KR20080065987A

KR20080065987A - 채널 설정 지연을 감소시키기 위한 반활성 상태

Info

Publication number: KR20080065987A
Application number: KR1020087009985A
Authority: KR
Inventors: 존 엠. 해리스; 로날드 티. 크로커; 신 에스. 켈리
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-07-15
Also published as: WO2007037922A2; US20070070942A1; WO2007037922A3; JP2009510831A

Abstract

채널 설정 지연을 감소시키는 반활성 상태를 생성하는 방법 및 장치가 개시된다. 이동국(402)과 무선 액세스 네트워크(RAN)(404)와의 사이의 통신 채널. 통신 채널은 통신 채널을 식별하도록 적어도 하나의 리소스를 사전 지정함으로써 이동국과 RAN 사이에 반활성 상태를 갖는다. 채널이 활성화되어야 하는지를 판정하기 위하여, 사전 지정된 리소스가 모니터링된다. 리소스가 데이터가 송신되어야 하는 것을 나타내는 경우, 반활성 상태로부터 활성 상태로 채널이 변환된다. 그 후, 활성 상태에서 통신 채널을 통해 데이터가 송신된다.

RAN, BTS, MAC ID, 802.16, 반활성, 리소스

Description

채널 설정 지연을 감소시키기 위한 반활성 상태{SEMI-ACTIVE STATE FOR REDUCING CHANNEL ESTABLISHMENT DELAY}

본 발명은 일반적으로 이동국과 무선 액세스 네트워크 사이에 채널을 설정하는 것에 관한 것으로서, 특히, 채널 설정의 일부로서 반활성 상태의 생성에 관한 것이다.

무선 통신 네트워크는, 이동국의 사용자들과 다른 통신 장치들과의 통신을 유효화하기 위하여, CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System), PTT(Push-to-Talk), PoC(Push-to-Talk over Cellular) 등의 수많은 상이한 프로토콜들을 사용한다. 이러한 시스템들에 있어서, 무선 액세스 네트워크(RAN)으로부터 이동국으로의 통신 링크를 통상 순방향 링크 또는 다운링크라고 한다. 마찬가지로, 이동국으로부터 RAN으로의 통신 링크를 통상 역방향 링크 또는 업링크라고 한다. CDMA 및 기타의 무선 네트워크 프로토콜들은 순방향 링크 상의 이동국에 대한 채널을 식별하는 수단의 일부로서 MAC ID(Media Access Control Identifier)를 이용한다. 역방향 링크에서는, 스크램블링 코드에 의해서 이동국 송신이 서로 구별된다. 일단 MAC ID와 스크램블링 코드가 식별되어 교환되었다면, 무선 네트워크의 이동국과 기지국 송수신기(BTS: Base Transceiver) 사이에 전용 채널이 설정된다. 전용 채널이 설정되면, MAC ID가 지정되는 때에 데이터가 흐르는 활성 채널이 설정되도록 이동국과 BTS 사이에 데이터가 직접 송신될 수 있다.

전용 채널을 설정하는 이유는, 특정한 메시징 또는 사용자 데이터가 너무 커서, 공유 채널 또는 공통 채널에 맞지 않기 때문이다. 따라서, 이러한 데이터를 전송하는 것은 이러한 전용 채널의 설정을 필요로 한다. 전용 채널을 설정하는 단점으로서, 전용 채널의 설정 자체가 큰 지연을 추가할 수 있다는 점이다. PTT 및 PoC와 같은 디스패치 통신에 있어서, 이러한 추가의 지연은 시스템 사용중 사용자 가 겪는 품질을 떨어뜨린다.

통신 채널을 설정함에 있어서의 지연을 감소시키는 공지의 방법들은 RF 용량과 배터리 수명을 소모시킨다. 이러한 방법들은 사용자들을 채널에 위험하게 두는 것이거나, 더 긴 RF 비활동 타이머를 사용한다. 전용 채널들은 이들이 필요로 하기 전에 사용되거나, 더 길어지기 때문에, RF 용량은 감소된다. 또한, 채널을 조기에 사용하거나 타이머를 연장하는 것은, 그렇지 않다면 이동국과 RAN 사이의 실제 데이터 송신중에 사용될 수 있는 귀중한 배터리 수명을 사용하는 것이다.

통상적인 무선 통신 시스템에 있어서, 주어진 셀에 전용되는 리소스의 많은 부분들이 사용되지 않거나, 활용수준이 낮다. 사용되지 않는 RF 리소스를 갖는 셀 또는 기타의 섹터들에서 대략 통화의 70%가 발생하는 것으로 추정되었다. 따라서, 배터리 수명을 열화시키지 않고서 CDMA의 현재의 통화 루틴에 의해 야기되는 이동국의 설정 지연을 400 msec 이상 감소시키기 위하여, 사용되지 않는 RF 리소스들을 평준화할 수 있다.

고속 패킷 데이터 시스템 및 IS2000 트래픽 채널 셋업 절차에 있어서, 지연 시간을 감소시키기 위하여 셋업 절차를 조절하는 것이 알려져 있다. 이러한 시스템에 있어서, 통신 채널 셋업 처리 중에 컨트롤러가 다수 형태의 모드를 제공하는 것으로 알려져 있다. 이러한 모드는 활성화 모드, PER(radio environment report) 모드, 및 휴지 모드을 포함할 수 있다. 활성 모드는 통상 전용 채널 상에서 이동국과 RAN 사이의 활성 데이터 송신을 허용한다. PER 모드는 통상 공통 채널 상에서 이동국이 자신의 무선 환경의 중요한 변경을 네트워크에 리포트하는 이동성 추적 모드이다. 이 모드에서, MAC ID와 같은 이동국에 관련되는 전용 리소스들이 배포될 수 있으며, 이동국의 역 파일럿 채널(reverse pilot channel)이 감소 모드에서 동작할 수 있다.

