KR101160376B1 - 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법에 관한 것으로서, IEEE 802.11 MAC의 기본적인 매체접근 방식으로서, DCF(Distributed Coordinated Function)방식에 따라 접속을 위한 휴대 인터넷 모듈부와 음성, 문자, 서비스 정보, 기타 정보 등을 송수신하는 셀룰러 모듈부 및 휴대 인터넷 모듈부와 셀룰러 모듈부사이의 데이터 교환을 위한 인터페이스부로 구성되는 듀얼 모드 송수신 단말기에서 트래픽 지시 정보를 선택된 모드에 따라 각 채널을 이용하여 전송하여 활성상태(awake)로 전환하며, 활성상태의 듀얼 모드 송수신 단말기간의 데이터 패킷과 응답확인 신호(ACK)에 대한 전송이 완료되어 휴면상태(doze)로 전환함으로써, 소비되는 전력을 절감할 수 있다.
듀얼 모드, 휴대 인터넷, 셀룰러, IEEE 802.11 DCF, 전력, 휴면상태

Description

듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법{Power Saving Method of Dual Mode Communication Terminal}
도 1a는 IEEE 802.11 DCF에서의 비콘 신호 전송에 관한 개요를 도시한 도면
도 1b는 ATIM 윈도우와 ATIM 패킷에 관한 개요를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 모드 단말기의 구성을 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 단말기간의 동작 흐름을 도시한 도면
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
100 : 듀얼 모드 송신 단말기 110, 170 : 휴대 인터넷 모듈부
120, 160 : 인터페이스부 130, 150 : 셀룰러 모듈부
140 : 듀얼 모드 수신 단말기
본 발명은 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 송수신 단말기에서 선택된 모드에 따라 각 채널을 이용하여 활성상태로 전환하며, 데이터 패킷의 전송이 완료된 후 휴면상태로 전환함으로써, 소비되는 전력을 절감할 수 있는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법에 관한 것이다.
도 1a는 IEEE 802.11 DCF에서의 비콘신호 전송에 관한 개요를 도시한 도면이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, IEEE 802.11에 규정되어 있는 DCF(Distributed Coordinated Function)에서의 절전 메카니즘(Power Saving Mechanism)을 설명하기로 한다.
DCF는 IEEE 802.11 MAC의 기본적인 매체접근 방식으로서, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)방식을 따른다. CSMA/CA 프로토콜을 통해 유휴 채널이 발생하기를 기다리고 있다가 동시에 데이터 전송을 시도하는 단말간의 충돌 확률을 감소시키며, 이때 Back-off 절차가 적용하게 된다. 단말은 전송하기 전에 다른 단말이 전송하고 있는지를 결정하기 위해서 우선 채널을 감지하고, 랜덤하게 설정한 back-off 시간에서 채널이 유휴한 시간 만큼 줄이면서 계속 채널을 감지한다. back-off 시간이 0이 될 때까지 채널이 유휴하다면 전송을 시작하게 되고, 그렇지 않은 경우에는 전송이 끝난 이후의 경쟁구간에서 남아있는 back-off 시간을 이용하여 전송을 시도하게 된다.
IEEE 802.11에서 에너지를 절약하기 위한 기본적인 접근방법은 무선 단말은 주기적으로 휴면상태(doze)로 전환시키는 방식이다. 무선 단말은 휴면상태로 존재하다가 비콘(beacon)신호 또는 TIM(Tracffic Indication Map)을 수신하거나 MSDU(MAC Service Data Unit)를 송신하기 위하여 활성상태로 전환한다. 무선 단말의 상태를 주기적으로 전환시키는 위하여 모든 무선 단말들은 서로 동기를 맞추어야 한다. PCF(Point Coordinated Function, IEEE 802.11 MAC의 부가적인 매체접근 방식) 모드에서는 조정자인 PC(Point Coordinator)가 전역 동기화를 수행한다. 그러나 DCF에서는 전역 동기화 조정자가 존재하지 않으므로 모든 무선 단말들은 비콘 신호를 통해 동기화를 수행한다. 즉, DCF에서 비콘 신호는 네트워크의 모든 무선 단말에서 분산되어 발생한다. 각 무선 단말은 비콘 주기를 맞추기 위하여 자신의 TSF(Time Synchronization Function) 타이머를 갖는다. 또한, 각 비콘 신호에는 각각의 타임스탬프(Time Stamp)가 포함된다. 비콘 구간(Beacon Interval)동안 전송할 패킷을 보유한 모든 무선 단말들은 표준 백 오프(Standard Back-off)알고리즘을 사용하여 서로의 비콘 신호를 전송한다.
