KR101119109B1

KR101119109B1 - 광대역 무선접속 시스템에 적용되는 모드 전환 방법 및모드 전환 제어 방법

Info

Publication number: KR101119109B1
Application number: KR1020060008396A
Authority: KR
Inventors: 김범준; 류기선; 윤애란; 문두현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR20070078279A

Abstract

본 발명은 수면모드(Sleep Mode) 및 유휴모드(Idle Mode)를 지원하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 이동국이 모드 전환을 수행하는 방법에 있어서, 유휴모드 상태에서 수면모드로의 직접 전환을 요청하는 레인징요청메시지를 기지국에 전송하는 단계와, 레인징 과정에서, 상기 기지국과 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 협상하는 단계 및 네트워크 재진입 과정을 수행하여, 수면모드로 전환하는 단계를 포함하는 모드 전환 방법 및 모드 전환을 위한 제어 방법에 관한 것으로써, 유휴모드의 이동국이 필요한 경우 정상 동작 모드를 거치지 않고 직접 수면모드로 천이할 수 있도록 함으로써, 효율적으로 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.

유휴모드(idle mode), 수면모드(sleep mode), 레인징요청메시지, 전력 소모 방지 클래스(Power Saving Class)

Description

광대역 무선접속 시스템에 적용되는 모드 전환 방법 및 모드 전환 제어 방법{Method for Mode Transtion and Control of Mode Transition in Broadband Wireless Access System}

도 1 은 수면모드 제 1 클래스의 수행 과정을 나타낸 일실시예 흐름도,

도 2 는 수면모드 제 2 클래스의 수행 과정을 나타낸 일실시예 흐름도.

도 3 은 수면모드 제 3 클래스의 수행 과정을 나타낸 일실시예 흐름도.

도 4 는 다수의 기지국들로 이루어진 페이징 그룹을 나타낸 일실시예 구성도.

도 5 는 유휴모드에서 수면모드로의 전환 방법을 나타낸 제 1 실시예 흐름도.

도 6 은 유휴모드에서 수면모드로의 전환 방법을 나타낸 제 2 실시예 흐름도.

본 발명은 모드 전환 및 모드 전환을 위한 제어 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 유휴모드 상태의 이동국이 정상 동작 모드를 거치지 않고 직접 수면모 드로 전환하는 방법에 관한 것이다.

광대역 무선접속 시스템(Broadband Wireless Access System)에서는 이동국의 전력소모를 최소화하기 위해 수면모드(Sleep Mode)와 유휴모드(Idle Mode)를 지원한다.

먼저 수면모드를 설명하면 다음과 같다. 상기 수면모드(Sleep Mode)는 수면기간(Sleep interval)과 청취기간(listening interval)의 반복으로 이루어지며, 상기 수면 기간동안에는 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit ; 이하 'PDU')를 송수신 하지 않음으로써, 이동국의 전력 소모를 줄일 수 있다. 상기 수면기간과 청취기간의 길이는 수면윈도우(sleep window)와 청취윈도우(listening window)의 값에 의해 결정되는데, 해당 이동국에 설정된 트래픽(traffic)의 특성에 따라서 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이동국은 윈도우 주기(window period)가 끝나면 주기적인 레인징(periodic ranging)을 수행한다.

수면모드는 다음과 같은 세가지 전력 소모 방지 클래스(Power Saving Class)를 포함한다. 먼저, 제 1 클래스는 기존 인터넷 트래픽의 특성을 가지는 BE(Best Effort) 혹은 전송율이 변화하는 비 실시간 트래픽인 nrt-VR(Non-real-time variable rate)을 대상으로 하는 클래스로서, 초기 수면 윈도우(initial sleep window), 최종 윈도우 기초(final window base), 최종 윈도우 지수(final window exponent), 청취 윈도우(listening window), 그리고 수면 윈도우의 최초 프레임번호(start frame number for sleep window)로 정의된다. 제 1 클래스에서 상기 초기 수면 윈도우의 크기는 다음 프레임에서는 2 배의 크기로 증가된다.

제 2 클래스는 VoIP 나 전송율이 변화하는 실시간 트래픽인 rt-VR(real-time variable rate)을 대상으로 하는 클래스로서, 초기 수면 윈도우, 청취 윈도우, 그리고 수면 위도우의 최초 프레임 번호의 세 가지 값으로 정의된다. 제 2 클래스에서는 초기에 정해진 수면 윈도우 크기는 슬립모드가 종료할 때 까지 일정하게 유지된다.

제 3 클래스는 DCD/UCD, MOB_NBR-ADV와 같이 수면모드에 있는 이동국에게 주기적으로 전달되어야 하는 관리 메시지 혹은 멀티캐스트로 전달되어야 하는 데이터를 위한 것으로, 최종 윈도우 기초, 최종 윈도우 지수, 수면 윈도우의 최초 프레임번호로 정의된다. 즉, 멀티캐스트 서비스와 같이 기지국이 스케줄을 알고 있는 서비스를 이동국에 제공하는 경우, 이동국이 수면구간을 유지할 수 있는 구간마다 이동국이 수면 상태를 유지하도록 할 수 있다.

