KR101382999B1 - 페이징 메커니즘을 최적화하는 방법 및 장치와 동적 페이징 메커니즘의 게시 - Google Patents

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Abstract

무선 네트워크가 하나 이상의 네트워크 파라미터에 기초하여 최적화와 같은 페이징 모드 동작을 동적으로 변경하거나 구현할 수 있게 하는 방법 및 장치. 일 실시예에서, 무선 네트워크는 셀룰러 네트워크(예를 들어, 3G UMTS 또는 LTE)이고, 기지국 및 셀룰러 사용자 장치 둘다는 네트워크 파라미터에 관련된 다양한 원하는 동작 속성에 기초하여 페이징 모드 동작을 동적으로 구성한다. 이러한 유연한 페이징 메커니즘은 다양한 방법을 통해 네트워크 사용자에게 게시될 수 있고, 적절히 활성화된 사용자 장치를 갖는 사용자는 장치의 능력 및 응용 프로그램 성능을 향상시킬 수 있다. 기지국은 또한 유리하게도 다른 서비스를 지원하기 위해 해제된 셀룰러 자원을 이용할 수 있다. 레거시 가입자는 역시 영향을 받지 않는다.

Description

페이징 메커니즘을 최적화하는 방법 및 장치와 동적 페이징 메커니즘의 게시{METHODS AND APPARATUS FOR OPTIMIZING PAGING MECHANISMS AND PUBLICATION OF DYNAMIC PAGING MECHANISMS}
우선권
본 출원은 발명의 명칭이 본 발명과 동일한 2009년 3월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/409,398호(그 전체 내용이 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함됨)를 기초로 우선권을 주장한다.
저작권
이 특허 문서의 개시 내용의 일부분은 저작권 보호를 받는 내용을 포함하고 있다. 저작권 소유자는 임의의 자가 특허청 특허 파일 및 기록에 나와 있는 그대로 특허 문서 또는 특허 개시 내용을 팩시밀리 재현하는 것에 대해서는 이의를 갖지 않지만, 그렇지 않은 경우에는 모든 저작권을 보유한다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 및 데이터 네트워크의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 예시적인 일 양태에서, 본 발명은 무선 통신 및 데이터 네트워크에서 유연한 페이징 전송 모드에 대한 방법 및 장치에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)는 "3G(third-generation)" 휴대 전화 기술의 예시적인 구현이다. UMTS 표준은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)라고 하는 협력 단체에 의해 규정되었다. 3GPP는, ITU(International Telecommunications Union)에 의해 제시된 요구사항에 따라, 그 중에서도 유럽 시장을 목표로 한 3G 셀룰러 무선 시스템으로서 UMTS를 채택하였다. ITU는 국제 무선 및 통신을 표준화하고 규율한다. UMTS에 대한 개선은 4G(fourth generation) 기술에 대한 장래의 발전을 지원할 것이다.
현재의 관심 주제는 향상된 시스템 용량 및 스펙트럼 효율을 통해 패킷 데이터 전송에 대해 최적화된 이동 무선 통신 시스템을 위해 UMTS를 더욱 발전시키는 것이다. 3GPP와 관련하여, 이 점에서의 활동이 "LTE"(Long Term Evolution)라고 하는 일반 용어 하에 요약되어 있다. 목표는, 그 중에서도 특히, 장래에 최대 네트워크 전송 속도를 상당히, 즉 하향링크 전송 방향에서 300 Mbps 및 상향링크 전송 방향에서 75 Mbps 정도의 속도로 증가시키는 것이다.
"LTE-Advanced" 또는 "LTE-A"라고 하는 IMT-Advanced 무선 인터페이스 기술을 위해 3GPP의 추가적인 진보가 LTE 내에서 연구되고 있다. LTE-Advanced 연구의 범위 및 목적에 관한 상세 내용은, 그 중에서도, NTT DoCoMo 등의 "Further advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)"라는 제목의 RP-080137(참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 기술되어 있다. IMT-Advanced 활동은 ITU-R(International Telecommunications Union - Radio Communication Sector)에 의해 시작되고 이끌어져 왔다. 후보 IMT-Advanced 시스템에 의해 지원될 주요 특징은 ITU-R에 의해 정해졌으며, 그 중에서도 특히, 다음과 같은 것을 포함한다: (1) 고품질 모바일 서비스, (2) 전세계 로밍 기능, 및 (3) 고이동성 환경에서 100 Mbps이고 저이동성 환경에서 1 Gpbs인 피크 데이터 전송률.
LTE-A에 관련된 3GPP에서의 현재의 논의는 3GPP TS 36.913: "Requirements for further advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)"(참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에서의 요구사항에 기초하여 스펙트럼 효율, 셀 경계 처리율, 서비스 범위 및 대기시간의 점에서 LTE를 추가적으로 발전시키는 기술에 집중되어 있다. 후보 기술로는 (1) 다중-홉 중계, (2) 하향링크 네트워크 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 안테나 기술, (3) 스펙트럼 집계에 의해 20 MHz 초과의 대역폭에 대한 지원, (4) 유연한 스펙트럼 사용/스펙트럼 공유, 및 (5) 셀간 간섭 관리가 있다. 레거시 LTE 네트워크와의 역호환성도 역시 장래의 LTE-A 네트워크에 대한 중요한 요구사항이다. 즉, LTE-A 네트워크가 또한 LTE UE를 지원하고, LTE-A UE가 LTE 네트워크에서 동작할 수 있다.
종래 기술의 페이징 메커니즘
많은 종래 기술의 셀룰러 이동 무선 통신 시스템, 예컨대 UMTS에서 페이징 메커니즘이 사용된다. 페이징 메커니즘에 의해 UE는 미사용인 동안 감소 상태 또는 "유휴" 상태에서 동작함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있다. UE는, 페이징 통지를 수신하면, 응답하기 위해 "절전 모드 해제"된다. 무선 시스템 내에서의 다양한 페이징 관리 방식이 종래 기술에서 입증되었다. 예를 들어, 일부 페이징 시스템은 주파수-영역 시스템에서 전체 셀 대역폭에 걸쳐 페이징 메시지를 비효율적으로 전송한다. 대안으로서, 시간-영역 시스템은 페이징 프로세스를 위해 전체 시간 슬롯을 예약할 수 있다.
그에 따라, 특히 분할된 다중-대역 동작 기능 및 유연한 리소싱을 갖는 네트워크를 해결하는 적당한 페이징 메커니즘이 필요하다. 이러한 개선된 해결책은 매끄럽고 기존의 무선 장치 및 다른 무선 장치에서의 사용자 경험에 악영향을 주는 일 없이 동작해야만 한다. 게다가, 특정 시스템(예를 들어, LTE)에서, UE의 RF 기능은 서비스 제공 기지국의 전체적인 기능과 다를 수 있다. 다른 시스템에서, 레거시 UE 집단은 새로운 UE와 다른 기능을 가질 수 있다. 어느 경우든지, UE 집단의 제한된 RF TX/RX(전송/수신) 기능을 고려하기 위해 유연한 페이징 메커니즘이 필요하다.
특히 새로운 LTE-Advanced 아키텍처의 복잡성을 해결하는 페이징 메커니즘에 대한 개선된 장치 및 방법이 필요하다. LTE-Advanced 시스템 아키텍처는 분할된 다중 대역 기능, OFDM 액세스, 및 레거시 UE와 새로운 UE의 혼합 집단을 함께 가지고 있다. 이 아키텍처 내의 기존의 페이징 메커니즘은 최적이 아니다.
본 발명은 무선 네트워크에서의 개선된 페이징 장치 및 방법을 제공함으로써 상기한 필요성을 만족시킨다. 본 발명의 일 양태에서, 무선 네트워크에 대한 페이징 채널 액세스를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 네트워크는 셀룰러 네트워크이고, 페이징 채널 액세스는 하나 이상의 네트워크 파라미터에 대해 최적화되어 있다. 이 방법은 하나 이상의 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 페이징 채널 액세스에 대한 하나 이상의 자원을 할당하는 단계, 페이징 채널 액세스에 대한 스케줄을 복수의 사용자 장치에 제공하는 단계 - 이 스케줄은 할당된 하나 이상의 자원을 식별함 -, 및 스케줄을 전송하는 단계를 포함한다. 이 전송은 사용자 장치들 중 적어도 하나의 사용자 장치가 할당된 하나 이상의 자원을 수령하도록 그의 모뎀을 구성할 수 있게 한다.
한 변형에서, 스케줄을 제공하는 단계는 공통 제어 채널을 통해 스케줄을 브로드캐스트하는 단계를 포함한다.
다른 변형에서, 스케줄이 복수의 사용자 장치의 부분집합만으로 특정하여 어드레싱된다.
또 다른 변형에서, 하나 이상의 자원을 할당하는 단계는 (i) 전송 시간, (ii) 주파수 대역, 또는 (iii) 확산 코드 중 단지 하나로만 페이징 채널 액세스를 제한하는 단계를 포함한다.
추가의 변형에서, 하나 이상의 자원을 할당하는 단계는 (i) 전송 시간, (ii) 주파수 대역, 또는 (iii) 확산 코드 중 적어도 하나로 페이징 채널 액세스를 제한하는 단계를 포함한다.
또 다른 변형에서, 네트워크 파라미터는 (i) 총 셀 대역폭, (ii) 대역폭 분할의 수준, 및 (iii) 복수의 사용자 장치의 하나 이상의 특성 중 적어도 하나를 포함한다. 셀룰러 네트워크는 LTE-호환 셀룰러 네트워크이고, 스케줄을 제공하는 단계는 브로드캐스트 메시지를 통해 스케줄을 브로드캐스트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에서, 무선 네트워크의 사용자가 하나 이상의 페이징 채널 구성을 수신하는 방법이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 무선 네트워크는 셀룰러 네트워크이고, 이 방법은 사용자 장치에서 제1 메시지를 수신하는 단계, 제1 메시지로부터 페이징 스케줄을 추출하는 단계, 스케줄에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 페이징 채널 통지를 수신하도록 사용자 장치의 모뎀 인터페이스를 구성하는 단계, 및 페이징 채널 통지를 수신한 것에 응답하여, 수신된 페이징 채널 통지가 사용자에 대한 것인지를 판정하는 단계를 포함한다.
한 변형에서, 페이징 스케줄이 전용 제어 채널을 통해 수신된다.
다른 변형에서, 스케줄이 네트워크 내의 사용자 장치의 부분집합만으로 특정하여 어드레싱된다.
또 다른 변형에서, 이 방법은 (i) 총 셀 대역폭, (ii) 대역폭 분할의 수준, 및 (iii) 복수의 사용자 장치의 하나 이상의 특성 중 적어도 하나에 대해 최적화되어 있다.
추가의 변형에서, 모뎀 인터페이스를 구성하는 단계는 불연속 수신(DRX)에 이용가능한 하나 이상의 시간 및 하나 이상의 주파수 대역을 식별하는 내부 스케줄을 업데이트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 양태에서, 무선 기지국 장치가 개시되어 있다. 일 실시예에서, 이 장치는 디지털 프로세서, 프로세서와 데이터 통신하고 있는 무선 인터페이스, 및 프로세서와 데이터 통신하고 있는 저장 장치 - 저장 장치는 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함함 - 를 포함한다. 디지털 프로세서에 의해 실행될 때, 명령어는 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 페이징 채널 전송에 대한 모드를 결정하고, 무선 인터페이스를 통해 모드에 관한 정보를 전송하며, 모드에 기초하여 무선 인터페이스를 통해 페이징 채널 전송을 전송한다.
