KR102151456B1 - 무선 단말의 전력 소모를 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 무선 단말로부터 트리거링 패킷을 수신하면, 상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소 관련 파라미터들을 추정하는 과정과, 상기 파라미터들을 기반으로 결정된 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 수신하면, 상기 조건에 상응하게 클러스터링 주기를 설정하는 과정과, 상기 클러스터링 주기를 기반으로 상기 무선 단말과의 무선 통신을 수행하는 과정을 포함한다.

Description

무선 단말의 전력 소모를 제어하는 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING POWER CONSUMPTION OF A RADIO TERMINAL}
본 발명은 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적인 무선 단말은 사용자의 이동 및 위치 여부에 관계없이 사용될 수 있다. 그리고, 최근의 무선 단말은 음성 서비스 이외에 영상, 무선 데이터 등을 사용하는 다양한 용도로 사용되고 있다. 이에 따라, 다양한 정보들을 보다 높은 데이터 전송률로 처리할 수 있는 기능들을 포함하는 무선 단말들이 개발되고 있다. 이에 따라, 장착 혹은 내장된 배터리로부터 제공되는 전원 즉, 전력을 주 전원으로 갖는 무선 단말의 사용 과정에 있어서, 외부 전원 공급 없이도 사용할 수 있는 시간을 증가시키기 위해서는 같은 동작을 하더라도 낮은 전력을 소모할 수 있는 전력 제어 방안이 요구된다.
본 발명은 무선 단말의 전력 소모를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명은 무선 단말의 전력 소모를 감소시키기 위해서, 무선 단말의 전력 소모 관련 정보들을 추정하고, 이를 기반으로 설정된 조건에 따라 무선 데이터를 송수신하는 방안 및 장치를 제안한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은; 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 무선 단말로부터 트리거링 패킷을 수신하면, 상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소 관련 파라미터들을 추정하는 과정과, 상기 파라미터들을 기반으로 결정된 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 수신하면, 상기 조건에 상응하게 클러스터링 주기를 설정하는 과정과, 상기 클러스터링 주기를 기반으로 상기 무선 단말과의 무선 통신을 수행하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 다른 방법은; 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 방법에 있어서, 전력의 감소를 적용하고자 하는 어플리케이션을 지원하는 서버에게 상기 전력 소모의 감소 관련 파라미터들을 추정하도록 지시하는 과정과, 상기 서버로부터 상기 파라미터들에 대한 정보를 수신하면, 상기 파라미터들을 기반으로 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 결정하는 과정과, 상기 조건에 상응하게 설정된 클러스터링 주기에 따라 상기 서버와의 무선 통신을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는; 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 서버에 있어서, 상기 무선 단말로부터 트리거링 패킷을 수신하면, 상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소 관련 파라미터들을 추정하고, 상기 파라미터들을 기반으로 결정된 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 수신하면, 상기 조건에 상응하게 클러스터링 주기를 설정하는 제어부와, 상기 제어부의 지시에 따라 상기 클러스터링 주기를 기반으로 상기 무선 단말과의 무선 통신을 수행하는 송수신부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는; 전력 소모를 감소시키기 위해 동작하는 무선 단말에 있어서, 상기 무선 단말의 전력의 감소를 적용하고자 하는 어플리케이션을 지원하는 서버에게 상기 전력 소모의 감소 관련 파라미터들을 추정하도록 지시하고, 송수신부를 통해서 상기 서버로부터 상기 파라미터들에 대한 정보를 수신함을 확인하면, 상기 파라미터들을 기반으로 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 결정하고, 상기 제어부의 지시에 따라 상기 조건에 상응하게 설정된 클러스터링 주기에 따라 상기 서버와의 무선 통신을 수행하는 송수신부를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따라 해당 무선 단말의 전력 소모량에 대한 모델링을 한 번 수행한 경우, 상기 무선 단말의 무선 통신에 따른 상기 무선 단말의 전력 소모를 획득하고자 할 때, 직접 해당 단말의 전력 소모를 따로 측정할 필요 없이 상기 단말에서 패킷 발생 주기에 대한 로그(log 정보)만으로 단말의 에너지 소모량을 추정할 수 있다. 또한, 패킷 스니퍼(packet sniffer) 등을 통해 해당 단말의 트래픽을 캡쳐할 수 있을 경우, 캡쳐한 트레이스(trace) 정보로부터 단말에 접근하지 않고도 단말 에너지 소모량을 추정할 수 있다. 이러한 에너지 모델을 NS-3와 같은 네트워크 시뮬레이터(simulator)에 적용할 경우, 단말의 무선 통신의 전력 소모량을 시뮬레이션(simulation)할 수도 있다.
또한, 무선 단말 및 접속 무선 네트워크 별 비활성화 타이머의 구동 시간 및 웨이크업 주기를 추정하고, 추정된 값들을 기반으로 서버에서 발생하는 트래픽들을 제어함으로써, 원하는 수준의 추가 지연 시간 대비 전력의 소모량을 절약할 수 있다. 도 16a,b는 접속 네트워크의 일 예인 WiFi에서 비활성화 타이머의 구동 시간이 200 ms 이고, 웨이크 업 주기가 307.2 ms일 때, 측정 서버와 무선 단말간 패킷 송수신 패턴에 따른 전력 소모량의 분포를 나타낸 그래프이다. 구체적으로, 도 16a는 1450 바이트를 갖는 UDP 패킷을 20 ms 주기로 측정 서버와 무선 단말 간에 송수신 할 때의 전력 소모 그래프이고, 도 16b는 본 발명의 실시 예에 따라 도 16a의 1450 바이트를 갖는 UDP 패킷을 30개씩 클러스터링하여 43500 바이트 패킷을 615 ms 주기로 서버와 단말 간 송수신 할 때의 전력 소모 그래프를 나타낸다. 도 16 a와 도 16b 모두 580 kbps 의 평균 전송 속도를 보여준다. 그러나, 도 16b를 참조하면, 하나의 웨이크업 주기(예를 들어, 307.2 ms에 해당함) 이상 시구간에서 WiFi용 칩 셋이 파워 오프 상태를 유지하도록 제어함으로써, 도 16a 대비 약 43 %의 평균 전력 절감 효과를 획득할 수 있다. 도 17은 도 16b의 실험 환경에서 클러스터링 주기 대비 평균 전력 소모량 그래프를 나타낸다. 도 17을 살펴보면, 도 6과 비교하여 본 발명의 실시 예에 따른 클러스터링 주기에 상응하게 무선 통신이 수행됨에 따라 시간 구간별 평균 전력 소모량이 현저히 감소된 것을 볼 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 구성도의 일 예,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 전력을 제어하는 전체적인 동작 흐름도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따라 비활성화 타이머의 구동 주기와 UDP 패킷의 송신 주기의 관계에 따른 무선 단말의 동작을 도시한 도면,
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간을 추정하는 동작 흐름도,
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말의 웨이크 업 주기를 추정하는 동작 흐름도,
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말에게 송신된 UDP 패킷의 번호에 따른 UDP 패킷 송신에 대한 시간 간격 분포의 일 예를 나타낸 그래프,
도 5b는 도 5a에 상응하여 송신된 UDP 패킷들 각각에 대해 측정된 RTT 분포의 일 예를 나타낸 그래프,
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말의 소모 전력 패턴을 추정하는 동작 흐름도,
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따라 추정된 무선 단말의 소모 전력 패턴의 결과의 일 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소모량과 시간 지연 간의 트레이드 오프 관계를 이용하여 설정하는 클러스터링 주기를 위한 조건의 일 예에 따른 무선 단말의 동작을 도시한 도면,
도 8은 발명의 실시 예에 따른 클러스터링 주기에 따라 PSM 모드로 진입하는 무선 단말의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 발명의 실시 예에 따른 클러스터링 주기에 따라 PSM 모드로 진입하는 무선 단말의 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 클러스터링 주기를 웨이크업 주기의 정수 배로 설정한 경우의 일 예를 도시한 도면,
도 11은 클러스터링 주기와 웨이크업 주기를 일치시킨 경우, 측정 서버에서의 클러스터 전송 시점이 무선 단말의 웨이크 업 주기와 타이밍이 잘 맞지 않은 상황의 일 예를 도시한 도면,
도 12는 비활성화 타이머의 구동 시간이 웨이크업 주기보다 긴 경우, 클러스터링 주기를 웨이크업 주기와 동일하게 설정한 경우의 일 예를 도시한 도면,
도 13은 도 12의 클러스터링 주기를 조정한 경우의 일 예를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 측정 서버의 구성도의 일 예,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 구성도의 일 예,
도 16a,b는 접속 네트워크의 일 예인 WiFi에서 비활성화 타이머의 구동 시간이 200 ms 이고, 웨이크 업 주기가 307.2 ms일 때, 측정 서버와 무선 단말간 패킷 송수신 패턴에 따른 전력 소모량의 분포를 나타낸 그래프,
도 17은 도 16b의 실험 환경에서 클러스터링 주기 대비 평균 전력 소모량 그래프.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 다음에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
무선 단말의 전력 소모를 감소시키기 위한 다수의 방안들이 제안되어 왔다. 예를 들어, 무선 단말을 구성하는 컴포넌트(component) 자체를 저전력으로 동작하게 하거나, 무선 단말의 각 컴포넌트 별로 전력을 제어하는 등이 있다. 이하, 본 명세서의 무선 단말은 무선 네트워크와의 접속을 통해서 데이터를 송수신(이하, '무선 통신'이라 칭함)할 수 있는 디바이스들을 포함하며, 일 예로, 스마트폰(Smart phone) 등을 포함하는 이동 단말, 무선 네트워크와의 접속을 지원하는 무선 장치들 및 노트북 등을 포함할 수 있다.
