KR20060091781A - 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격조절 방법 - Google Patents

Abstract

본원발명은 이동통신 단말기의 통화 대기 시간 증가를 위한 방법에 관한 것으로서, 네트워크의 트래픽 정보로부터 얻을 수 있는 호지연(call delay) 값을 근거로 PICH(Paging Indication Channel) 시간간격(timing interval)을 조정하여 이동통신 단말기의 슬립(sleep) 시간을 늘려, 이통통신 단말기의 전체 대기 시간을 늘릴 수 있도록 하는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법에 관한 것이다.

상술한 본원발명은 이동통신 시스템에서의 페이징 인디케이션 채널(PICH) 검색 주기 설정방법에 있어서, 상기 PICH 검색 주기 설정을 위한 평균 호 지연(average call delay) 값을 검출하는 제1과정과, 상기 이동통신 시스템의 임계 호 지연값을 검출하는 제2과정과, 상기 제1과정의 평균 호 지연 값을 상기 제2과정에서 검출된 임계 호 지연 값과 비교하여 상기 평균 호 지연 값이 큰 경우에는 이동통신 단말기의 슬립 주기를 작게 설정하고, 상기 평균 호 지연 값이 작은 경우에는 이동통신 단말기의 슬립 주기를 크게 설정하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

PICH, PICH timing interval, 슬립시간, 호지연

Description

이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법{A method for controlling the PICH time interval in the mobile communication terminal}

도1은 이동통신 단말기의 대기 상태의 전류소모를 나타내는 그래프이고,

도2는 본원발명에 따르는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 시간 간격 조절 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이며,

도3은 상기 도2의 본원발명의 처리과정의 일 실시예를 나타내는 순서도이고,

도4는 도3의 순서도에서 설정되는 임계 호지연 시간과 이동통신 단말기의 슬립주기 설정을 위한 상관관계를 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명

1 : 슬립 사이클(SLEP CYCLE) 2 : 페이징슬롯 RX

4 : 평균 RX 전류 5 : RX 전류 변화치

6 : 평균 슬립 전류 7 : 슬립전류변화치

본원발명은 이동통신 단말기의 대기 시간 증가를 위한 방법에 관한 것으로 서, 네트워크의 트래픽 정보로부터 얻을 수 있는 호지연(call delay) 값을 근거로 PICH(Paging Indication Channel) 시간간격(timing interval)을 조정하여 이동통신 단말기의 슬립(sleep) 시간을 늘려서 이통통신 단말기의 전체 대기 시간을 늘릴 수 있도록 하는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법에 관한 것이다.

상술한 PICH 기능은 이동통신 단말기의 슬롯모드 기능과 연동된다.

이동통신 단말기의 슬롯모드 기능은 기지국이 위성으로부터 수신된 시간을 주기적으로 이동통신 단말기에 내려주기 때문에 이동통신 단말기에 표시되는 시간이 위성의 시간과 일치한다는 것에서 비롯된다. 물론 기지국으로부터 전파가 잔달되어 오는 시간만큼은 이동통신 단말기 시간이 늦을 수 있으나 전파가 1마이크로초에 0.3Km를 전달된다는 것을 고려할 때 기지국으로부터 10Km 떨어져 있다 하더라도 약33마이크로초 이상 시간 오차가 발생하지 않는 다는 것을 알 수 있다. 이 시간 오차는 호출채널의 한 프레임이 20msec라는 것을 고려하면 무시할 만큼 매우 정확한 시간이다. 이렇게 기지국과 이동통신 단말기가 정확한 시간을 유지한다면 서로간에 정해진 시간에만 기지국이 이동통신 단말기를 호출하기로 약속이 가능하며, 이에 따라 이동통신 단말기는 정해진 시간 이외에는 시계 기능을 제외한 대부분 기능의 H/W 전원을 off하도록 하여 배터리 소모 전력을 획기적으로 절감할 수 있게 되는 것이다. 이러한 기능을 슬롯모드라고 하며, 기지국과 이동통신 단말기간에 정해진 시간 주기는 슬롯 사이클 인덱스(Slot Cycle Index)로 표현한다. 상술한 슬롯 사이클 인덱스에 의한 슬롯 사이클(SLOT CYCLE)은 '슬롯사이클(sec)=0.64*2^N'로 표현된다. 여기서 N은 상술한 슬롯사이클 인덱스를 의미하며 정수 값을 가진다.

