KR20110099922A - Method of deciding dynamic sleep section for terminal in wireless access communication system - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법은, 서버와 중계 라우터들의 트래픽 상태를 고려하여 패킷이 도착하게 되는 시간에 대한 확률 분포 함수에 대한 평균에 대응되게 슬립 구간의 확장 허용 구간을 설정하는 제1단계; 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 맵핑시킨 테이블로부터 현재의 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 독출하여 상기 확장 허용 구간에 속하는 하나 이상의 서브 슬립 구간의 수를 설정하는 제2단계; 상기 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이를 딜레이 기댓값이 최소가 되도록 설정하는 제3단계; 상기 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이가 결정되면, 상기 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하는지를 체크하여, 상기 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하면, 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않을 때까지 상기 확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수를 증가함과 아울러 증가된 서브 슬립 구간들 각각에 대한 길이를 다시 결정하고, 상기 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않으면, 상기 확장 허용 구간을 증가시키고 상기 확장 허용 구간의 증가후에, 딜레이 기댓값을 다시 산출하여 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하는지를 체크하고, 다시 산출한 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않으면, 확장 허용 구간 및 서브 슬립 구간의 수 및 각 서브 슬립 구간의 길이를 최종 값으로 결정하는 단계를 구비함을 특징으로 한다. In the wireless access communication system according to the present invention, the method for determining the dynamic sleep interval of the terminal allows the extension of the sleep interval to correspond to the average of the probability distribution function for the time the packet arrives in consideration of the traffic conditions of the server and the relay routers. Setting a section; The number of sub sleep sections corresponding to the current service type and application class type is read from a table in which the number of sub sleep sections corresponding to the service type and the application class type is mapped. Setting a number; Setting a length for each of the one or more sub slip periods such that a delay expected value is minimum; If the length for each of the one or more sub slip periods is determined, it is checked whether the delay expected value exceeds a predetermined threshold value, and if the delay expected value exceeds the threshold value, the delay expected value does not exceed the threshold value. Increase the number of sub slip periods in the extension allowance period and determine the length for each of the increased sub slip periods, and if the delay expected value does not exceed the threshold, increase the extension allowance interval. After the increase of the extended allowable interval, the delay expected value is calculated again to check whether the delayed expected value exceeds the threshold, and if the calculated delayed expected value does not exceed the threshold, the number of the extended allowable interval and the sub sleep interval And determining the length of each sub slip period as a final value. It is characterized by.

Description

무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법{Method of deciding dynamic sleep section for terminal in wireless access communication system}Method of determining a dynamic sleep interval of a terminal in a wireless access communication system {Method of deciding dynamic sleep section for terminal in wireless access communication system}

본 발명은 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 배터리 수명을 연장하기 위해 사용되는 에너지 절약 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode)와 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode)를 가지는 환경에서 동적으로 슬립 구간(sleep interval)을 결정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy saving technique used to extend the battery life of a terminal in a wireless access communication system. More particularly, the present invention relates to a sleep mode in which no data is transmitted and an awake mode in which data is transmitted. The present invention relates to a method for dynamically determining a sleep interval in an environment having an awake mode.

최근 무선 접속 통신 시스템에서 모바일 인터넷, 모바일 VoIP, 멀티미디어 서비스 등과 같은 무선 서비스가 급격히 확장되고 있다. Recently, wireless services such as mobile internet, mobile VoIP, multimedia services, etc. are rapidly expanding in wireless access communication systems.

이와 같이 단말기를 통한 데이터 통신 서비스의 발달과 더불어 단말기의 에너지 소비량 역시 중요한 성능 평가 대상의 하나로 인식되고 있으며, 이는 단말기의 배터리 수명이 제한되어 있기 때문이다. As described above, along with the development of data communication service through the terminal, the energy consumption of the terminal is also recognized as one of important performance evaluation targets, because the battery life of the terminal is limited.

일반적으로 CDMA나 IEEE 802.11, Long Term Evolution(LTE), Mobile WiMAX 등과 같은 다양한 무선 접속 통신 시스템에서는 에너지 절약 매커니즘을 통해 단말기의 에너지 소비를 줄이고 있다. In general, various wireless access communication systems such as CDMA, IEEE 802.11, Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX, etc. are reducing energy consumption of the terminal through energy saving mechanisms.