상기한 무선 단말의 대표적인 예인 스마트 폰의 경우, 전력의 상당량이 무선 통신 관련 동작으로 인해 소모됨을 확인된 바 있다. 이때, 무선 통신 관련 동작은 사용자의 동작에 의한 패킷 송수신뿐만 아니라, 사용자가 해당 단말을 사용하지 않을 때에도 상기 단말 설치된 애플리케이션(application)이 백그라운드(background, 예를 들면, 버전 업그레이드(UPGRADE) 등이 해당함)를 위한 패킷의 송수신을 포함한다. 그리고, 무선 통신을 지원하는 무선 단말의 경우, 상기 무선 통신을 위한 칩 셋(chip set)이 내장되어 있다. 상기 칩 셋의 전원은 항상 온(Power On) 상태를 유지하는 것이 아니라, 해당 단말의 전력 소모를 감소시키기 위해 미 사용시에는 대부분 전원 오프(Power Off) 상태를 유지한다. 즉, 해당 단말의 칩 셋은 송수신할 데이터 패킷이 존재할 경우 파워 온 상태로 동작하다가 일정 시간 동안 송수신할 데이터 패킷이 존재하지 않을 경우, 다시 파워 오프되는 형태로 운용된다. 그러므로, 무선 단말의 전력 소모량은 해당 단말이 송수신할 패킷이 발생하는 시점에 따라 달라질 수 있다.
그리하여, 무선 단말에서 무선 통신으로 인한 전력을 감소시키기 위한 방안들이 연구되어 왔다. 예를 들어, 해당 단말이 송수신할 패킷의 분포를 조절하는 기법이나, 해당 단말이 송수신할 패킷의 분포를 예측함에 따라 장착된 칩 셋의 파워 온/오프를 제어하는 기법들이 해당한다. 이들 기법들을 실행하기 위해서는, 해당 단말이 패킷을 송수신하는 동안 소모되는 전력량에 대한 정보가 요구된다. 구체적으로, 해당 단말이 셀룰라 기지국과 통신 중일 경우, 해당 단말의 셀룰라 통신용 칩 셋에서 소모되는 전력량에 대한 정보가 요구될 것이고, AP(Access Point)와 무선 통신 중일 경우, 무선 통신용 칩 셋에서 소모되는 전력량에 대한 정보가 요구될 것이다. 또한, 해당 단말이 패킷을 처리하는데 요구되는 다른 컴포넌트들에서 소모되는 전력량에 대한 정보 역시 요구될 것이다. 이에 따라 해당 단말의 각 컴포넌트들에서 소모되는 전력량을 측정하고 분석하는 연구들이 진행되고 있다.
그러나, 현재까지는 무선 단말의 무선 통신 관련 동작과 관련하여 동작하는 각 컴포넌트 혹은 해당 칩 셋이 전력 절약 모드(PSM: Power save mode)로 진입하는 동작과 관련한 구체적인 조건들은 해당 단말에서 동작하는 애플리케이션을 지원하는 서버의 애플리케이션 단에서는 알 수 없다. 상기 조건들은 무선 단말의 종류에 따라 그리고 접속하는 AP에 따라 다르게 나타날 수 있다. 그러므로, 서버의 애플리케이션 단 측면에서는 무선 데이터 트래픽의 특성에 따라 해당 단말의 전력 소모량을 예측하기가 어려운 문제점이 있다. 더욱이, 무선 단말이 자신의 전력 소모 관련 정보를 획득하는 방법에 대해서는 아직까지 제안된 바 없다. 이로 인해, 무선 단말의 상태와 관계 없이 특정 애플리케이션을 위한 무선 통신 관련 동작이 수행됨에 따라 해당 동작에 대한 불필요한 시간 지연이 발생하고, 무선 단말의 전력이 낭비되는 문제점이 있었다. 그리므로, 이하, 본 발명은 무선 단말의 전력을 감소시키는 전력 제어 방법 및 장치를 제안한다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 무선 단말의 전력 소모에 가장 큰 역할을 하는 무선 통신 중인 무선 단말에 대한 전력 소모량을 모델링한다. 이를 위해서, 해당 단말이 무선 통신 중인 경우, 상기 단말의 동작 모드 및 전력 소모량이 요구된다. 이를 위해서, 본 발명의 실시 예에서는 측정 서버의 애플리케이션 단의 도움을 통해서 무선 단말의 PSM 관련 파라미터(이하, 'PSM 파라미터'라 칭함)를 추정하고, 상기 무선 단말이 상기 추정된 동작 모드에 따른 전력 소모 패턴을 추정한다. 그리고, 추정된 무선 단말의 동작 모드와 전력 소모 패턴을 기반으로, 원하는 수준으로 전력의 소모량을 감소시키기 위한 조건들을 설정하고, 이를 기반으로 클러스터링(clustering) 조건을 설정한다. 이후, 서버의 애플리케이션 단과 상기 무선 단말은 상기 설정된 클러스터링 조건에 상응하게 무선 통신을 수행함으로써, 상기 무선 단말에서 낭비되는 전력의 소모를 감소시키게 된다. 여기서, PSM 파라미터들은 일 예로, 비활성화 타이머(inactivity timer)와 웨이크 업 주기(wake-up period)를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에서는 설명의 편의상, 상기 PSM 파라미터들이 비활성화 타이머와 웨이크 업 주기를 포함하는 경우로 설명하는 것일 뿐, 예시된 내용에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 상기 비활성화 타이머의 구동 시간은 활성화 모드의 무선 단말이 마지막으로 패킷을 수신한 시점으로부터 PSM으로의 진입 전에 발생 가능한 패킷 수신을 대기할 수 있는 미리 설정된 시간을 의미한다. 그리고, 셀룰라 통신의 기지국으로부터 송신된 페이징(paging) 신호 또는 WiFi 기반 AP로부터 송신된 비콘(beacon)을 수신하기 위해서 주기적으로 깨어나는 구간(이하, '페이징/비콘 수신 구간'으로 칭함)은 일반적으로 리슨 인터벌(listen interval) 혹은 페이징 인터벌(paging interval)로 불리우는 일정 주기에 대응하는 웨이크 업 주기를 갖는다. 상기 비활성화 타이머와, 페이징/비콘 수신 구간에서는 상기 무선 단말의 무선 통신용 칩 셋은 파워 온 상태로 유지된다. 그리고, 상기 무선 단말이 PSM으로 동작할 경우와 웨이크 업 주기 동안, 상기 칩 셋을 파워 오프 상태로 유지된다.
이하, 본 발명의 실시 예에서는 비활성화 타이머 및 웨이크 업 주기를 단말의 애플리케이션을 지원하는 서버에서 측정하는 방안을 제안한다. 이에 따라, 해당 단말이나 서버가 상기 단말의 에 장착된 무선 통신용 칩 셋의 정보를 인지하지 못하는 상황에서도, PSM 파라미터들을 획득할 수 있다. 그리고, 획득한 PSM 파라미터들을 이용하여 전력 소모 모델링에 활용하거나 상기 서버에서 데이터 베이스(DB: database)화 할 수 있도록 한다.
