KR101017965B1 - 멀티캐스트 서비스를 가능케하고, 사용자 장치 배터리 절약을 위한 방법 - Google Patents

멀티캐스트 서비스를 가능케하고, 사용자 장치 배터리 절약을 위한 방법 Download PDF

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Abstract

무선 송수신 유닛(WTRU)에 멀티캐스트 서비스를 제공하는 시스템 및 방법은 배터리 수명을 개선하며, 무선 자원의 보다 효율적인 이용을 제공한다. 각 서비스 또는 서비스에 대한 목표 그룹에 식별자가 할당된다. 이 식별자는 데이터 전송에 대한 포인터와 관련된다. 각 WTRU는 식별자를 탐색하여 데이터가 전송될 시점을 인지한다. WTRU는 다수의 상이한 페이징 윈도우로부터 포인터를 수신할 수 있다. 데이터 전송은 마직막 포인터가 전송된 후에 발생하여, 모든 목표 WTRU가 데이터 전송에 앞서 데이터에 대한 포인터를 수신하도록 보장한다.

Description

멀티캐스트 서비스를 가능케하고, 사용자 장치 배터리 절약을 위한 방법{METHOD FOR ENABLING MULTICAST SERVICES AND USER EQUIPMENT BATTERY SAVINGS}
본 발명은 일반적으로 셀룰러 시스템에서 효율적 메시지 전송에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 무선 자원을 보존하고 배터리 수명을 연장하기 위하여, 사용자 장치에 대한 방송 서비스 및 멀티캐스트의 효율적인 송신에 관한 것이다.
3세대(3G) 셀룰러 시스템은 사용자 장치(UE; User Equipment)에 대한 방송 서비스 및 멀티캐스트의 송신 효율을 개선하기 위해 계속하여 변형되고 있다. 이들 셀룰러 시스템 및 네트워크에는 최적화하는 것이 바람직한 각종 파라미터가 존재한다. 통상적으로, 이들 파라미터 중 어느 하나가 최적화되면, 또 다른 파라미터에 대한 최적화는 희생된다. 이러한 상반된 파라미터 세트 중 하나로 UE 전력 소모 대 무선 자원 이용이 포함된다.
최소 전력 소모를 위해서, UE는 신호의 능동 탐색을 가능한 덜 해야 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, UE는 페이징 윈도우(K)를 탐색하고 있지 않거나 사용자에 의해 다른 목적으로 사용되고 있을 때 전력 소모를 최소화하도록 수면 모드(sleep mode)에 있어야 하는 것이 바람직하다.
또한 무선 자원의 효율적 이용을 위해, 다수의 UE를 목표로 한 동일한 메시지는 1회만 전송해야 하는 것이 이상적이다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 복수의 UE(12, 14, 16)가 도시되어 있다. UE(12, 14, 16)는 단일 그룹 식별자(IDXYZ)에 의해 식별되는 단일 그룹(XYZ)과 관련되어 있다. 본 명세서에서 사용된 "그룹 식별자"란 용어는 하나 이상의 수신자(recipient) 또는 서비스와 관련될 수 있는 그룹, 서비스 또는 여타 유형의 신호를 말하는 것일 수 있다. UE는 그룹 식별자(IDXYZ)가 소정의 페이징 윈도우(예컨대, 도 1에 도시된 페이징 윈도우 K) 내에서 전송될 것임을 통보받는다. 그 후, 송신이 목표된 모든 UE는 페이징 윈도우(K)에서 그룹 식별자(IDXYZ)의 단일 전송을 수신할 것이다.
UE 전력 소모 및 무선망 이용 양자 모두의 상반된 조건을 어떻게 용인 가능한 정도까지 만족시킬 것인지가 중요한 고려 사항이다. UE 전력 소모 및 무선 자원 이용 모두를 최적화하여 각각의 희생을 수용 가능한 범위 내가 되도록 하는 것이 바람직하다.
