KR101102983B1 - 다수의 상태들에서 모바일 노드들을 동작시키는 방법 및 장치 - Google Patents

다수의 상태들에서 모바일 노드들을 동작시키는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

단일한 기지국(12)이 비교적 많은 개수의 모바일 노드들(14, 16)을 지원하도록 허용하기 위해 모바일 통신 장치(14) 동작의 다수의 상태들의 사용이 개시된다. 여러 상태들은 상이한 양의 통신 자원들, 예컨대 대역폭을 요구한다. 4개의 지원되는 동작 상태는 온 상태(404), 홀드 상태(410), 슬립 상태(408), 및 액세스 상태(402)이다. 온 상태(404)의 모바일 노드 각각은 전송 전력 제어 시그널링, 전송 타이밍 제어 시그널링을 실행하고 데이터 업링크 통신 동작의 일부로서 데이터를 전송하기 위해 통신 자원을 할당받는다. 홀드 상태(410)의 모바일 노드 각각은 전송 타이밍 제어 시그널링을 실행하기 위해 통신 자원을 할당받고 상태 천이를 요구하기 위한 전용 업링크 및 확인응답을 전송하기 위한 공유 자원을 제공받는다. 슬립 상태(408)에 있어서, 모바일 노드는 최소 자원을 할당받고 전력 제어 시그널링 또는 타이밍 제어 시그널링을 실행하지 않는다.
통신 디바이스, 모바일 노드, 무선 통신 시스템, 무선 단말기

Description

다수의 상태들에서 모바일 노드들을 동작시키는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING MOBILE NODES IN MULTIPLE STATES}
관련 출원
본 출원은 발명의 명칭이 "다중 상태의 모바일 노드를 작동하는 방법 및 장치(Methods and Apparatus for Operating Mobile Nodes in Multiple States)"인, 2002년 12월 20일에 출원된 미국 특허출원 번호 10/324,194와, 발명의 명칭이 "모바일 통신 시스템을 실행하는 방법 및 장치(Methods and Apparatus for Implementing Mobile Communications System)"인, 2002년 8월 18일에 출원된 미국 가특허출원 번호 60/401,920의 권익을 청구하고, 본 명세서에 참고 문헌으로 명백히 포함된다.
기술분야
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자원(resource)이 한정된 통신셀을 갖는 다중 모바일 노드를 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 종종 하나 이상의 통신셀로서 구현된다. 각각의 셀은 셀의 기지국의 통신 범위안에 위치하거나 통신 범위에 들어가는 모바일 노드를 갖는 통신 시스템들을 지원하는 기지국을 보통 포함한다. 셀 또는 셀의 섹터 내에서, 통신 자원 유닛은 예컨대, OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 시스템에서 1 타임 슬롯 동안에 하나의 주파수 톤(tone) 상으로 전송되는 QPSK 또는 QAM 등의 심볼(symbol)이다. 총 이용 가능한 통신 자원은 셀내의 기지국과 하나 이상의 모바일 노드(mobile node) 사이에서 제어 및 데이터 정보를 통신하는데 사용되는 그러한 많은 심볼들(유닛들)로 분할되며 한정되는 경향이 있다. 기지국과 모바일 노드 사이에서 전송된 제어 신호는 2개의 가능한 방향, 즉, 기지국으로부터 모바일 노드로 또한 모바일 노드로부터 기지국으로 전송된다. 기지국으로부터 모바일 노드로의 신호의 전송은 종종 다운링크라고 한다. 이에 반해, 모바일 노드로부터 기지국으로의 신호의 전송은 통상 업링크라고 한다.
한정된 통신 자원의 효율적인 사용을 제공하기 위해, 기지국은 장치의 대역폭 필요성에 의거하여 상이한 개수의 톤(tone)을 상이한 모바일 노드에 할당한다. 다중 액세스 시스템에 있어서, 몇몇의 노드는 데이터, 예컨대 심볼들의 형태로 상이한 톤을 사용하여 동시에 기지국에 전송한다. 이는 OFDM 시스템에서 공통적이다. 그러한 시스템에 있어서, 상이한 모바일 노드로부터의 심볼들이 동기식으로 기지국에 도달하고, 예컨대, 따라서 기지국은 수신된 심볼이 속하는 심볼 주기를 적절히 판정하고 상이한 모바일 노드로부터의 신호는 서로 간섭하지 않는다. 모바일 노드가 셀내에서 움직임에 따라 전송 지연은 모바일 노드와 기지국 사이의 거리의 함수로서 변동한다. 전송된 심볼이 동기식으로 상이한 모바일 노드로부터 기지국에 도달하는 것을 보장하기 위해, 타이밍 제어 신호, 예컨대 피드백 신호가 많은 경우에 셀룰러 시스템의 활성 모바일 노드 각각에 전송된다. 타이밍 제어 신호는 종종 각각의 장치에 대해 특정적이고 예컨대 심볼 전송 타이밍을 판정하기 위해 장치에 의해 사용되는 오프셋의 타이밍 보정을 나타낸다. 타이밍 제어 시그널링(signalling) 동작은 예컨대 타이밍 제어 신호의 모니터링, 수신된 타이밍 제어 신호의 디코딩, 및 디코딩 및 수신된 타이밍 제어 신호에 응답하여 타이밍 제어 업데이트 동작의 실행을 포함한다.
타이밍 제어 신호는 많은 모바일 노드가 있는 시스템에서 특히 중요하다. 타이밍의 오(miss)동기에 기인하는 모바일 노드로부터의 간섭을 회피하기 위해, 모바일 노드가 데이터, 예컨대, 음성 데이터, 데이터등을 포함하는 IP 패킷을 기지국에 전달하게 하기 이전에 타이밍 동기 및 제어를 하는 것이 필요하다.
대역폭 등의 한정된 자원을 관리하는 것 이외에, 전력 관리는 무선 통신 시스템에서 종종 관심사가 된다. 모바일 노드, 예컨대 무선 단말기들은 배터리에 의해 종종 전원이 공급된다. 배터리 전력은 한정되기 때문에, 전력 요구를 줄여 모바일 노드가 배터리 재충전 또는 배터리 교체가 없이 동작할 수 있는 시간을 늘리는 것이 중요하다. 전력 소비를 최소화하기 위해, 신호를 기지국에 전송하는데 사용된 전력의 양을 요구된 전력의 최소량으로 한정하는 것이 바람직하다. 모바일 노드 전송 전력을 최소화하는 다른 장점은 전송이 인접한 셀과 동일한 주파수를 종종 사용하는 이웃한 셀에서 발생하는 간섭량을 한정하는 추가적인 장점이 있다.
전송 전력 제어를 촉진하기 위해, 전력 제어 시그널링, 예컨대 피드백 루프가 기지국과 모바일 노드 사이에 수립될 수 있다. 전력 제어 시그널링은 타이밍 제어 시그널링 보다 훨씬 더 빠른 레이트(rate)로 종종 일어난다. 이는 전력 제어 시그널링은 기지국과 모바일 노드 사이의 신호 강도의 변동을 추적하고 이는 보통 밀리초의 스케일로 변동하기 때문이다. 타이밍 제어는 기지국과 모바일 노드 사이의 거리의 변동을 고려하는 것이 필요하고 상기는 훨씬 느린 스케일, 보통 수백 밀리초에서 수초 정도로 변동되는 경향이 있다. 따라서, 전력 제어에 대한 제어 시그널링 오버헤드(overheda)의 양은 타이밍 제어의 경우보다 훨씬 더 많은 경향이 있다.
타이밍 및 전력 제어 시그널링 이외에, 다른 종류의 시그널링이 채택될 수 있다. 예컨대, 모바일 노드는 추가로 다운링크 채널의 품질을 업링크 상으로 시그널링할 수 있다. 이는 기지국으로부터 모바일 노드로의 데이터 패킷의 전송을 허용하기 위해 통신 자원 할당을 판정하기 위해 기지국에 의해 사용된다. 상기 다운링크 품질 보고는 기지국으로 하여금, 어느 모바일 노드가 전송할 것인지와 모바일 노드가 선택되면 데이터에 적용할 전방향 에러 보호 (forward error protection)의 양을 판정하게 한다. 상기 다운링크 채널 품질 보고는 통상 전력 제어 시그널링과 동일한 시간 스케일로 시그널링된다. 다른 예에서, 시그널링은 기지국에 대해 셀 내의 모바일 노드의 존재를 주기적으로 알리려고 사용된다. 이는 업링크 자원의 할당을 요청하여, 예컨대 통신 세션에서 사용자 데이터를 전송하기 위해 사용된다. 전용 자원과는 반대되는 공유 자원은 상기 알림(announcement) 및/또는 자원 요구를 위해 사용된다.
시그널링 자원, 예컨대 슬롯 또는 톤(tone)은 공유 또는 전용된다. 공유 타임 슬롯 또는 톤의 경우에, 다수의 장치는 동시에 정보를 통신하기 위해 자원, 예컨대 세그먼트 또는 타임 슬롯을 사용하려고 한다. 공유 자원의 경우에, 시스템 내의 각각의 노드는 필요에 따라 상기 자원을 사용하려고 한다. 이는 때때로 충돌하는 결과가 된다. 전용 자원의 경우에, 예컨대 시간의 일정한 주기 동안 다른 장치를 제외할 만큼 타임 슬롯 및/또는 톤이 특정 통신 장치 또는 장치들의 그룹에 할당되는 경우에, 발생할 수 있는 충돌의 문제는 회피 또는 감소된다. 전용 자원은 통신 자원, 예컨대 통신 채널의 일부일 수 있고, 상기에서 채널의 세그먼트는 전용, 예컨대 개별적인 장치 또는 장치의 그룹에 할당되고 상기 그룹들은 셀 내의 모바일 노드의 총 개수 보다 더 적다. 예컨대, 업링크의 경우에, 시간 세그먼트는 개별적인 모바일 노드에 제공되어 충돌 가능성을 방지한다. 다운링크의 경우에, 타임 슬롯이 개별적인 장치에 전용되거나 멀티 캐스트 메시지 또는 제어 신호의 경우에는 동일한 메시지 및/또는 제어 신호들을 수신하는 장치의 그룹에 전용된다. 공통 채널의 세그먼트는 개별적인 노드에 상이한 시간에서 제공되지만, 시간이 경과함에 따라 다수의 노드들은 채널의 상이한 세그먼트를 사용할 것이고 그에 따라 전체의 채널이 다수의 노드에 공통이 되게 한다.
개별적인 모바일 노드에 전용된 논리 제어 채널은 개별 모바일 노드에 의해 사용하기 위해 전용된 공통 채널의 세그먼트로 구성될 수 있다.
사용되지 않는 전용 자원은 낭비이다. 그러나, 동시에 다수의 사용자에 의해 액세스되는 공유 업링크 자원은 대역폭의 낭비에 이르게 하여 그 결과 통신에 요구되는 예측하지 못한 시간량에 이르게 하는 많은 충돌에 직면할 수 있다.
타이밍 및 전력 제어 신호들과 다운링크 채널 품질 보고는 무선 통신 시스템에서 통신을 관리하는데 유용하지만, 한정된 자원 때문에 전력 제어 및 다른 형태의 시그널링이 시스템 내의 각각의 신호에 대해 연속적으로 지원될 필요가 있는 경우에 많은 수의 노드들을 기지국이 지원하는 것이 가능하지 않을 수 있다.
상기 논의를 고찰하여, 한정된 통신 자원으로 비교적 많은 개수의 노드가 단일한 기지국에 의해 지원되도록 모바일 노드에 대해 한정된 자원을 할당하는 개선된 방법에 대한 요구가 존재한다. 통신 자원 할당의 적어도 몇몇의 방법 및 모바일 노드 관리는 타이밍 제어 시그널링의 필요성 및 모바일 통신 시스템에서 전력 제어 시그널링의 양호성을 고려하는 것이 바람직하다.
본 발명은 단일 기지국 및 기지국과 모바일 노드 사이에서, 예컨대 통신셀 내에서 신호의 전송을 위한 대역폭 등의 한정된 자원을 사용하여 다수의 무선 통신 단말기, 예컨대 모바일 노드를 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 시스템은 본 발명에 따라 다중셀로서 실현될 수 있고, 각각의 셀은 다수의 모바일 노드를 서비스하는 적어도 하나의 기지국을 포함한다. 모바일 노드는 셀내에서 또는 셀들 사이에서 이동할 수 있지만, 반드시 이동팔 필요는 없다.
본 발명에 따르면, 모바일 노드는 다수의 동작 상태(state)들을 지원한다. 모바일 노드에 의해 사용된 제어 시그널링 자원은 동작 상태에 따라 변한다. 따라서 모바일 노드의 상태에 따라, 시그널링 자원의 많은 양이 요구되며 다른 상태에서 최소량의 자원이 요구된다. 제어 시그널링 자원은 추가로 데이터 전송 자원, 예컨대 음성, 데이터 파일 등의 페이로드를 통신하는데 사용되는 대역폭이다. 동작의 상이한 모바일 노드 상태를 지원함에 의해, 기지국/모바일 노드 제어 통신 자원, 예컨대 제어 목적으로 사용된 신호 대역폭의 상이한 양의 요구에 의해, 모든 모바일 노드가 제어 시그널링 목적으로 통신 자원의 동일한 양을 할당받는 경우 지원될 수 있었던 것보다 기지국에 의해 보다 많은 모바일 노드가 지원될 수 있다.