한편, 일정 시간 동안 동일한 수율로 무선 통신 관련 패킷을 송수신하더라도 패킷들 간 송수신 간격의 분포가 상이할 경우, 해당 단말에서의 전력의 소모량이 달라질 수 있다. 즉, 무선 단말에서의 무선 통신 시 소모되는 전력 패턴은, 해당 단말이 송수신하는 패킷의 수율만으로는 정확하게 분석할 수가 없다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에서는 무선 통신 중인 무선 단말에 대한 전력 소모량을 보다 정확하게 모델링하기 위해서 무선 통신 관련 패킷들의 송수신 간격 분포를 이용한다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 무선 통신 관련 트래픽 제어가 가능한 전송 서버 혹은 프록시(proxy) 서버에서 무선 단말의 종류 및 무선 네트워크 종류 별로 PSM 파라미터들을 검출하고, 검출된 PSM 파라미터들을 이용하여 해당 서버의 트래픽을 제어하는 방안을 제안한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말은 기지국으로부터 송수신되는 패킷들의 간격에 따른 단말의 전력 소모 패턴을 모델링하고, 이를 이용하여 전력 소모량을 예측하고, 이를 기반으로 획득하고자 하는 전력 절약 요구량, 혹은 추가 지연 시간 요구량을 클러스터링 주기를 결정하는 조건으로서 계산한다. 그리고, 상기 무선 단말은 상기 계산된 전력 절약 요구량, 혹은 추가 지연 시간 요구량을 해당 서버에게 보고한다. 그러면, 상기 서버는 해당 단말이 요구한 추가 전력 절약 요구량 혹은 추가 지연 시간 요구량에 상응하게 클러스터링 주기를 설정하고, 이에 상응하는 트래픽 제어를 수행한다. 한편, 본 발명의 실시 예에서는 클러스터링 주기에 상응하게 무선 단말에게 송신할 패킷들을 클러스팅하여 한번에 전송함으로써, 무선 단말의 전력을 감소시킬 수 있다. 이러한 특성 때문에, 본원 발명의 실시 예는 무선 통신은 서버로부터의 패킷 송신 시점이 지연되는 시간 지연에 가급적 덜 민감한 서비스들에 적용된다. 이러한 서비스들은 일 예로, FTP(File Transfer Protocol) 전송, E-mail push 서비스, 애플리케이션의 background 트래픽 및 업데이트 등이 있다.
정리하자면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 전력 감소 방안은 크게 네 가지 과정으로 구성될 수 있다.
첫 번째 과정은, 무선 단말은 애플리케이션 단을 통해서 상기 애플리케이션을 지원하는 서버에게 PSM 파라미터들의 측정을 요청하는 트리거링(triggerring) 패킷을 송신한다. 이후, 상기 트리거링 패킷을 수신한 서버는 상기 무선 단말과의 상호 작용을 통해서 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간을 추정한다.
두 번째 과정은, 상기 서버의 애플리케이션 단에서 상기 무선 단말의 웨이크 업 주기를 추정한다.
세 번째 과정은, 상기 무선 단말이 상기 서버로부터 추정된 PSM 파라미터들을 이용하여, 무선 통신 시 전력 소모 패턴을 모델링한다. 이때, 상기 단말이 소모하는 전력량은, 상기 단말의 무선 통신용 칩 셋에서 소모되는 전력량뿐만 아니라 무선 통신 관련 패킷을 처리하는데 콤포넌트에서 소모되는 전력 역시 포함된다. 그리고, 상기 모델링 결과를 기반으로 획득하고자 하는 전력 절약 요구량, 혹은 추가 지연 시간 요구량을 계산하여 서버에게 전달한다.
네 번째 과정은, 상기 서버가 상기 무선 단말로부터 획득한 획득하고자 하는 전력 절약 요구량, 혹은 추가 지연 시간 요구량을 만족하는 클러스터링 주기를 설정한다. 그리고, 클러스터링 주기에서 발생한, 상기 무선 단말에게 송신할 패킷들을 버퍼링하고, 해당 주기에서 상기 버퍼링을 통해서 클러스터링된 패킷들을 상기 무선 단말에게 송신한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 구성도의 일 예이다.
도 1을 참조하면, 일 예로, 일반적인 셀룰라 망에서 이동 통신을 제공하는 기지국(100)과, 상기 기지국(100)의 서비스 커버리지에 비해 소규모의 서비스 커버리지를 갖으며, 상기 서비스 커버리지 내에서 무선 통신을 제공하는 AP(105)와, 상기 기지국(100) 및 AP(105) 각각에 접속 가능한 이동 단말(110) 및 무선 단말(115)이 도시되어 있다. 그리고, 상기 기지국(100) 및 AP(105)를 통해서 자신이 지원하는 특정 애플리케이션을 설치한 무선 단말들 일 예로, 이동 단말(110) 혹은 무선 단말(115)과 상기 애플리케이션 관련 데이터를 송수신하는 애플리케이션 서버(120)를 포함한다. 그리고, 상기 애플리케이션 서버(125)는 상기 애플리케이션과 관련하여 사용자들에 대한 인증 및 보완 정보 등을 저장하는 DB(125)를 구비한다. 그리고, 일반적인 프록시 서버와 동일한 동작을 수행하는 프록시 서버(130)도 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 애플리케이션 서버(125) 혹은 상기 프록시 서버(130)는 도 3의 측정 서버(300)로 동작하며, 해당 단말의 전력 감소를 위한 PSM 파라미터 측정을 요청하는 트리거링 패킷을 수신하면, 본 발명의 실시 예에 따라 해당 단말과의 상호 작용을 통해서 PSM 파라미터들을 추정한다. 그리고, 상기 애플리케이션 서버(125) 혹은 상기 프록시 서버(130)는 각각 자신의 DB(125, 135) 각각에 본 발명의 실시 예에 따라 추정된 각 무선 단말 별 PSM 파라미터를 등록하거나 미리 저장하고 있는 상태이다. 미리 저장하고 있는 경우는, 본 발명의 실시 예에 따라 PSM 파라미터 등록이 이미 완료된 상태임을 의미한다. 또는, 다른 실시 예에 따라 사업자에 의해서 해당 무선 단말의 종류 별로 매핑된 PSM 파라미터가 등록된 경우를 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 전력을 제어하는 전체적인 동작 흐름도이다. 여기서, 측정 서버는 도 1의 애플리케이션 서버(120) 혹은 프록시 서버(130)가 될 수 있다.
도 2를 참조하면, 200단계 내지 215단계는 앞서 설명한 첫 번째 과정에 대응한다. 200단계에서 측정 서버는 임의의 무선 단말로부터 'PSM 파라미터 추정을 위한 트리거링 패킷'을 수신한다. 그러면, 205단계에서 상기 측정 서버는 자신의 DB에 상기 무선 단말의 '비활성화 타이머' 관련 정보가 등록되어 있는 지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 무선 단말의 '비활성화 타이머' 관련 정보가 상기 DB에 등록되어 있지 않은 경우, 210단계에서 상기 측정 서버는 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간을 추정한다. 상기 비활성화 타이머의 구동 시간에 대한 추정 동작은 하기 도 3a의 설명에서 상세히 후술하기로 한다. 그리고, 215단계에서 상기 측정 서버는 상기 무선 단말에 대해 상기 추정된 비활성화 타이머 관련 정보를 DB에 등록한 후, 220단계로 진행한다.
다음으로, 220 단계 내지 230단계는 앞서 설명한 두 번째 과정에 해당한다. 한편, 상기 무선 단말의 '비활성화 타이머' 관련 정보가 상기 DB에 등록되어 있는 경우, 상기 측정 서버는 220단계에서 상기 DB에 상기 무선 단말의 '웨이크업 주기'가 등록되어 있는 지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 무선 단말의 '웨이크업 주기' 관련 정보가 상기 DB에 등록되어 있지 않은 경우, 상기 측정 서버는 225단계로 진행한다. 225단계에서 상기 측정 서버는 상기 무선 단말의 웨이크업 주기를 추정한다. 상기 웨이크업 주기의 추정 과정은 하기의 도3b 설명에서 상세히 후술하기로 한다. 그리고 나서, 230단계에서 상기 측정 서버는 상기 무선 단말에 대해 추정된 웨이크업 주기를 상기 DB에 등록한 후, 235단계로 진행한다.
다음으로, 235단계 내지 245단계는 앞서 설명한 세 번째 과정에 대응한다. 한편, 235단계에서 상기 측정 서버는 상기 DB에 상기 무선 단말의 전력 소모량에 대한 모델링 결과 관련 파라미터가 등록되어 있는 지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과 상기 DB에 상기 무선 단말의 모델링 결과 관련 파라미터가 등록되어 있지 않은 경우, 상기 측정 서버는 240단계로 진행한다. 240단계에서 상기 측정 서버는 상기 무선 단말에게 전력 소모량에 대한 모델링을 수행하도록 지시하는 명령을 송신한다. 이에 따라 상기 무선 단말은 상기 전력 소모량에 대한 모델링을 수행하고, 상기 모델링 결과를 기반으로, 획득하고자 하는 전력 절약 요구량, 혹은 추가 지연 시간 요구량을 계산하여 서버에게 전달한다. 상기 전력 소모량에 대한 모델링의 구체적인 과정 역시 하기에서 상세히 후술하기로 한다. 그리고, 245단계에서 측정 서버는 상기 무선 단말로부터 수신한 모델링 결과 관련 파라미터들을 상기 DB에 등록한 후, 250단계로 진행한다.
마지막으로, 250단계 내지 260단계는 앞서 설명한 네 번째 과정에 대응한다. 한편, 상기 DB에 상기 무선 단말의 상기 모델링 결과 관련 파라미터들이 등록되어 있는 경우, 250단계로 진행한다. 250단계에서 상기 측정 서버는 PSM 파라미터들 및 상기 모델링 결과 관련 파라미터들을 상기 무선 단말에게 한꺼번에 송신한다. 그러나, 다른 실시 예에 따라 각 과정에서 PSM 파라미터 혹은 모델링 결과가 추정되면, 바로 상기 무선 단말에게 추정된 정보를 송신할 수도 있다.
