KR20080039816A - 무선 통신 시스템에서의 페이징 메시지 전송 및 수신 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 페이징 메시지 전송 및 수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 수신하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 의한 페이징 메시지 전송 방법은 무선 통신 시스템의 네트워크에서 다수의 단말들에 페이징 메시지를 전송하는 방법으로서, 상기 네트워크가 서로 다른 연결 상태에 있는 서로 다른 단말들에게 서로 다른 채널들을 통해 페이징 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
페이징, UMTS, HSDPA, 휴지 모드, 연결 모드

Description

무선 통신 시스템에서의 페이징 메시지 전송 및 수신 방법{Method of transmitting and receiving paging messages}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지를 전송하는 방법 및 수신하는 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서 페이징(paging) 절차는 특정 단말 또는 다수의 단말들을 호출할 때 사용된다. UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 Paging Type 1과 Paging Type 2의 두 가지 종류의 페이징 메시지가 사용된다.
Paging Type 1 메시지는 휴지 모드(Idle Mode) 및 CELL_PCH와 URA_PCH의 연결 모드(Connected Mode)에 있는 단말을 호출하는 경우에 사용된다. 휴지 모드에 있는 단말에 대하여, 핵심망은 단말과의 시그널링 접속을 설정하거나, 호 또는 세션의 설정을 요구하기 위해 단말을 호출할 수 있고, CELL_PCH 또는 URA_PCH 상태에 있는 단말에 대해서는 셀 갱신(cell update) 절차 또는 URA(UTRAN Registration Area) 갱신 절차를 수행하도록 단말을 호출할 수 있다. 이와 함께, UTRAN은 단말이 갱신된 시스템 정보를 읽도록 지시하기 위해서도 Paging Type 1 메시지를 사용할 수 있다. 갱신된 시스템 정보는 셀 내의 모든 단말에게 중요한 정보이므로 호출 대 상은 셀 내의 모든 단말이 된다. 호출되는 단말을 구분하기 위하여 페이징 메시지에는 단말의 식별 정보가 포함되어 있으며, 단말이 유휴모드인 경우에 IMSI(International Mobile Subscriber Identity), TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity), P-TMSI(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)와 같은 상위 수준의 단말 식별 정보가 포함되고, 연결 모드인 경우에는 U-RNTI(UTRAN Radio Network Temporary Identity)가 사용된다.
Paging Type 2 메시지는 Cell_DCH 또는 Cell_FACH 상태의 연결 모드에 있는 경우에 사용되며, 기존에 설정되어 있는 RRC 접속을 통해 추가적으로 단말을 호출할 때 사용된다. Paging Type 2 메시지는 기존에 설정된 RRC 접속을 이용하므로 특정 단말에 대한 전용 호출이 가능하다.
UMTS에서 휴지 모드 및 CELL_PCH와 URA_PCH 상태의 연결 모드 상태에 있는 단말의 경우 전력 소모를 줄이기 위해 불연속 수신(DRX: Discontinuous Reception) 방식을 지원한다. 불연속 수신 방식이라 함은 단말이 네트워크로부터 전송되는 하향링크 데이터를 수신하기 위해 특정 채널을 항상 모니터링하는 것이 아니라, 대부분의 시간은 수면 상태(sleep mode)에 있다가 특정 구간에서만 깨어나(wake up) 네트워크로부터 수신되는 데이터가 있는지를 확인하는 방식을 의미한다. 단말 호출 시에 UTRAN은 PICH(Paging Indication Channel)를 통해 PI를 전송하여 일정 시간 후에 페이징 메시지가 전송될 것임을 지시한다. PI를 수신한 단말은 일정 시간 후에 페이징 메시지를 수신한다.