모바일 디바이스와 기지국 사이에서 제어 신호를 통신하는 특정 모바일 디바이스에 할당된 대역폭은 전용 제어 대역폭이라고 공지되어 있다. 전용 제어 대역폭은 다수의 전용 논리 또는 물리 제어 채널로 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 각각의 전용 제어 채널은 공통 제어 채널의 하나 이상의 전용 세그먼트에 대응한다. 제어 채널 세그먼트는 예컨대 제어 신호를 전송 및/또는 수신하는데 사용된 채널 타임 슬롯이다. 전용 업링크 제어 채널 세그먼트는 다수의 장치가 업링크 시그널링에 동일 대역폭을 공유하는 공유 업링크 제어 채널 세그먼트와 상이하다.
공유 통신 채널의 경우에, 다수의 노드가 공유 통신 채널을 사용하여 제어 신호를 동시에 전송하려고 하는 때에 충돌이 발생할 수 있다.
본 실시예에 따라 구현되는 모바일 노드는 4개의 상태, 예컨대 4개의 동작 모드(mode)를 지원한다. 상기 4개의 상태는 슬립(sleep) 상태, 홀드(hold) 상태, 액세스(access) 상태, 및 온(on) 상태이다. 이들 중에서 액세스 상태는 일시적인(transitory) 상태이고 다른 상태들은 정상(steady) 상태이고 모바일 노드는 연장된 시간 주기 동안에 이러한 상태들에 있을 수 있다.
4개의 상태 중에서, 온 상태는 제어 시그널링 자원, 예컨대 제어 시그널링 목적으로 사용된 대역폭의 최고량을 요구한다. 상기 상태에서, 모바일 노드는 트래픽 데이터, 예컨대 텍스트 또는 영상 등의 페이로드 정보의 필요에 따라 대역폭을 할당받는다. 따라서, 주어진 시간에 상기 온 상태에서 모바일 노드는 페이로드 정보를 전송하기 위한 전용 데이터 채널을 할당받을 수 있다. 온 상태에서, 모바일 노드는 전용 업링크 제어 시그널링 채널을 할당받는다.
여러 실시예에 있어서, 전용 업링크 제어 채널은 온 상태인 동안에 MN에 의해 사용되어 다운링크 채널 품질 보고를 생성하고, 자원 보고를 통신하고, 세션 시그널링을 실시한다. 다운링크 채널 품질 보고는 통상 기지국과 모바일 노드 사이의 신호 강도의 변동을 추적하도록 자주 충분히 시그널링 된다.
온 상태 중에, 전송된 신호가 기지국의 관점으로부터 타이밍을 드리프트(drift)하도록 야기하는 다른 요인 및 거리의 변동을 고려하기 위해 기지국과 모바일 노드는 모바일 노드가 그 전송 타이밍, 예컨대 심볼 타이밍을 주기적으로 조정하도록 하는 하나 이상의 전용 제어 채널을 사용하여 타이밍 제어 신호를, 다른 모바일 노드에 의해 전송된 신호와 교환한다. 상기한 바와 같이, 타이밍 제어 시그널링의 사용 및 전송 타이밍의 업데이트와 같은 타이밍 제어 시그널링 동작의 실행이, 동일 셀 내의 다중 노드에 의해 발생된 전송 신호로부터의 간섭을 회피하기 위해 업링크에 직교 주파수 분할 다중 액세스를 사용하는 많은 시스템에 중요하다.
온 상태에서 전송 전력 제어를 제공하기 위해, 전송 전력 제어 시그널링이 채택되어 피드백 메커니즘을 제공하는데, 상기 메커니즘에서 모바일 노드는 통신하는 기지국으로부터 주기적으로 수신된 신호에 근거한 전송 전력 레벨을 효율적으로 제어할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 기지국은 전용 제어 다운링크에서 전력 제어 신호를 주기적으로 전송한다. 전송 전력 제어 시그널링 프로세스의 일부로서 모바일 노드는 여러 전송 전력 제어 시그널링 동작을 실행하고, 상기 동작은 특정 모바일 노드에 대한 전용된 전송 전력 제어 신호의 모니터링, 수신된 전송 전력 제어 신호의 디코딩, 수신 및 디코딩된 전송 전력 제어 신호에 근거한 전송 전력 레벨의 업데이트를 포함한다. 따라서, 특정 모바일 노드에 대응하는 전용 다운링크 세그먼트에서 전력 제어 신호의 수신에 응답하여 모바일 노드는 수신된 신호에 응답하여 전송 전력 레벨을 조정한다. 이와 같이 하여, 모바일 노드는 그 전송 전력을 증가 및/또는 감소시켜 전력의 과도한 낭비가 없이 기지국에 의해 신호의 성공적인 수신을 대비하고 그에 따라 배터리 수명이 연장된다. 전력 제어 시그널링은 기지국과 모바일 노드 사이의 신호 강도의 빠른 변동을 충분히 자주 추적하도록 실행된다. 전력 제어 시간 간격은 시스템이 설계되는 최소의 채널 코히어런스 시간(coherence time)의 함수이다. 전력 제어 시그널링 및 다운링크 채널 품질 보고는 스케일(scale)이 동일하고, 일반적으로 타이밍 제어 시그널링 보다 훨씬 더 높은 주파수에서 발생한다. 그러나, 본 발명의 특징에 따르면, 기지국은 전송 전력 제어 신호를 동작의 모바일 노드의 상태의 함수로서 모바일 노드에 전송하는 레이트를 변동시킨다. 그 결과, 상기 실시예에 있어서, 모바일 노드가 전송 전력 제어 조정을 수행하는 레이트는 모바일 노드가 동작하는 상태의 함수로서 변동한다. 한 실시예에 있어서, 전력 제어 업데이트는 슬립 상태에서 실행되지 않고, 홀드 상태에서 실행되는 경우에는 온 상태 중에서 보다 더 낮은 레이트로 보통 실행된다.
홀드 상태에서의 모바일 노드의 동작은 온상태의 모바일 노드의 동작을 지원하기 위해 요구되는 것 보다 더 적은 제어 통신 자원, 예컨대 대역폭을 요구한다. 또한, 여러 실시예에 있어서, 홀드 상태에서 모바일 노드는 페이로드 데이터를 전송하는 대역폭을 거절당하지만, 상기 모바일은 페이로드 데이터를 수신하기 위해 대역폭을 할당받을 수 있다. 상기 실시예에서, 모바일 노드는 홀드 상태 중에 전용 데이터 업링크 통신 채널을 거부당한다. 데이터를 수신하기 위해 할당된 대역폭은 예컨대 다른 모바일 노드와 공유된 데이터 다운링크 채널일 수 있다. 홀드 상태 중에, 타이밍 제어 시그널링은 유지되고 모바일 노드는 또한 다른 상태의 변동을 요구할 수 있는 전용 제어 업링크 통신 자원, 예컨대 전용 업링크 제어 통신 채널을 할당받는다. 이는, 예컨대 모바일 노드로 하여금 페이로드 데이터를 전송할 수 있는 온 상태까지 천이를 요구함에 의해 추가의 통신 자원을 획득하는 것을 가능하게 한다. 모든 실시예가 아닌 몇몇의 실시예에서, 홀드 상태에서 전용 업링크 제어 채널은 모바일 노드 동작의 상태를 예컨대 홀드 상태에서 온 상태로 변경하도록 허락을 요청하는 신호의 통신에 한정된다. 홀드 상태에 있어서, 제어 시그널링의 목적으로 할당된, 예컨대 전용된 대역폭은 온 상태에서 보다 더 작다.
홀드 상태에서 타이밍 제어를 유지(maintain)하는 것은 모바일 노드로 하여금 동일한 셀 내의 다른 모바일 노드에 대한 간섭을 발생하지 않고 그 업링크 요구를 전송하도록 하고, 전용 업링크 제어 자원을 갖는다는 것은 상태 천이에 대한 지연이 공유 업링크 자원의 경우에서 발생하는 것처럼 상태 천이에 대한 요구가 다른 모바일 노드로부터의 유사한 요구와 충돌하지 않도록 최소임을 보장하게 한다. 타이밍 제어 시그널링이 유지되기 때문에, 모바일 노드가 홀드 상태에서 온 상태로 천이되는 경우에 상기 모바일 노드는 많은 지연이 없이, 예컨대 요구된 대역폭이 승인되자 마자 모바일 노드의 타이밍 편차로부터 기인한 셀의 다른 모바일 노드의 업링크 전송에 대한 간섭을 우려하지 않고 데이터를 전송할 수 있다. 홀드 상태 중에, 전송 전력 제어 시그널링은 불연속되거나 온 상태 동작 중에 실행된 것보다 더 큰 시간 간격을 두고 보다 덜 실시된다. 이와 같이 하여, 전력 제어 시그널링용으로 사용된 전용 제어 자원은 제거되거나, 또는 홀드 상태의 모든 노드에 대한 전력 제어 시그널링이 온 상태에서와 같이 동일한 레이트로 실행되었다면 있을 수 있는 것 보다 더 작은 자원이 상기 목적에 전용될 것이다.
홀드 상태로부터 온 상태로의 천이의 경우에, 전송 전력 제어 시그널링이 온 상태 동작의 일부로서 정상 레이트로 재개되면 그 신호들이 감소된 전력 레벨을 갖는 기지국에 의해 수신되는 것을 보장하기 위해 초기의 높은 전력 레벨에 의해 시작된다. 하나의 예시로서, 홀드 상태의 모바일 노드가 온 상태로 이동하려고 하는 경우에, 모바일 노드는 다른 모바일 노드와 공유되지 않은 전용 업링크 통신 자원을 사용하여 상태 천이 요구를 전송한다. 기지국은 그 후 모바일의 상태 천이 요구에 대한 응답을 나타내는 브로드캐스트(broadcast) 메시지로 응답한다. 그에 대한 기지국 메시지를 수신시 모바일은 확인응답(acknowledgment)으로 응답한다. 상기 확인응답은 업링크 상의 공유 자원들을 통해 전송되고 다운링크 상의 브로드캐스트 메시지에 종속된다.
적절한 상태 천이 요구를 전송함에 의해, 모바일은 또한 슬립 상태로 천이된다. 하나의 예에서, 모바일 노드가 다른 상태로 이전하려 하지 않는 경우에, 전용 채널이 모바일 노드에 할당되고 그에 따라 다른 어떤 모바일 노드에 의해 사용되지 않을 지라도 상기 모바일 노드는 전용 업링크 통신 채널 내에서 어떠한 신호도 전송하지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 모바일 노드는 그 전용 업링크 통신 채널에서 온/오프 시그널링을 사용하며, 여기서 모바일 노드는 다른 상태로 이동하려고 하는 경우에 고정된 신호를 보내고(on) 다른 상태로 이동하지 않으려고 하는 경우에 임의의 신호를 보내지 않는(off)다. 이 경우에, 고정된 신호의 전송은 전송이 일정한 시간의 인스턴스에서 발생한다면 온 상태에 대한 이동 요청(mrgration request)로서 해석되고, 전송이 몇몇의 다른 시간 인스턴스에서 발생하면 슬립 상태에 대한 이동 요청이라고 해석된다.
많은 수의 모바일 노드를 지원하기 위해, 비교적 적은 통신 자원을 요구하는 슬립 상태가 또한 지원된다. 실시예에서, 슬립 상태 도중에 타이밍 제어 시그널링 및 전력 제어 시그널링은 지원되지 않는다. 따라서, 슬립 상태에서 모바일 노드는 통상적으로 타이밍 및 전송 전력 제어 신호를 수신, 디코딩, 및 사용하는 등의 전송 타이밍 제어 또는 전송 전력 제어 시그널링 동작을 실행하지 않는다. 또한, 모바일 노드에는 상태 천이 요구 또는 페이로드 전송 요구를 하기 위해 전용 업링크 제어 자원, 예컨대 업링크 제어 통신 채널이 할당되지 않는다. 또한, 슬립 상태 중에 모바일 노드에는, 예컨대 기지국을 통해 수행되는 다른 노드와의 통신 세션의 일부로서, 데이터 전송 자원, 예컨대 페이로드 데이터에 이용할 전용 대역폭이 할당되지 않는다.
슬립 상태 중에 전용 업링크 제어 채널이 없으면, 공유 통신 채널은 슬립 상태로부터 다른 상태로의 천이를 시작하도록 모바일 노드에 대해 필요한 자원을 요구하는 기지국을 접촉하는데 사용된다.