그러면, 255단계에서 상기 측정 서버는 상기 모델링 결과 관련 파라미터들을 만족하는 클러스터링 주기를 설정한다. 그리고, 260단계에서 상기 측정 서버는 설정된 클러스터링 주기에 상응하는 무선 통신을 상기 무선 단말과 수행한다. 상기 클러스터링 주기를 설정하는 동작 역시 하기에서 상세히 후술하기로 한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따라 비활성화 타이머의 구동 주기와 UDP 패킷의 송신 주기의 관계에 따른 무선 단말의 동작을 도시한 도면이다. 도 3a 내지 도 3c에서 x축은 시간을 나타내고, 음영 표기된 사각 블록에 대응하는 시간 동안 무선 단말의 동작 모드는 활성화 상태로, 무선 통신용 칩 셋은 파워 온 상태를 유지한다. 상기 칩 셋이 파워 온 상태일 경우, 상기 무선 단말은 측정 서버로부터 송신된 UDP 패킷을 수신하면, 이에 대한 응답을 상기 측정 서버로 송신할 수 있다. 그러나, 상기 무선 단말이 PSM으로 진입하게 되면, 상기 칩 셋이 파워 오프 상태이므로, 해당 시점에서 상기 측정 서버로부터 송신된 패킷을 수신한 AP 또는 기지국은 상기 무선 단말에게 상기 패킷을 전달할 수 없다. 따라서, AP 또는 기지국은 상기 패킷을 버퍼에 저장한 후, 비콘 혹은 페이징 신호를 송신하는 시점에서 송신할 패킷이 있음을 지시하는 지시 정보와 함께 비콘 혹은 페이징 신호를 상기 무선 단말에게 송신한다. 예를 들어, 도 3b의 B(320) 시점에서와 같이 상기 무선 단말이 PSM로 동작 중일 때 송신 패킷이 발생한 경우, 도래하는 페이징/비콘 수신 구간에 상기 지시 정보와 함께 비콘 혹은 페이징 신호를 송신한다. 도 3a 내지 도 3c에서 ● 표기는 PSM으로 동작 중인 무선 단말이 AP 또는 기지국의 비콘 또는 페이징을 수신하기 위해서 주기적으로 깨어나는 페이징/비콘 수신 구간을 나타낸다. 상기 페이징/비콘 수신 구간은 일정 주기를 가지며, 상기 주기는 앞서 설명한 웨이크업 주기에 대응한다. 예를 들어, 도 3a의 Tw(315)에 해당한다. 상기 웨이크업 주기는 접속 네트워크의 파라미터 설정값에 관련된 값이다.
이후, 상기 무선 단말이 상기 페이징/비콘 수신 구간에서 칩 셋을 파워 온한 후, 상기 지시 정보를 획득하면, 상기 무선 단말은 활성화 모드(Active mode)로 진입하여 AP 또는 기지국의 버퍼에 저장되어 있던 패킷을 수신한다. 도 3a는 측정 서버가 송신하는 UDP 패킷의 시간 간격이 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동시간(310)보다 짧은 경우, 단말이 응답하는 예를 도시한 도면이다. 이 경우, 도 3a도시한 바와 같이, 무선 단말이 상기 페이징/비콘 수신 구간 이후 도래한 비활성화 타이머가 구동되는 시구간 내에서 새로운 패킷을 수신(305a) 및응답(305b)를 송신하게 된다. 따라서, 이 경우, 상기 새로운 패킷의 송수신(305a,b)를 통해서 상기 비활성화 타이머의 구동 시간(310)은 상기 새로운 패킷을 수신한 시점으로부터 새롭게 갱신됨을 볼 수 있다. 즉, 측정 서버가 송신하는 UDP 패킷의 시간 간격이, 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간보다 짧을 경우, 상기 무선 단말은 PSM으로 진입하지 못하고, 계속해서 활성화 상태를 유지하게 된다. 이 경우, 측정 서버에서 측정되는 UDP 패킷에 대한 RTT 값은 상기 측정 서버가 UDP 패킷을 송신한 시점과, 이에 대한 응답을 수신한 시점간의 차이인 송신 지연과, 상기 측정 서버로부터 상기 무선 단말 및 상기 무선 단말로부터 상기 측정 서버까지의 전파(propagation)지연을 포함할 수 있으며, 이러한 시간 지연들은 문제가 될 만큼 큰 값을 갖지 않는다.
도 3b 내지 도 3c는 측정 서버가 송신하는 UDP 패킷의 시간 간격이 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동시간(310)보다 긴 경우, 단말이 응답하는 예를 도시한 도면이다. 여기서, 무선 단말이 초기에 칩 셋의 파워 온 상태를 유지한 경우를 가정하면, 상기 측정 서버로부터 송신된 UDP 패킷에 대해 바로 응답할 수 있다. 그러나, 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간이 만료된 시점에서는, 상기 무선 단말의 칩 셋이 파워 오프 상태이므로, 상기 측정 서버로부터 송신된 UDP 패킷에 대해 응답할 수 없다. 도 3b를 참조하면, 앞서 설명한 지시 정보를 C(325) 시점에 포함된 페이징/비콘 수신 구간에서 획득한 무선 단말은, 상기 무선 단말은 B(320) 시점에서 발생한 AP 또는 기지국의 버퍼에 저장된 패킷의 존재를 인지하고, 활성화 모드로 진입한다. 그리고, 상기 무선 단말은 B(320) 시점에서 발생한 AP 또는 기지국의 버퍼에 저장된 패킷을 수신한다. 이 경우, 상기 측정 서버가 상기 UDP 패킷을 송신한 시점(B, 320)부터 상기 무선 단말이 상기 지시 정보를 수신한 페이징/비콘 수신 구간까지 지연 시간(이하, '추가 지연 시간'이라 칭함, C(325))이 추가적으로 발생한다. 상기 추가 지연시간은 상기 측정 서버가 상기 무선 단말에게 송신하는 UDP 패킷의 시간 간격이 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간보다 짧은 경우에는 발생하지 않는다. 이와 비교하여, 도 3c는 PSM 모드로 동작 중인 무선 단말에게 송신할 패킷이 발생한 시점(B, 330)으로부터 이후 페이징/비콘 수신 구간까지 발생하는 추가 지연 시간(C, 335)가 도4a에 비해 긴 경우의 예를 도시하고 있다. 이러한, 추가 지연 시간은 무선 단말의 웨이크 업 주기보다 큰 값을 가질 수 없으므로, 0과 웨이크업 주기의 범위 내에서 변하게 된다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 측정 서버는, 도 3a의 경우, 송신할 UDP 패킷의 시간 주기를 감소시켜 나가다가, 비활성화 타이머의 구동시간(310)을 추정한 경우를 가정하자. 그러면, 상기 측정 서버는, 웨이크 업 주기를 추정하기 위하여 도 3 b 또는 도 3c와 같이 UDP 패킷의 시간 간격을 상기 비활성화 타이머의 구동 시간보다 긴 임의의 값으로 조정하여 송신한다.
도 3a에서 볼 수 있듯이, 측정 서버가 송신하는 UDP 패킷의 시간 간격이 비활성화 타이머(일 예로, 200 ms)보다 작을 경우, RTT값에 추가 지연 시간이 포함되지 않는다. 반면, 상기 UDP 패킷의 시간 간격이 비활성화 타이머보다 긴 임의의 값으로 설정하여, 해당 UDP 패킷을 무선 단말에게 송신하면 상기 UDP 패킷의 RTT 값은 0과 웨이크 업 주기의 범위 내의 임의의 값으로 변할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 앞서 설명한 바와 같이, 비활성화 타이머의 구동 시간보다 긴 임의의 값에서 설정된 시간 간격에서 미리 설정된 개수의 UDP 패킷들을 송신하고, 이에 대한 RTT 값을 축적하여 평균값을 취한다. 이후, 추가 지연 시간을 포함하지 않는 비활성화 타이머의 구동 시간 내에 포함된 시간 간격에서 송신된 UDP 패킷들에 대한 RTT 평균을 감산한 결과값은, 확률적으로 해당 단말의 웨이크업 주기의 1/2값에 해당한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 결과값에 2배를 취한 값으로 상기 단말의 웨이크업 주기를 추정할 수 있다. 하기 도 5 (b)의 ○들(515)은 측정된 RTT의 이동 평균값을 나타낸다. 일반적인 무선 단말의 웨이크 업 주기는 AP 혹은 기지국이 송신하는 페이징 신호 또는 비콘 신호의 송신 주기의 자연수 배를 가지므로, 이들 집합{기지국의 페이징 신호/비콘의 송신 주기*i, i 는 자연수}을 구성하는 원소들 중에서 상기 결과 값의 2배 값과 가장 근사한 값으로 상기 웨이크 업 주기를 추정할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간을 추정하는 동작 흐름도이다. 여기서, PSM 파라미터의 측정 대상인 무선 단말은 앞서 설명한 도 1의 이동 단말(110) 혹은 무선 단말(115)이 될 수 있다. 그리고, 상기 측정 서버 역시 도 1의 어플리케이션 서버(120) 혹은 프록시 서버(135)가 될 수 있다. 설명의 편의상, 일 예로, 상기 무선 단말은 도 1의 AP(105)를 통해서 상기 측정 서버에게 접속하는 상기 무선 단말(115)임을 가정하자.
