KR20090093752A

KR20090093752A - 이동 통신 시스템에서 전력 절약 동작 관리 방법

Info

Publication number: KR20090093752A
Application number: KR1020080067450A
Authority: KR
Inventors: 차재선; 윤철식; 진성근
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2009-09-02
Also published as: US20110002253A1; CN101999211A; EP2250743A1; WO2009107916A1; JP2011515043A; EP2250743A4; KR101094431B1

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 전력 절약 동작 관리 방법에 관한 것으로 수면 모드로 진입하기를 원하는 이동국으로부터 수면 모드 진입 요청 메시지를 수신하고, 상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 무선 채널의 조합을 분석하여 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하고, 상기 수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 모드 진입 응답 메시지를 전송한다.

Description

이동 통신 시스템에서 전력 절약 동작 관리 방법{METHDO FOR MANAGING POWER SAVING OPERATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 전력 절약 동작 관리 방법 특히, 광대역 무선 접속 시스템(wideband wireless access system)에서 수면 모드(sleep mode)를 이용한 전력 절약 관리 방법에 관한 것이다.

광대역 무선 접속 시스템은 종래의 무선 LAN과 같이 고정된 액세스포인트(Access point)를 이용하는 근거리 데이터 통신 방식에 이동성(mobility)을 더 지원하는 차세대 통신 방식을 말한다. 광대역 무선 접속 시스템은 현재 기지국이 관장하는 셀에서 다른 기지국이 관장하는 다른 셀로 이동국이 이동하는 경우에도 이동성을 보장하여 끊기지 않는 데이터 통신 서비스를 제공한다.

이에 따라, 이동국의 전력 공급 수단으로 주로 배터리를 이용하므로, 이동국의 배터리 사용 시간은 서비스 이용시간의 큰 제한 요소가 된다.

따라서, 광대역 무선 접속 시스템은 단말의 전력 소모를 최소화하기 위하여 상/하향 트래픽 발생이 없을 경우 단말 내 모든 디바이스가 전력 절약을 위해 동작을 멈추는 수면 모드를 지원한다. 광대역 무선 접속 시스템에서, 단말과 기지국 사이에 설정된 무선 채널들은 각 무선 채널의 트래픽 특성에 따라 요구하는 서비스 품질(Quality of Service; 이하 "QoS")이 달라지므로 효율적인 수면 모드 관리를 위해 전력 절약 등급을 도입하여 무선 채널 별로 수면 윈도우를 별도로 관리한다.

도 1은 종래 기술에 따른 수면 모드 동작 수행을 나타낸 순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기상 모드(awake mode)로 동작 중인 이동국이 수면 모드에 들어가고자 하면 기지국에 수면 모드 요청 메시지(sleep mode request, 이하 "SLP-REQ"라 함)를 전송하고, 기지국은 수면 모드 응답 메시지(sleep mode response, 이하 "SLP-RSP"라 함)를 전송하여 수면 모드 승인을 한다.

기지국으로부터 수면 모드 승인이 있으면, 이동국은 수면 모드 진입 시점부터 최초 수면 윈도우 동안 수면 모드 상태로 들어간다. 최초 수면 윈도우가 경과되면, 이동국은 청취 모드로 전환하여 청취 윈도우 동안 기지국으로부터 수면 윈도우 동안 전송 대기중인 데이터가 있는지를 확인한다. 수면 윈도우란 이동국이 수면 모드로 동작 중인 구간을 말하며, 청취 윈도우는 이동국이 청취 모드로 동작하는 구간을 의미한다.

이때, 최초 수면 윈도우 동안 전송 대기중인 데이터가 없는 경우에는 기지국은 데이터 트래픽의 존재를 알리는 메시지를 0으로 설정하여 이동국에 전송한다. 청취 모드 동안 전송되어온 데이터 트래픽이 없는 것을 확인한 이동국은 다시 수면 모드로 진입한다. 이때 수면 윈도우는 전력 절약 등급 타입에 따라 최초 수면 윈도우와 같거나 다를 수 있다.

