KR100727039B1 - 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법 - Google Patents

이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법은 (a) 이동국이 액세스프로브 카운트(PROBE)를 영(0)과 액세스프로브 시퀀스 카운트(SEQ)를 영으로 초기화하는 단계; (b)전자일련번호(ESN)와 이동국에 대한 영역인덱스(PROBE_PN_RAN)를 사용하여 해쉬함수를 계산하여 지연(RN)을 계산하는 단계; (c)시스템타이밍에서 RA와 지연(RN)칩을 더한 시간에 액세스 채널을 통하여 액세스프로브를 송신하고 타이머(TA:기지국에 액세스 프로브 신호를 1회 보내고 기지국으로부터 응답을 기다리는 시간)를 설정하는 단계; (d)상기 타이머에 의해 설정된 타임아웃 주기 내에 승인신호가 수신되지 않으면, 타이머(TA)는 종료되고, 액세스프로브 카운트(PROBE)의 값을 증가시키고, 상기 액세스프로브 카운트(PROBE)를 어떤 승인도 수신하지 못했을 경우 각 액세스프로브 시퀀스에서 실행될 액세스프로브의 수(NUM_STEP)와 비교하는 단계; (e)상기 액세스프로브 카운트(PROBE) 값이 상기 액세스프로브의 수(NUM_STEP) 이하일 경우, 수신전력세기(RX_PWR)와 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)과 비교하는 단계; (f)상기 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 클 때는 RT슬롯동안 기다렸다가 선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출하는 단계; 및 (g)상기 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 작을 때는 RT+1(2RT)슬롯동안 기다렸다가 선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
액세스프로브, 액세스프로브시퀀스, 전자일련번호, 수신전력세기

Description

이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법{A access method having low power consumption of mobile communication terminal}
도 1은 일반적인 액세스프로브 및 액세스프로브 시퀀스.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 이동국과 기지국간의 연결시의 수신전력세기와 액세스프로브의 증분값 간의 그래프.
도 3은 본 발명에 의한 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법을 순서도.
도 4는 본 발명에 의한 액세스프로브 및 액세스프로브 시퀀스.
본 발명은 이동통신시스템에서 이동통신단말기의 액세스방법에 관한 것으로, 특히 액세스프로브와 액세스시퀀스를 이용한 기지국과 이동국 사이의 액세스방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 액세스프로브 및 액세스프로브 시퀀스를 도시한 것이다.
핸드폰(이동국)은 전원을 오프(OFF) 하지 않은 대기상태(Idle state)에서 기지국과의 연결시도를 위해 액세스 채널을 통하여 액세스프로브 신호를 송출한다. 처음 제 1 액세스프로브 신호를 보내고 TA(기지국에 액세스프로브 1회를 보내고 기지국으로부터 응답을 기다리는 시간)시간만큼 기다린다. 기지국으로부터 응답신호가 도달되면 기지국과 통화가 연결되게 된다.
TA시간만큼 기다려도 기지국으로부터 응답을 못 받으면 RT시간동안 2번째 액세스프로브를 준비하여 P1만큼 파워를 높여 제2 액세스프로브 신호를 송출한다. 이런 방법으로 반복하여 전력을 높여가며 액세스프로브를 송출되는데 이러한 과정 전체를 액세스프로브 시퀀스라 한다.
액세스프로브 시퀀스를 1회 시도하고 RS 시간만큼 기다려도 기지국으로부터 응답이 없으면 PD시간 사이에 2번째 액세스프로브 시퀀스를 준비하고 이후 다시 첫 번째 액세스프로브 시퀀스 때의 첫 번째 액세스프로브 전력으로 기지국에 신호를 송출하여 응답이 없으면 TA시간 기다렸다가 액세스프로브 제2, 제3, 제4, 제5 까지 파워를 올려 기지국에 신호를 보내면 2번째 액세스프로브 시퀀스가 끝나 다시 제3, 제4 순의 시퀀스가 반복된다.
도 2a 내지 도 2c는 이동국과 기지국간의 연결시의 수신전력세기와 액세스프로브의 증분값 간의 그래프를 도시한 것이다.