하나의 비콘 구간 내에 여러 무선 단말이 비콘 신호를 전송한 경우에는 가장 처음으로 비콘 신호를 전송한 무선 단말의 비콘 신호가 선택되며, 나머지 비콘 신호들은 취소된다. 예로서, 도 1에서는 노드 A(node A)의 비콘 신호가 선택되고 나머지 무선 단말의 비콘 신호는 취소되었다. 특정 비콘 신호가 선택되면 나머지 모든 무선 단말들은 자신의 타이머를 선택된 비콘 신호의 타이머로 갱신시킴으로써, 전체 무선 단말들은 서로 동기화를 획득할 수 있다. 이때, 비콘 신호의 전송은 비콘 구간 중 활성주기(Awake-period)에서 발생한다.
도 1b는 ATIM 윈도우와 ATIM 패킷에 관한 개요를 도시한 도면이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, IEEE 802.11 표준은 비콘 구간 내에서 무선 단말들이 깨어있는 기간인 ATIM(Announcement Traffic Indication Message : 알림 트래픽 지시 정보)윈도우를 정의하고 있다. ATIM 윈도우 구간 동안 모든 무선 단말들은 비콘 신호와 ATIM/ACK 패킷을 교환할 수 있다. 모든 무선 단말들은 동기화의 패킷 전송공지를 수신하기 위하여 ATIM 윈도우 구간동안 반드시 활성상태를 유지되어야 한다. 패킷 전송공지는 ATIM 패킷을 통해 이루어진다. 무선 단말 A(node A)에서 무선 단말 B(node B)로 데이터 패킷을 보내려 한다고 가정한다면, 무선 단말 B로 전송할 데이터 패킷을 버퍼에 저장한 무선 단말 A는 비콘 신호를 통한 동기화 과정 후에 ATIM 패킷을 무선 단말 B에게 전송한다. ATIM 패킷을 받은 무선 단말 B는 회답으로 ACK 패킷을 보낸다. 이와 같이, ATIM 윈도우 구간동안 ATIM 및 ACK 패킷을 교환한 무선 단말 B는 ATIM 윈도우 구간이 지난 후에 휴면상태로 전환되지 않고, 무선 단말 A와 데이터 패킷과 ACK 신호를 주고, 받으면서 데이터 통신을 수행한다. 반면에 나머지 무선 단말 C(node C)는 ATIM 윈도우가 완료되면 휴면상태로 전환하게 되어 전력 소모를 줄이게 된다.
