KR102303500B1 - 단말의 연결 상태 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰 및 MTC 단말 등과 같은 통신 단말의 배터리 소모를 줄이기 위해 통신 모듈을 효율적으로 동작시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로 단말의 연결 상태 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 네트워크와 단말의 트래픽 전송 패턴에 따라 단말의 통신 모듈의 상태를 변경하도록 정보를 제공하여 단말의 배터리 소모를 최소화할 수 있는 전력 소모가 적은 통신 모드로 단말의 연결 상태를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

단말의 연결 상태 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling connection state of user equipment}

본 발명은 단말의 연결 상태 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단말의 배터리 소모를 최소화하기 위해 전력 소모가 적은 통신 모드로 단말의 연결 상태를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

스마트폰의 등장으로 다양한 종류의 사용자 응용(User Application)들이 서비스되고 있다. 이에 따라, 사용자는 단순히 휴대전화기로 음성통화만 하는 것이 아니라 다양한 서비스를 이용하게 되면서 한정된 배터리 내에서 다양한 동작을 효율적으로 수행하여 배터리 사용 시간을 늘리는 방법이 필요하게 되었다.

한편, 센서나 트래킹 등의 용도로 사용되는 IoT(Internet of Things) 또는 MTC(Machine Type Communication) 단말의 경우는 한번 배터리가 부착되면 배터리를 충전하거나 갈아 끼우기 힘든 특성을 갖는다. 이러한 사용자 단말은 배터리를 가급적 효율적으로 사용해 관리자의 개입 없이도 긴 시간 동안 동작할 수 있도록 효율적으로 배터리를 사용하는 방법이 필요하다.

스마트폰이나 MTC 단말과 같은 통신 기능을 갖는 단말의 경우 단말이 소모하는 전력 중 많은 부분이 통신모듈에 의해 사용된다. 특히, 통신 모듈은 기지국으로부터 데이터를 수신하거나, 기지국으로 데이터를 전송 할 때, 많은 전력을 소모한다. 만약 사용자 단말이 전송하는 데이터 트래픽이 일정 패턴을 가지고 있어서 유휴 기간(Idle Period)을 예측할 수 있거나, 아니면 사용자가 장기간 동안 트래픽을 송수신할 필요가 없는 경우 사용자 단말은 일시적으로 통신 모듈을 전력 소모가 적은 상태로 변경하여 배터리 소모를 줄일 수 있다.

본 발명은 스마트폰 및 MTC 단말 등과 같은 통신 단말의 배터리 소모를 줄이기 위해 통신 모듈을 효율적으로 동작시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선통신시스템에서의 단말의 연결상태제어방법은, 기지국으로부터 수신한 제어메시지에 포함된 타이머의 미리 설정된 시간 동안 상기 단말이 송신할 트래픽 발생 여부를 판단하는 단계, 상기 판단결과 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 상기 기지국에 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 기지국에 전송하는 단계 및 상기 SCRI메시지에 대응하는 상기 기지국의 상태 변경을 위한 응답에 따라 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 변경하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 무선통신시스템에 있어서 단말의 연결상태제어를 위한 기지국에 의해 수행되는 방법은, 상기 단말로부터 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 수신하는 단계, 상기 SCRI메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하는 단계 및 결정된 상기 단말의 무선 자원 연결 상태로 상기 단말의 상태를 변경하기 위한 RRC메시지를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 무선통신시스템에서 연결상태제어를 수행하는 단말은, 데이터 통신을 수행하는 통신부 및 기지국으로부터 수신한 제어메시지에 포함된 타이머의 미리 설정된 시간 동안 상기 단말이 송신할 트래픽 발생 여부를 판단하고, 상기 판단결과 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 상기 기지국에 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 기지국에 전송하며, 상기 SCRI메시지에 대응하는 상기 기지국의 상태 변경을 위한 응답에 따라 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 변경하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 무선통신시스템에서 단말의 연결상태제어를 위한 기지국은, 데이터통신을 수행하는 통신부 및 상기 단말로부터 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 수신하고, 상기 SCRI메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하고, 결정된 상기 단말의 무선 자원 연결 상태로 상기 단말의 상태를 변경하기 위한 RRC메시지를 상기 단말에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 단말의 상태 변경 방법 및 장치에 의하면, 단말의 트래픽 패턴 분석 모듈은 네트워크와 단말의 트래픽 전송 패턴에 따라 단말의 통신 모듈의 상태를 변경하도록 정보를 제공하여 단말의 배터리 소모를 최소화할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템의 구조를 간략히 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 사용자 단말의 동작을 나타내는 도면,
도 3은 사용자 단말에서 트래픽 패턴에 따른 동작을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 트래픽 패턴 분석 결과에 따라 SCRI를 전송할지 여부를 결정하는 사용자 단말의 동작을 나타내는 도면,
도 5는 트래픽 모니터링 모듈에서 관찰된 패턴과, 그 외 트래픽 전송상황을 모두 고려하는 사용자 단말의 동작을 나타내는 도면,
도 6는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 사용자 단말이 트래픽 패턴에 대한 정보를 RAN으로 추가로 제공하여, 보다 정확한 상태 변경을 유발하는 과정을 나타내는 도면,
도 7는 사용자 단말로부터 SCRI 메시지를 수신한 RAN의 동작을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 사용자 단말의 구성을 간략히 나타낸 블록도,
도 9는 본 발명의 RAN의 구성을 간략히 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

또한 실시 예를 설명할 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

또한, 본 명세서의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 특히 3GPP UTRAN/GPRS 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서의 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템, 예를 들면 GERAN 또는 LTE 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 명세서의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

한편, 본 명세서와 도면에서 3G 망은 UTRAN과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한 본 명세서와 도면에서 통신 제어 모듈은 3GPP 표준을 따르는 구현에서 RRC(Radio Resource Control) 계층이거나 또는 NAS(Non-Access Stratum)에 대응될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 RRC 연결 제어를 위해 사용되는 timer를 T323이라 칭하지만, 본 발명의 주요한 요지는 timer 이름에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예들에서 다른 이름을 갖는 다른 timer가 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 RRC 연결 제어를 위해 사용되는 counter 또는 변수(variable)의 값을 V316이라 칭하지만, 본 발명의 주요한 요지는 counter/variable 이름에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예들에서 다른 이름을 갖는 다른 counter/variable이 사용될 수도 있다.

또한, 본 명세서와 도면에서 하나의 망에 존재한다는 것은 하나의 망에 접속(Connected)중이거나, 순방향 엑세스 채널(FACH : Forward Access CHannel) 상태이거나, 페이징 채널(PCH: Paging CHannel) 상태이거나, 또는 유휴(idle) 상태에서 캠핑(camping) 중인 경우를 모두 포괄할 수 있다. 또한 기지국이라는 용어는 기지국 제어 노드를 포함할 수 있으며, 이는 UTRAN인 경우엔 RNC, E-UTRAN인 경우엔 eNB, GERAN인 경우엔 BSC에 대응될 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템의 구조를 간략히 나타내는 도면이다.