상기 수면모드의 각 클래스의 동작을 위한 정보 교환을 위해 수면요청메시지(MOB-SLP-REQ), 수면응답메시지(MOB-SLP-RSP) 및 트래픽공지메시지(MOB_TRF-IND)가 사용된다. 또한, 레인징응답메시지(RNG-RSP)에 선택적으로 포함되는 파라미터들이 사용된다.

표 1 은 수면요청메시지(MOB-SLP-REQ)의 일부를 나타낸 일례이다.

Syntax	Size (bits)	Notes
MOB_SLP-REQ_Message_format() {
Management message type = 50	8
Number of Classes	8	Number of power saving classes
For (i=0; i<Number of Classes; i++) {
Definition
Operation	1
Power_Saving_Class_ID	1
If(Operation=1){	6
Start_frame_number
Reserved	6
}	2
If (Definition = 1) {
Power_Saving_Class_type	2
Direction	2
Traffic_triggered_wakening_flag	1
Reserved	3
Initial-sleep window	8
Listening-window	8
Final-sleep window base	10
Final-sleep window exponent	3
Number_of_Sleep_CIDs	3
For (i=0; i<Number_of_Sleep_CIDs; i++) {
CID	16
}
}
TLV encoded information	variable
}

표 1 에 나타낸 바와 같이, 이동국은 수면기간 및 청취기간 등을 포함하는 수면요청메시지(MOB-SLP-REQ)를 기지국에 전송하여 슬립모드로의 전환을 요청한다.

표 2 는 수면응답메시지(MOB-SLP-RSP)의 일부를 나타낸 일례이다.

Syntax	Size(bits)	Notes
MOB_SLP-RSP_Message_format(){
Management message type = 51	8
Number of Class	8	Number of power saving classes
for(i=0; i<Number_of_Classes; i++){
Length of Data	7
Sleep Approved	1
Definition	1
Operation	1
Power_Saving_Class_ID	6
if(Sleep Approved ==1){
if(Operation=1){
Start_frame_number	6
Reserved	2
}
if(Definition =1){
Power_Saving_Class_Type	2
Direction	2
initial-sleep window	8
listening window	8
final-sleep window base	10
final-sleep window exponent	3
TRF-IND required	1
Traffic_triggered_wakening_flag	1
Reserved	1

표 2 에 나타낸 바와 같이, 기지국은 이동국이 슬립모드로 전환할 것인지 여부, 수면기간, 청취기간 및 수면 ID 를 포함하는 수면응답메시지를 이동국에 전송한다.

표 3 은 트래픽공지메시지(MOB_TRF-IND)의 일부를 나타낸 일례이다.

Syntax	Size(bits)	Notes
MOB_TRF-IND_Message_format(){
Management message type = 52	8
FMT	1
if(FMT==0){
SLPID Group Indication bit-map	32	Nth bit of SLPID-Group indication bit-map [MSB corresponds to N=0 is allocated to SLPID Group that includes MS with SLPID values from N32 to N32 +31 Meaning of this bit 0 : There is no traffic for all the 32 MS which belong to the SLPID-Group 1 : There is traffic for at least one MS in SLPID-Group

표 3 에 나타낸 바와 같이, 이동국은 일정한 간격으로 방송 형태로 전송되는 트래픽 공지 메시지를 수신하여 계속 수면 모드를 유지할 것인지 혹은 수면 모드를 종료하고 하향링크 데이터를 수신할지 혹은 수면기간 중에 레인징을 수행할 것인지 여부를 판단할 수 있다.

도 1 은 수면모드 제 1 클래스의 수행 과정을 나타낸 일실시예 흐름도이다. 도 1 을 참조하면, 이동국이 수면모드로 전환하고자 하는 경우, 기지국에 수면요청메시지(MOB-SLP-REQ)를 전송한다(S11). 수면요청메시지는 최초 수면 구간(Initial Sleep Interval), 최후 수면 구간(Final Sleep Interval) 및 청취 구간(Listening Interval)에 대한 정보를 포함한다. 상기 최초 수면 구간, 최후 수면 구간 및 청취 구간에 관한 정보는 프레임 단위로 표현될 수 있다.

수면요청메시지를 수신한 기지국이, 이동국이 수면모드로 전환하는 것을 허용하는 경우, 수면응답메시지(MOB-SLP-RSP)를 상기 이동국에 전송한다(S12). 수면응답메시지는 최초 수면 구간, 최후 수면 구간, 청취 구간 및 수면모드 전환 시점에 관한 정보를 포함한다. 수면응답메시지에 포함된 최초 수면 구간, 최후 수면 구간 및 청취 구간은 상기 수면요청메시지에 포함된 최초 수면 구간, 최후 수면 구간 및 청취 구간과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.

수면응답메시지를 수신한 이동국은 수면모드 전환 시점에 수면 상태로 전환하여 최초 수면 구간 동안 수면상태를 유지한다. 최초 수면 구간이 만료되면, 청취 구간이 시작된다. 이동국은 청취 구간 동안 트래픽공지메시지(MOB-TRF-IND)를 수신하여(S13) 자신에게 전송될 하향 트래픽(Downlink Traffic)이 있는지 여부를 검사한다.