한 변형에서, 무선 네트워크는 셀룰러 네트워크이고, 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터는 (i) 총 셀룰러 셀 대역폭, (ii) 대역폭 분할의 수준, 및 (iii) 네트워크와 연관된 복수의 사용자 장치의 하나 이상의 특성 중 적어도 하나를 포함한다. 모드에 관한 정보의 전송은, 예를 들어, 셀룰러 공통 제어 채널을 통해 복수의 사용자 장치의 부분집합(예를 들어, 단지 하나의 사용자 장치)로만 어드레싱되는 정보의 전송을 포함한다.
다른 변형에서, 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터는 적어도 RRC(Radio Resource Connection) 상태를 포함한다.
추가의 변형에서, 장치는 LTE-호환 매크로 셀 기지국이다.
또 다른 변형에서, 모드에 관한 정보는 페이징 전송이 전송될 반송파 주파수에 관한 정보, 타이밍 데이터 - 타이밍 데이터에 따라 페이징 식별자 및 페이징 메시지가 전송됨 -, 및 네트워크의 사용자 장치가 페이징 식별자 및 페이징 메시지를 수신할 수 있는 하나 이상의 채널의 대역폭 크기에 관한 정보를 포함한다. 모드에 관한 정보는 다른 정보, 예를 들어, RRC(Radio Resource Connection) 상태 정보도 포함할 수 있다.
다른 변형에서, 하나 이상의 채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 포함하고, 페이징 식별자 및 페이징 메시지는 각각 PDCCH 및 PDSCH를 통해 전송될 것이다.
또 다른 변형에서, 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 페이징 채널 전송에 대한 모드를 결정하는 것은 복수의 상이한 모드 중 하나의 모드를 선택하는 것을 포함하고, 복수의 모드는 시간 및 주파수에서 서로에 대해 실질적으로 중첩하지 않는다.
본 발명의 제4 양태에서, 무선 수신기 장치가 개시되어 있다. 일 실시예에서, 이 장치는 디지털 프로세서, 디지털 프로세서와 데이터 통신하고 있는 무선 인터페이스, 및 프로세서와 데이터 통신하고 있는 저장 장치 - 저장 장치는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함함 - 를 포함한다. 프로세서에서 실행될 때, 프로그램은 페이징 채널 전송에 대한 스케줄을 수신하고, 수신된 스케줄에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 페이징 채널 통지를 수신하도록 무선 인터페이스를 구성하며, 페이징 채널 통지를 수신한 것에 응답하여, 제1 페이징 채널 통지가 수신기 장치로 어드레싱되는지를 판정한다.
한 변형에서, 스케줄이 무선 인터페이스와 다른 인터페이스, 예를 들어, 무선 인터페이스와 연관된 프로토콜과 다른 프로토콜에 따라 무선 신호를 수신하도록 구성된 장치 내의 송수신기를 통해 수신된다.
다른 변형에서, 무선 수신기 장치는 다중-터치 스크린 사용자 인터페이스를 갖는 실질적으로 모바일인 셀룰러 스마트폰을 포함한다.
추가의 변형에서, 무선 인터페이스를 구성하는 것은 불연속 수신(DRX)에 이용가능한 하나 이상의 시간 및 하나 이상의 주파수 대역을 식별하는 내부 스케줄을 업데이트하는 것을 포함한다.
본 발명의 제5 양태에서, 저장 매체를 갖는 컴퓨터 판독가능 장치가 개시되어 있다. 일 실시예에서, 매체는, 디지털 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 페이징 채널 전송에 대한 스케줄을 결정하고, 명령어가 실행되는 호스트 장치와 연관된 무선 인터페이스를 통해 스케줄을 전송하며, 스케줄에 기초하여 무선 인터페이스를 통해 페이징 채널을 전송하는 복수의 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함한다.
본 발명의 제6 양태에서, 셀룰러 네트워크와 관련하여 사업을 하는 방법이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 이 방법은 네트워크 내에 임시 설치하도록 구성된 기지국을 네트워크의 사용자에게 분배하는 단계, 및 네트워크 내의 적어도 하나의 다른 기지국과 연관된 기존의 페이징 메커니즘을 최소한으로 방해하도록 기지국으로 하여금 하나 이상의 페이징 메커니즘을 구성하게 하는 단계를 포함한다.
한 변형에서, 적어도 하나의 다른 기지국과 연관된 기존의 페이징 메커니즘을 최소한으로 방해하도록 하나 이상의 페이징 메커니즘을 구성하는 단계는 네트워크에 할당되고 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 사용되는 주파수 스펙트럼의 미사용되거나 미달 사용된 부분 내에서 실질적으로 동작하도록 분배된 기지국을 구성하는 단계를 포함한다.
다른 변형에서, 분배된 기지국이 펨토 셀이고, 적어도 하나의 다른 기지국이 고정된 매크로 셀 기지국이다.
본 발명의 제7 양태에서, 무선 통신 시스템이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 이 시스템은 셀룰러 네트워크의 일부이고, 무선 기지국 및 사용자 장비(user equipment, UE)를 포함하며, 기지국은 최적화된 페이징 모드 및 스케줄을 결정하고 이 정보를 UE로 전송하도록 구성되고, 따라서 UE는 스케줄에 따라 모드를 사용할 수 있다.
이하에 제공되는 첨부 도면 및 예시적인 실시예에 대한 상세한 설명을 참조하면, 본 발명의 기타 특징 및 이점이 기술 분야의 당업자에 의해 즉각 이해될 것이다.
도 1a는 통상적인 종래 기술의 TDMA(Time Division Multiple Access) 구현의 시간 및 주파수 도표이다.
도 1b는 통상적인 종래 기술의 FDMA(Frequency Division Multiple Access) 구현의 시간 및 주파수 도표이다.
도 1c는 통상적인 종래 기술의 CDMA(Code Division Multiple Access) 구현의 시간 및 주파수 도표이다.
도 1d는 TDMA와 함께 사용되는 통상적인 종래 기술의 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 구현의 시간 및 주파수 도표이다.
도 2는 전이중 FDD, 반이중 FDD 및 TDD를 포함하는 다양한 종래 기술의 이중 방식(duplex method)의 그래픽 표현이다.
도 3은 종래 기술의 LTE FDD 시스템에 대한 예시적인 프레임 구조 유형의 그래픽 표현이다.
도 4는 종래 기술의 UMTS 페이징 메커니즘 타이밍의 그래픽 표현이다.
도 5는 종래 기술의 LTE 2상 페이징 메커니즘 타이밍의 그래픽 표현이다.
도 6은 종래 기술의 LTE 2상 페이징 메커니즘에 대한 시간 및 페이징 자원의 예시적인 스케줄의 그래픽 표현이다.
도 7은 본 발명에 따른, 기지국(BS)에 대한 일반화된 페이징 구성 프로세스의 예시적인 일 실시예의 논리 흐름도이다.
도 7a는 도 7의 일반화된 방법의 한 특정의 구현의 논리 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른, 클라이언트 장치(예를 들어, UE)에 대한 일반화된 페이징 구성 프로세스의 예시적인 일 실시예의 논리 흐름도이다.
도 8a는 도 8의 일반화된 방법의 한 특정의 구현의 논리 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 방법을 구현하도록 구성된 기지국 장치의 일 실시예를 나타낸 기능 블록도이다.
도 10은 본 발명의 방법을 구현하도록 구성된 클라이언트 장치(예를 들어, UE)의 일 실시예를 나타낸 기능 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 3GPP LTE 기술을 구현하는 예시적인 OFDMA 셀룰러 시스템의 그래픽 표현이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 동작하도록 구성된 예시적인 3GPP LTE 네트워크 인프라의 그래픽 표현이다.
도 13은 본 발명에 따른, 예시적인 RRC(Radio Resource Control) 유한 상태 기계의 그래픽 표현이다.
도 14는 도 11의 3GPP LTE 네트워크 인프라 구현에서 사용하기 위한 주파수 대역 자원의 한 예시적인 분포의 그래픽 표현이다.
도 15는 도 11의 3GPP LTE 네트워크 인프라 구현에서 사용하기 위한 시간 슬롯 자원의 한 예시적인 분포의 그래픽 표현이다.
도 16은 도 11의 3GPP LTE 네트워크 인프라 구현에서 사용하기 위한 시간 및 페이징 자원의 한 예시적인 스케줄의 그래픽 표현이다.
이제부터 도면들을 참조할 것이며, 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호가 동일한 부분을 참조한다.
개요
일 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 페이징 채널 동작을 수정하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이 특징은, 예를 들어, 기지국이 다양한 네트워크 제약조건을 보상하기 위해(또는 목표로 하기 위해) 페이징 동작에 사용되는 대역폭을 조정할 수 있게 한다. 페이징 채널 동작 파라미터를 사용자 장비(UE) 및 다른 네트워크 엔터티(원하는 경우)에 분배하는 것을 가능하게 하는 상보적 특징이 개시되어 있다. 이러한 방법 및 장치는 분할된 다중-대역 동작 기능 및 유연한 자원 할당/이용을 갖는 네트워크 내에서 페이징 기능의 관리를 처리하는 데 특히 유용하다.
일 실시예에서, 하나 이상의 페이징 전송 모드를 결정하기 위해 총 셀 대역폭 및 대역폭 분할과 같은 네트워크 파라미터가 기지국에 의해 평가되는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 다른 실시예에서, UE 기능과 같은 UE 고려사항과 미해결의 RRC 연결이 고려될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 하나 이상의 페이징 구성을 지정하는 페이징 전송 모드가 UE로 신호되는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 일 실시예에서, 이러한 페이징 전송 모드는 셀 내에서 시스템 정보를 통해 브로드캐스트된다. 대안의 실시예에서, 이러한 페이징 전송 모드는 전용 메시지(예를 들어, RRC 메시지)를 통해 전송된다. 또한, UE 집단의 비대칭적 기능을 처리하는 대책이 개시되어 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 사용자 장비(UE)가 수신된 페이징 구성에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 무선 요소를 구성할 수 있는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 하나의 이러한 실시예에서, 복수의 페이징 구성이 사용자 장비 내에 사전-정의되어 있고, 따라서 사용자 장비는 페이징 구성 표시를 수신한 것에 응답하여 하나의 사전-정의된 구성을 선택한다(또는 대리로서 선택하도록 지시를 받는다).
대안의 실시예에서, 복수의 페이징 구성이 사용자 장비 내에서 수정가능하고, 따라서 사용자 장비는 페이징 구성 설정을 수신한 것에 응답하여 하나의 페이징 구성을 동적으로 설정한다.
LTE-Advanced 아키텍처 내에서 사용하기 위한 유연한 페이징 메커니즘에 대한 예시적인 장치 및 방법이 또한 개시되어 있다.
