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特許5852100無線接続システムにおける端末識別子(STID)割当方法及び装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5852100
(24)【登録日】2015年12月11日
(45)【発行日】2016年2月3日
(54)【発明の名称】無線接続システムにおける端末識別子(STID)割当方法及び装置
(51)【国際特許分類】
   H04W 72/04 20090101AFI20160114BHJP
   H04W 8/26 20090101ALI20160114BHJP
【FI】
   H04W72/04
   H04W8/26
【請求項の数】4
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2013-507891(P2013-507891)
(86)(22)【出願日】2011年4月29日
(65)【公表番号】特表2013-527697(P2013-527697A)
(43)【公表日】2013年6月27日
(86)【国際出願番号】KR2011003234
(87)【国際公開番号】WO2011136620
(87)【国際公開日】20111103
【審査請求日】2014年4月23日
(31)【優先権主張番号】61/329,534
(32)【優先日】2010年4月29日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502032105
【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(72)【発明者】
【氏名】キム, ジョンキ
(72)【発明者】
【氏名】ユク, ヨンソ
(72)【発明者】
【氏名】パク, ジウォン
(72)【発明者】
【氏名】リュ, キソン
(72)【発明者】
【氏名】リ, ジン
【審査官】 倉本 敦史
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2006/105333(WO,A1)
【文献】 MTC group subscription,3GPP TSG SA WG2 Meeting #78 TD S2-101083,2010年 2月16日,pp.1-5
【文献】 Proposal of Different CRC Masks for Concatenated Subband Assignment A-MAP IEs (16.3.6.5.2.4),IEEE C802.16m-10/0041,2010年 3月16日,pp.1-8
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04W 4/00−99/00
3GPP TSG RAN WG1−4
SA WG1−2
CT WG1
IEEE 802.16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線接続システムにおける機器間(M2M)通信のための方法であって、
該方法は、
M2M装置により、該M2M装置が属するM2Mグループに関連する識別情報であるM2Mグループ識別子(MGID)を基地局から受信することと、
該M2M装置により、該MGIDを循環冗長検査(CRC)マスクに適用することと、
該M2M装置により、該CRCマスクに基づいてA−MAP IE(advanced map information element)の形態のメッセージをデコーディングすることと
を含み、該CRCマスクは、該MGIDに対して設定されたマスキングコード、タイプ指示子およびマスキングプレフィックスを含む、方法。
【請求項2】
前記MGIDのサイズは12ビットである、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記MGIDは、前記基地局から登録応答(REG−RSP)メッセージを介して送信される、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
無線接続システムにおける機器間(M2M)装置であって、
該M2M装置は、
無線信号を送信および受信するように構成されたRF(radio frequency)部と、
RF部に動作可能に結合された制御部
を備え、
該制御部は、
該M2M装置が属するM2Mグループに関連する識別情報であるM2Mグループ識別子(MGID)を基地局から受信することと
該MGIDを循環冗長検査(CRC)マスクに適用することと
該CRCマスクに基づいてA−MAP IE(advanced map information element)の形態のメッセージをデコーディングすることと
を行うように構成され、該CRCマスクは、該MGIDに対して設定されたマスキングコード、タイプ指示子およびマスキングプレフィックスを含む、M2M装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線接続システムに関し、特に、M2M通信をサポートするシステムにおけるM2M端末に端末識別子を割り当てるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
M2M端末(M2M device)にダウンリンクまたはアップリンクのリソースを割り当てるために、基地局は該当端末のタイプを知らなければならない。M2Mシステムでは既存システム(802.16eまたは802.16m)より多い(数百〜数千倍程度)端末がセル内に存在することができる。
【0003】
このようにセル内に多い端末が存在する場合、既存システムで使用したアドレッシング(addressing)方法(12ビットのSTID)は、多い端末を収容することができないおそれもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、M2M通信をサポートするシステムにおいて、初期ネットワーク進入(initial network entry)を介してM2Mグループ識別子及びM2M端末識別子を割り当てる方法、並びに割り当てられたグループまたは端末識別子を管理するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、無線接続システムにおける基地局と初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介して端末識別子を割り当てるための方法において、機器間通信をサポートする端末であることを示す制御情報を基地局に送信するステップ;及び、端末が属するグループを示す第1の識別子及び前記グループに属する各端末を示す第2の識別子のうち少なくとも一つを含む第1のメッセージを前記基地局から受信するステップ;を含んで行われる。
【0006】
また、前記端末は、機器間通信をサポートするM2M(Machine to Machine)端末であることを特徴とする。
【0007】