상기한 바와 같이, UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 시스 템에서는 휴지 모드(idle mode) 상태에 있는 단말뿐만 아니라 연결 모드 중에서 CELL_PCH 또는 URA_PCH 상태에 있는 단말도 DTX 방식에 따라 동작한다. 그런데, 종래기술에 있어서 네트워크는 휴지 모드 상태에 있는 단말과 CELL_PCH 또는 URA_PCH와 같은 연결 모드 상태에 있는 단말에 대해서 동일한 페이징 채널을 사용하여 호출을 하기 때문에, 각 상태에 따른 특징에 부합하지 않을 뿐만 아니라 무선자원을 효율적으로 사용하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 서로 다른 단말 동작 상태의 특징에 따르는 페이징 메시지 전송 방법 및 수신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있는 페이징 메시지 전송 방법 및 수신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 의한 페이징 메시지 전송 방법은 무선 통신 시스템의 네트워크에서 다수의 단말들에 페이징 메시지를 전송하는 방법으로서, 상기 네트워크가 서로 다른 연결 상태에 있으면서 불연속 수신(DRX) 방식에 따라 동작하는 서로 다른 단말들에게 서로 다른 채널들을 통해 페이징 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 네트워크는 상기 네트워크와의 연결 상태에 따라 제1 연결 상태에 있는 제1단말에 제1채널을 통해 페이징 메시지를 전송하고, 제2 연결 상태에 있는 제2단말에 제2채널을 통해 페이징 메시지를 전송한다. 여기서, 연결 상태(connection state)라 함은 단말의 동작 모드 및 통신 상태를 정의하는 것으로서, 크게 나누어 휴지 모드(idle mode)와 연결 모드(connected mode)로 구분될 수 있다. 이 구분은 네트워크와 단말의 특정 프로토콜 계층 간에 데이터 통신을 위한 연결이 설정되어 있는지의 여부에 따른 것으로서, 휴지 모드는 상기 프로토콜 계층 간에 연결이 설정되지 않은 경우이고, 상기 연결 모드는 상기 프로토콜 계층 간에 연결이 설정된 경우이다.
본 발명의 다른 양상에 의한 페이징 메시지 수신 방법은, 무선 통신 시스템에서 단말의 페이징 메시지를 수신하는 방법에 있어서, 네트워크 및 단말의 특정 프로토콜 계층 간에 통신이 가능한 제1상태에서는 제1채널을 통해 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신하고, 상기 특정 프로토콜 계층 간에 통신이 가능하지 않은 제2상태에서는 제2채널을 통해 상기 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신하는 것을 특징으로 한다. 즉, 연결 모드에 있는 단말은 페이징 메시지와 페이징 메시지가 아닌 메시지가 공유되는 특징을 갖는 채널을 통해 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신하고, 휴지 모드에 있는 단말은 페이징 전용의 채널을 통해 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신한다. 바람직하게는, 상기 제1상태는 CELL_PCH 또는 URA_PCH 상태이고, 상기 제2상태는 휴지 모드 상태이다.
본 발명에 따르면 단말의 연결 상태에 따라 페이징 메시지의 전송 채널을 다르게 함으로써 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 시스템의 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 기술에 적용된 예들이다. UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7을 참조할 수 있다.
도 1은 UMTS의 망 구조(network architecture)를 도시한 것이다. UMTS 시스템은 크게 단말(User Equipment; UE)과 UTMS 무선접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network; UTRAN) 및 핵심망(Core Network; CN)으로 이루어져 있다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems; RNS)으로 구성되며, 각 RNS는 하나의 무선망제어기(Radio Network Controller; RNC)와 상기 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(Node B)으로 구성된다. 하나의 Node B에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재한다.
도 2는 UMTS 시스템에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같은 무선 프로토콜 계층들은 단말과 UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다. 각각의 무선 프로토콜 계층들에 대해 설명하면 다음과 같다. 우선, 제1계층인 물리(PHY: PHYsical) 계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 데이터를 무선 구간에 전송하는 역할을 한다. PHY 계층은 상위 계층인 MAC 계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(Dedicated) 전송채널과 공용 (Common)전송채널로 나뉜다.
제2계층에는 MAC(Medium Access Control), RLC(Radio Link Control), PDCP(Pakcet Data Convergence Protocol) 및 BMC(Broadcast/Multicast Control) 계층이 존재한다. MAC 계층은 다양한 논리채널(Logical Channel)을 다양한 전송채널 에 매핑시키는 역할 및 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화(Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(Traffic Channel)로 나뉜다.
MAC 계층은 세부적으로 관리하는 전송채널의 종류에 따라 MAC-b 부계층(Sublayer), MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs 부계층, 및 MAC-e 부계층으로 구분된다. MAC-b 부계층은 시스템 정보(System Information)의 방송을 담당하는 전송채널인 BCH(Broadcast Channel)의 관리를 담당하고, MAC-c/sh 부계층은 다른 단말들과 공유되는 FACH(Forward Access Channel)나 DSCH(Downlink Shared Channel) 등의 공용전송채널을 관리하며, MAC-d 부계층은 특정 단말에 대한 전용전송채널인 DCH(Dedicated Channel)의 관리를 담당한다. 또한, 하향 및 상향으로 고속 데이터 전송을 지원하기 위해 MAC-hs 부계층은 고속 하향 데이터 전송을 위한 전송채널인 HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)를 관리하며, MAC-e 부계층은 고속 상향 데이터 전송을 위한 전송채널인 E-DCH(Enhanced Dedicated Channel)를 관리한다.