사용자 단말(User Equiment;UE)(101)은, RAN(Radio Access Network)와 무선 채널(air interface)를 통해 접속하여 데이터를 송수신하게 된다. 만약 대상 시스템이 3G망인 경우 RAN은 UTRAN에 대응되며, 이 때 사용자 단말은 기지국(node B)와 무선 채널로 연결되며, 무선 채널을 제어하는 것은 기지국 제어기(RNC)가 담당할 수 있다. 기지국과 기지국 제어기는 물리적으로 하나의 엔터티에 구성될 수도 있다.

RAN(103)은 코어망(105)에 연결되어 있는데, 만약 대상 시스템이 3G 망인 경우, 코어망은 PS(Packet Switched) 도메인에서 SGSN과 GGSN, CS(Circuit Switched)도메인에서 MSC로 구성될 수 있다.

사업자망 외부에는 각종 서버(107)가 연결될 수 있다. 즉, 사용자 단말(101)은 RAN(103)과 코어망(105)으로 구성된 사업자망을 통해 각종 서버(107)에 연결되어 트래픽을 송수신할 수 있다. 여기서 각종 서버는 음성 통화나 SMS(단문 문자 서비스)를 제공하는 네트워크 엔터티를 포함해 3rd party 사업자의 서비스를 제공하기 위한 네트워크 엔티티를 광범위하게 포함할 수 있다.

사용자 단말(101)은 데이터를 송수신하기 위해 RAN(103)에 접속할 수 있다. 사용자 단말(101)과 RAN(103)의 접속(connection) 모드는 RRC(Radio Resource Control) 접속 모드, RRC connection mode라 부를 수 있다. 이 접속 모드는 크게 다음과 같이 구분될 수 있다.

● UE idle mode

● RRC connected mode

또한, RRC connected mode는 다음과 같은 세부 상태로 구분할 수 있다.

● CELL_PCH (또는 URA_PCH)

● CELL_FACH state

● CELL_DCH state

즉, UMTS 무선 인터페이스에서 사용자 단말의 RRC connected mode는 Cell_DCH, Cell_FACH, Cell_PCH (또는 URA_PCH) 및 휴면 모드로 알려진 여러 활성 상태를 포함한다. Cell_DCH(Dedicated Transport channel) 상태에서는 상향링크 및 하향링크 전송을 위해 전용 물리 채널이 사용자 단말에 할당된다.

또한, Cell_FACH(Forward Access Channel) 상태에서, 사용자 단말에 할당된 전용 물리 채널은 없다. 이 경우, 사용자 단말은 하향링크 전송 시 계속해서 FACH를 모니터할 수 있다. 사용자 단말은 해당 전송 채널에 대한 접속 과정에 따라 언제든지 사용할 수 있는 상향링크 내 디폴트 공통 또는 공유 전송 채널을 할당받는다.

또한, Cell_PCH(Paging Channel)에서는 사용자 단말에 할당된 전용 물리 채널은 없고, 상향링크 전송도 불가능하다. 따라서 사용자 단말의 위치는 사용자 단말이 마지막으로 셀 업데이트 과정을 실행한 셀에 따른 셀 레벨을 통해 UTRAN에 의해 알 수 있다. 또한 마찬가지로, UTRAN 등록 영역(URA_PCH)상태에서는 사용자 단말에 할당된 전용 채널은 없고 상향링크 전송도 불가능하다. 사용자 단말의 위치는 마지막으로 실행한 URA 업데이트 과정 동안 사용자 단말에 할당된 URA에 의한 UTRAN 등록 영역 레벨을 통해 알 수 있다.

일반적으로, RRC connected mode가 UE idle mode보다 전력 소모가 높으며, RRC connected mode 내에서는 CELL_DCH가 CELL_FACH 또는 CELL_PCH 상태보다 전력 소모가 높다. 또한, 일반적으로 CELL_FACH 상태는 CELL_PCH 상태보다 전력소모가 높다. 반면, 사용자 단말(101)은 RRC connected mode에서는 송수신할 데이터가 발생했을 때 RRC connection을 설정(establishment)하는 과정이 불필요하지만, UE idle mode에서는 송수신할 데이터 발생시 RRC connection을 설정하는 과정이 필요하다.

본 발명에서는, 상기 사용자 단말의 접속 모드 및 세부 접속 상태를 사용자 단말의 트래픽 특성을 고려하여 결정함으로써, 사용자 단말의 배터리 소모를 줄이고, 사업자 망의 가용성을 높이는 방법을 제시한다. 보다 구체적으로, 만약 사용자 단말이 데이터 송수신을 마친 후, 이어지는 데이터 트래픽의 전송이 발생할 확률이 낮은 경우, 이를 기지국 제어 노드에 알려 배터리 소모가 낮은 상태로 전이를 유발할 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 사용자 단말의 동작을 나타내는 도면이다.

도 2에 따르면, 사용자 단말은 201단계에서, RAN으로부터 수신한 RRC 메시지에 T323이 포함된 경우 이를 저장한다.이 경우 단말은 T323이 포함된 경우 일정 시간 동안 사업자 망에서 사용자 단말에 PS data가 발생하지 않으면 SCRI(Signaling Connection Release Indication) 메시지를 전달하는 것을 허용한다고 판단할 수 있다.

203단계에서 사용자 단말은 PS data 전송 상태를 관찰(monitor)하다가, 만약 긴 시간(prolonged period)동안 더 이상 PS data가 없음을 판단할 수 있다(205). 이 판단 과정은 통신 모듈에서 직접 수행되거나, 또는 상위 계층에서 알림을 수신함으로서 이루어질 수도 있다.

만약 조건이 만족되면, 207단계에서 SCRI메시지를 보낼 수 있는 지를 판단할 적어도 하나 이상의 전송 조건들을 evaluation할 수 있다. 즉 단말은 사용자 단말의 현재 state (CELL_DCH, CELL_FACH, CELL_PCH/URA_PCH), CS 도메인에 연결을 가지지 않았는지 여부, DRX 설정 파라미터, T323이 실행(running) 중이지 않은지 여부, 그리고 V316의 값이 1보다 작은지 여부를 판단할 수 있다.