상기 에너지 절약 메커니즘에 따르면, 단말기는 전송하고자 하는 데이터가 없을 때, 미리 정의된 슬립 구간 동안 에너지를 적게 소비하는 슬립 상태에 있음으로써 자신의 에너지를 절약하고, 슬립 구간이 끝나면 액티브 상태가 되어 버퍼에 패킷이 도착했는지 확인하고 버퍼에 패킷이 있다면 패킷을 전송받고, 버퍼에 아무런 패킷도 없다면 계속해서 정해진 슬립 구간 동안 슬립 상태에 있게 된다.According to the energy saving mechanism, when there is no data to be transmitted, the terminal saves its energy by being in a sleep state which consumes less energy during the predefined sleep period, and becomes active when the sleep period ends. It checks to see if the packet has arrived and if there is a packet in the buffer, the packet is sent. If there is no packet in the buffer, it continues to sleep for the specified sleep period.

상기 슬립 구간이 너무 길면 단말기의 에너지 소비량은 줄어들지만 단말기의 딜레이가 길어지며, 반대로 슬립 구간이 너무 짧다면 단말기의 딜레이는 줄어들지만 단말기의 에너지 소비량이 늘어나게 된다. 이에 종래에는 최적의 슬립 구간을 결정하기 위한 다양한 방법이 제시되었다. If the sleep period is too long, the energy consumption of the terminal is reduced, but the delay of the terminal is long. On the contrary, if the sleep period is too short, the delay of the terminal is reduced, but the energy consumption of the terminal is increased. In the related art, various methods for determining an optimal slip period have been proposed.

도 1은 BTE(Binary Truncated Exponent) 기법의 슬립 구간 결정 방법을 나타낸 것으로, 백색 구간은 슬립 구간을 나타내고, 회색 구간은 어웨이크 구간을 나타낸다. 상기 확장 허용 구간내에서 슬립 구간(T1,T2,T3)은 증가하며, 상기 증가되는 슬립 구간은 2의 배수로 증가한다. 1 illustrates a method of determining a sleep interval of a binary truncated exponent (BTE) technique, in which a white period represents a sleep interval and a gray interval represents an awake interval. The slip periods T 1 , T 2 , and T 3 increase in the expansion allowance period, and the increased slip period increases in multiples of two.

도 2는 PSID(Probabilistic Sleep Interval Decision) 기법의 슬립 구간 결정 방법을 나타낸 것으로, 백색 구간은 슬립 구간을 나타내고, 회색 구간은 어웨이크 구간을 나타낸다. 상기 확장 허용 구간 내에서 슬립 구간은 증가하며, 상기 증가되는 슬립 구간은 패킷 도착 확률에 따른다. 2 illustrates a method of determining a sleep interval of a Probabilistic Sleep Interval Decision (PSID) scheme, in which a white period represents a sleep interval and a gray interval represents an awake interval. The sleep interval increases within the extended allowable interval, and the increased sleep interval depends on the packet arrival probability.

상기한 종래 기술은 서비스의 종류나 단말기의 딜레이를 고려하지 않고 에너지 소비량만을 고려하였다. 이에따라 단말기가 실시간성을 요구하는 서비스를 제공하는 경우에 딜레이가 너무 크다면 단말기의 QoS를 만족시킬 수 없는 문제가 있었다. The above-described prior art considers only energy consumption without considering the type of service or the delay of the terminal. Accordingly, when the terminal provides a service requiring real time, if the delay is too large, there is a problem in that the QoS of the terminal cannot be satisfied.