UE 전력 소모를 만족시키기 위해, 시스템은 하나의 동기 시간 주기 내에 다수의 메시지 통보를 전송할 수 있다. 각 방송 서비스나 메시지, 또는 서비스에 대한 목표 그룹은 식별자를 할당받는다. UE는 상기 식별자를 탐색하여 자신이 수신해야 하는 메시지가 전송 중임을 알 수 있다. UE는 소정의 시간 주기 내에서 적절한 식별자를 검출하지 않으면, 시간 주기의 다음 사이클이 발생할 때까지 수면 모드로 들어갈 수 있다.
셀룰러 시스템에서 종래의 메시지 전송 방법은 UE 배터리 수명의 손실을 가져오는 단점이 있었다. UE가 기대하는 각종 서비스 모두에 대한 그룹 식별자를 동일한 시간 윈도우에 넣는 것이 바람직한 방법일 수 있으나, 이 방법은 상기 UE가 상이한 UE 그룹으로 이루어질 수 있는 둘 이상의 식별자를 검색해야 할 것을 요구한다. 수신자 중 일부를 동일한 탐색 윈도우로 조정하는 것이 가능할 수 있지만, 다수의 수신자는 종종 다수의 윈도우를 여전히 필요로 할 것이다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, UE는 몇몇 그룹과 관련될 수 있다. 아래의 표 1에 도시된 바와 같이, UE(22)는 세 개 그룹(ABC, DEF, GHI) 모두에 관련되어 있다. 도 4를 참조하면, IDABC는 페이징 윈도우 K에서, IDDEF는 페이징 윈도우 L에서, IDGHI는 페이징 윈도우 M에서 전송되기 때문에, UE(22)는 있을지도 모르는 각 메시지 식별을 위해 페이징 윈도우 K, L, M 동안에 웨이킹 모드(waking mode)에 있어야 할 것이다. 이와 유사하게, UE(34)는 페이징 윈도우 L, M 동안에 웨이킹 모드에 있어야 할 것이다. 따라서, UE가 수신 인에이블(enable)되는 그룹 서비스의 수는 웨이크 주기의 수를 나타낼 것이다. 이는 배터리 소모율을 웨이크 주기의 수만큼 증배시킬 것이다.
그룹 그룹 식별자 멤버 윈도우
ABC IDABC UE22, UE24, UE26 K
DEF IDDEF UE22, UE34, UE36 L
GHI IDGHI UE22, UE34, UE46 M
따라서, 종래 기술의 단점이 없이 멀티캐스트 서비스를 가능케하고 UE 배터리 절약을 위한 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 UE 배터리 절약을 실현함과 동시에 멀티캐스트 서비스를 가능케하는 개선된 방법을 제공한다. 네트워크는 특정 페이징 윈도우를 탐색할 UE 그룹을 구성하는 개별 UE를 추적한다. 그룹 식별자와, 데이터 메시지에 대한 관련 포인터는 상기 그룹의 하나 이상의 UE를 갖는 모든 페이징 윈도우에서 전송된다. 데이터 메시지는 모든 UE가 데이터 메시지의 수신을 준비할 수 있도록 그룹 식별자 및 관련 포인터의 충분한 후에 전송된다.
첨부된 도면과 관련하여 이해되도록 예로서 제시한 다음의 바람직한 실시예로부터 본 발명을 보다 상세하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 반복되는 페이징의 신호도이다.
도 2는 다수 UE에 대한 단일 식별자의 블록도이다.
도 3은 각각이 다수의 UE를 구비한 다수 식별자의 블록도이다.
도 4는 몇몇 페이징 윈도우에서 전송되는 몇몇 식별자 및 관련 포인터의 신호도이다.
도 5는 본 발명의 교시에 따른 시스템이다.
도 6은 각 페이징 윈도우가 복수의 식별자를 구비하는 다수의 페이징 윈도우의 신호도이다.