이와 대조하여, 활성 모드와 휴지 모드 사이의 임시적인 위치로서 제어-유지 모드가 동작하며, 여기서는, 통화에 관련된 리소스 비용을 줄이기 위하여, 낮은 속도로 전력 제어 또는 전용 파일럿 시그널링이 송신된다. 이 모드에서는, 베어러 트래픽을 실제로 반송(carrying)함에 있어서 링크가 덜 효율적이므로, 데이터가 교환되어야 하는 때에 추가의 레이턴시를 제공한다. 따라서, 리소스가 할당되어 있지만, 평균 역방향 링크 전력은 감소된다. 즉, 채널이 여전히 동작하지만, 용량이 감소되어 있다. 채널이 여전히 동작중이므로, 배터리 수명이 감손된다.

이상 설명한 바에 있어서, 사용수준이 낮은 네트워크 리소스들을 사용하지만, 배터리 수명 등을 감손하지 않는, 통신 채널을 설정하는 방법 및 장치를 만들 것이 요구된다. 이러한 해결책은 통신 채널을 설정하기 위하여 다수의 모드의 개념을 이용할 수 있다.

첨부 도면들은, 개별 도면을 통해서 동일한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 지칭하며, 이하의 상세한 설명과 함께 명세서의 일부에 포함되어 명세서를 형성하며, 다양한 실시예들을 더 예시하도록 기능하며, 본 발명에 따른 모든 장점들과 다양한 원리들을 설명하도록 기능한다.

도 1은 종래 기술에 따른 채널의 설정을 나타낸 무선 통신 네트워크의 블록도이다.

도 2는 종래 기술에 따라서 이동국 시작의 통화 셋업 루틴의 통화 흐름도이다.

도 3은 종래 기술에 따라서 무선 액세스 네트워크 시작의 통화 셋업 루틴의 통화 흐름도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 휴지 모드를 나타낸 무선 통신 네트워크의 블록도이다.

도 5는 본 발명의 원리에 따라서 이루어지는 채널의 설정을 나타낸 무선 통신 네트워크의 블록도이다.

도 6은 본 발명의 원리에 따른 이동국 시작의 통화 셋업 루틴을 나타낸 통화 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 원리에 따른 무선 액세스 네트워크 시작의 통화 셋업 루틴 의 통화 흐름도이다.

당업자라면, 도면의 구성요소들은 간략함과 명확화를 위하여 도시된 것이며, 반드시 스케일되어야 하는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면 내의 일부 구성요소의 치수는, 본 발명의 실시예들의 이해를 향상시키는데 도움을 주기 위하여, 다른 요소에 비하여 과장될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명하기 전에, 실시예들은 이동국과 무선 액세스 네트워크 사이의 채널 설정 중에 반활성 상태의 사용에 관한 방법 단계와 장치 성분들의 조합에 있다는 것을 주지하기 바란다. 따라서, 장치 성분과 방법 단계들은 도면 상에서 종래 기호에 의해 이해되는 경우, 본 명세서의 설명의 장점을 갖는 당업자라면 쉽게 명백히 알 수 있는 세부사항의 개시를 모호하게 하지 않도록, 본 발명의 실시예들을 이해하는데 관한 세부사항들만을 나타내도록 도시되어 있다.

본 문서에 있어서, 제1 및 제2, 상부 및 하부, 등의 상대적 용어들은, 개체 또는 행동들 사이의 실제의 관계 또는 순서를 반드시 필요로 하거나 의미하지 않고, 단지 개체 또는 행동들을 서로 구별하기 위하여 사용될 수 있다. "포함한다(comprise)" 또는 이의 다른 변형 형태들은, 구성요소의 리스트를 포함하는 이러한 공정, 방법, 물건, 또는 장치들이 그러한 구성요소들만을 포함하는 것이 아니라, 명시적으로 열거하지 않았으나, 이러한 공정, 방법, 물건, 또는 장치에 내재하는 기타의 구성요소들을 포함할 수 있도록, 배타적이지 않은 포괄성을 포함하도록 의도된다. 구성요소에 선행하는 "포함한다"라는 것은, 더 이상 제한사항 없이도, 이 구성요소를 포함하는 공정, 방법, 물건, 또는 장치 내의 추가의 동일한 요소들의 존재를 배제하는 것은 아니다.

본 명세서에서 기재된 본 발명의 실시예들은, 본 명세서에 기재한 바와 같이, 이동국과 무선 액세스 네트워크 사이의 채널 설정 중에 반활성 상태의 사용을 위한 기능 중 일부, 대부분 또는 전부를 특정한 프로세서가 아닌 회로와 연계하여 구현하도록, 하나 이상의 종래의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서를 제어하는 고유의 저장 프로그램 인스트럭션을 구비할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 프로세서가 아닌 회로로서는, 이에 한하지 않지만, 무선 수신기, 무선 송신기, 신호 드라이버, 클록 회로, 전원 회로, 및 사용자 입력 장치를 포함할 수 있다. 이와 같이, 이러한 기능들은 이동국과 무선 액세스 네트워크 사이의 채널 설정 중의 반활성 상태의 사용을 수행하기 위한 방법의 단계들로서 해석될 수도 있다. 다르게는, 저장 프로그램 인스트럭션을 갖지 않는 상태 머신으로서, 또는 개개의 기능 또는 기능 중 일부의 조합이 커스텀 로직으로 구현되는, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)에서 기능 중 일부 또는 모두가 구현될 수 있다. 물론, 2개 이상의 접근법의 조합이 사용될 수도 있다. 따라서, 이러한 기능을 위한 방법과 수단을 본 명세서에서 설명하였다. 또한, 당업자라면, 예를 들어, 활용가능한 시간, 현재의 기술, 및 경제적 고려에 의한 많은 설계적 선택과 큰 노력의 가능성에도 불구하고, 본 명세서에 개시된 개념과 원리에 의해 안내되는 때에, 최소한의 경험으로 이러한 소프트웨어 인스트럭션 및 프로그램 및 IC 를 쉽게 생성할 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 이동국과 RAN과 같은 무선 네트워크 사이의 채널의 설정 중의 반활성 상태를 생성하는 시스템 및 방법을 설명한다. 설명하는 접근법은 채널의 요청, 채널의 설정, 및 채널 상에서의 데이터의 전송에 있어서의 지연 시간을 감소시킨다. 반활성 상태의 사용은 이동국의 배터리 수명을 열화시키지 않고서는 사용되지 않는 무선 네트워크 내의 리소스들을 레버리지(leverage)한다. 이러한 무선 네트워크로서는, 이에 한하지는 않지만, CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System), PTT(Push-to-Talk), PoC(Push-to-Talk over Cellular), WLAN(Wireless Local Area Network), 및 802.16 등의 802.xx 표준을 준수하는 네트워크를 포함한다.