몇몇의 실시예에 있어서, 슬립 상태에서 모바일 노드는 셀을 서빙하는 기지국의 명령에 의해 예컨대, 공유 통신 자원을 사용하여, 셀 내의 그 존재를 시그널링한다. 그러나, 상기한 바와 같이 다른 시그널링이 상기 동작 상태동안 거의 지원되지 않는다. 따라서, 매우 적은 제어 시그널링 대역폭이 슬립 상태의 모바일 노드들과 상기 노드를 서빙하는 기지국 사이에서 제어 정보를 통신하는데 사용된다.
액세스 상태는 슬립 상태의 노드가 하나의 상태로부터 다른 지원되는 상태로 천이할 수 있는 상태이다. 상태들 간의 천이는 노드의 사용자의 행동(action), 예컨대 데이터를 다른 모바일 노드에 전송하려는 시도에 의해 촉발된다. 액세스 상태에 진입하면, 전송 전력 제어 및 타이밍 제어 시그널링은 아직 확립되지 않는다. 액세스 동작 중에, 타이밍 제어 시그널링이 확립되고, 여러 실시예에 있어서, 완전한 또는 부분적인 전송 전력 제어 시그널링이 확립된다. 모바일 노드는 액세스 상태로부터 온 상태 또는 홀드 상태로 천이할 수 있다.
타이밍 동기 및 전송 전력 제어의 확립은 데이터 천이가 지연되는 동안의 시간의 양을 약간 취할 수 있다. 또한, 액세스 프로세스는 공용 매체를 통해 발생하고 모바일 노드들 사이의 경합(contention)은 해소될 필요가 있다. 슬립 상태 이외에, 본 발명에 따른 홀드 상태를 지원함에 의해 상기 지연은 홀드 상태로부터 온 상태로의 천이가 액세스 상태를 통과하지 않음에 따라 많은 모바일 노드에 대해 회피될 수 있고, 단일한 기지국에 의해 지원되는 많은 노드는 모바일 노드 동작의 감소된 시그널링 상태의 사용이 없이도 가능할 수 있는 것 보다 더 많다.
몇몇의 실시예에 있어서, 개별 셀에 대해, 주어진 시간에 슬립 상태에 있을 수 있는 모바일 노드의 최대 개수는 주어진 시간에 홀드 상태에 있을 수 있는 모바일 노드의 최대 개수보다 더 많게 설정된다. 또한, 주어진 시간에 홀드 상태에서 있을 수 있는 모바일 노드의 최대 개수는 주어진 시간에 온 상태에 있을 수 있는 노드의 최대 개수 보다 더 많게 설정된다.
본 발명의 전력 보존 특징에 따르면, 기지국으로부터 모바일 노드까지의 다운링크 제어 시그널링은 복수의 제어 채널로 분할된다. 상이한 개수의 다운링크 제어 채널은 노드의 동작 상태에 따라 모바일 노드에 의해 모니터링된다. 온 상태 도중에, 가장 많은 다운링크 제어 채널이 모니터링된다. 홀드 상태 도중에 온 상태 보다는 보다 적은 다운링크 제어 채널이 모니터링된다. 슬립 상태에서 가장 적은 다운링크 제어 채널이 모니터링된다.
제어 신호에 대한 모니터링과 관련된 모바일 노드에서의 전력 소비를 더 줄이기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 홀드 및 슬립 상태 도중에 모니터링된 제어 채널은 주기 제어 채널로서 구현된다. 즉, 신호들은 홀드 및 슬립 상태에서 모니터링된 제어 채널들 상에서 연속적으로 브로드캐스트되지 않는다. 따라서, 홀드 및 슬립 상태 도중에 모바일은 주기적인 시간 간격들에서 제어 신호에 대해 모니터링하고 제어 신호가 모니터링되는 채널상으로 전송되지 않는 시간들에서 제어 신호에 대한 모니터링을 하지 않음으로써 전력을 절감할 수 있다. 시간을 더 줄이기 위해, 특정 모바일은 홀드 상태 및 슬립 상태 동안에 제어 신호에 대해 모니터를 할 필요가 있고, 부분들, 예컨대 주기적인 제어 채널의 세그먼트들은 하나의 모바일 노드 또는 모바일 노드의 그룹에 전용될 수 있다. 모바일 노드는 어느 제어 채널 세그먼트가 그들에게 전용되는지를 인식하고 그 후 제어 채널의 모든 세그먼트와 반대로 전용 세그먼트를 모니터링한다. 상기로 인해, 제어 신호의 모니터링은 홀드 및 슬립 상태에서 개별 모바일 노드에 의해 모바일 노드가 주기적인 체어 채널의 모든 세그먼트를 모니터링하는데 요구되었다면 가능했던 것보다 더 큰 주기적인 시간 간격들에서 실행될 수 있다.
하나의 특정 실시예에 있어서, 온 상태 도중에, 모바일 노드는 연속적으로 할당 채널의 세그먼트를 모니터링하고 또한 주기적인 고속 페이징 및 저속 페이징 제어 채널의 세그먼트를 모니터링한다. 홀드 상태에서, 모바일은 고속 페이징 및 저속 페이징 제어 채널을 모니터링한다. 상기 모니터링은 주기적인 고속 및 저속 페이징 채널의 세그먼트, 예컨대 특정 모바일 노드에 전용된 세그먼트의 서브셋(subset)을 포함한다. 특정 실시예에 있어서, 홀드 상태 도중에 저속 페이징 채널은 모니터링 되지만 고속 페이징 채널 또는 할당 채널은 모니터링 되지 않는다. 페이징 제어 채널은 상태들을 변경하기 위해 모바일 노드를 지시하는데 사용된다.
제어 채널의 개수 및 제어 채널 모니터링 레이트를 동작 상태의 함수로서 제한함에 의해, 전력 자원은 홀드 및 슬립 상태들로 동작하면서 본 발명에 따라 보존될 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치의 많은 추가의 특징, 효과의 상세는 이하의 기술에 의해 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 실시된 통신 시스템의 일부인 통신셀의 예를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따라 실시된 기지국을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따라 실시된 모바일 노드를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따라 동작하는 도중에 모바일 노드가 진입할 수 있는 상이한 상태를 도시하는 상태 다이어그램.
도 5는 도 4의 상태 다이어그램의 각각의 도중에 모바일 노드에 의해 실행된 다양한 제어 및 시그널링 모듈을 도시하는 차트.
도 6은 본 발명의 한 실시에 따라 사용된 3개의 예시적인 다운링크 제어 채널에 관련되는 전송을 도시하는 도면.
도 7은 도 6에 도시된 어느 제어 채널이 본 발명의 모바일 노드가 작동하는 4개의 상태의 각각에서 모니터링 되는가를 도시하는 도면.
도 1은 본 발명에 따라 실시된 통신셀(10)을 도시한다. 통신 시스템은 도 1에 도시된 형태의 다중 셀을 포함한다. 통신셀(10)은 기지국(12) 및 다수의, 예를 들면 N개의 모바일 노드(14, 16)를 포함하는 것으로서, 상기 노드들은 데이터 및 신호를 무선으로 화살표(13, 15)에 의해 표시된 바와 같이 기지국(12)과 교환한다. 본 발명에 따르면, 기지국(12) 및 모바일 노드(14, 16)는 예컨대 통신되는 음성 또는 다른 페이로드 정보 등의 데이터 시그널링(signaling)과 독립적으로 제어 시그널링을 실행 및/또는 유지할 수 있다. 제어 시그널링의 예들은 전력 제어, 다운링크 채널 품질 보고, 및 타이밍 제어 시그널링을 포함한다.
도 2는 본 발명에 따라 실시된 기지국을 도시한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 기지국(BS)(12)는 수신기 회로(202), 전송기 회로(204), 프로세서(206), 메모리(210), 및 버스(207)에 의해 함께 결합된 네트워크 인터페이스(208)를 포함한다. 수신기 회로(202)는 모바일 노드로부터 신호를 수신하기 위한 안테나(203)에 결합된다. 전송기 회로(204)는 모바일 노드에 방송 신호를 제공하기 위해 사용 가능한 안테나(205)에 결합된다. 네트워크 인터페이스(208)는 기지국(12)을 예컨대 라우터(router) 및/또는 인터넷 등의 하나 이상의 네트워크 요소들에 결합하기 위해 사용된다. 이와 같이 하여, 기지국(12)은 기지국(12)에 의해 서비스 받는 모바일 노드들과 다른 네트워크 요소들 사이의 통신 소자로서 기능이 가능하다.
기지국(12)의 동작은 메모리(210)에 저장된 하나 이상의 루틴의 감독하에 프로세서(206)에 의해 제어된다. 메모리(210)는 통신 루틴(223), 데이터(220), 세션 관리/자원 할당 루틴(222), 세션 및 자원 신호 서브루틴(224), 및 활성 사용자 정보(212)를 포함한다. 통신 루틴(223)은 예컨대 전화 서비스 또는 하나 이상의 모바일 노드 사용자에게 쌍방향 게임 등의 특정 서비스를 제공하기 위해 사용 가능한 여러 통신 어플리케이션을 포함한다. 데이터(220)는 하나 이상의 모바일 노드에 전송되거나 또는 하나 이상의 모바일 노드에게 수신될 데이터를 포함한다. 데이터(220)는 예컨대 음성 데이터, E-메일 메시지, 영상 화상, 게임 데이터 등을 포함한다.
세션 관리/자원 할당 루틴(222)은 세션 및 자원 신호 서브루틴(224) 및 활성 사용자 정보(212) 및 데이터(220)와 관련하여 동작한다. 세션 관리/자원 할당 루틴(222)은 모바일 노드들이 상태들과 한 상태 내의 모바일 노드에 할당된 자원들 사이에서의 천이되는지 여부 및 그 때를 판단한다. 상기는 상태들 사이의 천이를 요구하는 모바일 노드로부터의 요청, 특정 상태에서 모바일에 의해 소비되는 정지 시간/시간, 이용 가능한 자원, 이용 가능한 데이터, 모바일 우선도 등의 여러 기준에 대한 판단을 근거로 할 수 있다. 상기 기준들은 기지국으로 하여금 그에 접속된 모바일 노드들을 통해 상이한 서비스 품질(QOS)을 지원하게 할 것이다.
세션 및 자원 신호 서브루틴(224)은 시그널링 동작이 요구되는 때에 세션 관리/자원 할당 루틴(222)에 의해 호출된다. 상기 시그널링은 상태들 사이의 천이에 대한 허락을 나타내는데 사용된다. 또한 상기 시그널링은 예컨대 특정 상태의 경우에 자원들을 할당하는데 사용된다. 예컨대, 온 상태에서 모바일 노드는 데이터를 전송 또는 수신하기 위해 허용된 자원들일 수 있다.
활성 사용자 정보(212)는 기지국(12)에 의해 서비스 되는 각각의 활성 사용자 및/또는 모바일 노드에 대한 정보를 포함한다. 각각의 모바일 노드 및 사용자에 대해 상기는 상태 정보(213, 213')의 집합을 포함한다. 상기 상태 정보(213, 213')는 본 발명에 따라 지원된 바와 같은 예컨대 모바일 노드가 온 상태(on state), 홀드 상태(hold state), 슬립 상태(sleep state), 및 액세스 상태(access state)인가의 여부, 모바일 노드로부터 또는 모바일 노드에 대한 전송, 및 모바일 노드에 의해 사용된 통신 자원에 대한 정보를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따라 구현되는 예시적인 모바일 노드(14)를 도시한다. 상기 모바일 노드(14)는 수신기(302), 전송기(304), 안테나(303, 305), 메모리(210), 및 도 3에 도시된 바와 같이 함께 결합된 프로세서를 포함한다. 상기 모바일 노드는 그 전송기(306), 수신기(302), 및 안테나(303, 305)를 사용하여 기지국(12)에 대해 정보를 주고 받는다.
메모리(210)는 사용자/장치 정보(312), 데이터(320), 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322), 타이밍 제어 및 타이밍 제어 시그널링 모듈(324), 장치 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326), 및 데이터 제어 및 데이터 시그널링 모듈(328)을 포함한다. 상기 모바일 노드(14)는 프로세서(306)에 의해 실행되는 모듈들의 제어하에 동작한다. 사용자/장치 정보(312)는 예컨대 장치 식별, 네트워크 어드레스 또는 전화 번호 등의 정보를 포함한다. 상기 정보는 기지국(12)에 의해 사용되어 예컨대 통신 채널들을 할당하는 경우에 모바일 노드들을 식별한다. 사용자/장치 정보(312)는 또한 모바일 노드(14)의 현재 상태에 관한 정보를 포함한다. 데이터(320)는 예컨대, 음성, 텍스트 및/또는 통신 세션의 일부로서 기지국에 대해 수신되고 전송될 다른 데이터를 포함한다.
