KR20040092830A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간 설정 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간 설정 방법 Download PDF

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KR20040092830A
KR20040092830A KR1020030027233A KR20030027233A KR20040092830A KR 20040092830 A KR20040092830 A KR 20040092830A KR 1020030027233 A KR1020030027233 A KR 1020030027233A KR 20030027233 A KR20030027233 A KR 20030027233A KR 20040092830 A KR20040092830 A KR 20040092830A
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Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 다음 슬립 모드의 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서, 상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 천이하고, 상기 슬립 모드에 대한 슬립 구간을 최대 윈도우 값으로 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간 설정 방법{METHOD FOR CONTROLLING A SLEEP INTERVAL IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEMS}
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 모드 및 어웨이크 모드 제어 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS'라 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.
현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다. 한편, 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다.
따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태의 새로운 통신 시스템을 개발하고 있으며, 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 상기 무선 MAN 시스템은 그 서비스 영역(coverage)이 넓고, 고속의 전송 속도를 지원하기 때문에 고속 통신 서비스 지원에는 적합하나, 사용자, 즉 가입자 단말기(SS; Subscriber Station)의 이동성을 전혀 고려하지 않은 시스템이기 때문에 가입자 단말기의 고속 이동에 따른 핸드오프(handoff) 역시 전혀 고려되고 있지 않다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 무선 MAN의 표준 스펙(Spec)인 IEEE 802.16a 통신 시스템의 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 1은 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 무선 MAN 시스템은 광대역 무선 접속(BWA; Broadband Wireless Access) 통신 시스템으로서, 상기 무선 LAN 시스템에 비해서 그 서비스 영역이 넓고 더 고속의 전송 속도를 지원한다. 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 시스템이 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템이다.
즉, 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.
한편, IEEE 802.16e 통신 시스템은 상술한 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려하는 시스템으로서, 현재 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에 대해서는 구체적으로 규정된 바가 존재하지 않는다.
결과적으로 IEEE 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템 모두는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이며, 설명의 편의상 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템을 일 예로 하여 설명하기로 한다.
상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상술한 바와 같이 가입자 단말기의 이동성을 고려한 시스템이므로, 상기 가입자 단말기를 표현함에 있어 상기 'SS(Subscriber Station)'의 표현과 함께 'MS(Mobile Station)' 또는 'MSS(Mobile Subscriber Station)'의 표현을 혼용하여 사용하기로 한다. 즉, 상기 'MS' 또는 'MSS'는 상기 'SS'에 이동성을 부여한 개념으로 이해될 수 있다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 단일 셀(single cell) 구조를 가지며, 기지국(100)과 상기 기지국(100)이 관리하는 다수의 가입자 단말기들(110, 120, 130)로 구성된다. 상기 기지국(100)과 상기 가입자 단말기들(110, 120, 130)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.
상기에서 설명한 바와 같이 IEEE 802.16a 통신 시스템은 현재 가입자 단말기가 고정된 상태, 즉 가입자 단말기의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있다. 그런데, 상기에서 설명한 바와 같이 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려하는 시스템이라고 규정하고 있으며, 따라서 상기 IEEE 802.16e 시스템은 다중 셀(multi cell) 환경에서의 가입자 단말기의 이동성을 고려해야만 한다. 이렇게 다중 셀 환경에서의 가입자 단말기 이동성을 제공하기 위해서는 상기 가입자 단말기 및 기지국의 동작의 변경이 필수적으로 요구된다. 그러나, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중셀과 가입자 단말기 이동성에 대해서 구체적인 방안을 제안하지 않고 있다.
한편, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 가입자 단말기의 이동성을 고려할 경우 가입자 단말기의 전력 소모는 시스템 전체의 중요한 요인으로 작용하게 된다.따라서, 상기 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화시키기 위한 가입자 단말기와 기지국간 슬립 모드(SLEEP MODE) 동작 및 상기 슬립 모드 동작에 대응되는 어웨이크 모드(AWAKE MODE) 동작이 제안되었다.
그러면 여기서 도 2를 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 제안하고 있는 슬립 모드 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2를 설명하기에 앞서, 먼저 상기 슬립 모드는 패킷 데이터(packet data) 전송시, 상기 패킷 데이터가 전송되지 않는 구간이 발생하는 아이들(idle) 구간에서 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화하기 위해 제안되었다. 즉, 상기 슬립 모드는 가입자 단말기와 기지국이 동시에 슬립 모드로 상태 천이함으로써, 상기 패킷 데이터가 전송되지 않는 아이들 구간에서의 가입자 단말기 전력 소모를 최소화시키는 것이다.
일반적으로 상기 패킷 데이터는 버스트(burst)하게 발생하는 특성을 가지기 때문에, 상기 패킷 데이터가 전송되지 않는 구간에서도 패킷 데이터가 전송되는 구간과 동일하게 동작하는 것은 불합리하다는 이유에서 상기 슬립 모드가 제안되었다.
이와는 반대로 상기 기지국과 가입자 단말기가 슬립 모드에 있다가 전송할 패킷 데이터가 발생하면 상기 기지국 및 가입자 단말기 모두는 동시에 어웨이크 모드로 상태 천이하여 패킷 데이터를 송수신하여야 한다.
상기와 같은 슬립 모드 동작은 전력 소모면에서 뿐만 아니라 채널 신호들간 간섭(interference)을 최소화하기 위한 방안으로도 제안된다. 그러나, 상기 패킷 데이터의 특성은 트래픽(traffic)에 영향을 많이 받기 때문에 상기 슬립 모드 동작은 상기 패킷 데이터의 트래픽 특성 및 전송 방식 특성 등을 고려하여 유기적으로 이루어져야만 한다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 참조부호 211은 패킷 데이터 발생(PACKET DATA GENERATION) 형태를 도시한 것으로서, 다수의 온(ON)구간들과 오프(OFF) 구간들로 구성된다. 상기 온 구간들은 패킷 데이터, 즉 트래픽이 발생하는 구간들로서 버스트 구간이며, 상기 오프 구간들은 트래픽이 발생하지 않는 아이들 구간이다.
상기와 같은 트래픽 발생 패턴(pattern)에 따라서 상기 가입자 단말기와 기지국은 슬립 모드와 어웨이크 모드로 상태 천이하여 상기 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화함과 동시에 채널 신호들간 상호 간섭으로 작용하는 것을 제거할 수 있다.
참조부호 213은 기지국 및 가입자 단말기의 상태 천이(MODE CHANGE) 형태를 도시한 것으로, 다수의 어웨이크 모드들과 슬립 모드들로 구성된다. 상기 어웨이크 모드들은 트래픽이 발생하는 상태들로서 기지국과 가입자 단말기간의 실질적인 패킷 데이터 송수신이 이루어진다. 이와는 반대로 상기 슬립 모드들은 트래픽이 발생하지 않는 상태들로서 기지국과 가입자 단말기들간 실질적인 패킷 데이터 송수신이 이루어지지 않는다.
참조부호 215는 가입자 단말기의 전력 레벨(SS POWER LEVEL) 형태를 도시한것으로, 도시된 바와 같이 상기 어웨이크 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨을 'K'라고 할 때, 상기 슬립 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨은 'M'이 된다. 상기 어웨이크 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨 K와 상기 슬립 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨 M을 비교해 보면, 상기 M 값이 K 값에 비해 훨씬 작다. 즉, 상기 슬립 모드에서는 패킷 데이터 송수신이 이루어지지 않기 때문에 전력이 거의 소모되지 않음을 알 수 있다.
그러면 여기서 상기 슬립 모드 동작을 지원하기 위해서 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 제안하고 있는 방식들을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 제안하고 있는 방식들을 설명하기에 앞서 전제되어야 하는 조건들을 설명한다.
상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하기 위해서는 반드시 기지국으로부터의 상태 천이 허락을 받아야만 하며, 또한 상기 기지국은 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이를 하도록 허락함과 동시에 전송할 패킷 데이터를 버퍼링(buffering) 혹은 폐기(dropping)하는 동작을 수행할 수 있어야만 한다.
또한, 상기 기지국은 상기 가입자 단말기의 청취 구간(이하, 'LISTENING INTERVAL'이라 칭하기로 한다) 동안에 상기 가입자 단말기로 전송될 패킷 데이터가 존재함을 알려야만 하며, 이때 상기 가입자 단말기는 슬립 모드에서 깨어나 상기 기지국으로부터 자신에게로 전송되어야할 패킷 데이터가 존재하는지를 확인해야 한다. 여기서, 상기 LISTENING INTERVAL은 하기에서 후술할 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 가입자 단말기의 확인 결과 상기 기지국으로부터 자신에게로 전송될 패킷 데이터가 존재함을 감지하면, 상기 어웨이크 모드로 상태 천이하여 상기 기지국으로부터 패킷 데이터를 수신하게 된다. 또한, 상기 가입자 단말기의 확인 결과 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기로 전송될 패킷 데이터가 존재하지 않음을 감지하면, 슬립 모드로 다시 되돌아가거나 혹은 상기 어웨이크 모드를 그대로 유지할 수 있다.
