KR100705449B1 - 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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조승권
이석진
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 슬립 타이머 값에 설정된 시간 동안 이동통신 단말기에 패킷 데이터가 수신되고 있는지 판단하고, 이동통신 단말기에 패킷 데이터가 수신되고 있지 않다고 판단하는 경우, 이동통신 단말기의 배터리 전원부에 대한 잔여 전력을 검출하고, 검출 잔여 전력이 기설정되어 있는 전력 레벨 이하인지 판단한다. 이어서, 검출 잔여 전력이 전력 레벨 이하라고 판단하는 경우, 검출 잔여 전력에 따라 매칭되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 추출하고, 배터리 잔여 전력 함수값에 계산된 슬립 구간의 시간 길이를 바탕으로 슬립 모드로 진입하여 이동통신 단말기에서 배터리 상태에 따라 슬립 모드 특성을 이용한 절전 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 배터리 전원부의 잔여 전력에 따라 슬립 구간의 시간 길이를 조절하여 슬립 모드로 인한 배터리 전원부의 수명 연장을 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.
슬립 모드, 절전 제어, 슬립 구간, 액티브 모드, 이동통신 단말기

Description

이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법 및 장치{Method and Device for Controlling Power Saving in Mobile Communication Terminal}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 시간의 흐름에 따라 이동통신 단말기가 정상 상태인 액티브 모드(Active Mode)에서 절전 상태인 슬립 모드(Sleep Mode)로 전환 및 슬립 모드를 종료하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 배터리 잔여 전력 레벨에 따라 bk 값(배터리 잔여 전력 함수값)의 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 이동통신 단말기에서의 배터리 상태에 따른 슬립 구간의 시간 길이를 결정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배터리 전원부의 잔여 전력에 따라 매칭되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 추출한 후, 추출된 배터리 잔여 전력 함수값을 이용하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고 계산된 슬립 구간의 시간 길이를 바탕으로 슬립 모드로 진입하는 이동통신 단말기에서 배터리 상태에 따라 슬립 모드의 특성을 이용한 절전 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 단말기는 충전용 배터리로부터 전원을 공급받는다. 이동통신 단말기의 전원으로 사용되는 배터리는 점점 용량이 커지고, 기능도 좋아져서 일 회 충전으로 상당히 긴 시간 동안 사용할 수 있게 되었다. 그러나 이동통신 단말기의 이동성을 고려해 볼 때, 이동통신 단말기의 전력 소모는 여전히 시스템 전체에 중요한 설계 요소 중 하나로 작용하고 있다.
따라서, 이동통신 단말기의 전력 소모를 최소화하기 위해 이동통신 단말기와 기지국 간의 슬립 모드(Sleep Mode) 동작 및 슬립 모드 동작에 대응하는 액티브 모드(Active Mode) 동작이 제안되었다.
여기서, 슬립 모드는 기지국과 단말기 사이에 데이터 송수신이 없을 경우, 단말기와 기지국 간에 미리 설정된 시간 동안 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 차단하는 상태를 의미하며, 액티브 모드는 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 차단하지 않고 기지국과 단말기 간에 패킷 데이터가 송수신 되는 상태를 의미한다.
이와 같이 이동통신 단말기가 슬립 모드에 머무르는 동안 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 차단하므로 배터리 수명을 연장하는 결과를 가져오게 되는 것이다.
따라서, 슬립 모드로 인한 전원 이득을 크게 하기 위해서는 슬립 구간의 시간 길이를 길게 하여야 한다.
이러한 슬립 구간을 설정하여 절전 효과를 얻는 종래 기술로서, 특허 출원 제2003-27233호 '광대역 무선 접속 통신 시스템에서 슬립 구간 설정 방법'(2003.4.29)을 들 수 있다. 그러나 종래 기술은 슬립 모드 진입에 대한 절차에 초점이 맞추어져 있고 슬립 구간의 시간 길이를 변경하는 방법에는 의미를 두고 있지 않다.
최근 배터리 방전 특성에 대한 연구 결과는 배터리 방전 시간이 일정한 시간이 지나 잔여 전력이 아주 작아지면 그 특성이 급격히 나빠지기 시작하는데, 배터리를 방전시키다가 잠시 동안 배터리의 방전을 아주 낮은 상태로 유지하는 이완 시간(Relaxation Time)을 길게 가질 경우, 전하 회복(Charge Recovery) 효과에 의해 배터리 수명을 늘릴 수 있다는 것을 보여 주었다.