RLC 계층은 각 무선베어러(RB: Radio Bearer)의 서비스 품질(QoS: Quality of Service)에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송을 담당한다. RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 한 개 또는 두 개의 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 TM(Transparent Mode, 투명모드), UM(Unacknowledged Mode, 무응답모드) 및 AM(Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 RLC 모드를 제공한다. 또한, RLC는 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할도 하고 있으며, 이를 위해 상위계층으로부터 수신한 SDU(Service Data Unit)데이터를 분할 및 연결하여 PDU(Protocol data unit)를 생성하여 하위 계층에 전달하는 기능도 수행한다.
PDCP 계층은 RLC 계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP 계층은 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행하는데, 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키도록 하는 것이다. PDCP 계층은 헤더압축이 기본 기능이기 때문에 패킷 서비스 영역(PS domain)에만 존재하며, 각 PS 서비스에 대해 효과적인 헤더압축 기능을 제공하기 위해 RB 당 한 개의 PDCP 엔터티(entity)가 존재한다.
그 외에도 제2계층에는 BMC(Broadcast/Multicast Control) 계층이 RLC 계층의 상위에 존재하여, 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케쥴링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.
제3계층의 가장 하부에 위치한 RRC(Radio Resource Control, 무선자원제어) 계층은 제어평면에서만 정의되며, RB들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 제1 및 제2계층의 파라미터들을 제어하고, 또한 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어 를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제2계층에 의해 제공되는 논리적 경로(path)를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법이 설정된다는 것을 의미한다.
도 3은 HSDPA 시스템에서의 무선접속 인터페이스의 프로토콜 구조를 도시한 것이다. HSDPA 시스템에서의 데이터 전송은 하향링크 전송채널인 HS-DSCH를 통해서 이루어진다. 물리 계층은 MAC-hs 부계층의 HS-DSCH를 통해 전달된 데이터들로 CCTrCH를 구성하고, CCTrCH는 하나의 HS-DSCH로 구성된다. HS-DSCH 상에서 다수의 단말들은 다수의 공용 채널화 코드들을 사용하여 무선자원을 공유한다. 각 단말은 동일한 전송 시간 간격(TTS: Transmission Time Interval) 내에서 단말의 용량에 따라 다수의 채널화 코드를 할당 받을 수 있고, 다수의 단말에 대한 데이터들은 하나의 HS-DSCH TTI 내에서 코드 다중화(code multiplexing)되어 전송될 수 있다.
HS-DSCH는 2 ms의 전송 시간 간격을 가지며, 높은 데이터 전송율(data rate)을 보장하기 위해서 다양한 MCS(Modulation Code Set)를 지원한다. 채널 상황에 가장 적합한 MCS를 선정함으로써 최적의 쓰루풋(throughput)을 올릴 수 있다. 이를 위해서 자동 재전송(ARQ: Automatic Repeat Request) 기술과 채널 부호화(channel coding) 기술을 결합한 혼합형 ARQ(HARQ: hybrid ARQ) 기술을 채택하여 신뢰할 만한 전송이 이루어지게 한다.
도 3에서, SRNC의 RLC 계층에서 전달된 데이터 유닛(data unit)은 논리채널 DTCH 또는 DCCH를 통해 전용채널을 관리하는 MAC-d 엔터티로 전달되며, CRNC의 MAC-c/sh/m를 거쳐서 Node B의 MAC-hs로 전달된다. 여기서 MAC-d는 전용채널을 관리하고, MAC-c/sh/m는 공용채널을 관리하며, MAC-hs는 HS-DSCH를 관리하는 MAC 엔터티이다.
HSDPA 시스템에서 물리 채널 HS-PDSCH는 전송 채널인 HS-DSCH를 전달하기 위해 사용된다. HS-PDSCH는 확산 계수(spreading factor)가 16으로 고정되며, HS-DSCH 데이터 전송을 위해 예비된 채널화 코드 세트에서 선택된 한 개의 채널화 코드에 해당한다. 멀티 코드 전송의 경우에 동일한 HS-PDSCH 서브 프레임(sub-frame) 동안 복수 개의 채널화 코드들이 할당된다.