자신에게 전송될 하향 트래픽이 없는 경우에는 두번째 수면 상태로 전환하여 두번째 수면 구간 동안 수면상태를 유지한다. 상기 두번째 수면 구간의 크기는 상기 첫번째 수면 구간의 크기로부터 계산된다. 예를 들어, 첫번째 수면 구간의 크기의 두배를 두번째 수면 구간의 크기로 할 수 있다. 또한, 세번째 수면 구간의 크기는 두번째 수면 구간의 크기로 부터 계산할 수 있다.

두번째 수면 구간이 만료되면, 청취 구간이 시작된다. 이동국은 청취 구간 동안 트래픽공지메시지(MOB-TRF-IND)를 수신하여(S14), 자신에게 전송될 하향 트래픽(Downlink Traffic)이 있는지 여부를 검사한다. 검사 결과, 자신에게 전송될 하향 트래픽이 있는 경우에는 수면 모드를 종료하고, 정상 동작 모드로 전환하여 하향링크 트래픽을 수신한다(S15).

한편, 세번째 수면 구간에도 자신에게 전송될 하향 트래픽이 없는 경우, 상기와 같은 방법으로 수면 구간의 크기를 증가시키다가, 수면 구간이 최후 수면 구간의 크기에 이르면, 더 이상 수면 구간의 크기를 증가시키지 않고, 최후 수면 구간의 크기를 유지한다.

수면요청메시지 및 수면응답메시지에 포함된 최후 수면 구간에 관한 정보는 최후 수면 윈도우 베이스(Final Sleep Window Base)와 최후 수면 구간 지수(Final Window Exponent)로 나타낼 수 있다. 이 경우, 최후 수면 기간은 수학식 1 을 이용하여 계산할 수 있다.

Final Sleep Window = Final Sleep Window Base * 2^Final ^Window ^exponent

이동국이 수면모드에서 핸드오버를 수행할 필요성이 생긴 경우, 예를 들어, 새로운 기지국 영역으로 진입한 경우, 수면모드를 종료하고 핸드오버 과정을 수행한다.

상기와 같이, 일단 수면모드 상태로 전환한 이동국에 대해서, 이전에 수면 구간에서 하향 트래픽이 발생하지 않은 경우에는, 다음 수면 구간에도 트래픽이 발생하지 않을 가능성이 높다고 판단하여 수면 구간을 증가시킨다. 이러한 과정을 통해 이동국의 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.

수면모드 제 2 클래스에 있어서, 수면모드의 이동국은 청취구간과 고정된 크기를 가지는 수면구간에 따라 동작한다.

도 2 는 수면모드 제 2 클래스의 수행 과정을 나타낸 일실시예 흐름도이다.

도 2 를 참조하면, 이동국이 수면모드로 전환하고자 하는 경우, 기지국에 수 면요청메시지(MOB-SLP-REQ)를 전송한다(S21). 수면요청메시지는 최초 수면 구간(Initial Sleep Interval) 및 청취 구간(Listening Interval)에 대한 정보를 포함한다. 상기 최초 수면 구간 및 청취 구간에 관한 정보는 프레임 단위로 표현될 수 있다.

수면요청메시지를 수신한 기지국이, 이동국이 수면모드로 전환하는 것을 허용하는 경우, 수면응답메시지(MOB-SLP-RSP)를 상기 이동국에 전송한다(S12). 수면응답메시지는 최초 수면 구간, 청취 구간 및 수면모드 전환 시점에 관한 정보를 포함한다. 수면응답메시지에 포함된 최초 수면 구간, 최후 수면 구간 및 청취 구간은 상기 수면요청메시지에 포함된 최초 수면 구간 및 청취 구간과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.

수면응답메시지를 수신한 이동국은 수면모드 전환 시점에 수면 상태로 전환하여 최초 수면 구간 동안 수면상태를 유지한다. 청취구간 동안, 이동국은 기지국과 상하향 통신을 유지하기 위하여 동기를 획득하며, 청취구간 동안 기지국으로부터 하향 데이터를 수신할 수 있다(S23).

청취구간이 만료되면, 이동국은 다시 수면상태로 전환하여 최초 수면 구간 동안 수면 상태를 유지한다. 수면구간이 만료하면 다시 청취구간으로 전환되며, 청취 구간동안 기지국으로부터 하향 데이터를 수신할 수 있다. 한편, 이동국이 수면모드 종료를 원하는 경우에는, 청취구간 중에 수면요청메시지(MOB-SLP-REQ)를 이용하여 수면모드 종료 요청을 전송하거나(S24), 기지국으로 사용자 데이터를 전송한다.

수면모드 제 3 클래스에 있어서, 이동국은 주기적인 레인징을 통해 전송되는 정보에 따라 수면모드 수행한다.

도 3 은 수면모드 제 3 클래스의 수행 과정을 나타낸 일실시예 흐름도이다.

도 3 을 참조하면, 이동국은 기지국과의 상향링크를 유지하기 위해 주기적으로 레인징 과정을 수행하여 상향링크 전송 파라미터를 획득한다. 즉, 기지국에 레인징요청메시지(RNG-REQ)를 전송하고(S31), 기지국으로부터 레인징응답메시지(RNG-RSP)를 수신한다(S32).