도 4a를 참조하면, 400단계에서 측정 서버는 무선 단말로부터 송신된 PSM 파라미터의 측정을 요청하는 트리거링 패킷을 수신한다.
상기 트리거링 패킷을 수신한 측정 서버는 405단계에서 상기 무선 단말(310)에게 일정한 주기마다 송신되는 2개 이상의 일정 개수를 갖는 제1UDP(User Datagram Protocol) 패킷들을 송신하고, 상기 무선 단말로부터 상기 제1UDP 패킷들에 대한 응답을 수신한다. 여기서, UDP 패킷은 재전송 동작을 수반하지 않기 때문에 해당 패킷을 단말이 수신하지 못하는 경우를 대비하여 2개 이상의 일정 개수를 송신한다. 설명의 편의상, 측정 서버가 UDP 패킷을 송신하는 시간 간격은 kms(예를 들어, k=10ms)라 가정하자. 마찬가지로, 410단계에서 상기 측정 서버 상기 제1UDP 패킷의 송신 후, 다음 시간 간격 즉, 2kms에서 2개 이상의 일정 개수를 갖는 제2UDP 패킷들을 상기 무선 단말에게 송신하고, 상기 무선 단말로부터 상기 제2UDP 패킷들에 대한 응답을 수신한다. 그러면, 상기 측정 서버는 상기 제2UDP 패킷들에 대한 송신 시간 및 응답의 수신 시간 차이(RTT: Round Trip Time) 평균 즉, 제1RTT 평균을 계산한다. 여기서, 상기 제1UDP 패킷의 송신은 상기 PSM 파라미터의 측정에 앞서 무선 단말에 대한 응답 상태를 확인하기 위한 것이므로, 비활성화 타이머를 추정하기 위한 RTT 계산에 이용되지 않는다.
그리고 나서, 415단계에서 상기 측정 서버는 상기 무선 단말에게 상기 제2 UDP 패킷의 송신 후 다음 송신 간격인 3kms시점에서 2개 이상의 일정 개수를 갖는 제3UDP 패킷들을 전송하고, 상기 제3UDP 패킷들에 대한 응답을 수신한다. 마찬가지로, 상기 측정 서버는 상기 제3UDP 패킷들에 대한 제2RTT 평균을 계산한다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말에게 송신된 UDP 패킷의 번호에 따른 UDP 패킷 송신에 대한 시간 간격 분포의 일 예를 나타낸 그래프이다. 도 5b는 도 5a에 상응하여 송신된 UDP 패킷들 각각에 대해 측정된 RTT 분포의 일 예를 나타낸 그래프이다. 도 5b를 참조하면, 20개의 UDP 패킷들까지는 측정된 RTT가 거의 동일한 값을 유지하고, 그 이후 송신된 UDP 패킷들에 대해서는 RTT가 매우 상이하게 분포됨을 볼 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 송신되는 UDP 패킷의 시간 간격이 비활성화 타이머보다 작은 시점에서 송신된 UDP 패킷들에 대한 RTT는 추가 지연 시간이 포함되지 않기 때문에, 상대적으로 작은 값을 가지면서 고르게 분포하는 특징을 보인다. 이에 따라 도 5b의 RTT 분포를 통해서 상기 특징을 보여주고 있는, 20개의 UDP 패킷까지 송신한 시간 간격(도 5a의 경우, 200ms에 해당함)을 비활성화 타이머에 근접한 값으로 추정할 수 있다. 그리고, 도 5a를 참조하면, 200ms보다 큰 시간 간격에서 UDP 패킷들을 송신할 경우, 상기 UDP 패킷들에 대한 RTT들이 급격히 변화하는 것을 확인할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에서는, 비활성화 타이머에 대응하는 시점을 기준으로 변화하는 RTT의 특성을 이용하여 비활성화 타이머의 구동 시간을 추정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 420단계에서 상기 측정 서버는 비활성화 타이머의 구동 시간에 근접한 시간 간격을 확인하기 위해서, 일 예로, 상기 제3 UDP 패킷들에 대한 제2RTT 평균이 상기 제2UDP 패킷들에 대한 제1RTT 평균의 n 배(n는 2 이상의 정수) 이상(n*제1RTT 평균≤제2RTT)인지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 제2RTT 평균이 상기 제1RTT 평균의 n배 미만의 값이면, n배 이상의 값을 가질 때까지 410단계 내지 420단계 즉, 주기적으로 UDP 패킷들의 송신 및 응답 수신을 반복하고, 그에 대한 RTT 평균을 계산하여 비교한다.
상기 확인 결과, 상기 제2RTT 평균이 상기 제1RTT 평균의 n배 이상일 경우, 도 5b의 송신한 UDP 패킷의 수가 20개를 초과한 경우와 같이, RTT의 변화가 급격히 일어난 것이므로, 도 5a의 참조 번호 500 및 도 5b의 505에 대응하는 비활성화 타이머의 구동 시간 근처에 해당하는 시점임을 확인할 수 있다. 그리고, 도 5a를 참조하면, 비활성화 타이머의 구동 시간으로 추정된 200ms 이후 시점에서 송신된 약 20개의 UDP 패킷들(20~40번째 UDP 패킷들에 해당함)까지 시간 간격(500)을 살펴보면, 200ms보다 증가한 구간에서는, 이에 대응하는 도 5b의 RTT들이 급격히 변화한 분포를 보이며, 다시 200ms에 근접한 시간 간격에서 UDP 패킷을 송신한 경우의 RTT들(505)은 비활성화 타이머의 구동 시간 내에 포함된 시간 간격에서 보여주는 RTT들(510)과 동일한 형태로 분포됨을 확인할 수 있다. 그러므로, 420단계에서의 상기 확인 결과 상기 제2RTT 평균이 상기 제1RTT 평균의 n배 이상임을 확인하면, 425단계 내지 435단계의 시간 간격 조정 과정을 통해서 보다 정확한 비활성화 타이머의 구동 시간을 추정한다. 즉, 425단계에서 상기 측정 서버는 상기 제1RTT 평균의 n배 이상의 제2RTT 평균의 송신 시점(3kms) 직전의 제1송신 시점(2kms)을 저장한다. 그리고, 상기 제1송신 시점을 상기 시간 간격(kms)에서 뺀 값으로 새로운 시간 간격(k')을 설정한다.
그리고, 430단계에서 상기 측정 서버는 상기 새로운 시간 간격에서 2개 이상의 일정 개수를 갖는 제4UDP 패킷들을 상기 무선 단말에게 송신하고, 상기 무선 단말로부터 이에 대한 응답을 수신한다. 그러면, 상기 측정 서버는 제4UDP 패킷들에 대한 제3RTT 평균을 계산한다. 그리고, 435단계에서 상기 측정 서버는 상기 제3RTT 평균이 상기 제1RTT 평균의 n배 이하인지 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 제1RTT 평균 의 n배 이하가 아니면, 430단계 및 435단계를 반복한다.
상기 확인 결과, 상기 제1RTT 평균 이하인 경우, 440단계에서 상기 측정 서버는 상기 제1RTT 평균의 n배 이하의 값을 갖는 제3RTT 평균의 송신 시점 직전의 제2송신 시점을 저장한 후, 비활성화 타이머의 구동 시간에 대한 추정값의 정확도를 높이기 위해서 410단계 내지 440단계를 미리 결정된 횟수 m(m은 2이상인 정수)만큼 반복한다. 그리고, 445단계에서 상기 측정 서버는 m과정을 반복함에 따라 저장된 제1송신 시점들 및 제2송신 시점들 중 최소값을 비활성화 타이머의 구동 시간으로 추정한다. 이후, 상기 측정 서버는 상기 최소값을 자신의 DB에 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간으로서 등록하고, 상기 무선 단말에게 전송한다. 아니면, 다른 실시 예에 따라, 상기 무선 단말의 PSM 파라미터들과 전력 감소에 대한 모델링 결과가 모드 등록된 후, 다른 정보들과 함께 상기 비활성화 타이머의 구동 시간을 상기 단말에게 전달할 수도 있다.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말의 웨이크 업 주기를 추정하는 동작 흐름도이다. 여기서, 무선 단말의 웨이크 업 주기를 추정하기 위한 동작을 수행하는 구성들은 도 4a의 설명과 동일하게 적용된다. 그리고, 도 4b의 동작은 측정 서버가 무선 단말에 대한 비활성화 타이머의 구동 시간을 획득한 이후의 동작이다.