이러한 배터리의 방전 특성을 고려하여 슬립 구간의 길이를 결정하는 경우, 슬립 모드로 인한 절전 효과 이외에 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있으나, 현재까지 배터리 특성을 고려한 슬립 구간 설정 방법은 전혀 제시되지 않았다. 전술한 특허 출원 제2003-27233호는 배터리 잔여 용량에 의해 슬립 구간의 시간 길이가 설정되는 것이 아니라, 2의 배수와 같이 고정된 방식으로 슬립 구간의 시간 길이를 결정하는 방식을 사용하고 있어 슬립 모드로 인한 절전 효과의 효율성이 떨어지며 배터리의 특성을 활용하지 못하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 배터리 전원부의 잔여 전력에 따라 각각 매칭되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 슬립 구간의 시간 길이 결정식 중 지수 함수 형태의 밑수값으로 대입하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산한 후, 계산된 슬립 구간의 시간 길이를 바탕으로 슬림 모드로 진입하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 이동통신 단말기에서 슬립 모드 특성을 이용한 절전 제어 방법은, (a) 미리 설정된 시간인 슬립 타이머 값 동안 이동통신 단말기에 패킷 데이터가 수신되고 있는지 판단하는 단계; (b) 단계 (a)에서 이동통신 단말기에 패킷 데이터가 수신되고 있지 않다고 판단하는 경우, 이동통신 단말기의 배터리 전원부에 대한 잔여 전력을 검출하고, 검출된 잔여 전력이 기설정되어 있는 전력 레벨 이하인지 판단하는 단계; (c) 상기 검출된 잔여 전력이 전력 레벨 이하인 경우, 상기 검출된 잔여 전력에 따라 미리 매칭되어 저장되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 추출하는 단계; 및 (d) 배터리 잔여 전력 함수값을 토대로 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고, 계산된 시간 길이를 토대로 슬립 모드로 진입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법 및 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 슬립 모드 특성을 이용한 절전 제어를 수행하는 이동통신 단말기는, 배터리 전원부의 전력량을 한 개 이상의 전력 구간으로 나누고, 각 전력 구간마다 배터리 잔여 전력 함수값을 매칭하여 저장하는 메모리; 배터리 전원부의 잔여 전력을 측정하는 전원부 전력 측정부; 및 전원부 전력 측정부에 의해 측정된 배터리 전원부의 잔여 전력이 기설정되어 있는 전력 레벨 이하인 경우, 메모리로부터 잔여 전력에 대해 매칭되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 이용하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고, 상기 계산된 시간 길이를 토대로 슬립 모드로 진입하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 ”포함“한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 배터리 상태에 따른 슬립 구간의 시간 길이를 결정하는 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기는 프로그램 메모리(100), 내부 메 모리(110), 모드 상태 저장부(120), 제어부(130), 키입력부(140), 디스플레이부(150), 디지털 신호 처리부(160), 베이스밴드 변환부(170), 스피커(180), 마이크로폰(190), 안테나(191), 알에프(RF) 신호 처리부(192), 배터리 전원부(193), 전원부 전력 측정부(194) 등을 포함하여 구성된다.
프로그램 메모리(100)에는 이동통신 단말기의 동작을 위한 실시간 처리 기능을 갖는 운영 체제(OS : Operating System, 이하 'OS'라 칭함) 소프트웨어와 호처리와 관련된 기능을 처리하는 호처리 소프트웨어 등이 저장되어 있고, 본 발명의 실시예에 따라 이동통신 단말기가 슬립 모드로 진입하기 전에 배터리 전원부(193)의 잔여 전력에 따라 슬립 구간의 시간 길이를 변경하는 기능을 수행하는 슬립 구간 제어 프로그램이 저장되어 있다.
한편 슬립 구간 제어 프로그램은 이동통신 단말기의 생산 단계에서 프로그램 메모리(100)에 탑재할 수도 있고, 무선 인터넷 접속 등을 통하여 이동통신 사업자 서버에 접속하여 다운로드 받아서 탑재할 수도 있다.