종래기술에서의 IS-95A 방식에서의 이동통신 단말기는 슬롯모드에 의하여 지정된 매 시간(슬롯 인덱스 2일 때 약2.6sec(초))마다 160 ~ 240msec(이동통신 단말기가 깨어나는 시간 포함) 동안 수신회로를 동작시켜 호출채널의 신호를 복조하여 자신의 호출여부를 파악하도록 하고 있다.

그러나, 160 ~ 240msec도 짧은 시간은 아니기 때문에 IS-95C(IS-2000)에는 긴급호출(Quick paging) 기법을 사용한다. 상술한 긴급 호출 채널은 이동통신 단말기에서 가장 간단히 복조할 수 있도록 어떠한 채널코딩도 이루어지지 않으며 2400bps 또는 4800bps의 속도로 OOK(On-Off Keying) 변조가 이루어진 후 확산변조 되어 가장 간략한 구조로 채널 구성이 이루어진다. 그리고, 이동통신 단말기 복조부에서는 복조기의 최소 회로만을 동작시켜 자신을 호출하기 위한 신호(에너지) 유ㆍ무만을 파악하는 간단한 구조로서 구성된다.

긴급 호출채널(Quick paging channel)은 80msec 슬롯과 한 개의 슬롯은 768(48700bps)개 또는 384(2400bps 에서)개의 호출 지시자(Paging Indicator) 및 설정변경 지시자(Configuration Change Indicator)로서 구성되며 각각의 호출 지시자는 특정한 이동통신 단말기에 대하여 2개씩 할당이 된다.

따라서, 이동통신 단말기는 슬롯모드에 의하여 자신에게 지정된 긴급 호출 채널 슬롯내에서 자신에게 할당된 2개의 호출지시자만을 확인함으로서 긴급 호출 채널 20msec 뒤의 호출 채널이나 공통 제어 채널 복조의 필요성을 파악하게 되는 것이다.

따라서, 이동통신 단말기는 호출채널이나 공통 제어 채널을 매 슬롯마다 주시할 필요 없이 슬롯 모드에 의하여 지정된 긴급 호출 채널 슬롯의 80msec 프레임내에서 자신에게 지정된 호출 지시자에서 OOK(On-Off Keying) 신호의 에너지 존재 유무만을 주시하여 20msec 뒤의 호출 채널이나 공통 제어 채널에서 기지국이 자신을 호출하는지 여부를 파악하여 호출 채널 및 공통 제어 채널의 주시 필요성을 판단하게 된다.

이동통신 단말기는 매 호출 채널의 슬롯마다 살아나서 호출 채널 또는 공통 제어 채널에 자신과 관련된 메시지가 있는지 여부를 매번 파악하지 않아도 됨으로 수신대기 상태에서의 이동통신 단말기 배터리 수명을 IS-95A 대비 2배 이상 연장할 수 있게 된다.

호출지시채널(PICH : Paging Indication Channel)은 확산계수 256으로 고정되어 10msec 프레임 내에 300bit로 구성되며 앞의 288 비트가 호출 지시자로 사용된다.

즉, 호출지시자에 의하여 지정된 이동통신 단말기는 뒤이어 수신되는 순방향 이차 공통 제어 재널(S-CCPCH : Secondary Common Control Physical Channel)에 자신에 관련 정보가 포함되었음을 인식하여 슬롯모드에서 깨어나서 채널 검색을 시작하여야 한다.

즉, 상술한 바와 같이 이동통신 단말기는 통화가 이루어지지 않은 상태에서 는 주기적으로 슬립(sleep) 상태와 RX(downlink) PCH(Paging Channel) decode 상태를 반복하게 된다. PCH는 전송채널로서 이차 공통 제어 채널로 매핑되어 전송되며, PI(Paging Indicatior)가 검출되면 단말기는 이차 공통 제어 재널(S-CCPCH)의 페이징 메시지를 디코드(decode)하게 된다. 도1에서와 같이 PI가 발생하는 주기가 길면 길수록 단말기가 슬립(sleep)상태가 길어지므로, 배터리 대기 시간이 더 길어진다. 하지만, 긴 PI주기는 호 실패(call Missing) 확률을 증가시킨다. 따라서, 현재 이동통신망의 경우 1.28sec 또는 2.56sec의 DRX(Discontinuous RX) 사이클(cycle)을 가지며(즉, 1.28sec 또는 2.56sec의 PI 발생 주기를 가지며), 이는 네트워크 사정에 따라 미리 설정되어진 값으로 정해져 있다.