また、前記第1の識別子は、M2Mグループ識別子(M2M group identifier)であり、前記第2の識別子は、M2M端末識別子(M2M device identifier)であることを特徴とする。
【0008】
また、前記制御情報は、前記基地局と初期レンジング過程(initial ranging procedure)を介して前記基地局に送信されることを特徴とする。
【0009】
また、前記制御情報は、初期レンジングコードであり、M2M端末に割り当てられる初期レンジングコードセット(initial ranging code set)を含む第2のメッセージを前記基地局から受信するステップ;及び、前記受信された初期レンジングコードセットのうちいずれか一つを前記基地局に送信するステップ;をさらに含むことを特徴とする。
【0010】
また、前記制御情報は、初期レンジングコードであり、M2M端末に割り当てられる初期レンジング領域情報を前記基地局から受信するステップ;及び、前記受信された初期レンジング領域情報を介して前記初期レンジングコードを前記基地局に送信するステップ;をさらに含むことを特徴とする。
【0011】
また、前記第2のメッセージは、スーパーフレームヘッダ(Super Frame Header;SFH)であることを特徴とする。
【0012】
また、前記制御情報は、前記基地局と基本能力交渉(Basci Capability Negotiation)過程を介して前記基地局に送信されることを特徴とする。
【0013】
また、前記制御情報は、前記基地局と登録(Register)手順を介して前記基地局に送信されることを特徴とする。
【0014】
また、前記第1のメッセージは、登録応答メッセージ(REG−RSP message)であることを特徴とする。
【0015】
また、前記第1のメッセージは、マップ情報要素(A−MAP IE)であり、前記第1の識別子は、循環重複(または冗長)検査(Cyclic Redundancy Check;CRC)マスキングを介して割り当てられることを特徴とする。
【0016】
また、前記循環重複検査マスキングは、マスキングプレフィックス(masking prefix)、メッセージタイプ指示子(message type indicator)、及びマスキングコード(masking code)で構成されることを特徴とする。
【0017】
また、前記第1の識別子は、前記マスキングプレフィックス及びメッセージタイプ指示子のうち少なくとも一つの値に基づいて前記マスキングコードのうち一部または全部が割り当てられることを特徴とする。
【0018】
また、前記第1のメッセージは、前記端末が属するグループの個数情報及び各グループに属する端末の個数情報をさらに含むことを特徴とする。
【0019】
また、前記第2の識別子の長さは、log(各グループで収容可能な総端末の数)の値より小さい値のうち一番大きい自然数であることを特徴とする。
【0020】
また、前記第1のメッセージは、M2Mユニキャスト割当マップ情報要素(M2M unicast allocation A−MAP IE)であることを特徴とする。
【0021】
また、本発明は、無線接続システムにおける基地局と初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介して端末識別子を割り当てるための端末において、外部と無線信号を送受信するための無線通信部;及び、前記無線通信部に連結される制御部;を含み、前記制御部は、機器間通信をサポートする端末であることを示す制御情報を基地局に送信するように前記無線通信部を制御し、端末が属するグループを示す第1の識別子及び前記グループに属する各端末を示す第2の識別子のうち少なくとも一つを含む第1のメッセージを前記基地局から受信するように前記無線通信部を制御することを特徴とする。
【0022】
前記第1の識別子は、M2Mグループ識別子(M2M group identifier)であり、前記第2の識別子は、M2M端末識別子(M2M device identifier)であることを特徴とする。また、前記制御情報は、前記基地局と初期レンジング過程(initial ranging procedure)を介して前記基地局に送信されることを特徴とする。
(項目1)
無線接続システムにおける基地局と初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介して端末識別子を割り当てるための方法において、
機器間通信をサポートする端末であることを示す制御情報を基地局に送信するステップ;及び、
端末が属するグループを示す第1の識別子及び前記グループに属する各端末を示す第2の識別子のうち少なくとも一つを含む第1のメッセージを前記基地局から受信するステップ;
を含んで行われることを特徴とする方法。
(項目2)
前記端末は、機器間通信をサポートするM2M(Machine to Machine)端末であることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目3)
前記第1の識別子は、M2Mグループ識別子(M2M group identifier)であり、前記第2の識別子は、M2M端末識別子(M2M device identifier)であることを特徴とする項目2に記載の方法。
(項目4)
前記制御情報は、前記基地局と初期レンジング過程(initial ranging procedure)を介して前記基地局に送信されることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目5)
前記制御情報は、初期レンジングコードであり、M2M端末に割り当てられる初期レンジングコードセット(initial ranging code set)を含む第2のメッセージを前記基地局から受信するステップ;及び、前記受信された初期レンジングコードセットのうちいずれか一つを前記基地局に送信するステップ;をさらに含むことを特徴とする項目4に記載の方法。
(項目6)
前記制御情報は、初期レンジングコードであり、M2M端末に割り当てられる初期レンジング領域情報を前記基地局から受信するステップ;及び、前記受信された初期レンジング領域情報を介して前記初期レンジングコードを前記基地局に送信するステップ;をさらに含むことを特徴とする項目4に記載の方法。
(項目7)
前記第2のメッセージは、スーパーフレームヘッダ(Super Frame Header;SFH)であることを特徴とする項目5に記載の方法。
(項目8)
前記制御情報は、前記基地局と基本能力交渉(Basci Capability Negotiation)過程を介して前記基地局に送信されることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目9)
前記制御情報は、前記基地局と登録(Register)手順を介して前記基地局に送信されることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目10)