본 발명은 동적으로 슬립 구간으로 결정함에 있어 네트워크의 트래픽 상태와 패킷의 도착에 관한 확률 분포 함수와 딜레이 기댓값을 토대로 단말기의 확장 허용 구간 및 상기 확장 허용 구간내에서의 슬립 구간의 수와 길이를 설정하여 단말기의 에너지 소비량과 딜레이를 모두 감소시킬 수 있는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.According to the present invention, in determining dynamically a sleep interval, an extension allowance interval and a number and length of sleep intervals within the extension allowance interval are set based on a probability distribution function and a delay expected value of a traffic state of a network and arrival of a packet. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for determining a dynamic sleep interval of a terminal in a wireless access communication system capable of reducing both energy consumption and delay of the terminal.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법은, 서버와 중계 라우터들의 트래픽 상태를 고려하여 패킷이 도착하게 되는 시간에 대한 확률 분포 함수에 대한 평균에 대응되게 슬립 구간의 확장 허용 구간을 설정하는 제1단계; 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 맵핑시킨 테이블로부터 현재의 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 독출하여 상기 확장 허용 구간에 속하는 하나 이상의 서브 슬립 구간의 수를 설정하는 제2단계; 상기 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이를 딜레이 기댓값이 최소가 되도록 설정하는 제3단계; 상기 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이가 결정되면, 상기 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하는지를 체크하여, 상기 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하면, 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않을 때까지 상기 확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수를 증가함과 아울러 증가된 서브 슬립 구간들 각각에 대한 길이를 다시 결정하고, 상기 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않으면, 상기 확장 허용 구간을 증가시키고 상기 확장 허용 구간의 증가후에, 딜레이 기댓값을 다시 산출하여 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하는지를 체크하고, 다시 산출한 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않으면, 확장 허용 구간 및 서브 슬립 구간의 수 및 각 서브 슬립 구간의 길이를 최종 값으로 결정하는 단계를 구비함을 특징으로 한다. In the wireless access communication system according to the present invention for achieving the above object, a method for determining a dynamic sleep interval of a terminal is based on an average of a probability distribution function for a time that a packet arrives in consideration of traffic conditions of a server and a relay router. A first step of setting an extension allowance section of the sleep interval correspondingly; The number of sub sleep sections corresponding to the current service type and application class type is read from a table in which the number of sub sleep sections corresponding to the service type and the application class type is mapped. Setting a number; Setting a length for each of the one or more sub slip periods such that a delay expected value is minimum; If the length for each of the one or more sub slip periods is determined, it is checked whether the delay expected value exceeds a predetermined threshold value, and if the delay expected value exceeds the threshold value, the delay expected value does not exceed the threshold value. Increase the number of sub slip periods in the extension allowance period and determine the length for each of the increased sub slip periods, and if the delay expected value does not exceed the threshold, increase the extension allowance interval. After the increase of the extended allowable interval, the delay expected value is calculated again to check whether the delayed expected value exceeds the threshold, and if the calculated delayed expected value does not exceed the threshold, the number of the extended allowable interval and the sub sleep interval And determining the length of each sub slip period as a final value. It is characterized by.

본 발명은 패킷의 도착에 관한 확률 분포 함수와 딜레이 기댓값을 토대로 단말기의 확장 허용 구간 및 상기 확장 허용 구간내에서의 슬립 구간의 수와 길이를 설정하여 단말기의 에너지 소비량과 딜레이를 모두 감소시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention can reduce both the energy consumption and the delay of the terminal by setting the extended allowable interval of the terminal and the number and length of sleep intervals within the extended allowable interval based on the probability distribution function and the delay expected value for the arrival of the packet. It works.

또한 본 발명은 단말기가 요구하는 어플리케이션 타입 또는 단말기에 전송되는 데이터의 스케줄링 서비스 타입에 맞게 확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수를 동적으로 결정함으로써, 단말기의 QoS를 보장할 수 있는 이점이 있다. In addition, the present invention has the advantage that the QoS of the terminal can be guaranteed by dynamically determining the number of sub sleep intervals within the extended allowable interval according to the application type required by the terminal or the scheduling service type of data transmitted to the terminal.

도 1은 BTE(binary truncated exponent) 기법에 따른 슬립 구간 결정 방법을 예시한 도면.
도 2는 PSID(probabilistic sleep interval decision) 기법에 따른 슬립 구간 결정 방법을 예시한 도면.
도 3은 무선 접속 통신 시스템에서의 딜레이 과정을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬립 구간 결정 방법의 절차도.
도 5 및 도 6은 무선 접속 통신 시스템에서의 확장 허용 구간 및 슬립 구간, 딜레이 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서브 슬립 구간의 개수를 서비스 타입에 따라 상이하게 결정한 예를 도시한 도면. 1 is a diagram illustrating a sleep interval determination method according to a binary truncated exponent (BTE) technique.
2 is a diagram illustrating a sleep interval determination method according to a probabilistic sleep interval decision (PSID) technique.
3 is a diagram illustrating a delay process in a wireless access communication system.
4 is a flowchart illustrating a sleep interval determination method according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating an extended allowance interval, a sleep interval, and a delay state in a wireless access communication system;
7 is a diagram illustrating an example of differently determining the number of sub sleep periods according to a service type according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명에 따르는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. A method of determining a dynamic sleep interval of a terminal in a wireless access communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 무선 접속 통신 시스템에서의 딜레이 과정을 도시한 도면이다. 상기 도 3을 참조하면, 단말기(MS)가 기지국(BS)으로 요청 패킷을 전송한 후에 서버로부터 응답 패킷을 받게 되기까지에는 여러 라우터를 거치며, 상기 여러 라우터 각각에서 야기되는 딜레이는 트래픽 상황에 따라 달라진다. 즉, 딜레이는 네트워크의 트래픽 상황에 따라 변화하며, 이러한 트래픽 상황은 네트워크 매니지먼트 프로토콜을 통해 검출된다. 여기서, 상기 트래픽 상황은 트래픽 모델과 레이트로 나타낸다. 3 is a diagram illustrating a delay process in a wireless access communication system. Referring to FIG. 3, after the MS transmits a request packet to the base station BS, it passes through several routers until a response packet is received from the server. The delay caused by each of the routers depends on traffic conditions. Different. In other words, the delay changes according to the traffic condition of the network, and this traffic condition is detected through the network management protocol. Here, the traffic situation is represented by the traffic model and rate.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 접속 통신 시스템의 단말기에 대한 동적 슬립 구간 결정 과정을 도시한 것이다.
4 is a flowchart illustrating a dynamic sleep interval determination process for a terminal of a wireless access communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.