예시적인 실시예의 상세한 설명
본 발명의 예시적인 실시예에 대해 이제부터 상세히 설명한다. 이들 실시예가 주로 UMTS 무선 네트워크와 관련하여, 보다 구체적으로는, 한 변형에서, 4G(fourth-generation) UMTS LTE 및 LTE-A 네트워크와 관련하여 기술되어 있지만, 당업자는 본 발명이 그것으로 제한되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 실제로, 본 발명의 다양한 양태는 본 명세서에 기술된 구성가능 페이징 메커니즘으로부터 이득을 볼 수 있는 임의의 무선 네트워크(셀룰러이든 그렇지 않든 관계없음)에서 유용하다. 예를 들어, WiMAX 기술 내에서 이용되는 페이징 방법(그 중에서도 2006는 2월 28일자의 "IEEE Standard for Local and metropolitan area networks - Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems - Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1"라는 제하의 IEEE Std. 802.16e를 참조)(참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)은 본 명세서에 기술된 방법에 따라 향상된 페이징 기능을 용이하게 하도록 즉각 구성될 수 있다.
이하의 설명에서, 셀룰러 무선 시스템은 각각이 전송 스테이션에 의해 서비스되는 무선 셀의 네트워크를 포함한다. 무선 네트워크는 복수의 송수신기(대부분의 경우에, 모바일임)에 무선 통신 서비스를 제공한다. 협업하여 동작하는 기지국의 네트워크는 하나의 서비스 제공 기지국에 의해 제공되는 무선 서비스 범위보다 큰 무선 서비스를 가능하게 한다. 자원 관리와, 일부 경우에, 다른 네트워크 시스템(예컨대, 인터넷) 또는 MAN에 대한 액세스를 위해 부가의 제어기를 포함하는 다른 네트워크(많은 경우에, 유선 네트워크)에 의해 개별 기지국들이 연결된다.
LTE에서, 2가지 상이한 유형의 기지국, 즉 eNB(eNodeB) 및 HNB(Home eNodeB)가 있다. 종래의 셀룰러 네트워크에서, 기지국의 네트워크는 하나의 네트워크 통신 사업자 엔터티에 의해 소유되고 및/또는 제어되었다. 3GPP는 "홈 노드 B"(HNB)라고 하는 새로운 네트워크 요소를 도입하였다. 홈 기지국(또는 3GPP 용어에서 홈 노드B 또는 홈 eNodeB)은 주택, 회사 또는 유사한 환경(예를 들어, 개인 가정, 공중 레스토랑, 소형 사무실, 기업, 병원 등, 따라서 "홈"이라는 용어가 주택 응용으로 제한되는 것으로 보아서는 안됨)에서 사용하도록 최적화된 기지국이다. 이와 관련하여, "홈 기지국", "홈 노드B"(UMTS의 경우), "홈 eNodeB"(LTE의 경우)라는 용어는 일반적으로 "펨토 셀"을 말한다. 이와 관련하여, 기지국, "노드B", 및 "eNodeB"(LTE의 경우)라는 용어는 일반적으로 "매크로 셀"을 말한다.
LTE(Long Term Evolution) 페이징 방법
현재의 LTE 규격은 잠재적인 전송 속도를 증가시키기 위해 공중 인터페이스를 통한 전송을 향상시키는 몇가지 유연한 다중 접속 방법을 정의한다. LTE는 하향링크 액세스에 대해 TDMA(Time Division Multiple Access)와 함께 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 규정하고 있다. 이 하이브리드 액세스 기법(나중에 OFDMA/TDMA라고도 함)은 가입자가 데이터 전송을 위해 주파수 스펙트럼에서의 정의된 수의 부반송파 및 정의된 전송 시간을 제공받는 다중-반송파 다중 접속 방법이다. LTE는 또한 상향링크 액세스에 대해 TDMA와 함께 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)를 규정하고 있다. 게다가, LTE는 전이중 FDD(frequency division duplexing), 반이중 FDD 및 TDD(time division duplexing)를 지원한다. 마지막으로, LTE는 1.4, 3, 5, 10, 15 및 20 MHz의 스케일가능 대역폭 세그먼트를 지원한다.
간략히 말하면, 도 1a 내지 도 1d는 무선 전송 기술에서 잘 알려져 있고 본 개시 내용 전체에 걸쳐 사용되는 기본적인 다중 접속 방법을 요약한 것이다. 이들 도면에서, 시간축(t)의 방향에서 시간이 증가하고 주파수축(F)의 방향에서 주파수가 증가한다는 것을 인식할 것이다.
도 1a는 TDMA(time division multiple access) 시스템을 나타낸 제1 시간-주파수 다이어그램을 포함한다. TDMA에서, 각각의 이동 무선 단말기는 이동 무선 단말기에 의해 사용되도록 제공된 전체 주파수 대역을 사용할 수 있다. 그러나, 각각의 이동 무선 장치에 대해, 이동 무선 장치가 유용한 데이터를 전송하고 수신할 수 있는 소정의 TTI(transmission time interval)만이 할당된다. 전송 시간 구간(102) 동안, 무선 셀에서 단지 하나의 이동 무선 장치만이 활성이다.
도 1b는 FDMA(frequency division multiple access) 시스템을 나타낸 제2 시간-주파수 다이어그램을 포함한다. FDMA에서, 각각의 이동 무선 장치가 시간 영역을 자유롭게 사용할 수 있지만, 전체 주파수 대역 내의 단지 소정의 (좁은) 주파수 대역(104)만이 유용한 데이터를 전송하고 수신하는 데 이용가능하다. 임의의 주어진 때에 무선 셀의 각각의 좁은 주파수 대역에서 단지 하나의 이동 무선 장치가 활성이다.
도 1c는 CDMA(code division multiple access) 시스템을 나타낸 제3 시간-주파수 다이어그램을 포함한다. CDMA[소위 DS(direct sequence) 시스템의 아류임]에서, 각각의 이동 무선 단말기는 임의의 기간 동안에 유용한 데이터를 전송하고 수신할 수 있고, 전체 가용 주파수 대역을 사용할 수 있다. 상이한 송신자에 의해 전송된 데이터 사이의 간섭을 피하기 위해, 각각의 이동 무선 장치는 이진 의사-노이즈 코드 패턴(binary pseudo-noise code pattern)(106)을 할당받는다. 상이한 이동 무선 단말기에 할당되는 코드 패턴은 이상적으로 직교이고, 이동 무선 단말기에의해 전송되는 데이터 또는 이동 무선 단말기에 의해 수신되는 데이터는 이동 무선 단말기에 할당된 코드 패턴에 의해 코딩("확산")된다.
도 1d는 TDMA와 함께 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템을 나타낸 것이다. OFDMA는 FDMA의 특별한 경우이며, 대역폭 B를 갖는 전체 주파수 대역이 M개의 직교 부반송파(108)로 세분되는 다중 반송파 방법이다. 따라서, 각각이 F = B/M의 대역폭을 갖는 M개의 (좁은) 주파수 대역이 있다. OFDMA에서, 전송될 데이터 스트림이 다수의 부반송파에 걸쳐 분할되고, (일반적으로) 병렬로 전송된다. 각각의 부반송파의 데이터 전송률은 그에 따라 전체 데이터 전송률보다 낮다. 각각의 이동 무선 단말기에 대해, 데이터 전송을 위해 정의된 수의 부반송파(108)가 할당된다. 예를 들어, CDMA의 유연한 코드 할당에 대한 OFDMA의 유연한 시간-주파수 자원 할당의 주요 장점은 더 높은 스펙트럼 효율(즉, 주파수 대역폭 단위당 단위 시간당 더 많은 비트)이다.
LTE에서, OFDMA/TDMA 데이터 스트림에 기초한 하향링크 액세스는 시간에서 일정한 시간 구간 또는 프레임으로 세분된다. 각각의 프레임은 추가적으로 슬롯 및 서브프레임으로 세분된다. 모든 서브프레임이 사용되고 있을 필요는 없고(네트워크가 미달 사용될 수 있음), 서브프레임이 송수신기에서의 데이터 전송/수신을 위해 사용될 최소 증분 시간량이다. 송수신기가 기지국 타이밍을 획득하면, 스케줄링 기능에 의해 각각의 송수신기에 서브프레임이 할당된다.
도 2는 종래 기술에 따른 상기한 전이중 FDD, 반이중 FDD 및 TDD를 나타낸 것이다. 전이중 FDD는 상향링크(222) 및 하향링크(220) 전송을 위해 2개의 개별 주파수 대역을 사용하고, 여기서 이들 전송 둘다는 동시에 일어날 수 있다. FDD와 달리, TDD는 상향링크(222) 및 하향링크(220) 둘다에서 전송을 위해 동일한 주파수 대역을 사용하지만, 주어진 시간 프레임 내에서, 전송의 방향이 하향링크(220)와 상향링크(222) 사이에서 교대로 전환된다. 반이중 FDD는, 전이중 FDD와 유사하게, 상향링크(222) 및 하향링크(220) 전송을 위해 2개의 개별 주파수 대역을 사용하지만, (TDD와 유사하게) 상향링크 및 하향링크 전송이 시간에서 중복하지 않는다.
LTE 네트워크는 전이중 및 반이중 FDD 둘다에서 사용되는 표준 프레임 구조 유형 1(350)(도 3에 도시됨)을 이용한다. 각각의 무선 프레임(352)은 지속기간이 10 ms이고, 20개의 0.5 ms 길이 구간으로 된 슬롯(354)(0에서 19까지 번호가 매겨져 있음)으로 이루어져 있다. 서브프레임(356)은 2개의 연속적인 슬롯(354)으로서 정의된다. FDD의 경우, 하향링크 전송에 10개의 서브프레임이 이용가능하고, 상향링크 전송에 10개의 서브프레임이 이용가능하며, 각각이 10 ms 구간으로 되어 있다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 주파수 영역에서 분리되어 있다. 슬롯 형식에 따라, 서브프레임은 각각 하향링크에서 14개 또는 12개의 OFDMA 심볼로 이루어져 있고, 상향링크에서 14개 또는 12개의 SC-FDMA 심볼로 이루어져 있다. 프레임 구조 및 타이밍의 상세는 "E-UTRA - Physical channels and modulation"라는 제목의 3GPP TS 36.211(참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 기술되어 있다.
이제 도 4를 참조하면, FDD 모드에서 동작하는 UMTS W-CDMA의 페이징 타이밍(400)이 상세히 도시되고 기술되어 있다. UE는 정의된 순간에 PICH(Paging Indicator Channel)(402)(즉, 길이 10 ms의 무선 프레임)를 모니터링한다. 사전-할당된 페이징 식별자는 (페이징된 UE에게) 페이징 메시지가 보조 페이징 채널 상에 보류 중에 있음을 알려준다. 그의 페이징 식별자를 수신한 것에 응답하여, UE는 고정된 시간 간격 τPICH(일례에서, τPICH = 7680 칩 = 2 ms)를 두고 PICH 다음에 오는 S-CCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)(404)를 디코딩한다. 이 시간 간격은 PICH 채널(402)이 수신되는 때로부터 측정된다. 주파수-영역에서, PICH 및 S-CCPCH는 5 MHz의 전체 하향링크 대역폭에 걸쳐 전송된다.
이제 도 5를 참조하면, LTE 네트워크에 대한 2-단계 페이징 메커니즘(500)(UMTS W-CDMA와 유사함)이 예시되어 있다. UE는 정의된 순간에 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)(502)(즉, 길이 1 ms의 정의된 서브프레임)를 모니터링한다. 페이징 식별자가 네트워크에 의해 UE에 할당된다. 할당된 페이징 식별자가 PDCCH 상에서 검출될 때, UE는 연관된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)(504)를 디코딩한다. 도시된 바와 같이, PDCCH는 서브프레임 #i+2에서 전송되고, 제1 슬롯의 1개, 2개 또는 3개의 OFDMA 심볼을 차지하며, 여기서 심볼의 수는 네트워크에 의해 동적으로 조정된다. PDSCH(504)는 서브프레임 #i+2의 나머지에서 전송되고, PDCCH에 의해 사용되지 않는 서브프레임 내의 OFDMA 심볼을 차지한다.