前記第1のメッセージは、登録応答メッセージ(REG−RSP message)であることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目11)
前記第1のメッセージは、マップ情報要素(A−MAP IE)であり、前記第1の識別子は、循環重複(または冗長)検査(Cyclic Redundancy Check;CRC)マスキングを介して割り当てられることを特徴とする項目3に記載の方法。
(項目12)
前記循環重複検査マスキングは、マスキングプレフィックス(masking prefix)、メッセージタイプ指示子(message type indicator)、及びマスキングコード(masking code)で構成されることを特徴とする項目11に記載の方法。
(項目13)
前記第1の識別子は、前記マスキングプレフィックス及びメッセージタイプ指示子のうち少なくとも一つの値に基づいて前記マスキングコードのうち一部または全部が割り当てられることを特徴とする項目12に記載の方法。
(項目14)
前記第1のメッセージは、前記端末が属するグループの個数情報及び各グループに属する端末の個数情報をさらに含むことを特徴とする項目3に記載の方法。
(項目15)
前記第2の識別子の長さは、log(各グループで収容可能な総端末の数)の値より小さい値のうち一番大きい自然数であることを特徴とする項目14に記載の方法。
(項目16)
前記第1のメッセージは、M2Mユニキャスト割当マップ情報要素(M2M unicast allocation A−MAP IE)であることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目17)
無線接続システムにおける基地局と初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介して端末識別子を割り当てるための端末において、
外部と無線信号を送受信するための無線通信部;及び、
前記無線通信部に連結される制御部;を含み、
前記制御部は、
機器間通信をサポートする端末であることを示す制御情報を基地局に送信するように前記無線通信部を制御し、端末が属するグループを示す第1の識別子及び前記グループに属する各端末を示す第2の識別子のうち少なくとも一つを含む第1のメッセージを前記基地局から受信するように前記無線通信部を制御することを特徴とする端末。
(項目18)
前記第1の識別子は、M2Mグループ識別子(M2M group identifier)であり、前記第2の識別子は、M2M端末識別子(M2M device identifier)であることを特徴とする項目17に記載の端末。
(項目19)
前記制御情報は、前記基地局と初期レンジング過程(initial ranging procedure)を介して前記基地局に送信されることを特徴とする項目17に記載の端末。
(項目20)
前記制御情報は、初期レンジングコードであり、前記制御部は、M2M端末に割り当てられる初期レンジングコードセット(initial ranging code set)を含む第2のメッセージを前記基地局から受信するように前記無線通信部を制御し、前記受信された初期レンジングコードセットのうちいずれか一つを前記基地局に送信するように前記無線通信部を制御することを特徴とする項目19に記載の端末。
【発明の効果】
【0023】
本発明は、M2M通信をサポートするシステムにおける初期ネットワーク進入(initial network entry)を介してM2Mグループ識別子及びM2M端末識別子の割当方法を提供することによって、セル内の多いM2M端末に効率的にSTIDを割り当てることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】無線通信システムを示すブロック図である。
図2】無線接続システムにおける端末と基地局の内部ブロック図を示す。
図3】無線通信システムで初期接続(initial access)方法を示す流れ図である。
図4】本発明の一実施例に係るM2M端末に割り当てられるM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の関係を示す一例である。
図5】本発明の一実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
図6】本発明の他の実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
図7】本発明の他の実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
図8】本発明の他の実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下の技術は、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)などのような多様な無線通信システムに使われることができる。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)やCDMA2000のような無線技術(radio technology)で具現されることができる。TDMAは、GSM(登録商標)(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM(登録商標) Evolution)のような無線技術で具現されることができる。OFDMAは、IEEE802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802−20、E−UTRA(Evolved UTRA)などのような無線技術で具現されることができる。IEEE802.16mは、IEEE802.16eの進化であり、IEEE802.16eに基づいているシステムとの後方互換性(backward compatibility)を提供する。
【0026】
UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)の一部である。3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution)は、E−UTRA(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access)を使用するE−UMTS(Evolved UMTS)の一部であり、ダウンリンクでOFDMAを採用し、アップリンクでSC−FDMAを採用する。LTE−A(Advanced)は、3GPP LTEの進化である。
【0027】
説明を明確にするために、IEEE802.16mを中心に記述するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
【0028】
図1は、無線通信システムを示すブロック図である。
【0029】
無線通信システムは、音声、パケットデータなどのような多様な通信サービスを提供するために広く配置される。
【0030】