내부 메모리(110)는 롬(ROM), 이이피롬(EEPROM), 램(RAM), 플래쉬 메모리, 휘발성, 비휘발성 메모리 등을 포함하는 개념으로서, 이 중 어느 하나를 사용하며, 이동통신 단말기의 내부 회로 기판에 실장된다. 통상 롬 영역에는 제어부(130)의 동작 프로그램, 시스템 프로그램이 저장되며, 필요에 따라 전기적으로 지우거나 다시 저장할 수 있다. 또한, 롬에는 프로그램 메모리(100)에 설치된 슬립 구간 제어 프로그램 등 각종 소프트웨어의 구동과 관련하여 발생하는 프로그램의 변수나 상태 정보가 저장되어 있다.
이이피롬(EEPROM)은 전기적으로 지우거나 다시 저장할 수 있는 메모리로서, NAM(Number Assignment Module) 파라미터, 전화번호, 이름, 단문 메시지 등의 저장용 데이터가 기록되는 비휘발성 메모리이다.
또한, 내부 메모리(110)는 통상적으로 이동통신 단말기의 동작 프로그램 실행시 데이터 버퍼(Buffer)로서의 역할을 수행하며, 키입력부(140)에 의해 입력된 데이터를 임시로 저장하거나 외부에서 이동통신 단말기로 수신되는 문자나 이미지 등의 데이터를 저장한다.
또한, 내부 메모리(110)에는 배터리 전원부(193)의 전력량을 한 개 이상의 전력 구간으로 나누고, 각 전력 구간마다 1 보다 큰 실수값으로 이루어진 배터리 잔여 전력 함수값을 매칭한 데이터베이스 정보가 저장된다.
모드 상태 저장부(120)는 키입력부(140)에 의해 선택된 이동통신 단말기의 현재 동작 모드를 상태 플래그(Flag)(0, 1, 2, ...)로 저장하는데, 제어부(130)는 이동통신 단말기가 수신 모드인지, 발신 모드인지, 저장 모드인지, 통화 모드인지 등을 구분하기 위해 각각의 모드마다 고유한 상태 플래그를 할당하여 모드 상태 저장부(120)를 갱신한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전원부(193)의 상태에 따른 절전 제어 모드를 상태 플래그로 저장한다.
제어부(130)는 모드 상태 저장부(120)에 저장되어 있는 상태 플래그를 참조하여 네트워크와 송수신 데이터의 정해진 규약에 따라 통신 프로토콜이 처리되도록 이동통신 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어부(130)는 슬립 구간 제어 프로그램을 구동하여 이동통신 단말기가 슬립 타이머 값에 의해 주어진 시간 동안 패킷 데이터를 수신하지 못하는 경우, 전원부 전력 측정부(194)로부터 배터리 전원부(193)의 잔여 전력에 대한 정보를 전송받아 배터리 전원부(193)의 잔여 전력이 기설정되어 있는 전력 레벨 이하인지 판단한다.
또한, 제어부(130)는 배터리 전원부(193)의 잔여 전력이 전력 레벨 이하라고 판단하는 경우 잔여 전력에 따라 각각 매칭되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 추출한 후, 추출된 배터리 잔여 전력 함수값을 슬립 구간의 시간 길이 결정식에 파라미터로 대입하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고 계산된 슬립 구간의 시간 길이를 바탕으로 슬립 모드로 진입하도록 제어한다.
키입력부(140)에는 다수의 숫자키, 문자키, 통화키 및 종료키가 구비되어 다이얼링(Dialing)이나 메뉴 선택, 통화 종료, 명령 입력을 위한 키선택 기능을 제공한다.
디스플레이부(150)는 전원의 사용 정도, 전파의 수신 강도, 날짜와 시간을 포함하여 이동통신 단말기의 전반적인 동작 상태를 표시해준다.
디지털 신호 처리부(160)(Digital Signal Processor)는 베이스밴드 변환부(170)와 주고받는 오디오 데이터에 대해 부호화(Encoding)하거나 복호화(Decoding)하는 오디오 데이터 처리 기능을 실행하고, 다중 경로의 잡음 제거를 위해 이퀼라이즈 기능을 실행하는 디지털 신호 처리 프로세서이다. 또한, 디지털 신호 처리부(160)는 베이스밴드 변환부(170)로부터 수신 메시지 데이터(RX DATA)를 수신한다.