도 7은 본 발명에 따른 절차도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 시스템(100)은 메모리(103)를 구비한 네트워크(102)를 포함하고 있다. 네트워크(102)는 하나 이상의 노드 B, 즉 기지국(104, 106, 108)(이하 "노드 B"라 함)과 관련되어 있으며, 복수의 UE(110, 112, 114, 116, 118)와 통신하고 있다. UE(110-118)는 네트워크(102)와 관련되거나, 또 다른 네트워크와 관련될 수 있으며, 하나의 네트워크로부터 또 다른 네트워크로 로밍할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 네트워크(102)는 각 UE와, 각 UE에 관련된 서비스 및/또는 그룹과, 각 UE가 액세스할 페이징 윈도우에 대한 정보를 메모리(103)에 유지한다. 앞서의 설명은 메모리(103)의 정보가 복수의 테이블인 것으로 표현되었지만, 이러한 설명은 단지 편의상으로 표현한 것일 뿐이다. 당업자라면 본 발명에 따라 복수의 테이블이 이용될 수 있으며, 또는 다수의 상이한 칼럼(column)을 구비한 단일 테이블이 이용될 수 있음을 명확히 이해할 것이다. 하나 이상의 테이블에 대한 설명은 본 발명이 다수의 테이블을 필요로 하는 것으로 한정하기 위한 것이 아니다. 표 2를 참조하면, 네트워크(102)는 각 그룹 식별자 및 각 그룹 식별자와 관련된 모든 멤버의 리스트를 포함하는 그룹 리스트를 구비한 테이블을 메모리(103)에 유지하고 있다. 상기 메모리는 시스템 관리자에 의해 액세스할 수 있다. 이는 시스템 관리자가 적절한 경우에 그룹 리스트를 호출하여 이를 편집할 수 있도록 허용한다. 예컨대 멤버 UE를 추가하거나 삭제함으로써 그룹이 편집되면, 그 영향을 받은 UE는 적절하게 그룹으로부터의 추가 또는 삭제에 대하여 고지 받는다.
그룹 그룹 식별자 멤버 UE
ABC IDABC UE22, UE24, UE26
DEF IDDEF UE22, UE34, UE36
GHI IDGHI UE22, UE34, UE46
표 3을 참조하면, 네트워크(102)는 또한 각 UE가 속하는 모든 그룹의 리스트를 포함하는 데이터 파일을 메모리(103)에 유지하고 있다. 이로써 네트워크(102)는 UE가 자신에 대하여 있을 수 있는 하나 이상의 메시지 소스를 실제로 처리할 수 있도록, 주어진 UE에 대하여 전송을 스케줄링할 수 있게 된다. 예컨대, 보다 상세히 후술하는 바와 같이, UE가 채널 A에서 시간 X에 데이터 메시지를 수신하도록 스케줄링되면, UE는 상이한 채널에서 시간 X에 중첩된 다른 메시지를 또한 동시에 수신하는 것이 불가능하게 될 수 있다.
UE 관련 그룹
22 ABC, DEF, GHI
24 ABC
26 ABC
34 DEF, GHI
36 DEF
46 GHI
표 2 및 표 3의 정보를 구비한 네트워크(102)는 이어서 그룹 식별자들을 스케줄링하는데 가장 효율적인 방법을 결정하여야 한다. 전파 점유 시간(airtime)을 절약하기 위해서는 최소량의 전파 점유 시간을 이용하여야 한다는 것을 인식해야 할 것이다. 데이터 메시지는 그 크기가 그룹 식별자 및 관련 포인터보다 수 배 더 큰 것으로 가정되므로, 메시지가 전송되는 회수를 제한하는 것은 매우 탁월하다. 사실, 데이터 메시지는 UE가 스케줄링 충돌(conflict)을 경험하지 않으면 1회만 전송되는 것으로 가정되며, 상기 스케줄링 충돌에 의해 데이터 메시지는 재전송되거나 1회 발생을 초과하여 스케줄링되어야 할 수 있다.
제2 스케줄링 요인은 단일 페이징 윈도우 내에 특정 UE에 대한 모든 그룹 식별자 및 관련 포인터를 전송하고자 시도하는 것이다. 그룹 식별자 및 관련 포인터는 크기가 최소한으로 가정되기 때문에, 각 UE가 액세스해야 하는 페이징 윈도우의 수를 제한하고 따라서 각 UE에 대한 웨이크 주기의 수를 제한하기 위해, 필요에 따라 다수의 페이징 윈도우에서 그룹 식별자 및 관련 포인터를 반복하는 것은 바람직하다.
