KR20070024302A - 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 패킷 서비스를 제공하는 셀룰러 시스템에서, 휴지 상태의 단말기의 수면 모드 동작을 제어한다. 셀룰러 시스템은 단말기에 제공하는 패킷 서비스의 서비스 품질에 따라 비연속 수신(DRX) 주기를 결정하고, 결정한 DRX 주기에 따라 수면 모드를 운용한다. 그리고 셀룰러 시스템은 수면 모드를 얕은 수면 기간과 깊은 수면 기간으로 나누어서 운용한다. 이와 같이 하면, 단말기로의 페이징 지연과 단말기의 전력 소모를 줄일 수 있다.
3GPP, 수면 모드, DRX 주기, 셀룰러, 패킷 서비스, QoS, 저전력

Description

셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치 및 제어 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTRLLING SLEEP MODE IN CELLULAR SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 관리하는 단말기의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 패킷 서비스에서 패킷 데이터의 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치의 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 단말기를 전송 상태에서 대기 상태로 천이하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 패킷 데이터의 발생과 단말기의 상태 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 단말기를 활성 상태에서 휴지 상태로 천이하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 수면 모드 동작을 나타내는 도면이다.
본 발명은 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 특히 3GPP(3rd generation partnership project) 시스템에서의 수면 모드 제어 방법에 관한 것이다.
셀룰러 시스템은 단말기의 전력 소모를 줄이기 위해서 단말기가 송수신할 데이터가 존재하지 않는 경우에 단말기를 휴지 상태로 천이하여 수면 모드로 동작하게 한다. 수면 모드 동작 중에 단말기는 일정한 주기마다 존재하는 페이징 시기에서 깨어나서 페이징 채널을 확인하고, 휴지 상태가 아닌 다른 상태로 천이하지 않는 경우에는 다시 동일한 주기로 수면 모드 동작을 수행한다.
그런데, 셀룰러 시스템은 회선 서비스 이외에 다양한 패킷 서비스를 제공하는 시스템으로 진화하고 있다. 회선 서비스에서는 단말기가 제공되는 서비스의 종료 시점을 명확히 인지할 수 있어서 수면 모드 동작이 쉬웠지만, 패킷 서비스에서는 버스트(burst)한 패킷 데이터의 특성에 따라 서비스의 종료 시점을 명확히 인지하기가 어려워서 단말기가 수면 모드 동작을 쉽게 수행할 수 없다. 또한, 패킷 서비스에서는 서비스 별로 다양한 서비스 품질(quality of service, 이하, "QoS"라 함)을 가지거나 단말기 별로 등급(capability)에서 제공 가능한 서비스의 차이가 있으므로, 단말기가 고정된 페이징 시기마다 깨어나서 페이징 채널을 확인하는 경우에는 페이징 지연이 발생하거나 전력 소모가 증가할 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패킷 서비스의 형태 또는 단말기의 등급(capability)에 따라 수면 모드 동작을 결정할 수 있는 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 패킷 서비스의 서비스 품질에 따라 수면 모드 파라미터를 결정한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 셀룰러 시스템에서 단말기의 수면 모드를 제어하는 방법이 제공된다. 이 제어 방법은, 상기 단말기에 제공하는 패킷 서비스의 서비스 품질 및 상기 단말기의 등급 중 적어도 하나에 따라 제1 수면 모드 파라미터를 설정하고, 활성 상태의 상기 단말기를 휴지 상태로 천이한다. 그리고 이 제어 방법은, 상기 수면 모드에서 상기 제1 수면 모드 파라미터에 의해 결정되는 시기가 경과할 때마다 상기 단말기가 페이징 채널 모니터링 기간을 수행하도록 제어한다.
이때, 상기 제1 수면 모드 파라미터는 비연속 수신(discontinuous reception, DRX) 주기를 결정하는 파라미터를 포함하며, 상기 수면 모드에서 상기 DRX 주기가 경과할 때마다 상기 페이징 채널 모니터링 기간이 수행될 수 있다.
그리고 상기 수면 모드는 얕은 수면 기간과 상기 얕은 수면 기간보다 드물게 상기 페이징 채널 모니터링 기간이 수행되는 깊은 수면 기간으로 나누어져 운용될 수 있다.
이때, 상기 얕은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기는 소정 기간이 경과할 때마다 증가할 수 있다. 또는 상기 제1 수면 모드 파라미터는 DRX 주기 증가값 및 DRX 주기 증가 계수를 더 포함하며, 상기 얕은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기가 제1 DRX 주기에서 제2 DRX 주기로 증가할 때, 상기 제2 DRX 주기는 상기 DRX 주기 증가값에 상기 DRX 주기 증가 계수를 곱한 값에 상기 제1 DRX 주기를 더한 값에 의해 결정될 수 있다.
또한, 상기 제1 수면 모드 파라미터는 DRX 주기 유지 상수를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 얕은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기는 상기 DRX 주기 유지 상수가 나타내는 기간 동안에는 동일한 값을 가지며, 상기 소정 기간은 상기 DRX 주기 유지 상수가 나타내는 기간이다.