도 2a는 수신감도가 양호한 지역에서의 수신전력세기가 75dBm일 때의 액세스프로브 증분값의 그래프를 도시한 것이면 개루프(open loop)전력제어에 따라 수신 전력세기에 따른 액세스 프로브 증분값이며 약 1± 0.2dBm 파워스탭으로 증가해 기지국에 연결을 시도한다.
도 2b는 수신감도가 약한 지역에서의 수신전력세기가 -100dBm일 때의 액세스 프로브 증분값의 그래프를 도시한 것이며 또한 도 2c는 수신감도가 약한 지역에서의 수신전력세기가 -104dBm일 때의 액세스프로브 증분값을 그래프로 나타난바와 같이 제 1, 2, 3, 4, 5 액세스 프로브파워가 21dBm이상으로 높은 신호로 송출하게 된다.
즉 미약한 신호를 받을 때는 높은 전력으로 액세스프로브신호를 보내도 기지국과 연결할 수도 없고 계속적인 전력소모를 가져온다.
도 2b와 도 2c에서 나타난 것과 같이 수신신호가 약해 기지국과 연결이 불가능한데도 불구하고 휴대폰(이동국)은 계속해서 높은 파워로 기지국에 신호를 보내 연결시키려 함으로써 휴대폰 배터리의 급격한 소모를 가져와 통화불능상태 발생하고, 수신신호가 약 -98dBm 이하의 약한 지역에서 기지국에 보내는 신호가 약 20dBm이상의 높은 파워로 송출함으로써 전파간섭으로 인한 다른 휴대폰 통화품질 악화를 초래한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액세스 프로브를 송출하기전에 수신신호 세기를 측정하여 양호한 지역과 약한지역으로 구분하여 액세스 프로브 파라메터 값을 달리 송출한다. 그러므로 수신감도가 약한 지역에서 지연시간 값과 프로브 증분값을 조절하여 전력을 송출함으로써 배터리의 소모 전력과 전파 간섭을 대폭 줄임으로써 통화품질을 향상시키는 이동통신단말기의 저전력 소비를 위한 액세스방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법은 액세스프로브와 액세스프로브 시퀀스를 이용한 이동국과 기지국간의 액세스방법에 있어서, (a) 이동국이 액세스프로브 카운트(PROBE)를 영(0)과 액세스프로브 시퀀스 카운트(SEQ)를 영으로 초기화하는 단계; (b)전자일련번호(ESN)와 이동국에 대한 영역인덱스(PROBE_PN_RAN)를 사용하여 해쉬함수를 계산하여 지연(RN)을 계산하는 단계; (c)시스템타이밍에서 랜덤 액세스채널(Random Access-channel, RA)과 지연(RN)칩을 더한 시간에 액세스 채널을 통하여 액세스프로브를 송신하고 타이머(TA:기지국에 액세스 프로브 신호를 1회 보내고 기지국으로부터 응답을 기다리는 시간)를 설정하는 단계; (d)상기 타이머에 의해 설정된 타임아웃 주기 내에 승인신호가 수신되지 않으면, 타이머(TA)는 종료되고, 액세스프로브 카운트(PROBE)의 값을 증가시키고, 상기 액세스프로브 카운트(PROBE)를 어떤 승인도 수신하지 못했을 경우 각 액세스프로브 시퀀스에서 실행될 액세스프로브의 수(NUM_STEP)와 비교하는 단계; (e)상기 액세스프로브 카운트(PROBE) 값이 상기 액세스프로브의 수(NUM_STEP) 이하일 경우, 수신전력세기(RX_PWR)와 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)과 비교하는 단계; (f)상기 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 클 때는 RT슬롯동안 기다렸다가 선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출하는 단계; 및 (g)상기 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 작을 때는 RT+1(2RT)슬롯동안 기다렸다가 비선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출하는 단계;를 포함하고, 상기 (e)단계에 의해서 상기 (f)단계와 상기 (g)단계가 선택적으로 수행됨을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법을 순서도로 도시한 것이다.
먼저, 이동통신 단말기가 액세스프로브 카운트(PROBE)를 영(0)으로 초기화하고, 액세스프로브 시퀀스 카운트(SEQ)를 영으로 초기화한다(S310).