도 4는 HS-PDSCH의 서브프레임과 슬롯 구조를 도시한 것이다. HS-PDSCH 채널 상에서는 QPSK 또는 16 QAM 변조 심볼들이 전송된다. 도 4에서 M은 변조 심볼 당 비트 수를 말한다. 즉 QPSK일 때, M =2이고, 16 QAM일 때 M=4에 해당한다.
도 5는 HSPDA 시스템의 채널 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, HS-DSCH를 통한 데이터 전송을 위해서는 HS-DSCH 제어정보(control information)의 전송이 필요하며, 상기 제어정보는 하향링크 채널인 HS-SCCH(High Speed Shared Control Channel)과 상향링크 채널인 HS-DPCCH(High Speed Dedicated Physical Control Channel)을 통해서 전송된다.
도 5에서, DPCH(Dedicated Physical Channel)는 양방향 물리채널로서 전송채널 DCH가 매핑되며, 단말의 전용 데이터와, 폐루프 전력제어에 필요한 전력제어신호 등의 단말 전용의 L1 제어정보를 전달하기 위해 사용된다. 또한 F- DPCH(Fractional Dedicated Physical Channel)은 하향 채널로서 여러 개의 DPCH를 하나의 하나의 채널코드를 사용하여 전송하는 물리채널이다. 여기서, 하나의 F-DPCH채널은 다수의 단말에 대한 단말 전용 데이터는 전송하지 않으며, 폐루프 전력제어에 필요한 전력제어신호 등의 다수의 단말에 대한 단말 전용의 L1 제어정보를 함께 전달하기 위해서 사용된다. 하향링크 채널인 F-DPCH가 있을 경우, 상향링크 채널인 DPCH가 함께 연동하여 동작한다. 도 5에서 F-DCPH은 UE1과 UE2, UE3이 함께 하나의 채널코드를 통해 사용하며 이때 각 단말은 상향링크로 DPCH를 구비한다.
도 6은 HS-SCCH의 서브 프레임 구조를 도시한 것이다. HS-SCCH는 확산 계수 128로 전송되며, 60 kbps의 전송 속도를 갖는 하향링크 물리채널이다. HS-SCCH를 통해 전송되는 정보는 크게 TFRI(Transport Format and Resource related Information)와 HARQ 관련 정보로 나눌 수 있으며, 이외에도 어떤 사용자를 위한 정보인지를 알려주기 위한 단말 식별자 정보(H-RNTI)가 마스킹(masking)되어 전송된다. 자세한 HS-SCCH 정보는 아래와 같다.
1) TFRI 정보
- Channelization-code-set information (7 bits): xccs ,1, xccs ,2, ..., xccs ,7
- Modulation scheme information (1 bit): xms ,1
- Transport-block size information (6 bits): xtbs ,1, xtbs ,2, ... xtbs ,6
2) HARQ 정보
- Hybrid-ARQ process information (3 bits): xhap ,1, xhap ,2, xhap ,3
- Redundancy and constellation version (3 bits): xrv ,1, xrv ,2, xrv ,3
- New data indicator (1 bit): xnd ,1
3) UE ID 정보
- UE identity (16 bits): xue ,1, xue ,2, ... xue ,16
도 7은 HS-SCCH 정보에 따른 HS-SCCH의 코딩 방식을 도시한 것이다.
도 8은 상향링크 HS-DPCCH의 프레임 구조를 도시한 것이다. 상향링크 채널인 HS-DPCCH는 하향링크 채널인 HS-DSCH 데이터 전송과 관련된 상향 피드백 시그널링을 전송한다. HS-DPCCH는 특정 단말을 위한 전용채널로서, 상향 및 하향의 DPCH(Dedicated Physical Channel)와 함께 연동하여 동작한다. 피드백 시그널링은 HARQ를 위한 ACK/NACK 정보와 CQI(Channel Quality Indicator)로 구성된다. HS-DPCCH의 프레임은 2 ms 길이의 5 개의 서브 프레임들로 구분되며, 하나의 서브 프레임은 3 개의 슬롯들로 구성된다. HARQ ACK/NACK 정보는 HS-DPCCH ㅅ서서브 프레임의 첫 번째 슬롯에 전송되며, CQI는 HS-DSCH 서브 프레임의 두 번째와 세 번째 슬롯에 전송된다. HS-DPCCH는 항상 상향링크 PDCCH와 함께 전송된다. CQI는 UE가 하향링크 채널인 CPICH(Common Pilot Channel)을 측정한 결과로부터 얻어진 하향 무선 채널의 상태 정보를 기지국에게 전달하며, ACK/NACK은 HARQ 메커니즘에 의해서 다운링크 HS-DSCH에 전송된 사용자 데이터 패킷 전송에 대한 ACK 또는 NACK 정보를 알려준다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예의 절차 흐름도이다. 도 9의 실시예는 UMTS 시스템에서 UTRAN이 휴지 모드 상태에 있는 단말들에게는 전송채널인 PCH(Paging Channel)이 매핑되는 S-CCPCH(Secondary Common Control Channel)을 통해 페이징 메시지를 전송하고, 연결 모드 상태에 있는 단말들에게는 전송채널인 HS-DSCH가 매핑되는 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 전송하는 예이다.