디바이스 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 장치 상태 제어 및 상태 시그널링을 위해 사용된다. 장치 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 기지국(12)으로부터 수신된 신호와 관련하여 주어진 시간에 동작하도록 어떤 모드(mode), 예컨대, 상태에 있는가를 판정한다. 예컨대, 사용자 입력에 응답하여, 모바일 노드(14)는 기지국(12)으로부터 허락을 요청하여 하나의 상태에서 다른 상태로 천이하고 주어진 상태에 대응하는 자원을 허락할 것이다. 주어진 시간의 동작 상태 및 모바일 노드(14)에 할당된 통신 자원에 따라, 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 무슨 시그널링이 일어나고 어떤 시그널링 모듈이 활성 상태인지를 판정한다. 감소된 신호 활성도(activity), 예컨대, 제어 신호 활성도의 기간에 응답하여, 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 현재 상태로부터 보다 적은 자원들을 요구하는 동작의 상태까지의 천이를 판정하거나 또는 더 적은 전력을 요구한다. 그러나, 상기 모듈(326)은 기지국에 대한 상태 천이를 시그널링할 필요는 없지만, 시그널링할 수 있다. 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 다른 것 중에서 동작의 각각의 상태 중에 모니터링된 다운 링크 제어 채널의 개수, 및, 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 다운링크 제어 채널이 모니터링되는 레이트를 제어한다.
모바일 노드(14) 상태를 제어하고 모바일 노드(14)와 기지국(12) 사이의 일반적인 시그널링을 감시하는 프로세스의 일부로서, 시그널링 모듈은 모바일 노드(14)가 먼저 셀로 진입하고/또는 기지국(12)이 모바일 노드(14)가 그 존재를 나타낼 것을 요구하는 때에 기지국(12)에 대한 시그널링을 담당한다. 모바일 노드(14)는 셀의 기지국(12)에 대해 그 존재를 시그널링하기 위한 공유 통신 자원을 사용하고, 전용 통신 자원은 다른 통신 신호, 예컨대 통신 세션의 일부로서 데이터 파일을 업로드 및 다운로드하는 통신 신호에 대해 사용된다.
전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)은 전송 전력 제어 신호의 발생, 처리 및 수신을 제어하는데 사용된다. 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)은 기지국(12)과의 상호 작용을 통해 전송 전력 제어를 실시하는데 사용된 시그널링을 제어한다. 기지국(12)에 대해 수신된 신호들은 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)의 감독하에 모바일 노드 전송 전력 레벨을 제어하는데 사용된다. 전력 제어는 기지국(12) 및 모바일 노드(14, 16)에 의해 사용되어 신호를 전송할 때 전력 출력을 조정한다. 기지국(12)은 그 전송 전력 출력을 조정할 때 모바일 노드에 의해 사용되는 모바일 노드에 대한 신호를 전송한다. 신호를 전송하기 위해 사용된 최적의 전력 레벨은 전송 버스트 레이트, 채널 조건 및 기지국(12)으로부터의 거리를 포함하는 요인에 따라 변하는 것으로, 예컨대 기지국(12)에 대한 모바일 노드(14)의 거리가 가까울수록 모바일 노드(14)는 신호를 기지국(12)에 전송하는데 전력이 덜 필요해진다. 모든 전송에 대한 최대 전력 출력을 사용하는 것은 단점이 있는데, 예컨대 모바일 노드(14)의 배터리 수명이 짧아지고, 높은 전력 출력은 전송된 신호들이 이웃하는 또는 중첩하는 셀들의 전송과의 간섭을 유발할 잠재성을 증가시킨다. 전송 전력 제어 시그널링은 모바일 노드로 하여금 전송 출력 전력을 감소/또는 최소화하고 그에 따라 배터리 수명을 연장시킨다.
타이밍 제어 및 타이밍 제어 시그널링 모듈(324)은 타이밍 및 타이밍 시그널링에 사용된다. 타이밍 제어는 직교 주파수 분할 다중 액세스 등의 무선 네트워킹 방식들에서 사용된다. 노이즈의 영향을 줄이기 위해, 톤 호핑(toen hopping)이 또한 사용 가능하다. 상기 톤 호핑은 상이한 심볼 전송 시간 기간 중에 상이한 모바일 노드에 상이한 톤이 할당되는 시간의 함수이다. 상이한 모바일 노드로부터의 신호들 사이를 계속 알고 구분하기 위한 다중 액세스 시스템의 기지국(12)의 순서대로, 기지국(12)이 동기식으로 모바일 노드로부터 정보를 수신하면 바람직하다. 모바일 노드(14)와 기지국(12) 사이의 타이밍의 편차는 예컨대 상이한 심볼 시간 주기 중에는 동일한 톤을 사용하거나 동일한 심볼 시간 주기 중에는 상이한 톤을 사용하여 상이한 모바일 노드에 의해 전송된 심볼들을 기지국이 분간하는데 곤란하게 하는 전송 간섭을 야기한다.
예컨대, 기지국으로부터의 모바일 노드의 거리에 대한 영향은 기지국(12)으로부터 더 먼 모바일 노드로부터의 전송은 기지국(12)에 도달하는 데 보다 오래 걸리기 때문에 요인(factor)이다. 늦게 도달하는 신호는 보다 늦은 시간 주기에서 늦게 도착한 신호의 주파수에 대해 호핑(hopping)하는 다른 접속을 간섭한다. 심볼 타이밍 동기를 유지하기 위해, 노드가 그 심볼 전송 시작 시간을 앞서거나 또는 지연하도록 명령하여 기지국에 대한 신호 전파 시간의 변경을 고려하는 것이 요구된다.
데이터 제어 및 데이터 시그널링 모듈(328)은 예컨대 시그널링 목적으로 모바일 노드에 대해 지정된 타임 슬롯 또는 채널 등의 페이로드 데이터를 수신 및 전송을 제어하는데 사용된다. 이는 예컨대 인터넷 파일 전송 동작의 데이터 패킷을 포함한다.
본 발명에 따르면, 모바일 노드(14)는 4개의 상태 중의 어느 한 상태 일 수 있다. 모바일 노드에 의해 요구되는 시그널링, 전력, 및 통신 자원들은 모바일 노드가 동작하는 상태에 따라 변할 것이다. 모바일 노드에서의 다중 상태를 사용한 결과로서, 기지국(12)은 통신 자원 예컨대 제어 및 데이터 시그널링 자원의 상이한 정도로 동작의 노드 상태의 함수로서 상이한 노드에 할당할 수 있다. 이로 인해, 기지국(12)은 모든 모드가 연속적으로 온 상태에 있었다면 발생할 수 있었던 것 보다 많은 모바일 노드를 지원한다. 모바일 노드(14)가 속하는 특정한 상태는 제어 시그널링, 및 주어진 시간에 실행되는 데이터 신호 모듈 및 모바일 노드와 기지국(12) 사이의 제어 시그널링의 레벨을 판정한다. 모바일 노드(14)는 또한 전력을 절약하고 배터리 수명을 늘리기 위해 상이한 상태의 상이한 활동도를 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 상이한 상태에 있는 모바일 노드(14)의 동작은 도 4 및 도 5를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 도 4는 모바일 노드(14)가 진입할 수 있는 액세스 상태(402), 온 상태(404), 홀드 상태(410), 및 슬립 상태(408)의 4개의 가능한 상태를 포함하는 상태 다이어그램(400)을 도시한다. 도 4에 사용된 화살표는 상기 4개의 상태들 사이에서의 있을 수 있는 천이를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 여러 상태에 있는 모바일 노드 모듈(322, 324, 326, 328)을 도시한다. 차트(500)의 행(row)은 상이한 상태에 대응한다. 제 1 내지 제 4의 열(502, 504, 506, 508)은 슬립 상태, 액세스 상태, 온 상태, 및 홀드 상태에 각각 대응한다. 차트(500)의 각각의 열(column)은 모바일 노드(14) 내의 상이한 모듈에 대응한다. 예컨대, 제 1의 컬럼(510)은 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)에 대응하고, 제 2의 컬럼(512)은 타이밍 제어 및 타이밍 제어 시그널링 모듈(324)에 대응하고, 제 3의 컬럼(514)은 장치 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)에 대응하고, 마지막 컬럼(516)은 데이터 제어 및 데이터 시그널링 모듈(328)에 대응한다. 도 5에 있어서, 실선은 특정 상태에서 활성인 모듈을 나타내기 위해 사용된다. 짧은 띠선은 액세스 상태가 여기되기 전에 비활성 또는 감소된 활성도 레벨로부터 완전히 활성한 상태로 천이하는 모듈을 나타내는데 사용된다. 긴 띠선은 한 상태에서는 활성이지만 온 상태에서 실시된 시그널링과 반대로 지시된 상태에 있는 반면에 감소된 레이트로 시그널링을 실행할 수 있는 모듈을 나타낸다.
도 5로부터, 슬립 상태 중에 장치 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 활성이지만 다른 모듈들은 전력 보존 및 상당히 엄격한 모바일 노드 활성도를 허용하는 비활성 상태에 있다. 천이 상태로서 기능하는 액세스 상태(402)에서, 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322), 타이밍 제어 및 타이밍 제어 시그널링 모듈(324)은 온 상태(404) 또는 홀드 상태(410)에 진입하기 위해 액세스 상태(402)를 떠나기 이전에 완전히 활성(또는 몇몇의 실시예에 있어서 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)의 경우에는 감소된 레이트로 활성) 상태가 될 것이다. 온 상태에 있어서, 모든 시그널링 모듈(322, 324, 326, 328)은 완전히 활성이어서 모바일 노드의 관점으로부터 최상의 전력, 및 통신 자원, 예컨대 기지국의 관점으로부터의 대역폭을 요구한다. 홀드 상태에서, 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)은 시그널링 레이트가 낮은 비활성 또는 활성 상태일 것이다. 타이밍 제어 및 타이밍 제어 시그널링 모듈(324)은 장치 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)의 경우와 같이 활성 상태에 있을 것이다. 장치 상태 제어 및 상태 시그널링 모듈(326)은 비활성이거나 감소된 기능(functionality)을 실시, 즉 데이터를 수신하지만 여러 노드들 사이의 통신 세션의 일부로서 데이터를 전송하도록 동작할 것이다. 이와 같이 하여, 홀드 상태는 대역폭 및 다른 통신 자원이 보존되도록 하고, 반면에, 몇몇의 경우에 모바일 노드가 예컨대 멀티 캐스트 신호들 및/또는 메시지들을 수신하도록 한다.
각각의 상태들, 및 상태들 사이의 잠재적 천이는 이하 도 4의 상태 다이어그램을 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
4개의 상태(402, 404, 406, 408) 중에서, 온 상태(404)는 모바일 노드로 하여금 지원된 통신 활성도의 가장 넓은 범위를 실행하도록 하지만 시그널링 자원, 예컨대 대역폭의 최고의 양을 요구한다. "완전히 온 상태"라고 여겨지는 상기 온 상태(404)에서, 모바일 노드(14)는 데이터, 예컨대 텍스트 또는 영상 등의 페이로드 정보를 전송 및 수신에 필요에 따라 기초하여 대역폭을 할당받는다. 모바일 노드(14)는 또한 다운링크 채널 품질 보고, 통신 자원 요청을 하고, 세션 시그널링을 구현하는데 사용 가능한 전용의 업링크 시그널링 채널을 할당받는다. 유용하게는 상기 다운 링크 채널 품질 보고는 모바일 노드에 의해 수신된 신호 강도의 변동을 추적하기 위해 충분히 자주 시그널링 되어야 한다.
온 상태(404) 도중에, 타이밍 제어 및 타이밍 제어 시그널링 모듈(324)의 제어하에, 기지국(12) 및 모바일 노드(14)는 타이밍 제어 신호들을 교환한다. 이로 인해 모바일 노드(14)는 전송 타이밍, 예컨대 심볼 타이밍을 주기적으로 조정하여 다른 모바일 노드(16)에 의해 전송된 신호에 대해 신호가 전송된 모바일 노드가 기지국의 신규의 수신기에서 타이밍을 드리프팅(dfifting) 하도록 하는 다른 인자 및 거리를 고려하게 한다. 상술한 바와 같이, 심볼 타이밍 제어 시그널링의 사용은 업링크에서 직교 주파수 분할 다중 액세스를 사용하는 많은 시스템에서 채택되어 동일한 셀(10)의 다중 노드에 의해 생성된 전송 신호로부터의 간섭을 회피하게 한다.
온 상태(404) 도중에 전송 전력 제어를 제공하기 위해, 전송 전력 제어 시그널링이 전력 제어 및 전력 제어 시그널링 모듈(322)의 감독하에 채택되어 모바일 노드가 통신하는 기지국으로부터 주기적으로 수신된 신호에 기초하여 그 전송 전력 레벨을 효과적으로 제어할 수 있는 피드백 메커니즘을 제공할 수 있다. 이 방식으로, 모바일 노드(14)는 그 전송 전력을 증가 및/또는 감소시켜 전력의 과도한 낭비가 없이 기지국(12)에 의한 신호의 성공적인 수신을 제공하고 그에 따라 배터리 수명이 연장된다. 전력 제어 시그널링은 일정한 최소 채널 코히어런스 시간(coherence time) 동안에 기지국(12)과 모바일 노드(14, 16) 사이의 신호 강도의 변동을 추적하도록 충분히 자주 실행된다. 전력 제어 시간 간격은 채널 코히어런스 시간의 함수이다. 전력 제어 시그널링 및 다운링크 채널 품질 보고는 스케일(scale)이 동일하고, 일반적으로 차량속도의 이동성(vehicular mobility)을 지원하는데 요구되는 타이밍 제어 시그널링 보다 훨씬 더 높은 레이트로 발생한다.