적어도 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이동국과 RAN 사이에 데이터를 송신하는 리소스를 활용하지 않고서, 이동국, 리소스, 또는 기타 형태의 채널 식별자를 사전 지정(pre-assigning)함으로써 이동국과 무선 네트워크 또는 RAN과의 사이에 채널이 설정된다. 통신 채널을 식별하기 위한 리소스로서 MAC ID 또는 역방향 스크램블링 코드가 사용될 수 있다. 데이터를 송신하지 않는 동안 채널을 식별함으로써, 반활성 상태가 설정되고, 적절한 시간의 데이터 송신을 위하여 채널이 설정된다. 반활성 상태(semi-active state)는 가동 용량과 배터리 수명이 감손되지 않도록, 이동국과 RAN 사이의 통신 채널이 알려져 있고, 사용 준비되는 되었으나, 활성 모드에서 이전에 활용된 일부 네트워크 리소스들은 활용되지 않는 쿼시 슬립 핑(quasi sleeping) 상태이다.

순방향 링크 상에서, 이동국은 RAN으로부터 이동국에 보내지는 데이터의 송신을 위한 MAC ID를 모니터링한다. 이동국에는, RAN과 통신하는 다른 이동국에 보내지는 정보 및 패킷들을 구별하기 위하여, MAC ID에 의해 라벨링된 정보와 패킷이 보내진다. 일단 채널이 전부 활성화되었다면, 순방향 링크는 이동국이 역방향 링크에서 파워 업 또는 파워 다운되어야 하는지 여부를 나타내는 전력 제어 정보를 송신한다. 일부의 경우, 이동국은 순방향 링크 상의 RAN으로부터, 이동국 송신이 올바로 수신되었는지 여부가 표시되는 Ack/부정 Ack(acknowledgment/negative acknowledgment)을 수신한다.

역방향 링크 상에서, 역방향 스크램블링 코드는 채널을 식별하고, RAN의 기지국 송수신기 측의 역방향 링크 전용의 채널 요소 모뎀에 의해 모니터링된다. 주어진 이동국에 대한 스크램블링 코드가 통상 영구적으로 또는 임시적으로 이동국에 지정된다. 임시적으로 지정되는 경우, 이는 이동국과 기지국 사이의 통신을 통해 수행된다. 본 발명은 스크램블링 코드를 설정 또는 교환하기 위한 수단에는 영향을 주지 않는다. 역방향 링크에서, 이동국은 역방향 파일럿 채널과 역방향 데이터율 제어를 스크램블링 코드를 이용하여 송신한다. 역방향 파일럿 채널은, 이동국에 의해 송신되는 임의의 다른 채널들을 수신하는 것을 지원하기 위하여 사용되며, 이동국 송신에 대한 전력 제어를 판정하기 위하여 기지국에 의해 사용되는 신호로 알려져 있다. 데이터율 제어 채널은 채널 품질 정보를 반송(carry)한다. 과거에는, 이동국이 실제로 전용 채널 상에 있었고, 실제로 역방향 링크를 송신하고 있는 경우, 이동국에만 모뎀이 할당되었다. 본 발명의 원리에 따르면, 이동국이 전용 채널 상으로 송신을 시작하기 전에 역방향 링크를 모니터링하도록 모뎀이 전용된다.

당업자라면 이해할 수 있듯이, 활성 상태에서는, 이동국와 RAN 사이의 채널 상으로 음성 및 비음성 데이터가 송신될 수 있다. 이러한 통신은 순방향 링크 및 역방향 링크 쌍방에 대한 것일 수 있다. 역방향 링크에서 데이터 송신이 검출되는 경우, 반활성 상태로부터 활성 상태로 채널을 전환하도록 데이터율 제어 및 전력 및 파일럿 데이터가 송신된다. 적어도 일 실시예에 있어서, 송신되는 데이터율 제어 및 전력 데이터가 소정의 문턱치에 도달하는 때에 채널이 활성 상태가 되며, 여기서, 이러한 문턱치는 최대 전력율이다. 다른 실시예로서, RAN이 지정된 리소스에 대한 웨이크 업(wake-up) 간격에서 데이터를 송신하는 때에 채널이 활성 상태가 된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 이동국은 역방향 스크램블링 코드를 이용하여 역방향 링크 상의 RAN에 송신하기 위한 데이터를 갖는 때에 채널의 설정을 시작한다. 네트워크는 이동 유닛으로 반활성 채널을 미리 설정하여, 채널을 위한 역방향 스크램블링 코드와 MAC ID를 식별하고, 교환한다. 이동국은, 통화가 이루어지고 있는 때와 같이, RAN에 송신될 데이터가 존재하는 경우, 반활성 채널의 사용을 시작한다. RAN은, 이동국이 데이터를 송신중인지 여부를 판정하기 위하여, 역방향 스크램블링 코드를 모니터링하고 있으며, 이는 RAN의 역방향 전용 채널 요소에 의해 모니터링될 수 있다. RAN은 역방향 전용 전력/파일럿 데이터 채널 또는 역방향 데이터율 제어 채널에 수신되는 전력 레벨을 모니터링한다. 문턱치에 도달하는 경우, 네트워크는 전력 제어 비트를 이동국에 송신하는 것을 포함하여 MAC ID를 통해 이동국에 송신하기 시작한다. 일 실시예에 있어서, RAN이 이동국의 채널 사용 시작을 검출하였음을 나타내기 위하여 문턱치 수의 파워 다운 메시지가 사용된다. 이에 의해, 이동국과 RAN 사이에 데이터가 송신되도록 반활성 상태로부터 활성 상태로 채널이 효과적으로 이동된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, RAN으로부터 이동국으로 반활성 채널을 활용한 채널의 설정이 시작된다. 주어진 간격에서 RAN과 이동국과의 사이의 데이터 전송이 발생할 수 있다. 하나의 이러한 간격은 웨이크 업 간격이며, 이동국이 웨이크 업하여, RAN이 활성 채널을 설정중인 것을 파악하도록 모니터링하는 때이다. 웨이크 업 간격에서, RAN은 반활성 채널이 활용될 것이며 데이터가 송신될 것이라는 것을 나타내기 위하여 MAC ID를 이용하여 이동국에 패킷을 보낸다. 이동국은 역방향 데이터율 제어 데이터 및 역방향 전용 파일럿 및 전력 데이터를 송신하기 시작하게 된다. 그 후, RAN은 역방향 링크에서, 그리고 역방향 전용 전력/파일럿 데이터 또는 역방향 데이터율 제어 채널 상에서 수신되는 전력을 모니터링한다.