그리고 상기 패킷 서비스의 서비스 품질 및 상기 단말기의 능력 중 적어도 하나를 고려한 상기 단말기와의 시그널링을 통하여 상기 제1 수면 모드 파라미터가 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 단말기에 다양한 패킷 서비스를 제공하는 셀룰러 시스템에서 상기 단말기를 제어하는 방법이 제공된다. 이 제어 방법은, 상기 단말기에 제공되는 패킷 서비스의 세션을 종료하고 상기 단말기를 휴지 상태로 천이한다. 그리고 이 제어 방법은, 상기 단말기가 제1 수면 기간에서 동작하도록 제어하고, 상기 단말기가 상기 제1 수면 기간보다 드물게 페이징 채널을 모니터링하는 제2 수면 기간에서 동작하도록 제어한다.
이때, 상기 제1 수면 기간 동안 상기 단말기는 제1 주기가 경과할 때마다 상기 페이징 채널을 모니터링하고, 상기 제1 주기는 상기 제1 수면 기간이 경과함에 따라 증가할 수 있다. 그리고 상기 제2 수면 기간 동안 상기 단말기는 상기 제1 주 기보다 긴 제2 주기가 경과할 때마다 상기 페이징 채널을 모니터링하고, 상기 제2 수면 기간은 상기 제1 수면 기간이 종료된 후에 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말기에 다양한 패킷 서비스를 제공하는 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치가 제공되며, 이 수면 모드 제어 장치는 상태 제어부와 파라미터 설정부를 포함한다. 상기 상태 제어부는 상기 단말기를 활성 상태에서 휴지 상태로 천이하며, 상기 휴지 상태에서 상기 단말기가 수면 모드 동작을 수행하도록 상기 단말기를 제어한다. 그리고 상기 파라미터 설정부는 상기 단말기가 상기 휴지 상태로 천이될 때, 상기 단말기에 제공된 패킷 서비스의 서비스 품질에 기초하여 상기 단말기의 상기 수면 모드 동작에 필요한 적어도 하나의 파라미터를 설정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 수면 모드 제어 장치를 포함하는 셀룰러 시스템의 기지국이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 시스템으로부터 다양한 패킷 서비스를 제공받는 단말기에서 수면 모드 동작을 수행하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 상기 패킷 서비스의 서비스 품질에 따라 결정된 수면 모드 파라미터를 수신하고, 제1 수면 기간 동안 상기 수면 모드 파라미터에 의해 결정되는 제1 주기가 경과할 때마다 페이징 채널을 모니터링한다. 그리고 이 방법은, 상기 수면 모드 파라미터에 의해 설정된 제1 수면 기간이 종료한 후 제2 수면 기간 동안, 상기 수면 모드 파라미터에 의해 결정되는 제2 주기가 경과할 때마다 페이징 채널을 모니터링한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치 및 제어 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템은 핵심망(100) 및 적어도 하나의 무선망 서브시스템(200)을 포함하며, 일련의 무선망 서브시스템(200)은 서로 인터페이스를 통하여 연결되어 무선 접속망(200a)을 형성한다. 이러한 무선 접속망(200a)은 핵심망(100)에 연결되어 있으며, 무선망 서브시스템(200)은 무선 자원 제어기(210)와 이 무선 자원 제어기(210)의 제어 하에 있는 적어도 하나의 기지국(220)을 포함한다. 그리고 각 기지국(220)은 적어도 하나의 셀(도시하지 않음)을 관리하며, 셀 내의 단말기(300)는 해당하는 기지국(220)을 통하여 무선 접속망(200a)에 연결될 수 있다.
이때, 도 1과 달리, 셀룰러 시스템에서 무선 자원 제어기(210)가 제거될 수도 있으며, 이 경우에는 무선 자원 제어기(210)의 무선 자원 제어 기능이 핵심망(100)과 기지국(220)에 분산되어 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템이 예를 들어 3GPP의 UMTS(universal mobile telecommunication system)인 경우에, UTRAN(UMTS terrestrial radio access network)으로 무선 접속망(200a)을 형성하고, RNS(radio network subsystem)로 무선 자원 제어기(210)를 형성하고, Node B로 기지국(220)을 형성할 수 있다. 이때, UTRAN 내에서의 인터페이스는 비동기 전송 모드(asynchronous transfer mode, ATM) 방식으로 이루어진다. 그리고 단말기(300)는 USIM(UMTS subscriber identity module)과 ME(mobile equipment)로 이루어지는 UE(user equipment)에 대응할 수 있다.
아래에서는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 관리하는 단말기의 상태와 이러한 단말기의 상태를 천이하는 방법에 대해서 도 2 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 관리하는 단말기의 상태에 대해서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 관리하는 단말기의 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 패킷 서비스에서 패킷 데이터의 특성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 셀룰러 시스템은 기지국(220)에서의 무선 자원을 효율적으로 운용하기 위하여 단말기(300)에 대한 상태를 정의하여 관리한다. 구체 적으로, 셀룰러 시스템은 기지국(220)을 통하여 등록되어 있는 단말기(300)의 상태를 어태치 모드(attached mode)(10)로 정의하고, 기지국(220)을 통하여 인지할 수 없거나 핵심망(100)에 등록되어 있지 않은 단말기(300)의 상태를 디태치 모드(detached mode)(20)로 정의한다. 어태치 모드(10)의 단말기(300)는 패킷 제공 여부에 따라 활성 상태(active state)(11)와 휴지 상태(idle state)(12)로 구분된다. 이때, 활성 상태(11)의 단말기(300)는 기지국(220)의 제어를 통하여 패킷 데이터 송신 및 수신을 위한 무선 자원을 할당 받을 수 있는 상태이며, 무선 자원 점유 여부에 따라 전송 상태(11a)와 대기 상태(11b)로 구분될 수 있다. 대기 상태(11b)의 단말기(300)는 버스트한 패킷 데이터의 특성에 따라 송신 및 수신할 데이터가 없거나 별도의 이유로 대기 상태로 천이된 상태로서, 기지국(220)과 최소한의 제어 채널만을 유지하고 있다. 휴지 상태(12)의 단말기(300)는 무선 접속망(200a)에는 접속되어 있으나, 데이터 송신 또는 수신을 위한 어떠한 무선 자원도 점유하고 있지 않은 상태이다. 이러한 휴지 상태(12)의 단말기(300)는 전력 소모를 줄이기 위해 수면 모드 동작을 수행한다.