베이스밴드 변환부(170)는 스피커(180), 마이크로폰(190) 및 알에프(RF) 신호 처리부(192)와 송수신하는 신호를 기저 대역의 신호로 변환하며, 디지털-아날로 그 변환 및 아날로그-디지털 변환 처리 등의 기능을 실행한다. 따라서, 베이스밴드 변환부(170)는 디지털 신호 처리부(160)로부터 수신한 오디오 데이터를 오디오 신호로 변환하여 스피커(180)로 출력하거나, 마이크로폰(190)으로부터 입력된 오디오 신호를 오디오 데이터로 변환해 디지털 신호 처리부(160)로 출력한다.
또한, 베이스밴드 변환부(170)는 제어부(130)로부터 입력된 송신 메시지 데이터(TX DATA)를 송신 메시지 신호(TXIQ)로 변환하여 RF 신호 처리부(192)로 출력하거나, RF 신호 처리부(192)로부터 입력된 수신 메시지 신호(RXIQ)를 수신 메시지 데이터(RX DATA)로 변환해 디지털 신호 처리부(160)로 출력한다. 그리고, 베이스밴드 변환부(170)는 RF 신호 처리부(192)의 전력(POWER)에 대한 이득을 자동으로 제어한다(AGC).
스피커(180)는 베이스밴드 변환부(170)로부터 출력되는 오디오 신호를 가청음으로 출력하며, 마이크로폰(190) 음성 입력을 오디오 신호로 변환한다.
안테나(191)는 RF 신호를 공중으로 송출하거나, 공중으로부터 수신한 RF 신호를 RF 신호 처리부(192)로 전달한다.
알에프(RF) 신호 처리부(192)는 송신 메시지 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환해 안테나(191)로 출력하거나, 안테나(191)로부터 인가된 RF 신호를 수신 메시지 신호(RXIQ)로 변환해 베이스밴드 변환부(170)로 출력한다.
배터리 전원부(193)는 전압이 충방전되는 두 개의 단자(+, -)와 전원을 공급하는 배터리셀과 배터리를 최적의 성능으로 유지하기 위해 배터리 모듈에 과충전 또는 과방전을 보호하는 보호 회로로 이루어진다.
전원부 전력 측정부(194)는 배터리 전원부(193)의 잔여 전력을 측정하고, 측정된 정보를 제어부(130)로 전송한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 시간의 흐름에 따라 이동통신 단말기가 정상 상태인 액티브 모드(Active Mode)에서 절전 상태인 슬립 모드(Sleep Mode)로 전환 및 슬립 모드를 종료하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 이동통신 단말기로 i 번째 패킷이 도착한 이후, 슬립 타이머인 τ시간 동안 이동통신 단말기에 수신되는 데이터가 없는 경우, 이동통신 단말기는 액티브 모드에서 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 차단할 수 있는 슬립 모드로 천이하게 된다. 여기서, τ값은 절전 모드로 인한 전원 이득과 서비스 품질 사이의 절충 관계를 고려하여 시스템 설계시에 결정되는 시간값이다.
τ값이 클수록 액티브 모드로 머무르는 시간이 길어져 슬립 모드로 인한 절전 효과가 줄어드나, 평균적인 패킷 버퍼링 지연 시간이 줄어들어 서비스 품질은 향상이 된다.
슬립 모드로 천이된 이동통신 단말기는 미리 정의된 첫번째 슬립 구간의 길이인 W1 시간 동안 슬립 모드에 머물다가 다시 액티브 모드로 천이하게 된다.
이동통신 단말기가 액티브 모드로 천이하는 이유는 슬립 모드 기간 동안 이동통신 단말기로 전송되는 데이터가 기지국에 버퍼링되어 있는지 알아보기 위한 것이다. 여기서, 기지국에 버퍼링된 데이터가 있는 경우, 기지국은 페이징(Paging) 신호를 송신하고, 페이징 신호를 수신한 이동통신 단말기는 슬립 모드로 돌아가지 않고 액티브 모드에서 머물면서 데이터를 수신하게 된다.