도 1을 참조하면, 무선 액세스 네트워크(RAN)(104) 등의 무선 네트워크와 이동국(102)과의 사이의 채널을 설정하기 위한 종래 기술의 예를 나타내는 무선 통신 시스템(100)의 블록도가 도시되어 있다. 이동국(102)은 RAN(104)에 통신가능하게 결합되도록 동작하며, 특히, BTS(106, 108) 중 임의의 것에 결합된다. 이동국(102)은 임의의 종류의 무선 장치일 수 있다. 예를 들어, 이동국(102)은 셀룰러 전화, 페이저, 퍼스널 컴퓨터, 또는 PDA 일 수 있다. 다른 종류의 이동국이 가능하다. RAN(104)은 이동국(102)이 BTS(106, 108)와 통신할 수 있도록 하는 기기 및 시스템의 기타 기기들을 포함한다. 예를 들어, BTS(106, 108)는 RAN과 이동국 사이에 통신이 송수신될 수 있도록 하는 송신기 및 수신기들을 포함할 수 있다. 특히, BTS(106, 108)는 송신기 또는 모뎀(109)을 포함한다. RAN(104)은 동작가능하게 BTS(106, 108)에 결합되는 BSC(Base Station Controller)(112)를 포함할 수 있다. 또한, RAN(104)은 패킷 제어 기능(Packet Control Function)(114) 및 PSDN(Packet Data Switching Node)(116)와 통신하여, 이동국(102)과 인터넷(118)과의 데이터를 중계한다.

시스템(100)은, 이에 한하지 않지만, CDMA 및 UMTS를 포함하는 임의의 수의 프로토콜에 따라서 동작할 수 있다. 예를 들어, SIP(Session Initiation Protocol)에 따라서 시스템 요소들 사이에 메시지가 교환될 수 있다. 그러나, SIP 프로토콜을 대신하여 또는 이에 추가하여 다른 프로토콜 또는 SIP를 준수하는 프로토콜이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

BTS(106, 108)는 BSC(112)에 접속된다. BSC(112)는 BTS(106, 108)의 제어 동작과, BTS(106, 108)와 PCF(Packet Control Function)(114) 등의 다른 네트워크 구성요소 간의 통신의 라우팅을 담당한다. 또한, BSC(112)는 반활성 상태가 활용되고 있거나, 활용될 수 있는 통화의 식별을 담당한다. 그러나, 본 명세서에서는 이러한 기능들이 BSC(112)에서 구현되는 것으로 설명하였지만, 다르게는, 이에 한하지 않지만, BTS(106, 108) 또는 PCF(114)를 포함하는 인프라구조 내의 다른 구성 요소들에서 기능들이 구현될 수도 있다.

PCF(114)는 RAN(104)과 PDSN(Packet Data Server Node)(116)에 접속된다. 이동국(102)과 RAN(104)과의 사이의 접속이 전술한 바와 같이 다양한 모드와 상태 사이에서 이동함에 따라서, PCF는 이동국(102)과 PSDN(116) 사이의 접속의 유지를 담당한다.

PDSN(116)은 PCF(114)와 인터넷(118)에 접속된다. PDSN(116)은 PCF(114)를 통해서 인터넷(118)과 이동국(102) 사이에 패킷들을 라우팅하고, 계정(accounting)과 보안(security) 등의 다른 기능들을 수행한다.

채널들을 통해 RAN(104)과 이동국(102) 사이의 통신이 수행된다. 전용 채널과 보통 채널의 2 종류의 채널이 존재한다. 이 채널들은 본 명세서에서 앞서 설명하였다.

도 1의 무선 통신 네트워크를 이용하여 전용 채널(122)이 설정되는 경우, 순방향 전용 채널(123)과 역방향 전용 채널(125) 쌍방이 설정된다. 순방향 전용 채널(122)에 MAC ID가 지정되며, 이는 BSC(112) 및PCF(118)에 의해서 BTS(106, 108)와 이동국(102) 사이에 설정된다. MAC ID는 RAN(104)으로부터 이동국(102)으로의 통신 채널을 식별하기 위하여 이용되는 공지의 리소스이다. 통신 채널 식별자로서 다른 리소스들이 사용될 수 있다. 채널의 설정 전에, 이동국(102)에 역방향 스크램블링 코드가 지정된다. BTS(106, 108)은 이동국(102)에 지정되는 공지의 역방향 스크램블링 코드를 이용하여, 이동국(102)으로부터 RAN(104)으로의 송신을 관련시킨다. 지정된 역방향 스크램블링 코드로 인해, 이동국(102)은 데이터율 제어(124) 및 역방향 전용 파일럿(126)을 RAN으로, 구체적으로는, BTS(106, 108)에 보낼 수 있다. BTS(106, 108)는 데이터율 제어(124)를 이용하여, MAC ID를 활용한 이동국(102)으로의 순방향 링크 상의 데이터 송신을 위한 파라미터들을 선택한다.

아무런 전용 채널(122)이 설정되어 있지 않은 상태에서 이동국(102)과 RAN(104)이 설정되는 경우, 이들은 공통 채널(130)을 이용한다. 공통 채널은 순방향 제어 채널(132)과 역방향 액세스 채널(134)을 포함한다. RAN(104)으로부터 이동국(102)으로 각종 제어 메시지가 송신되는 경우와 같이, 전용 채널이 설정되어 있지 않은 경우, 이동국(102)에 메시지를 송신하기 위하여 RAN(104)에 의해 순방향 제어 채널(132)이 이용된다. 이동국(102)으로부터 RAN(104)으로 각종 제어 메시지들이 송신되는 경우와 같이, 아무런 전용 채널이 설정되어 있지 않은 경우 RAN(104)에 메시지들을 송신하기 위하여 이동국(102)에 의해 역방향 액세스 채널(134)이 사용된다.