이와 같이, 셀룰러 시스템은 단말기(300)의 상태를 정의하여 관리하며, 패킷 서비스의 상태에 따라 단말기(300)의 상태를 천이시킬 수 있다. 예를 들어, 패킷 데이터의 특성에 따라 도 3과 같이 버스트(burst)하게 패킷 콜(30)이 발생할 수 있다. 패킷 콜(30)이 발생하면, 기지국(220)은 활성 상태(11)의 단말기(300)에 무선 자원을 할당하고, 할당된 무선 자원을 점유하여 단말기로 패킷 데이터를 전송한다. 이 경우에 셀룰러 시스템은 단말기(300)를 전송 상태(11a)로 정의한다. 그리고 도 3의 리딩 시간(reading time)과 같이 단말기(300)로 전송할 패킷 데이터가 없는 경우에, 셀룰러 시스템은 단말기(300)를 대기 상태로 천이할 수 있다. 또한, 단말기(300)에 대한 모든 패킷 서비스의 세션이 종료된 경우에 셀룰러 시스템은 단말기(300)를 휴지 상태(12)로 천이할 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 단말기(300)의 상태 천이를 제어하는 방법에 대해서 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치(400)의 개략적인 블록도이다. 이러한 수면 모드 제어 장치(400)는 무선망 서브시스템(200), 특히 무선망 서브시스템(200)의 기지국(220)에 형성될 수 있으며, 또는 수면 모드 제어 장치(400)의 일부 기능이 무선 자원 제어기(210)에 형성될 수도 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치(400)는 제1 파라미터 설정부(410), 상태 제어부(420) 및 제2 파라미터 설정부(430)를 포함한다. 이때, 상태 제어부(420)는 기지국(220)의 스케줄러(도시하지 않음) 내에 형성될 수 있으며, 또는 스케줄러와 별도로 형성되어 스케줄러와 정보를 교환할 수도 있다. 그리고 제1 파라미터 설정부(410)는 무선 자원 제어 기능에서 수행되고, 제2 파라미터 설정부(430)는 무선 자원 제어 기능의 도움을 받아 스케줄러에서 수행될 수 있다.
제1 파라미터 설정부(410)는 패킷 서비스의 QoS 종류 또는 단말기의 등급 별로 수면 모드 파라미터를 설정하고, 설정한 수면 모드 파라미터로 시스템 정보를 형성하여 방송 채널을 통하여 셀 전체로 방송한다. 상태 제어부(420)는 기지국 (220)의 전송 버퍼(도시하지 않음)와 단말기(300)의 전송 버퍼(도시하지 않음)에 저장되어 있는 패킷 데이터를 판단한다. 또한, 상태 제어부(420)는 무선망 서브시스템(200)과 단말기(300) 사이의 패킷 서비스 상태에 따라 단말기(300)의 상태를 제어한다. 그리고 제2 파라미터 설정부(430)는 상태 제어부(420)가 단말기(300)를 휴지 상태로 천이할 때 수면 모드 동작을 위한 수면 모드 파라미터를 설정하여 단말기(300)에 통지한다.
이때, 제1 파라미터 설정부(410)는 패킷 서비스의 QoS 종류 별로 수면 모드 파라미터를 설정하여 시스템 정보에 포함시키며, 제2 파라미터 설정부(430)는 단말기(300)에 제공된 패킷 서비스의 QoS에 따라 해당 단말기(300)에 대한 수면 모드 파라미터를 설정한다. 그리고 제1 및 제2 파라미터 설정부(410, 430)는 수면 모드 파라미터를 설정할 때 단말기(300)의 등급(capability)을 추가로 고려할 수도 있다. 이러한 수면 모드 파라미터에 의해 단말기(300)는 상대적으로 자주 페이징 채널을 모니터링하면서 얕은 수면을 취하는 얕은 수면 기간(shallow sleep duration)과 상대적으로 드물게 페이징 채널을 모니터링하면서 깊은 수면을 취하는 깊은 수면 기간(deep sleep duration)으로 나누어 수면 모드 동작을 수행할 수 있다.
구체적으로, 표 1처럼, 제1 파라미터 설정부(410)에서 설정되는 수면 모드 파라미터는 최소 DRX 주기, DRX 주기 증가 계수, DRX 주기 유지 상수, DRX 주기 증가값, 얕은 수면 기간의 길이, 깊은 수면 DRX 주기, 전송 상태 잔류 임계값 및 대기 상태 잔류 임계값을 포함할 수 있다. 그리고 제2 파라미터 설정부(430)에서 설정되는 수면 모드 파라미터는 DRX 주기 초기값, DRX 주기 증가 계수, DRX 주기 유 지 상수, DRX 주기 증가값, 얕은 수면 주기 및 깊은 수면 주기를 포함할 수 있다.