또한, 기지국에 버퍼링된 데이터가 없는 경우에는 이동통신 단말기는 미리 정의된 페이징 구간 길이인 P 시간 동안 기지국으로부터 페이징 메시지를 수신하지 않으면 다시 슬립 모드로 천이하여 두번째 슬립 구간의 길이인 W2 시간 동안 슬립 모드에 머무르게 되는 것이다. 여기서 페이징 구간의 길이는 무선 통신 방법 및 기술에 따라 이동통신 시스템 설계시에 미리 기설정되는 값이다.
이와 같이 슬립 모드로 진입한 이동통신 단말기는 해당 슬립 구간의 시간 길이만큼 슬립 모드에 머문 후, 이동통신 단말기로 전송되는 데이터가 기지국에 있는지 확인하기 위해 액티브 모드로 천이하여 페이징 메시지를 확인하는 과정을 반복하게 된다.
또한, Wj 번째 슬립 구간에서 i + 1 번째 패킷이 기지국에 도착하는 경우, i + 1 번째 패킷은 Wj 번째 슬립 구간이 종료되고 이동통신 단말기가 액티브 모드로 천이한 후, 페이징 메시지를 수신하게 되면, 이 때 버퍼링된 i + 1 번째 패킷 데이터를 이동통신 단말기에서 수신할 수 있게 된다.
패킷 데이터를 수신한 이동통신 단말기는 다시 슬립 타이머가 τ시간을 초과할 때 까지 계속 액티브 상태에 머무르다가 슬립 타이머가 초과되면 다시 첫번째 슬립 구간의 길이인 W1 시간 동안 슬립 모드에 머무르게 된다.
도 2에 도시된 실시예에 필요한 n 번째 슬립 구간의 시간 길이 Wn(n = 1, 2, 3, . ..)를 결정하는 방법을 나타낸 식은 다음과 같다.
Wn = min(W1ㆍbk n -1, WF)
여기서, WF는 슬립 모드 채용으로 인해 생기는 서비스 품질의 감소를 최대로 만드는 시간값으로서, 이동통신 시스템에서 요구 되어지는 패킷 지연 시간의 최대값으로부터 시스템 설계시에 미리 정해지는 값이다.
특히 슬립 모드로 인해 기지국 버퍼링으로 생기는 패킷 지연 시간의 최대값은 WF를 넘을 수 없다.
여기서, W1 은 첫번째 슬립 구간의 길이로서, 슬립 구간의 최대 길이인 WF와 같거나 작고 1 보다 큰 값으로 이동통신 시스템 설계시에 기설정되는 값이다.
여기서, bk 값(k=1, 2, 3, 4, ...K)은 배터리 잔여 전력에 대한 함수 관계에 있는 파라미터로서 1 보다 큰 실수값 중 하나이다. 또한, bk 값이 작을 경우, 슬립 구간의 최대 길이인 WF까지 증가하는 단계가 많아져서 같은 조건(패킷 도착 시간 차이가 같을때)에서 bk 값이 클 때보다 자주 페이징 메시지를 확인하기 위해 액티브 모드로 천이한다. 이는 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 자주 인가/차단해야 하므로 부가적인 전원 소모를 필요로 하고 배터리 절전에 불리하다.
또한, bk 값이 작을 때가 bk 값이 클 때보다 이동통신 단말기가 페이징 구간 으로 전환해야 하는 횟수가 많아져 액티브 모드로 머무르는 시간이 커지므로 배터리 절전에 불리하다.
본 발명의 실시예에서의 bk 값은 배터리 잔여 전력에 대한 함수로서 배터리 상태에 따라 결정된다. 이를 더욱 자세하게 설명하면, 슬립 구간의 시간 길이 결정식, [수학식 1]에서 bk 값을 조절함으로써 슬립 모드로 인한 전력 이득을 제어할 수 있게 된다. 다시 말해 bk 값을 크게 제어하면 슬립 구간의 시간 길이에 대한 증가 속도가 높아지게 되고 평균적인 패킷 버퍼링 지연 시간이 커져 서비스 품질은 떨어지나 슬립 모드로 인한 전력 이득은 커지게 된다. 반대로 bk 값을 작게 제어하면 슬립 구간 길이의 증가 속도가 낮아지게 되고 평균적인 패킷 버퍼링 지연 시간이 작아져 서비스 품질은 높아지나 슬립 모드로 인한 전력 이득은 작아지게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 배터리 잔여 전력 레벨에 따라 bk 값(배터리 잔여 전력 함수값)의 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 배터리 잔여 전력 레벨을 K 개의 구간(K = 2, 3, 4,. .)으로 나누어 해당 구간에서 bk 값(배터리 잔여 전력 함수값)을 bk(k = 1, 2, 3, 4, ...K)라고 하면 본 발명의 실시예에서 제시된 [수학식 1] 중 지수 함수의 밑값인 bk 값은 K 개의 서로 다른 값을 가질 수 있다.