도 2를 참조하여, 도 1에 도시된 종래 기술의 이동국(102)에 의해 시작되는 경우 채널(122)을 설정하는 통화 흐름(200)의 단계들을 설명한다. 통화 흐름은, 이동국이 BTS(106, 108)에 의해 역방향 액세스 채널(134) 상에 접속 요청 메시지를 RAN(104)에 송신하는 것(202)으로 시작한다. 접속 요청 메시지는 이동국(102)에 대한 역방향 스크램블링 코드 또는 RAN(104)이 이동국(102)에 대한 역방향 스크램블링 코드를 추측하기에 충분한 정보를 포함한다. 이에 응답하여, BTS(106, 108)는 요청이 수신되었다는 것을 나타내는 순방향 제어 채널(132)을 통해서 이동국에 액세스 채널 Ack 메시지를 리턴한다(204). 접속 요청 메시지에 응답하여, BTS(106, 108)는 또한 지정된 미디어 액세스 제어 식별자(MAC ID)를 포함하는 트래픽 채널 지정(TCA) 메시지를 송신한다(206). MAC ID의 지정으로 인해, 이동국은 BTS(106, 108)에 역방향 데이터율 제어(R-DRC)(124) 및 역방향 전용 파일럿(126)을 송신하기 시작한다(208). R-DRC(124) 및 역방향 전용 파일럿(126)을 성공적으로 수신하여 디코딩함에 따라서, BTS(106, 108)는 RTCAck(Reverse Traffic Channel ACK) 메시지를 송신한다(210). RTCAck를 수신함에 따라서, 이동국은 TCC(Traffic Channel Complete) 메시지를 송신한다(212). 이때, 양방향에서 전용 채널이 설정되며, 이동국(102) 또는 RAN(104)이 데이터를 송신할 수 있다(214). 202의 접속 요청의 송신과 212의 TCC 메시지의 송신과의 사이의 시간은, 채널이 완전하게 셋업된 것을 나타내며, 대략 500 msec일 수 있다. 후술하는 바와 같이, 채널 셋업과 데이터 송신과의 사이의 지연을 감소시키는 것이 본 발명의 목적 중 하나이다.

도 3을 참조하여, 도 1의 종래 기술의 RAN(104)에 의해, 예컨대, 순방향 링크가 시작되는 경우 채널(122)을 설정하는 통화 흐름(300)의 단계들을 설명한다. 통화 흐름은, RAN이 BTS(106, 108)를 통해 웨이크 업 간격 등의 주어진 타임 슬롯 동안 이동국(104)에 메시지를 송신하는 단계(302)로 시작한다. BTS가 이동국들에 데이터를 송신하도록 준비되는 시간과 웨이크 업 간격에 관련된 슬롯 사이클과의 사이의 시간에는 지연이 존재한다. 이 메시지는 Page 메시지 또는 TCA(Traffic Channel Assignment) 메시지의 형태를 취할 수 있다. Page 메시지를 RAN이 송신하는 경우, 이동국은 Page 메시지를 수신한 후 도 2의 절차를 따를 것이다; 이와 같이, 본 도면은 메시지가 TCA 메시지의 형태를 취하는 경우를 설명한다. 웨이크 업 간격에서, BTS(106, 108)는 TCA 메시지를 송신하여 MAC ID를 채널에 지정한다. MAC ID의 지정과 함께, 이동국은 R-DRC(124)와 역방향 전용 파일럿(126)을 BTS(106, 108)에 송신하기 시작한다(306). R-DRC(124) 및 역방향 전용 파일럿(126)에 응답하여, BTS(106, 108)는 R-TCH Ack(Reverse-Traffic Channel Acknowledgement)를 송신한다(308). 이동국이 R-TCH Ack 메시지를 수신하면, TCC(Traffic Channel Complete) 메시지를 송신한다(310). 이 때, 양방향에서 전용 채널(122)이 설정되며, 이동국(102) 또는 RAN(104)이 데이터를 송신할 수 있다(312). 304에서 TAC 메시지의 송신과, 312에서 채널 설정의 완료와 BTS(106, 108)로부터 이동국(102)으로의 데이터의 송신과의 사이의 시간은, 대략 400 msec가 될 수 있으며, 이는 웨이크 업 간격을 대기함으로 인한 지연을 포함하지는 않는다. 후술하는 바와 같이, 채널 셋업과 데이터 송신과의 사이의 지연을 감소시키는 것이 본 발명의 목적 중의 하나이다.

도 4는 RAN(404)과 이동국(402)과의 사이의 휴지 모드에서 동작하는 종래 기술의 무선 통신 네트워크(400)를 나타낸다. 네트워크(100)와 같이, 네트워크(400)는 이동국(402), RAN(404), PCF(412), 및 PDSN(414)을 포함한다. 마찬가지로, RAN(404)는 BTS(406 및 408)를 포함한다. 휴지 모드에서 동작하는 경우, PCF(412)와 PDSN(414)과의 사이의 접속이 유지되며, 또한 이동국(402)과 PDSN(414)과의 사이의 관계도 유지되지만, 이동국(402)과 PDSN(412)과의 사이의 완전한 접속은 유지되지 않는다. 이는 도면에서 PCF(412), BSC(410), 및 BTS(406 및408)가 없는 것으로, 또한 네트워크(100)에서 모뎀/송수신기(109)에 해당하는 BTS에서의 모뎀/송수 신기가 없는 것으로 도시되어 있다. 휴지 모드에서 동작하는 주요 장점은, 이동국(402)으로 향하는 PSDN(414)에 도착하는 패킷들이, PCF(412)에 의해 먼저 지연되어, RAN(404)이 이동국(402)에 활성 상태(도 3에 도시된 바와 같은 절차를 이용하여)로 복귀되도록 요청할 수 있도록 함으로써 전달될 수 있으며, 그 후, 이동국(402)에 전달될 수 있는 패킷들에 의한 경로가 존재한다는 점이다.