수면 모드 파라미터 정의
최소 DRX 주기 단말기의 DRX 주기 설정을 위한 계수의 최소값
DRX 주기 증가 계수 얕은 수면 기간에서 동작 중인 단말기의 DRX 주기를 증가시킬 때 증가량을 지시하기 위한 계수값
DRX 주기 증가값 얕은 수면 기간에서 동작 중인 단말기의 DRX 주기 증가량을 나타내는 값
DRX 주기 유지 상수 얕은 수면 기간에서 DRX 주기(수면 기간)을 DRX 주기 증가 계수만큼 증가시킬 때, DRX 주기를 일정하게 지속시키기 위해 카운터 또는 시간으로 설정되는 값
얕은 수면 기간의 길이 단말기가 설정된 DRX 주기 증가 계수에 따라 DRX 주기를 증가시키는 동작을 수행하는 기간
깊은 수면 DRX 주기 얕은 수면 기간이 종료되고 깊은 수면 기간의 수면 모드 동작을 위하여 설정된 DRX 주기
전송 상태 잔류 임계값 기지국과 단말기의 전송 버퍼에 전송해야 할 패킷 데이터 없이 전송 상태에 머무를 수 있는 임계값
대기 상태 잔류 임계값 제공 중인 패킷 서비스의 종료에 대한 인지가 없거나 불가능한 상태에서 대기 상태에 머무를 수 있는 임계값
다음, 이러한 수면 모드 제어 장치(400)가 단말기(300)의 상태를 천이하는 방법에 대해서 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 수면 모드 제어 장치(400)가 단말기(300)를 전송 상태에서 대기 상태로 천이하는 방법에 대해서 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5는 단말기(300)를 전송 상태(11a)에서 대기 상태(11b)로 천이하는 방법을 나타내는 흐름도이며, 도 6은 패킷 데이터의 발생과 단말기(300)의 상태 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 이때, 앞서 설명한 것처럼 전송 상태(11a)와 대기 상태(11b)는 모두 활성 상태(11)의 하부 상태이며, 이러한 활성 상태(11)에서는 단말기(300)와 무선망 서브시스템(200) 사이에 패킷 서비스를 위해 세션이 설정되어 있다.
도 5를 참고하면, 상태 제어부(420)는 기지국(220)의 전송 버퍼와 단말기(300)의 전송 버퍼에 패킷 데이터가 있는지 여부를 판단하고(S510), 전송 버퍼에 패킷 데이터가 있는 경우에 상태 제어부(420)는 도 6과 같이 단말기(300)의 상태를 전송 상태(11a)로 유지한다(S520). 전송해야 할 패킷 데이터의 전송이 완료되어서 상태 제어부(420)가 기지국(220)의 전송 버퍼와 단말기(300)의 전송 버퍼가 비어 있는 것으로 판단한 경우에, 상태 제어부(420)는 전송 버퍼가 비는 시점부터 카운트를 시작한다(S530). 그리고 상태 제어부(420)는 전송할 패킷 데이터가 발생하는지를 판단한다(S540). 카운트 값이 단말기(300)에 제공되고 있는 패킷 서비스의 전송 상태 잔류 임계값을 초과할 때까지 전송할 패킷 데이터가 발생하지 않는 경우에(S550), 상태 제어부(420)는 도 6과 같이 단말기(300)를 대기 상태(11b)로 천이한다(S560). 그리고 상태 제어부(420)는 단말기(300)를 대기 상태(11b)로 천이하면서 대기 상태의 잔류 시간을 카운트한다(S570). 단계 S540에서, 카운트 값이 전송 상태 잔류 임계값을 초과하기 전에 전송할 패킷 데이터가 발생하면, 상태 제어부(420)는 단말기(300)를 전송 상태로 유지하고(S520), 단계 S510의 과정부터 다시 수행한다.
또한, 상태 제어부(420)는 기지국(220)과 단말기(300) 사이의 무선 환경이 열악하여 무선 자원의 할당이 불가능한 경우에도 단말기(300)의 상태를 대기 상태(11b)로 천이할 수 있으며, 또는 다른 이유로 단말기(300)를 대기 상태(11b)로 천이할 수도 있다. 그리고 대기 상태(11b)에서 패킷 데이터가 발생하여 기지국(220) 또는 단말기(300)의 전송 버퍼에 데이터가 입력되면, 상태 제어부(420)는 대기 상태(11b)의 단말기(300)를 전송 상태(11a)로 천이한다.
다음, 수면 모드 제어 장치(400)가 단말기(300)를 활성 상태(11), 즉 전송 상태(11a) 또는 대기 상태(11b)에서 휴지 상태(12)로 천이하는 방법에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7은 단말기(300)를 활성 상태(11)에서 휴지 상태(12)로 천이하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 특히, 도 7에서는 단말기(300)가 활성 상태(11) 중 대기 상태(11b)에 있는 것으로 가정하였으며, 단말기(300)가 전송 상태(11a)에 있는 경우에는 아래 단계 중 S740 및 S750이 수행되지 않는다.