그러면 여기서 상기 슬립 모드와 어웨이크 모드 동작을 지원하기 위해 요구되는 파라미터(parameter)들을 설명하면 다음과 같다.
(1) 슬립 구간(SLEEP INTERVAL; 이하 'SLEEP INTERVAL'이라 칭하기로 한다)
상기 SLEEP INTERVAL은 가입자 단말기가 요청하고, 상기 가입자 단말기의 요청에 따라 기지국이 할당할 수 있는 구간으로서, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이한 후 다시 어웨이크 모드로 상태 천이할 때까지의 시구간(time interval)을 나타내며, 결과적으로 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 존재하는 시간으로 정의된다.
상기 가입자 단말기는 상기 SLEEP INTERVAL 이후에도 지속적으로 슬립 모드에 존재할 수도 있으며, 이 경우는 미리 설정되어 있는 최소 윈도우(MIN-WINDOW; minimum window) 및 최대 윈도우(MAX-WINDOW; maximum window) 값을 이용하여 exponentially increasing algorithm을 수행하여 상기 SLEEP INTERVAL을 업데이트(update)한다.
여기서, 상기 최소 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL의 최소 값을 나타내며,상기 최대 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL의 최대 값을 나타낸다. 또한, 상기 최소 윈도우 값 및 최대 윈도우 값은 프레임수로 나타내며 모두 기지국에서 할당한 것이며, 하기에서 상세하게 설명할 것이므로 여기서는 더 이상의 설명을 생략하기로 한다.
(2) LISTENING INTERVAL
상기 LISTENING INTERVAL은 가입자 단말기가 요청하고, 상기 가입자 단말기의 요청에 따라 기지국이 할당할 수 있는 구간으로서, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드에서 잠시동안 깨어난 후 상기 기지국의 순방향(downlink) 신호에 동기되어 순방향 메시지들(예컨대, 트래픽 지시(TRF_IND; traffic indication) 메시지와 같은 순방향 메시지들)을 수신하는 시구간을 나타낸다.
여기서, 상기 트래픽 지시(TRF_IND) 메시지는 상기 가입자 단말기로 전송될 트래픽 메시지(즉, 패킷 데이터가 존재함을 나타내는 메시지)로서, 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 가입자 단말기는 상기 트래픽 지시 메시지의 값에 따라서 상기 어웨이크 모드에 있을지 혹은 다시 상기 슬립 모드로 상태 천이할지를 결정하게 된다.
(3) 슬립 구간 업데이트 알고리즘(SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM; 이하 'SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM'이라 칭하기로 한다)
상기 가입자 단말기는 슬립 모드로 상태 천이하면 미리 설정되어 있는 최소 윈도우값을 최소 슬립 모드 주기로 간주하여 SLEEP INTERVAL을 결정한다. 상기 SLEEP INTERVAL 기간이 지난후, 상기 LISTENING INTERVAL 동안 상기 가입자 단말기가 상기 슬립 모드에서 깨어나서 상기 기지국으로부터 전송될 패킷 데이터의 존재 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 전송될 패킷 데이터가 존재하지 않는다는 것을 확인한 후에는 상기 SLEEP INTERVAL을 바로 이전 SLEEP INTERVAL 값의 2배로 설정하고 계속 슬립 모드에 존재한다.
예컨대, 상기 최소 윈도우 값이 '2'였을 경우, 상기 가입자 단말기는 SLEEP INTERVAL을 2프레임으로 설정한 후 상기 2프레임 동안 슬립 모드로 존재한다. 상기 2프레임이 경과한 후 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 모드에서 깨어나서 상기 트래픽 지시 메시지가 수신되는지 여부를 판단한다.
상기 판단 결과 트래픽 지시 메시지가 수신되지 않으면(즉, 상기 기지국에서 가입자 단말기로 전송되는 패킷 데이터가 존재하지 않음을 판단하면), 상기 SLEEP INTERVAL을 상기 2프레임의 2배인 4프레임으로 설정한 후 상기 4프레임 동안 슬립 모드에 존재한다.
이렇게 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우 값에서부터 최대 윈도우 값 까지 증가하게 되며, 상기 SLEEP INTERVAL의 업데이트 알고리즘이 상기 SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM이다.
상기에서 설명한 바와 같은 슬립 모드 동작 및 어웨이크 모드 동작을 지원하기 위해서 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 정의하고 있는 메시지들은 다음과 같다.
(1) 슬립 요구(SLP_REQ: Sleep-Request) 메시지
상기 슬립 요구 메시지는 가입자 단말기에서 기지국으로 전송하는 메시지로서, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이를 요구하는 메시지이다. 상기 슬립 요구 메시지에는 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 동작하기 위해 요구되는 파라미터들, 즉 정보 엘리먼트(IE: Information Element)들이 포함되며, 상기 슬립 요구 메시지 포맷(format)은 하기 표 1과 같다.
SYNTAX SIZE NOTES
SLP-REQ_MESSAGE_FORMAT() {
MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 45 8 bits
MIN-WINDOW 6 bits
MAX-WINDOW 10 bits
LISTENING INTERVAL 8 bits
}
상기 슬립 요구 메시지는 가입자 단말기의 연결 식별자(CID; connection ID)를 기준으로 전송되는 전용 메시지(dedicated message)이며, 상기 <표 1>에 나타낸 슬립 요구 메시지의 정보 엘리먼트들 각각을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 관리 메시지 타입(MANAGEMENT MESSAGE TYPE)은 현재 전송되는 메시지가 어떤 메시지인지를 나타내는 정보로서, 상기 관리 메시지 타입이 45일 경우(MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 45) 상기 슬립 요구 메시지를 나타낸다.
최소 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위해 요구된 시작 값(requested start value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타내며, 상기 최대 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위해 요구된 종료 값(requested stop value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다. 즉, 상기 SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM에서 설명한 바와 같이 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우 값부터 상기 최대 윈도우 값내에서 업데이트 가능한 것이다.
상기 LISTENING INTERVAL은 요구된 LISTENING INTERVAL(requested LISTENING INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다. 상기 LISTENING INTERVAL 역시 프레임 값으로 나타낸다.
(2) 슬립 응답(SLP_RSP: Sleep-Response) 메시지
상기 슬립 응답 메시지는 상기 슬립 요구 메시지에 대한 응답 메시지로서, 상기 가입자 단말기에서 요구한 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할 것인지 혹은 거부할 것인지를 나타내는 메시지로 사용되거나 혹은 비요구 지시(unsolicited instruction)를 나타내는 메시지로도 사용될 수 있다.
여기서, 상기 비요구 지시를 위한 메시지로서 상기 슬립 응답 메시지를 사용하는 경우는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 슬립 응답 메시지에는 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 동작하기 위해 필요로되는 정보 엘리먼트들이 포함되며, 상기 슬립 응답 메시지 포맷은 하기 <표 2>와 같다.
SYNTAX SIZE NOTES
SLP-RSP_MESSAGE_FORMAT() {
MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 46 8 bits
SLEEP-APPROVED 1 bit 0: SLEEP-MODE REQUEST DENIED1: SLEEP-MODE REQUEST APPROVED
IF(SLEEP-APPROVED == 0) {
RESERVED 7 bits
} ELSE {
START-TIME 7 bits
MIN-WINDOW 6 bits
MAX-WINDOW 10 bits
LISTENING INTERVAL 8 bits
}
}
상기 슬립 응답 메시지 역시 가입자 단말기의 연결 식별자를 기준으로 전송되는 전용 메시지이며, 상기 <표 2>에 나타낸 슬립 응답 메시지의 정보 엘리먼트들 각각을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 관리 메시지 타입은 현재 전송되는 메시지가 어떤 메시지인지를 나타내는 정보로서, 상기 관리 메시지 타입이 46일 경우(MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 46) 상기 슬립 응답 메시지를 나타낸다.
또한, 슬립 허락(SLEEP-APPROVED) 값은 1비트로 표현되며, 상기 슬립 허락값이 '0'일 경우 슬립 모드로의 천이가 거부됨(SLEEP-MODE REQUEST DENIED)을 나타내며, 상기 슬립 허락값이 '1'일 경우 슬립 모드로의 천이가 허가됨(SLEEP-MODE REQUEST APPROVED)을 나타낸다. 한편, 상기 슬립 허락값이 '0'일 경우에는 7비트의 예약(RESERVED) 영역이 존재하며, 상기 슬립 허락값이 '1'일 경우에는 시작 타임(START TIME) 값과, 최소 윈도우 값과, 최대 윈도우 값과 LISTENING INTERVAL이 존재한다.