수면 윈도우 동안 상기 이동국에 대해 전송 대기중인 하향 링크 데이터가 존재하면 기지국은 상기 하향 링크 데이터를 버퍼링하고, 이동국이 청취 모드로 전환되면 그 존재를 통지한다. 청취모드에서 이동국이 하향 링크 데이터가 있다는 것을 확인하면, 이동국은 수면 모드를 종료하고, 기상 모드(awake mode)로 진입하여 버퍼링된 하향 링크 데이터를 수신하고, 기지국과 데이터 통신을 수행한다.

위와 같이 수면 모드 동작에 의하여 이동국은 단말로 전송 예정인 하향 링크 데이터가 없는 경우에는 계속 수면 모드를 유지하여 불필요한 전력 소모를 방지한다.

도 2는 수면 모드로 동작중인 이동국의 가용 구간 및 불가용 구간을 도시한 것이다. 여기서, 이동국은 전력 절약 등급 1과 전력 절약 등급 2를 포함하며, 전력 절약 등급 1은 전력 절약 등급 타입Ⅰ의 특성을 가지고 전력 절약 등급 2는 전력 절약 등급 타입 Ⅱ의 특성을 가진다. 전력 절약 등급 타입Ⅰ은 BE(Best Effort) 또는 전송률이 변화하는 비실시간 트래픽을 대상으로 하고, 전력 절약 등급 타입 Ⅱ는 VoIP 또는 전송률이 변화하는 실시간 트래픽을 대상으로 한다.

불가용 구간은 이동국이 포함하는 모든 전력 절약 등급이 수면 모드이고, 이에 따라 이동국 내 모든 디바이스들이 동작을 멈추고 전력 절약 모드로 진입한 구간을 말하며, 가용 구간은 단말 내의 하나 이상의 전력 절약 등급이 청취 모드에 머물러 있어 단말 자체는 전력 절약 모드에 진입하지 않고 수면 모드 중인 무선 채널의 동작이 중지되는 구간을 의미한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동국내의 전력 절약 등급은 해당하는 전력 절약 등급 타입에 따라 수면 윈도우를 갱신한다.

종래 기술은 단말로 전송할 하향 링크 데이터가 발생할 경우에, 해당 전력 절약 등급의 청취 윈도우에 기초해 하향 링크 데이터의 청취 윈도우 내 전송 여부 및 전력 절약 등급의 수면 모드 종료 여부 만을 판단한다. 즉, 전력 절약 등급 1이 수면 모드로 동작하고 있는 동안 전력 절약 등급 1에 속한 무선 채널로 하향 링크 데이터가 발생할 경우, 기지국은 하향 링크 데이터를 단말로 전송할 수 있는지 여부를 전력 절약 등급 1의 청취 윈도우를 기준으로 판단을 한다. 만약 전력 절약 등급 1의 청취 윈도우 내에 하향 링크 전송이 불가능하다고 판단하면 트래픽 공지 메시지를 전송하여 전력 등급 1의 수면 모드 동작을 중지시킨다. 하지만, 단말 내에 설정된 다른 전력 절약 등급의 수면 모드 동작은 종료되지 않는다.

위와 같이 수면 모드를 관리 할 경우 전력 절약 등급 1이 수면 모드에서 깨어나는 순간부터 가용 구간만이 존재하게 되어 단말기 자체의 전력 절약 효과는 단말이 기상 모드에서 동작하는 것과 같은 효과를 발생한다. 하지만, 다른 전력 절약 등급들의 동작은 중지가 되지 않은 상태이므로 다른 전력 절약 등급들의 수면 모드 관리 방식에 따라 계속해서 청취 윈도우와 수면 윈도우를 관리해야 하는 불필요한 동작을 수행하게 된다.

또한, 종래 기술은 청취 윈도우의 길이를 정적으로 관리하기 때문에 간헐적으로 발생하는 제어 메시지의 송/수신, 상향 링크의 대역 요청에 대한 응답 또는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 동작 시, 부가적인 처리 지연 시간 또는 데이터 손실이 발생할 수 있는 문제가 있다.