<확장 허용 구간의 길이 결정><Determine the length of the extension allowance section>

상기 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 동적 슬립 구간 결정을 이행하는 기지국(BS)는 단말기에 대한 슬립 구간의 확장 허용 구간의 길이를 결정한다(100단계). Referring to FIG. 4, the base station BS performing the dynamic sleep interval determination according to the present invention determines the length of the allowable interval of the sleep interval for the terminal (step 100).

상기 확장 허용 구간의 길이는 수학식 1에 따라 결정된다. The length of the extension allowance interval is determined according to Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 b는 확장 허용 구간의 길이로 서브 슬립 구간 내의 모든 슬립 구간의 길이의 합과 고정 딜레이 값인 a 값을 더한 값이고, 상기 E[t]는 기지국에서 서버와의 중계 라우터들의 트래픽 상태를 고려하여 패킷이 도착하게 되는 시간에 대한 확률 분포 함수에 대한 평균을 의미하고, k는 실수값이고, бT 는 확률 분포 함수의 표준 편차이다. 상기 수학식 1에 따르면, 확장 허용 구간 b는 임의의 자연수 k 값을 통해 트래픽 상태에 따라 패킷이 도착하게 되는 시간에 대한 확률 분포 함수 E[t]에서 몇 %까지 확장 허용 구간으로 정할 것인지를 결정할 수 있다.
B is the length of the extended allowance interval plus the sum of the lengths of all the sleep intervals in the subsleep interval and a value, which is a fixed delay value, wherein E [t] considers the traffic conditions of the relay routers with the server at the base station. It means the mean of the probability distribution function over the time the packet arrives, k is a real value, б T is the standard deviation of the probability distribution function. According to Equation 1, the extension allowance interval b determines whether to allow the expansion allowance interval up to% in the probability distribution function E [t] for the time at which the packet arrives according to the traffic state through a random k value. Can be.

<확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수 결정><Determine the number of sub slip sections in the extended allowance section>

상기 확장 허용 구간의 길이가 결정되면, 상기 기지국은 상기 확장 허용 구간 내에 위치하게 될 서브 슬립 구간의 수를 결정한다(102단계). 상기 서브 슬립 구간의 수는 어플리케이션 클래스 타입과 서비스 타입에 따라 결정한다.If the length of the extended allowance interval is determined, the base station determines the number of sub sleep intervals to be located in the extended allowance interval (step 102). The number of sub sleep intervals is determined according to an application class type and a service type.

상기 서비스 타입은 Qos 클래스에 따라 USG(Unsolicited Grant Service), RTPS(Real-time Polling Service), NRTPS(Non-real-time Polling Service), BE(Best Effort)의 순서를 가진다.The service type has an order of Unsolicited Grant Service (USG), Real-time Polling Service (RTPS), Non-real-time Polling Service (NRTPS), and Best Effort (BE) according to the Qos class.

그리고 어플리케이션 클래스 타입은 멀티플레이 인터렉티브 게임, VOIP & 비디오 컨퍼런스, 스트리밍 미디어, 웹 브라우징 및 인스턴트 메시징, 미디어 컨텐츠 다운로드의 순서를 가진다. The application class type is multiplayer interactive games, VOIP & video conferencing, streaming media, web browsing and instant messaging, and media content download.