209단계에서 사용자 단말은 SCRI 메시지를 RAN으로 전송 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 207단계에서 평가(evaluation)한 SCRI전송 조건들을 기초로 SCRI메시지의 전송이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과, SCRI전송 메시지를 전송할 조건이 충족되지 않은 경우에는 , 207단계로 돌아가 계속 SCRI 메시지 전송 조건을 evaluation할 수 있다.또는, 사용자 단말은 SCRI 전송 메시지를 전송할 조건이 충족되지 않은 경우에는, 203단계로 돌아가 Traffic 상태 모니터링을 수행할 수 있다.

상기 고려요소들을 판단하여 만약 SCRI 메시지 전송이 가능하면, 211단계에서, 사용자 단말은 SCRI 메시지의 CN Domain Identity는 PS domain으로, SCRI Cause는 UE Requested PS Data Session end로 설정해 RAN으로 전송하며, T323을 시작한다.

이후 사용자 단말은 213단계에서, 만약 RAN이 사용자 단말의 연결 모드 또는 RRC connection 상태를 변경하기 위한 메시지를 전송하면, 이에 따라 연결 모드를 변경(UE idle mode)하거나, 또는 RRC connection 상태를 변경한다.

도 3은 사용자 단말에서 트래픽 패턴에 따른 동작을 나타내는 도면이다.

도 3에 따르면, 301단계에서, 사용자 단말의 트래픽 모니터링 모듈은 단말 내에서 수행되고 있는 application의 트래픽 송수신 상태를 모니터링하고, 그 결과를 분석하여 패턴을 파악한다. 트래픽 모니터링 모듈은 SW 또는 HW 형태로 구현된 사용자 단말 내의 한 구성 요소일 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 트래픽 모니터링 모듈이라 칭하지만, 상기 동작을 수행하는 주체는 사용자 단말 내의 다른 구성 요소, 예를 들면 제어부, 트래픽 분석기 또는 연결(connection) 관리자등일 수 있다. 또한, 설명의 편의상 상기 동작을 application의 경우를 예를 들겠으나, 본 발명의 본 실시예의 동작 및 요지는 application 뿐만 아니라 서비스, activity, process, thread 등 데이터 트래픽을 발생시키고 수신하는 모든 논리적 요소에 대해 적용될 수 있다.

303단계에서 사용자 단말의 트래픽 모니터링 모듈은 수집한 패턴을 기초로 PS data가 없을지 여부를 분석할 수있다. 305단계에서, 만약 트래픽 패턴 분석 결과, 트래픽이 더 이상 발생하지 않을 것으로 예상되면, 307단계에서, 트래픽 모니터링 모듈은 통신 제어 모듈(도면에서와 같이 3GPP 모뎀 제어부와 같은 구성 요소)로 트래픽이 더 이상 발생하지 않음(No more data) 또는 데이터 세션이 종료(Data session end)되었음을 알리는 정보를 전송할 수 있다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 트래픽이 더 이상 발생하지 않거나 데이터 세션이 종료되었음을 알리는 정보를 수신하는 모듈은 통신 제어 모듈이라고 설명하였으나, 통신부 또는 통신부의 동작을 제어하는 제어부에서 해당 정보를 처리할 수 있음을 명시한다.

상기 판단 과정에서 트래픽이 더 이상 발생하지 않을 것으로 예상하는 방법으로는, 마지막 데이터 송수신 시점에서 timer를 시작하여, timer가 미리 설정된 시간에 종료(expire)될 때까지 추가 데이터 송수신이 없는 경우 트래픽이 더 이상 발생하지 않을 것으로 예상할 수 있다.

또는 트래픽 전송 패턴을 분석한 결과, 마지막 데이터 송수신과 다음 데이터 송수신 간의 시간 간격(즉, 데이터의 inter arrival time)의 기대 값(expectation)이 미리 설정된 문턱 값보다 높은 경우 트래픽이 더 이상 발생하지 않을 것으로 예상할 수 있다.

한편, 트래픽 모니터링 모듈은 상기 트래픽 패턴 분석 과정 중에, 현재 사용자 단말의 inactivity level이 어느 정도인지를 파악할 수 있다. 예를 들면, 높은 값은 마지막 트래픽 전송 후 다음 트래픽 송수신이 발생할 가능성이 아주 낮음을, 작은 값은 다음 트래픽 송수신이 발생할 가능성이 높음을 나타낼 수 있다. 또는, 사용자 단말이 마지막 트래픽 전송 후 다음 트래픽이 송수신 될 때까지의 시간의 기대값을 이용하여 파악할 수도 있다. 즉, 두 정보를 연관시켜 시간의 기대값이 길면 inactivity level이 높은 것으로 간주하고 시간의 기대값이 짧으면 inactivity level이 낮은 것으로 간주할 수도 있다. 트래픽 모니터링 모듈은, 앞선 설명과 같이 데이터 전송이 더 이상 발생하지 않을 것이라는 정보를 전달할 때 상기 inactivity level을 파악할 수 있는 정보 또는 다음 트래픽이 도착할 때까지의 시간의 기대값을 함께 통신 제어 모듈에 전달할 수 있다.

한편, 트래픽 모니터링 모듈과 통신 제어 모듈 사이에서 상기 정보들을 전달하기 위해서는 IPC(Inter Processing Communication)를 발생시키는 방법이 사용되거나, 하나의 모듈(예를 들면 트래픽 모니터링 모듈)이 다른 하나의 모듈(예를 들면 통신 제어 모듈)이 제공하는 API(Application Program Interface)를 호출하면서 상기 정보를 매개변수(Parameter)로 전달하는 방법을 통해 이루어질 수도 있다.

305단계에서 트래픽 모니터링 모듈은 트래픽 전송 패턴을 분석한 결과 PS data가 발생하는 것으로 판단되면, 계속하여 301단계로 되돌아가 어플리케이션들의 트래픽 송수신을 모니터링 하고 패턴을 수집할 수 있다.

상기 트래픽이 더 이상 발생하지 않을 것이라는 정보를 수신한 통신 제어 모듈은, 도 4의 단계 407부터의 동작을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 트래픽 패턴 분석 결과에 따라 SCRI를 전송할지 여부를 결정하는 사용자 단말의 동작을 나타내는 도면이다.

도 4에 따르면, 401단계에서 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 RAN이 제공하는 RRC 메시지에 T323이 포함된 경우 이를 저장한다. 이 경우 단말은 T323이 포함된 경우 일정 시간 동안 사업자 망에서 사용자 단말에 PS data가 발생하지 않으면 SCRI(Signaling Connection Release Indication) 메시지를 전달하는 것을 허용한다고 판단할 수 있다.