상기 레인징응답메시지는 상향링크 전송 파라미터 및 전력소모방지 클래스 파라미터에 관한 정보를 포함하는데, 상기 전력소모방지 클래스 파라미터는 최후 수면 구간 및 수면모드 전환 시점을 포함한다.

상기 레인징응답메시지를 수신한 이동국은 상기 수면모드 전환 시점에 수면모드로 전환하여, 최후 수면 구간 동안 수면 상태를 유지한다. 수면기간이 만료되면 정상 동작 모드에서 기지국과 통신을 수행하고, 주기적으로 레인징을 수행할 시간에 레인징 과정을 수행한다(S33, S34). 레인징 수행 과정중 기지국으로부터 레인징응답메시지를 수신하고(S34), 상기 레인징 메시지에 전력소모방지 파라미터가 포함된 경우에는, 이를 기초로 수면모드를 수행한다.

한편, 유휴모드에 대해 설명하면 다음과 같다. 광대역 무선 접속 시스템에서는 이동국의 전력 소모를 최소화하기 위하여 유휴모드(idle mode)를 지원한다. 유휴 모드 동안 이동국은 동일한 페이징 영역(paging zone)에 포함되는 기지국간 이동시 핸드오프 절차를 수행할 필요가 없다. 그러므로, 이동국은 핸드오버 절차를 위한 상향(Uplink) 정보 전송을 하지 않아도 되기 때문에 그로 인한 전력 소모를 절감할 수 있다.

페이징 영역은 페이징 그룹이라는 다수의 기지국이 담당하는 전체 영역으로 정의되는데, 같은 페이징 영역에 포함되는 기지국들은 같은 값의 페이징 주기(Paging_Cycle)와 페이징 오프셋(Paging_Offset)을 가진다.

이동국은 기지국에 유휴모드로의 전환을 요청할 수 있고, 기지국은 자신의 페이징 영역 아이디(Paging-group ID)와 그에 따른 페이징 주기와 페이징 오프셋을 전달함으로써 해당 단말은 유휴모드 상태로 전환할 수 있다.

유휴모드동안, 이동국은 정해진 페이징 주기마다 기지국으로부터 방송(broadcast)형태로 전달되는 페이징을 통해서 계속 유휴모드를 유지할 것인지 종료할 것인지를 판단할 수 있다.

유휴모드에 있는 단말이 전송해야 할 트래픽이 발생한 경우, 이동국은 언제든지 유휴모드를 종료할 수 있다. 한편, 유휴모드에 있는 이동국에게 전달해야 할 트래픽이 발생한 경우, 기지국은 페이징을 통하여 이동국이 유휴모드를 종료하도록 할 수 있다. 또한, 유휴모드에 있던 이동국이 이동하여 다른 페이징 영역으로 이동했거나 동기를 상실하는 등의 이유로 정해진 시간에 페이징을 수신하지 못하는 경우, 이동국은 유휴모드를 종료한다. 즉, 유휴모드로 들어간 단말은 전송하거나 전송받을 정보가 없는 한, 주기적인 페이징을 정상적으로 수신함으로써 핸드오버 절차를 수행하지 않고도 동일한 페이징 영역에서의 자유롭게 이동할 수 있다.

하나의 페이징 영역을 구성하기 위해서, 기지국간에 전송되는 백본 메시지인 페이징 그룹 액션 메시지(Paging-group-action)가 사용된다.

표 4 는 페이징 그룹 액션 메시지(Paging-group-action)의 일례를 나타낸 것이다.

Field	Size	Notes
Message Type	8 bit
Sender BS ID	48 bit	Base station unique identifier (Same number as that broadcasted on the DL-MAP message)
Target BS ID	48 bit	Base station unique identifier (Same number as that broadcasted on the DL-MAP message)
Time Stamp	32 bit	Number of miliseconds since midnight GMT(see to 0xTTTTTTTT to ignore)
Action	4 bit	0-Assign target BS to paging groups 1-Remove targe BS from paging groups 2-Query(which paging groups target BS belongs to?) 3-Information(paging groups sender BS belongs to)
Num Records	4 bit	Number of paging-group-ID records
For(j=0; j<Num Records; j++) {
Paging-group-ID	16 bit	Paging group ID
PAGING_CYCLE	16 bit	Cycle in which the paging message is transmitted within the paging group
PAGING OFFSET	8 bit	MSS PAGING OFFSET parameter
}
Security field	TBD	A means to authenticate this message
CRC field	32 bit	IEEE CRC-32

상기 백본 메시지는 기지국에 전달된다. 상기 백본 메시지는 액션(Action) 필드의 내용에 따라서 다음의 네 가지 용도로 사용될 수 있다.

수신하는 기지국(target BS)을 특정 페이징 그룹으로 지정할 수 있다 (Action=0). 수신하는 기지국을 특정 페이징 그룹에서 제외할 수 있다(Action=1). 수신하는 기지국이 어느 페이징 그룹에 속하는지 물어볼 수 있다(Action=2). 송신하는 기지국(Sender BS)이 어느 페이징 그룹에 속하는지 알려줄 수 있다 (Action=3).