도 7에 도시한 바와 같이, 수면 모드 제어 장치(400)의 상태 제어부(420)가 패킷 서비스를 위한 응용 계층(도시하지 않음)으로부터 시작된 시그널링에 의해 패킷 서비스 종료를 인지한 경우에(S710), 상태 제어부(420)는 단말기(300)과 무선망 서브시스템(200) 사이에 패킷 서비스를 위해 설정되어 있는 세션을 해제하고(S720), 도 6과 같이 단말기(300)를 휴지 상태(12)로 천이한다(S730). 그리고 상태 제어부(420)는 패킷 서비스 종료를 인지하지 못한 경우에, 단말기(300)를 대기 상태(11b)로 천이하면서 카운트하기 시작한 대기 상태 잔류 시간이 단말기(300)에 제공되고 있던 패킷 서비스의 대기 상태 잔류 임계값을 넘는지 판단한다(S740). 이때, 대기 상태 잔류 시간이 대기 상태 잔류 임계값을 초과하였으면, 상태 제어부(420)는 세션을 해제하고 단말기(300)를 휴지 상태로 천이한다(S730). 그리고 대기 상태 잔류 시간이 대기 상태 잔류 임계값을 초과하지 않았으면, 상태 제어부(420)는 단말기(300)를 대기 상태로(11b)로 유지한다(S750).
이와 같이, 수면 모드 제어 장치(400)는 단말기(300)를 활성 상태(11)에서 휴지 상태(12)로 천이할 수 있다. 그리고 수면 모드 제어 장치(400)는 단말기(300)의 요청이나 다른 이유로 단말기(300)를 휴지 상태(12)로 천이할 수도 있다. 단말기(300)가 휴지 상태(12)로 천이되면 단말기(300)는 도 6에 도시한 바와 같이 수면 모드 동작을 수행하는 데, 아래에서는 단말기(300)의 수면 모드 동작을 제어하는 방법에 대해서 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말기(300)의 수면 모드 동작을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 상태 제어부(420)의 명령에 따라 단말기(300)가 휴지 상태로 천이할 때, 제2 파라미터 설정부(430)는 단말기(300)와 시그널링을 통하여 단말기(300)에 대한 수면 모드 파라미터를 설정하고(S810), 설정한 수면 모드 파라미터를 단말기(300)에 통지한다(S820). 이때, 제2 파라미터 설정부는 단말기(300)에 제공된 패킷 서비스의 QoS와 단말기(300)의 등급 등을 고려하여 수면 모드 파라미터를 설정할 수 있다. 앞서 설명한 것처럼, 이러한 수면 모드 파라미터는 DRX 주기 초기값, DRX 주기의 증가 정도, 얕은 수면 주기 및 깊은 수면 DRX 주기를 포함하며, DRX 주기의 증가 정도는 DRX 주기 유지 상수, DRX 주기 증가 계수 및 DRX 주기 증가값을 포함한다.
이때, 제2 파라미터 설정부(430)는 단말기(300)에 제공하였던 패킷 서비스가 실시간 서비스인지 또는 비실시간 서비스인지에 따라 수면 모드 파라미터를 다르게 설정할 수 있다. 또한, 제2 파라미터 설정부(430)는 패킷 서비스에 따른 패킷 데이터 발생, 세션 설정 시도 등의 통계적 특성에 따라 수면 모드 파라미터를 설정할 수도 있다. 예를 들어, 음성 서비스의 경우에 서비스 종료 후에 새로운 음성 서비스에 대한 시도가 많으므로, 제2 파라미터 설정부(430)는 DRX 주기 증가값 및 DRX 주기 증가 계수를 작은 값으로 설정할 수 있다. 또는 인터넷과 같이 최선형(best effort) 서비스의 경우에는 접속 후에 장시간 동안 사용하지 않는 경우가 많으므로, 제2 파라미터 설정부(430)는 DRX 주기 증가값 및 DRX 주기 증가 계수를 큰 값으로 설정할 수 있다.
이와 같이, 단말기(300)가 수면 모드 파라미터를 수신한 후에, 도 9와 같이 단말기(300)는 얕은 수면 기간의 수면 모드로 진입하고(S830), 얕은 수면 기간 동안 DRX 주기가 경과할 때마다 페이징 정보를 모니터링하는 페이징 채널 모니터링 기간을 수행한다(S841). 즉, DRX 주기가 경과할 때마다 페이징 시기가 반복된다. 여기서, 최초의 DRX 주기[DRX_period(0)]는 단계 S710에서 단말기(300)와 협상을 통하여 결정된 DRX 주기 초기값으로 설정된다. 그리고 DRX 주기 유지 상수가 나타내는 기간(이하, "DRX 주기 유지 기간"이라 함)이 경과할 때마다 DRX 주기는 증가하며, DRX 주기 유지 기간 내에서 DRX 주기는 동일한 값을 가진다. 또한, 제1 또는 제2 파라미터 설정부(410, 430)에서 DRX 주기 유지 기간을 DRX 주기가 1회 수행되는 기간을 설정하면, DRX 주기는 페이징 채널 모니터링 기간이 수행될 때마다 증가한다.
이때, (n+1)번째 DRX 주기 유지 기간에서의 DRX 주기[DRX_period(n+1)]는 수학식 1과 같이 결정된다.