상기 기지국은 상기 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 각각 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 맵핑시킨 테이블을 저장하여, 단말기의 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 테이블로부터 독출하여 서브 슬립 구간의 수를 결정한다. The base station stores a table that maps the number of sub sleep intervals corresponding to the service type and the application class type, and reads the number of sub sleep intervals corresponding to the service type and the application class type of the terminal from the table. Determine the number of intervals.

상기 서비스 타입별 서브 슬립 구간의 수(Nb) 설정예를 도시한 것이 도 7이며, 상기 도 7을 참조하면 실시간 서비스일 경우에 서브 슬립 구간의 수가 많아지고 비실시간 서비스일 경우에 서브 슬립 구간의 수가 적어진다. 상기 서브 슬립 구간의 수가 많아지면 딜레이는 작아지지만 에너지 소비량이 많아지고, 상기 서브 슬립 구간의 수가 적어지면 딜레이는 많아지지만 에너지 소비량이 적어진다.
FIG. 7 illustrates an example of setting the number Nb of sub-sleep periods for each service type. Referring to FIG. 7, the number of sub-sleep periods increases in case of a real-time service and the number of sub-sleep periods in a non-real-time service. The number is small. As the number of sub-slip sections increases, the delay becomes smaller but energy consumption increases. When the number of sub-slip sections decreases, the delay increases, but the energy consumption decreases.

<각 서브 슬립 구간의 길이 결정과정><Determine length of each sub slip section>

상기 서브 슬립 구간의 수가 결정되면, 상기 기지국은 각 서브 슬립 구간의 길이를 결정한다(104단계). 상기 서브 슬립 구간의 길이는 딜레이 기댓값을 최소화하는 값으로 결정된다. When the number of the sub sleep intervals is determined, the base station determines the length of each sub sleep interval (step 104). The length of the sub slip period is determined to minimize the delay expected value.

먼저 서브 슬립 구간에 대한 딜레이 값에 대해 설명한다. First, the delay value for the sub sleep period will be described.

상기 딜레이는 도 5에 도시한 바와 같이 패킷이 도착했을 때에 슬립 상태이기 때문에 패킷을 바로 전송받지 못하고 어웨이크하여 패킷을 실제로 전송받게 될 때까지의 시간을 의미한다. 즉, 딜레이는 응답 패킷이 도착한 시점에서의 슬립 구간 Si까지의 모든 슬립 구간의 길이를 더한 시간에서 도착한 시간을 뺀 시간을 의미하며, 이는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. As shown in FIG. 5, the delay means a time until the packet is awake and awake, rather than being immediately transmitted, until the packet is actually transmitted. That is, the delay means a time obtained by subtracting the arrival time from the sum of the lengths of all the sleep intervals up to the sleep interval S i when the response packet arrives, which can be expressed by Equation 2.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 Di는 딜레이를 의미하며, 상기 Tk는 응답 패킷이 도착한 시점에서의 슬립 구간까지의 모든 슬립 구간의 길이를 더한 값이며, 상기 t는 도착한 시간이다. Di denotes a delay, and T k is a value obtained by adding up the lengths of all the sleep intervals until the sleep interval at the time of arrival of the response packet, and t is the arrival time.

도 6의 예를 참조하면, 가로축을 시간이라 할 때에 고정 딜레이 값 a 이후에 각 서브 슬립 구간에 응답 패킷이 도착할 수 있다. 여기서, 상기 고정 딜레이 값 a는 패킷 도착 확률이 0이라 가정된 구간을 나타낸다. Referring to the example of FIG. 6, when the horizontal axis is time, a response packet may arrive in each sub sleep period after the fixed delay value a. Here, the fixed delay value a indicates a section in which a packet arrival probability is assumed to be zero.

그리고 응답 패킷의 도착 확률 분포는 도 6의 파란 실선으로 표시한 바와 같다. 여기서, 상기 응답 패킷의 도착 확률 분포는 트래픽 상황에 따라 변화할 수 있다. 즉, 레이트 값이나 큐잉 딜레이 모델에 따라 변경될 수 있다. The arrival probability distribution of the response packet is as indicated by the solid blue line in FIG. 6. In this case, the arrival probability distribution of the response packet may vary according to traffic conditions. That is, it may be changed according to a rate value or a queuing delay model.