도 3은 종래 기술에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서의 수면 모드 동작 시 HARQ의 동작을 나타낸 순서도이다. 두 번째 청취 윈도우 구간에서 기지국은 단말에게 데이터 2를 전송하였으며, 상기 데이터를 수신한 단말은 수신된 데이터의 에러를 감지하여 NACK 피드백을 기지국에게 전송한다. 단말로부터 NACK 피드백을 수신한 기지국은 단말에게 이전에 전송한 것과 동일한 데이터를 재전송한다. 재전송 데이터를 수신한 단말은 데이터의 수신 상태에 따라 ACK 또는 NACK 피드백을 전송하여야 하지만, 현재 전력 절약 등급이 청취 윈도우에서 수면 윈도우로 변경되었기 때문에 HARQ 피드백을 전송할 수 없게 된다.

단말이 수신한 재전송 데이터에 에러가 발생한 경우, 단말은 해당 데이터를 폐기하고 NACK 피드백의 전송을 시도한다. 하지만 현재 윈도우가 수면 윈도우이므로 HARQ 피드백 전송을 포기하고 수면 모드로 동작한다. 이 때 기지국은 단말로부터 두 번째 데이터에 대한 피드백을 수신하지 못해 해당 데이터를 폐기하거나 다음 청취 윈도우에 다시 전송한다.

단말이 에러 없이 데이터를 수신한 경우, 단말은 데이터를 저장하고 ACK 피드백의 전송을 시도한다. 하지만 현재 윈도우가 수면 윈도우이므로 HARQ 피드백 전송을 포기하고 수면 모드로 동작한다. 기지국은 단말로부터 두 번째 데이터에 대한 피드백을 수신하지 못해 해당 데이터를 폐기 또는 다음 청취 윈도우에 다시 전송한다.

따라서, 종래 기술은 데이터의 유실이 발생하거나 데이터의 전송 지연 시간이 증가되거나, 동일한 데이터를 중복해서 송신하여 무선 자원의 낭비를 초래할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광대역 무선 접속 시스템에서 데이터 전송이 없는 구간에서 전력 소모를 줄여 단말의 전력 절약 효과를 높일 수 있는 효율적인 전력 절약 동작 관리 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 특징에 따른 기지국의 전력 절약 동작 관리 방법은 수면 모드로 진입하기를 원하는 이동국으로부터 수면 모드 진입 요청 메시지를 수신하고, 상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 무선 채널의 조합을 분석하여 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하고, 상기 수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 모드 진입 응답 메시지를 전송한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 다른 특징에 따른 이동국의 전력 절약 동작 관리 방법은 수면 모드 진입 요청 메시지를 전송하고, 수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 모드 진입 응답 메시지를 수신하고, 상기 수면 모드 진입 응답 메시지에 포함된 파라미터에 따라 수면 모드의 파라미터를 설정하고 수면 모드로 진입한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 또 다른 특징에 따른 기지국의 전력 절약 동작 관리 방법은 상기 기지국과 이동국 사이에 설정된 무선 채널 중 일부가 삭제되거나 새로운 무선 채널이 설정되면 수면 주기 타입의 변경이 필요한지 판단하고, 변경이 필요하면 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하고, 상기 수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 주기 변경 요구 메시지를 상기 이동국으로 전송한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 이동국별로 설정된 무선 채널의 특성에 따라 효율적인 하나의 수면 주기 타입을 선택하여 수면 모드를 관리함으로써 수면 모드 관리의 복잡도를 낮출 수 있고, 간헐적으로 발생하는 제어 메시지 전송, 상향 링크 전송 그리고 HARQ 재전송으로 인한 불필요한 전력 절약 동작의 중지를 방지함으로써 전력 절약 효과를 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수면 모드 동작 수행을 나타낸 순서도이다.

도 2는 수면 모드로 동작중인 이동국의 가용 구간 및 불가용 구간을 도시한 것이다.

