemplary system described above, the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps than those described above. Can be. In addition, those skilled in the art will appreciate that the steps shown in the flowcharts are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The above-described embodiments include examples of various aspects. While not all possible combinations may be described to represent the various aspects, one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, the invention is intended to embrace all other replacements, modifications and variations that fall within the scope of the following claims.

Claims

무선 통신 시스템에서 M2M(Machine-to-Machine) 장치에 의한 레인징(ranging) 방법에 있어서,
기지국으로부터 상기 M2M 장치의 M2M 장치 ID(identifier)를 포함하는 레인징 기회(ranging opportunity) 구성 파라미터를 수신하고,
상기 기지국으로부터 페이징 메시지(paging message)를 수신하고,
상기 M2M 장치 ID에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통해 획득한 레인징 기회에서 상기 기지국으로 레인징을 시도하는 것을 포함하는 레인징 방법.In the ranging method by a machine-to-machine (M2M) in a wireless communication system,
Receiving a ranging opportunity configuration parameter including an M2M device identifier of the M2M device from a base station,
Receiving a paging message from the base station,
And ranging to the base station at a ranging opportunity obtained through a modulo operation on the M2M device ID.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 네트워크 부하(network load)에 따라 상기 기지국에 의하여 할당되는 N을 포함하고,
상기 레인징 기회는 시간 영역(time domain)에서 (M2M 장치 ID) modulo N의 연산을 통해 획득한 복수의 레인징 기회 중 임의로 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
The ranging opportunity configuration parameter includes N allocated by the base station according to a network load,
And the ranging opportunity is any one selected from a plurality of ranging opportunities obtained through operation of a (M2M device ID) modulo N in a time domain.
제 2 항에 있어서,
상기 N은 상기 기지국이 관리하는 M2M 장치들의 개수 또는 상기 기지국으로 레인징이 기대되는 M2M 장치들의 개수 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 2,
And N is either the number of M2M devices managed by the base station or the number of M2M devices that are expected to be ranging to the base station.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치가 레인징을 시도할 수 있는 레인징 기회 창(window)의 크기 M을 포함하고,
상기 레인징 기회는 시간 영역에서 (M2M 장치 ID) modulo M의 연산을 통해 획득한 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
The ranging opportunity configuration parameter includes a size M of a ranging opportunity window within which the M2M device can attempt ranging;
And the ranging opportunity is obtained by calculating (M2M device ID) modulo M in a time domain.
제 1 항에 있어서,
상기 M은 시작 값(start value)과 종료 값(end value)으로 표현되는 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
And the M is expressed by a start value and an end value.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 레인징 기회 창의 시작점을 지시하는 레인징 기회 창 시작 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
And the ranging opportunity configuration parameter includes a ranging opportunity window starting parameter indicating a starting point of a ranging opportunity window.
제 1 항에 있어서,
상기 M2M 장치 ID는 아이들 모드(idle mode) 동안의 장치 ID인 DID(deregistration ID) 또는 연결 모드(connected mode) 동안의 장치 ID인 STID(station ID) 또는 상기 기지국으로부터 할당된 별도의 값 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
The M2M device ID is any one of a device ID during a idle mode, a station ID (DID), a device ID during a connected mode, or a separate value assigned from the base station. Ranging method.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치의 네트워크 진입(network entry) 시에 수신되는 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
And the ranging opportunity configuration parameter is received at a network entry of the M2M device.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치가 아이들 모드(idle) 진입 시에 수신되는 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
And the ranging opportunity configuration parameter is received when the M2M device enters an idle mode.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 페이징 메시지에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 레인징 방법.The method of claim 1,
And the ranging opportunity configuration parameter is included in the paging message.
무선 통신 시스템에서,
무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
기지국으로부터 상기 M2M 장치의 M2M 장치 ID(identifier)를 포함하는 레인징 기회(ranging opportunity) 구성 파라미터를 수신하고,
상기 기지국으로부터 페이징 메시지(paging message)를 수신하고,
상기 M2M 장치 ID에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통해 획득한 레인징 기회에서 상기 기지국으로 레인징을 시도하도록 구성되는 M2M(Machine-to-Machine) 장치.In a wireless communication system,
RF (Radio Frequency) unit for transmitting or receiving a radio signal; And
Including a processor connected to the RF unit,
The processor,
Receiving a ranging opportunity configuration parameter including an M2M device identifier of the M2M device from a base station,
Receiving a paging message from the base station,
Machine-to-Machine (M2M) device configured to attempt ranging to the base station at a ranging opportunity obtained through a modulo operation on the M2M device ID.
제 11 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 네트워크 부하(network load)에 따라 상기 기지국에 의하여 할당되는 N을 포함하고,
상기 레인징 기회는 시간 영역(time domain)에서 (M2M 장치 ID) modulo N의 연산을 통해 획득한 복수의 레인징 기회 중 임의로 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 M2M 장치.The method of claim 11,
The ranging opportunity configuration parameter includes N allocated by the base station according to a network load,
The ranging opportunity is any one selected from a plurality of ranging opportunities obtained through the operation of the (M2M device ID) modulo N in the time domain (M2M device).
제 12 항에 있어서,
상기 N은 상기 기지국이 관리하는 M2M 장치들의 개수 또는 상기 기지국으로 레인징이 기대되는 M2M 장치들의 개수 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 M2M 장치.The method of claim 12,
The N2 M2M device, characterized in that any one of the number of M2M devices managed by the base station or the number of M2M devices that are expected to range to the base station.
제 11 항에 있어서,
상기 레인징 기회 구성 파라미터는 상기 M2M 장치가 레인징을 시도할 수 있는 레인징 기회 창(window)의 크기 M을 포함하고,
상기 레인징 기회는 시간 영역에서 (M2M 장치 ID) modulo M의 연산을 통해 획득한 것을 특징으로 하는 M2M 장치.The method of claim 11,
The ranging opportunity configuration parameter includes a size M of a ranging opportunity window within which the M2M device can attempt ranging;
The ranging opportunity is obtained by calculating a modulo M (M2M device ID) in the time domain.