405단계에서, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 트래픽 모니터링 모듈로부터 트래픽이 더 이상 발생하지 않음(No more data) 또는 데이터 세션이 종료(Data session end)되었음을 알리는 정보가 수신되는지를 판단한다. 판단 결과 트래픽 모니터링 모듈로부터 트래픽이 더 이상 발생하지 않거나 데이터 세션이 종료되었음을 나타내는 정보가 수신되지 않은 경우에는 403단계에서 Normal Operation을 수행할 수 있다. 한편, 트래픽 모니터링 모듈이 상기 정보를 생성하여 통신 제어 모듈에 전달하는 것은 앞서 설명한 도 3의 실시 예를 통해 이루어질 수 있다. 만약 상기 정보가 수신되면, 407단계에서 사용자 단말 내 통신 제어 모듈은 SCRI 메시지를 보낼 수 있는 지를 판단할 적어도 하나 이상의 전송 조건들을 evaluation할 수 있다. 즉, 통신 제어 모듈은 사용자 단말의 state (CELL_DCH, CELL_FACH, CELL_PCH/URA_PCH), CS 도메인에 연결을 가지지 않았는지 여부, DRX 설정 파라미터, T323이 실행 중이지 않은지 여부, 그리고 V316의 값이 1보다 작은지 여부를 판단할 수 있다.

409단계에서 통신 제어 모듈은 SCRI메시지를 RAN으로 전송 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 411 단계에서 만약 SCRI 메시지 전송이 가능하면, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 SCRI 메시지의 CN Domain Identity는 PS domain으로, SCRI Cause는 UE Requested PS Data Session end로 설정해 RAN으로 전송하며, T323을 시작한다.

413단계에서 이후 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 만약 RAN이 사용자 단말의 연결 모드 또는 RRC connection 상태를 변경하기 위한 메시지를 전송하면, 이에 따라 연결 모드를 변경(UE idle mode)하거나, 또는 RRC connection 상태를 변경한다.

한편, 만약 트래픽 모니터링 모듈에서 관측할 수 있는 트래픽이 제한적인 경우(즉, 사용자 단말에서 송수신되는 트래픽 중 일부만 관측될 수 있을 때), 일부 트래픽의 전송 패턴만 고려해 사용자 단말의 모드나 RRC connection state를 변경하는 것은 오히려 비효율 적일 수 있다.

도 5는 트래픽 모니터링 모듈에서 관찰된 패턴과, 그 외 트래픽 전송상황을 모두 고려하는 사용자 단말의 동작을 나타내는 도면이다.

사용자 단말의 동작은 단계 505를 제외하고는 도4 의 경우와 동일하므로 여기서는 505단계의 사용자 단말의 동작을 중점적으로 설명하고, 그 외의 부분은 상술한 도 4에 대한 설명으로 갈음한다. 505단계에서, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 트래픽 모니터링 모듈로부터 트래픽이 더 이상 발생하지 않음(No more data) 또는 데이터 세션이 종료(Data session end)되었음을 알리는 정보가 수신되는지를 판단할 수 있다. 트래픽 모니터링 모듈이 상기 정보를 생성하여 통신 제어 모듈에 전달하는 것은 도 3의 실시 예를 통해 이루어질 수 있다. 또한, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은, 마지막 데이터가 송수신된 후 일정 미리 설정된 timer가 만료될 때까지 트래픽 송수신이 추가로 발생하지 않는지를 관측할 수 있다. 만약 상기 정보가 트래픽 모니터링 모듈로부터 수신되고, 또한 통신 제어 모듈에서 관측했을 때 일정 시간 동안 트래픽 송수신이 발생하지 않으면, 사용자 단말 내 통신 제어 모듈은 SCRI 메시지를 RAN으로 전송 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 이 때 고려되어야 하는 요소는 사용자 단말의 state (CELL_DCH, CELL_FACH, CELL_PCH/URA_PCH), CS 도메인에 연결을 가지지 않았는지 여부, DRX 설정 파라메터, T323이 실행 중이지 않은지 여부, 그리고 V316의 값이 1보다 작은지 여부이다.

이후 사용자 단말의 동작(단계 511~513)은 도 4의 단계 411~413과 동일하다.

도 6는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 사용자 단말이 트래픽 패턴에 대한 정보를 RAN으로 추가로 제공하여, 보다 정확한 상태 변경을 유발하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 6에 따르면, 601단계에서 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 RAN이 제공하는 RRC 메시지에 T323이 포함된 경우 이를 저장할 수 있다. 이 경우 단말은 T323이 포함된 경우 일정 시간 동안 사업자 망에서 사용자 단말에 PS data가 발생하지 않으면 SCRI(Signaling Connection Release Indication) 메시지를 전달하는 것을 허용한다고 판단할 수 있다.

605단계에서 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 트래픽 모니터링 모듈로부터 트래픽이 더 이상 발생하지 않음(No more data) 또는 데이터 세션이 종료(Data session end)되었음을 알리는 정보가 수신되는지를 판단한다.

판단 결과 트래픽 모니터링 모듈로부터 트래픽이 더 이상 발생하지 않거나 데이터 세션이 종료되었음을 나타내는 정보가 수신되지 않은 경우에는 603단계에서 Normal operation을 수행할 수 있다.

605단계에서 트래픽 모니터링 모듈이 상기 정보를 생성하여 통신 제어 모듈에 전달하는 것은 도 3의 실시예를 통해 이루어질 수 있다. 이 과정 중에 트래픽이 더 이상 발생하지 않음을 나타내는 정보와 함께 사용자 단말의 inactivity level을 파악할 수 있는 정보 또는 다음 트래픽이 송수신될 때까지의 시간의 기대값을 나타내는 정보가 수신될 수도 있다.

만약 상기 정보가 수신되면, 607단계에서 사용자 단말 내 통신 제어 모듈은 SCRI 메시지를 RAN으로 전송 가능한지 여부를 판단할 적어도 하나 이상의 전송 조건들을 evaluation할 수 있다. 상기 전송 조건들은 사용자 단말의 state (CELL_DCH, CELL_FACH, CELL_PCH/URA_PCH), CS 도메인에 연결을 가지지 않았는지 여부, DRX 설정 파라메터, T323이 실행 중이지 않은지 여부, 그리고 V316의 값이 1보다 작은지 여부 등이다.

609단계에서 사용자 단말은 SCRI메시지의 전송이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 만약 SCRI 메시지 전송이 가능하면, 611단계에서 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 SCRI 메시지의 CN Domain Identity는 PS domain으로, SCRI Cause는 UE Requested PS Data Session end로 설정해 RAN으로 전송한다. 만약 상기 과정 중에 트래픽이 더 이상 발생하지 않음을 나타내는 정보와 함께 사용자 단말의 inactivity level을 파악할 수 있는 정보 또는 다음 트래픽이 송수신될 때 까지의 시간의 기대값을 나타내는 정보가 수신된 경우, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 상기 정보를 SCRI 메시지에 함께 포함시켜 전송할 수 있다. 또한, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 T323을 시작한다.