상기 응답 패킷은 각 슬립 구간에 도착할 수 있기 때문에 모든 슬립 구간에 대해 각 슬립 구간에 응답 패킷이 도착할 확률에 그 슬립 구간에 도착했을 때의 딜레이 기댓값을 곱한 것을 모두 더해줌으로써 전체 딜레이 기댓값을 구할 수 있고, 이로부터 딜레이 기댓값의 평균을 구할 수 있다. Since the response packet may arrive at each sleep interval, the total delay expected value can be obtained by adding up the probability that the response packet arrives at each sleep interval multiplied by the delay expected value when the sleep interval arrives. From this, we can find the average of the delay expectations.

수학식 3은 딜레이 기댓값에 대한 산출식이다. Equation 3 is an expression for the delay expected value.

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 수학식 3에서

Figure pat00004
는 평균 딜레이(on-off delay) 기댓값을 의미하고, Di는 i번째 슬립 구간에서 패킷이 도착했을 때의 딜레이(on-off delay)를 의미하고, Nb는 확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수를 의미하고, t는 패킷 도착 시간을 의미하고, Ti는 i번째 슬립 구간의 길이를 의미하고, Si는 i번째 슬립 구간을 의미하고, P(t∈Si)는 패킷이 i번째 슬립 구간에 도착하게 될 확률을 의미하고, FT(f)는 패킷이 도착하게 될 시간에 대한 누적 확률 분포 함수(cdf)를 의미한다. In Equation 3
Figure pat00004
Is the mean on-off delay expected value, D i is the on-off delay when the packet arrives in the i-th sleep interval, and N b is the sub-sleep interval of the extended allowable interval. Where t is the packet arrival time, T i is the length of the i-th sleep interval, S i is the i-th sleep interval, and P (t∈S i ) is the i-th packet. The probability of arriving in the sleep interval, and F T (f) means the cumulative probability distribution function (cdf) for the time the packet will arrive.

상기한 딜레이 기댓값을 최소화하기 위하여, 상기 수학식 3을 T'i로 편미분한 식들이 각각 0 값을 가지도록 정리하면 수학식 4가 도출된다. In order to minimize the delay expected value, Equation 4 is derived by arranging the equations obtained by dividing Equation 3 into T ' i so that each has a zero value.

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 수학식 4에서 FT(t)는 패킷이 도착하게 될 시간에 대한 누적 확률 분포 함수(cdf)이고, ft(t)는 패킷이 도착하게 될 시간에 대한 확률 분포 함수(pdf)이고, T'i는 i번째 서브 슬립 구간까지의 모든 슬립 구간의 길이의 합과 a 값의 합, 즉

Figure pat00006
이다. In Equation 4, F T (t) is a cumulative probability distribution function (cdf) for the time the packet will arrive, f t (t) is a probability distribution function (pdf) for the time the packet will arrive, T ' i is the sum of the lengths of all the slip sections up to the i th sub slip section and the value of a, i.e.
Figure pat00006
to be.

상기 수학식 4에 따라 딜레이 기댓값에 대한 최소값이 산출되면, 다수의 서브 슬립 구간의 길이를 결정할 수 있다. 즉 확장 허용 구간의 길이는 Tnb+a와 같기 때문에 이 값과 수학식 4를 통해 Ti를 차례대로 구할 수 있게 된다. When the minimum value for the delay expected value is calculated according to Equation 4, lengths of the plurality of sub slip periods may be determined. That is, since the length of the extended allowance interval is equal to T nb + a, T i can be sequentially obtained through this value and Equation 4.

또한 패킷이 각 서브 슬립 구간에 도착하게 되는 사건은 서로 독립적이기 때문에 편미분을 통해 찾아낸 최적화된 서브 슬립 구간의 길이에 대한 집합 T*={T1 *,T2 *,...,Tj *,...T∞ *}은 유일한 집합이 된다. Also, since the events arriving at each subsleep interval are independent of each other, a set of optimized subsleep intervals found through partial derivatives T * = {T 1 * , T 2 * , ..., T j * , ... T ∞ * } is the only set.

상기한 바와 같이 딜레이 기댓값과 그에 따른 서브 슬립 구간의 길이가 결정되면, 상기 기지국은 상기 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하는지를 체크한다(106단계). As described above, when the delay expected value and the length of the sub sleep interval accordingly are determined, the base station checks whether the delay expected value exceeds a predetermined threshold (step 106).

상기 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하면, 상기 기지국은 딜레이 기댓값을 감소시키기 위해 서브 슬립 구간의 수를 1 증가한 후에(112단계), 104 단계로 복귀하여 서브 슬립 구간의 길이를 다시 결정한다.If the delay expected value exceeds the predetermined threshold value, the base station increases the number of sub sleep intervals by 1 to reduce the delay expected value (step 112), and returns to step 104 to determine the length of the sub sleep interval again. .