도 3은 종래 기술에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서의 수면 모드 동작 시 HARQ의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 모드 진입/해제 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 이동국의 수면 모드 진입 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 기지국의 수면 모드 진입 방법을 나타낸 순서도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 주기 타입 Ⅱ의 수면 주기 관리 및 상/하향 링크 데이터 전송 동작을 나타낸 순서도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 주기 타입 Ⅰ의 수면 주기 관리 및 상/하향 링크 데이터 전송 동작을 나타낸 순서도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 주기 타입 I으로 수면 모드를 동작 중인 이동국의 상향 링크 데이터 전송 과정을 나타낸 순서도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 주기 타입 Ⅱ에서 수면 주기 타입 I으로의 변환되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 기지국의 수면 주기 타입 변경 방법을 나타낸 순서도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 이동국의 수면 주기 타입 변경 방법을 나타낸 순서도이다.

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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법은 단말과 기지국 사이에 설정된 무선 채널들의 트래픽 특성에 따라 단말 단위로 수면 주기 타입을 사용한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법의 두 가지의 수면 주기 타입에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법은 두 가지의 수면 주기 타입을 가진다.

수면 주기 타입 I은 버스트한 상/하향 링크 데이터 전송 또는 간헐적인 상/하향 링크 대역 할당이 요구되는 경우에 사용된다. 따라서, 단말과 기지국 사이에 설정된 모든 무선 채널들의 트래픽 특성이 기존 인터넷 트래픽의 특성을 가지는 최선 시도 트래픽인 BE(Best Effort), 전송률이 변화하는 비 실시간 트래픽인 nrt-VR(non-real-time Variable Rate) 및 제어 채널로만 구성되었을 경우에 사용될 수 있다. 수면 주기 타입 I을 정의 하는 파라미터는 청취 윈도우, 수면 윈도우, 수면 윈도우 기초(sleep window base), 그리고 수면 윈도우의 최초 프레임 번호이다.

수면 주기 타입 Ⅱ는 주기적인 상/하향 링크 데이터 전송 또는 주기적인 상/하향 링크 대역 할당이 요구되는 경우에 사용된다. 따라서, 단말과 기지국 사이에 설정된 무선 채널들 중에 트래픽 특성이 실시간 성격을 띄는 VoIP나 전송율이 변화하는 실시간 트래픽인 rt-VR을 갖는 무선 채널이 포함되었을 경우에 사용된다. 수면 주기 타입 Ⅱ를 정의 하는 파라미터는 청취 윈도우 (listening window), 수면 윈도우(sleep window), 그리고 수면 윈도우의 최초 프레임 번호(start frame number for sleep window)이다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 모드 진입/해제 방법에 대해 도 4내지 6을 참고하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 모드 진입/해제 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 이동국의 수면 모드 진입 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 기지국의 수면 모드 진입 방법을 나타낸 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수면 모드 동작을 진입하고자 하는 이동국이 기지국에 수면 모드 진입 요청 메시지를 전송하면(S401) 기지국은 이동국에게 수면 모드 진입 응답 메시지를 전송하여(S402) 수면 모드 승인을 한다.

도 5를 보면 이동국은 기상 모드 상태에 있다가(S501) 수면 모드로 진입할 것을 결정하면(S502) 수면 모드 진입 요구 메시지를 기지국으로 전송하고(S503), 수면 모드 진입 응답 메시지 수신 대기 상태가 된다(S504). 그리고 이동국은 수면 모드 진입 응답 메시지를 수신하면(S505) 수면 모드 진입 응답 메시지에 지정된 파라미터에 따라 수면 모드의 파라미터를 설정하고(S506) 수면 모드 동작을 개시한다(S507). 수면 모드 진입 시점은 프레임 번호의 하위 비트 값이 수면 모드 진입 응답 메시지에 포함되어 있는 시작 프레임과 같은 프레임이다.

도 6을 보면 기지국은 단말로부터 수면 모드 진입 요청 메시지를 수신하면(S601), 이동국과 기지국 사이에 설정된 무선 채널의 조합을 분석하여 수면 주기 타입을 결정하고 결정된 수면 주기를 정의하기 위한 파라미터를 결정한다(S602). 그리고 기지국은 이동국의 수면 모드 시작 프레임을 결정하고(S603), 수면 주기를 정의하기 위한 파라미터 및 수면 모드 시작 프레임을 포함하는 수면 모드 진입 응답 메시지를 전송한다(S604).

이동국이 수면 모드로 동작 중일 때 하향 트래픽이 발생하면 기지국은 상기 트래픽을 버퍼링하여 이동국의 청취 구간 내에 전송한다(S403).