패킷이 PDSN(414)에 도착하는 때에, 그 패킷을 PCF(412)에 중계한다. PCF(412)는 휴지 모드에서 동작중이므로, RAN(404)에 대하여 이동국(402)이 활성 모드로 복귀하도록 요청할 것이다. RAN(404)이 이동국(402)을 활성 모드로 복귀시킬 수 있는 하나의 방법으로서, 도 3의 루틴을 따르는 것이다. 일단 이동국(402)이 활성 모드에 있으면, 이동국(402)에 통신 채널 상으로 전달하기 위하여 PCF(412)에 의해 RAN(404)으로 패킷이 중계된다.

도 5는 본 발명의 원리에 따라서 동작하는 무선 통신 네트워크(500)를 나타낸다. 네트워크(100) 및 네트워크(400)와 같이, 네트워크(500)는 이동국(502) 및 RAN(504)을 포함한다. RAN(504)은 BTS(506, 508), 모뎀/송수신기(509), BSC(510), PCF(512), 및 PDSN(514)을 포함하며, 그 모두는 네트워크(100)에서 상응하는 부분과 동일한 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이동국(502)과 BTS(506, 508) 사이에 반활성 채널이 셋업된다. 반활성 채널이 설정되는 경우, 후술하는 바와 같이, 이동국에 MAC ID를 사전 지정(pre-assign)하고, 이동국으로부터 RAN(504)에 스크램블링 코드를 사전 교환(pre-exchange)함으로써 채널이 설정되지만, 이동국(503)과 RAN(504) 사이에 데이터, 예컨대, 음성 및 비음성 데이터는 송신되지 않 는다. 따라서, 전술한 바와 같이 채널의 셋업 처리를 거칠 필요없이 순방향 링크 또는 역방향 링크에 데이터가 송신될 준비가 되는 때에, 반활성 채널은 이동국(502) 및 RAN(504)에 대하여 채널에 필요한 리소스들을 확인하기 위한 수단을 제공한다. 예를 들어, 일단 MAC ID가 지정되면, 반활성 채널은 이동국(502)으로부터 BTS(506, 508)에 DRC와 파일럿 채널을 송신하지 않는다. 데이터가 송신되지 않고 있으므로, BTS(506, 508)와 BSC(510) 사이의 접속 및 PCF(512) 또한 반활성이며, 활용되지 않는다. 통신 채널의 반활성 상태는 도 5에서 점선으로 나타내어 있다.

전술한 바와 같이, MAC ID, 역방향 스크램블링 코드 또는 기타의 식별 리소스를 이동국(502)과 RAN(504) 사이의 통신 채널에 할당함으로써, 반활성 상태가 생성된다. 식별 리소스가 채널에 할당되어 있어, 예컨대, 배터리 수명을 영향을 주거나, 네트워크 내의 이동국(502) 또는 다른 이동국들에 대한 RF 에 영향을 주는 등, 이동국(402)에 악영향을 주게 되는 채널 상으로 데이터를 송신함으로써 채널을 유지할 필요가 없다. TCA 메시지에 의해 채널에 MAC ID가 지정된다. 역방향 링크 채널을 식별하기 위하여 스크램블링 코드가 사용될 수 있다. 당업자라면, 이동국과 RAN 사이에 데이터를 송신하지 않음으로써 채널의 반활성 상태를 유지하는 한편 채널을 식별하기 위하여 공지의 다른 특징들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 6은 이동국(502)의 입장에서 본 발명의 반활성 상태의 통신 채널의 활용을 나타낸 통화 흐름도(600)이다. 본 발명의 원리에 따르면, 이동국(502)이 데이터, 무선 시스템에 관련되는 제어 데이터 또는 RAN(504)을 통해 PCF(512) 및 PDSN(514)에 전달되기로 한 사용자 데이터를 송신하고자 하기 전의 어느 때에 이동국(502)과 RAN(504) 사이에 반활성 상태의 통신 채널이 사전 설정된다(602). 반활성 채널에서는 MAC ID가 이미 지정되어 있으며, 채널이 데이터를 송신할 준비가 되어 있으며, RAN(504)에 데이터가 도달하는 때에, 그 데이터를 내부적으로 처리하거나, PCF(512)를 통해 PDSN(514)에 데이터를 라우팅할 수 있다. 이동국(502)이 역방향 링크 상에서 데이터를 송신할 준비가 되는 때에, 반활성 채널은 활성 채널로 전환되어, 음성 및 비음성 데이터가 송신될 수 있다. 이를 위하여, 이동국(402)은 후속 송신에서 전력을 증가시켜 역방향 스크램블링 코드를 이용하여 R-DRC 및 역방향 파일럿 신호를 주어진 간격에서 송신하기 시작한다(604). RAN(504)이 문턱치를 검출할 때까지 증가가 계속되며(606), 전력 제어 비트(PCB) 파워 다운 메시지를 송신한다(608). 파워 다운 메시지로 인해, 이동국(402)은 R-DRAC 및 역방향 파일럿 신호 레벨이 채널상으로 데이터를 송신하기 충분하다는 것을 통지받는다. 일단 채널이 활성화되면, Ack/부정 Ack 채널이 활성화되어, 어느 송신이 성공적으로 수신되었는지를 나타내는 피드백을 이동국에 제공한다. 그 후, 이동국(502)과 RAN(504) 사이에 데이터가 송신될 수 있다(610). 도 2와 관련하여 전술한 접속 요청 메시지, TCA 메시지 및 각종 Ack들을 송신할 필요 없이, 본 발명의 통화 루틴은 통화 셋업 지연은 600 msec 까지 감소시킬 수 있다. 통신 채널의 존재를 명시하도록 리소스가 할당된 후에는 아무런 데이터가 송신되지 않으므로, 시간 절감이 배터리 수명 또는 기타 이동국의 특징을 감손시키지 않으며, RAN의 RF에도 영향을 주지 않는다. 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, R-DRC 및 역방향 파일럿 신호 의 송신과 함께 데이터가 송신될 수 있다(604).