전자일련번호(ESN)과 이동국에 대한 영역인덱스(PROBE_PN_RAN)를 사용하여 해쉬함수를 계산하여 지연(RN)을 생성한다(S320).
여기서, 해쉬함수는 신호를 변조하는 PN코드 시퀀스발생기의 0내지 512칩 영역에서 지연(RN)을 생성한다. PN코드는 이동통신 단말기가 기지국과 동기를 맞추기 위한 무작위 잡음 코드이다.
시스템타이밍에서 RA(Random Access-channel, 랜덤 액세스채널)와 RN칩을 더한 시간에 액세스 채널을 통하여 액세스프로브를 송신하고 타이머(TA:기지국에 액세스 프로브 신호를 1회 보내고 기지국으로부터 응답을 기다리는 시간)를 설정한다(S330).
상기 타이머에 의해 설정된 타임아웃 주기 내에 승인신호를 수신하면 액세스가 성공을 의미하며, 승인신호가 수신되지 않으면, 타이머(TA)는 종료되고, 액세스프로브 카운트(PROBE)의 값을 증가시키고, 액세스프로브 카운트(PROBE)를 NUM_STEP과 비교한다(S340).
여기서, 상기 NUM_STEP은 어떤 승인도 수신하지 못했을 경우 각 액세스프로브 시퀀스에서 실행될 액세스프로브의 수를 나타내는 파라미터이다.
상기 액세스프로브 카운트(PROBE) 값이 NUM_STEP 이하일 경우, 다음 두가지 방법에 의해 전력을 증분한다(S350, S360).
첫째, 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 클 때이다(S350).
(1)액세스프로브 백오프 임의화를 시작한다.
상기 액세스프로브 백오프 임의화는 백오프 임의화와 유사하며 차이는 액세스프로브 백오프 임의화가 액세스프로브 시퀀스의 연속적인 액세스프로브들 사이에 실행되는 반면 백오프 임의화는 각 액세스프로브 시퀀스 전에 실행된다. 액세스프로브 백오프(PROBE_BKOFF)의 값은 백오프(BKOFF)의 값과 같거나 또는 같지 않을 수 있다.
(2)0에서 액세스프로브 백오프(PROBE_BKOFF)+1까지의 범위에서 소정의 파라미터인 난수(RT)를 발생시키고 RT슬롯을 기다린다.
(3)상기 RT슬롯동안 기다렸다가 선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출한다.
여기서, 액세스 시도시 전력 증분값(α)은 수학식 1에 의해 계산된 값이다. NUM_STEP은 타임아웃 주기 내에 어떤 승인도 수신하지 못했을 경우 각 액세스 프로브 시퀀스에서 실행되는 액세스 프로브의 수를 나타내는 파라미터을 나타내고, PWR_STEP은 액세스 프로브의 전송전력을 나타낸다
(n:NUM_STEP, P:PWR_STEP)
둘째, 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 작을 때이다(S360).
(1)액세스프로브 백오프 임의화를 시작한다.
상기 액세스프로브 백오프 임의화는 백오프 임의화와 유사하며 차이는 액세스프로브 백오프 임의화가 액세스프로브 시퀀스의 연속적인 액세스프로브들 사이에 실행되는 반면 백오프 임의화는 각 액세스프로브 시퀀스 전에 실행된다. 액세스프로브 백오프(PROBE_BKOFF)의 값은 백오프(BKOFF)의 값과 같거나 또는 같지 않을 수 있다.
(2)0에서 액세스프로브 백오프(PROBE_BKOFF)+1까지의 범위에서 소정의 파라미터인 난수(RT+1)를 발생시킨다.
(3)상기 RT+1(2RT)슬롯동안 기다렸다가 비선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출한다.
여기서, 액세스 시도시 전력 증분값(β)은 수학식 2에 의해 계산된 값이다.
(n:NUM_STEP, P:PWR_STEP)
상기와 같은 방법에 의해 액세스프로브의 전송전력(PWR_STEP)이 증분되고, 상기 증분된 전송전력이 이동국에 인가된다.