따라서, 상술한 종래기술의 경우에는 PI의 주기가 고정되어 있으므로 셀(CELL)상태에 따라 DRX 사이클을 적응적으로 PI발생 주기를 변경하여 송출하지 못하는 문제점을 가진다.

따라서, 본원발명은 상술한 종래기술에서의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 휴대용 이동통신 단말기의 통화 대기 시간을 늘리기 위해, 단말기가 현재 연결되어 있는 Cell 상태에 따라 DRX cycle을 종래 방법과 같이 미리 정해진 주기를 가지는 것이 아니라, 적응적으로, PI의 발생 주기를 변경하여 송출함으로써 이동통신 단말기의 통화대기 시간을 늘릴 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 통화대기 시간 연장을 위한 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명은, 이동통신 시스템에서의 페이징 인디케이션 채널(PICH)주기 설정방법에 있어서, 상기 PICH 주기 설정을 위한 평균 호 지연(average call delay) 값을 검출하는 제1과정과, 상기 이동통신 시스템의 임계 호 지연값을 검출하는 제2과정과, 상기 제1과정의 평균 호 지연 값을 상기 제2과정에서 검출된 임계 호 지연 값과 비교하여 상기 평균 호 지연 값이 큰 경우에는 이동통신 단말기의 슬립 주기를 작게 설정하고, 상기 평균 호 지연 값이 작은 경우에는 이동통신 단말기의 슬립 주기를 크게 설정하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 처리과정 중 상기 제1과정에서 검출되는 상기 평균 호 지연 시간은

에 의해 구해지며,

여기서

A = 총 통화 트래픽 세기(total offered traffic intensity)

C = 총채널수(total number of channels)

H = 평균 통화 시간(average duration of a call)

D = 평균 호 지연(average delay)인 것을 특징으로 한다.

상술한 제3과정에서 상기 평균 호 지연 시간에 따른 슬립 사이클은 TsN(슬립 사이클) = 0.64*2^N 으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제3과정에서 상기 평균 호 지연 시간 Ts와 상기 임계 호 지연 값은 평균 호 지연 시간(D)의 값을 상기 셀의 임계 호 지연 시간과 비교하여 평균 호 지연 시간D가 Dt(N-K-2)와 Dt(N-k-1) 사이에 존재하는 경우 슬롯 사이클은 Ts(k+1)의 값을 가지도록 설정되며 여기서 k는 0, 1, 2, 3, ...., N-1값을 가지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본원발명을 더욱 상세히 설명한다.

도1은 이동통신 단말기의 대기 상태의 전류소모를 나타내는 그래프이다.

도1에 도시된 바와 같이 이동통신 단말기는 대기 상태에서는 평균슬립전류(6)를 소모하는 상태를 유지하다가, 페이징 신호의 검출을 위해 구동되어 RX전류변화치(5)의 전류 변동을 보이며, 다시 슬립모드로 진입하여 평균슬립전류(6)를 소모하는 상태가 된다.

도1에서 도면부호 2는 페이징RX 슬롯을 나타내며, 1은 슬립사이클(SLEEP CYCLE)을, 도면부호 4는 평균 RX 전류 값을, 7은 슬립전류변화치를 나타낸다. 그리고, 페이징RX 스롯이 나타나는 주기를 종래기술의 슬롯사이클이라 하며, 슬롯사이클은 상술한 바와 같이 0.64*2^N으로 표시되고, 여기서 N은 슬롯 사이클 인덱스로서 정수 값을 가진다.

본원발명은 상술한 슬롯 사이클을 현재 셀의 트래픽 정보를 이용하여 적응적 으로 변화시킬 수 있도록 하는 방법을 제공하게 된다. 즉, 본원발명은 셀(CELL)의 GOS(GRADE OF SERVICE)의 지표인 얼랑C(Erlang C) 공식을 이용하여 호 지연과 평균 호 지연(D)을 구한 후 이를 셀(cell) 특성에 맞게 정해지는 임계 호 지연 값(Dt1, Dt2, ..., Dt(N-1))과 비교하여 임계 호 지연 값이 큰 경우에는 슬롯 사이클을 작게하고, 임계 호 지연 값이 작은 경우에는 슬롯 사이클을 크게 하여 달성된다.