따라서, 이동통신 단말기 시스템 설계시 K 개의 배터리 잔여 전력 레벨 구간에 따라 현재의 배터리 잔여 전력이 속한 구간의 bk 값을 선택하여 슬립 구간의 시 간 길이를 계산하도록 하며, 전력 레벨이 낮을수록 더 큰 bk 값을 가질 수 있도록 bk < bk -1(k = 2, 3, 4, . .K)인 관계를 만족해야 한다.
본 발명의 실시예에서 슬립 구간의 시간 길이 결정식에 나타난 파라미터 bk 값을 배터리 잔여 전력을 기준으로 결정하는 경우 배터리 방전 특성에서 기인하는 추가적인 배터리 수명 연장을 얻을 수 있다.
이는 배터리 방전 특성이 일정한 시간이 지나면 급격히 나빠지고 배터리 전력 사용을 낮게 하는 시간을 길게 할 경우 전하 회복(Charge Recovery) 효과에 의해 배터리 수명이 길어지는 특성을 이용한 것이다. 따라서, 처음에는 이동통신 단말기 시스템 설계에 의해 결정된 bk 값을 사용하다가 배터리 잔여 전력이 설정된 레벨 이하로 내려가면 이전의 bk 값보다 큰 값을 사용하여 슬립 구간의 시간 길이의 증가 속도를 크게 한다. bk 값이 커지면 배터리 전하 회복(Charge Recovery)에 필요한 충분히 긴 슬립 구간을 배터리 이완 시간으로 가질 수 있으므로 슬립 모드로 인한 배터리 수명 연장에 추가적인 전하 회복에 따른 배터리 수명 연장을 얻을 수 있다.
이하, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 이동통신 단말기에서의 배터리 상태에 따른 슬립 구간의 시간 길이를 결정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
액티브 모드 상태의 이동통신 단말기에서 패킷 데이터가 수신된 후(S400), 슬립 타이머인 τ 시간 동안 이동통신 단말기에 수신되는 패킷 데이터가 있는지 여 부를 판단한다(S402).
단계 S402에서 슬립 타이머인 τ 시간 동안 이동통신 단말기에 수신되는 패킷 데이터가 없다고 판단하는 경우, 제어부(130)는 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 차단할 수 있는 슬립 모드로 천이하게 된다. 여기서, 슬립 타이머의 값은 절전 모드로 인한 전원 이득과 서비스 품질 사이를 고려하여 이동통신 시스템 설계시 기설정되어 있는 시간값으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 이동통신 단말기가 액티브 모드에 머물러 있는 시간값을 의미한다.
슬립 모드로 천이되어 있는 이동통신 단말기의 제어부(130)는 배터리 전력 측정부로부터 배터리 전원부(193)의 잔여 전력에 대한 정보를 요청한다.
전원부 전력 측정부(194)는 배터리 전원부(193)의 잔여 전력을 검출하고, 검출된 배터리 전원부(193)의 검출 잔여 전력에 대한 정보를 제어부(130)로 전송한다(S404). 이어서, 이동통신 단말기의 제어부(130)는 배터리 전원부(193)의 검출 잔여 전력이 이동통신 시스템 설계시 기설정되어 있는 특정 레벨 이하인지 여부를 판단하게 된다(S406). 단계 S406에서 배터리 전원부(193)의 검출 잔여 전력이 기설정된 특정 레벨 이하라고 판단하는 경우, 제어부(130)는 배터리 전원부(193)의 검출 잔여 전력과 매칭되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 메모리로부터 추출한다(S408).