도 9를 참조하면, 단말은 UTRAN으로부터 방송되는 시스템 정보(system information)를 수신한다[S91]. 단말이 전원을 켜면, 상기 단말은 자신이 접속할 네트워크를 선택한 후, 서비스를 제공받기에 적절한 셀의 제어 정보를 수신한다. 상기 제어 정보는 셀로부터 전송되는 시스템 정보와 셀 방송 메시지들을 의미하며, 상기 단말은 상기 제어 정보로부터 하향 스크램블링 코드(downlink scrambling code)와 프레임 동기화(frame synchronization) 정보를 얻을 수 있다. 시스템 정보에는 휴지 모드에 있는 단말이 망에 접속하기 위한 정보, 연결 모드 상태에 있는 단말에 대한 이동성 지원과 측정(measurement) 정보 등 다양한 정보가 포함된다.
본 실시예에서 상기 시스템 정보는 UTRAN 성능 지시 정보를 더 포함한다. 상기 UTRAN 성능 지시 정보는 상기 UTRAN이 어느 채널을 통해 페이징 메시지를 전송하는지에 관한 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 UTRAN 성능 지시 정보는 상기 UTRAN이 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 전송할 수 있음을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 UTRAN 성능 지시 정보는 상기 UTRAN이 휴지 모드에 있는 단말에게는 전송채널인 PCH이 매핑되는 S-CCPCH를 통해 페이징 메시지를 전송하고, 연결 모드에 있는 단말에게는 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 전송할 수 있음을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
도 9에서, 상기 단말이 RRC 연결을 설정하기 전에는 휴지 모드에 있으므로 상기 단말은 S-CCPCH를 통해 페이징 메시지를 수신한다. 즉, 상기 UTRAN이 상기 단말을 호출할 필요가 있을 경우 물리채널인 PICH(Paging Indication Channel)를 통해 상기 단말에 페이징 지시 정보(paging indicator)를 전송한다[S92]. 상기 페이징 지시 정보는 상기 단말 하나만을 위한 페이징을 지시하는 지시자일 수도 있고, 상기 단말이 속하는 페이징 그룹(paging group)에 속하는 단말들 전체를 위한 페이징을 지시하는 지시자일 수도 있다.
상기 단말은 상기 페이징 지시 정보를 수신한 후에 S-CCPCH를 통해 상기 UTRAN으로부터 전송되는 페이징 메시지를 수신한다[S93]. 휴지 모드에 있는 상기 단말은 불연속 수신(DRX: discontinuous reception) 방식을 이용하여 PICH와 PCH가 매핑되는 S-CCPCH를 불연속적으로 수신한다. 상기 단말은 PICH 또는 S-CCPCH를 수신하는 경우를 제외한 나머지 시간 구간 동안에는 수면모드(sleeping mode) 상태에 있게 된다. DRX 방식을 수행하는 상기 단말은 특정 주기마다 한 번씩 깨어 PICH를 통해 페이징 지시 정보가 수신되는지를 모니터링한다. 상기 페이징 지시 정보는 특정 단말을 위한 페이징 메시지가 상기 UTRAN으로부터 전송될 것임을 상기 특정 단말에게 알리기 위해 사용된다. PICH는 10 ms 길이의 프레임으로 구분되고, 하나의 PICH 프레임은 300 비트로 구성된다. 300 비트 중에서 앞 부분의 288 비트는 하나 이상의 단말을 위한 페이징 지시 정보가 포함되고, 뒤 부분의 12 비트는 아무런 정보가 전송되지 않는다. 이때, 앞 부분의 200 비트를 UE PICH라 정의하고, 뒤 부분의 12 비트를 PICH 미사용부분(PICH unused part)라 정의한다.