상술한 Erlang C공식에 의한 호 지연 및 평균 호 지연은 다음의 수학식1로 나타내어 진다.

로 표현되며

여기서,

A = 총 수행되는 통화 트래픽 세기(total offered traffic intensity)

C = 총채널수(total number of channels)

H = 평균 통화 시간(average duration of a call)

D = 평균 호 지연(average delay)을 나타낸다.

상술한 수학식1에 의하여 호지연 시간(Pr)과 평균 호 지연 시간(D)이 셀 마다 계산되어 질 수 있다.

그리고, 본원발명의 슬립 사이클은 종래기술의 슬립 주기에서와 같이 다음의 수학식2로 나타내어 진다.

TsN(슬립 사이클) = 0.64*2^N

수학식2에서 N은 슬립 사이클 인덱스로서 N=0, 1, 2, 3, .... N의 값을 가진다.

그리고, 상술한 바와 같이 호 지연을 결정하는 임계 호 지연시간은 Dt1, Dt2, ..., Dt(N-1)로 표시된다.

따라서, 본원발명의 페이징 지시 채널의 시간 간격으로서의 슬롯 사이클 TsN은 호지연 시간D가 Dt1보다 작은 경우에 설정되며, 슬롯 주기 Ts1은 평균 호지연 시간D가 Dt(N-1)과 Dt(N-2) 사이의 값을 가지는 경우 슬롯 주기로 설정되는 관계를 가짐으로써 평균 호 지연 시간에 따라 PI슬롯의 발생 주기를 적응적으로 설정할 수 있게 되는 것이다.

도2는 본원발명의 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 시간 간격 조절 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본원발명은 먼저, 상술한 수학식1의 Erlang C 공식에 의해 평균 호 지연 시간을 연산한다(S1).

다음으로 슬롯 사이클 TsN에 대하여 상기 셀의 임계 호 지연 시간 Dt1 내지 Dt(N-1)을 설정한다. 상술한 셀의 임계 호 지연 시간(threshold level D) Dt1 내지 Dt(N-1)은 셀 특성상 실험치에 의해 정해지는 것으로서 각 셀의 특성에 따라 달라지게 된다(S2).

이 후, S1과정에서 구한 셀의 평균 호 지연 시간(D)의 값을 상기 셀의 임계 호 지연 시간과 비교하여 평균 호 지연 시간D가 Dt(N-K-2)와 Dt(N-k-1) 사이에 존재하는 경우 슬롯 사이클은 Ts(k+1)의 값을 가지도록 설정한다. 여기서 k는 0, 1, 2, 3, ...., N-1값을 가질 수 있다. 즉, 슬롯 사이클 Ts는 평균 호 지연 시간(D)이 길면 짤아 지게 되며, 평균 호 지연 시간(D)가 짧아지면 길어지도록 하여 적응적으로 PI(Paging Indicator) 시간 간격을 설정할 수 있게 된다(S3).

도3은 본원발명의 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 시간 간격 조절 방법의 처리과정의 일 실시예로서 슬립 사이클 인덱스 N이 4인 경우에서의 적응적 PI슬롯 발생 주기를 나타내는 도면이다.

도3을 참조하여 도2의 처리과정을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같디.

먼저, 도3의 경우 N이 4인 경우로서 상술한 수학식2에 의하여 슬롯 사이클(주기)은 Ts4 = 5.12초(sec), Ts3 = 2.56초(sec), Ts2 = 1.28초(sec), Ts1 = 0.64초(sec)로 설정된다. 그리고, 셀의 임계 호 지연 시간 Dt는 셀의 특성에 따라 셀마다 Erlang C 공식에 의해 정해지는 것으로서, 도3의 처리과정에서는 N=4이므로 Dt1, Dt2, Dt3으로 설정된다. 여기서 상술한 바와 같이 Ts1 < Ts2 < Ts3 < Ts4인 관계를 가지며 상술한 Dt1, Dt2, Dt3는 Dt1< Dt2 < Dt3 인 관계를 가진다. 도4에는 슬립 사이클과 임계 호 지연 사이의 관계가 도시되어 있다.를 나타내는 도면이다.