따라서, 표 4를 참조하면, 네트워크는 페이징 윈도우와, 각 윈도우 내에서 전송될 그룹 식별자의 리스트를 메모리(103)에 유지한다. 이 테이블은 그룹, 그룹 식별자, 각 그룹과 관련된 멤버 UE들, 및 각 UE와 관련된 그룹들을 나타내는 표 2 및 표 3의 정보로부터 파생된다. 본질에 있어서, 표 4는 각 페이징 윈도우에 대한 스케줄링 파라미터를 개시하고 있다. 도시된 바와 같이, 각 멤버 UE는 다수의 그룹 식별자가 전송될 단일 페이징 윈도우와 관련되어 있다. UE(36, 46)는 표 4에서 페이징 윈도우 L과 관련된 것으로 도시되어 있지만, 페이징 윈도우 K 또는 페이징 윈도우 L 중 어느 하나에 관련될 수 있는데, UE(36)는 그룹 식별자 IDDEF만의 수신을 필요로 하고 UE(46)는 그룹 식별자 IDGHI의 수신만을 필요로 하기 때문이다. 페이징 윈도우 K 또는 L은 UE(36) 및 UE(46) 모두에 대하여 적절한 메시지 및 포인터를 제공하기에 충분할 것이다.
페이징 윈도우 그룹 식별자 멤버 UE
K IDABC, IDDEF, IDGHI UE22, UE24, UE26
L IDDEF, IDGHI UE34, UE36, UE46
도 6을 참조하면, 그룹 식별자들이 적절한 페이징 윈도우에 추가되어 있다. 도시된 바와 같이, 그룹 식별자들은 필요에 따라 반복되고 있다. 이어서 네트워크(102)는 각 UE에게 그들의 그룹 식별자를 위해 주목해야 할 페이징 윈도우를 통보한다. 다음으로 UE는 자신의 그룹 식별자를 위해 상기 페이징 윈도우(또는 윈도우들)를 주목한다. 따라서, 각 UE는 자신의 식별자를 위해 자신에게 할당된 페이징 윈도우 내를 보기만 하면 된다. 이 방법은 각 UE가 단일 페이징 윈도우, 또는 종래 기술과는 달리 상당히 감소된 페이징 윈도우 세트만을 탐색하는 것을 가능하게 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, UE는 자신의 그룹 식별자를 탐색하기 위해 적절한 페이징 윈도우에 주목한다. 전술한 바와 같이, 각 그룹 식별자는 UE를 후속 데이터 메시지의 위치 또는 주소로 향하도록 하는 포인터를 포함하고 있다. 이용되는 무선 네트워크에 따라, 포인터는 채용된 RF 변조 방식에 적절하게 시간, 주파수 채널, 코딩(예컨대, CDMA) 및/또는 방향[종종 공간 인코딩(space encoding)이라 불림]을 표시할 수 있다. 사실, 포인터는 하나의 RF 네트워크로부터 또 다른 RF 네트워크로 "지시(point)"할 수 있다. 예컨대, 포인터는 GSM을 통해 전달될 수 있지만, UE가 무선랜으로 구비된 경우에는 무선랜을 통해 실제 데이터가 도달될 수 있다. 데이터 메시지 자신은 마지막 포인터 전송이 이루어진 후에 발생하도록 스케줄링되어, 모든 멤버 UE가 데이터에 대한 포인터를 갖고 데이터의 실제 전송에 앞서 데이터 획득에 적합한 상태를 취할 수 있도록 보장한다. 도 6에 도시된 방법은 하나의 데이터 메시지 인스턴스(instance)가 그룹 식별자 및 데이터에 대한 관련 포인터의 다수 인스턴스와 비교할 때 상대적으로 긴 경우에, 전파 점유 시간과 관련하여 효율적이다.