본 발명의 실시예의 또 다른 변형으로는, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 만약 SCRI 메시지 전송이 가능하면, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 SCRI 메시지의 CN Domain Identity는 PS domain으로, SCRI Cause를 상기 트래픽 모니터링 모듈로부터 수신된 사용자 단말의 inactivity level을 파악할 수 있는 정보 또는 다음 트래픽이 송수신될 때 까지의 시간의 기대값을 나타내는 정보로 설정해 RAN으로 전송한다. 또한, 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 T323을 시작한다.

이후 613단계에서 사용자 단말의 통신 제어 모듈은 만약 RAN이 사용자 단말의 연결 모드 또는 RRC connection 상태를 변경하기 위한 메시지를 전송하면, 이에 따라 연결 모드를 변경(UE idle mode)하거나, 또는 RRC connection 상태를 변경할 수 있다.

도 7는 사용자 단말로부터 SCRI 메시지를 수신한 RAN의 동작을 나타내는 도면이다.

701단계에서 RAN은 사용자 단말로부터 SCRI 메시지를 수신한다.

703단계에서 RAN은 사용자 단말로부터 수신한 SCRI 메시지에 UE requested PS session end cause가 포함된 경우, 사용자 단말에 당분간 트래픽 전송이 없을 것으로 판단하고, 사용자의 상태를 CELL_DCH보다 전력 소모가 낮은 다른 상태(CELL_FACH, CELL_PCH/URA_PCH, 또는 UE idle mode)로 변경하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

또는 RAN은 만약 사용자 단말로부터 수신한 SCRI 메시지에 사용자 단말의 inactivity level을 파악할 수 있는 정보 또는 다음 트래픽이 송수신될 때 까지의 시간의 기대값을 나타내는 정보가 포함된 경우(앞서 설명한 바와 같이, 상기 정보는 UE requested PS session end cause와 별도의 IE에 포함되어 수신되거나 또는 cause의 한 값의 형태로 수신될 수도 있다), RAN은 사용자 단말의 상태를 CELL_DCH에서 다른 상태로 변경할 때 inactivity level 또는 다음 트래픽이 송수신될 때 까지의 시간의 기대값을 고려할 수 있다. 예를 들면, 만약 사용자 단말로부터 수신된 정보를 기반으로 아주 높은 확률로 당분간 트래픽 송수신이 발생하지 않을 것으로 판단되는 경우(inactivity level이 높거나, 트래픽 도달 시간의 기대값이 클 때), RAN은 사용자 단말의 전력 소모를 줄이기 위해 RRC connection을 해제하고 UE idle mode로 변경하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 반면, 만약 사용자 단말로부터 수신된 정보를 기반으로 당분간 트래픽 송수신이 발생하지 않을 것으로 판단되나, 그 가능성이 높지 않은 경우(inactivity level이 낮거나, 트래픽 도달 시간의 기대값이 작을 때), RAN은 사용자 단말의 전력 소모는 줄이면서도, 이후 발생할 트래픽 전송에 필요한 연결 생성 과정의 부담을 줄이기 위해 사용자 단말의 상태를 CELL_FACH로 변경하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

상기 설명에서 RAN이 사용자 단말의 상태를 변경하는 것은 RRC 메시지를 전송함으로써 이루어질 수 있다. 705 단계에서 RAN은 사용자 단말의 상태를 CELL_DCH보다 전력 소모가 낮은 다른 상태(CELL_FACH, CELL_PCH/URA_PCH, 또는 UE idle mode)로 변경하기 위한 RRC메시지를 전송한다.

도 8은 본 발명의 사용자 단말의 구성을 간략히 나타낸 블록도이다.

도 8에 따르면, 본 발명의 사용자 단말(800)은 통신부(801) 및 제어부(803)을 포함할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 사용자 단말(800)의 제어부는 단말의 트래픽을 모니터링하기 위한 트래픽 모니터링부(805)를 구비할 수 있다. 제어부 (및 트래픽 모니터링부)는 통신부에게 상위 계층(higher layer)로 보일 수 있다. 즉, 본 발명 및 실시 예를 적용함에 있어, 통신부(통신 제어 모듈)의 상위 계층은 제어부(트래픽 모니터링부)를 지칭할 수 있다.

통신부(801)은 단말의 데이터 통신을 수행하는 모듈일 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해서 통신부(801), 통신 모듈 또는 통신 제어 모듈로 혼용될 수 있음을 명시한다.

제어부(803)는 통신부(801)를 포함한 단말(800)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해서 제어부(803), 트래픽 모니터링부(805), 트래픽 모니터링 제어 모듈 또는 트래픽 모니터링 제어모듈 들으로 혼용될 수 있다. 또는, 제어부(803)는 연결 제어부(Connection Manager)로 불릴 수도 있다.

도 8에서는 설명의 편의를 위해서 통신부(801) 및 제어부(803)만을 도시하였으나, 단말의 동작 및 기능에 따라서 다양한 모듈로 세분화되거나 하나의 모듈로 합쳐질 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 선택적으로 설계할 수 있음을 명시한다.

제어부(803)는 기지국으로부터 수신한 제어메시지에 포함된 타이머의 미리 설정된 시간 동안 상기 단말이 송신할 트래픽 발생 여부를 판단하고, 상기 판단결과 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 상기 기지국에 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 기지국에 전송하며, 상기 SCRI메시지에 대응하는 상기 기지국의 상태 변경을 위한 응답에 따라 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 변경할 수 있다.

또한 제어부(803)는, 상기 단말내에서 수행되는 어플리케이션의 트래픽 송수신 상태로부터 트래픽 발생 패턴을 수집하고, 수집한 상기 패턴을 기초로 단말이 송신할 트래픽 발생 여부를 판단할 수 있다.

또한 제어부(803)는, 상기 어플리케이션의 마지막 데이터 송수신 시점에서 임의의 타이머를 시작하여 상기 임의의 타이머의 설정된 시간이 종료될 때까지 추가 데이터 송수신이 발생하는 지 않는 경우, 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다.

또한 제어부(803)는, 상기 어플리케이션의 트래픽 송수신 간의 시간 간격이 기 설정된 문턱 값(threshold)보다 높은 경우 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다.

또한 제어부(803)는, 수집한 상기 패턴으로부터 상기 어플리케이션의 트래픽 발생 가능성을 판단하여 상기 단말의 휴지 레벨((inactivity level)을 판단할 수 있고, 상기 SCRI메시지는 상기 단말의 inactivity level을 판단할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따라서 상기 SCRI메시지는 임의의 트래픽 전송 후 다음 트래픽이 송수신 될 때까지의 시간의 기대값에 관한 정보를 포함할 수도 있다.