상기 기지국은 104, 106, 112 과정을 반복하면서 설정된 확정 허용 구간내에서 딜레이 기댓값이 임계값을 충족할 수 있는 서브 슬립 구간의 수와 길이를 결정한다. The base station determines the number and length of the sub sleep intervals for which the delayed expected value can satisfy the threshold value in the set allowable interval while repeating steps 104, 106, and 112.

상기한 바와 달리 상기 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값 이하이면, 상기 기지국은 에너지 소비량을 최소화하기 위해 상기 확장 허용 구간을 증가시키며, 상기 확장 허용 구간은 수학식 1에서 k값을 가변함으로써 이루어진다(108단계). Unlike the above, if the delay expected value is less than or equal to a predetermined threshold, the base station increases the extension allowance interval to minimize energy consumption, and the extension allowance interval is achieved by varying the k value in Equation 1 (108). step).

상기 확장 허용 구간의 증가에 따라 에너지 소비량 및 딜레이 기댓값이 가변되며, 상기 기지국은 상기 가변된 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하는지를 다시 체크하고(110단계), 상기 가변된 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하지 않으면 딜레이 기댓값과 에너지 소비량에 모두 만족하는 확장 허용 구간 및 서브 슬립 구간의 수 및 길이로 확정하고(114단계) 프로세스를 종료한다. The energy consumption and delay expected value are varied according to the increase of the extended allowable interval, and the base station checks again whether the variable delay expected value exceeds a predetermined threshold value (step 110), and the variable delay expected value is predetermined. If the threshold value is not exceeded, the process determines the number and the lengths of the extended allowance section and the sub sleep section satisfying both the delay expected value and the energy consumption (step 114).

상기한 바와 달리 상기 가변된 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하면, 상기 102 단계로 복귀하여 재설정된 확장 허용 구간에 적합한 서브 슬립 구간의 수 및 길이를 찾아낸다. Unlike the above, if the variable delay expected value exceeds a predetermined threshold value, the method returns to step 102 to find the number and length of sub-slip sections suitable for the reset allowable interval.

MS : 단말기
BS : 기지국MS: Terminal
BS: Base Station

Claims (3)

무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법에 있어서,
서버와 중계 라우터들의 트래픽 상태를 고려하여 패킷이 도착하게 되는 시간에 대한 확률 분포 함수에 대한 평균에 대응되게 확장 허용 구간을 설정하는 제1단계;
서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 맵핑시킨 테이블로부터 현재의 서비스 타입과 어플리케이션 클래스 타입에 대응되는 서브 슬립 구간의 수를 독출하여 상기 확장 허용 구간에 속하는 하나 이상의 서브 슬립 구간의 수를 설정하는 제2단계;
상기 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이를 딜레이 기댓값이 최소가 되도록 설정하는 제3단계;
상기 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이가 결정되면, 상기 딜레이 기댓값이 미리 정해둔 임계값을 초과하는지를 체크하여,
상기 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하면, 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않을 때까지 상기 확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수를 증가함과 아울러 증가된 서브 슬립 구간들 각각에 대한 길이를 다시 결정하고,
상기 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않으면, 상기 확장 허용 구간을 증가시키고 상기 확장 허용 구간의 증가후에, 딜레이 기댓값을 다시 산출하여 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하는지를 체크하고,
다시 산출한 딜레이 기댓값이 상기 임계값을 초과하지 않으면, 확장 허용 구간 및 서브 슬립 구간의 수 및 각 서브 슬립 구간의 길이를 최종 값으로 결정하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법.A method for determining a dynamic sleep interval of a terminal in a wireless access communication system,
Setting an extended allowance interval corresponding to an average of a probability distribution function for a time that a packet arrives in consideration of traffic conditions of the server and the relay routers;
The number of sub sleep sections corresponding to the current service type and application class type is read from a table in which the number of sub sleep sections corresponding to the service type and the application class type is mapped. Setting a number;
Setting a length for each of the one or more sub slip periods such that a delay expected value is minimum;
When the length for each of the one or more sub slip periods is determined, it is checked whether the delay expected value exceeds a predetermined threshold value,
If the delay expected value exceeds the threshold, the number of sub slip intervals in the extended allowable interval is increased until the delay expected value does not exceed the threshold, and the length for each of the increased sub slip intervals is increased again. Decide,
If the delay expected value does not exceed the threshold, increase the extension allowable interval and after increasing the extension allowable interval, calculate the delay expected value again to check whether the delay expected value exceeds the threshold,
And if the calculated delay expected value does not exceed the threshold, determining the number of extended allowable intervals and sub sleep intervals and the length of each sub sleep interval as a final value. Dynamic slip interval determination method 제1항에 있어서,
상기 딜레이 기댓값의 산출은 수학식 5에 따르며, 상기 딜레이 기댓값을 최소화시키기 위한 서브 슬립 구간의 길이 산출은 수학식 6에 따르는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법.
[수학식 5]
Figure pat00007