위에서 설명한 바와 같이, IEEE 802.11 표준에서의 PSM(Power Saving Mechanism)에서 각 무선 단말은 고정된 크기의 ATIM 윈도우 구간과 휴면구간을 갖는다. 그러나 이와 같은 방식은 ATIM 윈도우의 크기가 고정되어 있으므로 네트워크에 트래픽 정보가 없는 경우에도 무선 단말들은 이 구간동안 활성상태로 전환되어 에너지를 소비하게 된다. 특히 휴대 인터넷에서 표준인 IEEE 802.11 PSM 기법에서는 데이터 전송이 완료된 후에도 비콘 구간이 마칠 때까지 해다 무선 단말들은 깨어있어야 하므로 불필요한 에너지 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 송수신 단말기에서 선택된 모드에 따라 각 채널을 이용하여 활성상태로 전환하며, 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 송수신 단말기간에 데이터 패킷과 응답확인 신호(ACK)에 대한 전송이 완료되어 휴면상태(doze)로 전환함으로써, 소비되는 전력을 절감하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휴면상태의 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 단말기에 있어서, 상기 듀얼 모드 단말기에서 휴대 인터넷 모드를 선택하는 제1과정과, 상기 휴대 인터넷 모드의 송신 단말기에서 송신할 데이터 패킷이 있는 경우 휴대 인터넷 모듈부로부터 셀룰러 모듈부에 트래픽 지시 정보를 전송하는 제2과정과, 상기 트랙픽 지시 정보를 전송받은 셀룰러 모듈부로부터 셀룰러 채널을 통해 송신하는 제3과정과, 상기 트래픽 지시 정보를 수신 단말기의 셀룰러 모듈부에서 수신하는 제4과정과, 상기 수신된 트래픽 지시 정보에 의하여 수신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부에서 활성상태로 전환하여 이를 통보하는 제5과정과, 상기 활성상태를 통보받은 송신 단말기와 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 제6과정 및 상기 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 과정이 완료되면 휴면상태로 전환하는 제7과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 휴대 인터넷 서비스와 셀룰러 서비스를 제공하는 시스템에 있어서, 가장 기본적인 무선 통신 서비스로서 사용자들에게 무선으로 음성 통화를 제공할 뿐만 아니라 최근에는 무선 통신망을 통해 인터넷 통신 서비스를 제공하는 무선 인터넷 서비스가 대두되었다. 이처럼 이동 통신 기술의 발달로 인해 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만이 아니라 고용량 데이터 패킷을 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다. 또한, 이러한 시스템이 도입됨에 따라 기존의 셀룰러 서비스 망과 새로운 휴대 인터넷 서비스 망의 연동 기능이 필요하게 되었다. 사용자들은 네트워크의 형태에 제한되지 않은 다양한 서비스를 요구하고 있으므로, 현재 이러한 사용자들의 요구를 충족시키기 위한 연동망의 구축이 수행되고 있으며, 휴대 인터넷 서비스와 셀룰러 서비스 모두를 이용할 수 있어서 사용자가 둘 중에서 하나를 선택하여 이용할 수 있으며, 어떤 지역에서나 두 개의 서비스 중에서 하나만이 이용 가능할 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 송수신 단말기의 구성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 단말기는 IEEE 802.11 MAC의 기본적인 매체접근 방식으로서, DCF(Disstributed Coordinated Function)방식에 따라 접속을 위한 휴대 인터넷 모듈부와 음성, 문자, 서비스 정보, 기타 정보 등을 송수신하는 셀룰러 모듈부 및 휴대 인터넷 모듈부와 셀룰러 모듈부사이의 데이터 교환을 위한 인터페이스부로 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 송수신 단말기간의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 서비스를 제공받기 위하여 200단계에서는 사용자가 휴면상태(doze)의 듀얼 모드 송신 단말기(100)에서 휴대 인터넷 모드를 선택한다.
이후 210단계로 진행하여 휴대 인터넷 모드의 송신 단말기(100)에서 송신할 데이터 패킷이 있는 경우 휴대 인터넷 모듈부(110)는 인터페이스부(120)를 통해 셀룰러 모듈부(130)로 트래픽 지시 정보(TIM)를 전송한다. 또한, 송신 단말기(100)의 휴대 인터넷 모듈부(110)에서 전송할 데이터 패킷이 없는 경우 휴면(doze)상태로 전환한다. 220단계에서 송신 단말기(100)의 휴대 인터넷 모듈부(110)는 트래픽 지시 정보(TIM)를 전송한 후 활성상태(awake)로 전환하여 데이터 패킷 전송을 준비한다.