도 4b를 참조하면, 450단계에서 측정 서버는 DB에 등록되어 있거나 도 4a의 일련의 과정들을 통해서 추정한 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간으로부터 임의로 긴 시간 간격(예를 들어, WiFi의 경우 2초로 설정할 수 있음)까지로 UDP 패킷의 시간 간격을 설정 가능한 범위를 설정한다.
455단계에서 상기 측정 서버는 상기 설정된 범위 내에서 임의의 자연수 값을 선택하고, 상기 선택된 자연수 값에 대응하는 시간을 다음 UDP 패킷의 송신 주기로 설정한다. 이후, 2개 이상의 일정 개수를 갖는 상기 UDP 패킷을 무선 단말에게 송신 후 응답을 수신하여 RTT를 계산한다. 그리고, 460단계에서 상기 측정 서버는 UDP 패킷들의 송신이 미리 설정된 횟수만큼 수행되었는 지 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 횟수만큼 UDP 패킷들의 송신이 수행되지 않은 경우, 상기 측정 단말은 450단계 내지 455단계를 미리 설정된 횟수까지 반복한다.
상기 확인 결과 미리 설정된 횟수만큼 UDP 패킷들의 송신이 완료됨을 확인하면, 465단계에서 상기 측정 서버는, 측정된 RTT값들의 제1RTT 평균을 계산한다. 상기 제1RTT 평균은 비활성화 타이머의 구동 시간보다 길게 설정된 시간 간격을 통해서 송수신된 UDP 패킷들에 대한 것이다. 구체적인 예로, 도 5b에서 표시한 부분(515)에 해당하며, 대략 175ms 정도의 값을 갖을 수 있다.
그리고, 470단계에서 상기 측정 서버는 상기 제1 RTT 평균으로부터 비활성화 타이머의 구동 시간으로 추정된 시간 간격 이내에서 측정된 제2RTT 평균값(도 5b의 경우, 505로 표시되며, 대략 25ms정도의 값을 갖을 수 있다.)을 감산한 값에 2배하여 웨이크업 주기의 후보값을 계산한다. 그리고, 기지국이 송신하는 페이징 신호 또는 비콘의 송신 주기에 대응하는 집합{기지국이 보내는 페이징 신호/비콘의 주기*i, i는 자연수}을 구성하는 자연수들 중에서 상기 후보값이 가장 근사한 값을 웨이크업 주기로 추정한다. 그러고 나서, 475단계에서 상기 측정 서버는 상기 추정한 웨이크업 주기를 상기 무선 단말과 매핑하여 자신의 DB에 저장한 후, 상기 무선 단말에게 전달한다. 앞서 설명한 추정된 비활성화 타이머의 구동 시간과 마찬가지로, 상기 추정된 웨이크업 주기 역시 다른 실시 예에 따라 상기 무선 단말의 PSM 파라미터들과 전력 감소에 대한 모델링 결과가 모드 등록된 후, 다른 정보들과 함께 상기 무선 단말에게 전달할 수도 있다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따라 무선 단말의 소모 전력 패턴을 추정하는 동작 흐름도이다.
도 6a를 참조하면, 600단계에서 무선 단말은 측정 서버로부터 전력 소모량에 대한 모델링을 수행하도록 지시하는 명령을 수신하면, 상기 측정 서버로부터 획득한 자신의 비활성화 타이머의 구동 시간을 이용하여 자신이 소모하는 전력 패턴을 추정하기 위한 동작을 수행한다. 여기서, 상기 비활성화 타이머의 구동 시간은 앞서 설명한 도 4a의 일련의 과정들을 통해서 상기 측정 서버의 DB에 등록되거나 사업자에 의해서 미리 등록된 값일 수도 있다. 일 예로, 상기 비활성화 타이머가 WiFi가 적용되는 경우를 가정하자. 구체적으로, 605단계에서 상기 무선 단말은 미리 설정된 시간 간격(예를 들어, 2 ms) 마다 주기적으로 UDP 패킷을 측정서버에게 전송한다. 그리고 나서, 610단계에서 상기 무선 단말의 애플리케이션 단에서 상기 무선 단말의 배터리 레벨이 1감소하는 시간(이하, '배터리 레벨 1 감소 시간'이라 칭함)을 측정한다. 그리고, 상기 배터리 레벨 1 감소 시간에 대응하는 전력값을 상기 UDP 패킷의 송신 시작 시점으로부터 상기 배터리 레벨 1 감소 시간까지의 시구간에 대응하는 시간으로 나누어 평균 전력값을 계산한다. 그리고, 615단계에서 상기 무선 단말은 상기 비활성화 타이머의 구동 시간을 미리 정해진 횟수로 나누고, 각 횟수에 상응하는 시구간 별로 평균 전력값이 계산되었는 지 확인한다. 상기 확인 결과, 모든 시구간에 대해 평균 전력값이 계산되지 않은 경우, 605단계 내지 610단계를 반복한다. 일 예로, 비활성화 타이머가 200ms이고, 미리 설정된 횟수가 '9' 인 경우를 가정하면, 3,5,8,16,30,50,80,130,200 ms 각각에서 605단계 내지 610단계가 수행된다. 그러고 나서, 상기 확인 결과, 모든 시구간에 대해 평균 전력값이 계산된 경우, 620단계에서 상기 무선 단말은 UDP 패킷을 송신하는 시점에 따라 측정된 평균 전력값들을 일 예로, 도 6b에 도시한 바와 같이 지수(Exponential) 함수로 근사화한다. 그리고 나서, 625단계에서 605단계와 반대로, 상기 측정 서버가 주기적으로 상기 무선 단말에게 UDP패킷들을 송신하고, 상기 무선 단말이 이를 수신함에 상기 무선 단말의 배터리 레벨 1 감소 시간까지의 경과 시간을 측정하고, 605단계에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 평균 전력값을 계산한다. 그리고, 610단계에서와 마찬가지로, 미리 정해진 횟수에 대응하는 시점에 대응하는 시구간마다 측정된 평균 전력값들을 도 6b와 같이 나타내어 지는 지수 함수로 근사화한다. 그리하여, 630단계에서 상기 무선 단말은 상기 지수 함수를 나타내는 파라미터를 찾고, 이를 기반으로 전력 소모량을 예측하여 전력 절약 요구량 또는 추가 지연 시간 요구량을 계산하고, 이를 모델링 결과 파라미터로서 상기 측정 서버로 전송한다. 그러면, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 측정 서버는 상기 모델링 결과 파라미터들을 자신의 DB에 저장한다. 그러면, 상기 측정 서버는 상기 모델링 결과 파라미터들을 이용하여, UDP 패킷이 송신되는 시간 간격에 대응하는 평균 소모 전력량을 도출할 수 있다. 구체적으로, 상기 시간 간격에 대응하는 평균 소모 전력량은 상기 시간 간격에 대응하는 시간과 상기 시간에 대응하는 평균 전력값의 곱으로 계산될 수 있다.
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따라 추정된 무선 단말의 소모 전력 패턴의 결과의 일 예를 도시한 도면이다. 도 6b를 참조하면, 도 6 a에서 설명한 일련의 절차에 따라 추정된 패킷 송신 구간에 따른 평균 전력 소모량을 지수 함수로 근사화한 결과 그래프를 나타내고 있다.