또한 제어부(803)는 상기 SCRI 메시지를 전송하기 위한 조건을 충족하는지 더 판단할 수 있고, 이 경우 상기 SCRI 메시지를 전송하기 위한 조건은, 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태, CS(Circuit Switched) 도메인에 연결되어있는지 여부, 상기 단말의 불연속 수신 동작(Discontinuous Reception, DRX) 설정 파라미터 또는 SCRI메시지의 전송을 위한 임의의 타이머의 실행여부 중 적어도 어느 하나를 기초로 결정될 수 있다.

도 9는 본 발명의 RAN의 구성을 간략히 나타낸 블록도이다.

도 9에서 RAN(900)은 무선 네트워크, 무선 네트워크 노드, 기지국, eNB등 통신 기능을 갖춘 네트워크 제어 노드 중 어느 것이든 해당할 수 있다. 또한 본 명세서에서는 설명의 편의상 통신부(901) 및 제어부(903)만 도시되었으나, 동작 및 기능에 따라서 다양한 모듈로 세분화되거나 하나의 모듈로 합쳐질 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 선택적으로 설계할 수 있음을 명시한다.

통신부(901)은 단말의 데이터 통신을 수행하는 모듈일 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해서 통신부(901), 통신 모듈 또는 통신 제어 모듈로 혼용될 수 있음을 명시한다.

제어부(903)는 통신부(901)를 포함한 RAN(900)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

제어부(903)는 단말로부터 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 수신하고, 상기 SCRI메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하고, 결정된 상기 단말의 무선 자원 연결 상태로 상기 단말의 상태를 변경하기 위한 RRC메시지를 상기 단말에 전송할 수 있다.

또한, 제어부(903)는 상기 휴지 레벨이 기 설정된 값보다 높은 경우, 상기 단말의 전력소모가 적은 상태로 변경할 수 있다.

또한, 제어부(903)는 상기 기대값이 기 설정된 값보다 높은 경우, 상기 단말의 전력소모가 적은 상태로 변경할 수 있다.

도 9에서는 설명의 편의를 위해서 통신부(901) 및 제어부(903)만을 도시하였으나, 단말의 동작 및 기능에 따라서 다양한 모듈로 세분화되거나 하나의 모듈로 합쳐질 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 선택적으로 설계할 수 있음을 명시한다.

한편, 본 발명의 상기 실시 예들에 있어서, 트래픽 모니터링부(805)는 사용자 단말에서 실행되는 다양한 서비스 응용의 트래픽 상태를 모니터링하고, 그에 따라 동작을 동기화(synchronize) 시키는 모률, 예를 들면 application synchronizer일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예들에 있어서, 사용자 단말에 대해 다음 트래픽(또는 패킷)이 발생(이후 발생과 도착은 동일한 의미로 사용된다)할지를 예측하는 데는 확률 분포가 사용될 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말 내부의 트래픽 모니터링부는, 트래픽(또는 패킷)이 발생할 때마다 트래픽(또는 패킷)이 발생되는 시간을 측정하고 그를 기반으로 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간에 대한 통계적인 분포를 구한다.

본 발명의 실시 예에서, 통계적인 분포를 구한다 함은, 평균과 표준편차를 구하는 것일 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에서, 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간에 대한 통계적인 분포는, 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간 간격(inter-arrival time)에 대한 통계적인 분포를 구하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서, 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간에 대한 통계적인 분포를 구하는 것은, 미리 설정된 일정 시간 간격(T라 칭함)동안 발생한 트래픽(또는 패킷)의 수(n이라 칭함)의 비율, 즉 n/T로 표현되는 arrival rate

를 구하는 것일 수 있다. 이러한 통계적인 분포들은, 현재로부터 시작하여 정해진 시간 간격을 갖는 과거를 기준으로 또는 정해진 수의 샘플을 기준으로 또는 가장 최근의 특정 갯수의 샘플을 기준으로 구하는 것일 수 있다.

즉, 상기 통계적인 분포들을 구하기 위한 트래픽(또는 패킷)의 발생을 관찰하는 창(window)는 이동(moving)하는 것을 그 특징으로 한다. 또한, 창의 크기는 설정 가능한 값을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간을 관측하고, 통계적인 분포를 구하는 것은, 사용자 단말의 모든 트래픽에 대해, 또는 각 서비스 응용 별로, 또는 PDN 연결(PDP context), 또는 IP flow별로 별도로 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서, 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간을 관측하고, 그에 대한 통계적인 분포를 구하는 것은 일부 트래픽(또는 패킷)에 대해서만 선택적으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 트래픽(또는 패킷)이 도착하는 시간을 관측하고, 그에 대한 통계적인 분포를 구하는 것은 상향링크(uplink) 트래픽과 하향링크(downlink) 트래픽을 구분하여 이루어지거나, 또는 별도로 구분되어 이루어질 수 있다. 한편, 만약 사용자 단말에서 트래픽(패킷)들에 대해 동기화 기능이 적용되는 경우, 상기 트래픽(패킷)의 도착 시간에 대한 통계적인 분포를 구하는 것은, 동기화 기능을 적용한 결과에 따른 트래픽(또는 패킷)에 대해 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 통계적인 분포를 구할 때, 트래픽(또는 패킷)의 발생 프로세스(process)가 포아송 도착 프로세스(Poisson arrival process)를 따른다고 가정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 상기 통계적인 분포를 구할 때, 발생하는 트래픽(또는 패킷)의 시간 간격은 지수 분포(exponential distribution)을 따른다고 가정할 수 있다.

사용자 단말의 트래픽 모니터링부는 트래픽(또는 패킷)이 하나 발생(송신 또는 수신)되면, 미리 구해진 트래픽(또는 패킷)의 도착 시간에 대한 통계적인 분포에 따라, 일정 시간(t라 칭한다)동한 다음 번 트래픽(또는 패킷)이 m번(또는 m개) 발생할 확률이 P보다 낮으면, 트래픽(또는 패킷)이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다.

여기서 다음번 트래픽이 발생할 확률 P는 다음의 [수학식 1]을 이용하여 구할 수 있다.