온 상태(404)로부터, 모바일 노드(14)는 슬립 상태(408) 또는 홀드 상태(410) 중의 어느 하나로 천이할 수 있다. 각각의 상기 상태들은 온 상태(404)가 지원하는 것 이상을 지원하는데 있어 감소된 통신 자원, 예컨대 감소된 대역폭을 요구한다. 상기 천이는 사용자 입력, 예컨대 통신 세션을 종료하는 사용자에 대해 응답적 또는 통신 자원 예컨대 음성 또는 데이터 정보 등의 통신될 정보의 전송 및/또는 수신을 지원하도록 요구되는 대역폭의 손실에 응답적일 수 있다.
본 발명에 따르면, 홀드 상태에서 모바일 노드는 페이로드 데이터를 전송하는 대역폭을 거절당한다. 그러나, 타이밍 제어 시그널링은 유지되고 모바일 노드에는 또한 다른 상태들로의 변경을 요구하는데 사용될 수 있는 전용 업링크 통신 자원을 할당받는다. 이는 예컨대 모바일 노드로 하여금 페이로드 데이터를 전송할 수 있는 온 상태로의 천이를 요구함으로써 추가적인 통신 자원을 획득하게 한다. 홀드 상태(410) 도중에 타이밍 제어를 유지하는 것은 모바일 노드(14)로 하여금 동일한 셀(10) 내에서 다른 모바일 노드(16)에 대한 간섭을 발생시키지 않고 그 업링크 요구를 전송하게 한다. 기지국(12)에 대한 요구를 하기 위한 전용 자원을 갖는다는 것은 상태 천이에 대한 지연이 상기 요구들이 다른 모바일들로부터의 유사한 요구와 상충되지 않도록 최소라는 것을 보장해준다.
홀드 상태(410)로부터, 모바일 노드는 예컨대 요청된 통신 자원을 허여받을 때에 온 상태(404)로의 천이일 수 있다. 또한, 모바일 노드는 슬립 상태(408)로의 천이일 수 있다. 타이밍 제어 시그널링은 홀드 상태(410)에서 유지되기 때문에, 모바일 노드가 온 상태로 천이되는 경우에 상기 모바일 노드는 많은 지연이 없이, 예컨대 요구된 대역폭을 허여받자 마자 모바일 노드의 타이밍 편차로부터 기인한 셀의 다른 모바일 노드의 업링크 전송에 대한 간섭을 하지 않고 데이터를 전송할 수 있다.
홀드 상태(410) 중에, 전송 전력 제어 시그널링은 불연속되거나 보다 큰 시간 간격을 두고, 예컨대 타이밍 제어와 유사한 레이트로 실행될 수 있다. 이와 같이 하여, 자원, 예컨대 전력 제어 시그널링을 전송하기 위해 사용된 기지국대 모바일 노드의 제어 자원은 제거되거나, 또는 홀드 상태의 모든 노드(14, 16)에 대한 전력 제어 시그널링이 온 상태에서와 같이 동일한 레이트로 실행되었다면 있을 수 있는 것 보다 더 작은 자원이 상기 목적에 전용될 것이다. 상기 모바일 노드(14, 16)의 전송 전력 제어 업데이트는 감소된 전송 전력 제어 시그널링에 대응하는 방식으로 감소된 레이트 또는 조금도 감소되지 않는 레이트로 홀드 상태 중에 모바일 노드에서 실행된다. 홀드 상태(410)로부터 온 상태(404)로 천이하는 경우에, 모바일 노드(14)는 초기의 높은 전력 레벨로부터 시작하여 신호들이 기지국(12)에 의해 수신될 것을 보장한다. 전송 전력 제어 시그널링이 온 상태 동작의 일부로서 통상의(완전한) 레이트로 다시 시작하면 그 후 상기 전력 레벨은 감소된다.
홀드 상태로부터의 천이는 기지국에 의해 또는 모바일 노드에 의해 시작된다. 기지국은 홀드 상태 사용자로 향하는 페이징 채널을 통해 페이지를 전송함으로써 천이를 개시할 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 모바일 노드는 페이징 채널을 몇몇의 사전에 구성된 주기로 디코딩하여 기지국 메시지를 체크한다. 이로 향하는 페이지 메시지를 발견하면 모바일 노드는 확인응답으로써 응답한다. 여러 실시예에 있어서, 상기 확인응답은 업링크 상의 공유 자원을 통해 전송되어 다운링크 상의 페이지 또는 승인 메시지에 종속(slave)된다. 모바일 노드(14)는 수신된 상태 변경 메시지에서 지정된 할당된 상태로 이동함으로써 상태 변경 메시지에 응답한다.
한 실시예에 있어서, 모바일 노드(14)가 홀드 상태(410)로부터 온 상태(404)로 이동하려고 하는 경우에, 모바일 노드(14)는 다른 모바일 노드(16)와 함께 공유되지 않은 그 전용 업링크 통신 채널을 이용하여 상태 천이 요구를 전송한다. 채널이 공유되지 않았기 때문에, 기지국(12)은 간섭이 없이 상기 요청을 수신할 수 있고 요구된 자원이 사용자의 우선도 및/또는 사용자가 사용중에 있는 어플리케이션을 고려하여 이용 가능하다는 것을 가정하여 신속히 상기 요구를 승인할 수 있다. 이에 지향되는 승인 메시지를 수신하는 모바일은 확인응답으로써 응답한다. 상기 확인응답은 업링크 상의 공유 자원을 통해 전송되고 다운링크 상의 승인 메시지에 종속된다.
한 실시예에 있어서, 모바일 노드가 홀드 상태로부터 다른 상태로 이동하려 하지 않는 경우에, 전용 자원이 모바일 노드에 할당되고 그에 따라 다른 어떠한 모바일 노드에 의해 사용될 수 있다고 하여도, 모바일 노드는 그 전용 업링크 통신 자원에서 어떠한 신호도 전송하지 않는다. 이 경우에, 모바일 노드는 일시적으로 전송 모듈 및 관련 기능을 셧다운시키고 그에 따라 전력을 보존한다.
또 다른 실시예에서, 모바일 노드는 이의 전용 업링크 통신 자원에서 온/오프 시그널링을 사용하는데, 상기 모바일 노드는 또 다른 상태로 이전하고자 할 때엔 고정된 신호를 보내거나(온) 임의의 다른 상태로 이동하고자 하지 않을 땐 어떠한 신호도 보내지 않는다(오프). 이 경우, 고정된 신호의 전송은 전송이 어떤 시간 인스턴스에서 일어나면 온 상태로의 이동 요청으로서 해석될 수 있고, 전송이 어떤 다른 시간 인스턴스들에서 일어난다면 슬립상태로의 이동 요청으로서 해석될 수 있다.
많은 수의 모바일 노드들(14, 16)에의 도달가능성(reachability)을 제공하기 위해서, 비교적 적은 통신 자원들을 요하는 슬립상태(408)가 또한 지원된다. 모바일 노드(14)는 예를 들면, 사용자 입력, 일정기간의 비활성, 또는 기지국(12)으로 부터의 신호에 응답하여, 다른 지원되는 상태들(404, 404, 410) 중 어느 한 상태로서 슬립상태(408)로 천이할 수 있다.
슬립상태(408)에서, 모바일 노드(14)는 셀(10)을 서빙하는 기지국(12)의 요청으로 셀(10) 내에서의 그 존재를 시그널링할 수 있다. 그러나, 본 상태(408)의 동작 중엔 다른 시그널링은 거의 지원되지 않는다. 본 예시적인 실시예에서, 슬립상태(408) 동안, 타이밍 제어 시그널링 및 전력 제어 시그널링은 지원되지 않는다. 또한, 모바일 노드에는 자원요청을 행하기 위한 전용 업링크가 할당되지 않으며, 예를 들면 기지국(12)을 통해 행해지는 또 다른 노드(16)와의 통신 세션의 일부로서, 페이로드 데이터를 전송하는데 사용하기 위한 대역폭이 할당되지 않는다.
슬립상태(408)에서 또 다른 상태(404, 410)로의 천이들은 액세스 상태(402)를 거침으로써 일어난다. 전용 업링크와는 반대로, 공유된(경합 기반) 통신채널은 슬립상태(408)에서 또 다른 상태(402, 404, 410)로 천이하는데 필요한 자원들을 요청하기 위해 기지국(120)에 접촉하는데 사용된다. 이들 천이들은 페이징 채널로 기지국에 의해서 또는 모바일 노드들(14, 16)에 의해 개시될 수도 있을 것이다. 슬립상태로부터 천이하기 위해 자원들을 요청하는데 사용되는 통신채널은 공유되기 때문에, 모바일 노드(14)는 자원요청을 기지국(12)에 성공적으로 전송할 수 있기 전에 지연들이 있을 수 있다. 이것은 다른 모바일 노드들로부터의 유사 요청들과의 있을 수 있는 충돌들에 기인한다. 이러한 지연들은 홀드상태에 있을 동안 요청들을 위해 전용 업링크 자원의 사용에 기인하여 홀드상태(410)에서 온 상태로 천이들에 있어선 일어나지 않는다.
액세스 상태(402)는 이를 통해 슬립상태(408)의 노드(14)가 다른 지원되는 상태들(404, 410) 중 하나로 천이할 수 있는 상태이다. 통상, 슬립상태로부터의 천이는 모바일 노드(14)의 사용자에 의한 동작에 의해서, 예를 들면 다른 모바일 노드(16)로의 데이터 전송시도에 의해, 또는 기지국(12)에 의해 촉발된다. 액세스 상태(402)에 진입시, 전송 전력 제어 및 타이밍 제어 시그널링은 아직 확립되어 있지 않다. 액세스 상태 동작 동안에, 타이밍 제어 시그널링이 확립되고, 여러 실시예들에서, 전체 또는 부분적인 전송 전력 제어 시그널링이 확립되어 모바일 노드 전송 출력 전력 레벨들이 그에 따라 조정된다. 모바일 노드는 액세스 상태(402)에서, 다시 슬립상태(408)로 또는 온 상태(404)나 홀드상태(410)로 천이할 수 있다. 슬립상태(408)로의 천이는 예를 들면 천이요청을 취소하는 사용자, 또는 홀드상태나 온 상태(404, 410)로의 천이를 완료하는데 필요한 자원들을 노드에게 거절하는 기지국(12)에 응답하여 일어날 수 있다. 통상, 액세스 상태에서 온 상태(404) 또는 홀드상태(410)로의 천이는 일단 모바일 노드(14)가 기지국(12)과의 전력 및 타이밍 동기화 시그널링을 회복하여 모바일 노드(14)가 천이하는 상태를 유지하는데 필요한 통신 자원 또는 자원들을 승인받았으면 발생한다.
액세스 상태(402)에서 타이밍 동기화 및 전송 전력 제어 시그널링의 확립은 어느 정도 시간이 걸릴 수 있고 이 동안 데이터 전송이 지연된다. 또한, 전술한 바와 같이, 지연은 해소하는데 시간이 걸리는 모바일 노드들간 경합들이 생길 수 있게 하는 천이를 요청하는 공유된 자원들의 사용에 기인할 수 있다. 또한, 상태 천이를 요청함에 있어 공유된 자원들의 사용 때문에, 상태 천이를 요청하는 서로 다른 노드들 사이의 우선도를 정하기가 어렵다.
어떤 실시예들에서, 개개의 셀(10)에 있어, 어떤 주어진 시간에 슬립상태(408)에 있을 수 있는 모바일 노드들(14, 16)의 최대 수는 주어진 시간에 홀드상태(410)에 있을 수 있는 모바일 노드들(14, 16)의 최대 수보다 크게 설정된다. 또한, 어떤 주어진 시간에 홀드상태(410)에 있을 수 있는 모바일 노드들(14, 16)의 최대 수는 어떤 주어진 시간에 온 상태(404)에 있을 수 있는 노드들의 최대 수보다 크게 설정된다.
슬립상태에 더하여, 본 발명에 따라 홀드상태를 지원함으로써, 홀드상태(401)에서 온 상태(404)의 천이가 액세스 상태를 거치지 않으므로, 다수의 모바일 노드들(14, 16)은 이러한 지연들을 피할 수 있고, 단일 기지국(12)에 의해 지원될 수 있는 노드들의 수는 감소된 시그널링 홀드상태를 사용하지 않으면 가능하였을 것보다 많다.