도 7은 순방향 링크 상의 RAN(504)의 입장에서 시작하기 위한 본 발명의 반활성 상태의 채널 지정과 활용을 나타낸 통화 흐름도(700)이다. 본 발명의 원리에 따르면, BTS(506, 508)와 이동국(502) 사이에 반활성 채널이 사전 설정된다(702). RAN(504)이 이동국(402)과의 순방향 링크 채널을 완료할 준비가 되는 때에, 지정된 시간에 데이터 송신된다(704). 일 실시예에 있어서, 지정된 시간은 이동국(502)이 RAN(504)으로부터 데이터를 수신할 것으로 기대되는 웨이크 업 간격이다. 데이터의 수신에 응답하여, 이동국(502)은 후속하는 송신에서 전력을 증가시켜, R-ACK 채널, 역방향 DRC 및 파일럿 채널을 송신하기 시작한다. RAN(504)이 문턱치를 검출할 때까지 증가는 계속되며(708), PCB 파워 다운 메시지를 송신(710)하여(710), R-DRC 및 역방향 파일럿 신호가 채널 상으로 데이터를 송신하기 충분하다는 것을 나타낸다. 그 후, 이동국(502)과 RAN(504) 사이에 계속 데이터가 송신될 수 있다(712).

대체 실시예에 있어서, RAN(504)은 이동국(502)에 의해 검출되는 순방향 링크 상의 데이터를 소정의 데이터율에서 송신할 수 있다. 이동국이 반활성 채널 상의 지정된 데이터율을 검출하는 때에, 채널은 설명하는 바와 같이 활성 채널로 변환된다. 도 3과 관련하여 설명한 접속 요청 메시지, TCA 메시지들, 및 다양한 Ack들을 송신할 필요없이, 본 발명의 통화 루틴은 차기의 웨이크 업 간격을 대기하는 지연을 고려치 않고 통화 셋업 지연을 400 msec까지 줄일 수 있다. 통신 채널의 존재를 명시하도록 리소스들이 할당된 후에는 데이터가 송신되지 않으므로, 시간 절약이 배터리 수명 또는 이동국의 기타 특징들을 감손시키지 않으며, RAN의 RF에도 영향을 주지 않는다.

본 발명의 대체 실시예에 있어서, 이동국(502)과 RAN(504)과의 사이의 통신 채널에 의해 사용하기 위하여 적어도 하나의 리소스가 할당된다. 이 리소스는 이동국(502) 또는 RAN(504)이 할당된 리소스를 사용하여 채널을 참조할 수 있도록 채널에 사전 지정된다. 리소스가 사전 지정되므로, 이동국(502)과 RAN(504) 사이에 음성 및 비음성 데이터가 송신되고 있지 않지만, 이러한 데이터가 검출되거나, 그렇지 않다면, 네트워크 구성요소들 사이에 데이터가 송신되고 있는 것으로 판정되는 때에, 채널은 데이터를 송신할 준비가 된다. 데이터가 송신되어야 한다는 판정은, MAC ID 등의 네트워크 리소스, 역방향 스크램블링 코드, 등을 모니터링함으로써 성취될 수 있다. 모니터링 활동이 데이터 송신을 나타내는 때에, 사전 지정된 리소스는 이동국(502)과 RAN(504) 사이의 통신 채널이 활성화될 것이며, 이를 통해 데이터가 송신될 것이라는 것을 나타낸다. 사전 지정된 리소스가 데이터가 송신되지 않는 채널을 지정하도록 하는 것과 활성 채널을 지정하도록 것 사이의 전환에 대하여 설명하였다. 이해할 수 있듯이, 채널을 지정하기 위하여 사전 지정된 리소스를 이용하여 이동국(502) 또는 RAN(504)에 의해 데이터 송신되기 시작될 수 있다.

사전 지정된 채널 또는 반활성 채널의 리소스에 있어서, 이동국과 RAN 사이에 데이터를 송신하기 위하여 오버헤드 채널이 사용될 수 있다. 반활성 채널을 활성 채널로 변환하는 등의, 통신 채널을 활용하여 데이터를 송신하기 위한 전환의 일부로서, 오버헤드 채널을 통해 오버헤드 정보가 송신된다. 이러한 오버헤드 정보는, 통신 채널을 통해 데이터가 적절히 송신될 것을 나타내는, RDRC 데이터, 파워 업 증가 메시지, 파워 다운 메시지, 및 문턱치 메시지를 포함한다.

주어진 리소스에 따라서 임의의 시간에 리소스가 사전 지정되거나, 반활성 채널이 형성될 수 있다. 일부 경우, 특히, 네트워크 리소스가 최대로 활용되지 않는 영역에서, 이동국(502)이 RAN(504)의 영역에 있는 때마다 리소스가 사전 설정되고, 반활성 채널이 설정될 수 있다. 무선 통신 네트워크 내에서 이동국(502)이 움직임과 함께, 상이한 반활성 채널이 셀 간의 핸드오프 처리의 일부로서 설정될 수 있다. 네트워크 리소스들이 더 많이 활용되는 영역에서, 이동국 전체에 대하여 충분한 리소스가 있는 것이 아니므로, 이동국 전체에 리소스가 지정될 수 있는 것은 아니다. 따라서, 이동국의 비활동 타이머의 만료, 폰 북(phone book)의 액세스, 폰의 개방, 번호의 다이얼링 등의 기준이 이동국(504)이 리소스의 사전 지정을 요청할 수 있도록 하게 된다. RAN의 입장에서, 반활성 채널을 생성하기 위하여 마찬가지의 기준이 사용될 수 있다. 다르게는, 가장 통화를 짧게 송신 또는 수신할 확률이 높은 이동국의 서브셋트에 대하여 반활성 상태가 특히 적절하다. 통화가 끊어졌을 수 있으므로, 매우 최근에 통화를 한 사용자로서의 사용자들의 서브셋트가 식별될 수 있다. 또한, 네트워크는 이동하는 사용자들이 더 많은 부하를 생성하기 때문에 가장 낮은 이동도 또는 문턱치의 핸드오프량 보다 낮은 사용자 또는 이동국의 서브셋트를 구체적으로 선택할 수 있다. 이동국이 반활성 상태에 있거나, 하나의 BTS 또는 섹터에서 또 다른 BTS 또는 섹터로 절환하는 경우, 자신의 새로운 BTS 에 새로운 MAC ID를 네트워크가 지정할 수 있도록 공통 채널을 통해 일부 메시지가 교환된다. 따라서, 매우 이동성이 높은 반활성 사용자가 정상적인 반활성 사용자보다 더 많은 리소스를 사용한다.