여기서, 배터리 잔여 전력 함수값은 배터리 전원부(193)의 잔여 전력에 대한 함수 관계에 있는 파라미터로서 1 보다 큰 실수값 중 하나를 의미한다.
본 발명의 실시예에서의 배터리 잔여 전력 함수값은 슬립 모드에서 슬립 구 간의 시간 길이를 결정하는 중요한 함수이다. 슬립 구간에 대한 시간 길이 결정식은 수학식 1에서 나타난 바와 같이 Wn = min(W1ㆍbk n -1, WF)으로 나타내며, 본 발명의 실시예에서는 배터리 전원부(193)의 잔여 전력에 따라 배터리 잔여 전력 함수값인 bk 값을 변경하여 슬립 모드로 인한 전력 이득을 제어할 수 있다.
즉, bk 값을 크게 하면, 슬립 구간의 시간 길이에 대한 증가 속도가 높아지고 이동통신 단말기가 페이징 구간으로 전환해야 하는 횟수가 적어진다. 이로 인해 이동통신 단말기는 액티브 모드에 머물려 있는 시간이 적어지므로 bk 값을 증가시키면 배터리 전원부 절전에 유리하게 되는 것이다.
반면, bk 값을 작게 하면, 슬립 구간의 시간 길이에 대한 증가 속도가 낮아지고 이동통신 단말기가 페이징 구간으로 전환해야 하는 횟수가 많아진다. 이는 이동통신 단말기의 무선 송수신부 전원을 자주 인가/차단해야 하므로 부가적인 전원 소모를 필요하고, 이로 인한 전원 인가 횟수가 많아져 배터리 절전에 불리하다.
이동통신 단말기의 내부 메모리(110)에는 배터리 잔여 전력 레벨을 K 개의 구간으로 나누고, 해당 구간마다 배터리 잔여 전력 함수값(b1, b2, b3, ..., bk)을 설정하여 저장하고 있다. 따라서, 제어부(130)는 이동통신 시스템 설계시 기설정된 K 개의 배터리 잔여 전력 레벨 구간에 따라 현재 배터리 전원부(193)의 잔여 전력이 속하는 구간의 bk 값을 메모리로부터 추출한 후, 추출한 bk 값을 전술한 슬립 구 간의 시간 길이 결정식에 대입하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산함으로써 배터리 방전 특성으로부터 발생하는 추가적인 배터리 수명 연장 효과를 얻을 수 있다(S410). 여기서, 배터리 방전 특성이란 배터리 전원부(193)가 일정한 시간이 지나면 배터리 전원부(193)의 전력 특성이 급격히 나빠지고, 이 때 배터리 전원부(193)의 전력 사용을 낮게 하는 시간을 연장 할 경우, 전하 회복(Charge Recovery) 효과에 의해 배터리 전원부(193)의 수명이 길어지는 특성을 이용한 것이다.
즉, 처음에는 이동통신 시스템 설계시 기설정되어 있는 초기 배터리 잔여 전력 함수값을 사용하다가 배터리 잔여 전력이 설정된 레벨 이하로 떨어지면 이전의 배터리 잔여 전력 함수값보다 큰 값을 사용하여 슬립 구간의 시간 길이에 대한 증가 속도를 크게 한다. 배터리 잔여 전력 함수값이 커지면 배터리 전하 회복에 필요한 긴 슬립 구간을 배터리 이완 시간(Relaxation Time)으로 가져갈 수 있어 슬립 모드로 인한 배터리 수명 연장에 더하여 전하 회복에 따른 배터리 수명 연장 효과를 얻을 수 있다.(단, 배터리 전원부(193)의 전력 레벨이 낮을수록 더 큰 bk 값을 가질 수 있도록 bk < bk -1(k = 2, 3, 4, . .K)인 관계를 만족해야 한다.)
제어부(130)는 슬립 구간의 시간 길이 결정식을 이용하여 계산한 슬립 구간의 시간 길이인 Wn 시간 동안 슬립 모드에 진입하게 된다(S412).
단계 S402에서 슬립 타이머인 τ 시간이 만료되기 전에 이동통신 단말기에 수신되는 패킷 데이터가 있다고 판단하는 경우, 제어부(130)는 이동통신 단말기를 액티브 모드에 머물게 하면서 패킷 데이터를 계속 수신하게 된다(S414).