UE들을 소정의 페이징 윈도우로 스케줄링하는 것이 복잡하여 UE가 하나보다 많은 페이징 윈도우를 탐색할 것을 요구할 수 없는 경우에도, 본 발명은 여전히 종래 기술에 비하여 몇가지 상당한 장점을 갖는다. 첫째로, UE가 다수의 페이징 윈도우를 탐색하는 경우에 UE는 다수의 포인터를 비교함으로써 동일한 데이터 메시지의 잉여 수신을 피할 수 있다. 잉여 포인터(redundant pointer)는 폐기될 것이다. 각 반복 사이클에 대하여, 포인터 인스턴스 별로 하나의 고유 메시지만이 존재할 수 있다.
둘째로, UE가 다수의 페이징 윈도우를 탐색하도록 강제될 수 있지만, 페이징 윈도우의 수는 종래 기술에서 요구되는 것보다 상당히 감소될 것이다. 따라서, 웨이크 주기의 수가 감소될 것이며, 예상 UE 배터리 수명이 상당히 증가될 것이다.
예컨대, 세 개의 그룹 식별자 IDABC, IDDEF, IDGHI는 UE(22)가 탐색해야 하는 이제 유일한 윈도우인 페이징 윈도우 K에 존재할 것이다. 이들 식별자는 하나 이상의 윈도우에서 반복될 수 있으며, 이는 그 그룹의 다른 멤버들이 단지 이들 윈도우를 탐색하기 때문이다. 그러나, 그룹 식별자의 모든 발생은 실제 데이터 메시지의 하나의 고유 인스턴스를 지시한다(그룹 식별자와 관련된 포인터에 의함). 그룹 식별자가 반복됨으로 인하여 전파 점유 시간 이용이 증가되지만, 이러한 증가는 데이터 메시지를 반복하기 위해 필요한 것과 비교하면 그리 상당하지 않은 것으로 생각된다. UE(22)는 하나의 페이징 윈도우 동안에만 웨이크될 필요가 있으므로, 표 1에 개시된 방법에 대하여 상당한 배터리 수명이 절약된다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 방법(200)의 흐름도가 도시되어 있다. 방법(200)은 단계(202)에서 네트워크가 각 그룹 및 상기 각 그룹과 관련된 멤버 UE들을 결정하는 것으로 시작된다. 단계(202)에서 이루어진 결정의 결과로서, 네트워크는 이어서 하나의 UE가 관련된 모든 그룹을 결정할 것이다(단계 204). 단계(202) 및 단계(204)는 실질적으로 동일 정보에 대한 상이한 관점이며 하나의 단계를 구성할 수 있음을 유념해야 할 것이다. 이어서 네트워크는 각 UE가 단지 하나의 페이징 윈도우를 액세스하도록 그룹 식별자들 및 관련 포인터들을 그 페이징 윈도우 내에 스케줄링한다(단계 206). 이어서 네트워크는 각 UE에 대하여 하나보다 많은 페이징 윈도우가 필요한지를 결정한다(단계 208). 만약 그렇다면, 네트워크는 그 특정 UE에 대하여 추가 페이징 윈도우를 스케줄링하며(단계 210), 그 후 단계(212)로 계속된다. 단계(208)에서 결정된 바에 따라 하나 보다 많은 페이징 윈도우가 불필요한 경우에, 네트워크는 직접 단계(212)로 진행하며, 단계(212)에서 특정 UE에 대하여 데이터 메시지 사이에 임의의 스케줄링 충돌이 존재하는지를 결정한다. 임의의 데이터 메시지 충돌이 존재하면(단계 214), 네트워크는 필요에 따라 데이터 메시지를 재스케줄링한다(단계 216). 이어서 네트워크는 데이터 메시지 충돌이 여전히 존재하는지를 결정한다(단계 216). 만약 그렇다면, 필요에 따라 복제된 데이터 메시지가 스케줄링된다(단계 220). 그 후 데이터 메시지 스케줄링 충돌을 해결하기 위해 단계(218)가 필요에 따라 반복된다. 추가 충돌이 존재하지 않는 것으로 일단 결정되면(단계 218), UE들은 그들에게 할당된 페이징 윈도우(윈도우들)를 통보받는다(단계 222).