하나의 기지국이 하나 이상의 페이징 영역에 속할 수 있기 때문에, 상기 백본 메시지는 다수 개의 페이징 그룹에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 백본 메시지를 통해서 기지국들은 각 페이징 영역에서 사용되는 페이징 주기와 페이징 오프셋을 알 수 있다. 상기 백본 메시지를 통해서 기지국들을 페이징 그룹에 동적으로 할당하는 것이 가능하다.

도 4 는 다수의 기지국들로 이루어진 페이징 그룹을 나타낸 일실시예 구성도이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 유휴모드(Idle Mode)를 지원하는 다수의 기지국(BS; Base Station)들이 페이징 그룹(Paging Group)에 소속되어 페이징 영역을 구성한다.

표 5 는 이동국이 유휴모드로 전환할 때 사용하는 등록해제요청메시지(DREG_REQ)의 일례이다.

Syntax	Size	Notes
DREG-REQ_Message_Format(){
Management Message Type=29	8 bits	0x00=SS de-registration request from BS and network 0x01=request for MSS deregistration from Serving BS invitation of MSS paging Availability Mode 0x02-0xFF=reserved
De-registration Request Code	8 bits	Only valid if De-Registration Request Code=0x01
Paging Cycle Request	16 bits
TLV encoded parameter	variable
}

이동국은 상기 등록해제요청메시지(DREG_REQ)의 등록해제요청코드(De-registration Request Code)를 0x01로 설정하여 기지국에 전달함으로써 자신이 유휴모드로 전환할 것임을 요청할 수 있다. 이 때 선호하는 페이징주기 및 유휴모드로 전환 후에 기지국이 유지하기를 희망하는 이동국의 관리자원 정보를 기지국에 전달할 수 있다.

표 6 은 상기 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 위한 TLV 인코디드 파라미터(TLV encoded parameters)를 나타낸 일례이다.

Name	Type	Length	Value
Paging Cycle Request		2	Requested cycle in which the paging message is trasnmitted within the paging group.
Idle Mode Retain Information			MSS request for Paging Controller retention of network re-entry related MAC management message MSS service and operational information to expedite future Network Re-entry from Idle Mode. For each Bit location, a value of '0' indicates the information associated with the specified MAC management message is not requested to be retained to be retained and managed. Bit#0 : Retain MSS service and operational information associated with SBC-REQ/RSP MAC management messages Bit#1 : Retain MSS service and operational information associated with PKM-REQ/RSP MAC management messages Bit#2 : Retain MSS service and operational information associated with REG-REQ/RSP MAC messages Bit#3 : Retain MSS service and operational information associated with Network Address Bit#4 : Retain MSS service and operational information associated with Time of Day Acquisition Bit#5 : Retain MSS service and operational information associated with TFTP MAC management messages Bit#6 : Retain MSS service and operational information with Full service(MAC state machines, CS classifier information, etc..)

상기 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 받은 기지국은 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 통해 이동국의 요청에 응답할 수 있다.

표 7 는 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 나타낸 일례이다.

Syntax	Size	Noets
DREG-CMD_Message_Format(){
Management Message Type=29	8 bits
Action Code	8 bits
TLV encoded parameters	variable
}

기지국은 등록해제명령(DREG_CMD)메시지의 동작코드(Action Code)를 통해서 유휴모드로의 전환을 허용하거나(Action Code=0x05), 일정시간 후에 유휴모드로의 전환을 다시 요청하도록 하거나(Action Code=0x06), 자신이 등록해제명령메시지를 전송할 때까지 더 이상 유휴모드로의 전환을 요청하지 않도록 할 수 있다(Action Code=0x07).

표 8 은 등록해제명령메시지(DREG_CMD)의 동작코드를 나타낸 일례이다.

Action Code	Action
0x00	MSS shall immediately terminate service with BS and attempt network entry at another BS
0x01	MSS shall listen to the current BS but shall not transmit until an RES-CMD message or DREG_CMD with Action Code 0x00 is received
0x02	MSS shall listen to the current BS but only transmit on the Basic, Primary Management and Secondary Management Connections.
0x03	MSS shall return to normal operation and may transmit on any of its active connections.
0x04	MSS shall terminate current Normal Operation with the BS; the BS shall transmit this action code only in response to any MSS DREG-REQ
0x05	required MSS de-registration from Serving BS and request initiation of MSS Idle Mode
0x06	The MSS may retransmit the DREG-REQ message after the time duration (REQ-duration) provided in the message
0x07	The MSS shall not retransmit the DREG-REQ message and shall wait the DREG_CMD message
0x08-0xFF	Reserved

등록해제명령메시지(DREG_CMD)에 선택적으로 포함될 수 있는 TLV(Type Length Value) 항목를 통해서, 해당 이동국이 유휴모드 동안 유지해야 하는 페이징그룹아이디(Paging Group ID), 페이징주기(Paging_Cycle), 그리고 페이징오프셋(Paging_Offset) 값을 전달할 수 있다.

표 9 는 등록해제명령메시지(DREG_CMD)에 포함되는 TLV 파라미터들의 일례이다.