휴지 모드 상태에 있는 단말이 UTRAN과 연결 모드 상태로 진입하기 위해서는 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결을 위해 상기 단말은 RRC 연결 요청 메시지를 상기 UTRAN으로 전송한다[S94]. 일반적으로 상기 RRC 연결 요청 메시지는 초기 단말식별자와 RRC 연결을 설정해야 하는 이유 등과 관련된 정보를 포함한다. 본 실시예에서 상기 RRC 연결 요청 메시지는 단말 성능 지시 정보를 더 포함한다. 상기 단말 성능 지시 정보는 상기 단말이 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있음을 나타내는 정보를 포함하고, 그 외에 상기 단말의 다른 성능 정보(capability information)를 더 포함할 수 있다.
상기 단말로부터 상기 RRC 연결 요청 메시지를 수신한 상기 UTRAN은 상기 단말로 RRC 연결 설정 메시지를 전송한다[S95]. 상기 RRC 연결 설정 메시지는 상기 단말의 초기 단말식별자, 무선망 임시식별자 및 무선 베어러(radio bearer) 정보 등을 포함한다. 상기 단말은 상기 UTRAN으로부터 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후에 상기 UTRAN에 RRC 연결 설정 완료 메시지를 전송한다[S96]. 상기 RRC 연결 설정 완료 메시지는 상기 단말의 무선망 임시식별자 및 단말 성능 정보 등을 포함한다. 상기 단말 성능 정보는 상기 단말이 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있음을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 즉, 상기 단말이 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있음을 나타내는 정보는 상기 RRC 연결 요청 메시지 및 RRC 연결 설정 완료 메시지 중 적어도 어느 하나에 포함되어 전송될 수 있다.
상기 UTRAN은 RRC 연결 설정 후에 상기 단말에 대한 페이징 메시지를 S-CCPCH를 통해 전송할지 또는 HS-PDSCH를 통해 전송할지를 결정하고, 그 결과를 상 기 단말에 통보할 수 있다. 또는, 상기 단말로부터 상기 단말이 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있음을 나타내는 정보를 수신한 경우 별도의 과정 없이 HS-PDSCH를 통해 상기 단말을 위한 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 상기 단말이 RRC 연결 설정 후에 HS-DSCH를 통해 페이징 메시지를 수신하는 것으로 결정된 경우, 상기 UTRAN은 상기 단말이 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier) 및 H-RNTI를 저장하도록 설정할 수 있다. 상기 단말이 C-RNTI 및 H-RNTI를 저장하도록 설정되지 않은 경우, 상기 UTRAN은 HS-PDSCH 코드 및 전송블록 크기를 이용하여 HS-DSCH를 통해 상기 단말에 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 상기 HS-PDSCH 및 전송블록 크기에 관한 정보는 시스템 정보에 포함되어 방송된다.
상기 단말이 상기 UTRAN과 RRC 연결 과정을 종료하면 상기 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다. RRC 연결 모드는 상기 단말이 사용할 수 있는 물리채널의 종류에 따라 CELL_DCH, CELL_FACH, CELL_PCH 및 URA_PCH의 4가지 상태로 구분될 수 있다. 각 RRC 상태는 다른 RRC 상태 또는 다른 모드로의 전이가 가능하다. 상기 4가지 상태들 중에서 URA_PCH 및 CELL_PCH 상태에 있는 단말은, 휴지 모드에 있는 단말과 마찬가지로, 전력소모를 줄이기 위해 불연속 수신(DRX) 방식을 이용하여, 일정 주기의 구간 내에서만 상기 UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하기 위해 수면모드에서 깨어난다.