여기서, 상기 시작 타임 값은 상기 가입자 단말기가 제1 SLEEP INTERVAL(the first SLEEP INTERVAL)로 진입하는 시점까지의 프레임값으로, 상기 슬립 응답 메시지를 수신한 프레임은 포함되지 않는다(The number of frames(not including the frame in which the message has been received) until the SS shall enter the first SLEEP INTERVAL). 즉, 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 응답 메시지를 수신한 프레임 이후의 바로 다음 프레임부터 상기 시작 타임 값에 해당하는 프레임들이 경과한 후 슬립 모드로 상태 천이하게 된다.
상기 최소 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위한 시작 값(start valuefor the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타내며, 상기 최대 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위한 종료 값(stop value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다. 상기 LISTENING INTERVAL은 LISTENING INTERVAL을 위한 값(value for LISTENING INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다.
(3) 트래픽 지시(TRF_IND: Traffic Indication) 메시지
상기 트래픽 지시 메시지는 기지국이 상기 LISTENING INTERVAL 동안 가입자 단말기로 전송하는 메시지로서 상기 기지국이 가입자 단말기로 전송할 패킷 데이터가 존재함을 나타내는 메시지이다. 상기 트래픽 지시 메시지의 포맷은 하기 <표 3>과 같다.
SYNTAX SIZE NOTES
TRF-IND_MESSAGE_FORMAT() {
MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 47 8 bits
POSITIVE_INDICATION_LIST() { TRAFFIC HAS BEEN ADDRESSEDTO THE SS
NUM-POSITIVE 8 bits
for (i=0; i< NUM-POSITIVE; i++) {
CID 16 bits BASIC CID OF THE SS
}
}
} 128
상기 트래픽 지시 메시지는 상기 슬립 요구 메시지 및 슬립 응답 메시지와는 달리 브로드캐스팅(broadcasting) 방식으로 전송되는 브로드캐스팅 메시지이다. 상기 트래픽 지시 메시지는 상기 기지국에서 소정의 가입자 단말기로 전송할 패킷 데이터가 존재하는지를 나타내는 메시지로서, 상기 가입자 단말기는 상기 브로드캐스팅되는 트래픽 지시 메시지를 상기 LISTENING INTERVAL 동안 디코딩하여 어웨이크모드로 상태 천이할 것인지 혹은 상기 슬립 모드에 지속적으로 존재할 것인지를 결정하게 된다.
만약, 상기 가입자 단말기가 어웨이크 모드로 천이할 경우 상기 가입자 단말기는 프레임 동기(frame synch)를 확인하고, 상기 가입자 단말기가 예상했던 프레임 시퀀스 번호(frame sequence number)가 일치하지 않으면 상기 어웨이크 모드에서 손실된 패킷 데이터(lost packet data)의 재전송을 요구할 수 있다. 이와는 달리 상기 가입자 단말기가 상기 LISTENING INTERVAL 동안 상기 트래픽 지시 메시지를 수신하지 못하거나, 혹은 상기 트래픽 지시 메시지를 수신하였다고 할지라도 포지티브 지시(POSITIVE INDICATION)가 포함되어 있지 않다면 상기 가입자 단말기는 다시 슬립 모드로 되돌아간다.
그러면 여기서 상기 <표 3>에 나타낸 트래픽 지시 메시지의 정보 엘리먼트들 각각을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 관리 메시지 타입은 현재 전송되는 메시지가 어떤 메시지인지를 나타내는 정보로서, 상기 관리 메시지 타입이 47일 경우(MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 47) 상기 트래픽 지시 메시지를 나타낸다. 포지티브 지시 리스트(POSITIVE_INDICATION_LIST)는 포지티브 가입자들의 개수(NUM-POSITIVE)와, 상기 포지티브 가입자들 각각의 연결 식별자를 포함한다. 결국, 상기 포지티브 지시 리스트는 패킷 데이터가 전송될 가입자 단말기들의 개수 및 그 연결 식별자를 나타내는 것이다.
다음으로 도 3을 참조하여 가입자 단말기의 요구에 따라 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하는 동작을 설명하기로 한다.
상기 도 3은 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 가입자 단말기의 요구에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 가입자 단말기(300)는 슬립 모드로 상태 천이하기를 원하면 기지국(350)으로 슬립 요구 메시지를 전송한다(311단계). 여기서, 상기 슬립 요구 메시지는 상기 <표 1>에서 설명한 바와 같은 정보 엘리먼트들이 포함된다. 상기 가입자 단말기(300)로부터 상기 슬립 요구 메시지를 수신한 기지국(350)은 상기 가입자 단말기(300) 및 기지국(350)의 상황을 고려하여 상기 가입자 단말기(300)의 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할지 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 가입자 단말기(300)로 슬립 응답 메시지를 전송한다(313단계).
여기서, 상기 기지국(350)은 상기 가입자 단말기(300)로 전송할 패킷 데이터가 존재하는지 등을 고려하여 상기 가입자 단말기(300)의 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할지를 결정하게 되는데, 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같이 상기 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할 경우에는 슬립 허락 값을 '1'로 설정하고, 이와는 반대로 상기 슬립 모드로의 상태 천이를 거부할 경우에는 슬립 허락 값을 '0'으로 설정하며, 상기 슬립 응답 메시지에 포함되는 정보 엘리먼트들은 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같다.
상기 기지국(350)으로부터 슬립 응답 메시지를 수신한 가입자 단말기(300)는 상기 슬립 응답 메시지에 있는 슬립 허락값을 파악하여, 슬립 모드로의 상태 천이가 허락되었을 경우 슬립 모드로 상태 천이한다(315단계). 한편, 상기 슬립 응답 메시지의 슬립 허락값이 슬립 모드로의 상태 천이가 거부되었음을 표시하였을 경우에는 상기 가입자 단말기(300)는 현재의 모드, 즉 어웨이크 모드를 유지한다.
또한, 상기 가입자 단말기(300)는 상기 슬립 모드로 상태 천이함에 따라 상기 슬립 응답 메시지들로부터 해당하는 정보 엘리먼트들을 읽어 슬립 모드 동작을 수행하게 된다.
다음으로 도 4를 참조하여 기지국의 제어에 따라 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하는 동작을 설명하기로 한다.
상기 도 4는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국에 제어에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 4를 설명하기에 앞서, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 현재 상기 슬립 응답 메시지를 비요구 지시를 나타내는 메시지로서 사용하는 방안에 대해서도 제안하고 있다. 여기서, 상기 비요구 지시라함은 말 그대로 가입자 단말기로부터 별도의 요구가 없어도 기지국의 지시, 즉 제어에 따라 상기 가입자 단말기가 동작하는 것을 의미하며, 상기 도 4에서는 상기 비요구 지시에 따라 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하는 경우를 도시하고 있다.
먼저, 기지국(450)은 가입자 단말기(400)로 슬립 응답 메시지를 전송한다(411단계). 여기서, 상기 슬립 응답 메시지는 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같은 정보 엘리먼트들을 동일하게 포함한다. 상기 기지국(450)으로부터 슬립 응답 메시지를 수신한 가입자 단말기(400)는 상기 슬립 응답 메시지에 있는 슬립 허락값을 파악하여, 슬립 모드로의 상태 천이가 허락되었을 경우 슬립 모드로 상태 천이한다(413단계).
상기 도 4에서 상기 슬립 응답 메시지는 비요구 지시 메시지로서 사용되기 때문에 상기 슬립 허락값은 '1'로만 표기된다. 또한, 상기 가입자 단말기(400)는 상기 슬립 모드로 상태천이함에 따라 상기 슬립 응답 메시지들로부터 해당하는 정보 엘리먼트들을 읽어 슬립 모드 동작을 수행하게 된다.
다음으로 도 5를 참조하여 기지국의 제어에 따라 가입자 단말기가 어웨이크 모드로 상태 천이하는 동작을 설명하기로 한다.
상기 도 5는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 어웨이크 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 기지국(550)은 가입자 단말기(500)로 전송할 트래픽이 발생하면, 즉 패킷 데이터가 발생하면 상기 가입자 단말기(500)로 트래픽 지시 메시지를 전송한다(511단계).
여기서, 상기 트래픽 지시 메시지는 상기 <표 3>에서 설명한 바와 같은 정보 엘리먼트들을 포함한다. 상기 기지국(550)으로부터 트래픽 지시 메시지를 수신한 가입자 단말기(500)는 상기 트래픽 지시 메시지로부터 상기 포지티브 지시의 존재 유무를 검사하고, 상기 포지티브 지시가 존재할 경우 상기 트래픽 지시 메시지에 포함되어 있는 연결 식별자를 읽어 상기 가입자 단말기(500) 자신의 연결 식별자가 포함되어 있는지를 검사한다.