Name	Type	Length	Value
Paging Information		4	Bits 15:0 - PAGING_CYCLE - Cycle in which thepaging mes-sage is transmitted within the paging group Bits 23:16 - PAGING OFFSET - Determines the frame within the cycle in which the paging message is transmitted. Must be smaller than PAGING CYCLE value Bits 31:24- Paging-group-ID - ID of the paging group the MSS is assigned to
REQ-duration		1	Waiting value for the DREG-REQ message retransmission (measured in frames)
Paging Controller ID		6	This is a logical network identifier for the Serving BS or other network entity retaining MSS service and operational information and/or administering paging activity for the MSS while in IDLE Mode
Idle Mode Retain Information		1	Idle Mode Retain Information is provided as part of this message is indicative only. Network Re-entry from Idle Mode process requirements may change at time of actual reentry. For each Bit location, a value of ‘0’ indicates the information for the associated reentry management messages shall not be retained and managed, a value of ‘1’ indicates the information for the associated re-entry management message shall be retained and managed Bit #0: Retain MSS service and operational information associated with SBC-REQ/RSP MAC management messages Bit #1: Retain MSS service and operational information associated with PKM-REQ/RSP MAC management messages Bit #2: Retain MSS service and operational information associated with REG-REQ/RSP MAC management messages Bit #3: Retain MSS service and operational information associated with Network Address Bit #4: Retain MSS service and operational information associated with Time of Day Bit #5: Retain MSS service and operational information associated with TFTP MAC management messages Bit #6: Retain MSS service and operational information associated with Full service (MAC state machines, CS classifier information, etc.)

상기와 같이, 등록해제명령메시지(DREG_CMD)는 TLV 파라미터로써 페이징 정보와, 이동국이 유휴모드로 전환한 후에 기지국에 의해 유지되는 이동국의 관리자원 정보 및 페이징 제어국 식별자를 포함한다. 이동국이 유휴모드로 전환할 때 기지국에 의해 유지되는 정보들은 향후에 해당 유휴모드 이동국이 유휴모드를 종료하거나, 위치갱신 절차를 수행하는 경우, 네트워크 등록 절차 과정에서 해당 정보를 획득하기 위한 절차를 생략할 수 있도록 함으로써, 이동국의 빠른 네트워크 등록 및 위치 갱신이 가능하도록 하기 위함이다.

표 10 은 페이징광고메시지(MOB-PAG-ADV)를 나타낸 일례이다.

Syntax	Size	Notes
MOB_PAG-ADV_Message_Format(){
Management Message Type =62	8bits
Num_Paging Group IDs	8bits	Number of Paging Group IDs in this message
For(i=0; i<Num_Paging_Group_IDs; i++){
Paging Group ID	8bits
}
For(j=0; j<Num_MACs; j++){		Number of MSS MAC Addresses in message can be determined from the length of the message(found in the generic
MSS MAC Address hash	24bits
Action Code	2bitss	Paging action instruction to MSS 00=No Action Required 01=Performing Ranging to establish location and acknowledge message 10=Enter Network 11=reserved
Reserved	6bits
}
TLV Encoded Information	variable	TLV specific
reserved	variable	Padding bits to ensure octet aligned
}

이동국은 상기 페이징광고메시지(MOB-PAG-ADV)를 정해진 페이징주기로 페이징오프셋에 수신함으로써 유휴모드를 유지하거나, 유휴모드를 종료할 수 있다. 유휴모드의 이동국은 기지국으로부터 주기적으로 전송되는 페이징광고메시지(MOB-PAG-ADV)를 수신함으로써 유휴모드를 종료할지, 위치갱신 절차를 수행할 지 또는 유휴모드를 계속 유지할지 여부를 결정한다.

유휴모드를 종료하고 정상모드로 복귀가 필요한 경우 중에서, 수면모드 상태에서도 서비스가 가능한 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에도 유휴모드에서 정상모드로 복귀한 후에 다시 수면모드로 진입하도록 함으로써, 비효율적으로 통신이 수행되는 문제점이 있었다.

본 발명은, 트래픽 서비스의 종류에 따라, 유휴모드의 이동국이 직접 수면모드로 전환할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수면모드(Sleep Mode) 및 유휴모드(Idle Mode)를 지원하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 이동국이 모드 전환을 수행하는 방법에 있어서, 유휴모드 상태에서 수면모드로의 직접 전환을 요청하는 레인징요청메시지를 기지국에 전송하는 단계와, 레인징 과정에서, 상기 기지국과 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 협상하는 단계 및 네트워크 재진입 과정을 수행하여, 수면모드로 전환하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한 본 발명은 수면모드(Sleep Mode) 및 유휴모드(Idle Mode)를 지원하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 기지국이 이동국의 모드 전환을 제어하는 방법에 있 어서, 유휴모드 상태의 이동국에, 트래픽이 발생하였음을 알리는 페이징광고메시지를 전송하는 단계와, 유휴모드 상태의 이동국이 수면모드로의 직접 전환 요청 및 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 포함하는 레인징요청메시지를 수신하는 단계; 및 레인징 과정에서, 상기 이동국이 상기 트래픽의 특성에 상응하는 전력 소모 방지 클래스로 전환하도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

유휴모드를 시작(initiate)하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 이동국에 의해 시작(initiate)되는 경우, 이동국은 기지국에 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 전송하고, 타이머(T45)를 동작시킨 후, 타이머 설정 시간 만료(Time out)시까지 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 수신하지 못하면, 기지국에 정해진 횟수(DREG Request Retry Count) 까지 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 재전송할 수 있다. 한편, 상기 정해진 횟수만큼 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 기지국에 전송하였으나, 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 수신하지 못한 경우에는, 다시 유휴모드 MAC 을 다시 초기화(re-initialize MAC)한다. 기지국은 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 수신하고 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 전송한 기지국은 관리 자원 유지 타이머(Managemet_Resource_Holding_Timer(T46))를 동작시킨다.