도 6은 주파수 및 시간과 관련하여 도시된, 2-단계 페이징 메커니즘(600)의 한 예시적인 스케줄의 그래픽 표현이다. 주파수 영역에서, PDCCH는 셀의 전체 하향링크 대역폭에 걸쳐 전송되는 반면, PDSCH는 셀의 하향링크 대역폭 내의 한정된 수의 RB(Resource Block)(RB는 12개 부반송파에 대응함)에 걸쳐서만 전송된다.
방법
이제 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 페이징 모드를 발생하고 수신하는 일반화된 방법의 예시적인 실시예가 기술되어 있다.
예시적인 일 실시예에서, 사용하기 위한 셀룰러 무선 시스템에서의 페이징 모드는 각종의 네트워크 파라미터에 기초하여 복수의 상이한 모드에 따라 선택된다. 구체적으로는, 도 7의 방법(700)에 도시된 바와 같이, BS는 단계(702)에 따라 하나 이상의 제어 네트워크 파라미터를 식별한다. 일부 실시예에서, 제어 네트워크 파라미터는 BS(또는 연결된 네트워크 엔터티)의 로컬화된 데이터베이스에 유지될 수 있다. 대안의 실시예에서, 이 파라미터가 중앙 네트워크 제어기로부터 검색되거나 BS로 메시징될 수 있다. 네트워크 파라미터는 기지의 네트워크 기능에 관련되어 있을 수 있지만, 일부 시나리오에서, BS는 동적으로(예를 들어, 주기적으로 또는 특정의 이벤트의 발생에 응답하여) UE 정보를 쿼리하거나 수신할 필요가 있을 수 있다.
도 7의 방법에서 유용한 예시적인 네트워크 파라미터는, 예를 들어, (i) (즉, 고려 중인 셀에 대한) 총 셀 대역폭, (ii) 대역폭 분할의 수준, 및/또는 (iii) UE 집단의 하나 이상의 특성[예를 들어, UE의 RF(radio frequency) 기능과 같은 장치의 기능, 서비스되는 전체 장치 및/또는 RRC 연결 상태], 및 이들의 임의의 조합(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있다. 게다가, 레거시 장치의 지원은 보다 최근의 장치의 지원보다 더 중요하거나 덜 중요한 것으로 가중될 수 있고, 이 가중은 또한 동적으로 또는 다른 네트워크 조건에 기초하여 변경될 수 있다(예를 들어, 레거시 장치가 하루 중의 시간, 전체 UE 집단의 일부 등과 같은 한 상황에서 더 많이 가중되고, 다른 상황에서 더 적게 가중된다). 최적의 페이징 모드의 결정 이전에, 상호관련된 네트워크 파라미터의 크기 및 복잡성도 역시 BS에 의해 평가될 수 있다. 이러한 분석의 일부로서 고려될 수 있는 거의 무한인 각종의 네트워크 파라미터가 본 개시 내용이 주어진 경우 당업자에 의해 인식될 것이다.
단계(704)에서, BS는 전술한 하나 이상의 결정된 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 페이징 모드를 결정한다. 예시적인 실시예에서, 각각의 전송 모드가 하나 이상의 특정의 UE 동작 파라미터의 구성을 지정하도록 복수의 페이징 전송 모드가 정의된다. 이러한 UE 동작 파라미터는, 예를 들어, 자원 할당 및/또는 페이징 모드 유형을 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 본 명세서에서 나중에 더 상세히 기술할 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 한 변형에서, 그 중에서도, 적절한 페이징 모드의 결정에서 네트워크 파라미터에 대한 적절한 가중을 결정하고 할당하는 계층적 또는 기타 가중 알고리즘을 생각하고 있다. 예를 들어, 페이징 채널에 대해 상당한 양의 대역폭을 할당하기 위해 많은 사용자를 지원하는 주파수 대역이 필요할 수 있는 반면, 단지 몇명의 사용자를 갖는 주파수 대역은 페이징에 대해 보다 적은 대역폭을 할당할 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 유사한 방식으로, 아주 동적인 가입자 요구(예컨대, 고이동성 영역 근방, 예를 들어, 기차역, 공항)를 수용하기 위해 전용 페이징 자원이 적응적으로 확대 또는 축소될 수 있다.
네트워크 파라미터 분석[예를 들어, 실제 네트워크 활동의 대략적인 분석, (예를 들어, 메모리에 저장되어 있거나 셀간 통신 네트워크를 통해 분배되는) 네트워크 활동에 대한 사전 지식 등]은 다수의 패러다임에 기초할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 기지국(BS)은 기지국이 사용하는 페이징 모드의 선택을 동적으로 최적화할 수 있다. 이 동적 최적화는 기지국별로(즉, 각각의 기지국이 사실상 그 자신의 페이징 동작을 결정함) 또는 더 일제히(예를 들어, 다수의 인접 셀 사이에서 또는 심지어 네트워크 전체로서) 수행될 수 있다.
상기한 것과 같은 네트워크 파라미터가 규칙적으로(예를 들어, 주기적으로) 또는 불규칙적으로 변하거나, 특정 이벤트의 발생과 상관되어 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 피크 시간 동작 동안과 같은 특정의 주기적인 경우에, BS는 증가된 호출 트래픽을 처리하기 위해 더 많은 페이징 자원을 사용할 것을 예상할 수 있다. 다른 경우에, 기차역에서 또는 공항 근방에서와 같이(예를 들어, 비교적 주기적인 동작이지만, 만석인 기차 또는 비행기가 도착할 때와 같이 무선 연결의 갑작스런 급격한 증가가 있는 경우), BS는 단순히 페이징 자원이 필요할 수 있다는 것을 탐지할 수 있다. 네트워크 파라미터에 대한 이들 변경은 BS에 의해 직접 탐지될 수 있거나(예를 들어, 전송될 페이징 메시지의 양이 현재의 페이징 자원 할당의 능력을 초과하는지 등을 BS가 판정할 수 있음), 대안으로서, 네트워크 내에 있거나 네트워크 외부에 있는 다른 엔터티로부터 BS로 메시징되거나 신호될 수 있다.
분할된 주파수 대역을 갖는 시스템을 고려할 때(즉, 다수의 주파수 대역이 동일한 BS에 의해 서비스되는 경우) 자원 할당이 아주 유리하다. 예를 들어, 레거시 장치가 주파수 대역의 부분집합을 수신할 수 있을 뿐인 경우, 그의 대응하는 페이징 모드가 그 부분집합으로 제한될 수 있다. 또한, BS는 "향상된 장치 전용" 또는 기타 지정된 주파수 대역을 통해 페이징 메시지를 수신하는 것만으로 향상된 장치(또는 그의 부분집합)를 제한하기로 선택할 수 있으며, 따라서 레거시 장치 및 향상된 장치 둘다에 대한 스펙트럼 사용을 극대화할 수 있다. 유연한 자원 할당과 관련하여 페이징 메시지에 대한 주파수 대역을 공유/분할하는 가능한 방법이 거의 무한하다.
자원 할당은, 예를 들어, 페이징 메시지에 대해 전용된 반송파 주파수, 시간 슬롯, 또는 코드 채널을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, BS는 페이징 식별자 및 페이징 메시지에 대한 주파수의 최대 대역폭 크기를 지정할 수 있다. 다른 실시예에서, BS는 페이징 식별자 및 페이징 메시지가 전송되는 시간 또는 서브프레임을 지정할 수 있다. 특정 실시예에서, 각각의 얻어진 페이징 전송 모드에 대한 얻어진 페이징 스케줄이 시간 또는 주파수에서 다른 모드와 중복하지 않는다.
게다가, 페이징 모드 유형은 페이징 메시지가 언제 어떻게 UE에 의해 수신되는지에 대한 방법을 정의할 수 있다. 예를 들어, BS는 연결된 UE(예를 들어, RRC "연결됨" 상태)에 대한 페이징 메시지 전달을 위한 제1 방법 및 유휴(예를 들어, RRC "유휴" 상태) UE에 대한 페이징 메시지 전달을 위한 제2 방법을 선택할 수 있다. 또한, BS는, 다른 UE-관련 파라미터에 따라, 다양한 서비스에 대한 또는 다양한 UE 유형에 대한 페이징 표시 전달을 위한 복수의 방법 중 하나 이상의 방법을 선택할 수 있다.
예를 들어, 활성 무선 링크에서 동작하는 UE는 복수의 특정하여 어드레싱된 페이징 표시(각각이 다양한 서비스 또는 네트워크 통지에 대응함)를 수신할 수 있다. 이러한 대상이 지정된 전달(targeted delivery)은 어떤 양의 UE 처리를 필요로 하지만, 관리상의 필요로 인해 최소한의 부가 네트워크 대역폭이 소모되게 한다. 이와 달리, 유휴 상태에 있는 UE는 페이징 표시가 있는지 주기적으로 모니터링할 수 있을 뿐이며, 따라서 전력 소모를 최소화하기 위해 그의 페이징 표시가 브로드캐스트될 수 있다(예를 들어, UE는 간단한 "플래그"를 수신할 뿐이며, 페이징 채널을 전체적으로 처리할 필요가 없다).
대안의 실시예에서, BS "커뮤니티"(즉, 협력하는 2개 이상의 지정된 BS)는 페이징 구성을 교환하기 위해 서로 간에 직접 통신할 수 있다. 이러한 통신은 말 그대로 임의의 유형의 통신 또는 네트워크(유선이든 무선이든 상관없음)를 통해 일어날 수 있고, 이상적으로는 셀룰러 네트워크의 동작을 지원하는 기지국들 사이의 기존의 통신 채널을 통해 지원된다. 이러한 실시예는 펨토 셀 동작에서 특히 유용할 수 있으며, 이 경우 네트워크(예를 들어, 마스터 네트워크)의 일부분만이 네트워크 파라미터에 액세스할 수 있다. 이러한 실시예에서, 펨토 셀은 네트워크로부터 네트워크 파라미터를 직접 수신할 수 있거나, 이와 반대로 결정된 출력 페이징 구성을 수신할 수 있다.
게다가, 기지국 사이의 가능한/의미있는 정보 교환의 레벨이 조정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 펨토 셀이, 특정의 선택적 서비스(예를 들어, 광고, 배송 추적 등)를 가능하게 하는 것 등을 위해, 다양한 정도의 페이징 표시를 제공할 수 있게 할 수 있다. 대안으로서, 레거시 장치 상호 연동을 가능하게 하기 위해 펨토 셀 페이징 상태 기계가 상당히 간단화될 수 있다. 마지막으로, 응급 호출과 같은 일부 서비스는 항상 지원될 수 있고, 이러한 실시예에서, 레거시 장치를 지원하지 않는 BS는 여전히 레거시 응급 호출을 지원할 필요가 있을 수 있다.