図1を参照すると、無線通信システムは、端末(Mobile station;MS)10及び基地局(Base Station;BS)20を含む。端末10は、固定されたり移動性を有することができ、UE(User Equipment)、UT(User Terminal)、SS(Subscriber Station)、無線機器(Wireless Device)、AMS(Advanced Mobile Station)等、他の用語で呼ばれることもある。
【0031】
基地局20は、一般的に端末10と通信する固定局(fixed station)を意味し、ノードB(NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、アクセスポイント(Access Point)等、他の用語で呼ばれることもある。一つの基地局20には一つ以上のセルが存在することができる。
【0032】
無線通信システムは、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)ベースのシステムである。
【0033】
OFDMは、複数の直交副搬送波を用いる。OFDMは、IFFT(inverse fast Fourier Transform)とFFT(fast Fourier Transform)との間の直交性特性を用いる。送信機でデータはIFFTを実行して送信する。受信機で受信信号に対してFFTを実行して元データを復元する。送信機は、多重副搬送波を結合するためにIFFTを使用し、受信機は、多重副搬送波を分離するために対応するFFTを使用する。
【0034】
また、スロット(slot)は最小限の可能なデータ割当ユニットであり、時間とサブチャネル(subchannel)により定義される。アップリンクで、サブチャネルは複数のタイル(tile)で構成されることができる(construct)。サブチャネルは、6タイルで構成され、アップリンクで、一つのバーストは3OFDMシンボルと1サブチャネルで構成されることができる。
【0035】
PUSC(Partial Usage of Subchannels)順列(permutation)において、各タイルは3OFDMシンボル上で4隣接する副搬送波を含むことができる。選択的に、各タイルは3OFDMシンボル上で3隣接する副搬送波を含むことができる。ビン(bin)はOFDMシンボル上で9隣接する(contiguous)副搬送波を含む。バンド(band)はビンの4行(row)のグループを意味し、AMC(Adaptive modulation and Coding)サブチャネルは同じバンドで6隣接するビンで構成される。
【0036】
図2は、無線接続システムにおける端末と基地局の内部ブロック図を示す。
【0037】
端末10は、制御部11、メモリ12、及び無線通信(RF)部13を含む。
【0038】
また、端末は、ディスプレイ部(display unit)、ユーザインターフェース部(user interface unit)等も含む。
【0039】
制御部11は、提案された機能、過程及び/または方法を具現する。無線インターフェースプロトコルの階層は、制御部11により具現されることができる。
【0040】
メモリ12は、制御部11と連結され、無線通信実行のためのプロトコルやパラメータを格納する。即ち、端末駆動システム、アプリケーション、及び一般的なファイルを格納する。
【0041】
RF部13は、制御部11と連結され、無線信号を送信及び/または受信する。
【0042】
追加的に、ディスプレイ部は、端末の多様な情報をディスプレイし、LCD(Liquid Crystal Display)、OLED(Organic Light Emitting Diodes)等、よく知られた要素を使用することができる。ユーザインターフェース部は、キーパッドやタッチスクリーンなど、よく知られたユーザインターフェースの組合わせで行われることができる。
【0043】
基地局20は、制御部21、メモリ22、及び無線通信(RF)部(radio frequency unit)23を含む。
【0044】
制御部21は、提案された機能、過程及び/または方法を具現する。
【0045】
無線インターフェースプロトコルの階層は、制御部21により具現されることができる。
【0046】
メモリ22は、制御部21と連結され、無線通信実行のためのプロトコルやパラメータを格納する。
【0047】
RF部23は、制御部21と連結され、無線信号を送信及び/または受信する。
【0048】
制御部11、21は、ASIC(application−specific integrated circuit)、他のチップセット、論理回路及び/またはデータ処理装置を含むことができる。メモリ12、22は、ROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び/または他の格納装置を含むことができる。RF部13、23は、無線信号を処理するためのベースバンド回路を含むことができる。実施例がソフトウェアで具現される時、前述した技法は前述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現されることができる。モジュールは、メモリ12、22に格納され、制御部11、21により実行されることができる。
【0049】
メモリ12、22は、制御部11、21の内部または外部にあり、よく知られた多様な手段により制御部11、21と連結されることができる。
【0050】
図3は、無線通信システムで初期接続(initial access)方法を示す流れ図である。
【0051】
図3を参照すると、端末10は、電源をオンし、初期接続をするために、まず、ダウンリンクチャネルをスキャンして接続可能な基地局を探索する。この時、端末は、初期にネットワーク地理または構成に対する情報がないため、周辺基地局の周波数をいちいちスキャンする。
【0052】
そして、端末10は、探索された基地局20からダウンリンクとアップリンクに対するシステム情報を獲得して全てのシステム設定を終えた後(S310)、図3に示すように、探索された基地局とレンジング手順を実行する。端末は、任意のCDMAレンジングコードを選択して基地局に送信するコンテンションベース(contention−based)方法で基地局とレンジングを実行してアップリンクに対する同期合わせをする(S320)。
【0053】
完全に同期合わせをするまで、基地局は、端末が補正しなければならない変数値をレンジング応答(ranging response;以下、RNG−RSPという)メッセージを介して知らせる。変数値を補正する中、レンジング応答メッセージは状態(status)が“continue”に設定され、変数値補正が終わると、基地局は、状態が“success”であるレンジング応答メッセージを送信する。
【0054】
この時、基地局20が端末10に送信するRNG−RSPメッセージには端末から受信したレンジング要求コードに基づいて基地局が計算した端末の電力オフセット情報、タイミングオフセット情報、及びデータ送受信周波数オフセット情報が含まれており、端末はこの情報に基づいて以後基地局へのデータ送信を実行する。