전력관점에서, 모바일 노드가 제어 신호들에 대해 감시하는데 소비하는 시간량 따라서 전력량이 최소화되는 것이 바람직하다. 모바일 노드가 제어신호들에 대해 감시하는데 소비하는 시간 및 전력량을 최소화하기 위해서, 적어도 일부 다운링크 제어 시그널링, 즉, 기지국에서 하나 이상의 모바일 노드들로의 시그널링은 다중제어채널들을 사용하여 수행된다. 특히 다중 상태의 동작을 지원할 수 있는 모바일 노드들에 사용에 적합한, 본 발명의 일 실시예에서, 기지국에서 모바일 노드들에 제어신호들을 통신하기 위해 다수의 제어채널들이 제공된다. 다수의 공통 제어 채널들 각각은 다수의 세그먼트들, 예를 들면, 각 세그먼트에 전용으로 사용되는, 예를 들면 하나 또는 일 그룹의 모바일 노드들이 사용하기 위해 할당되는, 시간슬롯들로 분할된다. 이 경우, 일 그룹의 모바일 노드들은 예를 들면 멀티캐스트 메시지 그룹에 상응하는 시스템 내 모바일 노드들의 서브-세트일 수 있다. 이러한 실시예에서, 제어채널들은 다중 노드들에 공통이나, 채널의 각 세그먼트는 예컨대, 전용 세그먼트들을 사용하는 것에서 배제되는 다른 모바일 노드들과 함께 그룹의 모바일 노드들 또는 모바일 노드들 중 특정의 모바일 노드에 대응하여 전용으로 사용된다. 개개의 모바일 노드에 대응하는 공통 제어채널의 전용 세그먼트들은 개개의 모바일 노드에 할당되는 전용 제어 채널을 나타낸다.
제어 채널 세그먼트 할당 패턴은 예를 들면, 기지국(12)으로부터 각각의 특정의 노드(14, 16)에 전송되는 정보에 기초하여, 셀 내 개개의 모바일 노드들(14, 16)에 알려 진다.
특히 효율적인 제어 채널 시그널링을 제공하기 위해서, 기지국의 모바일 노드로의 제어 시그널링은 몇 가지 서로 다른 레이트들로 수행될 수 있는데, 다른 제어 채널 시그널링 레이트들 각각에 다른 제어 채널이 사용된다.
모바일 노드에 관계된 정보에 대해서 제어채널들을 감시하는 작업에 의해 소비되는 전력 및 자원량을 최소화하기 위해서, 각 모바일 노드는 단지 특정 노드에 할당되는 제어 채널 세그먼트들 내 신호들을 검출하기 위해 모니터하면 된다. 이것은, 모바일 노드가 시간에 맞추어 제어신호들을 수신하게 하면서도 제어채널들이 연속적으로 감시될 필요가 없도록 모바일 노드들로 하여금 제어 채널 감시동작들을 스케쥴링할 수 있게 하여준다.
특히, 적어도 온 상태, 홀드상태 및 슬립상태를 지원하는 모바일 노드들에 사용에 적합한 일 실시예에서, 3개의 서로 다른 세그먼트된 제어 채널들이 사용된다. 3개의 제어채널들은 할당 제어 채널, 고속(fast) 페이징 제어채널, 및 저속(slow) 페이징 제어채널을 포함한다.
고속 페이징 제어채널 및 저속 페이징 제어채널은 본질적으로 주기적이며, 예를 들면, 제어신호들은 이들 채널들에선 시간적으로 연속하여 전송되지 않는다. 이에 따라, 모바일 노드들은 연속해서 이들 채널들을 감시에 전력 및 자원들을 소비할 필요가 없다. 일부 실시예들에서, 고속 및 저속 페이징 채널들을 감시에 모바일 노드가 소비하는 시간 및 전력을 더욱 줄이기 위해서, 채널들은 세그먼트되고 세그먼트들은 특정 모바일 노드들 또는 다수 그룹들의 모바일 노드들에 전용으로 사용된다.
모바일 노드에 관계된 정보에 대해 제어채널들을 감시하는 작업에 의해 소비되는 전력 및 자원들의 량을 최소화하기 위해서, 각 모바일 노드는 단지 특정 노드에 할당되는 고속 및 저속 페이징 제어 채널 세그먼트들 내 신호들을 검출하기 위해 모니터하면 된다. 이것은, 모든 세그먼트들이 제어 신호들에 대해 모니터될 필요가 있다면 가능하였을 것보다 덜 빈번하게 제어채널들이 모니터될 수 있게, 모바일 노드들로 하여금 제어 채널 감시동작들을 스케쥴링할 수 있게 하여준다.
도 6은 일례의 할당, 고속 페이징 및 저속 페이징 다운링크 제어 채널들에 각각 대응하는 제어신호들(602, 620, 630)을 도시한다. 고속 페이징 제어채널 신호(602)는 다중세그먼트들, 예를 들면 1ms 시간슬롯들로 분할된다. 할당 채널 전송은 도 6의 실시예에서는 연속하여 행해진다. 각각의 시간슬롯에 있어선 대응하는 트래픽 채널 세그먼트 또는 세그먼트들이 존재한다. 트래픽 채널 세그먼트들은 대응하는 트래픽 세그먼트 또는 세그먼트들이 전송되는 식별자에 대응하는 모바일 노드(들)에 사용을 위해 할당되었음을 나타내기 위해 시간슬롯에서 모바일 노드 식별자 또는 모바일 노드 그룹 식별자를 전송함으로써 기지국(12)에 의해 모바일 노드들(14, 16)에 할당된다. 온 상태에 있는 동안 모바일 노드들(14, 16)은 연속하여, 예를 들면 트래픽 할당 목적으로 사용되는 제어채널의 각 세그먼트에 포함된 식별자를 검출하는데 충분한 레이트로, 할당채널을 감시한다.
온 상태 동안, 할당채널 외에도 각 모바일 노드(14, 16)는 주기적인 고속 페이징 및 저속 페이징 채널들을 감시한다.
도 6에서, 고속 페이징 신호(620)는 본질적으로 주기적인 것으로 보여질 수 있다. 각각의 예시적인 고속 페이징 신호 주기(622, 626, 230, 634)는 듀레이션(duration)이 10ms이다. 그러나, 이 10ms 기간 중, 고속 페이징 신호는 실제로는 전 기간 중 일부분만, 예를 들면 2ms 동안 전송된다. 고속 페이징 신호가 전송되는 기간들(623,627, 631, 635)은 타임 슬롯들로 세그먼트된다. 남은 부분들(624, 628, 632, 636)은 고속 페이징 제어 신호가 기지국(12)에 의해 브로드캐스트되지 않는 시간 부분을 나타낸다. 각각의 고속 페이징 온(on) 기간(623, 627, 631, 635)에 단지 2개의 1ms 세그먼트들이 도시되었으나, 통상 온 기간 당 몇 개의 세그먼트들이 있음을 알 것이다.
모바일 노드들(14, 16)이 고속 페이징 제어 신호들에 대해 감시하는데 필요한 시간량을 줄이기 위해서, 어떤 실시예들에선, 고속 페이징 제어 채널 세그먼트들을, 개개의 모바일 노드들 또는 다수 그룹들의 모바일 노드들에 전용으로 사용한다. 어느 모바일 노드들에 어느 세그먼트들이 전용인지에 대한 정보는 모바일 노드들(14, 16)에, 예를 들면 기지국(12)으로부터 통상 보내진다. 일단 전용 정보가 알려지면, 모바일 노드들(14, 16)은 고속 페이징 채널 세그먼트들의 감시를 이들에 전용인 세그먼트들로 제한할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 모바일 노드들은 고속 페이징 채널로 모바일 노드에 전송되는 제어정보를 놓칠 위험없이 고속 페이징 기간보다 큰 주기적 간격으로 고속 페이징 채널을 감시할 수 있다.
고속 페이지 채널의 세그먼트들은 정보, 예를 들면 모바일 노드를 상태들간에 천이하도록 제어하는데 사용되는 명령들을 전달하는데 사용된다. 고속 페이징 채널의 세그먼트들은, 예를 들면, 모바일 노드가 할당채널 감시를 중지하게 한 상태에 있을 때, 모바일 노드에 할당채널을 감시하도록 지시하는데 사용될 수 있다. 시스템의 모바일 노드들은 고속 페이징 채널의 어느 세그먼트들이 이들에 할당되어 있는지를 알기 때문에, 명령들은 효율적인 전송 방식에 이바지하는 모바일 노드 식별자들이 없는 고속 페이징 채널 세그먼트들에 포함될 수 있다.
저속 페이징 채널은 세그먼트화되고 고속 페이징 채널과 동일한 방식으로 정보를 전달하는데 사용된다. 저속 페이징 채널을 사용하여 전달되는 정보는 고속 페이징 채널을 사용하여 전송되는 정보 및 명령들과 동일하거나 이들과 유사할 수 있다.
도 6에서, 신호(630)는 저속 페이징 채널 신호를 예시적으로 도시한다. 전(full) 저속 페이징 신호 기간(632)은 고속 페이징 채널의 페이징 기간(622)보다 긴 것에 유의한다. 도 6에서 참조부호 631 및 634는 저속 페이징 기간의 부분들을 나타낸다. 저속 페이징 기간이 고속 페이징 기간보다 길다고 하면, 저속 페이징 채널에서 제어 신호 전송간 시간은 고속 페이징 채널에서보다 길어지게 된다. 이것은 모바일 노드가 고속 페이징 채널에선 가능한 것보다 긴 기간동안 저속 페이징 채널 감시가 불연속할 수 있음을 의미한다. 그러나, 이것은, 평균으로, 의도하는 모바일 노드에 의해 수신될 저속 페이징 채널로 전송되는 제어신호에 대해 더 오래 걸릴 수 있음을 의미한다.
도 6에서, 신호 기간들(640, 642)에 두 개의 저속 페이징 신호 전송이 도시되었다. 신호기간들(639, 641, 643)은 어떠한 저속 페이징 신호도 전송되지 않는 저속 페이징 채널 신호 기간들에 상응한다.
고속 및 저속 페이징 채널들은 본질적으로 주기적이기 때문에, 기간들에서 전송이 겹치지 않고 엇갈리게 한다면, 고속 및 저속 페이징 채널들은 동일 물리적 전송 자원들, 예를 들면, 톤들이 대응하는 기간에 따라 고속 또는 저속 페이징 채널에 대응하는 것으로 해석되는 톤들을 사용하여 구현될 수도 있다.
슬로우 페이지 채널에서 특정 모바일 노드에 할당되는 세그먼트들간 간격은 필수적이지 않지만 대부분 고속 페이징 채널에서보다 크다. 이것은 일반적으로, 시간면에서 볼 때, 모바일 디바이스는 고속 페이징 채널이 감시되는 간격들보다 넓게 이격된 간격들로 저속 페이징 채널을 감시할 필요가 있음을 의미한다. 저속 페이징 채널에서 세그먼트들의 간격이 보다 큰 결과로, 이 채널을 감시하는데 필요한 전력은 통상 고속 페이징 채널을 감시하는데 필요한 것보다 적다.
본 발명의 일 실시예에 따라서 다른 수의 다운링크 제어 채널들은 서로 다른 상태들에서 감시된다. 이러한 실시예들에서, 할당, 고속 페이징 및 저속 페이징 채널들은 모든 상태들에서 감시되지 않는다. 그보다는, 온 상태에서 가장 많은 수의 다운링크 제어 채널들이 감시되고, 보다 적은 수의 다운링크 제어 채널들은 홀등 상태에 감시되고, 가장 적은 수의 다운링크 제어 채널들은 슬립 상태에서 감시된다.
도 7은 3개의 예로서 기지국의 모바일 노드(다운링크)에의 제어 시그널링 채널들 및 대응하는 4개의 예로서의 전술한 모바일 노드의 동작 상태들을 예시한 테이블(700)을 도시한다. 테이블(700)에서, 주어진 상태에 대해 감시되는 제어 채널들을 나타내기 위채 체크표시를 사용하였고 X는 감시되지 않는 제어채널을 나타내는데 사용하였다. 점선 체크표시는 상기 상태에서의 일부 시간동안 감시되지 않을 수 있으나 상태에서의 시간의 적어도 일부동안 감시되는 제어채널을 나타낸다.
도 7에서, 제 1 행(702)은 온 상태에 대응하고, 제 2 행(704)은 액세스 상태에 대응하고, 제 3 행(706)은 홀드 상태에 대응하고 제 4 행(708)은 슬립상태에 대응한다. 테이블(700) 내 열들은 서로 다른 세그먼트화된 제어채널들에 대응한다. 제 1 열(710)은 할당 채널에 해당하고, 제 2 열(712)은 고속 페이징 채널에 해당하고, 제 3 열(714)은 저속 페이징 채널에 해당한다.