상기 명세서에서, 본 발명의 특정 실시예들을 설명하였다. 그러나, 당업자라면, 이하 청구항에 명시된 바와 같이 다양한 변형예과 변경예가 본 발명의 범주를 일탈하지 않고서 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 명세서와 도면은 한정적 의미라기 보다는 예시적 의미로서 고려되어야 하며, 이러한 모든 변경예들은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된 것이다. 장점, 이점, 문제 해결책 및, 어떠한 장점, 이점, 또는 문제의 해결책이 일어나도록 하거나 더 구체화시킬 수 있는 임의의 구성요소(들)는 청구범위 일부 또는 전부의 중요하거나, 필요하거나, 기본적인 특징 및 구성요소들로서 해석되어서는 아니된다. 본 발명은 본 출원의 계속 중에 이루어지는 임의의 보정을 포함하는 첨부된 청구항들과 발행된 대로의 그 청구항들의 균등물 전부에 의해서만 정의된다.

Claims

이동국과 무선 네트워크 사이에 무선 통신 채널을 설정하는 방법으로서,

채널을 통해 데이터를 송신하지 않으면서, 통신 채널을 식별하기 위한 적어도 하나의 리소스를 사전 지정하는 단계;

이동국에 상기 리소스를 통지하는 단계;

상기 통신 채널을 통한 데이터의 송신을 나타내기 위하여 상기 리소스의 사용을 모니터링하는 단계; 및

상기 리소스가 상기 통신 채널을 통한 데이터의 송신이 존재하여야 하는 것을 나타낸 후에 상기 통신 채널을 통해 데이터를 송신하는 단계

를 포함하는 채널 설정 방법.
제1항에 있어서,

상기 모니터링은 상기 리소스 중 적어도 하나로서 사전 지정되는 MAC ID(media access control identifier)의 사용을 모니터링 하는 단계를 포함하는 채널 설정 방법.
제1항에 있어서,

상기 이동국으로부터 상기 무선 네트워크에 데이터를 송신하도록 판정하는 단계;

상기 이동국으로부터 상기 무선 네트워크에 코드를 송신하는 단계 - 상기 리소스 중 적어도 하나로서 상기 코드가 사전 지정됨 -;

상기 무선 네트워크에 의한 상기 코드의 사용을 검출하는 단계;

상기 코드의 사용의 검출 시, 상기 무선 네트워크와 상기 이동국 사이에 채널을 생성하는 단계; 및

상기 이동국으로부터 송신되는 데이터를 무선 네트워크에서 수신하는 단계

를 더 포함하는 채널 설정 방법.
제1항에 있어서,

상기 이동국으로의 송신을 위하여 상기 무선 네트워크로부터 데이터를 송신하도록 판정하는 단계;

상기 리소스 중 적어도 하나로서 MAC ID를 이용하여 상기 무선 네트워크에 의해 데이터를 송신하는 단계; 및

상기 이동국에서 상기 MAC ID 및 상기 데이터를 수신하는 단계

를 더 포함하는 채널 설정 방법.
무선 통신 채널을 설정하는 장치로서,

상기 통신 채널을 통해 데이터를 송신하지 않으면서, 상기 통신 채널을 식별하기 위한 리소스;

상기 데이터가 상기 통신 채널을 통해 송신되어야 하는 것을 나타내도록 상 기 리소스의 사용을 검출하는 모니터; 및

상기 통신 채널을 통해 데이터가 송신되어야 하는 것을 상기 모니터가 검출한 후에 상기 통신 채널을 통해 데이터를 송신하는 송신기

를 포함하는 채널 설정 장치.
제5항에 있어서,

상기 리소스는 상기 통신 채널에 사전 지정되는 코드이며,

채널을 생성하도록 상기 코드의 사용을 판정하기 위한 모뎀을 더 포함하는 채널 설정 장치.
제5항에 있어서,

웨이크 업 간격을 더 포함하고, 상기 송신기가 식별된 웨이크 업 간격에서 데이터를 송신하는 채널 설정 장치.
이동국과 무선 네트워크 사이에 통신 채널을 설정하는 방법으로서,

상기 통신 채널을 식별하도록 적어도 하나의 리소스를 지정함으로써 상기 이동국과 상기 무선 네트워크 사이의 반활성 상태를 생성하는 단계;

상기 통신 채널을 통해 데이터가 송신되어야 하는지를 판정하기 위하여 상기 적어도 하나의 리소스를 모니터링 하는 단계;

상기 적어도 하나의 리소스가 데이터가 송신되어야 함을 나타내는 것을 검출 하는 단계;

반활성 상태에서 활성 상태로 상기 통신 채널의 상태를 전환하는 단계; 및

상기 활성 상태의 상기 통신 채널을 통해 데이터를 송신하는 단계

를 포함하는 채널 설정 방법.
제8항에 있어서,

상기 이동국으로부터 상기 무선 네트워크에 데이터를 송신하도록 판정하는 단계;

상기 이동국으로부터 상기 무선 네트워크에 코드를 송신하는 단계;

상기 무선 네트워크에 의한 코드의 사용을 검출하는 단계; 및

상기 이동국으로부터 송신되는 데이터를 상기 무선 네트워크에서 수신하는 단계

를 더 포함하는 채널 설정 방법.
제8항에 있어서,

상기 이동국으로의 송신을 위하여 상기 무선 네트워크에 의해 데이터를 수신하는 단계;

상기 적어도 하나의 리소스로서 MAC ID를 이용하여 상기 무선 네트워크에 의해 데이터를 송신하는 단계; 및

상기 이동국에서 상기 MAC ID와 상기 데이터를 수신하는 단계

를 더 포함하는 채널 설정 방법.