도 9에서, 상기 단말은 일정 주기의 구간 내에서 자신에게 전송되는 페이징 지시 정보가 PICH를 통해 수신되는지를 모니터링한다[S97]. 상기 UTRAN은 PICH를 통해 상기 단말로 페이징 지시 정보를 전송한 후에 HS-SCCH를 통해 상기 단말의 H- RNTI를 전송한다. 상기 H-RNTI는, 도 7에서 설명한 바와 같이, HS-SCCH를 통해 전송되는 다른 정보에 마스킹(masking)되어 전송될 수 있다. 상기 단말이 PICH를 통해 페이징 지시 정보를 수신하면 HS-SCCH를 통해 기 설정된 개수만큼의 서브 프레임 동안 모니터링한다[S98]. 상기 H-RNTI는 상기 단말을 위한 전용 H-RNTI이거나, 모드 페이징 메시지들에 대한 호출용 H-RNTI일 수 있다. 또는, 상기 H-RNTI는 특정 단말 그룹 또는 페이징 그룹을 위한 H-RNTI일 수 있다. 상기 모니터링해야 하는 서브프레임의 개수에 관한 정보는 시스템 정보에 포함되어 방송될 수 있다.. 상기 H-RNTI는 단말 전용 H-RNTI, 호출용 H-RNTI 또는 공통 H-RNTI 등일 수 있다. 상기 단말이 HS-SCCH를 통해 H-RNTI를 수신하면 상기 HS-SCCH에 대응되는 HS-PDSCH를 통해 상기 UTRAN으로부터 전송되는 페이징 메시지를 수신한다[S99].
상기 단말이 H-RNTI를 저장하고 있지 않은 경우, 상기 단말은 페이징 메시지 전송을 위해 사용되는 HS-PDSCH 코드 및 전송블록 크기를 이용하여 HS-DSCH 가 매핑된 HS-PDSCH 상에서 페이징 메시지를 수신한다. 즉, H-RNTI를 저장하고 있지 않은 상기 단말이 PICH를 통해 페이징 지시 정보를 수신할 경우, 상기 단말은 상기 HS-PDSCH 코드 및 전송블록 크기를 이용하여 기 설정된 개수의 수퍼프레임 동안 HS-DSCH를 통해 페이징 메시지가 전송되는지를 모니터링한다. 상기 HS-PDSCH 코드 및 전송 블록 크기는 페이징 메시지를 전송하는데 이용되는 것들로서 시스템 정보에 포함되어 방송된 정보이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따르는 페이징 메시지 전송 채널의 프로토콜 구조를 도시한 것이다. 도 10에서, 페이징 메시지 전송의 스케줄링은 RNC가 아닌 Node B가 담당한다. RNC는 특정 단말로 HS-PDSCH를 통해 페이징 메시지를 전송하고자 할 경우, 해당 페이징 메시지의 전송 정보를 Iub 인터페이스를 통해 Node B로 알려준다. 상기 전송 정보는 해당 단말의 DRX 정보 등을 포함한다. Node B의 MAC 계층은 상기 전송 정보를 이용하여 HS-PDSCH를 통해 상기 페이징 메시지를 상기 단말에게 전송한다.
이상의 실시예는 휴지 모드 상태에서 연결 모드 상태로 넘어가는 과정에 있는 하나의 단말에 대해 본 발명의 기술적 특징들이 적용된 예이지만, 서로 다른 연결 상태에 있는 서로 다른 단말들에 대해서도 본 발명에 따르는 기술적 특징들이 적용될 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 설명된 HS-DSCH의 특징은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식을 기반으로 하는 HSDPA 시스템에서 사용되는 HS-DSCH를 전제로 한 것이다. 따라서, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에서 HS-DSCH가 구현되는 경우 본 문서에서 설명된 HS-DSCH의 특징이 그대로 적용되지 않을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 특징은 OFDM 또는 OFDMA 방식을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에서도 적용 가능함은 자명하다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결 합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 단말과 네트워크 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 네트워크에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국 또는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 페이징 메시지 송수신 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 페이징 메시지 송수신 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1은 UMTS의 망 구조를 도시한 것이다.
도 2는 UMTS 시스템에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 HSDPA 시스템에서의 무선접속 인터페이스의 프로토콜 구조를 도시한 것이다.
도 4는 HS-PDSCH의 서브프레임과 슬롯 구조를 도시한 것이다.
도 5는 HSPDA 시스템의 채널 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 HS-SCCH의 서브 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 7은 HS-SCCH 정보에 따른 HS-SCCH의 코딩 방식을 도시한 것이다.
도 8은 상향링크 HS-DPCCH의 프레임 구조를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예의 절차 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따르는 페이징 메시지 전송 채널의 프로토콜 구조를 도시한 것이다.