종래 기술은 일정 기간 상/하향 데이터 통신이 없을 때 수면 모드로 진입하는데 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법은 전력 절약의 필요성에 따라 데이터 통신을 수행하는 동안에도 수면 모드의 진입이 가능하며, 수면 모드 동안에 상/하향 데이터 통신이 가능하다.

따라서, 수면 모드에 진입한 단말은 단말 스스로 또는 기지국이 명시적으로 수면 모드의 종료를 요청하지 않는 한 수면 모드 동작을 계속해서 수행된다. 수면 모드 동작을 중지하고자 하는 이동국은 기지국에 수면 모드 해제 요청 메시지를 전송하고(S404), 기지국으로부터 수면 모드 해제 응답 메시지를 정상적으로 수신하면(S405) 그 즉시 수면 모드 동작을 중지하게 된다.

모드 진입/해제 요청 메시지와 수면 모드 진입/해제 응답 메시지에 대해 설명한다.

표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법의 수면 모드 진입/해제 요청 메시지를 나타낸 것이다.

Syntax	Size	Notes
Operation	1	0: to deactivate power saving operation 1: to activate power saving operation
Sleep Interval Type	1	0: Sleep Interval Type I1: Sleep Interval Type II
Action Code	1	0: Request from MS1: Response to BS
Reserved	5	Shall be set to zero

표 1과 같이, 수면 모드 진입/해제 요청 메시지는 가입자 단말의 수면 모드 동작의 가동 및 중지에 대한 정보(Operation), 수면 주기 타입 정보(Sleep Interval type) 및 메시지 전송 목적(Action Code)를 포함한다.

표 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법의 수면 모드 진입/해제 응답 메시지를 나타낸 것이다.

Syntax	Size	Notes
Operation	1	1: to activate power saving operation0: to deactivate the activated power saving operation
Sleep Interval Type	1	0: Sleep Interval Type I1: Sleep Interval Type II
Start Frame	6	6 LSB of frame number to start activation of power saving operation
Listening Window	8	Length of listening window
Sleep Window	8
Sleep Window Exponent	3
Sleep Window Base	7
Decreasing Ratio	5	0: No decreasing1; 12: 1/23-31: reserved
Action Code	1	0: Request from BS1: Response to MS

표 2와 같이, 수면 모드 진입/해제 응답 메시지는 가입자 단말의 수면 모드 동작의 가동 및 중지에 대한 정보(Operation), 단말이 사용해야 할 수면 주기 타입(Sleep Interval Type), 수면 주기 정의 파라미터 및 메시지 전송 목적(Action Code) 등을 포함한다.

이때 수면 주기 정의 파라미터들은 청취 윈도우(listening window), 수면 윈도우(sleep window), 수면 윈도우 지수 (sleep window exponent), 수면 윈도우 기초 (sleep window base), 수면 윈도우 감소 비율 (decreasing ratio) 및 수면 주기의 시작 프레임을 포함한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 수면 주기 타입별로 수면 주기 관리 및 상/하향 링크 데이터 전송 동작에 대해 도 7내지 9를 참조하여 설명한다.

도 7을 보면, 수면 주기 타입 Ⅱ인 경우 하나의 수면 주기는 고정 크기의 청취 윈도우와 고정 크기의 수면 윈도우로 이루어졌으며, 수면 모드 동작 동안 일정한 크기의 수면 주기가 반복해서 수행된다. 수면 윈도우 구간은 단말과 기지국 간의 상/하향 링크 통신이 이루어지지 않는 구간이다.

기지국은 수면 윈도우 동안 망으로부터 수신한 데이터를 버퍼링하여 다음 청취 윈도우 구간에 단말에게 전송한다. 상향 링크의 경우, 단말은 기지국으로 송신할 데이터가 수면 윈도우 동안 발생하면 이에 대한 상향 링크 전송을 다음 청취 윈도우 동안 수행한다. 따라서, 수면 윈도우 구간은 단말기 내의 어떠한 통신도 일어나지 않기 때문에 단말의 전력 소모를 절약할 수 있다.