상기 검사 결과, 상기 트래픽 지시 메시지에 상기 가입자 단말기(500) 자신의 연결 식별자가 포함되어 있을 경우 상기 가입자 단말기(500)는 현재의 모드, 즉 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 상태 천이한다(513단계).
상기에서는 현재 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작들에 대해서 설명하였으며, 상기에서 설명한 슬립 모드 동작들의 문제점들을 설명하면 다음과 같다.
(1) 네트워크(network)단에서 전송되는 패킷 데이터는 지터링(jittering) 및 노드 버퍼링(node buffering) 등에 의해서 전송 지연될 수 있으며, 또한 네트워크 로드(network load)의 균형(balancing) 및 시스템의 용량(system capacity) 증가를 위해서 상기 기지국에서 가입자 단말기를 슬립 모드 상태로 천이되도록 제어할 수 있다.
현재 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기에서 설명한 바와 같이 기지국이 비요구 지시 메시지(예컨대, 슬립 응답 메시지)를 사용하여 가입자 단말기를 슬립 모드로 상태 천이할 수 있도록 하는 방안을 제안하고 있다. 그러나, 상기 비요구 지시 메시지에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이는 기지국의 일방적인 동작이기 때문에 가입자 단말기의 응답 메시지에 대한 필요성이 대두되고 있다.
(2) 만약, 가입자 단말기가 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 상태 천이하는 과정에서 오류가 발생하면 기지국 측의 버퍼링 문제 등으로 인해서 치명적인 패킷 데이터의 손실을 초래할 수 있다.
현재 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기에서 설명한 바와 같이 기지국이 트래픽 지시 메시지를 가입자 단말기로 전송하여 상기 가입자 단말기가 슬립 모드에서어웨이크 모드로 상태 천이하도록 제어하고 있다. 그러나, 상기 가입자 단말기의 슬립 모드에서 어웨이크 모드로의 상태 천이 역시 기지국의 일방적인 동작이기 때문에 가입자 단말기의 응답 메시지에 대한 필요성이 대두되고 있다.
여기서, 상기 트래픽 지시 메시지에 대한 응답 메시지가 필요한 이유를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기지국이 전송할 패킷 데이터가 발생함에 따라 가입자 단말기로 트래픽 지시 메시지를 전송하며, 상기 트래픽 지시 메시지를 전송함에 따라 상기 기지국은 상기 가입자 단말기가 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 상태 천이하였다고 판단한다. 그러나, 전송 오류 등으로 인해서 상기 트래픽 지시 메시지를 가입자 단말기가 수신하지 못했을 경우 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 모드에 그대로 머물게 된다.
이때, 상기 기지국은 상기 가입자 단말기가 어웨이크 모드로 상태 천이하였다고 판단하고 있으므로 상기 가입자 단말기로 패킷 데이터를 전송하지만, 상술한 바와 같이 상기 가입자 단말기는 여전히 슬립 모드에 존재하므로 상기 기지국에서 전송한 패킷 데이터를 수신하지 못하게 된다.
결과적으로 상기 기지국에서 전송한 패킷 데이터는 손실된다. 따라서, 상기 기지국에서 전송한 트래픽 지시 메시지에 대한 응답 메시지가 필요하게 된다.
(3) 상기 가입자 단말기가 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 상태 천이한 후, 상기 가입자 단말기가 수신한 패킷 데이터의 시퀀스 번호를 손실하였거나 혹은 수신되는 패킷 데이터를 손실하였을 경우에, 기지국은 상기 손실된 패킷 데이터를 상기 가입자 단말기로 재전송해야만 한다.
이때, 상기 패킷 데이터의 손실 유무를 판단하기 위해서는 데이터 링크 계층에서의 시퀀스 리오더링(Sequence reordering)등을 수행하여 손실된 패킷 데이터의 재전송을 요구해야만 하고, 상기 패킷 데이터의 재전송에 따른 상대적인 지연이 발생하며, 그에 따라 패킷 데이터의 전송 성능 저하가 초래될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 슬립 모드에 있는 가입자 단말기는 SLEEP INTERVAL을 최소 윈도우 값에서부터 설정하고, 상기 SLEEP INTERVAL이 지난 이후 LISTENING INTERVAL 동안 기지국으로부터 전송되는 트래픽 지시 메시지를 통하여 자신에게 전송될 패킷 데이터의 유무를 확인한다.
상기 가입자 단말기의 상기 트래픽 지시 메시지 확인 결과 자신에게 전송될 패킷 데이터가 없다고 판단될 경우, 상기 SLEEP INTERVAL을 바로 이전 SLEEP INTERVAL의 2배 값으로 설정하고, 계속 슬립 모드로 존재한다. 상기와 같은 절차가 반복되면서 계속적으로 전송될 패킷 데이터가 없을 경우, 상기 SLEEP INTERVAL은 최대 윈도우 값에 도달하게 된다.
상기와 같이 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 상기 가입자 단말기가 취해야할 동작에 대해서는 현재로서 정의된 바가 없는 실정이다. 따라서, 상기와 같이 가입자 단말기의 SLEEP INTERVAL값이 최대 윈도우 값에 도달될 경우, 패킷 전송 환경을 고려한 상기 가입자 단말기 또는 기지국의 효과적인 대응 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 구간에 대한 설정 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 구간 설정 방법에 있어서, 상기 슬립 구간이 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 계속하여 최대 윈도우 값을 유지하도록 하는 슬립 구간 설정 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 구간 설정 방법에 있어서, 상기 슬립 구간이 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 기 할당된 최소 윈도우 값을 할당하여 적용하는 슬립 구간 설정 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 구간 설정 방법에 있어서, 상기 슬립 구간이 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 새로운 윈도우 값을 기지국으로 요청하여 할당받는 슬립 구간 설정 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 슬립 구간 설정에 대한 방법은 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 다음 슬립 모드의 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서, 상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 천이하고, 상기 슬립 모드에 대한 슬립 구간을 최대 윈도우 값으로 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 상기 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서, 상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 천이하고, 상기 슬립 모드에 대한 슬립 구간을 최소 윈도우 값으로 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 상기 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서, 상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 가입자 단말기가 상기 기지국으로 새로운 윈도우 값의 할당을 요구하는 과정과, 상기 기지국이 상기 가입자 단말기로 새로운 윈도우 값을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 가입자 단말기의 요구에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도.
도 4는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도.
도 5는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 어웨이크 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 최대 윈도우를 유지하는 과정을 도시한 신호 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 단말에서 최대 윈도우를 유지하는 과정을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 가지고 있던 슬립 구간을 재 적용하는 과정을 도시한 신호 흐름도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 가지고 있던 슬립 구간을 단말에서 재 적용하는 과정을 도시한 순서도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 새로운 슬립 구간 설정을 요구하는 과정을 도시한 신호 흐름도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 단말에서 새로운 슬립 구간 설정을 요구하는 과정을 도시한 순서도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 6을 설명하기에 앞서, 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템은 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기(SS; Subscriber Station)의 이동성(mobility)을 고려하는 통신 시스템으로서 현재 구체적으로 제안된 바가 없다.
한편, 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려하면 다중셀(multi cell) 구조와, 상기 다중셀간 가입자 단말기의 핸드오프(handoff)를 고려할 수 있으며, 따라서 본 발명에서는 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 구조를 상기 도 6과 같이 제안하기로 한다.
그리고, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex; 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess; 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 광대역 무선 접속(BWA; Broadband Wireless Access) 통신 시스템이다. 상기 도 6에서는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템을 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서의 일 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며(즉, 셀(600)과 셀(650)을 가지며), 상기 셀(600)을 관장하는 기지국(BS; Base Station)(610)과, 상기 셀(650)을 관장하는 기지국(640)과, 다수의 가입자 단말기들(611, 613, 630, 651, 653)로 구성된다.
그리고, 상기 기지국들(610, 640)과 상기 가입자 단말기들(611, 613, 630, 651, 653)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 한편, 상기 가입자 단말기들(611, 613, 630, 651, 653) 중 참조부호 630의 가입자 단말기는 상기 두 셀들(600, 650)의 경계 지역, 즉 핸드오프 영역에 존재한다. 따라서, 상기 가입자 단말기(630)에 대한 핸드오프를 지원해야만 상기 가입자 단말기(630)에 대한 이동성을 지원하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 핸드오프를 지원하지 않던 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에서 핸드오프를 지원하기 위한 동작들은 본 발명과는 직접적인 관련이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 도 6에서 설명한 바와 같이 IEEE 802.16e 통신 시스템은 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려해야 하기 때문에 결과적으로 가입자 단말기의 전력 소모는 시스템 전체의 중요한 요인으로 작용하게 되며, 따라서 상기가입자 단말기의 전력 소모를 최소화시키기 위한 가입자 단말기와 기지국간 슬립 모드(SLEEP MODE) 동작 및 상기 슬립 모드 동작에 대응되는 어웨이크 모드(AWAKE MODE) 동작이 제안되었다.