Claims (24)

  1. 무선 통신 시스템에서 단말의 페이징 메시지(paging message)를 수신하는 방법에 있어서,
    네트워크와의 연결 상태에 따라 적어도 둘 이상의 채널들을 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있는 단말이 제1 연결 상태에서는 제1채널을 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있음을 알리기 위한 성능 지시 정보를 상기 네트워크로 전송하는 단계;
    상기 네트워크로부터 제2채널을 통해 페이징 지시 정보(paging indication)를 수신하는 단계;
    상기 네트워크로부터 제3채널 통해 상기 단말의 식별자를 수신하는 단계; 및
    상기 제1채널을 통해 상기 네트워크로부터 전송되는 페이징 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결 상태는 상기 네트워크 및 단말의 특정 프로토콜 계층 간에 정보를 송수신 할 수 있는 상태인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 특정 프로토콜 계층은 RRC(Radio Resource Control) 계층인 것을 특징 으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단말이 휴지상태(idle state)인 경우에는 제4채널을 통해 페이징 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1채널은 다수의 단말들이 다수의 공용 채널화 코드를 사용하여 무선자원을 공유하는 채널인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1채널에서 상기 단말은 동일한 전송 시간 간격(TTI) 내에서 단말 용량에 따라 다수의 채널화 코드를 할당받을 수 있고, 다수의 단말들에 대한 하향링크 데이터들은 동일한 전송 시간 간격 내에서 코드 다중화되어 전송되는 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제4채널은 특정 채널화 코드만이 할당되는 채널인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 성능 지시 정보는 RRC 연결 요청 메시지 및 RRC 연결 설정 완료 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 연결 상태는 CELL_PCH 또는 URA_PCH 상태인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 단말의 페이징 메시지를 수신하는 방법에 있어서,
    네트워크로부터 페이징 지시 정보를 수신하는 단계;
    상기 네트워크 및 단말의 특정 프로토콜 계층 간에 통신이 가능하고 불연속 수신 방식(DRX)을 사용하는 제1상태에서는 상기 단말이 제1채널을 통해 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 특정 프로토콜 계층 간에 통신이 가능하지 않은 제2상태에서는 상기 단말이 제2채널을 통해 상기 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 특정 프로토콜 계층은 RRC 계층인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1상태는 CELL_PCH 또는 URA_PCH 상태인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1채널은 전송채널인 HS-DSCH이고, 상기 제2채널은 전송채널인 PCH인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1채널은 물리채널인 HS-PDSCH이고, 상기 제2채널은 물리채널인 S-CCPCH인 것을 특징으로 하는 페이징 메시지 수신 방법.
  15. 무선 통신 시스템의 네트워크에서 다수의 단말들에 페이징 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 네트워크와의 연결 상태에 따라 제1 연결 상태에 있는 제1단말에 페이징 지시 정보를 전송하는 단계;
    상기 제1단말에 제1채널을 통해 페이징 메시지를 전송하는 단계;
    제2 연결 상태에 있는 제2단말에 페이징 지시 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 제2단말에 제2채널을 통해 페이징 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 연결 상태는 상기 네트워크 및 상기 제1단말의 특정 프로토콜 계층 간에 통신이 가능한 상태인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1채널은 다수의 공용 채널화 코드를 사용하여 다수의 단말들이 무선자원을 공유하는 채널인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  18. 제15에 있어서,
    상기 제2 연결 상태는 상기 네트워크 및 상기 제2단말의 특정 프로토콜 계층 간에 통신이 가능하지 않은 상태인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  19. 제16항 또는 제18항에 있어서,
    상기 특정 프로토콜 계층은 RRC 계층인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1채널의 특정 전송 시간 간격(TTI) 내에서 특정 단말은 단말 용량에 따라 다수의 채널화 코드를 할당받을 수 있고, 다수의 단말들에 대한 하향링크 데이터들은 동일한 상기 제1채널의 특정 전송 시간 간격 내에서 코드 다중화되어 전송되는 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 수신 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제2채널은 특정 채널화 코드만이 할당되는 채널인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 제1단말로부터 상기 제1단말이 상기 제1채널을 통해 페이징 메시지를 수신할 수 있음을 알리는 성능 지시 정보를 수신하는 단계;
    상기 제1단말로 제3채널 통해 상기 단말의 식별자를 전송하는 단계를 더 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 성능 지시 정보는 RRC 연결 요청 메시지 및 RRC 연결 설정 완료 메시지 중 적어도 하나에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 제1 연결 상태는 CELL_PCH 상태 또는 URA_PCH 상태인 것을 특징으로 하는, 페이징 메시지 전송 방법.
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