그러나 청취 윈도우에 수행하던 상향 또는 하향 링크 데이터 전송이 청취 윈도우가 종료되기 전에 마무리될 수 없는 경우에는 예외적으로 현재 청취 윈도우를 임시로 확장하여 수면 윈도우에서 데이터 전송을 마무리한다.

도 7을 보면, 두 번째 청취 윈도우에서 기지국으로부터 수신한 데이터에 대한 HARQ 피드백을 전송해야 하지만 현재 청취 윈도우가 종료되어 전송할 수 없는 경우, 현재의 청취 윈도우를 임시로 확장하여 현재 수행 중인 데이터 전송을 마무리한 후 수면 윈도우를 수행한다. 이 때 임시로 확장된 청취 윈도우의 크기는 다음 수면 주기에 영향을 주지 않기 때문에 다음 수면 윈도우의 크기는 원래의 수면 윈도우 크기에서 확장된 청취 윈도우를 뺀 크기이다.

위와 같이 청취 윈도우 동안 데이터를 전송하고 데이터 전송을 마무리하지 못한 경우에는 청취 윈도우를 확장함으로써 가입자 단말의 전력 소모를 감소하는 동시에 가입자 단말이 수면 윈도우를 관리하기 위해 발생할 수 있는 데이터 유실 또는 데이터 전송 지연 시간의 증가를 방지할 수 있다.

도 8을 보면, 수면 주기 타입 I은 수면 주기 타입 Ⅱ와 마찬가지로 하나의 청취 윈도우와 하나의 수면 윈도우로 수면 주기가 구성된다. 하지만, 수면 주기 타입 Ⅱ와 달리 다음 수면 주기의 수면 윈도우 크기는 이전 수면 주기의 청취 윈도우 동안 하향 링크 데이터 전송의 발생 유무에 따라 다르게 결정된다. 도 8의 두 번째 수면 주기의 경우, 첫 번째 수면 주기의 청취 윈도우 동안 하향 링크 데이터 통신이 발생하지 않았기 때문에 첫 번째 수면 주기의 수면 윈도우의 2배 크기로 두 번째 수면 주기의 수면 윈도우의 크기가 확장된다. 반면, 세 번째 수면 주기의 수면 윈도우 크기는 두 번째 수면 주기의 청취 윈도우에서 하향 링크 데이터 전송이 발생하였으므로 두 번째 수면 주기의 수면 윈도우 크기에 기 정의된 수면 윈도우 감소 비율을 적용하여 수면 윈도우의 크기를 결정한다.

수면 주기 타입 I의 청취 윈도우에서 발생하는 상/하향 링크 데이터 전송은 수면 주기 타입 Ⅱ와 같은 방식으로 이루어진다. 즉, 청취 윈도우가 종료되기 전에 하향 링크 전송을 마무리할 수 없는 경우에는 예외적으로 현재 청취 윈도우를 임시로 확장하여 수면 윈도우에서 데이터 전송을 마무리할 수 있다.

도 9를 보면, 청취 윈도우에서만 상향 링크 전송이 수행되는 수면 주기 타입 Ⅱ와 달리 수면 주기 타입 I은 현재 윈도우의 종류에 상관없이 상향 링크 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이 경우, 하향 링크 전송을 위해 청취 윈도우가 임시로 확장되는 것과 같이 상향 링크 전송이 필요할 경우에는 임시로 청취 윈도우가 상향 링크 전송이 마무리될 때까지 할당되며, 이 때 할당된 청취 윈도우는 전술한 수면 윈도우의 크기를 결정하는 방식에 영향을 주지 않는다.