단계(706)에서, BS는 하나 이상의 UE 장치로 페이징 모드를 신호한다. 일 실시예에서, 이것은 모든 UE로(즉, 시스템 정보를 통해 셀에 현재 위치하는 모든 UE로) 브로드캐스트하는 것을 통해 달성된다. 대안의 실시예에서, BS는 전용 메시지를 통해(예를 들어, RRC 연결을 통해) UE에 신호할 수 있다. 한 변형에서, 페이징 전송 모드는 시스템에서 사전-지정되고, (다양한 동작 파라미터 각각을 개별적으로 신호하기 보다는) 모드 식별자가 신호된다.
이제 도 7a를 참조하면, 도 7의 페이징 모드를 발생하는 일반화된 방법의 한가지 구현-관련 실시예가 기술되어 있다.
도 7a의 방법(720)에 도시된 바와 같이, 단계(722)에서, BS는 그의 현재 위치에 기초하여 서비스 제공을 위해 사용될 수 있는 4개의 상이한 주파수 대역을 식별한다. BS는 게다가 제1 기본 서비스(예를 들어, 음성) 및 제2 보강된 서비스(예를 들어, 데이터)를 제공하기 위해 (예를 들어, 코어 네트워크에 조회한 후에) 주파수 대역 중 2개만을 선택한다.
단계(724)에서, BS는 향상된 동작을 지원하는 UE 집단을 식별한다. 이 단계에서, BS는 집단 기능(population capabilities)을 설정하기 위해 코어 네트워크 또는 UE에 쿼리할 수 있다. BS가 UE 집단의 일부분이 향상된 동작을 지원하는 것으로(그리고 이러한 동작이 유리한 것으로) 판정하는 경우, BS는 단계(726)의 최적화 알고리즘을 시작한다.
단계(726)에서, BS는 몇개의 페이징 스케줄을 결정한다. 예를 들어, 한가지 이러한 페이징 스케줄은 모든 레거시 주파수 대역을 통해 전송될 레거시 장치에 대한 페이징 통지를 수반할 수 있고, 여기서 주파수 대역 및 시간 슬롯의 부분집합이 향상된 장치 페이징을 위해 예약되어 있다. 결과적으로, 새로운 페이징 모드는 BS 및 UE가 스펙트럼을 (즉, 그렇지 않았으면 페이징에 낭비되었을 자원을 되찾음으로써) 효율적으로 이용할 수 있게 할 것이며, 이와 동시에 (페이징 채널 수신에 필요한 자원을 최소화함으로써) UE 전력 소모를 최소화한다.
단계(728)에서, BS는 브로드캐스트 또는 특정하여 어드레싱된[예를 들어, PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 전달된] 메시지를 통해 적절한 페이징 스케줄로 향상된 UE를 업데이트하며, 따라서 향상된 UE는 그에 따라 그의 동작을 조정할 수 있다.
단계(730)에서, BS는 그의 적절한 페이징 구성을 나타내는 확인을 UE로부터 수신한다.
이제부터 도 8의 방법(850)을 참조하면, UE는 단계(852)에 따라 그의 서비스 제공 BS에 적용가능한 페이징 모드의 표시를 수신한다. 일 실시예에서, 이것은 시스템 정보를 통한 소정의 브로드캐스트의 수신을 통해 달성된다. 대안으로서, 다른 실시예에서, UE는 전용 메시지를 통해(예를 들어, RRC 연결을 통해) 페이징 모드의 표시를 수신한다.
단계(854)에서, UE는 적절한 페이징 동작 방법을 결정한다(또는 그에 관해 지시를 받는다). 일 실시예("UE 수동" 모드)에서, UE는 기지국에 의한 페이징 동작 모드를 직접 할당받는다. 한가지 이러한 변형에서, UE는 UE에 페이징 동작 모드를 할당하는 메시지를 수신한다. 다른 이러한 변형에서, UE는 기본 페이징 동작 모드를 할당하는 메시지를 수신한다. 레거시 UE들의 어떤 부분을 포함하는 사용자 집단에 대해 적어도 최소 레벨의 역호환성을 보장하기 위해 기본 동작 모드가 필요할 수 있다.
대안의 실시예("UE 능동" 모드)에서, UE는 네트워크로부터 하나 이상의 페이징 동작 모드를 선택할 수 있다. 한가지 이러한 변형에서, UE는 응용 요구사항, 프로세서 능력, 전력 소모(예를 들어, 원하는 소모 속도, 남은 배터리 수명 등), 지원되는 모뎀 옵션 등과 같은 고려사항에 기초하여 그의 바람직한 페이징 모드를 식별한다.
다른 이러한 실시예("UE 협력" 모드)에서, UE 및 기지국은 상호 유리한 페이징 모드 동작에 대해 능동적으로 협상한다.
또한, UE가 그의 페이징 모드를 정적으로 결정하도록 구성될 수 있거나, 대안으로서, UE가 그의 페이징 모드 할당 또는 결정을 동적으로 또는 주기적으로 재방문할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 한가지 이러한 "정적" 실시예에서, UE는 페이징 모드 옵션을 살펴보고 그의 페이징 모드를 한번에 설정할 수 있다. 하나의 "동적" 실시예에서, UE는, 주기적으로 또는 상황에 따라, 페이징 모드 옵션을 살펴보고, 하나 이상의 동적 시스템 요구사항에 기초하여 그의 페이징 모드를 설정할 수 있다.
다른 유사한 실시예에서, UE는 응용에 대한 내부 요구사항에 따라 지원되는 페이징 모드를 살펴볼 수 있다. 한가지 이러한 경우에서, UE는 저전력 모드 동작(예를 들어, 절전 모드)에 들어가고 그의 페이징 모드를 네트워크에 의해 지원되는 최소 페이징 업데이트 모드로 조정할 수 있다. 이와 달리, (예를 들어, 차량 내에서와 같은) 고속 동작 또는 더 빈번한 업데이트를 필요로 하는 다른 모드 동안, UE는 그의 페이징 모드를 그 BS로부터 이용가능한 가장 빈번한 페이징 업데이트로 업그레이드할 수 있다.
방법(850)의 단계(856)에서, UE는 그의 내부 동작 프로토콜을 업데이트하고, 결정된 페이징 모드에 따라 페이징 통지를 수신하기 시작하도록 그의 대응하는 무선 인터페이스를 구성한다. 한가지 이러한 실시예에서, UE는 불연속 수신(DRX) 동작에 대한 시간 및 주파수 대역을 식별하는 내부 스케줄을 업데이트한다. DRX 동작은 일반적으로 셀룰러 기술에 걸쳐 공지되어 있으며, UE 및 네트워크는 데이터 전송이 일어나는 단계를 협상하고, 그렇지 않은 경우, 수신기는 꺼지고 저전력 상태에 들어간다. UMTS 네트워크 내에서의 DRX에 관한 추가 정보에 대해서는, 그 중에서도, "Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode", 3GPP TS 25.304 version 5.1.0, 및 "Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); UTRAN Iu interface RANAP signaling", 3GGP TS 25.413 version 5.1.0를 참조하기 바라며, 이들 각각은 참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함된다.
이제 도 8a를 참조하면, 도 8에 따라 페이징 모드를 수신하는 일반화된 방법의 한가지 구현-관련 실시예가 기술되어 있다.
도 8a의 방법(870)에 도시된 바와 같이, 단계(872)에서, 본 발명에 따라 가능하게 되는 UE는 레거시 동작에서 그 자신을 초기화한다. 이 UE가 공통의 등록 방법을 통해 네트워크 상에서 그 자신을 설정하였으면, UE는 서비스 제공 BS가 향상된 페이징 채널 동작을 제공하는지를 알아보기 위해 검사를 한다. BS가 페이징 채널 동작을 제공하는 경우, UE는 BS에 그 자신(그리고 선택적으로 그의 능력)을 알려준다.
단계(874)에서, UE는 적절한 페이징 스케줄을 나타내는 브로드캐스트 또는 다른 페이징 메시지를 수신한다.
단계(876)에서, UE는 그의 바람직한 페이징 스케줄을 결정한다. 예를 들어, UE는 전력 소모를 절감하기 위해 향상된 동작에서 동작하기를 선호할 것으로 결정할 수 있다.
단계(878)에서, UE는 지정된 페이징 구성 내에서 동작하고 있음을 BS에 확인한다.
단계(880)에서, UE는 그의 페이징 수신을 조정한다. 예를 들어, UE는 불연속 수신(DRX)에 이용가능한 하나 이상의 시간 및 하나 이상의 주파수 대역에 따라 그의 수신기를, 예를 들어, 제2 주파수 대역의 모든 프레임의 네번째 서브프레임만을 수신하도록 또는 다른 이러한 방식으로 조정할 수 있다.
예시적인 서비스 제공 기지국 장치
이제 도 9를 참조하면, 본 발명의 방법을 구현하는 데 유용한 서비스 제공 기지국 장치(900)의 일 실시예가 나타내어져 있다. 기지국 장치(900)는 디지털 신호 처리기(DSP), 마이크로프로세서, 게이트 어레이, 또는 복수의 처리 구성요소와 같은 처리 서브시스템(905)은 물론, 기지국(900)에 전력을 제공하는 전력 관리 서브시스템(906)을 포함하는 복수의 집적 회로를 더 포함하는 하나 이상의 기판(들)(908)을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "집적 회로(IC)"라는 용어는, 공정 또는 베이스 물질[Si, SiGe, CMOS 및 GaAs(이들로 제한되지 않음)를 포함함]에 상관없이, 임의의 집적 레벨[ULSI, VLSI, 및 LSI(이들로 제한되지 않음)를 포함함]을 가지는 임의의 유형의 장치를 말한다. IC는, 예를 들어, 메모리 장치(예를 들어, DRAM, SRAM, DDRAM, EEPROM/플래시, 및 ROM), 디지털 프로세서, SoC 장치, FPGA, ASIC, ADC, DAC, 송수신기, 메모리 제어기, 및 기타 장치는 물론, 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 9에 상위 레벨로 도시된 장치(900)의 실시예는 무선 네트워크에 하나 이상의 페이징 동작 모드를 나타내고 하나 이상의 선택된 페이징 동작 모드에 따라 페이징 메시지를 전송하도록 구성된 모뎀 회로를 포함한다. 모뎀 서브시스템은 디지털 기저대역(904), 아날로그 기저대역(903), 그리고 RX(901) 및 TX(902)를 위한 RF 구성요소를 포함한다. 다수의 서브시스템이 예시되어 있지만, 장래의 개발이 모뎀 서브시스템을 전체적으로 또는 부분적으로 통합할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
처리 서브시스템(905)은 복수의 프로세서(또는 멀티-코어 프로세서)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "프로세서"라는 용어는 일반적으로 DSP(digital signal processor), RISC(reduced instruction set computer), 범용(CISC) 프로세서, 마이크로프로세서, 게이트 어레이(예를 들어, FPGA), PLD, RCF(reconfigurable compute fabric), 어레이 프로세서, 보안 마이크로프로세서, 및 ASIC(application-specific integrated circuit)(이들로 제한되지 않음)를 비롯한 모든 유형의 디지털 처리 장치를 포함하기 위한 것이다. 이러한 디지털 프로세서는 하나의 단일 IC 다이 내에 포함되어 있거나 다수의 구성요소에 걸쳐 분산되어 있을 수 있다.