그러나, 현재 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작 및 어웨이크 모드 동작에서는 상술한 바와 같이 슬립 구간 설정에 있어 최대 윈도우 값에 도달한 이후 동작에 대한 제어 방법이 없다는 문제점을 가지고 있다.
상기 슬립 구간 설정의 방법들은 최대 윈도우 값을 SLEEP INTERVAL의 값으로 계속 유지하는 방법과, 상기 최소 윈도우 값으로 SLEEP INTERVAL 값을 설정한 후 최대 윈도우 값까지 증가되는 동작을 계속하여 반복하게 하는 방법이 고려될 수 있다. 또한, 상기 SLEEP INTERVAL 값이 최대 윈도우 값에 도달하면 새로운 SLEEP INTERVAL 설정을 위한 슬립 요구 메시지를 송신하여 주는 방법이 고려될 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 슬립 구간 설정에 관한 방법을 세가지의 실시예로서 제시한다. 이하, 상기 세가지 실시예를 도 7 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
먼저, 본 발명에 따른 제1 실시예로서 상기 SLEEP INTERVAL의 값을 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값으로 유지시키는 방법을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
일반적으로, 가입자 단말기가 슬립 모드에서 SLEEP INTERVAL이 종료되고 어웨이크 모드로 천이한 후 LISTENING INTERVAL 내에서 트래픽 지시 메시지의 네가티브(negative) 신호를 수신하면 가입자 단말기는 다시 슬립 모드로 천이하게 된다.
일단, 상기와 같이 슬립 모드에서 깨어난 뒤 데이터의 송수신 없이 다시 슬립 모드로 천이하게 되면, 기지국에서 전송할 데이터가 없는 경우이므로, 차후에도 전송할 데이터가 없을 가능성이 크게 된다. 따라서, 상기 SLEEP INTERVAL을 2배씩 증가시키는 것이 바람직하다.
만약, 상기 SLEEP INTERVAL이 계속 2배씩 증가하여 기지국이 미리 알려준 최대 윈도우 사이즈에 도달하였을 경우, 차후에도 기지국에서 전송할 데이터가 없을 가능성이 크다고 판단할 수 있으므로, 본 발명의 제1 실시예에 따라 이후의 상기 SLEEP INTERVAL을 상기 최대 윈도우 값으로 계속 유지하는 방법이 제시될 수 있다.
상기와 같은 방법에 따른 상기 가입자 단말기와 기지국 간의 모드 변화와 SLEEP INTERVAL의 변화는 도 7과 같다.
상기 도 7을 참조하면, 슬립 모드(715)에 있는 가입자 단말기(715)가 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우로 설정(717)된 상태에서, 상기 최대 윈도우 값이 경과하여, 어웨이크 모드(719)에서 상기 기지국(713)으로부터 트래픽 지시 메시지(721)를 수신한다.
한편, 상기 기지국(713)에서의 전송할 데이터가 없는 등의 이유로 인해 가입자 단말기(711)가 상기 트래픽 지시 메시지(721)를 통해 네가티브(negative) 신호를 수신하면, 상기 가입자 단말기(711)와 기지국(713)은 다시 슬립 모드(723)로 천이된다. 이때, 본 발명의 제1 실시예에 따라서, 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 이전 SLEEP INTERVAL의 최대 윈도우(725)를 계속 유지하게 된다.
마찬가지 방법으로, 다시 슬립 모드(723)로 천이된 상기 가입자 단말기(711)가 상기 SLEEP INTERVAL(즉, 최대 윈도우값)이 경과, 어웨이크 모드(727)로 천이되어 다시 트래픽 지시 메시지를 확인한다.
상기 가입자 단말기(711)가 상기 트래픽 지시 메시지를 통해 네가티브(negative) 신호를 수신(729)하면, 상기 가입자 단말기(731)는 다시 슬립 모드로 천이(731)하고, 상술한 바와 마찬가지로 SLEEP INTERVAL을 최대 윈도우(733)로 계속 유지한다.
결과적으로, 상기와 같은 경우 SLEEP INTERVAL이 기지국이 설정한 최대 윈도우 값에 도달하였으므로 더 이상의 SLEEP INTERVAL의 증가는 없고, 상기 가입자 단말기(711)가 상기 기지국(713)으로부터 트래픽 지시 메시지를 통해 포지티브(positive) 신호를 수신할 때까지는 상기 SLEEP INTERVAL을 최대 윈도우 값으로 고정시킨다.
상기 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가입자 단말기(711)에서의 처리 절차를 나타낸 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 811 단계에서 가입자 단말기(711)는 SLEEP INTERVAL을 최대 윈도우 값으로 가진 상태에서 슬립 모드로 들어가게 된다.
이때, 현재 슬립 프레임(current sleep frame)은 0으로 새롭게 설정되며, 한 프레임이 증가할 때마다 상기 현재 슬립 프레임(current sleep frame)값도 하나씩 증가(815)한다. 상기 현재 슬립 프레임 값은 가입자 단말기(711)가 슬립 모드로 천이된 후부터 프레임 단위로 카운트(count) 되는 값을 의미한다. 따라서, 상기 현재슬립 프레임 값은 SLEEP INTERVAL이 될 때까지 카운트된 후, 다시 0으로 세팅된다.
한편, 상기 현재 슬립 프레임(current sleep frame)값이 상기 SLEEP INTERVAL에 도달할 경우(813) 상기 가입자 단말기(711)는 어웨이크 모드로 천이하여(817) 기지국(713)이 송신하는 신호를 수신하게 된다.
이때, 상기 가입자 단말기(711)는 상기 기지국(713)으로부터 트래픽 지시 메시지를 수신할 수 있으며, 상기 트래픽 지시 메시지에는 상기 기지국(713)이 상기 가입자 단말기(711)에게 송신할 데이터의 유무를 알려주는 정보(즉, 네타티브 또는 포지티브 정보)가 포함된다.
만약, 상기 기지국(713)이 상기 가입자 단말기(711)에게 송신할 데이터가 존재하여, 상기 트래픽 지시 메시지에 포지티브(positive) 정보가 포함될 경우(819), 상기 가입자 단말기(711)는 지속적으로 어웨이크 모드로 설정되어 상기 기지국(713)과 데이터 송수신을 하게 된다(821).
반면, 상기 트래픽 지시 메시지안에 네가티브(negative) 메시지가 포함되면, 상기 가입자 단말기(711)는 슬립 모드로 다시 천이(823)하게 된다.
이때, 상기 SLEEP INTERVAL의 값이 최대 윈도우값에 도달한 상태이므로, 본 발명의 제1 실시예에 따라 다시 슬립 모드로 천이되어도 상기 SLEEP INTERVAL은 더 이상 증가하거나 감소하지도 않고 최대 윈도우 값을 유지하게 된다(823).
따라서, 현재 슬립 프레임(current sleep frame)이 0에서 최대 윈도우까지 증가하게 되는 동안 상기 가입자 단말기(711)는 슬립 모드를 유지하게 되며, 상기 기지국(713)이 전송할 데이터가 존재하여 상기 가입자 단말기(711)가 어웨이크 모드에서 트래픽 지시 메시지를 통해 포지티브(positive) 정보를 수신하게 될 때까지 상기 SLEEP INTERVAL은 최대 윈도우 값을 계속 유지한다.
동일한 방법으로, 현재 슬립 프레임 값이 SLEEP INTERVAL(즉, 최대 윈도우)에 도달하지 않았을 경우(825), 매 프레임이 경과할 때마다 현재 슬립 프레임 값을 하나씩 증가(827)시키게 되며, 상기 현재 슬립 프레임 값이 SLEEP INTERVAL에 도달하였을 경우, 어웨이크 모드로 천이하여 기지국으로부터 송신되는 트래픽 지시 메시지를 확인하는 절차를 반복한다.