【0055】
レンジングコードによるレンジング要求がRNG−RSPメッセージにより成功的に遂行されたことを確認した後、端末は、レンジング要求(Ranging Request;以下、RNG−REQという)メッセージを基地局に送信し(S321)、基地局はこれに対応するRNG−RSPメッセージを端末に送信する(S322)。
【0056】
基地局からRNG−RSPメッセージを受信した端末は、基地局とのデータ送受信のために端末がサポート可能な多様なパラメータ及び認証方式に対する情報を含む端末基本機能要求(Subscriber station Basic Capability Request;以下、SBC−REQという)メッセージを基地局に送信する(S330)。
【0057】
端末からSBC−REQメッセージを受信した基地局は、SBC−REQメッセージに含まれる端末がサポートするパラメータ及び認証方式と基地局がサポートするパラメータ及び認証方式とを比較する。この比較結果、基地局は、基地局とのデータ送受信のために端末が用いるパラメータ及び認証方式を決定し、このパラメータ及び認証方式を含む端末基本機能応答(Subscriber station Basic Capability Response;以下、SBC−RSPという)メッセージを端末に送信する(S340)。
【0058】
端末は、基地局との基本能力交渉(Basic Capability negotiation)の実行を完了し、以後基地局と本格的な認証手順(Authentication Procedure)を実行する。即ち、端末と基地局は互いに認証し、認証キー(authorization key)を交換する(S350)。
【0059】
以後、端末は基地局と登録要求(Registration Request;REG−REQ)メッセージ及び登録応答(Registration Response;REG−RSP)メッセージを交換を介して基地局登録手順を実行する(S360、S370)。
【0060】
端末と基地局との登録が行われた後にIP連結(connectivity)を確立し、時刻(time of day)を確立し、その他の動作パラメータを送信する。これで、端末と基地局との間の連結がセットアップされる。
【0061】
(機器間通信(M2M))
以下、機器間通信(M2M Communication)に対して簡略に説明する。
【0062】
機器間(Machine to Machine;M2M)通信とは、表現そのまま電子装置と電子装置との間の通信を意味する。即ち、事物間の通信を意味する。一般的に、電子装置間の有線或いは無線通信や、人が制御する装置と機械間の通信を意味するが、電子装置と電子装置との間、即ち、特に機器間無線通信を意味するときに使われる。また、セルラーネットワークで使われるM2M端末は、一般的な端末より性能や能力が劣る。
【0063】
また、M2M環境の特徴は、下記の通りである。
1.セル内の多い数の端末
2.少ないデータ量
3.低い送信頻度数
4.制限された数のデータ特性
5.時間遅延に敏感でない
セル内には多い端末が存在し、端末は、端末のtype、class、service typeなどによって区分されることができる。特に、machine to machine(M2M)communication(或いは、machine type communication(MTC))が考慮される場合、全体的な端末の数は急激に増加することができる。M2M端末は、サポートするserviceによって、次のような特性を有することができる。
1.間欠的にデータを送信する。この時、周期性を有することもできる。
2.Low mobilityを有したり固定されている。
3.信号送信でのlatencyに一般的に敏感でない
前記の特性を有するセル内の多いM2M端末は、相互間にmulti−hop構成を用いたり階層的構造を用い、端末間に或いは基地局に信号を送信したり、送信を受けることができる。
【0064】
即ち、基地局から信号の送信を受けて他の階層或いは下位に存在するM2M端末にdataを送信したり、他のM2M端末から信号の送信を受けて他のM2M端末や基地局に信号を送信することができる。または、リレイでない端末間に直接通信を実行することもできる。
【0065】
このような包括的な意味のM2M端末間信号送信のために、各々のM2M端末は互いに上/下位の構造形態に連結されて信号を送信することができる。(端末間直接通信の場合は、上/下位概念がないこともあるが、上/下位概念を同じに適用して説明することも可能である)。
【0066】
一例に、ダウンリンク送信の観点で、基地局が送信した信号をMS 1が受信してこれをMS 2に送信する。そして、この時、MS 1は、MS 2だけでなく、下位の他の端末MSにも信号を送信することができる。ここで、MS 2は、MS 1の下位にある端末を意味する。
【0067】
MS 1から信号を受信したMS 2は、受信した信号を下位のMSに送信し、このような方法でMS Nまで送信する。ここで、MS 2とMS Nとの間には多い端末がmulti−hopの形態或いは階層的に連結されている。
【0068】
他の一例に、アップリンク送信の観点で、M2M端末間の信号送信のために、次のように信号を送信することができる。下位に位置するM2M端末は、上位のM2M端末を用いて他のM2M端末或いは基地局に信号を送信することができる。
【0069】
M2Mシステムで使われる用語を整理すると、下記の通りである。
【0070】
(1)Machine−to−Machine(M2M)通信:基地局を介してユーザ装置間、または基地局を介してコアネットワーク内のサーバと装置との間で人の関与無しに実行されることができる情報交換を意味する。
【0071】
(2)M2M ASN:M2Mサービスをサポートすることができるアクセスサービスネットワークを意味する。
【0072】
(3)M2M Device:M2M機能を有する(またはサポートする)端末を意味する。
【0073】
(4)M2M subscriber:M2Mサービスの消費者を意味する。
【0074】
(5)M2M Server:M2M装置と通信することができるエンティティを意味する。M2Mサーバは、M2M subscriberにより接続されることができるインターフェースを提供する。
【0075】
(6)M2M feature:M2M ASNによりサポートされるM2Mアプリケーションの独特の特性を意味する。一つ以上の特徴は、アプリケーションをサポートするために必要である。
【0076】
(7)M2Mグループ:共通及び/または同じM2M subcriberを含む、即ち、一つ以上の特徴を共有するM2M端末のグループを意味する。
【0077】
以下、本発明で提案する無線接続システムにおいて、M2M端末にSTID(Station Identifier)を割り当てる方法、割り当てられたSTIDを管理、及び割り当てられたSTIDを用いて端末にリソースを割り当てる方法に対して図面を参照して説明する。
【0078】