230단계에서 셀룰러 모듈부(130)는 전송받은 트랙픽 지시 정보(TIM)를 셀룰러 채널을 통해 송신한다. 240단계에서는 수신 단말기(140)의 셀룰러 모듈부(150)에서 상기 트래픽 지시 정보를 수신한다. 이후 250단계로 진행하여 수신 단말기(140)의 셀룰러 모듈부(150)는 인터페이스부(160)를 통해 휴대 인터넷 모듈부(170)로 수신된 트래픽 지시 정보(TIM)를 전송한다.
260단계에서는 전송받은 트래픽 지시 정보(TIM)에 의하여 수신 단말기(140)의 휴대 인터넷 모듈부(170)에서 활성상태로 전환하여 송신 단말기(100)의 휴대 인터넷 모듈부(110)로 활성상태에 대한 정보를 통보한다. 활성상태에 대한 정보를 통보받은 송신 단말기(100)는 270단계에서 휴대 인터넷 모듈부(110)를 통해 수신 단 말기(140)와 데이터 패킷과 응답확인 신호(ACK)를 송수신 한다. 이후 280단계에서는 송신 단말기(100)와 수신 단말기(140)의 휴대 인터넷 모듈부(110, 170)에서 데이터 패킷과 응답확인 신호(ACK)를 송수신하는 것이 완료가 되어 더 이상 송수신할 데이터 패킷이 없는 경우 즉시 휴면상태로 전환하여 소비되는 전력을 절감할 수 있게 된다.
한편, 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 서비스를 제공받기 위하여 200단계에서는 사용자가 휴면상태(doze)의 듀얼 모드 송신 단말기(100)에서 셀룰러 모드를 선택한다.
이후 310단계로 진행하여 셀룰러 모드의 송신 단말기(100)에서 송신할 데이터 패킷이 있는 경우 셀룰러 모듈부(130)는 인터페이스부(120)를 통해 휴대 인터넷 모듈부(110)로 트래픽 지시 정보(TIM)를 전송한다. 또한, 송신 단말기(100)의 셀룰러 모듈부(130)에서 전송할 데이터 패킷이 없는 경우 휴면상태(doze)로 전환한다. 320단계에서 송신 단말기(100)의 셀룰러 모듈부(130)는 트래픽 지시 정보(TIM)를 전송한 후 활성상태(awake)로 전환하여 데이터 패킷 전송을 준비한다.
330단계에서 휴대 인터넷 모듈부(110)는 전송받은 트랙픽 지시 정보(TIM)를 휴대 인터넷 채널을 통해 송신한다. 340단계에서는 수신 단말기(140)의 휴대 인터넷 모듈부(170)에서 상기 트래픽 지시 정보를 수신한다. 이후 350단계로 진행하여 수신 단말기(140)의 휴대 인터넷 모듈부(170)는 인터페이스부(160)를 통해 셀룰러 모듈부(150)로 수신된 트래픽 지시 정보(TIM)를 전송한다.
360단계에서는 전송받은 트래픽 지시 정보(TIM)에 의하여 수신 단말기(140) 의 셀룰러 모듈부(150)에서 활성상태로 전환하여 송신 단말기(100)의 셀룰러 모듈부(130)로 활성상태에 대한 정보를 통보한다. 활성상태에 대한 정보를 통보받은 송신 단말기(100)는 370단계에서 셀룰러 모듈부(130)를 통해 수신 단말기(140)와 데이터 패킷과 응답확인 신호(ACK)를 송수신 한다.
이후 380단계에서는 송신 단말기(100)와 수신 단말기(140)의 셀룰러 모듈부(130, 150)에서 데이터 패킷과 응답확인 신호(ACK)를 송수신하는 것이 완료가 되어 더 이상 송수신할 데이터 패킷이 없는 경우 즉시 휴면상태로 전환하여 소비되는 전력을 절감할 수 있게 된다.