예컨대, 최소 윈도우 값이 2ms, 최대 윈도우 값이 5s로 설정되고, 기지국으로부터 전송될 데이터가 없어 상기 가입자 단말기가 트래픽 지시 메시지를 통해 네가티브 정보를 계속하여 수신하는 경우를 가정한다. 이때, 최초 슬립 모드로 천이시, SLEEP INTERVAL은 2ms가 되며, 이후에는 상기 SLEEP INTERVAL이 4ms, 8ms, 16ms 등으로 두배씩 증가하게 된다. 상기와 같이 계속 증가하여 상기 SLEEP INTERVAL이 5s에 도달하면, 다음 SLEEP INTERVAL 부터는 계속하여 5s를 유지하게 된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기와 같이 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우 값에 도달한 후, 다시 슬립 모드로 천이될 경우, 상기 SLEEP INTERVAL이 계속하여 최대 윈도우 값을 유지하도록 한다.
한편, 상기 방법에 대한 변형도 가능하다. 즉, 상기 SLEEP INTERVAL을 계속하여 최대 윈도우 값으로 설정하지 않고, 상기 최대 윈도우 값이 일정 회수동안 반복되면, 다시 상기 SLEEP INTERVAL을 재설정하도록 하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우 값에 도달한 이후, 상기 SLEEP INTERVAL이 상기 최대 윈도우 값으로 5회 반복되었을 경우, 상기 SLEEP INTERVAL을 최소 윈도우 및 최대 윈도우의 범위 내에서 재설정되도록 구현하는 것이 가능하다.
상기 방법은, 불규칙한 트래픽 전송 상황에서의 경우, 보다 효과적일 수도 있다.
<제2 실시예>
이하, 본 발명에 따른 제2 실시예로서 상기 SLEEP INTERVAL을 최소 윈도우(MIN-WINDOW) 값으로 설정한 후, 최대 윈도우 값까지 증가시키는 과정을 반복하는 방법을 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
기지국은 송신할 데이터가 없을 경우, 트래픽 지시 메시지에 네가티브(negative)정보를 포함하여 가입자 단말기로 전송하며, 상기 메시지를 수신한 가입자 단말기는 계속 슬립 모드로 존재하게 된다. 그러나, 상기 기지국이 송신할 데이터의 형태가 실시간 데이터가 아니므로, 데이터 발생 빈도 수가 랜덤한 성격을 갖게 된다.
따라서, SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하게 되면 다시 최소 윈도우 값으로 설정한 뒤 2배씩 증가시키는 방법이 고려될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 다시 최소 윈도우 값으로 설정하는 과정을 나타낸 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 슬립모드로 천이한 가입자 단말기(911)가 SLEEPINTERVAL을 최대 윈도우 값으로 가지는 경우를 가정한다. 따라서, 상기 슬립모드(915)로 천이한 가입자 단말기(911)는 최대 윈도우 값이 경과(917)한 후, 어웨이크 모드로 천이(919)하여 기지국(913)으로부터 트래픽 지시 메시지를 수신(921)한다.
한편, 상기 기지국(913)이 전송하는 트래픽 지시 메시지에는 상술한 바와 같이 전송할 데이터의 유무를 표시하는 포지티브(positive) 또는 네가티브(negative) 정보가 포함된다.
상기 가입자 단말기(911)가 어웨이크 모드로 천이하여 수신한 상기 트래픽 지시 메시지를 통해 네가티브 정보를 확인하면, 상기 가입자 단말기(913)는 다시 슬립 모드로 천이(923)한다. 이때, 상기 가입자 단말기(913)의 SLEEP INTERVAL을 결정해 주어야 하는데, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달한 이후에는 상기 SLEEP INTERVAL을 다시 최소 윈도우 값으로 설정하는 방법을 제안한다.
한편, 상기 최대 윈도우 및 최소 윈도우 값은 상술한 바와 같이 상기 기지국(913)으로부터 미리 결정되어 통보된 값이므로, 상기 가입자 단말기(911)는 이미 상기 값들을 알고 있다.
따라서, 상기와 같이 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우 값에 도달한 후, 다시 슬립 모드로 천이할 경우, 상기 가입자 단말기(911)가 이미 알고 있는 최소 윈도우 값으로 재설정(925)된다.
즉, 상기 SLEEP INTERVAL이 최소 윈도우 값으로 재설정되며, 슬립 모드로 천이(923)하였을 경우, 상기 가입자 단말기(911)는 상기 최소 윈도우 값동안 슬립 모드를 유지(925)한다. 상기 최소 윈도우 값동안의 시간이 경과한 후, 상기 가입자 단말기(911)는 어웨이크 모드로 천이(927)하여, 상기 기지국으로부터 전송되는 트래픽 지시 메시지를 확인(929)한다.
상기 수신된 트래픽 지시 메시지에 네가티브 정보가 포함되어 있으면, 상기 기지국으로부터 전송될 데이터가 없는 것이므로, 다시 슬립 모드로 천이(931)하게 된다. 이때, SLEEP INTERVAL은 이전 SLEEP INTERVAL인 상기 최소 윈도우 값의 2배(즉, SLEEP INTERVAL=MIN-WINDOW*2)로 설정(933)된다.
즉, 상기 SLEEP INTERVAL이 최소 윈도우 값의 2배로 설정되고, 슬립 모드로 천이(931)하였을 경우, 상기 가입자 단말기(911)는 상기 최소 윈도우 값의 2배의 시간 동안 슬립 모드를 유지(933)한다. 상기 최소 윈도우 값의 2배의 시간 동안의 시간이 경과한 후, 상기 가입자 단말기(911)는 어웨이크 모드로 천이(935)하여, 상기 기지국으로부터 전송되는 트래픽 지시 메시지를 확인(937)한다.
마찬가지로, 상기 트래픽 지시 메시지에 네가티브 정보가 있을 경우, 다시 슬립 모드로 천이(939)하며, 상기 과정을 반복한다.
동일한 방법에 의해, 상기 SLEEP INTERVAL이 경과하여 계속 슬립 모드가 유지될 경우, 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우 값의 4배, 8배, 16배 등으로 증가한다. 결국, 상기 SLEEP INTERVAL이 계속 증가하여 최대 윈도우 값이 될 때까지 기지국으로부터 포지티브 정보를 수신하지 못하면, 다시 최소 윈도우 값으로 재설정되는 과정을 반복하게 된다.
도 10은 상기 도 9에서 도시된 방법을 적용할 경우 가입자 단말기에서의 동작을 나타내는 순서도이다.
상기 도 10을 참조하면, 초기 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하기까지 과정은 상기 도 8의 절차와 동일하다. 즉, 슬립 모드에 있는 가입자 단말기(911)의 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우로 설정(1011)되였을 경우, 현재 슬립 프레임은 0에서부터 상기 최대 윈도우 값까지 매 프레임이 경과할 때마다 하나씩 증가(1013, 1015)한다.
한편, 상기 현재 슬립 프레임이 증가하여 SLEEP INTERVAL(즉, 최대윈도우 값)에 도달할 경우, 상기 가입자 단말기(911)는 어웨이크 모드로 천이(1019)하여, 기지국(913)으로부터 수신되는 트래픽 지시 메시지를 확인한다.
상기 확인 결과, 상기 수신된 트래픽 지시 메시지에 포지티브 정보가 포함되어 있으면, 상기 기지국(913)으로부터 전송될 데이터가 있는 것이므로, 상기 기지국(913)과의 데이터 통신을 수행(1023)한다.
반면, 상기 수신된 트래픽 지시 메시지에 네가티브 정보가 포함되어 있으면, 다시 슬립 모드로 천이되며, 상기 SLEEP INTERVAL을 재설정하여 준다.
바로 전의 SLEEP INTERVAL은 최대 윈도우 값이 설정되었으므로, 다음 SLEEP INTERVAL은 상술한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따라 최소 원도우 값으로 설정한다.
여기서, 1017단계의 K값은 본 발명에 따라 상기 슬립 모드가 계속 진행될 때마다 상기 SLEEP INTERVAL을 2배씩 증가시켜 주기 위한 변수로 설정된 값이다.
따라서, 상기 K값이 최초 0으로 설정된 이후, SLEEP INTERVAL이 반복될 때마다 상기 K값은 하나씩 증가하지만, 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우의 2배, 4배, 8배 등으로 증가(1025)한다.
따라서, 현재 슬립 프레임 값이 매 프레임이 경과할 때마다 하나씩 증가(1029)하여 SLEEP INTERVAL에 도달(1027)하면, 상기 가입자 단말기(911)는 어웨이크 모드로 천이하여, 상기 기지국(913)으로부터 트래픽 지시 메시지를 수신(1019)한다.
상기 트래픽 지시 메시지의 수신 결과, 네가티브 정보가 포함되어 있으면, 계속하여 상기 SLEEP INTERVAL을 이전 SLEEP INTERVAL의 두배씩 증가시킨다.
한편, 상기 SLEEP INTERVAL이 계속 증가하여 최대 윈도우 값에 도달하면, 상기 SLEEP INTERVAL을 다시 최소 윈도우 값으로 할당하여 상기 과정을 반복한다.