예를 들어, 도 9의 두 번째 수면 주기와 같이 수면 윈도우 동안 상향 링크 데이터가 발생하면 단말기는 상향 링크 데이터 전송을 위해 필요한 상향 링크 대역 요청 메시지를 기지국에게 전송한다. 기지국은 수면 윈도우에 있는 이동국으로부터 상향 링크 대역 할당 요구 메시지를 수신하면 단말이 요구하는 대역을 할당하고, 할당된 대역으로 전송되는 데이터의 상향 링크 전송이 종료할 때까지 단말이 임시로 청취 윈도우 구간에 머무를 것이라고 판단한다. 상향 링크 전송이 종료하면 단말과 기지국은 수면 윈도우로 들어가며, 임시로 할당된 청취 윈도우가 다음 수면 윈도우 할당에 영향을 주지 않기 때문에 이전 수면 주기에서 결정한 대로 다음 청취 윈도우 시점에 수면 윈도우에서 청취 윈도우로 전환하여 상/하향 링크 데이터 전송을 대비한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 버스트한 트래픽 특성에 따라 수면 주기를 관리함으로써 효율적으로 단말의 전력 사용을 관리할 수 있다. 또한 간헐적으로 발생하는 상향 링크 전송의 경우에도 전력 절약 동작을 유지함으로써 전력 소모의 감소와 상향 링크 데이터 전송 시간이 기존 방식에 비해 감소될 수 있다.

이제, 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 주기 타입을 변경하는 방법에 대해 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다.

도 10을 보면 수면 주기 타입 Ⅱ를 사용하여 전력 절약 동작을 수행하던 중, 기지국과 단말 사이에 설정된 무선 채널들의 조합이 변경되어 수면 주기 타입 I으로의 전환이 필요할 경우, 기지국은 수면 주기 변경 요구 메시지를 단말에게 전송하여 수면 주기 타입의 변경을 요구한다. 이 때 전송되는 수면 주기 변경 요구 메시지는 수면 모드 진입을 위해 전송한 수면 모드 진입 응답 메시지와 같이 수면 주기 타입 정의를 위한 파라미터를 포함한다.

수면 주기 타입 변경을 요구하는 수면 주기 변경 요구 메시지를 수신한 단말은 수면 주기 변경 응답 메시지를 전송하여 수면 주기 타입 변경 요구에 대한 응답을 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 기지국의 수면 주기 타입 변경 방법을 나타낸 순서도이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전력 절약 동작 관리 방법에서 이동국의 수면 주기 타입 변경 방법을 나타낸 순서도이다.

도 11을 보면, 기지국은 이동국과 기지국 사이에 설정된 무선 채널 중 일부가 삭제되거나 새로운 무선 채널이 설정되면(S801), 수면 주기 타입의 변경이 필요한 지를 검사한다(S802). 예를 들어, 현재 이동국과 기지국 사이에 실시간 트래픽을 전송하는 무선 채널 한 개와 BE 트래픽을 전송하는 무선 채널 한 개가 설정되어 있고, 이에 따라 수면 주기 타입 Ⅱ로 전력 절약 동작을 수행하고 있을 때, 실시간 트래픽을 전송하는 무선 채널이 종료되면 기지국은 기지국과 단말은 현재 설정되어 있는 무선 채널의 조합을 기준으로 수면 주기 타입의 변경을 검사한다. 그리고, 이 경우에는 단말과 기지국 사이에 설정된 무선 채널이 최선 시도 트래픽을 지원하는 무선 채널만이 존재하게 되므로 기지국은 수면 주기 타입 I으로의 전환이 필요하다고 판단하게 된다.

변경이 필요하면 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하고(S803), 수면 모드 시작 프레임을 결정한다(S804). 그리고, 기지국은 수면 주기 변경 요구 메시지를 이동국으로 전송하고(S085), 수면 주기 변경 응답 메시지를 이동국으로부터 수신한다(S806).

도 12를 보면, 이동국은 수면 주기 변경 요구 메시지를 수신하면(S901) 수면 주기 변경 요구 메시지에 지정된 수면 주기 타입과 파라미터로 설정하고(S902), 수면 주기 변경 응답 메시지를 기지국으로 전송하고(S903) 수면 모드로 진입한다(S904).

본 발명의 실시예에서는 기지국이 수면 주기 변경을 요구하고 단말이 응답하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 단말이 수면 주기 변경을 요구하고 기지국이 응답할 수도 있다.

본 발명의 실시예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 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.