즉, 본 발명의 핵심은 상기 수신전력세기가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 클 때와 상기 수신전력세기가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 작을 때를 분리하여 액세스프로브의 전송전력(PWR_STEP)의 증분값을 계산하고, 상기 증분된 전송전력을 이동국에 인가하는 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 액세스프로브 및 액세스프로브 시퀀스를 도시한 것이다.
수신감도가 약한 지역(임계값 이하)에서 RT 시간도 하나 더 주어 RT+1로 하여 시간을 지연시키고 액세스프로브 2도 파워를 증분시키지 않고 액세스프로브 1과 같은 파워로 송출하게 한다.
액세스프로브 3은 상기 수학식 2에 의해 전력 증분값(β) 만큼 증분되어 신호전력을 송출하고, RT 시간도 하나 더 주어 RT+1로 하여 시간도 지연시키고 액세스프로브 4도 파워를 증분시키지 않고 액세스프로브 3과 같은 파워로 송출하게 한다.
이상으로, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 이동통신 단말기의 저전력 소비를 위한 액세스 방법에 의하면, 개선된 알고리듬을 기존 핸드폰(이동국, 단말기)에 적용시킬 때 배터리 전력소모를 크게 감소(60%)시킬 수 있으며 전파간섭도 대폭 줄일 수 있도록 함으로써 양질의 통화품질과 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 이동통신 시스템에서 액세스프로브와 액세스프로브 시퀀스를 이용한 이동국과 기지국간의 액세스방법에 있어서,
    (a) 상기 이동국이 액세스프로브 카운트(PROBE)를 영(0)와 액세스프로브 시퀀스 카운트(SEQ)를 영으로 초기화하는 단계;
    (b)전자일련번호(ESN)과 이동국에 대한 영역인덱스(PROBE_PN_RAN)를 사용하여 해쉬함수를 계산하여 지연(RN)을 계산하는 단계;
    (c)시스템타이밍에서 랜덤 액세스채널(RA)과 지연(RN)칩을 더한 시간에 액세스 채널을 통하여 액세스프로브를 송신하고 타이머(TA: 기지국에 액세스 프로브 신호를 1회 보내고 기지국으로부터 응답을 기다리는 시간)를 설정하는 단계;
    (d)상기 타이머에 의해 설정된 타임아웃 주기 내에 승인신호가 수신되지 않으면, 타이머(TA)는 종료되고, 액세스프로브 카운트(PROBE)의 값을 증가시키고, 상기 액세스프로브 카운트(PROBE)를 어떤 승인도 수신하지 못했을 경우 각 액세스프로브 시퀀스에서 실행될 액세스프로브의 수(NUM_STEP)와 비교하는 단계;
    (e)상기 액세스프로브 카운트(PROBE) 값이 상기 액세스프로브의 수(NUM_STEP) 이하일 경우, 수신전력세기(RX_PWR)와 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)과 비교하는 단계;
    (f)상기 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 클 때는 RT슬롯동안 기다렸다가 선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출하는 단계; 및
    (g)상기 수신전력세기(RX_PWR)가 소정의 수신전력세기 제한값(Ior_limit)보다 작을 때는 RT+1(2RT)슬롯동안 기다렸다가 선형적으로 전력을 증분하여 신호를 송출하는 단계;를 포함하고, 상기 (e)단계에 의해서 상기 (f)단계와 상기 (g)단계가 선택적으로 수행됨을 특징으로 하는 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (g)단계는
    (g1)액세스프로브 백오프 임의화를 시작하는 단계;
    (g2)0에서 액세스프로브 백오프(PROBE_BKOFF)+1까지의 범위에서 랜덤번호 RT+1을 발생시키는 단계;
    (g3)상기 RT+1(2RT)슬롯동안 대기하는 단계; 및
    (g4)상기 RT+1 슬롯 대기시간이 지나면, 전력 증분값(β)을 증가시키는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전력 증분값(β)은
    (n:NUM_STEP, P:PWR_STEP) 에 따라 타임아웃 주기 내에 어떤 승인도 수신하지 못했을 경우 각 액세스 프로브 시퀀스에서 실행되는 액세스 프로브의 수를 나타내는 파라미터(NUM_STEP), 액세스 프로브의 전송전력(PWR_STEP)에 의해 계산됨을 특징으로 하는 이동통신단말기의 저전력소비를 위한 액세스방법.
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