또한, 처리 서브시스템은 또한 처리 동작을 용이하게 하는 캐시를 포함한다. 예시된 실시예에서, 처리 서브시스템은 또한 (i) 네트워크 파라미터를 결정하고, (ii) 페이징 모드를 결정하며 페이징 모드를 UE에 분배하는 기능 서브시스템 또는 모듈을 포함한다. 이들 서브시스템은 소프트웨어로, 펌웨어로 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있고, 처리 서브시스템에 논리적으로 및/또는 물리적으로 연결되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "소프트웨어" 및 "컴퓨터 프로그램"이라는 용어는 기능을 수행하는 임의의 시퀀스 또는 사람 또는 기계 인지가능 단계를 포함하기 위한 것이다. 이러한 프로그램은 거의 모든 프로그래밍 언어 또는 환경에서 렌더링될 수 있다.
대안으로서, 다른 변형에서, 서브시스템 또는 모듈이 서브시스템의 송신기에 직접 결합될 수 있다. 장치의 예시된 실시예는 네트워크 결정 서브시스템, 페이징 모드 결정 서브시스템, 및 UE 페이징 관리 서브시스템을 논리적으로 연결한다.
일 실시예에서, 네트워크 결정 서브시스템은 하나 이상의 네트워크 파라미터를 저장하도록 구성되는, 장치(900) 내에 로컬화되어 있는 데이터베이스 또는 메모리 구조를 포함한다. 대안의 실시예에서, 이 서브시스템은 하나 이상의 네트워크 파라미터를 포함하는 메시지를 수신하도록 구성된, 중앙 네트워크 제어기에 대한 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 네트워크 파라미터는 동적으로 사용자 장비에 쿼리되거나 그로부터 수신될 수 있는 관련 특성(예를 들어, UE 페이징 모드 기능)일 수 있다.
페이징 모드 결정 서브시스템은, 예를 들어, 네트워크 활동에 대한 모니터링 장치 또는 네트워크 활동에 대한 정보를 저장하도록 구성된 메모리 장치를 포함할 수 있다. 입력 네트워크 파라미터가 페이징 모드의 선택을 동적으로 최적화하는 최적화 엔진(예를 들어, 알고리즘)에 제공된다. 네트워크 파라미터가 규칙적으로 또는 불규칙적으로 변할 수 있고, 따라서 최적화 엔진이 원하는 경우 대응하는 변화에 응답하여 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 페이징 모드 결정 서브시스템은 또한 이웃 기지국 또는 다른 네트워크 엔터티와 정보를 교환하도록 구성된 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있다.
UE 페이징 관리 서브시스템은, 일 실시예에서, 페이징 모드를 UE들 모두 또는 그 부분집합으로(또는 그의 시스템 정보에 의해 결정된 바와 같이 셀에 현재 위치하는 모든 UE로) 브로드캐스트하는 장치를 포함한다. 대안의 실시예에서, BS는 전용 메시지(예를 들어, RRC 연결)를 통해 페이징 모드를 특정의 UE로 직접 어드레싱하도록 구성된다.
처리 서브시스템(905)은 바람직하게는 메모리 서브시스템(907)에 연결되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "메모리"라는 용어는 ROM, PROM, EEPROM, DRAM, SDRAM, DDR/2 SDRAM, EDO/FPMS, RLDRAM, SRAM, "플래시" 메모리(예를 들어, NAND/NOR), 및 PSRAM(이들로 제한되지 않음)를 비롯한, 디지털 데이터를 저장하도록 구성된 임의의 유형의 집적 회로 또는 기타 저장 장치를 포함한다. 도 9에 예시된 실시예의 메모리 서브시스템은 DMA(direct memory access), 동작 RAM(random access memory), 및 비휘발성 메모리를 포함한다.
예시적인 UE 장치
이제 도 10을 참조하면, 본 발명의 방법을 구현하는 데 유용한 예시적인 클라이언트 또는 UE 장치(1000)가 나타내어져 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "클라이언트" 및 "UE"라는 용어는 휴대 전화, 스마트폰(예를 들어, iPhone™ 등), 예를 들어, iMac™, Mac Pro™, Mac Mini™ 또는 MacBook™과 같은 개인용 컴퓨터(PC), 및 미니컴퓨터(데스크톱, 랩톱 또는 기타)는 물론, 핸드헬드 컴퓨터, PDA, PMD(personal media device)(예를 들어, iPod™ 등)와 같은 이동 장치 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 페이징 모드 수신의 구성이 바람직하게는 소프트웨어로 수행되지만, 펌웨어 및/또는 하드웨어 구현이 또한 생각되고 있으며, 이 장치는 도 10와 관련하여 본 명세서에서 이후에 기술되어 있다.
UE 장치(1000)는 디지털 신호 처리기, 마이크로프로세서, FPGA(field programmable gate array), 또는 하나 이상의 기판(1008) 상에 탑재된 복수의 처리 구성요소와 같은 프로세서 서브시스템(1005)을 포함한다. 처리 서브시스템은 또한 내부 캐시 메모리를 포함할 수 있다. 처리 서브시스템(1005)은, 예를 들어, SRAM, 플래시 및 SDRAM 구성요소를 포함할 수 있는 메모리를 포함하는 메모리 서브시스템(1007)에 연결되어 있다. 메모리 서브시스템은, 기술 분야에 공지된 바와 같이, 데이터 액세스를 용이하게 하기 위해 DMA 유형 하드웨어의 하나 이상을 구현할 수 있다. 예시된 실시예에서, 처리 서브시스템은 또한 페이징 모드의 표시를 수신하고, 적절한 페이징 모드를 결정하며, 모뎀을 구성하는 서브시스템 또는 모듈을 포함한다. 이들 서브시스템은 소프트웨어로 또는 처리 서브시스템에 연결된 하드웨어로 구현될 수 있다. 대안으로서, 다른 변형에서, 서브시스템이 디지털 기저대역에 직접 결합될 수 있다. 예시된 실시예는 페이징 모드 수신 서브시스템, 페이징 모드 결정 서브시스템, 및 모뎀 구성 서브시스템을 논리적으로 또는 물리적으로 연결하지만, 다른 아키텍처가 사용될 수 있다.
예시적인 UE는 BS로부터의 메시지를 디코딩하고, 이 메시지는 페이징 모드 메시지를 통해 페이징 모드를 설정하거나 변경하라고 UE에 지시한다. 따라서, 페이징 모드 수신 서브시스템 또는 모듈은 또한 사전-저장되어 있는 페이징 모드 구성을 검색하는 메모리를 포함할 수 있다. 대안으로서(또는 부가하여), 페이징 모드 수신 서브시스템은 UE에 직접 메시징되는 페이징 모드 표시를 수신하는 인터페이스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 페이징 모드 결정 서브시스템은 응용 요구사항, 프로세서 능력, 전력 소모, 지원되는 모뎀 옵션 등과 같은 고려사항에 기초하여 그의 바람직한 페이징 모드를 식별하도록 구성된 하나 이상의 처리 요소를 포함한다. 다른 실시예에서, 페이징 모드 결정 서브시스템은 하나 이상의 페이징 파라미터를 네트워크와 교환하고 협상하는 하나 이상의 장치를 포함한다.
모뎀 구성 서브시스템은, 일 실시예에서, 불연속 수신(DRX)에 대한 시간 및 주파수 대역을 식별하는 내부 스케줄을 포함한다. 대안의 실시예에서, 모뎀 구성 서브시스템(1005)은 페이징 수신을 물리적 자원(예를 들어, 시간 슬롯, 주파수 대역 등)의 부분집합으로 제한함으로써 페이징 모드 동작을 조정하도록 구성된 하나 이상의 내부 프로그램을 포함할 수 있다.
무선/모뎀 서브시스템은 디지털 기저대역(1004), 아날로그 기저대역(1003), TX 프런트엔드(1002) 및 RX 프런트엔드(1001)를 포함한다. 장치(1000)는 안테나 어셈블리를 더 포함하고, 선택 구성요소는 특정의 주파수 범위 또는 지정된 시간 슬롯 등에 대해 다양한 안테나 동작 모드를 활성화시키는 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 특정의 아키텍처가 기술되어 있지만, 일부 실시예에서, 본 개시 내용에 주어진 기술 분야의 당업자가 이해하는 바와 같이, 일부 구성요소가 생략될 수 있거나 다른 방식으로 서로 병합될 수 있다(예컨대, 3G 디지털 RF에 사용되는 유형과 같이 RF RX, RF TX 및 ABB 겸용).
아날로그 기저대역(1003)은 통상적으로 무선 프런트엔드의 동작을 제어하고, 따라서 디지털 기저대역 모뎀(1004)은 페이징 메시지의 수신을 위한 파라미터를 아날로그 기저대역(1003)에 로드한다. 페이징 메시지를 수신하여 디지털 기저대역 모뎀으로부터 이러한 제어 기능을 오프로드하기 위해 아날로그 기저대역(1003)에 의해 선택 구성요소가 제어될 수 있다.
예시된 PMS(power management subsystem, 전원 관리 서브시스템)(1006)는 UE에 전력을 제공하고, 집적 회로 및/또는 복수의 개별 전기 부품을 포함할 수 있다. 한 예시적인 휴대용 UE 장치에서, 전력 관리 서브시스템(1006)은 유리하게도 배터리와 인터페이스한다.
사용자 인터페이스 시스템(1010)은 키패드, 터치 스크린, LCD 디스플레이, 백라이트, 스피커 및 마이크(이들로 제한되지 않음)를 비롯한 다수의 공지된 I/O를 포함한다. 그러나, 특정 응용에서, 이들 구성요소 중 하나 이상이 생략될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, PCMCIA 카드 유형 UE 실시예는 (물리적으로 및/또는 전기적으로 연결되는 장치의 사용자 인터페이스 상에 피기백될 수 있기 때문에) 사용자 인터페이스가 없을 수 있다.
장치(1000)는 하나 이상의 GPS 송수신기, 또는 IrDA 포트, 블루투스 송수신기, USB 파이어와이어 등과 같은 네트워크 인터페이스(이들로 제한되지 않음)를 비롯한 선택적인 부가의 주변 장치(1009)를 더 포함한다. 그러나, 이들 구성요소가 본 발명의 원리에 따른 UE의 동작에 꼭 필요한 것은 아님을 인식할 것이다.
예시적인 LTE 네트워크
도 11은 예시된 LTE-A 네트워크를 나타낸 것이다. 셀(1102)의 서비스 범위는 기지국(900)(예를 들어, LTE-A eNodeB)에 의해 제공된다. eNodeB는 LTE-A UE(1000) 또는 레거시 LTE UE(1106)로/로부터의 직접 연결을 지원한다. 셀 경계 또는 서비스 불능 지역(coverage hole)에 부가의 서비스 범위를 제공하기 위해 중계 노드(1104)(NodeR라고 함)가 셀에 용이하게 설치될 수 있다. UE는 상향링크 및 하향링크 방향에서 중간 NodeR을 통해 eNodeB와 통신할 수 있다.