테이블(700)로부터 알 수 있듯이, 온 상태에 있는 동안 모바일 노드(14, 16)는 할당채널, 고속 페이징 제어채널 및 저속 페이징 제어채널을 감시한다. 온 상태와 홀드 상태 또는 슬립상태 간 천이를 나타내는 액세스 상태의 부분 동안, 할당 및 고속 페이징 채널들이 감시된다. 저속 페이징 채널은 전 기간 동안 감시되고 모바일 노드는 액세스 상태에 머물러 있다. 전술한 바와 같이, 고속 페이징 및 저속 페이징 채널들의 감시는 모바일 노드가 연속적인 것과는 반대로 주기적으로 감시하는데 적극적으로 관여할 것을 요구한다.
홀드상태에 있는 동안, 할당채널은 감시되지 않는다. 그러나, 고속 페이징 채널 및 저속 페이징 채널이 감시된다. 따라서, 홀드 상태의 모바일 노드는 상태들을 변경할 것/또는 비교적 짧은 기간에 트래픽 채널 세그먼트 할당 정보에 대해서 할당채널을 감시할 것을 지시받을 수 있다.
도 6에 도시한 3개의 제어채널들 중 슬립상태에서, 단지 저속 페이징 채널만이 모바일 노드에 의해 감시된다. 따라서, 홀드상태의 모바일 노드(14, 16)는 상태들을 변경할 것/또는 트래픽 채널 세그먼트 할당정보에 대해 할당채널을 감시할 것을 지시받을 수 있으나 이러한 지시들은, 평균으로, 홀드상태에 있을 때보다 검출에 더 시간이 걸릴 수 있다.
동작이 온 상태에서 덜 활성인 슬립 상태로 갈 때 감시되는 제어채널들의 수를 감소시킴으로써, 모바일 노드 감시 및 처리 자원들, 따라서, 전력 소비가 효과적으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 슬립 상태는 홀드상태보다는, 전력을 포함한 모바일 노드 자원들을 덜 필요로 한다. 유사하게, 홀드상태는 온 상태보다는 전력을 포함한 모바일 노드 자원들을 덜 필요로 한다.
활성 동작 상태에서 덜 활성인 동작상태로의 모바일 노드 천이들은 기지국으로부터 수신된 상태들을 변경하라는 명령들에 응답하여 일어날 수 있다. 그러나, 본 발명의 여러 실시예들에서 이러한 천이들은 다운링크 제어 신호 비활성 기간들 또는 모바일 노드에 속하는 감소된 활성의 검출에 응답하여 모바일 노드(14, 16)에 의해서도 개시된다.
본 발명의 일 실시예에서, 모바일 노드가 이의 활성상태를 1 레벨만큼 감소시킬 경우 감시를 중단하게 되는 제어채널 상의 모바일 노드(14,16)에 관계된 활성은 모바일 노드 스스로 낮은 활성 레벨 동작상태로 전환하는 시기를 판정하는데 사용된다. 예를 들면, 온 상태의 경우에, 모바일 노드는 이에 보내지는 신호들에 대해 할당채널을 감시한다. 기선택된 시간 주기 동안의 할당 채널 상의 신호들 또는 시간 주기 동안의 감소된 메시지 레벨을 검출하는데 실패시, 모바일 노드(14, 16)는 온 상태에서 홀드상태로 전환하고 할당채널 감시를 중단한다.
홀드상태에 있을 때, 모바일 노드(14, 16)는, 다른 무엇보다도, 낮은 활동 동작상태, 예를 들면 슬립상태로 전환할 것인지를 판정하기 위해 활성에 대해 고속 페이징 채널을 감시한다. 기선정된 기간동안, 또는 감소된 신호 레벨의 기간동안 신호들 검출에 실패하였을 때, 모바일 노드(14, 16)는 홀드상태에서 슬립 상태로 전환하고 고속 페이징 채널 감시를 중단한다.
전술한 방법들을 사용하여, 감시, 신호처리 및 전력 자원들은 동작의 다중 상태들의 사용을 통해서 그리고 다중 세그먼트화된 제어 채널들의 사용을 통해서 모바일 노드(14, 16)에서 보존될 수 있다. 또한, 한정된 제어자원들, 예를 들면, 기지국에서 모바일 노드로 제어정보를 통신하는데 사용되는 대역폭은 다중 제어채널들, 예를 들면 전술한 유형의 세그먼트화한 제어채널들을 사용한 결과로서 효율적으로 사용된다.
전술한 방법들 및 장치에 대한 많은 변형예들은 본 발명의 위에 기술한 바에 비추어 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변형예들은 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (61)

  1. 통신 방법에 있어서,
    제 1 상태, 제 2 상태, 및 제 3 상태를 포함하는 3개의 상이한 동작상태들 중 각 상태에서, 상이한 시간들에서 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계; 및
    상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로부터 상기 제 3 상태로 천이(transition)하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 무선단말기를 상기 제 1 상태에서 동작시키는 단계는, 상기 제 1 무선단말기와 기지국간에 제어 정보를 통신하기 위해 제 1 분량의 제어 통신 자원을 사용하는 단계 및 상기 제 1 분량의 제어 통신 자원 중 일부를 사용하여, 제 1 레이트로 전력 제어 시그널링을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 무선단말기를 상기 제 2 상태에서 동작시키는 단계는, 상기 제 1 무선단말기와 상기 기지국간에 제어 정보를 통신하기 위해 제 2 분량의 제어 통신 자원을 사용하는 단계 및 상기 제 1 레이트보다 낮은 제 2 레이트로 전력 제어 시그널링을 수행하기 위해 상기 제 2 분량의 제어 통신 자원 중 일부를 사용하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 무선단말기를 상기 제 3 상태에서 동작시키는 단계는, 상기 제 1 상태 또는 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 무선단말기에 의해 사용되는 것보다 적은 제어 통신 자원을 사용하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로부터 상기 제 3 상태로 천이하는 상기 단계는 전력 제어 시그널링의 레이트를 감소시키는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 무선단말기를 상기 제 1 상태에서 동작시키는 단계는 타이밍 제어 시그널링 동작들을 수행하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 상태에서 상기 제 2 상태로 천이하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 상태에서 상기 제 2 상태로 천이하는 단계는 상기 제 1 무선단말기에 의해 수행되는 전력 제어 시그널링의 레이트를 감소시키는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로부터 상기 제 3 상태로 천이할 때 전력 제어 시그널링의 레이트를 감소시키는 상기 단계는 전력 제어 시그널링의 수행을 중단(cease)하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 상태에서 상기 제 3 상태로 천이할 때 타이밍 제어 시그널링의 수행을 중단하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 전력 제어 시그널링의 레이트를 감소시키는 단계는 전송 전력 제어 갱신 동작들이 상기 제 1 상태에서 수행되는 것보다 큰 간격으로 전송 전력 제어 갱신 동작들을 수행하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 상태에서 상기 제 3 상태로 천이하는 단계는 전송 전력 제어 갱신 동작들의 수행을 중단하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    타이밍 제어 갱신 동작은 상기 제 3 상태에서가 아니라 상기 제 1 상태에서 수행되며, 상기 통신 방법은 상기 제 3 상태에서 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로 천이하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로 천이하는 상기 단계는 전송 타이밍 제어 갱신 동작들을 재개하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 상태에서 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로 천이하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 상기 단계는 전송 전력 제어 시그널링 동작들을 재개하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    전송 타이밍 제어 시그널링을 재개하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계는 전송 타이밍 제어 시그널링을 수행하는데 요구되는 통신 자원들의 할당을 위한 요청을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전송 타이밍 제어 시그널링을 수행하는데 요구되는 통신 자원들의 할당을 위한 요청을 상기 기지국에 전송하는 단계는 상기 요청을 통신채널의 공유된 세그먼트를 사용하여 전송하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 상태에서 상기 제 1 상태로 천이하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 상태로 천이하는 단계는 통신될 데이터를 상기 기지국에 전송하는데 사용될 수 있는 전용 통신 자원에 대한 요청을 전송하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    데이터를 전송하는데 사용될 수 있는 전용 통신 자원에 대한 요청을 전송하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계는 상기 제 1 무선단말기에 할당된 전용 자원요청 업링크를 사용하여 기지국에 상기 자원 요청을 전송하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    제어 통신 자원은 상기 기지국 및 상기 기지국에 의해 서빙(serve)되는 복수의 무선단말기들 간에 제어신호들을 통신하는데 사용되는 제어 시그널링 대역폭인, 통신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 상태는 온(on) 상태이고, 상기 제 2 상태는 홀드(hold) 상태이며, 상기 제 3 상태는 슬립(sleep) 상태이고, 상기 통신 방법은 상기 온 상태의 적어도 일부 동안 다른 단말기와의 통신 세션의 일부로서 데이터를 송수신하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 홀드 상태에서 동작하는 동안은 언제라도 데이터를 전송하지 않고 상기 홀드 상태의 적어도 일부 동안 다른 단말기로부터 데이터를 수신하도록 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 슬립 상태에서 상기 제 1 무선단말기를 동작시키는 단계는 상기 슬립 상태의 임의의 일부 동안에 통신 세션에 대응하는 데이터가 상기 제 1 무선단말기로부터 전송되지 않고 상기 제 1 무선단말기에 의해 수신되지도 않도록 상기 무선단말기를 제어하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 상태는 온 상태이고, 상기 제 2 상태는 홀드 상태이며, 상기 제 3 상태는 슬립 상태이고, 상기 통신 방법은, 상기 온 상태, 상기 홀드 상태, 및 상기 슬립 상태의 각 상태에서, 상이한 시간들에서, 제 2 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 무선단말기를 상기 온 상태에서 동작시키는 단계는 상기 제 2 무선단말기와 상기 기지국 간에 제어 정보를 통신하기 위해 제 4 분량의 제어 통신 대역폭을 사용하는 단계를 포함하며; 그리고
    상기 제 2 무선단말기를 상기 홀드 상태에서 동작시키는 단계는 상기 제 2 무선단말기와 상기 기지국 간에 제어 정보를 통신하기 위해 제 5 분량의 제어 통신 대역폭을 사용하는 단계를 포함하고, 상기 제 5 분량의 제어 통신 대역폭은 상기 제 4 분량보다 적은, 통신 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 단말기가 상기 온 상태에서 동작되는 시간 중 적어도 일부 동안에 다른 단말기와의 통신 세션의 일부로서 데이터를 송수신하도록 상기 제 2 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 무선단말기를 상기 홀드 상태에서 동작시키는 동안 임의의 시간에서 데이터를 전송하지 않고 상기 제 2 무선단말기가 상기 홀드 상태에서 동작되는 시간의 적어도 일부 동안에 다른 단말기로부터 데이터를 수신하도록 상기 제 2 무선단말기를 동작시키는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 무선단말기를 상기 슬립 상태에서 동작시키는 단계는 상기 제 2 무선단말기가 상기 슬립 상태에서 동작되는 시간 중 임의의 일부 동안에 통신 세션에 대응하는 데이터가 상기 제 2 무선단말기로부터 전송되지 않고 상기 제 2 무선단말기에 의해 수신되지도 않도록 상기 제 2 무선단말기를 제어하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    통신 세션의 일부로서 전송될 상기 데이터는 IP 패킷들을 포함하고, 이들 중 적어도 일부는 스피치 데이터를 포함하며,
    상기 제 2 무선단말기는 직교 주파수 분할 다중화 신호들(orthogonal frequency division multiplexed signals)을 사용하여 상기 IP 패킷들을 상기 기지국에 전송하는, 통신 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선단말기를 상기 제 2 상태에서 동작시키는 단계는 전용 업링크 통신 자원을 사용하여 상태 변경을 개시하도록 제어 신호를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 상태 변경 제어 신호 전송은 상기 전용 통신 자원의 사용에 기인하는 경합(contention)이 없는, 통신 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 무선단말기를 상기 제 2 상태에서 동작시키는 단계는 상태 천이 제어 메시지들에 대해 다수의 무선단말기들에 의해 감시되는 공유된 다운링크 통신 자원을 통해 상태 변경 천이 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 상태는 온 상태이고, 상기 제 2 상태는 홀드 상태이고, 상기 제 3 상태는 슬립 상태이며, 전력 제어 시그널링은 상기 온 상태에서보다 낮은 레이트로 상기 홀드 상태의 상기 무선단말기에 의해 수행되며, 제로 전력 제어 시그널링이 상기 슬립 상태의 상기 무선단말기에 의해 수행되는, 통신 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 무선단말기는 상기 슬립 상태에서 타이밍 제어 시그널링을 수행하지 않는, 통신 방법.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 상태는 온 상태이고, 상기 제 2 상태는 홀드 상태이고, 상기 제 3 상태는 슬립 상태이며,
    상기 제 1 무선단말기는 상기 온 상태에서 사용가능한 전용 무경합(dedicated contention free) 업링크 및 다운링크 자원 요청 통신 자원들을 가지며,
    상기 제 1 무선단말기는 상기 홀드 상태에서 사용가능한 전용 무경합 업링크 자원 요청 통신 자원 및 상기 홀드 상태에서 사용가능한 공유된 경합 시그널링 기반 다운링크 자원 요청 통신 자원을 가지며,
    상기 제 1 무선단말기는 상기 슬립 상태에서 전용 무경합 업링크 자원 요청 통신 자원도, 전용 무경합 다운링크 자원 요청 통신 자원도 갖지 않는, 통신 방법.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상태 천이들은 상기 무선단말기에 제공될 서비스 품질(quality of service) 레벨의 함수(function)로서 수행되는, 통신 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상태 천이들은 사용자 활동도(activity)의 함수로서 수행되는, 통신 방법.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로부터의 천이는 사용자 데이터 활동도의 함수인, 통신 방법.