단계 S406에서 배터리 전원부(193)의 잔여 전력이 기설정된 특정 레벨 이하가 아니라 판단하는 경우, 제어부(130)는 이동통신 시스템 설계시 기설정된 초기 배터리 잔여 전력 함수값을 사용하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고, 계산된 슬립 구간의 시간 길이를 이용하여 이동통신 단말기를 슬립 모드로 진입시킨다(S416).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 배터리 전원부의 잔여 전력에 따라 슬립 구간의 시간 길이를 조절하여 슬립 모드로 인한 배터리 전원부의 수명 연장뿐만이 아니라 배터리 전원부의 잔여 전력이 적을 때 좀 더 긴 배터리 이완 시간(Relaxation Time)을 줄 수 있어 전하 회복(Charge Recovery)을 통한 추가적인 배터리 전원부의 수명 연장을 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (9)

  1. 이동통신 단말기에서의 슬립 모드 특성을 이용한 절전 제어 방법에 있어서,
    (a) 미리 설정된 시간인 슬립 타이머 값 동안 패킷 데이터가 수신되고 있는지 판단하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)에서 상기 패킷 데이터가 수신되고 있지 않다고 판단하는 경우, 배터리 전원부에 대한 잔여 전력을 검출하고, 검출된 잔여 전력이 기설정되어 있는 전력 레벨 이하인지 판단하는 단계;
    (c) 상기 검출된 잔여 전력이 상기 전력 레벨 이하인 경우, 상기 검출된 잔여 전력에 따라 미리 매칭되어 저장되어 있는 배터리 잔여 전력 함수값을 추출하는 단계; 및
    (d) 상기 배터리 잔여 전력 함수값을 토대로 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고, 계산된 시간 길이를 토대로 슬립 모드로 진입하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 전원부에 대한 잔여 전력 레벨이 낮을수록 상기 배터리 잔여 전력 함수값이 더 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배터리 잔여 전력 함수값은 상기 검출 잔여 전력에 대한 함수 관계에 있는 파라미터로서 1 보다 큰 실수값 중 하나인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배터리 전원부에 대한 상기 검출 잔여 전력에 대해 한 개 이상의 전력 구간으로 나누고, 각 전력 구간마다 상기 배터리 잔여 전력 함수값이 매칭되어 있는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 슬립 구간의 시간 길이는 Wn = min(W1ㆍbk n -1, WF)으로 계산하되, Wn는 n 번째 슬립 구간의 시간 길이, W1은 첫번째 슬립 구간의 시간 길이, WF는 허용된 슬립 구간의 최대 시간, bk는 상기 배터리 잔여 전력 함수값을 의미하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 상기 배터리 전원부에 대한 상기 검출 잔여 전력이 상기 전력 레벨 이하라고 판단되지 않는 경우, 기설정되어 있는 초기 배터리 잔여 전력 함수값에 기초하여 계산된 상기 슬립 구간의 시간 길이를 바탕으로 슬립 모드로 진입하는 단계를 더 포함하는 이동통신 단말기에서의 절전 제어 방법.
  7. 슬립 모드 특성을 이용한 절전 제어를 수행하는 이동통신 단말기에 있어서,
    배터리 전원부의 전력량을 한 개 이상의 전력 구간으로 나누고, 각 전력 구간마다 배터리 잔여 전력 함수값을 매칭하여 저장하는 메모리;
    상기 배터리 전원부의 잔여 전력을 측정하는 전원부 전력 측정부; 및
    상기 전원부 전력 측정부에 의해 측정된 상기 배터리 전원부의 잔여 전력이 기설정되어 있는 전력 레벨 이하인 경우, 상기 메모리로부터 상기 잔여 전력에 대해 매칭되어 있는 상기 배터리 잔여 전력 함수값을 이용하여 슬립 구간의 시간 길이를 계산하고, 상기 계산된 시간 길이를 토대로 슬립 모드로 진입하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 배터리 전원부에 대한 잔여 전력 레벨이 낮을수록 상기 배터리 잔여 전력 함수값이 더 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 배터리 잔여 전력 함수값은 상기 잔여 전력에 대한 함수 관계에 있는 파라미터로서 1 보다 큰 실수값 중 하나인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
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