한편, 기지국에 의해 유휴모드가 시작되는 방법을 설명하면 다음과 같다. 기지국이 등록해제명령메시지(DREG_CMD)의 REQ-duration TLV 에 해당하는 동작코드를 0x05 로 설정하여 전송한다. 그리고, 관리 자원 유지 타이머(Managemet_Resource_Holding_Timer(T46))가 만료될 때까지 이동국으로부터 등록해제요청메시지(DREG_REQ)를 수신하지 못한 경우에, 기지국은 다시 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 이동국에 전송한다. 그리고, 정해진 횟수(DREG Command Retry Count)까지 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 재전송 할 수 있다. REQ-duration 내에 기지국이 등록해제명령메시지(DREG_CMD)를 수신하고, DREG-REQ를 전송하면, 이동국은 유휴모드 상태로 진입한다.

일반적으로, 광대역 무선접속 시스템에서 유휴모드(Idle mode)의 이동국은 다음과 같은 경우가 발생하면 정상 동작 모드(Normal Operation Mode)로 변경된다. 즉, 이동국에서 상향링크 트래픽이 발생하거나, 기지국에서 하향링크 트래픽이 발생한 경우에 정상 동작 모드로 복귀한다. 또한, 이동국이 서비스 제공 기지국(Serving BS)과의 동기(Sync)를 상실하는 등의 이유로 페이징 광고 메시지를 수신 하지 못하는 경우에도 정상 동작 모드로 복귀한다.

도 5 는 유휴모드에서 수면모드로의 전환 방법을 나타낸 제 1 실시예 흐름도이다. 도 5 를 참조하면, 이동국은 상향링크로 전송할 트래픽이 발생한 경우와 같이, 필요한 경우 유휴모드를 종료할 수 있다. 이러한 경우 이동국은 상향링크 트래픽이 발생하였음을 기지국에 알리고 유휴모드를 종료할 수 있다. 상향링크로 전송할 트래픽이 발생한 경우, 이동국은 유휴모드를 종료하고 상향링크 무선자원을 할당받아 상향링크로 정보를 전송하기 위해 레인징요청메시지(RNG-REQ)를 기지국에 전송한다(S51). 이때, 레인징요청메시지(RNG-REQ)를 통해 이동국이 유휴모드에서 수면모드로 천이하겠다는 것을 기지국에 알린다. 이때, 레인징요청메시지(RNG-REQ)의 'Ranging Purpose Indication' 필드의 2 번 비트를 '1' 로 설정함으로써, 이동국이 유휴모드에서 수면모드로 천이하겠다는 것을 알릴 수 있다.

표 11 은 레인징요청메시지(RNG-REQ)의 일례를 나타낸 것이다.

Name	Type (1byte)	Length	Value(variable-length)
Serving BS ID	5	6
Ranging Purpose Indication	6	1	Bit#2 : MS => Direct Sleep Mode
HO ID	7	1
Paging Controller ID	9	6
MAC Hash Skip Threshold	10	2
Power_Saving_Class_Parameters	21	Variable
Power down Indicator	8	1
Enabled-Action-Triggered	11	1
Requested downlink repetition coding level	12	1

한편, 이동국은 트래픽의 종류에 따라 상기 레인징요청메시지(RNG-REQ)의 전력 소모 방지 클래스 파라미터(Power_Saving_Class_Parameters) 값들을 설정하여 기지국에 전송한다.

표 12 는 전력 소모 방지 클래스 파라미터의 일례를 나타낸 것이다.

Name	Type (1byte)	Length	Value(variable-length)
Flags	1	1	Bit 0 : Definition 1 = Definition of Power Saving Class present Bit 1 : Operation (RNG-RSP only) 0 = Deactivation of power saving class 1 = Activation of power saving class (for type 1 and 2 only) Bit 2 : TRF-IND_Required For Power Saving Class Type I only 1 = BS shall transmit at least on TRF-IND message during each listening window of the power saving class. This bit shall be set to 0 for another types Bit 3-7 : reserved
Power_Saving_Class_ID	2	1
Power_Saving_Class_Type	3	-
Start_frame_number	4	1
Initial-sleep window	5	1
listening window	6	1
Final-sleep window base	7	1
Final-sleep window exponent	8	1
SLPID	9	1
CID	10	2
Direction	11	1

한편, 기지국은 주변의 기지국 또는 페이징 제어기(Paging Controller)으로부터 이동국과의 레인징 과정에서 생략할 수 있는 정보를 알기 위해 백본(backbone)으로 정보요청메시지(MSS info Request)를 전송하고(S52), 상기 주변 기지국 또는 페이징 제어기로부터 정보요청메시지(MSS info Response)를 수신한다(S53). 그리고, 이동국과 레인징 과정을 수행하면, 이동국은 슬립모드(sleep mode)로 천이한다.