상술한 조건에서 본원발명의 일 실시예예 따르는 처리과정은 먼저, 수학식1 을 이용하여 평균 호 지연 시간(D)를 산출한다(S11).

다음으로 S1과정에서 산출된 평균 호지연 시간(D)를 셀의 임계 호 지연 시간 중 Dt1보다 작은 지를 판단한다(S12).

S12 과정의 판단 결과, S1과정에서 산출된 평균 호지연 시간(D)를 셀의 임계 호 지연 시간 중 Dt1보다 작은 경우에는 슬립 사이클을 Ts4 = 5.12초로 설정한 후 처리과정을 종료한다(S13).

이와 달리, S12과정의 판단 결과, S1과정에서 산출된 평균 호저연 시간(D)이 셀의 임계 호 지연 시간 Dt1보다 큰 경우에는 평균 호 지연 시간이 Dt1과 Dt2의 사이값을 가지는 지를 판단한다(S14).

S14과정의 판단 결과, 평균 호 지연 시간이 Dt1과 Dt2의 사이값을 가지는 경우에는 슬립 사이클을 Ts3 = 2.56초로 설정한 후 처리과정을 종료한다(S15).

S15과정의 판단 결과, 평균 호 지연 시간이 Dt1과 Dt2의 사이값을 넘어서는 경우에는 다시 평균 호 지연 시간이 Dt2과 Dt3의 사이값을 가지는 지를 판단한다(S16).

S16과정의 단단 결과, 평균 호 지연 시간이 Dt2과 Dt3의 사이값을 가지는 경우에는 슬립 사이클을 Ts2 = 1.28초로 설정한 후 처리과정을 종료한다(S17).

이와 달리 S16과정의 판단 결과, 평균 호 지연 시간이 Dt2과 Dt3의 사이값을 초과하는 경우, 즉, Dt3보다 큰 경우에는 슬립 사이클을 Ts1 = 0.64초로 설정한후 처리과정을 종료한다(S18).

상술한 본원발명의 처리과정에 의해서 이동통신 단말기는 호 지연 값이 큰 경우에는 슬립 사이클을 작게하고, 호 지연 시간이 작은 경우에는 슬립 사이클을 크게 함으로써 셀의 상태에 따라 적응적으로 페이징 인디케이션 채널에 대한검색을 수행할 수 있게 되며, 이로 인해 불필요한 배터리의 사용을 억제함으로써 통화대기 시간을 연장시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 이동통신 시스템에서의 페이징 인디케이션 채널(PICH)주기 설정방법에 있어서,

   상기 PICH 주기 설정을 위한 평균 호 지연(average call delay) 값을 검출하는 제1과정과,

   상기 이동통신 시스템의 임계 호 지연값을 검출하는 제2과정과,

   상기 제1과정의 평균 호 지연 값을 상기 제2과정에서 검출된 임계 호 지연 값과 비교하여 상기 평균 호 지연 값이 큰 경우에는 이동통신 단말기의 슬립 주기를 작게 설정하고, 상기 평균 호 지연 값이 작은 경우에는 이동통신 단말기의 슬립 주기를 크게 설정하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법.
2. 재1항에 있어서, 상기 제1과정에서 검출되는 상기 평균 호 지연 시간은

   

   

   에 의해 구해지며,

   여기서

   A = 총 통화 트래픽 세기(total offered traffic intensity)

   C = 총채널수(total number of channels)

   H = 평균 통화 시간(average duration of a call)

   D = 평균 호 지연(average delay)인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3과정의 평균 호 지연 시간에 따른 슬립 사이클은 TsN(슬립 사이클) = 0.64*2^N 으로 설정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제3과정에서 상기 평균 호 지연 시간 Ts와 상기 임계 호 지연 값은 평균 호 지연 시간(D)의 값을 상기 셀의 임계 호 지연 시간과 비교하여 평균 호 지연 시간D가 Dt(N-K-2)와 Dt(N-k-1) 사이에 존재하는 경우 슬롯 사이클은 Ts(k+1)의 값을 가지도록 설정되며 여기서 k는 0, 1, 2, 3, ...., N-1값을 가지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 페이징 지시 채널 검색 시간 간격 조절 방법.

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