Claims

기지국의 전력 절약 동작 관리 방법에 있어서,

수면 모드로 진입하기를 원하는 이동국으로부터 수면 모드 진입 요청 메시지를 수신하는 단계;

상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 무선 채널의 조합을 분석하여 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하는 단계; 및

상기 수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 모드 진입 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하는 단계는

상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 모든 무선 채널이 버스트한 특성을 갖는 경우에는 제1 수면 주기 타입으로 결정하는 단계; 및

상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 무선 채널 중 하나라도 주기적인 특성을 갖는 경우에는 제2 수면 주기 타입으로 결정하는 단계를 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 수면 모드는 상기 이동국과 상기 기지국간에 통신이 이루어지지 않는 구간인 수면 윈도우와 상기 이동국과 상기 기지국간에 통신이 이루어지는 구간인 청취 윈도우를 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.
제3항에 있어서,

상기 수면 윈도우 동안 하향 링크 데이터가 발생하면 상기 하향 링크 데이터를 버퍼링하여 청취 윈도우 동안 전송하고, 상기 청취 윈도우 동안 상기 하향 링크 데이터 전송이 종료되지 못하면 청취 윈도우를 확장하여 상기 하향 링크 데이터 전송을 종료하는 단계

를 더 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.
이동국의 전력 절약 동작 관리 방법에 있어서,

수면 모드 진입 요청 메시지를 전송하는 단계;

수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 모드 진입 응답 메시지를 수신하는 단계;

상기 수면 모드 진입 응답 메시지에 포함된 파라미터에 따라 수면 모드의 파라미터를 설정하고 수면 모드로 진입하는 단계를 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.
제5항에 있어서,

상기 수면 주기 타입은 상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 모든 무선 채널이 버스트한 특성을 갖는 경우에는 제1 수면 주기 타입이고, 상기 이동국과 상기 기지국 사이에 설정되어 있는 무선 채널 중 하나라도 주기적인 특성을 갖는 경우에는 제2 수면 주기 타입인 전력 절약 동작 관리 방법.
제6항에 있어서,

상기 수면 모드는 상기 이동국과 상기 기지국간에 통신이 이루어지지 않는 구간인 수면 윈도우와 상기 이동국과 상기 기지국간에 통신이 이루어지는 구간인 청취 윈도우를 포함하고,

상기 수면 주기 타입이 제2 수면 주기 타입인 경우에는 상기 수면 모드는 일정한 크기의 청취 윈도우와 일정한 크기의 수면 윈도우가 번갈아 가며 수행되는 전력 절약 동작 관리 방법.
제6항에 있어서,

상기 수면 모드는 상기 이동국과 상기 기지국간에 통신이 이루어지지 않는 구간인 수면 윈도우와 상기 이동국과 상기 기지국간에 통신이 이루어지는 구간인 청취 윈도우를 포함하고,

상기 수면 주기 타입이 제1 수면 주기 타입인 경우에는 상기 수면 윈도우의 크기는 이전 청취 윈도우 동안 하향 링크 데이터의 전송이 있었는지에 따라 결정되는 전력 절약 동작 관리 방법.
제8항에 있어서,

상기 수면 주기 타입이 제1 수면 주기 타입인 경우에는

상기 수면 윈도우의 크기는 상기 이전 청취 윈도우 동안 상기 하향 링크 데이터의 전송이 있었으면 미리 정의된 비율에 의해 결정되고, 상기 이전 청취 윈도우 동안 상기 하향 링크 데이터의 전송이 없었으면 이전 수면 윈도우의 크기보다 큰 전력 절약 동작 관리 방법.
제8항에 있어서,

상기 수면 윈도우 동안 상향 링크 데이터가 발생하면 임시로 청취 윈도우를 할당하여 상기 상향 링크 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.
기지국의 전력 절약 동작 관리 방법에 있어서,

상기 기지국과 이동국 사이에 설정된 무선 채널 중 일부가 삭제되거나 새로운 무선 채널이 설정되면 수면 주기 타입의 변경이 필요한지 판단하는 단계;

변경이 필요하면 수면 주기 타입 및 파라미터를 결정하는 단계;

상기 수면 주기 타입 및 파라미터를 포함하는 수면 주기 변경 요구 메시지를 상기 이동국으로 전송하는 단계를 포함하는 전력 절약 동작 관리 방법.