以下、802.16(特に、16m)システムを例示して説明するか、本発明で提案する方法が802.16mシステムでのみ限定されるものではなく、LTE、LTE−Aなどのようなシステムでも使われることができることは当然である。
【0079】
(M2MグループID(MGID)及びM2M端末(または装置)ID(MDID)定義)
機器間(M2M)通信をサポートするシステムにおいて、M2M端末(M2M device)に各M2M端末が属するM2Mグループ(M2M group)を示す第1の識別子及び前記M2Mグループに属するM2M端末を区別するための第2の識別子を割り当てる。
【0080】
ここで、第1の識別子は、セル内で各々のM2M Groupを区別するために使われる識別子を意味し、第2の識別子は、M2M deviceが属するグループで各M2M deviceを区別するために使われる識別子を意味する。即ち、第1の識別子はM2M Group IDで表現され、第2の識別子はM2M device IDで表現されることができる。
【0081】
また、第1の識別子は、第1のM2M端末ID(Primary M2M Device ID)として使われ、第2の識別子は、第2のM2M端末ID(Secondary M2M Device ID)として使われることもできる。
【0082】
以下、便宜上、第1の識別子をM2M Group IDとして使用し、第2の識別子をM2M device IDとして使用する。
【0083】
即ち、M2M端末は、初期ネットワーク進入(initial network entry)実行時、機器間通信サポートシステムから基地局との通信で使用するM2M Group ID及びM2M Device IDの割当を受ける。ここで、前記機器間通信サポートシステムは、基地局またはネットワークに連結されたネットワークエンティティ(network entity)を意味し、前記ネットワークエンティティは一例に過ぎず、M2Mサーバであってもよい。
【0084】
図4は、本発明の一実施例に係るM2M端末に割り当てられるM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の関係を示す一例である。
【0085】
図4を参照すると、M2M Group ID(MGID)が1からNまで割り当てられた。各M2Mグループには前記グループに属する各M2M端末のM2M Device ID(MDID)が含まれている。即ち、図4に示すように、MGID 1はMDID 1〜AまでA個のMDIDが割り当てられ、...、MGID NはMDID 1〜ZまでZ個のMDIDが割り当てられた。ここで、互いに異なるM2Mグループに属するM2M端末のIDは互いに同じである。
【0086】
以下、M2M端末に対するM2M Group ID及びM2M device IのD割当方法に対して具体的に説明する。
【0087】
図5は、本発明の一実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2M Group ID及びM2M Device IDの割当を受けることを示す。
【0088】
S510〜S520(S521、S522)、S540〜S560は、S310〜S320(S321、S322)、S340〜S360ステップと同様であるため、同じ部分に対する説明は省略し、相違部分に対してのみ説明する。
【0089】
図5を参照すると、初期ネットワーク進入上で端末と基地局との間の基本能力交渉過程中、端末は、M2M端末または機器間通信をサポートする能力を有していることを知らせる情報を含むSBC−REQメッセージを基地局に送信する(S530)。
【0090】
一例に、端末は、SBC−REQメッセージ内のM2M capabilityフィールドを‘1’に設定して基地局に送信する。
【0091】
端末からM2M capabilityフィールドが‘1’に設定(M2M端末であることを示す)されているSBC−REQメッセージを受信した基地局は、前記端末がM2M端末であることを知って、前記端末にM2M Group ID及びM2M Device IDを割り当てる。
【0092】
ここで、基地局は、レンジング応答メッセージ(AAI_REG−RSP)にM2M Group ID及び該当グループの各端末に割り当てられるM2M Device IDを含ませ、端末に機器間通信サポート(M2M)のための識別子(ID)を割り当てる(S570)。
【0093】
即ち、図5に示すように、基地局は端末から送信される基本能力交渉要求(AAI_SBC−REQ)メッセージに含まれたM2M capabilityフィールドを介して該当フィールドが‘1’(M2M端末)に設定されているため、該当端末がM2M deviceということを知って、REG−RSPメッセージを介して該当端末にM2M Group IDとM2M Device IDを割り当てる。
【0094】
図6は、本発明の他の実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
【0095】
図6は、S660ステップのみ除いて図5と同様であるため、同じ部分に対する説明は省略し、相違部分に対してのみ説明する。
【0096】
図6は、初期ネットワーク進入上で端末と基地局との間の登録手順を介して、端末は、M2M端末または機器間通信をサポートする能力を有していることを基地局に知らせる。
【0097】
即ち、端末は、M2M端末またはM2Mをサポートする能力を有していることを示す情報(一例に、M2M capabilityフィールド)を含むREG−REQメッセージを基地局に送信する(S660)。
【0098】
端末からM2M capabilityフィールドが‘1’に設定(M2M端末であることを示す)されているREG−REQメッセージを受信した基地局は、前記端末がM2M端末であることを知って、前記端末にM2M Group ID及びM2M Device IDを割り当てる。この場合、基地局は、必要な場合にのみ前記M2M Group ID及びM2M Device IDを端末に割り当てることができる。
【0099】
図7は、本発明の他の実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
【0100】
初期レンジング過程部分S720のみを除いて図5の手順と同様であるため、相違部分がある初期レンジング過程に対してのみ説明する。
【0101】
図7を参照すると、基地局はM2M deviceが使用する初期レンジングコード部分(initial ranging code partition)情報セット(set)を別にM2M端末に割り当てることができる。
【0102】
基地局は、前記初期レンジングコード部分(initial ranging code partition)情報をセコンダリスーパーフレームヘッダ(Secondary Super Frame Header;S−SFH)を介してM2M端末に送信することができる。ここで、前記S−SFHは、既存に存在したS−SFH、或いは新しいS−SFHである。
【0103】