예컨대, 최소 윈도우 값이 2ms, 최대 윈도우 값이 5s로 설정되고, 기지국으로부터 전송될 데이터가 없어 상기 가입자 단말기가 트래픽 지시 메시지를 통해 네가티브 정보를 계속하여 수신하는 경우를 가정한다. 이때, 최초 슬립 모드로 천이시, SLEEP INTERVAL은 2ms가 되며, 이후에는 상기 SLEEP INTERVAL이 4ms, 8ms, 16ms 등으로 두배씩 증가하게 된다. 상기와 같이 계속 증가하여 상기 SLEEP INTERVAL이 5s에 도달하면, 다음 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우 값인 2ms로 설정하고, 이후, 상기와 같이 4ms, 8ms, 16ms, 등으로 두배씩 증가시키는 과정을 반복한다. 상기 SLEEP INTERVAL이 계속 증가하여 다시 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 마찬가지 방법으로 최소 윈도우 값부터 다시 증가시킨다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기와 같이 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우 값에 도달한 후, 다시 슬립 모드로 천이될 경우, 상기 SLEEP INTERVAL이 최소 윈도우 값에서부터 증가되는 과정이 반복되도록 구현한다.
<제3 실시예>
이하, 본 발명에 따른 제3 실시예로서 상기 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 새로운 메시지로서 상기 SLEEP INTERVAL을 다시 설정해주는 방법을 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
상기 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하는 경우는 정상적인 상황에서는 SLEEP INTERVAL이 최소 윈도우에서 2배수씩 증가하면서 한번도 기지국이 송신할 데이터가 존재하지 않을 경우이다. 이때에는 가입자 단말기가 수신하는 데이터의 빈도가 확연히 줄어드는 경우일 수 있으므로 최소 윈도우 및 최대 윈도우값 자체를 증가시켜야 하는 것이 바람직하다. 즉 새로운 SLEEP INTERVAL 설정을 필요로 한다.
상기 도 11은 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달할 경우 상기 가입자 단말기가 슬립 요구 메시지를 송신하여 새로운 SLEEP INTERVAL 설정을 요구하는 과정를 나타낸 도면이다. 상기 제1 및 제2 실시예에서와 같이 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우(1117)에 도달한 뒤 어웨이크 모드(1119)로 천이하여, 기지국(1113)으로부터 TRF_IND 메시지(1121)를 통해 네가티브 정보를 확인하면, 상기 가입자 단말기(1111)는 슬립 모드(1127)로 천이한다.
그러나, 상기 제1 및 제2 실시예에서 상기 가입자 단말기(1111)가 자체적으로 재설정을 한 것과 달리, 제3 실시예에서는 기지국(1113)에게 슬립 요구 메시지(SLP_REQ)를 송신(1123)하여 SLEEP INTERVAL의 재설정을 요구한다. 상기 기지국(1113)은 상기 가입자 단말기(1111)로부터 슬립 요구 메시지(1123)를 수신하면, 상기 가입자 단말기(1111)에게 적절한 SLEEP INTERVAL을 설정하여 슬립 응답 메시지(SLP_RSP)를 통해 알려준다(1125).
이때, 상기 가입자 단말기(1111)는 상기 슬립 응답 메시지(1125) 메시지 안에 포함된 SLEEP INTERVAL의 새로운 최소 윈도우 값(NEW MIN-WINDOW; 1129) 만큼 슬립 모드(1127) 상태를 유지한 후, 다시 어웨이크 모드(1131)로 천이한다.
만약, 상기 가입자 단말기(1111)가 어웨이크 모드(1131)로 천이한 후, 기지국(1113)의 트래픽 지시(1133) 메시지를 통해 네가티브 정보를 확인하면, 상기 가입자 단말기(1111)는 다시 슬립 모드로 천이(1135)된다. 이때, SLEEP INTERVAL은 바로전 할당된 새로운 최소 윈도우의 2배(2*NEW MIN-WINDOW)의 값으로 설정된다.
따라서, 상기 슬립 모드로 천이(1135)된 상기 가입자 단말기(1111)는 상기 새로운 최소 윈도우의 2배 값만큼의 시간이 경과(1137)한 후, 어웨이크 모드로 천이(1139)된다. 상기 어웨이크 모드로 천이(1139)된 상기 가입자 단말기(1111)는 상기 기지국으로 부터 트래픽 지시 메시지를 수신(1141)하고, 네가티브 정보가 포함되었을 경우, 다시 슬립 모드로 천이(1143)된다.
이후, 상기 SLEEP INTERVAL은 계속하여 새로 설정된 최소 윈도우의 배수값으로 증가(즉, 2배, 4배, 8배 등)하게 된다.
상기 SLEEP INTERVAL이 게속 증가하여 새로이 할당된 최대 윈도우 값에 도달하면, 설정에 따라서 다시 상기 새로이 할당된 최소 윈도우 값으로 설정하여 반복하게 할 수 있다. 한편, 다른 방법으로 상기 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 또 다른 새로운 최대 윈도우 및 최소 윈도우 값을 할당받게 할 수도 있다. 이때에는, 상술한 바와 마찬가지로, 상기 가입자 단말기(1111)가 슬립 요청 메시지를 상기 기지국(1113)으로 전송하여야 함은 자명하다.
상기 도 12는 상기 도 11에서 상술한 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하였을 경우 가입자 단말기가 기지국에게 슬립 요구 메시지를 송신하여 새로운 SLEEP INTERVAL을 설정하는 절차를 나타낸 순서도이다.
상기 도 12를 참조하면, 초기 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하기까지 과정은 상기 도 8 및 도 10에서와 동일하다. 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 들어가게 되면 현재 슬립 프레임은 0으로 새롭게 설정된다. 한 프레임이 증가할 때마다 상기 현재 슬립 프레임도 하나씩 증가되며(1215), 상기 현재 슬립 프레임이 현재 설정된 SLEEP INTERVAL에 도달할 경우(1213), 상기 가입자 단말기(1111)는 어웨이크 모드로 천이(1217)하여 기지국(1113)이 송신하는 신호를 수신한다(1219).
상술한 바와 같이 상기 기지국(1113)이 보내는 신호에는 트래픽 지시 메시지가 있는데 이 안에는 상기 기지국(1113)이 가입자 단말기(1111)에게 송신할 데이터의 유무를 말해주는 신호가 포함된다. 만약, 상기 기지국(1113)이 가입자 단말기(1111)에게 송신할 데이터가 존재할 경우, 상기 트래픽 지시 메시지에는 포지티브 신호가 포함되며, 상기 가입자 단말기(1111)는 지속적으로 어웨이크 모드로 설정되고 데이터 송수신(1221)을 하게 된다.
반면, 상기 트래픽 지시 메시지 안에 네가티브 메시지가 포함되면 단말은 슬립 모드로 다시 천이해야 한다. 본 발명에 따른 제3 실시예를 적용할 경우 상기 제1 및 제2 실시예에서와는 달리 SLEEP INTERVAL의 값이 최대 윈도우에 도달하고, 다시 슬립 모드로 천이되는 상황이 되면, 상기 가입자 단말기(1111)는 새로운 SLEEP INTERVAL 설정의 필요성을 감지하고 어웨이크 모드 상태에서 상기 기지국(1113)으로 새로운 SLEEP INTERVAL 설정을 요청하는 슬립 요구 메시지를 송신(1223)한다.
상기 가입자 단말기(1111)의 새로운 SLEEP INTERVAL을 요청하는 슬립 요구 메시지를 수신한 상기 기지국(1113)은 상기 가입자 단말기(1111)에게 적합한 새로운 SLEEP INTERVAL 설정이 포함된 슬립 응답 메시지를 단말에게 송신한다(1225).
제3 실시예에서도 상기 제2 실시예에서와 마찬가지로 반복되는 슬립 모드 횟수에 따라서 그 전 SLEEP INTERVAL의 두 배수만큼 증가해야 하므로 슬립 모드가 반복되는 K라는 변수를 설정하였으며(1229), SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하게 되면 상기 K값은 0으로 세팅된다(1229).
한편, 상기 가입자 단말기(1111)는 슬립 모드로 천이한 뒤 SLEEP INTERVAL을 이전의 최소 윈도우 값이 아닌 상기 슬립 응답 메시지를 통해 새롭게 부여된 최소 윈도우 값으로 설정한다(1231).
상기 현재 슬립 프레임이 상기 새로운 최소 윈도우에 도달하면(1233) 어웨이크 모드로 천이하고(1237) 기지국이 송신하는 트래픽 지시 메시지를 수신(1239)한다. 상술한 바와 같이 상기 트래픽 지시 메시지에 네가티브 신호가 포함되면 상기가입자 단말기(1111)는 상기 기지국(1113)이 전송할 데이터가 없음을 감지하고, 다시 어웨이크 모드로 다시 천이(1231)한다.