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선단말기를 상기 제 3 상태에서 동작시키는 단계는, 제 1 세트의 통신 자원들을 사용하는 단계를 포함하며,
    상기 무선단말기를 상기 제 2 상태에서 동작시키는 단계는, 제 2 세트의 통신 자원들 및 상기 제 3 상태에서 사용되는 상기 제 1 세트의 통신 자원들을 사용하는 단계를 포함하며,
    상기 무선단말기를 상기 제 1 상태에서 동작시키는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 세트의 통신 자원들에 더하여 제 3 세트의 통신 자원들을 사용하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 통신 자원들 각각은 상기 제 1 무선단말기에 의해 사용되는 통신 채널 세그먼트들을 포함하는, 통신 방법.
  33. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선단말기를 상기 제 1 상태에서 그리고 상기 제 2 상태에서 동작시키는 단계는 상기 기지국과 상기 무선단말기 간에 타이밍 제어 신호들을 통신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    적어도 상기 기지국과 상기 무선단말기 간에 타이밍 제어신호들이 상기 제 2 상태 동안에 통신되는 레이트만큼 빠른 레이트로 상기 제 1 상태 동안에 상기 기지국과 상기 무선단말기 간에 타이밍 제어 신호들이 통신되는, 통신 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 상태에서 타이밍 제어 신호들을 통신하는 레이트는 상기 제 1 상태에서 전력 제어 신호들을 통신하는 레이트를 초과하지 않는, 통신 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 2 상태에서 타이밍 제어 신호들을 통신하는 레이트는 상기 제 2 상태에서 전력 제어 신호들을 통신하는 레이트를 초과하지 않는, 통신 방법.
  37. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선단말기를 상기 제 2 상태에서 동작시키는 단계는, 데이터에 대해 다수의 무선단말기들에 의해 감시되는 통신 채널을 사용하여, 타이밍 제어 및 전력 제어 시그널링이 아닌, 다운링크 시그널링을 수신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 통신 채널은 공유된 통신 자원이고, 상기 다운링크 시그널링은 다수의 무선단말기들에 전송되는 텍스트 정보를 포함하는, 통신 방법.
  39. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선단말기를 상기 제 3 상태에서 동작시키는 단계는 상태 변경을 개시하기 위해 사용되는 신호를 전송하기 위해 공통의 업링크 시그널링 자원을 사용하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상태 변경을 개시하기 위해 사용되는 신호를 전송하기 위해 공통의 업링크 시그널링 자원을 사용하는 상기 단계는, 상기 제 3 상태로부터 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태 중 하나의 상태로의 천이 프로세스의 일부로서 경합 기반 시그널링을 수행하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  41. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 방법은 상기 제 1 무선단말기와 동일한 셀에 포함되는 상기 기지국을 동작시키는 단계를 더 포함하고, 상기 기지국은 상기 기지국에서 상기 제 2 상태의 무선단말기들로 데이터를 통신하는데 사용되는 적어도 일부 다운링크 통신 자원들을 할당하고, 데이터를 통신하는데 사용되는 상기 다운링크 통신 자원들은 무선단말기 시그널링의 활동(activity)을 제어하는데 사용되는 제어 통신 자원들과는 다른, 통신 방법.
  42. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 방법은 제로 전용 업링크 데이터 통신 자원들을 상기 제 2 상태의 무선단말기들에 할당하도록, 상기 무선단말기와 동일한 셀에 포함되는 기지국을 동작시키는 단계를 더 포함하고, 상기 업링크 데이터 통신 자원들은 타이밍 제어 및 전력 제어 통신 자원들과는 다른, 통신 방법.
  43. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 방법은 상태 천이들을 제어하여 셀 내의 서로 다른 단말기들에 서로 다른 서비스 품질 레벨들을 제공하도록, 상기 무선단말기와 동일한 셀 내에 포함되는 기지국을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
  44. 적어도 제 1 무선단말기를 동작시키는 방법에 있어서,
    온 상태, 홀드상태, 및 슬립 상태를 포함하는 적어도 3개의 서로 다른 동작상태들 중 각 하나에서 상이한 시간들에서 상기 제 1 무선 단말기를 동작시키도록 상기 제 1 무선단말기를 제어하는 단계; 및
    사용자 활동(activity)의 변경에 응답하여 상기 3개의 상태들 중 하나의 상태로부터 상기 3개의 상태들 중 다른 하나의 상태로 천이하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 무선단말기를 상기 온 상태에서 동작시키는 단계는, 상기 제 1 무선단말기와 기지국 간에 제 1 레이트로 전력 제어 정보를 통신하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 무선단말기가 상기 슬립 상태에서 동작하는 동안, 전력 제어 정보는 상기 기지국과 상기 제 1 무선단말기 간에 통신되지 않으며,
    상기 무선단말기를 상기 홀드 상태에서 동작시키는 단계는, 상기 제 1 레이트보다 느린 레이트로 상기 제 1 무선단말기와 기지국 간에 전력 제어 정보를 통신하는 단계와, 정보를 상기 기지국에 전송하기 위해 전용 업링크 통신 자원을 사용하는 단계를 포함하며, 상기 전용 업링크 통신 자원은 상기 홀드 상태 동안 상기 기지국에 의해 사용되는 임의의 전력 제어 시그널링 및 타이밍 제어 시그널링 통신 자원에 추가적인 것인, 제 1 무선단말기 동작방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 홀드 상태 동안에 상기 전용 업링크 통신 자원을 사용하여 전송되는 상기 정보는 상태 천이를 개시하는데 사용되는 신호를 포함하며, 상기 신호는 상기 신호의 전송을 위해 상기 무선단말기에 전용되는 적어도 하나의 업링크 통신 자원 세그먼트의 사용에 기인하여 무경합으로 전송되는, 제 1 무선단말기 동작방법.
  46. 제어 수단을 포함하는 통신 디바이스에 있어서,
    상기 제어 수단은:
    i) 상기 통신 디바이스를 온 상태에서 동작시키고 － 상기 온 상태에서 상기 통신 디바이스는 상기 온 상태에서 동작하는 기지국 및 상기 통신 디바이스 간의 제어 정보의 통신을 위해 제 1 분량의 제어 시그널링 자원들을 사용하고, 상기 동작은 제 1 레이트로 전력 제어 시그널링을 수행하는 것을 포함함 －;
    ii) 상기 통신 디바이스를 상기 온 상태에서 홀드 상태로 천이시키고 － 상기 홀드 상태에서 상기 통신 디바이스는 상기 온 상태에서 상기 통신 디바이스에 의해 사용되는 것보다 상기 통신 디바이스 및 기지국 간의 제어 정보의 통신을 위해 더 적은 제어 시그널링 자원들을 사용하고, 상기 천이는 전력 제어 시그널링의 레이트를 감소시키는 것을 포함함 －; 그리고
    iii) 상기 통신 디바이스를 상기 홀드 상태에서 슬립 상태로 천이시키도록 － 상기 슬립 상태에서 상기 통신 디바이스는 상기 홀드 상태에서 상기 통신 디바이스가 사용하는 것보다 적은 제어 시그널링 자원들을 사용하고, 상기 온 상태에서 상기 홀드 상태로의 상기 천이는 전력 제어 시그널링의 레이트를 감소시키는 것을 포함함 － 상기 통신 디바이스를 제어하는데 사용되는, 통신 디바이스.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 통신 디바이스가 상기 슬립 상태 동안 전력 제어 시그널링을 수행하지 않도록 제어하는, 통신 디바이스.
  48. 제 47 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 온 상태 동안에, 전송 타이밍 제어 시그널링 동작들, 전송 전력 제어 시그널링 동작들을 수행하고 데이터를 전송하도록 상기 통신 디바이스를 제어하는, 통신 디바이스.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 제어 수단은 전송 타이밍 제어 갱신 동작들의 수행을 중단하도록, 상기 홀드 상태에서 상기 슬립 상태로의 천이의 일부로서 상기 통신 디바이스를 제어하는, 통신 디바이스.
  50. 제 48 항에 있어서,
    상기 슬립 상태에서 상기 온 상태 및 상기 홀드 상태 중 하나의 상태로 천이하도록 상기 통신 디바이스를 제어하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 온 상태 및 상기 홀드 상태 중 하나의 상태로의 천이는 전송 타이밍 제어 갱신 동작들을 재개하는 것을 포함하는, 통신 디바이스.
  51. 제 46 항에 있어서,
    상기 홀드 상태에서 상기 온 상태로 천이하도록 상기 통신 디바이스를 제어하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 홀드 상태에서 상기 온 상태로 천이하는 것은 상기 기지국에 통신될 데이터를 전송하는데 사용될 수 있는 전용 통신 자원에 대한 요청을 전송하는 것을 포함하며, 상기 요청은 자원 요청 통신 채널의 전용 부분을 사용함으로써 무경합으로 전송되는, 통신 디바이스.
  52. 기지국을 포함하는 통신 시스템에 있어서,
    상기 기지국은 상기 기지국에 의해 서비스되는 복수의 노드들에 대한 제어 시그널링 자원들 및 데이터 전송 자원들의 할당을 제어하며, 상기 기지국은 상기 복수의 노드들 중 제 1 서브-세트를 온 상태에서 동작하도록 제어하며, 상기 제 1 서브-세트의 노드들은 제 1 레벨의 제어 시그널링을 수행하도록 데이터 및 제어 시그널링 자원들을 전송하기 위해 데이터 통신 자원들을 할당받으며, 상기 기지국은 추가로 상기 복수의 노드들 중 제 2 서브-세트를 홀드 상태에서 동작하도록 제어하고, 상기 제 2 서브-세트의 노드들은 상기 제 1 레벨의 제어 시그널링보다 낮은 제 2 레벨의 제어 시그널링을 수행하도록 제어 시그널링 자원들을 할당받으며,
    상기 기지국은 추가로 상기 복수의 노드들 중 제 3 서브-세트를 슬립 상태에서 동작하도록 제어하고, 상기 제 3 서브-세트의 노드들은 상기 제 1 서브-세트 또는 상기 제 2 서브-세트의 노드들보다 적은 제어 시그널링 자원들을 할당받으며, 상기 기지국은 홀드 상태의 노드보다 상기 온 상태의 노드에 더 많은 전력 제어 시그널링 자원들을 할당하고, 상기 기지국은 상기 슬립 상태의 노드보다 상기 홀드 상태의 노드에 더 많은 전력 제어 시그널링 자원들을 할당하는, 통신 시스템.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 복수의 노드들을 포함하며, 상기 제 1 서브-세트의 노드들은 상기 온 상태에 있는 동안 전송 타이밍 제어 시그널링 동작들을 수행하기 위한 수단을 포함하는, 통신 시스템.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 제 2 서브-세트의 노드들은 상기 홀드 상태에 있는 동안 전송 타이밍 제어 시그널링 동작들 및 감소된 레이트의 전송 전력 제어 시그널링 동작들을 수행하기 위한 수단을 포함하는, 통신 시스템.
  55. 제 53 항에 있어서,
    상기 제 2 세트의 노드들은 상기 온 상태에서 상기 홀드 상태로 천이할 때 전송 전력 제어 갱신 동작들을 중지(halt)시키기 위한 수단을 포함하는, 통신 시스템.
  56. 제 53 항에 있어서,
    상기 제 3 서브-세트의 노드들은 상기 홀드 상태에서 상기 슬립 상태로 천이할 때 타이밍 제어 신호들의 전송을 종료(terminate)시키기 위한 수단을 포함하는, 통신 시스템.
  57. 제 52 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 복수의 노드들을 포함하며, 상기 제 3 서브-세트의 노드들은 상기 제 2 서브-세트의 노드들보다 더 많은 통신 디바이스들을 포함하는, 통신 시스템.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 제 2 서브-세트의 노드들은 상기 제 1 서브-세트의 노드들보다 더 많은 노드들을 포함하는, 통신 시스템.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 제 3 서브-세트의 노드들은 전송 전력 제어 시그널링 동작들을 수행하지 않는, 통신 시스템.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 제 2 서브-세트의 노드들은 전송 전력 제어 시그널링 동작들을 수행하지 않는, 통신 시스템.
  61. 제 59 항에 있어서,
    상기 제 2 서브-세트의 노드들은 상기 제 1 서브-세트의 노드들이 전송 전력 제어 시그널링 동작들을 수행하는 레이트보다 낮은 레이트로 전력 제어 시그널링 동작들을 수행하는, 통신 시스템.
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