Figure 112005067835143-PAT00001
여기서, DRX_period(n)은 n번째 DRX 주기 유지 기간에서의 DRX 주기이며, DRX_period(0)은 DRX 주기 초기값으로 최초의 DRX 주기 유지 기간에서의 DRX 주기이고, ΔDRX는 DRX 주기 증가값이며, DRX_C는 DRX 주기 증가 계수이며, n은 0이상의 정수이다.
수학식 1을 참고하면, DRX 주기 증가 계수 또는 DRX 주기 증가값을 큰 값으로 설정하면 DRX 주기가 길어지고, DRX 주기 증가 계수 또는 DRX 주기 증가값을 작은 값으로 설정하면 DRX 주기가 짧아진다. 예를 들어, 새로운 서비스에 대한 시도가 많은 경우에는 DRX 주기를 짧게 하고 DRX 주기 유지 상수를 크게 설정해서 단말기가 자주 페이징 채널을 모니터링하게 함으로써 페이징 지연을 줄일 수 있다. 그리고 접속 후에 장시간 동안 사용하지 않는 서비스의 경우에는 DRX 주기를 길게 해서 단말기가 드물게 페이징 채널을 모니터링하게 함으로써 전력 소모를 줄일 수 있다.
이때, 단말기(300)의 상태가 휴지 상태(12)로 설정될 때 단말기(300)와 수면 모드 제어 장치(400) 사이에서 시그널링이 없는 경우에, 단말기(300)는 초기에 방송 채널로 전송된 시스템 정보에 포함된 수면 모드 파라미터로 수면 모드 동작을 수행한다. 이 경우에 DRX 주기 초기값은 최소 DRX 주기값으로 설정될 수 있다.
그리고 페이징 채널 모니터링 기간에서 단말기(300)는 기지국(220)으로부터의 페이징 지시자(paging indicator)가 존재하는지를 확인한다(S842). 미리 설정되어 있는 얕은 수면 기간이 종료될 때까지(S850), 단말기(300)가 페이징 지시자를 검출하지 못하고 또한 단말기(300)에서 기지국(220)으로의 패킷 서비스 개시 시도 가 없는 경우에, 도 9와 같이 단말기(300)는 깊은 수면 기간의 수면 모드로 진입한다(S860). 그러면 단말기(300)는 설정된 깊은 수면 DRX 주기에 따라 수면 모드 동작을 수행한다. 즉, 설정되어 있는 깊은 수면 DRX 주기가 경과할 때마다 단말기(300)는 페이징 채널 모니터링 기간을 수행하면서(S871) 페이징 지시자가 존재하는지를 확인한다(S872).
이때, 얕은 수면 기간 또는 깊은 수면 기간의 페이징 채널 모니터링 기간 동안 단말기(300)가 기지국(220)으로부터 페이징 지시자를 검출하면, 수면 모드 제어 장치(400)의 상태 제어부(420)는 단말기(300)를 전송 상태(11a)로 천이한다(S880). 즉, 상태 제어부(420)는 기지국(220)과 단말기(300) 사이에 패킷 서비스를 위한 세션을 설정한다. 그리고 단말기(300)로부터의 패킷 서비스 개시 시도가 있는 경우에도 상태 제어부(420)는 단말기(300)를 전송 상태(11a)로 천이한다.
그리고 본 발명의 실시예에서 DRX 주기 증가 계수를 1 이상의 정수로 설정하면, 얕은 수면 기간에서 DRX 주기 유지 기간이 경과할 때마다 DRX 주기는 계속 증가한다. 이때, 수면 모드 제어 장치(400)는 DRX 주기 유지 기간, DRX 주기 초기값, DRX 증가 계수 및 DRX 주기 증가값 중 적어도 하나의 값을 패킷 서비스의 QoS 종류 별로 설정해서, 패킷 서비스의 QoS 종류 별로 수면 기간을 다르게 운용할 수 있다. 또한, 얕은 수면 기간의 길이 및/또는 깊은 수면 기간에서의 깊은 수면 DRX 주기를 패킷 서비스의 QoS 종류 별로 설정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 얕은 수면 주기에서의 DRX 주기를 깊은 수면 기간에서의 DRX 주기보다 짧게 설정하여, 휴지 기간의 초기에는 상대적으로 단말기 (300)가 페이징 채널을 자주 모니터링하도록 할 수 있다. 그리고 수면 모드 제어 장치(400)는 상황에 따라서 단말기(300)가 얕은 수면 기간에 동작하지 않고 바로 깊은 수면 기간에서 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우에, 제2 파라미터 설정부(430)는 얕은 수면 기간의 길이가 '0'으로 설정하여 단말기(300)로 통지한다.
이상, 본 발명의 실시예에서는 수면 모드 제어 장치(400)가 도 1의 무선망 서브시스템(200)에 형성되는 것으로 설명하였다. 이와 달리 휴지 상태의 단말기를 제어하는 무선 자원 제어 기능이 도 1의 기지국의 상위에 형성되는 경우에는, 기지국의 상위 장치에 위치한 무선 자원 제어 기능이 무선 접속망의 기지국을 통하여 단말기의 수면 모드 동작을 제어할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 수면 모드 제어 장치(400)는 도 1의 셀룰러 시스템 이외에 다른 형태의 셀룰러 시스템에도 적용될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에서 설명한 구성요소는 적어도 하나의 DSP(digital signal processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 프로그램 가능한 논리 소자, 기타 전자 장치 또는 이들의 결합으로 이루어지는 하드웨어로 구현될 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에서 설명한 기능이나 처리 절차 중 적어도 일부는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 이러한 소프트웨어는 기록 매체에 기록되어 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서 설명한 구성요소, 기능 및 처리 절차는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 패킷 서비스의 형태와 QoS 및 단말기의 등급에 따라 수면 모드 동작을 다르게 운용할 수 있으므로, 페이징 지연을 최소화하면서 전력 소모를 줄일 수 있다.