상기 [수학식 1]을 이용하여 P를 계산하고, 계산된 P와 미리 설정된 기준값 p를 비교하고, 만약 작거나(또는 작거나 같으면) 트래픽(또는 패킷)이 발생할 확률이 낮다고 판단할 수 있다. 특히 상기 수학식을 이용하여 P를 계산할 때 m의 값으로는 1이 사용될 수 있다. 이 판단에 따라, 사용자 단말은 PS data 세션이 종료되었다고 판단할 수 있으며, 또한, 이를 기반으로 RRC 연결 상태를 변경하기 위한 동작, 즉 SCRI 메시지를 전송하는 동작을 수행할 수 있다. 이 과정은, 사용자 단말 구조 상 상위 계층(트래픽 모니터링부)가 하위 계층(통신 제어 모듈)로 사용자 단말에 대해 데이터 송수신이 완료되었음을 알리거나, RRC 연결을 해제할 필요를 알리는 것으로 구현될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 것처럼 본 발명의 실시 예들은 3G(UTRAN)망이 아닌 다른 망, 예를 들면 LTE(E-UTRAN)망에 접속하는 사용자 단말에 대해서도 적용될 수 있다. 만약 본 발명의 실시 예들이 LTE망에 접속하는 사용자 단말에 적용될 경우, 동작이 수행되는 계층이 변경되거나(예를 들면 RRC 대신 NAS에서 연결 상태를 변경하기 위한 요청 메시지를 전송), 또는 요청에 사용되는 메시지가 변경되거나(예를 들어, RRC 계층의 SCRI 메시지 대신 UE Assistance Information 메시지 또는 RRC Release Request 메시지), 또는 본 발명의 실시 예 중 일부 단계/동작이 생략되거나 순서가 변경될 수 있다.

만약 사용자 단말이 E-UTRAN 망을 사용하는 경우, 사용자 단말은 연결 상태를 변경하기 위한 요청 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다. 이 동작은, 본 발명의 실시 예들에 따라, 상위 계층(트래픽 모니터링부 또는 NAS 계층)이 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, 사용자 비활동, 또는 RRC 연결 해제가 필요함을 알리는 정보 중 적어도 하나 이상을 통신 제어부(RRC 계층)에 알린 경우에 수행될 수 있다.

상위 계층에서, 상기 정보 중 하나 이상을 알릴지 결정하는 것은 본 발명의 실시 예들에 의해 결정될 수 있다. 사용자 단말은 요청 메시지로 UE Assistance Information 메시지를 사용할 수 있으며, 이 메시지에는 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, RRC 연결 해제가 필요함, 사용자 비활동, 또는 저전력소모가 필요함을 알리는 정보 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

사용자 단말로부터 상기 정보를 포함한 메시지를 수신한 기지국은, 사용자 단말에 대해 RRC 연결을 해제하기 위한 동작, 즉, RRC connection release 메시지를 사용자 단말에 전송하고, MME로 UE context를 release해달라는 요청 메시지를 전송할 수 있다. 한편, 상기 UE Assistance Information은 RRC connection release request 메시지로 대치될 수 있다.

또는, 상기 정보는 사용자 단말이 기지국으로 전송하는 별도의 제어 메시지가 아니라, 사용자 단말이 사용자 데이터(user plane data) 패킷을 전송할 때 사용하는 헤더 또는 제어 요소(Control Element)에 포함될 수 있다. 한편, 기지국은 상기 RRC 연결을 해제하는 동작을 수행하는 것을 사용자 단말에 대한 user plane 데이터 송수신이 종료될 때 까지 연기할 수 있다.

상시 실시 예의 변형으로, 만약 사용자 단말이 E-UTRAN 망을 사용하는 경우, 사용자 단말은 연결 상태를 변경하기 위한 요청 메시지를 MME로 전송할 수 있다. 이 동작은, 본 발명의 실시 예들에 따라, 상위 계층(트래픽 모니터링부)이 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, 사용자 비활동, 또는 RRC 연결 해제가 필요함을 알리는 정보 중 적어도 하나 이상을 통신 제어부(NAS 계층)에 알린 경우에 수행될 수 있다.

상위 계층에서, 상기 정보 중 하나 이상을 알릴지 여부를 결정하는 것은 본 발명의 실시 예들에 의해 결정될 수 있다. 사용자 단말은 요청 메시지로 NAS 메시지를 사용할 수 있으며, 이 메시지에는 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, RRC 연결 해제가 필요함, 사용자 비활동, 또는 저전력소모가 필요함을 알리는 정보 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

본 발명의 한 실시 예에서, 상기 NAS 메시지는 EMM status 메시지일 수 있으며, 상기 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, RRC 연결 해제가 필요함, 사용자 비활동, 또는 저전력소모가 필요함을 나타내는 정보는 EMM cause 정보 요소에 포함될 수 있다.

사용자 단말로부터 상기 정보를 포함한 NAS 메시지를 수신한 MME는, 사용자 단말에 대해 RRC 연결을 해제하기 위한 동작을 수행한다. 사용자 단말에 대해 RRC 연결을 해제하는 것은, MME가 사용자 단말과 관련된 논리적인 연결을 해제하는 것을 의미할 수 있으며, 이를 위해 MME는 기지국으로 UE context release command 메시지를 전송할 수 있다. 이 메시지에는, 연결 해제의 사유로 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, RRC 연결 해제가 필요함, 사용자 비활동, 또는 저전력소모가 필요함을 나타내는 정보 중 하나를 포함할 수 있다.

만약 기지국이 MME로부터 UE context release command 메시지를 수신하면, 기지국은 사용자 단말에 대해 RRC 연결을 해제하기 위한 동작을 수행한다. 만약 기지국이 수신한 메시지에 상기 트래픽 송수신이 종료되었음, PS data 세션이 종료되었음, RRC 연결 해제가 필요함, 사용자 비활동, 또는 저전력소모가 필요함을 나타내는 정보 중 하나가 포함된 경우, 기지국은 사용자 단말에 대한 user plane 데이터 송수신을 모두 마칠 때까지 대기한 후 RRC 연결을 해제하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

이상에서 설명된 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시 예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

800:단말
801:통신부
803:제어부
805:트래픽 모니터링부

Claims (26)