도 6 은 유휴모드에서 수면모드로의 전환 방법을 나타낸 제 2 실시예 흐름도이다. 도 6 을 참조하면, 기지국에서 수면모드 상태의 이동국으로 하향링크 트래픽이 발생한 경우, 이를 알리기 위한 페이징광고메시지(MOB-PAG-ADV)를 전송할 수 있다(S61). 예를 들어, 기지국은 상기 페이징광고메시지(MOB-PAG-ADV)의 동작코드(Action Code)를 0b10 으로 설정하여 이동국에 전송할 수 있다.

상기 동작코드를 포함하는 페이징광고메시지(MOB-PAG-ADV)를 수신한 이동국은 네트워크 재진입 과정을 수행한다. 이때, 네트워크 재진입을 위해서는 레인징 과정을 수행하는데, 레인징 과정에서, 이동국은 상기 13 과 같은 전력 소모 방지 클래스 파라미터를 포함하는 레인징요청메시지(RNG-REQ)를 전송할 수 있다(S62). 레인징 과정에서 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 협상하고 기지국에 등록 절차를 수행하면, 이동국은 수면모드로 천이한다. 이때, 전력 소모 방지 클래스 2 및 3 에 해당하는 서비스(VoIP같은 RT-VR Service나 Multicast Service)의 경우에는 전력 소모 방지 클래스 1 도 함께 활성화 되어야 한다. 즉, 전력 소모 방지 클래스 1 의 경우, BE(Best Effort) 서비스를 지원하게 되는데, BE 서비스 특성상 언제 트랙픽이 발생할 지 미리 예측할 수 없기 때문에, 전력 소모 방지 클래서 2, 3 을 활성화 시킬 때에는 전력 소모 방지 클래스 1 도 함께 활성화 되어야 한다.

이동국은 유휴모드에서 정상 동작 모드를 거치지 않고 직접 서비스 타입에 따른 전력 방지 소모 클래스가 적용되는 수면모드로 직접 천이가 가능하게 되므로, 불필요한 전력 소모를 막을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 유휴모드의 이동국이 필요한 경우 정상 동작 모드를 거치지 않고 직접 수면모드로 천이할 수 있도록 함으로써, 효율적으로 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

수면모드(Sleep Mode) 및 유휴모드(Idle Mode)를 지원하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 이동국이 모드 전환을 수행하는 방법에 있어서,

유휴모드 상태에서 수면모드로의 직접 전환을 요청하는 레인징 목적 지시 (Ranging Purpose Indication) 필드 및 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 포함하는 레인징요청메시지를 기지국에 전송하는 단계;

상기 기지국으로부터 상기 레인징요청메시지에 대한 응답으로 상기 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 포함하는 레인징응답메시지를 수신하는 단계; 및

상기 레인징응답메시지를 수신한 이후에, 상기 레인징 목적 지시 필드에 따라 상기 유휴모드 상태에서 상기 수면모드로 전환하는 단계

를 포함하여 이루어지는 모드 전환 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 레인징 요청 메시지는 상기 수면모드 동작을 협상하기 위해 상향링크 트래픽 특성에 상응하는 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 모드 전환 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 'Ranging Purpose Indication' 필드의 2 번 비트를 '1' 로 설정함으로써 유휴모드에서 수면모드로의 직접 전환을 요청하는 것을 특징으로 하는 모드 전환 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 트래픽이 발생하였음을 알리는 페이징광고메시지를 수신하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 모드 전환 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 페이징광고메시지의 동작코드(Action Code)는 0b10 로 설정되는 것을 특징으로 하는 모드 전환 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 이동국은 상기 기지국의 하향링크 트래픽 특성에 상응하는 클래스의 수면모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 모드 전환 방법.
수면모드(Sleep Mode) 및 유휴모드(Idle Mode)를 지원하는 광대역 무선 접속 시스템에서, 기지국이 이동국의 모드 전환을 제어하는 방법에 있어서,

유휴모드 상태의 이동국에, 트래픽이 발생하였음을 알리는 페이징광고메시지를 전송하는 단계;

유휴모드 상태의 이동국으로부터 수면모드로의 직접 전환을 요청하는 레인징 목적 지시(Ranging Purpose Indication) 필드 및 전력 소모 방지 클래스 파라미터들을 포함하는 레인징요청메시지를 수신하는 단계; 및

상기 이동국이 상기 트래픽의 특성에 상응하는 전력 소모 방지 클래스로 전환하도록 레인징응답메시지를 전송하는 단계

를 포함하여 이루어지는 모드 전환 제어 방법.
제 7 항에 있어서,

주변 기지국 또는 페이징 제어기에 상기 이동국과 레인징 과정에서 생략할 수 있는 정보를 얻기 위한 이동국 정보 요청 메시지를 전송하는 단계; 및

상기 주변 기지국 또는 상기 페이징 제어기로부터, 상기 레인징 과정에서 생략할 수 있는 정보를 포함하는 이동국 정보 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고,

상기 레인징 과정은 상기 이동국 정보 응답 메시지를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 모드 전환 제어 방법.