Claims (30)

  1. 셀룰러 시스템에서 단말기의 수면 모드를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 단말기에 제공하는 패킷 서비스의 서비스 품질(quality of service, Qos) 및 상기 단말기의 등급(capability) 중 적어도 하나에 대응하는 제1 수면 모드 파라미터를 설정하는 단계,
    활성 상태의 상기 단말기를 휴지 상태로 천이하는 단계, 그리고
    상기 수면 모드에서 상기 제1 수면 모드 파라미터에 의해 결정되는 시기가 경과할 때마다 상기 단말기가 페이징 채널 모니터링 기간을 수행하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수면 모드 파라미터는 비연속 수신(discontinuous reception, DRX) 주기를 결정하는 파라미터를 포함하며,
    상기 수면 모드에서 상기 DRX 주기가 경과할 때마다 상기 페이징 채널 모니터링 기간이 수행되는 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 단계는, 상기 수면 모드가 얕은 수면 기간과 상기 얕은 수면 기간 보다 드물게 상기 페이징 채널 모니터링 기간이 수행되는 깊은 수면 기간으로 나누어져 운용되도록 설정하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 얕은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기는 소정 기간이 경과할 때마다 증가하는 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 수면 모드 파라미터는 DRX 주기 증가값 및 DRX 주기 증가 계수를 더 포함하며,
    상기 얕은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기가 제1 DRX 주기에서 제2 DRX 주기로 증가할 때, 상기 제2 DRX 주기는 상기 DRX 주기 증가값에 상기 DRX 주기 증가 계수를 곱한 값과 상기 제1 DRX 주기의 합에 의해 결정되는 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 수면 모드 파라미터는 DRX 주기 유지 상수를 더 포함하며,
    상기 얕은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기는 상기 DRX 주기 유지 상수가 나타내는 기간 동안에는 동일한 값을 가지며,
    상기 소정 기간은 상기 DRX 주기 유지 상수가 나타내는 기간인 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 수면 모드 파라미터는 상기 얕은 수면 기간에서의 최초의 DRX 주기를 결정하는 DRX 주기 최소값을 더 포함하는 제어 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 수면 모드 파라미터는 상기 깊은 수면 기간에서의 상기 DRX 주기를 더 포함하는 제어 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 수면 모드 파라미터는 상기 얕은 수면 기간의 길이를 더 포함하며,
    상기 제어 단계는, 상기 얕은 수면 기간이 종료할 때까지 상기 단말기로의 페이징 지시자가 없고 상기 단말기로부터의 패킷 서비스 개시 시도가 없는 경우에 상기 단말기가 상기 깊은 수면 기간을 수행하도록 설정하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 설정 단계는, 상기 얕은 수면 기간의 길이를 '0'으로 설정하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 설정 단계는, 상기 단말기와의 시그널링을 통하여 상기 패킷 서비스의 서비스 품질 및 상기 단말기의 등급 중 적어도 하나를 고려하여 상기 제1 수면 모드 파라미터를 설정하는 단계를 포함하는 제어 방법.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천이 단계는,
    상기 패킷 서비스를 위한 응용 계층으로부터 시작된 시그널링에 의해 패킷 서비스 종료를 인지하는 단계, 그리고
    상기 단말기와 상기 셀룰러 시스템 사이에 상기 패킷 서비스를 위해 설정되어 있는 세션을 해제하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷 서비스의 서비스 품질 별로 상기 제1 수면 모드 파라미터에 대응하는 상기 제2 수면 모드 파라미터를 설정하는 단계, 그리고
    상기 제2 수면 모드 파라미터를 시스템 정보에 포함시켜 방송 채널로 방송하는 단계
    를 더 포함하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 수면 모드 파라미터는 전송 상태에서의 잔류 임계값을 포함하며,
    전송 상태의 상기 단말기에 전송할 패킷 데이터 및 상기 단말기가 전송할 패킷 데이터가 존재하는지를 판단하는 단계,
    상기 패킷 데이터가 존재하지 않는 시점부터 상기 전송 상태에서의 잔류 시간을 카운트하는 단계, 그리고
    상기 잔류 시간이 상기 잔류 임계값을 초과하는 경우에 상기 단말기를 대기 상태로 천이하는 단계
    를 더 포함하는 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 수면 모드 파라미터는 대기 상태에서의 잔류 임계값을 포함하며,
    상기 천이 단계는,
    전송 상태의 상기 단말기를 대기 상태로 천이하는 단계,
    상기 대기 상태로 천이하면서 상기 대기 상태에서의 잔류 시간을 카운트하는 단계, 그리고
    상기 잔류 시간이 상기 잔류 임계값을 초과하는 경우에 상기 단말기를 상기 휴지 상태로 천이하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  16. 단말기에 다양한 패킷 서비스를 제공하는 셀룰러 시스템에서 상기 단말기를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 단말기에 제공되는 패킷 서비스의 세션을 종료하고 상기 단말기를 휴지 상태로 천이하는 단계,