基地局からS−SFHを受けたM2M端末は、初期レンジング(initial ranging)時、M2M用初期レンジングコード(initial ranging code)を基地局に送信する(S720)。
【0104】
基地局が端末からM2M用initial ranging codeを受けると、該当端末がM2M deviceであることを知って、前記端末にM2M Group ID及びM2M device IDをREG−RSPメッセージに含ませて送信する(S770)。
【0105】
図8は、本発明の他の実施例に係るM2M端末が初期ネットワーク進入(initial network entry)過程を介してM2Mグループ識別子(M2M Group ID)及びM2M端末識別子(M2M Device ID)の割当を受けることを示す。
【0106】
初期レンジング過程部分S820のみを除いて図5の手順と同様であるため、相違部分がある初期レンジング過程に対してのみ説明する。
【0107】
図8を参照すると、時間に敏感な(time−sensitive)M2M端末(即ち、enhanced access priorityを有する端末)のために、基地局は前記端末に、専用レンジングコード(dedicated ranging code)または専用レンジング領域(dedicated ranging region)を割り当てる。
【0108】
ここで、基地局は、時間に敏感でない(time−tolerant)M2M端末のためには、既存のレンジングコード(ranging code)のように制限された共有レンジングコード(limited shared ranging code)または共有レンジングリソース(shared ranging resource)を割り当てることができる。
【0109】
端末から前記専用レンジングコードまたは前記専用レンジング領域を介してレンジングコードを受ける場合(S820)、基地局は、前記端末が高い優先順位(high priority)を有するM2M端末であると判断する。
【0110】
基地局は、M2M deviceが使用するranging channelを一般端末が送信するranging channelと異なる領域を割り当てることができる。
【0111】
従って、基地局が端末からM2M deviceのためのレンジングチャネルを介してranging codeを受けると、基地局は、前記レンジングコードを送信した端末がM2M deviceであると判断する。
【0112】
即ち、前記端末にM2M Group ID及びM2M Device IDを割り当てる必要があると判断される場合、基地局は、M2M Group ID及びM2M Device IDをREG−RSPメッセージに含ませて端末に送信する(S870)。
【0113】
(M2M Group ID割当及びマスキング(masking)方法)
以下、本発明で提案するM2M Group ID割当及びマスキング(masking)方法に対して具体的に説明する。
【0114】
まず、CRCマスク(Cyclic Redundancy Check Mask)に対し簡略に説明する。
【0115】
16ビットのCRCは、割当A−MAP IEの任意化された(randomized)コンテンツに基づいて生成され、ビット単位に処理される(bitwise)XOR演算を使用する16ビットCRCマスクによりマスクされる。ここで、16ビットマスクされたCRCは、1ビットのマスキングプレフィックス(masking prefix)、3ビットのメッセージタイプ指示子(message type indicator)、及び12ビットマスキングコード(masking code)で構成される。
【0116】
(第1の方法)
第1の方法は、マスキングプレフィックス‘0×0’及びメッセージタイプ指示子が‘001’の時、12ビットのマスキングコードをM2M Group IDで割り当てる方法であり、下記1及び2の二つの場合を提案する。
【0117】
1.(1)12ビットのマスキングコード値65番目以後のSTIDをM2M Group IDで割り当てる。
【0118】
下記表1に示すように、メッセージタイプ指示子(Type indicator)が‘001’に設定された場合、0〜64番に該当するSTIDは、Broadcast assignment A−MAP IE、BR−ACK A−MAP IE、GRA A−MAP IEのための用途に割り当てられている。
【0119】
即ち、0〜64番STIDは、human−to−human通信で使われる一般的な端末のために使われる。
【0120】
従って、66番目(即ち、STID65番)〜212番目(STID211)までのIDは使われていないため、66〜212番目に該当するSTIDを下記表1のようにM2M Group IDで端末に割り当てる。
【0121】
下記表1は、本発明の一実施例に係るメッセージタイプ指示子が‘001’である場合のマスキングコードを示す一例である。
【0122】
【表1】
前記表1を参照すると、端末は、マスキングプレフィックス(Masking prefix)が‘0b0’であり、タイプ指示子(Type indicator)が‘001’の時、残りの12ビットマスキングコード値が65から一定range(表1では‘A’で表示)まで値を有する場合、該当STIDをM2M Group IDであると判断する。
【0123】
(2)12ビットのマスキングコード値129番目以後のSTIDをM2M Group IDで割り当てる。
【0124】
下記表2に示すように、メッセージタイプ指示子(Type indicator)が‘001’に設定された場合、0〜128番に該当するSTIDは、Broadcast assignment A−MAP IE、BR−ACK A−MAP IE、GRA A−MAP IEのための用途に割り当てられている。
【0125】
即ち、0〜128番STIDは、human−to−human通信で使われる一般的な端末のために使われる。
【0126】
従って、130番目(即ち、STID129番)〜4096番目(STID4095)までのIDは使われていないため、130〜4096番目に該当するSTIDを下記表2のようにM2M Group IDで端末に割り当てる。
【0127】
【表2】
2.(1)12ビットマスキングコード値65〜4095のうち一部領域をM2M Group IDで割り当てる。
【0128】
前記2.(1)の方法の一例に、下記のようにM2M Group IDを割り当てることができる。
【0129】
1)M2M Group ID 1:65〜a(65+N)(全体N個のM2M Device IDで構成)
2)M2M Group ID 2:a〜b(a+N)(全体N個のM2M Device IDで構成)

3)M2M Group ID Y:y〜z(y+N)(全体N個のM2M Device IDで構成)
前記2.(1)でN=32の場合、M2M Group IDは、下記のように割り当てられる。
【0130】
1)M2M Group ID 1:65〜97(全体32個)
2)M2M Group ID 2:97〜129(全体32個)

3)M2M Group ID Y:Y〜Y+32(全体32個)