앞선 설명은 단일의 물리적 반송파 채널을 일례로 하여 시간 스케줄(time line)을 나타내고 있지만, 다수의 물리적 채널이 존재할 수 있다. 예컨대, 페이징 정보는 데이터 채널과 동일 또는 상이한 물리적 채널에 존재할 수 있다. 이와 유사하게, 본 발명은 3G 셀룰러 시스템에 국한되지 않으며, 3G 셀룰러 시스템은 예로서 언급된 것이다. 이러한 변경 및 기타의 변경 모두는 본 발명의 범위 및 범주 내에 있는 것으로 상정된다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 멀티캐스트 그룹 - 각각의 멀티 캐스트 그룹은 대응하는 그룹 식별자를 가짐 - 과 연관된 사용자 장치(UE)에 있어서,
    복수의 페이징 윈도우로부터 할당된 페이징 윈도우를 나타내는 메시지들을 수신하도록 구성된 안테나를 포함하는 수신기를 포함하며,
    상기 안테나는 상기 할당된 페이징 윈도우에서 통보 메시지들을 수신하도록 구성되며, 상기 통보 메시지들은 전송할 후속하는 데이터 메시지들을 갖는, 상기 UE와 연관된 멀티캐스트 그룹들의 그룹 식별자들을 포함하고,
    상기 안테나는 할당되지 않은 페이징 윈도우 동안에 전력 소모를 최소화하도록 구성되는 것인 사용자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나는 추가의 할당된 페이징 윈도우를 나타내는 메시지들을 수신하도록 구성되며,
    상기 안테나는 상기 추가의 할당된 페이징 윈도우에서 통보 메시지들을 수신하도록 구성된 것인 사용자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 통보 메시지들은 상기 후속하는 데이터 메시지들의 위치 정보를 나타내는 포인터들을 더 포함하는 것인 사용자 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위치 정보는 시간, 주파수 채널, 코딩, 방향 및 무선 주파수(RF) 변조 중 적어도 하나를 포함하는 것인 사용자 장치.
  5. 제3항에 있어서, 수신된 포인터들을 비교하고, 동일한 후속하는 데이터 메시지들에 대한 위치 정보를 나타내는 중복의(duplicate) 포인터들을 폐기하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 사용자 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 안테나는 수신된 상기 위치 정보에 기초하여 상기 후속하는 데이터 메시지들을 수신하도록 구성된 것인 사용자 장치.
  7. 연관된 멀티캐스트 그룹들 - 각각의 멀티캐스트 그룹은 대응하는 그룹 식별자를 가짐 - 로부터 데이터 메시지들을 수신하는 방법에 있어서,
    복수의 페이징 윈도우로부터 할당된 페이징 윈도우를 나타내는 메시지들을 수신하고;
    상기 할당된 페이징 윈도우에서 통보 메시지들을 수신하고 - 상기 통보 메시지들은 전송할 후속하는 데이터 메시지들을 갖는, 연관된 멀티캐스트 그룹들의 그룹 식별자들을 포함함 - ;
    할당되지 않은 페이징 윈도우 동안에 전력 소모를 최소화하는 것
    을 포함하는 데이터 메시지 수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    추가의 할당된 페이징 윈도우들을 나타내는 메시지들을 수신하고;
    상기 추가의 할당된 페이징 윈도우들에서 통보 메시지들을 수신하는 것
    을 더 포함하는 데이터 메시지 수신 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 통보 메시지들은 상기 후속하는 데이터 메시지들의 위치 정보를 나타내는 포인터들을 더 포함하는 것인 데이터 메시지 수신 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 위치 정보는 시간, 주파수 채널, 코딩, 방향 및 무선 주파수(RF) 변조 중 적어도 하나를 포함하는 것인 데이터 메시지 수신 방법.
  11. 제9항에 있어서, 수신된 포인터들을 비교하고, 동일한 후속하는 데이터 메시지들에 대한 위치 정보를 나타내는 중복의 포인터들을 폐기하는 것을 더 포함하는 데이터 메시지 수신 방법.
  12. 제9항에 있어서, 수신된 상기 위치 정보에 기초하여 상기 후속하는 데이터 메시지들을 수신하는 것을 더 포함하는 데이터 메시지 수신 방법.
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