    상기 단말기가 제1 수면 기간에서 동작하도록 제어하는 단계, 그리고
    상기 단말기가 상기 제1 수면 기간보다 드물게 페이징 채널을 모니터링하는 제2 수면 기간에서 동작하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 수면 기간 동안 상기 단말기는 제1 주기가 경과할 때마다 상기 페이징 채널을 모니터링하며, 상기 제1 주기는 상기 제1 수면 기간이 경과함에 따라 증가하고,
    상기 제2 수면 기간 동안 상기 단말기는 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기가 경과할 때마다 상기 페이징 채널을 모니터링하며, 상기 제2 수면 기간은 상기 제1 수면 기간이 종료된 후에 수행되는 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 천이 단계는,
    상기 단말기와의 시그널링을 통하여 상기 단말기에 제공된 패킷 서비스의 서비스 품질과 상기 단말기의 등급 중 적어도 하나를 고려하여 수면 모드 파라미터를 설정하는 단계, 그리고
    상기 수면 모드 파라미터를 상기 단말기로 통지하는 단계
    를 포함하며,
    상기 수면 모드 파라미터는 상기 제1 주기, 상기 제1 주기의 증가 정도에 대한 정보, 상기 제2 주기 및 상기 제1 수면 기간의 길이를 포함하는 제어 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 다양한 패킷 서비스의 서비스 품질 별로 수면 모드 파라미터를 설정하는 단계, 그리고
    상기 수면 모드 파라미터를 방송 채널로 방송하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 수면 모드 파라미터는 상기 제1 주기, 상기 제1 주기의 증가 정도에 대한 정보, 상기 제2 주기 및 상기 제1 수면 기간의 길이를 포함하는 제어 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 수면 기간에서, 상기 페이징 채널 모니터링이 소정 횟수만큼 반복된 후에 상기 제1 주기가 증가하는 제어 방법.
  21. 단말기에 다양한 패킷 서비스를 제공하는 셀룰러 시스템의 수면 모드 제어 장치에 있어서,
    상기 단말기를 활성 상태에서 휴지 상태로 천이하며, 상기 휴지 상태에서 상 기 단말기가 수면 모드 동작을 수행하도록 상기 단말기를 제어하는 상태 제어부, 그리고
    상기 단말기가 상기 휴지 상태로 천이될 때, 상기 단말기에 제공된 패킷 서비스의 서비스 품질(quality of service, QoS)에 기초하여 상기 단말기의 상기 수면 모드 동작에 필요한 적어도 하나의 파라미터를 설정하는 파라미터 설정부
    를 포함하는 제어 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 파라미터 설정부는 상기 단말기의 등급을 고려하여 상기 적어도 하나의 파라미터를 설정하는 제어 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파라미터는 제1 수면 기간을 위한 제1 파라미터와 제2 수면 기간을 위한 제2 파라미터를 포함하며,
    상기 단말기는 상기 제1 수면 기간 동안 제1 주기가 경과할 때마 페이징 채널을 모니터링하고, 상기 제1 수면 기간이 종료된 후에 상기 제2 수면 기간 동안 상기 제1 주기보다 긴 제2 주기가 경과할 때마다 페이징 채널을 모니터링하는 제어 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제1 파라미터는 상기 제1 주기의 증가값 및 상기 제1 주기의 증가 계수를 포함하며,
    상기 제1 주기가 증가되는 경우에, 증가된 상기 제1 주기는 상기 증가값과 상기 증가 계수의 곱에 증가되기 전의 상기 제1 주기를 더한 값에 의해 결정되는 제어 장치.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 기재된 상기 수면 모드 제어 장치를 포함하는 셀룰러 시스템의 기지국.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 셀룰러 시스템은 3GPP(3rd generation partnership project) 시스템인 기지국.
  27. 셀룰러 시스템으로부터 다양한 패킷 서비스를 제공받는 단말기에서 수면 모드 동작을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 패킷 서비스의 서비스 품질에 따라 결정된 수면 모드 파라미터를 수신하는 단계,
    제1 수면 기간 동안, 상기 수면 모드 파라미터에 의해 결정되는 제1 주기가 경과할 때마다 페이징 채널을 모니터링하는 단계, 그리고
    상기 수면 모드 파라미터에 의해 설정된 제1 수면 기간이 종료한 후 제2 수 면 기간 동안, 상기 수면 모드 파라미터에 의해 결정되는 제2 주기가 경과할 때마다 페이징 채널을 모니터링하는 단계
    를 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 수면 모드 파라미터는 상기 셀룰러 시스템과 상기 수면 모드 동작을 수행하기 전에 제공받던 패킷 서비스의 서비스 품질과 상기 단말기의 등급 중 적어도 하나를 고려한 시그널링을 통하여 결정되는 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 수신 단계는, 상기 다양한 패킷 서비스의 서비스 품질 별로 설정된 상기 수면 모드 파라미터를 방송 채널을 통하여 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 주기는 상기 제1 수면 기간이 경과함에 따라 증가하며, 상기 제2 주기는 상기 제1 주기보다 긴 방법.
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