한편, 본 발명은 무선 단말의 애플리케이션 단에서 하위 계층과의 종단(cross layer)간 정보교환 없이, 무선 통신용 칩 셋의 PSM 파라미터들을 획득할 수 있다. 그리고, 상기 획득한 PSM 파라미터들을 이용하여 전력 소모량과 시간 지연 간의 트레이드 오프(trade-off) 관계를 이용하여 측정 서버와 무선 단말간의 무선 통신을 위한 클러스터링 조건을 설정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 소모량과 시간 지연 간의 트레이드 오프 관계를 이용하여 설정하는 클러스터링 주기를 위한 조건의 일 예에 따른 무선 단말의 동작을 도시한 도면이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 무선 단말에게 송신되는 UDP 패킷의 시간 간격이 비활성화 타이머의 구동 시간(Ti)보다 짧게 설정된 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 상기 비활성화 타이머의 구동 시간에 대응하는 시점(700) 내에서 측정 서버로부터 송신된 UDP 패킷들이 지속적으로 수신됨에 따라, 상기 비활성화 타이머가 계속해서 갱신되는 상황을 도시하고 있다. 그리하여, 무선 단말의 무선 통신용 칩 셋은 계속해서 파워 온 상태를 유지하는 웨이크 업 상태를 유지하게 되어, PSM 으로 진입이 불가한 상태가 된다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 측정 서버의 애플리케이션 단에서는 비활성화 타이머의 구동 시간과 웨이크 업 주기를 인지하고 있는 상태이다. 그리고, 상기 애플리케이션이 제공하는 트래픽은 일정 시간 지연을 허용하는 특성을 갖는 경우를 가정하자. 그러면, 상기 측정 서버는, UDP 패킷의 시간 간격을 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 조정함에 따라 상기 무선 단말의 PSM 모드로 진입하는 시간을 증가시켜, 전력의 소모량을 감소시킬 수 있게 된다. 구체적으로, 상기 측정 서버는 일정 시간(Tb, 705, 이하, '클러스터링 주기'라 칭함) 동안 상기 무선 단말에게 송신할 UDP 패킷들을 상기 무선 단말에게 바로 송신하지 않고, 버퍼에 클러스터링한다. 그리고, 상기 일정 시간(Tb, 705)이 경과한 후, 도래하는 상기 무선 단말의 웨이크업 주기에서 상기 측정 서버는 상기 버퍼에 클러스터링된 UDP 패킷들(710)을 상기 무선 단말에게 한번에 전송한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 클러스터링 주기는, 무선 단말이 PSM 모드로 동작함을 보다 정확하게 예측하기 위해서, 상기 무선 단말의 웨이크업 주기(Tw, 715)의 정수배가 되도록 설정한다. 이 경우, 만약, 상기 비활성화 타이머의 구동 시간이 상기 웨이크 업 주기보다 길 경우, 상기 클러스터링 주기는 항상 비활성화 타이머의 구동 시간보다 커지도록 웨이크 업 주기의 정수배(N·Tw, N은 정수)를 갖도록 설정해야 한다.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 클러스터링 주기에 따라 PSM 모드로 진입하는 무선 단말의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 여기서의 무선 단말은 클러스터링 주기의 잘못된 설정으로 인해서, PSM 모드로의 진입이 어려운 경우를 예로 들고 있다.
도 8의 (a)를 참조하면, 웨이크 업 주기(810)가 비활성화 타이머의 구동 시간(805)보다 긴 경우(Tw>Ti)를 도시하고 있다. 도 8의 (a)에서는 클러스터링 주기(800)가 웨이크업 주기보다 작은 값으로 설정되기 때문에, 참조 번호 815에 도시한 바와 같이, 무선 단말이 PSM 모드로 진입하기 어렵거나, PSM 모드로 진입 타이밍을 예측하기 어려워, 칩 셋이 계속해서 파워 온을 유지하는 웨이크 업 상태임을 확인할 수 있다.
도 9는 발명의 실시 예에 따른 클러스터링 주기에 따라 PSM 모드로 진입하는 무선 단말의 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 클러스터링 주기와 웨이크업 주기가 동일(Tb=Tw)하게 설정한 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 비활성화 타이머가 끝나는 시점부터 페이징/비콘 수신 구간까지의 시구간(905) 동안 상기 무선 단말은 PSM 모드로 진입하여, 칩 셋의 전원을 오프할 수 있다. 이에 따라, 추가 지연 시간 및 소모 전력의 감소량을 주기적이고 보다 쉽게 예측 가능하게 동작하도록 할 수 있다.
한편, 평균 추가 지연 시간의 증가를 허용하면서 소모 전력의 감소량을 증가시키고자 할 경우, 클러스터링 주기를 웨이크업 주기의 정수 배로 설정할 수 있다. 도 10은 클러스터링 주기를 웨이크업 주기의 정수 배로 설정한 경우의 일 예를 도시한 도면이다. 도 10의 (a)의 참조번호 1000에 도시한 바와 같이, 클러스터링 주기를 웨이크업 주기의 2배로 설정한 경우(Tb=2Tw)이다. 도 10의 (b)를 참조하면, 무선 단말은 세 번째 페이징/비콘 수신 구간부터 홀수 번째 페이징/비콘 수신 구간 주기(1005a, 1005b)마다 클러스터링된 패킷들을 측정 서버로부터 수신하게 된다. 이에 따라 무선 단말은 홀수 번째 페이징/비콘 수신 구간에 이어지는 '비활성화 타이머의 구동 시간이 끝나는 시점부터 짝수 번째 페이징/비콘 수신 구간'까지와, '짝수 번째 페이징/비콘 수신 구간 이후부터 다음 페이징/비콘 수신 구간'까지 PSM 모드로 진입하여 전력의 소모량을 절약할 수 있게 된다.
한편, 도 9의 (a) 및 (b)에서 도시한 바와 같이 클러스터링 주기와 웨이크업 주기를 일치시킨 경우, 측정 서버에서의 클러스터 전송 시점이 무선 단말의 웨이크 업 주기와 타이밍이 잘 맞지 않은 상황이 발생할 수 있다. 이러한 상황의 일 예를 도시한, 도 11을 참조하면, 첫 번째 클러스터링 주기(1100a)를 통해서 클러스터링된 패킷들이 측정 서버로부터 무선 단말의 페이징/비콘 수신 시간(1105)에서 수신된다. 이후, 두 번재 클러스터링 주기(1100b)를 통해서 클러스터링된 패킷들이, 상기 페이징/비콘 수신(1105) 이후 이어지는 비활성화 타이머의 구동 시간 내에 수신됨에 따라 상기 비활성화 타이머가 갱신된다. 이에 따라 무선 단말은 도 9의 경우와 동일한 조건에 따라 클러스터링 주기를 설정했음에도 불구하고, 도 9의 예에 비해 PSM 모드로 동작하는 구간이 짧아지게 된다. 이러한 경우, 클러스터링된 패킷들을 송신하는 클러스터 전송 타이밍을 보정해야 한다. 측정 서버의 경우, Tb=Tw으로 설정한 상황에서 무선 단말이 도 9와 같이 동작해야 함을 인지하고 있다. 따라서, 상기 측정 서버는 무선 단말로부터 클러스터링된 패킷들의 응답이 수신되는 간격 분포를 확인하고, 확인된 간격 분포에 따라 클러터링된 패킷들의 전송 간격을 조금씩 지연시킨다. 그리고, 지연된 클러터링의 전송 간격에 따라 송신된 클러스터링된 패킷들의 응답이 수신되는 간격 분포를 확인하여 클러스터 전송 타이밍과 무선 단말의 페이징 신호/비콘 수신 수간이 일치하도록 전송 타이밍의 보정을 수행한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말은 클러스터링된 패킷의 수신에 따른 자신의 동작 상태를 상기 측정 서버가 인지하도록 주기적으로 혹은 상기 측정 서버의 요청 시 미리 설정된 시간 동안 수신된, 클러스터링된 패킷들에 대한 보고 메시지를 상기 측정 보고로 전송한다. 구체적으로, 상기 무선 단말은 수신된 해당 패킷이 동일 클러스터 내에 있는지 여부를 미리 설정된 시간 임계값(time threshold, Tth) 값으로 판별할 수 있다. 예를 들어, Tth=10 ms인 경우를 가정하면, 10 ms 간격 이내로 연속하여 들어오는 패킷들은 동일 클러스터에 포함된 것으로 간주한다. 그리고, 10 ms을 초과하는 순간, 해당 클러스터의 수신이 완료된 것으로 판단하고, 상기 무선 단말은 측정 서버에게 상기 클러스터에 대한 보고 메시지를 전송한다. 그러면, 상기 측정 서버는 상기 보고 메시지의 수신 시점을 클러스터의 송수신에 대한 RTT 계산에 사용할 수 있다. 그러면, 상기 측정 서버는 상기 보고 메시지를 통해서 지시 정보를 확인하고, 이를 기반으로, 상기 무선 단말이 해당 클러스터의 수신 타이밍을 확인함에 따라 오동작 여부를 알아내고 타이밍 보정 작업을 수행한다. 다른 실시 예에 따라, 측정 서버와 무선 단말간의 무선 통신이 TCP(Transmission control protocol) 연결일 경우, 무선 단말은 상기 보고 메시지를 ACK로 전송한다. 따라서, 측정 서버는 상기 무선 단말로 수신한 ACK의 수신 간격을 통해서 상기 무선 단말의 클러스터링 수신에 대한 동작 상태를 확인할 수 있다.
도 12는 비활성화 타이머의 구동 시간이 웨이크업 주기보다 긴 경우, 클러스터링 주기를 웨이크업 주기와 동일하게 설정한 경우의 일 예를 도시한 도면이다.
도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 클러스터링 주기(1200)는 웨이크업 주기와 동일하게 설정된다. 이 경우, 각 클러스터링 주기마다 클러스터링된 패킷들은 항상 무선 단말의 비활성화 타이머 내에 도착하게 된다. 따라서 단말은 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이 PSM 모드로 진입하지 못하고 웨이크 업 상태를 유지하게 된다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 클러스터링 주기는 항상 비활성화 타이머의 구동 시간보다 큰 값을 갖도록 설정해야 한다.