이때, 상기 SLEEP INTERVAL의 설정은 슬립 모드가 한번 다시 반복되므로 K=1로 설정되며(1231), 상기 SLEEP INTERVAL은 슬립 응답 메시지를 통해 받은 새로운 최소 윈도우 값을 적용한 상기 새로운 최소 윈도우의 2배 값으로 증가(1231)된다.
한편, 프레임이 증가함에 따라서 상기 현재 슬립 프레임도 증가하며(1235), 상기 현재 슬립 프레임이 현재 설정된 SLEEP INTERVAL에 도달하게 되면(1233), 상기 가입자 단말기(1111)는 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 천이(1237)하게 된다. 상술한 바와 마찬가지로 상기 어웨이크 모드로 천이한 상기 가입자 단말기(1111)는 트래픽 지시 메시지 안에 포지티브 신호를 확인할 때까지 상기 과정을 반복하게 된다.
만약 SLEEP INTERVAL이 새롭게 설정된 최대 윈도우에 또다시 도달하게 되면 상기 가입자 단말기(1111)는 또 다른 SLEEP INTERVAL 설정을 요구하는 슬립 요구 메시지를 송신하고 수신한 슬립 응답 메시지에 포함된 새로운 SLEEP INTERVAL을 적용하여 위의 과정을 반복하도록 할 수 있다.
다른 방법으로 상기 본 발명에 따른 제3 실시예를 변형하여 적용하는 것도 가능하다. SLEEP INTERVAL가 상기 최대 윈도우 값에 도달한 후, 상기 기지국으로부터 트래픽 지시 메시지를 통해 네가티브 정보를 수신하였을 경우, 상기와 같이 바로 슬립 요구 메시지를 전송하지 않고, 상기 가입자 단말기(1111)에게 설정된 SLEEP INTERVAL을 최대 윈도우 사이즈로 설정한 후, 일정 횟수만큼 단계 1211에서1219를 반복하게 한 뒤, 상기 슬립 요구 메시지를 송신하게 할 수도 있다.
상기와 같은 경우 하기 <표 4>에서와 같이 반복한 횟수를 RETRY MAX-WINDOW NUM에 실어서 기지국(1113)에게 알려주면, 상기 기지국(1113)은 가입자 단말기(1111)의 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하였음을 알고 SLEEP INTERVAL을 재설정 때, 상기 값을 고려할 수 있다.
상기 <표 4>를 참조하면, 종래의 슬립 요청 메시지에서 RETRY MAX-WINDOW NUM 파라미터가 추가된 것을 알 수 있다. 즉, 상기 가입자 단말기(1111)의 SLEEP INTERVAL이 최대 윈도우에 도달하여, 다시 새로운 최소 윈도우 및 최대 윈도우 값을 할당받고자 할 경우, 상기 가입자 단말기(1111)는 상기 저장된 최대 윈도우가 반복된 값을 상기 <표 4>의 슬립 요청 메시지를 통해 전송할 수 있다.
상기 슬립 요청 메시지를 수신한 기지국(1113)은 상기 가입자 단말기(1111)로 슬립 응답 메시지를 통해 새로운 최대 윈도우 및 최소 윈도우 값을 할당한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
예컨대, 상기 상술한 제1 내지 제3 실시예에 의한 방법은 서로 조합하여 구성하는 것이 가능하며, 상기 상술한 기본 개념들의 조합에 의해서 가입자 단말기의 SLEEP INTERVAL을 할당하는 방법을 효과적으로 구현할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템, 즉 IEEE 802.16e 통신 시스템의 슬립 모드 및 어웨이크 모드에서 슬립 구간을 여러 가지로 방법으로 설정함으로써 불필요하게 어웨이크 모드로 깨어나는 동작 횟수를 줄여 슬립 모드의 취지인 효율적인 전력 관리를 할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (27)

  1. 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 다음 슬립 모드의 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서,
    상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 천이하고, 상기 슬립 모드에 대한 슬립 구간을 최대 윈도우 값으로 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬립 구간이 최대 윈도우 값으로 설정된 이후, 계속하여 상기 가입자 단말기로 전송된 데이터가 없는 경우, 상기 슬립 구간을 최대 윈도우 값으로 계속 유지함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가입자 단말기로 전송될 데이터의 유무는 기지국으로부터 전송되는 트래픽 지시 메시지를 통해 판단함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가입자 단말기로 전송되는 데이터가 있을 경우, 상기 트래픽 지시 메시지에 상기 가입자 단말기의 접속 식별자(CID)를 포함하여 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬립 구간은 프레임 단위로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 최대 윈도우 값은 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기에게 미리 할당하여 사용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 슬립 구간이 최대 윈도우 값으로 소정의 회수만큼 반복되면, 다음 슬립 구간을 최소 윈도우 값으로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 상기 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서,
    상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 천이하고, 상기 슬립 모드에 대한 슬립 구간을 최소 윈도우 값으로 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 슬립 구간이 최소 윈도우 값으로 설정된 이후, 계속하여 상기 가입자 단말기로 전송된 데이터가 없는 경우, 상기 슬립 구간은 상기 최소 윈도우 값에서부터 시작하여 이전 슬립 구간을 배수 연산함으로써 설정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가입자 단말기로 전송될 데이터의 유무는 기지국으로부터 전송되는 트래픽 지시 메시지를 통해 판단함을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가입자 단말기로 전송되는 데이터가 있을 경우, 상기 트래픽 지시 메시지에 상기 가입자 단말기의 접속 식별자(CID)를 포함하여 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 슬립 구간은 프레임 단위로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 최대 윈도우 값은 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기에게 미리 할당하여 사용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 최소 윈도우 값은 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기에게 미리 할당하여 사용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 최소 윈도우 값에서부터 계속하여 배수 연산된 슬립 구간값이 다시 최대 윈도우 값에 도달할 경우, 다음 슬립 구간값을 최소 윈도우 값으로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간(SLEEP INTERVAL)이 최대 윈도우(MAX-WINDOW) 값에 도달한 가입자 단말기에 대해 상기 슬립 구간을 설정하는 방법에 있어서,
    상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 가입자 단말기가 상기 기지국으로 새로운 윈도우 값의 할당을 요구하는 과정과,
    상기 기지국이 상기 가입자 단말기로 새로운 윈도우 값을 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 새로운 윈도우 값은 기지국이 결정한 새로운 최대 윈도우 및 최소 윈도우 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 새로운 윈도우 값을 수신한 상기 가입자 단말기는 다음 슬립 모드의 슬립 구간을 상기 수신된 새로운 최소 윈도우 값으로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 슬립 구간이 새로운 최소 윈도우 값으로 설정된 이후, 계속하여 상기 가입자 단말기로 전송된 데이터가 없는 경우, 상기 슬립 구간은 상기 새로운 최소윈도우 값에서부터 시작하여 이전 슬립 구간을 배수 연산함으로써 설정됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 가입자 단말기로 전송될 데이터의 유무는 기지국으로부터 전송되는 트래픽 지시 메시지를 통해 판단함을 특징으로 하는 상기 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 가입자 단말기로 전송되는 데이터가 있을 경우, 상기 트래픽 지시 메시지에 상기 가입자 단말기의 접속 식별자(CID)를 포함하여 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 슬립 구간은 프레임 단위로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  23. 제16에 있어서,
    상기 최대 윈도우 값은 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기에게 미리 할당하여 사용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  24. 제16에 있어서,
    상기 최소 윈도우 값은 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기에게 미리 할당하여 사용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 가입자 단말기가 상기 최대 윈도우 값의 시간을 경과하고, 어웨이크 모드로 천이하여, 기지국으로부터 전송할 데이터가 없음을 나타내는 메시지를 수신하는 과정이후에,
    상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 천이하고, 상기 슬립 모드에 대한 슬립 구간을 최대 윈도우 값으로 계속 설정하며, 상기 최대 윈도우 값이 적용된 회수를 계산하는 과정과,
    상기 슬립 구간으로 상기 최대 윈도우 값을 소정 회수만큼 반복하여 적용하면, 상기 가입자 단말기가 상기 기지국으로 새로운 윈도우 값의 할당을 요구하는 과정과,
    상기 기지국이 상기 가입자 단말기로 새로운 윈도우 값을 전송하는 과정을포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 최대 윈도우 값의 반복 회수는 상기 가입자 단말기로부터 상기 기지국으로 전송됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 최대 윈도우 값의 반복 회수는 슬립 요구 메시지의 파라미터로 포함됨을 특징으로 하는 상기 방법.
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