상기 수학식 5에서
Figure pat00008
는 평균 딜레이(on-off delay) 기댓값을 의미하고, Di는 i번째 슬립 구간에서 패킷이 도착했을 때의 딜레이(on-off delay)를 의미하고, Nb는 확장 허용 구간 내의 서브 슬립 구간의 수를 의미하고, t는 패킷 도착 시간을 의미하고, Ti는 i번째 슬립 구간의 길이를 의미하고, Si는 i번째 슬립 구간을 의미하고, P(t∈Si)는 패킷이 i번째 슬립 구간에 도착하게 될 확률을 의미하고, FT(f)는 패킷이 도착하게 될 시간에 대한 누적 확률 분포 함수(cdf)를 의미함.
[수학식 6]
Figure pat00009

상기 수학식 4에서 FT(t)는 패킷이 도착하게 될 시간에 대한 누적 확률 분포 함수(cdf)이고, ft(t)는 패킷이 도착하게 될 시간에 대한 확률 분포 함수(pdf)이고, T'i는 i번째 서브 슬립 구간까지의 모든 슬립 구간의 길이의 합과 a값의 합, 즉
Figure pat00010
이고, 하나 이상의 서브 슬립 구간 각각에 대한 길이는 확장 허용 구간의 길이인 Tnb+a와 수학식 6을 통해 산출됨. The method of claim 1,
The delay expected value is calculated according to Equation 5, and the length of the sub sleep interval for minimizing the delay expected value is calculated according to Equation 6. The method of determining a dynamic sleep interval of a terminal in a wireless access communication system.
&Quot; (5) &quot;
Figure pat00007

In Equation 5
Figure pat00008
Is the mean on-off delay expected value, D i is the on-off delay when the packet arrives in the i-th sleep interval, and N b is the sub-sleep interval of the extended allowable interval. Where t is the packet arrival time, T i is the length of the i-th sleep interval, S i is the i-th sleep interval, and P (t∈S i ) is the i-th packet. The probability of arriving at the sleep interval, and F T (f) means the cumulative probability distribution function (cdf) for the time the packet will arrive.
&Quot; (6) &quot;
Figure pat00009

In Equation 4, F T (t) is a cumulative probability distribution function (cdf) for the time the packet will arrive, f t (t) is a probability distribution function (pdf) for the time the packet will arrive, T ' i is the sum of the lengths of all the slip sections up to the i th sub slip section and the value of a, i.e.
Figure pat00010
The length of each of the one or more sub slip periods is calculated through T nb + a, which is the length of the extension allowable interval, and Equation 6. 제1항에 있어서,
상기 확장 허용 구간의 길이는 수학식 7에 따라 산출됨을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템에서 단말기의 동적 슬립 구간 결정 방법.
[수학식 7]
Figure pat00011

상기 수학식 7에서 상기 b는 확장 허용 구간의 길이로 서브 슬립 구간 내의 모든 슬립 구간의 길이의 합과 고정 딜레이 값인 a 값을 더한 값이고, 상기 E[t]는 기지국에서 서버와의 중계 라우터들의 트래픽 상태를 고려하여 패킷이 도착하게 되는 시간에 대한 확률 분포 함수에 대한 평균을 의미하고, k는 실수값이고, бT 는 확률 분포 함수의 표준 편차임.
The method of claim 1,
The length of the extended allowance interval is calculated according to Equation (7) characterized in that the dynamic sleep interval determination method of the terminal in a wireless access communication system.
&Quot; (7) &quot;
Figure pat00011

In Equation 7, b is the length of the extended allowance interval plus the sum of the lengths of all the sleep intervals in the subsleep interval and a value that is a fixed delay value, and E [t] is the length of the relay routers with the server at the base station. The average of the probability distribution function over the time the packet arrives in consideration of traffic conditions, k is a real value, and б T is the standard deviation of the probability distribution function.
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