도 12는 그 중에서도 본 명세서에 나중에 기술되는 페이징 메커니즘 방법을 구현하는 데 유용한 LTE에 대한 상위 레벨 네트워크 아키텍처를 나타낸 것이다. 도 12에 도시된 바와 같이, LTE 시스템(1250)은 무선기 액세스 네트워크 E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)(1252) 및 코어 네트워크 EPC(Evolved Packet Core)(1254)를 포함한다. E-UTRAN(1252)은 복수의 송수신 기지국 eNodeB(eNB)(900)를 포함한다. eNB(900)는, 예시적인 실시예에서, MME(Mobility Management Entity) 및 S-GW(Serving Gateway)(1256)를 포함하는 EPC(Evolved Packet Core)(1254)에 연결되어 있다. MME은 E-UTRAN(1252)의 서비스 지역에 위치하는 UE의 이동성을 제어하는 일을 맡고 있는 반면, S-GW는 UE와 네트워크 사이의 사용자 데이터의 전송을 처리하는 일을 맡고 있다. LTE 시스템에 대한 무선기 액세스 네트워크 및 공중 인터페이스에 대한 상세는 그 중에서도 "E-UTRA and E-UTRAN; Overall description; Stage 2"라는 제목의 3GPP 기술 규격 TS 36.300에 기술되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 가능하게 되는 eNB(900)는 RRC(Radio Resource Connection)를 설정함으로써 E-UTRAN(1252) 내의 본 발명에 의해 가능하게 되는 하나 이상의 UE(1000)에 대한 무선 서비스(예를 들어, 음성, 데이터 등)를 제공한다. UMTS LTE 프로토콜 스택의 RRC(도 13 참조)는 UE(1000)와 eNB(900) 사이의 제어 평면 시그널링을 단순화시킨다. RRC는 연결 설정 및 해제를 수행하는 간단한 상태 기계(1300)를 포함한다.
다음과 같은 관심의 2가지 연결 상태가 RRC 프로토콜 계층에 규정되어 있다: UMTS LTE 프로토콜 스택의 RRC_IDLE(1302) 및 RRC_CONNECTED(1304). 예를 들어, "E-UTRA Radio Resource Control (RRC)"라는 제목의 3GPP 기술 규격 TS 36.331(참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)을 참조하기 바란다. RRC 연결은 UE 내의 RRC 피어 엔터티와 eNodeB 내의 RRC 피어 엔터티 사이의 점대점 양방향 연결로서 정의된다. 연결 모드에서, UE와 eNodeB 사이에 단지 하나의 RRC 연결이 있다(UE는 다수의 RRC 연결을 유지하지 않는다). 유휴 모드에서, UE와 eNodeB 사이에 RRC 연결이 없다. LTE에서, 페이징 채널은 각각의 연결 상태에 대해 상이한 정보를 제공한다.
RRC_CONNECTED 상태(1304)에서, UE(1000) 및 eNodeB(900)는 무선 자원 할당을 능동적으로 처리한다. 명시적 핸드오버 및 셀 변경 명령에 의해 네트워크 기반 이동성(network controlled mobility)이 수행된다. eNodeB는 셀 영역 레벨에서 UE 위치를 유지/업데이트해야만 한다. UE는 무선 셀에서 브로드캐스트되는 시스템 정보를 능동적으로 획득한다. 상향링크 및 하향링크에서 사용자 및 제어 데이터의 전송은 RRC_CONNECTED 상태 동안에 일어난다. RRC 프로토콜 계층은 시스템 레벨 정보를 브로드캐스트하고 연결 계층 양방향 제어를 유지하는 일을 맡고 있다. UE는 무선 셀에서 브로드캐스트되는 시스템 정보를 획득하고, 시스템 정보의 수정에 관한 통지를 수신하기 위해 페이징 채널을 모니터링한다.
RRC_IDLE(1302) 상태에서, eNodeB(900)에 의해 어떤 무선 자원도 UE(1000)에 전용되지 않는다. RRC_IDLE 상태 동안, UE는 셀 선택/재선택, 페이징 채널의 모니터링, 및 무선 셀에서 브로드캐스트된 시스템 정보의 획득과 같은, 무선 링크 관리에 필요한 각종의 기능을 수행한다. 이 상태에서, EPC(1256)에서의 MME는 "추적 영역" 레벨에서 네트워크가 알고 있는 UE 위치를 유지한다. 추적 영역은 들어오는 통신 시도 동안에 UE가 페이징되는 일군의 셀을 정의한다.
전원이 켜질 때, UE는 RRC_IDLE(1302)에 있다. RRC_IDLE 동작 동안에, 상향링크 또는 하향링크에서 사용자 및 제어 데이터의 전송이 없다. RRC 연결의 설정(1306) 및 해제(1308)에 대한 2가지 상태 변경이 시스템에 의해 사용된다. 이들 상태 변경은 eNodeB(900)의 제어 하에 있으며, 페이징 채널을 통해 브로드캐스트되는 통지를 포함한 다양한 이벤트에 의해 트리거될 수 있다.
예시적인 LTE-A 구성가능 페이징 모드 동작
이제 다시 도 11을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예를 설명하는 데 유용한 예시적인 설치 시나리오는 혼합 UE 집단[예를 들어, 본 발명에 의해 가능하게 되는 LTE-A UE(1000) 및 레거시 LTE UE(1106)]과 통신하고 있는 LTE-A eNodeB(900)에 의해 제공되는 LTE 네트워크 셀을 포함한다. eNodeB는 LTE UE1(1106)과 LTE-A UE3(1000) 사이의 직접 연결을 지원한다. 중간 NodeR1(1104) 및 NodeR2(1104)를 통해 eNodeB로부터 LTE UE2(1106) 및 LTE-A UE4(1000)로의 연결이 지원된다.
도 14, 도 15 및 도 16은 도 12의 예시적인 LTE-A eNodeB(900)에 대한 샘플 특성을 나타낸 것이다. 도 14는 상향링크 및 하향링크 전송에 대한 주파수 할당(f1 내지 f6로 나타냄)의 그래픽 표현이다. LTE-A UE3(1000) 및 UE4(1000)는 20 MHz의 최대 RF 전송/수신 대역폭을 지원하고, 반송파 주파수 f1 및 f2를 특징으로 하는 총 25 MHz의 상향링크 대역에서 그리고 반송파 주파수 f3 내지 f6을 특징으로 하는 총 90 MHz의 하향링크 대역에서 동작된다.
도 15는 페이징 메시지에 대한 예시적인 서브프레임 할당의 그래픽 표현이다. 그의 개별 설정에 따라, LTE-A UE3(1000) 및 UE4(1000)는 대응하는 페이징 프레임의 다수의 서브프레임 0, 4, 5 및 9를 모니터링할 수 있다. 이들 페이징 구성이 또한 도 16에 그래픽으로 표현되어 있다.
이하의 표 1은 LTE-A eNodeB에 의해 선택되고 셀에 위치하는 모든 UE로 신호되는 페이징 전송 모드 구성의 상기한 실시예를 요약하고 있다.
모드 반송파 주파수 페이징 서브프레임의 DRX
사이클		 최대 대역폭(MHz) 유효 상태
1 f3 프레임 #i+4
서브프레임 #0, #4, #5, #9		 20 MHz RRC_IDLE, RRC_CONNECTED
2 f4 프레임 #i+9
서브프레임 #0, #4, #5, #9		 10 MHz RRC_CONNECTED
3 f5 프레임 #i+19
서브프레임 #0, #4, #5, #9		 20 MHz RRC_CONNECTED
4 f6 프레임 #i+26
서브프레임 #0, #4, #5, #9		 10 MHz RRC_CONNECTED
예시적인 시나리오 1:
도 11의 LTE-A 지원 UE3(1000)을 참조하면, UE3(1000)은 eNB(900)와의 능동 연결을 가지고, RRC_CONNECTED(1304) 상태에 있다. 사용자 및 제어 데이터는 상향링크 및 하향링크 방향으로 전송된다. UE3은 반송파 주파수 f5를 특징으로 하는 하향링크 주파수 대역에서 동작된다. UE3은 시스템 정보에 대한 수정에 관한 통지를 수신하기 위해 페이징 전송 모드 3(1602)(도 16)에 의해 구성된 바와 같이 PDCCH 및 PDSCH를 모니터링한다. 그에 따라, UE는, 그의 페이징 식별자가 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되고 있는지를 판정하기 위해, 32개 무선 프레임의 각각의 DRX 사이클 내의 무선 프레임 #i+19(서브프레임 #0, #4, #5 및 #9)에서 주파수 대역 f5를 모니터링한다. eNodeB는 반송파 주파수 f5를 중심으로 20 MHz의 최대 대역폭을 갖는 페이징 메시지(예를 들어, PDCCH 및 PDSCH)를 브로드캐스트한다. UE가 그의 할당된 페이징 식별자를 PDCCH 상에서 검출될 때, UE는 연관된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 디코딩한다.
예시적인 시나리오 2:
다른 예시적인 시나리오에서, LTE-A UE4(1000)는 eNodeB(900)와의 능동 연결을 갖지 않으며, RRC_IDLE(1302) 상태에 있다. UE4는 현재 반송파 주파수 f3의 하향링크 주파수 대역에서 동작된다. UE4는 들어오는 호출 또는 시스템 정보에 대한 수정에 관한 통지를 수신하기 위해 페이징 전송 모드 1(1604)(도 16)에 의해 구성된 바와 같이 PDCCH 및 PDSCH를 모니터링한다. UE는, 그의 페이징 식별자가 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되고 있는지를 판정하기 위해, 32개 무선 프레임의 각각의 DRX 사이클 내의 무선 프레임 #i+4(서브프레임 #0, #4, #5 및 #9)에서 주파수 대역 f3을 모니터링한다. eNodeB는 반송파 주파수 f3을 중심으로 20 MHz의 최대 대역폭을 갖는 페이징 메시지(예를 들어, PDCCH 및 PDSCH)를 브로드캐스트한다. UE가 그의 할당된 페이징 식별자를 PDCCH 상에서 검출될 때, UE는 연관된 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 디코딩한다.
사업 방법 및 규칙
상기 네트워크 장치 및 방법이 다양한 사업 모델에 맞춰 용이하게 적응될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 한가지 이러한 모델에서, 서비스 공급자/네트워크 통신 사업자는 향상된-기능의 펨토 셀을 판매, 대여 또는 무료로(즉, 비용 없이, 인센티브로서) 제공할 수 있다. 펨토 셀은 광대역 인터페이스(DSL, T1, ISDN, 또는 DOCSIS 케이블 모뎀 등)를 통해 서비스 공급자의 네트워크에 연결함으로써 서비스 공급자의 기존의 기지국 네트워크를 보강한다. 펨토 셀은 자체-완비된 설치를 하도록 설계되어 있다. 상대적 비용 및 동작의 간편성은 비전문 고객(즉, 주택, 기업 또는 다른 이러한 사용자)이 펨토 셀을 구입하고 운영할 수 있게 한다. 펨토 셀 설치의 임시적 성질이 유연한 스펙트럼 사용 및 스펙트럼 공유는 물론, 본 발명의 하나 이상의 양태에 의해 제공되는 셀간 간섭 관리에 의해 크게 향상된다. 일례에서, 펨토 셀은 스펙트럼의 미사용 또는 미달 사용된 부분 내에서 동작함으로써 기존의 페이징 메커니즘을 최소한으로 방해하도록 그의 페이징 메커니즘을 자유롭게 구성할 수 있다.