(2)12ビットマスキングコード値129〜4095のうち一部領域をM2M Group IDで割り当てる。
【0131】
前記2.(2)の方法の一例に、下記のようにM2M Group IDを割り当てることができる。
【0132】
1)M2M Group ID 1:129〜a(129+N)(全体N個のM2M Device IDで構成)
2)M2M Group ID 2:a〜b(a+N)(全体N個のM2M Device IDで構成)

3)M2M Group ID Y:y〜z(y+N)(全体N個のM2M Device IDで構成)
前記2.(2)でN=32の場合、M2M Group IDは、下記のように割り当てられる。
【0133】
1)M2M Group ID 1:129〜161(全体32個)
2)M2M Group ID 2:161〜193(全体32個)

3)M2M Group ID Y:Y〜Y+32(全体32個)
ここで、各M2Mグループに含まれるM2M端末の個数を示す値であるN値は、システム情報伝達信号またはメッセージを介してM2M端末に送信されることができる。
【0134】
前記システム情報伝達信号またはメッセージは、スーパーフレームヘッダ(Super frame header)、SCD(System Configuration Descriptor)メッセージまたはM2M構成ブロードキャスト(M2M Configuration Broadcast)メッセージである。
【0135】
また、前記N値だけでなく、M2Mサポートシステムでいくつかのグループを有しているかに対する情報も前記システム情報伝達信号またはメッセージを介してM2M端末に送信されることができる。
【0136】
従って、端末は、基地局から送信されるシステム情報伝達信号またはメッセージを介して前記N値とM2Mグループ個数情報を受け、端末は、前記M2Mグループがどんな12bits IDで構成されているかを知ることができる。
【0137】
ここで、M2MグループIDを定める方法は、下記のように変形されることもできる。
一例に、M2M各グループで一番最初(または一番最後)のIDを該当M2M groupのIDに決定し、残りをM2Mグループに属するM2M deviceのIDに決定することができる。
【0138】
この時、M2M device IDの長さはLビットであり、前記L値は、下記数式1を用いて決定されることができる。
【0139】
【数1】
前記数式1で
【0140】
【数2】
はceiling関数を示す。即ち、
【0141】
【数3】
内の値より大きい自然数のうち一番小さい自然数を示す。


【0142】
(第2の方法)
第2の方法は、マスキングプレフィックスが‘0×0’の時、使われないタイプ指示子を用いてM2M groupIDを割り当てる方法であり、下記1及び2の二つの場合を提案する。
【0143】
1.使われないタイプ指示子011〜111を用いてM2M group IDを割り当てる。
【0144】
即ち、前記1の方法はマスキングプレフィックスが‘0×0’の時、タイプ指示子011〜111のうちいずれか一つをM2M group IDのために使用する。
【0145】
例えば、基地局は、タイプ指示子(Type Indicator)‘011’をM2M group IDのために割り当てることができる。この場合、端末は、マスキングプレフィックスが‘0×0’、タイプ指示子が‘011’の場合、12ビットの全てのマスキングコードは、M2M Group IDに該当することを知ることができる。
【0146】
下記表3は、本発明の一実施例に係るマスキングプレフィックスが‘0×0’及びタイプ指示子が‘011’である場合、12ビットのマスキングコードを示す一例である。
【0147】
【表3】
前記表3を参照すると、端末が基地局からM2M Group IDの割当を受けると、前記端末は、Masking prefixを‘0×0’、Type Indicatorを‘011’に設定し、前記基地局から割当を受けたM2M Group IDを用いてA−MAP IEをデコーディングする過程を実行する。
【0148】
他の方法に、0b011〜0b111までを下記表4のようにMGIDで割り当てることができる。
【0149】
【表4】
2.タイプ指示子(Type indicator)が0b010〜0b111を有する領域に位置する12ビットマスキングコードをM2M Group IDで割り当てる。
【0150】
ここで、M2M Group IDを割り当てる方法は前記第1の方法の2.と類似する。
【0151】
即ち、前記第1の方法の2.と同様に、M2MグループにいくつかのM2M端末を収容ることができるかに対する情報及びシステムでいくつかのグループを有しているかに対する情報をシステム情報伝達信号またはメッセージを介してM2M端末に送信する。
【0152】
基地局から前記グループ関連情報を含むシステム情報伝達信号またはメッセージを受信したM2M端末は、システムでサポートするM2Mグループに対する情報を知ることができる。
【0153】
従って、端末は、基地局と登録手順過程を介して基地局からM2M Group IDの割当を受ける。端末は、割当を受けたM2M Group IDに対するType indicator値を確認した後、前記Type indicatorと割当を受けたM2M Group IDを用いてA−MAP IEデコーディング時、CRCマスキングを実行する。このような過程を介して端末はA−MAP IEを読み取るようになる。
【0154】
即ち、基地局は、マスキングプレフィックスを‘0b0’、タイプ指示子0b01〜0b111のうちいずれか一つの値及び12ビットのM2M Group ID、即ち、総16ビットをCRCにマスキングすることによって、端末にM2M Group IDを割り当てる。
【0155】
ここで、M2M device IDの長さはLビットであり、前記L値は前記数式1を介して決定される。
【0156】
以下、M2Mグループに属しているM2M端末に対してイベントトリガ条件を満たしたり特定時点に特定M2M端末に対してのみユニキャストリソースを割り当てる方法に対して説明する。
【0157】
まず、基地局は、一例に、ダウンリンク及びアップリンクのM2Mユニキャスト割当マップ情報要素(DL/UL M2M unicast allocation A−MAP IE)を介して、前記イベントトリガ条件または特定時点を満たす場合、特定M2M deviceにユニキャストリソースを割り当てることができる。
【0158】
この場合、前記M2Mユニキャスト割当マップ情報要素のCRCは、M2M Group IDでマスキングされ、前記M2Mユニキャスト割当マップ情報要素は、前記M2Mグループに属する端末を示すM2M端末ID(M2M Device ID)を含む。
【0159】
下記表5は、本発明の一実施例に係るDL/UL M2M unicast allocation A−MAP IEフォーマットの一例を示す。
【0160】
【表5】
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8