1. 무선통신시스템에서 단말의 연결상태제어방법에 있어서,
   상기 단말 내에서 수행되는 복수 개의 어플리케이션들과 연관된 복수 개의 트래픽 송수신 상태를 모니터링하는 단계;
   상기 복수 개의 트래픽 송수신 상태에 기반하여 트래픽 송수신 패턴 및 휴지 레벨(inactivity level)을 지시하는 정보를 식별하는 단계;
   상기 트래픽 송수신 패턴을 기반으로 미리 결정된 시간동안 트래픽이 발생하지 않을 것인지 여부를 판단하는 단계;
   기지국으로, 상기 판단 결과 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 상기 휴지 레벨을 지시하는 정보를 포함하는 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 기지국에 전송하는 단계; 및
   상기 SCRI 메시지에 대응하는 상기 기지국의 상태 변경을 위한 응답에 따라 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 변경하는 단계; 를 포함하는 단말의 연결상태제어방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 트래픽 송수신 패턴을 기초로 단말이 송신할 트래픽 발생 여부를 판단하는 단계는,
   상기 어플리케이션의 마지막 데이터 송수신 시점에서 임의의 타이머를 시작하여 상기 임의의 타이머의 설정된 시간이 종료될 때까지 추가 데이터 송수신이 발생하는 지 않는 경우, 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말의 연결상태제어방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 트래픽 송수신 패턴을 기초로 단말이 송신할 트래픽 발생 여부를 판단하는 단계는,
   상기 어플리케이션의 트래픽 송수신 간의 시간 간격이 기 설정된 문턱 값(threshold)보다 큰 경우 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말의 연결상태제어방법 .
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서
   상기 트래픽 송수신패턴으로부터 상기 어플리케이션의 트래픽 발생 가능성을 판단하여 상기 단말의 휴지 레벨((inactivity level)을 판단하는 단계;를 더 포함하되,
   상기 SCRI 메시지는 임의의 트래픽 전송 후 다음 트래픽이 송수신 될 때까지의 시간의 기대값에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 연결상태제어방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 판단 결과 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 상기 기지국에 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 기지국에 전송하는 단계는,
   상기 SCRI 메시지를 전송하기 위한 조건을 충족하는지 판단하는 단계;를 더 포함하되,
   상기 SCRI 메시지를 전송하기 위한 조건은,
   상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태, CS(Circuit Switched) 도메인에 연결되어있는지 여부, 상기 단말의 불연속 수신 동작(Discontinuous Reception, DRX) 설정 파라미터 또는 SCRI메시지의 전송을 위한 임의의 타이머의 실행여부 중 적어도 어느 하나를 기초로 결정되는 단말의 연결상태제어방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태는,
   Cell_DCH(Dedicated Transport channel), Cell_FACH(Forward Access Channel), Cell_PCH(Paging Channel) 또는 UE idle mode 중 하나인 것을 특징으로 하는 단말의 연결상태제어방법.
9. 무선통신시스템에 있어서 단말의 연결상태제어를 위한 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
   상기 단말로부터 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 수신하는 단계;
   상기 SCRI 메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하는 단계; 및
   결정된 상기 단말의 무선 자원 연결 상태로 상기 단말의 상태를 변경하기 위한 RRC메시지를 상기 단말에 전송하는 단계;를 포함하고,
   상기 단말의 휴지 레벨(inactivity level) 또는 임의의 트래픽 전송 후 다음 트래픽이 송수신 될 때까지의 시간의 기대값에 관한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기지국에 의해 수행되는 방법.
10. 삭제
11. 제 9항에 있어서, 상기 SCRI 메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하는 단계는,
    상기 휴지 레벨이 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 단말의 전력소모가 적은 상태로 변경하는 것인 기지국에 의해 수행되는 방법.
12. 제 9항에 있어서, 상기 SCRI 메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하는 단계는,
    상기 기대값이 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 단말의 전력소모가 적은 상태로 변경하는 것인 기지국에 의해 수행되는 방법.
13. 제 9항에 있어서, 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태는,
    Cell_DCH(Dedicated Transport channel), Cell_FACH(Forward Access Channel), Cell_PCH(Paging Channel) 또는 UE idle mode 중 하나인 것을 특징으로 하는 기지국에 의해 수행되는 방법.
14. 무선통신시스템에서 연결상태제어를 수행하는 단말에 있어서,
    데이터 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 단말 내에서 수행되는 복수 개의 어플리케이션들과 연관된 복수 개의 트래픽 송수신 상태를 모니터링하고, 상기 복수 개의 트래픽 송수신 상태에 기반하여 트래픽 송수신 패턴 및 휴지 레벨(inactivity level)을 지시하는 정보를 식별하고, 상기 트래픽 송수신 패턴을 기반으로 미리 결정된 시간동안 트래픽이 발생하지 않을 것인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단되면, 기지국에 상기 휴지 레벨을 지시하는 정보를 포함하는 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 기지국에 전송하며, 상기 SCRI 메시지에 대응하는 상기 기지국의 상태 변경을 위한 응답에 따라 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 변경하는 제어부;를 포함하는 단말.
15. 삭제
16. 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 어플리케이션의 마지막 데이터 송수신 시점에서 임의의 타이머를 시작하여 상기 임의의 타이머의 설정된 시간이 종료될 때까지 추가 데이터 송수신이 발생하는 지 않는 경우, 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말.
17. 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 어플리케이션의 트래픽 송수신 간의 시간 간격이 기 설정된 문턱 값(threshold)보다 큰 경우 트래픽이 발생하지 않을 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말.
18. 삭제
19. 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
    수집한 상기 트래픽 송수신 패턴으로부터 상기 어플리케이션의 트래픽 발생 가능성을 판단하여 상기 단말의 휴지 레벨((inactivity level)을 판단하되,
    상기 SCRI 메시지는 임의의 트래픽 전송 후 다음 트래픽이 송수신 될 때까지의 시간의 기대값에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
20. 제 14항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 SCRI 메시지를 전송하기 위한 조건을 충족하는지 더 판단하되,
    상기 SCRI 메시지를 전송하기 위한 조건은,
    상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태, CS(Circuit Switched) 도메인에 연결되어있는지 여부, 상기 단말의 불연속 수신 동작(Discontinuous Reception, DRX) 설정 파라미터 또는 SCRI메시지의 전송을 위한 임의의 타이머의 실행여부 중 적어도 어느 하나를 기초로 결정되는 단말.
21. 제 14항에 있어서, 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태는,
    Cell_DCH(Dedicated Transport channel), Cell_FACH(Forward Access Channel), Cell_PCH(Paging Channel) 또는 UE idle mode 중 하나인 것을 특징으로 하는 단말.
22. 무선통신시스템에서 단말의 연결상태제어를 위한 기지국에 있어서,
    데이터통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 단말로부터 시그널링 연결 해제 지시(SCRI, Signaling Connection Release Indication) 메시지를 수신하고, 상기 SCRI 메시지에 포함된 상기 단말의 트래픽 발생에 관한 정보에 기초하여 상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태를 결정하고, 결정된 상기 단말의 무선 자원 연결 상태로 상기 단말의 상태를 변경하기 위한 RRC메시지를 상기 단말에 전송하는 제어부;를 포함하고,
    상기 단말의 휴지 레벨((inactivity level) 또는 임의의 트래픽 전송 후 다음 트래픽이 송수신 될 때까지의 시간의 기대값에 관한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 기지국.
23. 삭제
24. 제 22항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 휴지 레벨이 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 단말의 전력소모가 적은 상태로 변경하는 것을 특징으로 하는 기지국.
25. 제 22항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기대값이 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 단말의 전력소모가 적은 상태로 변경하는 기지국.
26. 제 22항에 있어서,
    상기 단말의 무선 자원 연결(RRC connected) 상태는,
    Cell_DCH(Dedicated Transport channel), Cell_FACH(Forward Access Channel), Cell_PCH(Paging Channel) 또는 UE idle mode 중 하나인 것을 특징으로 하는 기지국.

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