다른 사업 패러다임에서, 적절히 활성화된 사용자 장비[예를 들어, UE(1000)]는 향상된 페이징 메시지를 수신할 수 있고, 기존의 페이징 채널을 효율적으로 모니터링할 수 있으며, 따라서 전체적인 인지된 경험 품질을 향상시킨다. 한가지 이러한 실시예에서, 전용된 페이징 채널의 부분집합이 활성화된 UE에 할당된다. 따라서, 레거시 장치가 계속하여 모든 페이징 채널을 (비교적 비효율적인 방식으로) 광범위하게 모니터링하는 반면, 활성화된 장치(1000)는 단지 지정된 페이징 채널의 부분집합만을 모니터링한다. 이 방식은 훨씬 더 효율적이고, 전력 소모를 급격히 향상시킨다.
대안의 실시예에서, 특정의 향상된 서비스[예를 들어, MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)]가 RRC 연결 없이 계속하여 브로드캐스트될 수 있다. 통상적인 브로드캐스트 서비스는 영구적이지 않으며, 브로드캐스트가 완료되면, 페이징 자원이 과도한 어려움없이 네트워크에 의해 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 페이징 메커니즘을 통해 이러한 서비스에 대한 통지를 유연하게 관리함으로써 브로드캐스트 기술이 향상될 수 있다.
상기한 네트워크 장치 및 방법은 또한 기초를 이루는 사업 규칙 알고리즘 또는 "엔진"에 따라 동작하도록 용이하게 적응될 수 있다. 이 사업 규칙 엔진은, 예를 들어, 소프트웨어 응용 프로그램(및/또는 펌웨어 또는 심지어 하드웨어 측면)을 포함할 수 있고, 일 실시예에서, 코어 네트워크에서 별개의 개체로서 또는 대안으로서, 코어 네트워크 또는 다른 NMP(network management process)에 존재하는 기존의 엔터티 내에서 구현된다. 규칙 엔진은 사실상 네트워크 통신 사업자(또는 다른 이해 당사자)가 재무 측면, 사용자 경험 향상 등과 같은 중요한 기준에 기초하여 동작 결정 또는 자원 할당을 하는 것을 돕는 상위-계층 관리 프로세스이다.
일 실시예에서, 사업 규칙 엔진은 하나 이상의 사용자에게 자원을 제공하는 것과 연관된 수익 및/또는 이익 관계를 고려하도록 구성되어 있다. 그에 따라, 예시적인 사업 규칙 엔진은 더 넓은 사용자 베이스(예를 들어, 늘어나는 전체 페이징 자원) 또는 대안으로서, 더 넓은 서비스 도달 거리(예를 들어, 감소하는 전체 페이징 자원)를 지원하기 위해 시스템의 페이징 거동을 수정할 수 있다.
예를 들어, 일례에서, 사용자 집단으로부터의 자원(예를 들어, 주파수 스펙트럼)에 대한 요청의 평가는 다양한 할당 옵션과 연관된 증분 비용, 수익, 및/또는 이득의 분석을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 네트워크 공급자는 새로운 서비스 요청이 흔하지 않고 따라서 페이징이 덜 중요한 것으로 결정할 수 있다. 다른 경우에, 네트워크 공급자는 새로운 사용자 및 서비스가 빈번히 셀에 들어가고 그로부터 빠져나가는지를 결정할 수 있고, 따라서 더 많은 페이징 자원의 할당을 필요로 한다. 이들 "사업 규칙"이, 예를 들어, 자원 요청 시에 부과될 수 있고, 이어서 일정 기간 동안(또는 재평가를 트리거링하는 이벤트가 일어날 때까지) 또는 대안으로서 주기적인 모델에 따라 유지될 수 있다.
동적 자원 할당을 구현하는 수많은 다른 방식이 본 개시 내용이 주어진 경우 당업자에 의해 인식될 것이다.
본 발명의 특정 양태가 방법의 단계들의 구체적인 순서와 관련하여 기술되어 있지만, 이들 설명이 본 발명의 보다 광범위한 방법을 예시한 것에 불과하고 특정의 응용에서 필요한 바에 따라 수정될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 특정의 단계가 특정의 상황 하에서 불필요하거나 선택적으로 될 수 있다. 또한, 특정의 단계 또는 기능이 개시된 실시예에 추가될 수 있거나, 2개 이상의 단계의 수행 순서가 치환될 수 있다. 모든 이러한 변형이 본 명세서에 개시되고 청구된 본 발명 내에 포함되는 것으로 생각된다.
상기한 상세한 설명이 다양한 실시예에 적용되는 본 발명의 새로운 특징을 도시하고, 기술하며 지적하고 있지만, 예시된 장치 또는 프로세스의 형태 및 상세에서의 다양한 생략, 대체 및 변경이 본 발명을 벗어나지 않고 당업자에 의해 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이상의 설명은 본 발명을 수행하는 현재 생각되는 최상의 형태에 대한 것이다. 이 설명은 결코 제한하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 일반 원리를 설명하는 것으로 보아야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (30)

  1. 셀룰러 네트워크의 사용자 장치에 의해 하나 이상의 페이징 채널 구성을 상기 셀룰러 네트워크에 의해 제공된 적어도 제1 메시지를 통해 수신하는 방법으로서,
    사용자 장치에서 상기 제1 메시지를 수신하는 단계;
    상기 사용자 장치에서, 상기 제1 메시지로부터 페이징 스케줄을 추출하는 단계;
    하나 이상의 페이징 채널 통지를 수신하도록 상기 사용자 장치의 모뎀 인터페이스를 구성하는 단계 - 상기 수신은 상기 추출된 페이징 스케줄에 적어도 부분적으로 기초하며, 상기 모뎀 인터페이스를 구성하는 단계는 적어도 하나의 장래의 불연속 수신 사이클 동안에 페이징 채널 통지들을 수신하기 위해 이용가능한 하나 이상의 시간 및 하나 이상의 주파수 대역을 식별하는 내부 스케줄을 업데이트하는 단계를 포함함 - ; 및
    페이징 채널 통지를 수신한 것에 응답하여, 상기 사용자 장치에서 상기 수신된 페이징 채널 통지가 상기 사용자 장치에 대한 것인지를 판정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 페이징 스케줄은 공통 제어 채널을 통해 수신되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 페이징 스케줄은 상기 네트워크 내의 사용자 장치들의 부분집합만으로 특정하여 어드레싱되는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 페이징 스케줄은 전용 제어 채널을 통해 수신되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방법은 (i) 총 셀 대역폭, (ii) 대역폭 분할의 수준, 및 (iii) 복수의 사용자 장치의 하나 이상의 특성 중 적어도 하나에 대해 최적화되어 있는 방법.
  6. 삭제
  7. 무선 기지국 장치로서,
    디지털 프로세서;
    상기 프로세서와 데이터 통신하고 있는 무선 인터페이스; 및
    상기 프로세서와 데이터 통신하고 있는 저장 장치를 포함하고,
    상기 저장 장치는, 상기 디지털 프로세서에 의해 실행될 때,
    하나 이상의 무선 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 페이징 채널 전송에 대한 복수의 가능한 모드로부터 모드를 결정하고;
    상기 무선 인터페이스를 통해 상기 모드에 관한 정보를 전송하고;
    상기 페이징 채널 전송에 대한 결정된 모드에 기초하여 상기 무선 인터페이스를 통해 상기 페이징 채널 전송을 전송하는 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함하는, 무선 기지국 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 셀룰러 네트워크를 포함하고, 상기 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터는 (i) 총 셀룰러 셀 대역폭, (ii) 대역폭 분할의 수준, 및 (iii) 상기 네트워크와 연관된 복수의 사용자 장치의 하나 이상의 특성 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 기지국 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 페이징 채널 전송에 대한 결정된 모드에 관한 상기 정보의 전송은 상기 복수의 사용자 장치의 부분집합으로만 어드레싱되는 상기 정보의 전송을 포함하는, 무선 기지국 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 페이징 채널 전송에 대한 결정된 모드에 관한 상기 정보의 전송은 셀룰러 공통 제어 채널을 통해 상기 복수의 사용자 장치로 어드레싱되는 상기 정보의 전송을 포함하는, 무선 기지국 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 셀룰러 네트워크를 포함하고, 상기 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터는 적어도 RRC(Radio Resource Connection) 상태를 포함하는, 무선 기지국 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 모드에 관한 상기 정보는,
    상기 페이징 전송이 전송될 반송파 주파수에 관한 정보;
    타이밍 데이터 - 이 타이밍 데이터에 따라 페이징 식별자 및 페이징 메시지가 전송됨 -; 및
    상기 네트워크의 사용자 장치가 상기 페이징 식별자 및 상기 페이징 메시지를 수신할 수 있는 하나 이상의 채널의 대역폭 크기에 관한 정보를 포함하는, 무선 기지국 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 모드에 관한 상기 정보는 RRC(Radio Resource Connection) 상태 정보를 더 포함하는, 무선 기지국 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 채널은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 포함하고, 상기 페이징 식별자 및 페이징 메시지는 각각 상기 PDCCH 및 상기 PDSCH를 통해 전송되는, 무선 기지국 장치.
  15. 제7항에 있어서, 하나 이상의 무선 네트워크 파라미터에 적어도 부분적으로 기초하여 페이징 채널 전송에 대한 모드를 결정하는 것은 복수의 상이한 모드 중 하나의 모드를 선택하는 것을 포함하고, 상기 복수의 모드가 시간 및 주파수에서 서로에 대해 실질적으로 중첩하지 않는, 무선 기지국 장치.
  16. 무선 수신기 장치로서,
    디지털 프로세서;
    상기 디지털 프로세서와 데이터 통신하고 있는 무선 인터페이스; 및
    상기 프로세서와 데이터 통신하고 있는 저장 장치를 포함하고, 상기 저장 장치는, 상기 프로세서에서 실행될 때,
    페이징 채널 전송에 대한 스케줄을 수신하고;
    하나 이상의 페이징 채널 통지를 수신하도록 상기 무선 인터페이스를 구성하며 - 상기 수신은 상기 수신된 스케줄에 적어도 부분적으로 기초하며,상기 무선 인터페이스를 구성하는 것은 적어도 하나의 장래의 불연속 수신 사이클 동안에 페이징 채널 통지들을 수신하기 위해 이용가능한 하나 이상의 시간 및 하나 이상의 주파수 대역을 식별하는 내부 스케줄을 업데이트하는 것을 포함함 - ;
    페이징 채널 통지를 수신한 것에 응답하여, 제1 페이징 채널 통지가 상기 무선 수신기 장치로 어드레싱되는지를 판정하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하는, 무선 수신기 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스케줄은 상기 무선 인터페이스와 다른 인터페이스를 통해 수신되는, 무선 수신기 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 무선 인터페이스와 다른 상기 인터페이스는 상기 무선 인터페이스와 연관된 프로토콜과는 다른 프로토콜에 따라 무선 신호를 수신하도록 되어있는 상기 무선 수신기 장치 내의 송수신기를 포함하는, 무선 수신기 장치.
  19. 삭제
  20. 제16항에 있어서, 상기 스케줄은,
    상기 페이징 채널 통지가 전송될 반송파 주파수를 식별하는 제1 정보;
    제1 타이밍 데이터 - 이 제1 타이밍 데이터에 따라 페이징 식별자 및 페이징 메시지가 전송됨 -; 및
    상기 무선 수신기 장치가 상기 페이징 식별자 및 페이징 메시지를 수신할 수 있는 하나 이상의 채널의 대역폭 크기에 관한 제2 정보를 포함하는, 무선 수신기 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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  27. 삭제
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  29. 삭제
  30. 삭제
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