상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 다양한 실시예가 있을 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 단말기에 있어서, 선택된 모드에 따라 각 채널을 이용하여 활성상태로 전환하며, 활성상태의 단말기에서 데이터 패킷의 전송이 완료되어 휴면상태로 전환함으로써, 소비되는 전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 휴면상태의 휴대 인터넷과 셀룰러 듀얼 모드 단말기에 있어서,
    상기 듀얼 모드 단말기에서 휴대 인터넷 모드를 선택하는 제1과정과;
    상기 휴대 인터넷 모드의 송신 단말기에서 송신할 데이터 패킷이 있는 경우 휴대 인터넷 모듈부로부터 셀룰러 모듈부에 트래픽 지시 정보를 전송하는 제2과정과;
    상기 트랙픽 지시 정보를 전송받은 셀룰러 모듈부로부터 셀룰러 채널을 통해 송신하는 제3과정과;
    상기 트래픽 지시 정보를 수신 단말기의 셀룰러 모듈부에서 수신하는 제4과정과;
    상기 수신된 트래픽 지시 정보에 의하여 수신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부에서 활성상태로 전환하여 이를 통보하는 제5과정과;
    상기 활성상태를 통보받은 송신 단말기와 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 제6과정; 및
    상기 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 과정이 완료되면 휴면상태로 전환하는 제7과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2과정은 송신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부로부터 트래픽 지시 정보를 전송한 후 활성상태로 전환하여 데이터 패킷 전송을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제5과정은 수신된 트래픽 지시 정보를 수신 단말기의 셀룰러 모듈부로부터 휴대 인터넷 모듈부에 전송하는 단계; 및
    상기 전송받은 트래픽 지시 정보에 의하여 수신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부에서 활성상태로 전환하여 송신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부로 활성상태를 통보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제6과정 및 제7과정에 송신 단말기와 수신 단말기는 휴대 인터넷 모듈부를 통해 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 송신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부에서 전송할 데이터 패킷이 없는 경우 휴면상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소 비 전력 절감 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 듀얼 모드 단말기에서 셀룰러 모드를 선택하는 제8과정과;
    상기 셀룰러 모드의 송신 단말기에서 송신할 데이터 패킷이 있는 경우 셀룰러 모듈부로부터 휴대 인터넷 모듈부에 트래픽 지시 정보를 전송하는 제9과정과;
    상기 트랙픽 지시 정보를 전송받은 휴대 인터넷 모듈부로부터 휴대 인터넷 채널을 통해 송신하는 제10과정과;
    상기 트래픽 지시 정보를 수신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부에서 수신하는 제11과정과;
    상기 수신된 트래픽 지시 정보에 의하여 수신 단말기의 셀룰러 모듈부에서 활성상태로 전환하여 이를 통보하는 제12과정과;
    상기 활성상태를 통보받은 송신 단말기와 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 제13과정; 및
    상기 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 과정이 완료되어 휴면상태로 전환하는 제14과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제9과정은 송신 단말기의 셀룰러 모듈부로부터 트래픽 지시 정보를 전송한 후 활성상태로 전환하여 데이터 패킷 전송을 준비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제12과정은 수신된 트래픽 지시 정보를 수신 단말기의 휴대 인터넷 모듈부로부터 셀룰러 모듈부에 전송하는 단계; 및
    상기 전송받은 트래픽 지시 정보에 의하여 수신 단말기의 셀룰러 모듈부에서 활성상태로 전환하여 송신 단말기의 셀룰러 모듈부로 활성상태를 통보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소비 전력 절감 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제13과정 및 제14과정에 송신 단말기와 수신 단말기는 셀룰러 모듈부를 통해 데이터 패킷과 응답확인 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 송신 단말기의 셀룰러 모듈부에서 전송할 데이터 패킷이 없는 경우 휴면상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 듀얼 모드 단말기의 소비 전력 절감 방법.
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