도 13은 도 12의 클러스터링 주기를 조정한 경우의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13의 (a)를 참조하면, 비활성화 타이머의 구동 시간보다 웨이크업 주기가 짧기 때문에, 웨이크 업 주기와 동일하게 설정된 도 12의 (a)의 클러스터링 주기(1200)를 웨이크 업 주기의 2배로 조정한다(1300). 이에 따라 조정된 클러스터링 주기(1300)는 비활성화 타이머의 구동 시간보다 길어지게 된다. 그러므로, 클러스터링된 패킷들이 짝수 번째 무선 단말의 페이징 신호/비콘 수신 구간 동안 수신됨에 따라 상기 짝수 번째 무선 다말의 페이징 신호/비콘 수신 구간 이후 이어지는 비활성화 타이머의 구동 시간이 만료되면, 상기 무선 단말은 PSM 모드로 진입하게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말은, 앞서 설명한 바와 같이 획득한 전력 소모 패턴에 따른 모델링 결과를 이용하여 측정 서버로부터 수신되는 패킷의 패턴에 따른 자신의 전력 소모량을 예측할 수 있다. 그리고, 예측된 전력 소모량을 기반으로 전력 절약 요구량 또는 추가 지연 시간 요구량을 계산한다. 그리고, 추가적인 전력의 절약 혹은 추가 지연 시간의 감소가 필요하다고 판단되면, 상기 무선 단말은 추가적으로 요구되는 전력 절약 요구량을 상기 측정 서버에게 전송한다. 그러면, 상기 측정 서버는 상기 추가적으로 요구되는 전력 절약 요구량을 만족시키기 위해서 클러스터링 주기를 증가시키고, 상기 추가적으로 요구되는 추가 지연 시간의 감소를 만족시키기 위해서 상기 클러스터링 주기를 감소시킬 수 있다. 그리고, 재조정된 클러스터링 주기에 상응하게 클러스터링된 패킷들을 무선 단말에게 송신함으로써, 상기 무선 단말이 추가적으로 요구한 전력 소모의 절약량 및 추가 지연 시간의 감소량을 만족시킬 수 있게 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예애 따른 측정 서버의 구성도의 일 예이다.
도 14를 참조하면, 측정 서버(1400)는 제어부(1405)와, 송수신부(1410)와, PSM 파라미터 추정부(1415)와, 클러스터링 주기 설정부(1420) 및 DB(1425)를 포함한다. 도 14의 측정 서버(1400)를 구성하는 각 컴포넌트들은 일 실시 예로서 도시된 것으로, 실시 예에 따라 동일한 구성으로 합쳐지거나 보다 세부적인 동작 별로 서브 유닛(sub-unit)들로 분할될 수 있다.
상기 송수신부(1401)는 무선 단말로부터 PSM 파라미터들의 측정을 요청하는 트리거링 패킷을 수신한다. 그리고, 상기 제어부(1405)의 지시에 따라 미리 설정된 주기에 상응하는 UDP 패킷들을 무선 단말에게 송신하고 이에 대한 응답을 수신할 수 있다. 또한, 상기 송수신부(1401)는 상기 제어부(1405)의 지시에 따라 클러스터링 주기에서 발생하는 UDP 패킷들이 클러스터링된 패킷들을 상기 무선 단말에게 송신할 수 있다.
상기 제어부(1405)는 상기 DB(1425)에 해당 무선 단말의 PSM 파라미터가 등록되었는 지 확인한다. 상기 확인 결과 등록된 PSM 파라미터가 존재하지 않으면, UDP 패킷의 송신 시점과 이에 대한 응답을 이용한 RTT를 계산하고, 이를 기반으로 PSM 파라미터들을 추정하도록 상기 PSM 파라미터 추정부(1415)를 제어한다. 상기 PSM 파라미터들의 추정 동작은 도 4a 내지 도 4b에서 설명한 비활성화 타이머의 구동 시간 및 웨이크업 주기를 추정하는 동작에 상응하므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
그리고, 상기 제어부(1405)는 상기 PSM 파라미터 추정부(1415)에 의해서 추정된 PSM 파라미터들을 해당 단말과 매핑하여 저장한다.
또한, 상기 제어부(1405)는 상기 DB(1425)에 해당 단말의 전력 소모 감소량에 대한 모델링 관련 파라미터들이 등록되었는 지 여부를 확인하고, 등록되지 않은 경우, 상기 송수신부(1410)를 통해서 상기 단말에게 상기 전력 소모 감소량에 대한 모델링을 수행하도록 지시하고, 상기 무선 단말로부터 상기 모델링 결과 관련 파라미터들이 수신됨을 확인하면, 상기 파라미터들을 상기 DB(1425)에 등록한다. 그리고, 상기 제어부(1405)는 상기 무선 단말에 대한 PSM 파라미터들과 상기 모델링 결과 관련 파라미터들이 상기 DB(1425)에 등록됨을 확인하면, 이들을 이용하여 클러스터링 주기를 설정하도록 상기 클러스터링 주기 설정부(1420)를 제어한다. 상기 클러스터링 주기 설정부(1420)는 앞서 설명한 도 7 내지 도 1에서 도시한 전력 소모량과 시간 지연간의 트레이드 오프 관계를 이용하여 클러스터링 주기가 상기 무선 단말의 비활성화 타이머의 구동 시간보다 긴 값을 갖도록 설정한다. 그리고, 상기 제어부(1405)는 무선 단말로부터 추가적으로 요구되는 전력 절약 요구량 또는 추가 지연 시간 요구량을 수신하면, 이에 상응하게 클러스터링 주기를 조정하도록 상기 클러스터링 주기 설정부(1420)를 제어한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말의 구성도의 일 예이다.
도 15를 참조하면, 무선 단말(1500)은 제어부(1505)와, 송수신부(1510) 및 모델링 수행부(1515)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 무선 단말(1500)을 구성하는 각 컴포넌트들은 일 실시 예로서 도시된 것으로, 실시 예에 따라 동일한 구성으로 합쳐지거나 보다 세부적인 동작 별로 서브 유닛)들로 분할될 수 있다.
상기 제어부(1505)는 상기 송수신부(1510)를 통해서 전력 감소를 위한 PSM 파라미터의 측정을 요청하는 트리거링 패킷을 측정 서버에게 전달한다. 그리고, 상기 송수신부(1510)는 상기 측정 서버로부터 UDP 패킷을 수신하면, 상기 UDP 패킷에 대한 응답을 상기 측정 서버로 송신한다. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 클러스터링된 패킷들을 수신한 경우, 이에 대한 보고를 상기 제어부(1505)의 지시에 따라 송신한다.
상기 제어부(1505)는 상기 측정 서버로부터 자신의 비활성화 타이머의 구동 시간 및 웨이크업 주기를 획득하면, 도 6a에서 설명한 일련의 과정에 따라 전력 소모량에 대한 모델링을 수행하도록 상기 모델링 수행부(1515)를 제어한다. 그리고, 상기 모델링 수행부(1515)를 통해서 획득한 모델링 결과 파라미터들을 상기 송수신부(1510)를 통해서 상기 측정 서버에게 전달한다. 그리고, 상기 제어부(1505)는 상기 모델링 결과를 이용하여 측정 서버로부터 수신되는 패킷의 패턴에 따른 자신의 전력 소모량을 예측할 수 있다. 그리고 예측된 전력 소모량을 기반으로 전력 절약 요구량 또는 추가 지연 시간 요구량을 계산한 후, 상기 송수신부(1510)를 통해서 해당 정보들을 상기 무선 단말에게 전송하도록 제어할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (30)

  1. 서버가 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 방법에 있어서,
    상기 무선 단말로부터 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터의 추정을 요청하는 트리거링 패킷을 수신하는 동작;
    상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터를 추정하는 동작;
    상기 추정된 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터를 상기 무선 단말에게 전송하는 동작;
    상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 상기 무선 단말로부터 수신하는 동작, 여기서, 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건은 상기 파라미터를 기반으로 결정됨;
    상기 조건에 상응하게 클러스터링 주기를 설정하는 동작;
    상기 클러스터링 주기를 기반으로 상기 무선 단말과의 무선 통신을 수행하는 동작을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파라미터를 추정하는 동작은,
    미리 설정된 제1 주기마다 상기 무선 단말에게 송신한 제1 패킷들에 대한 응답을 수신하는 동작;
    상기 제1 패킷들의 송수신 시간 값들을 이용하여 상기 무선 단말이 페이징/비콘 수신 구간에서 깨어난 후, 상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소와 관련된 상기 파라미터를 추정하는 동작을 포함하고,
    상기 파라미터는 마지막으로 패킷을 수신한 시점에서 이어지는 추가 패킷의 수신 대기를 위한 타이머의 구동 시간을 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추정된 구동 시간보다 임의의 값만큼 길게 설정된 제2 주기마다 상기 무선 단말에게 제2 패킷들을 송신하는 동작;
    상기 송신에 대한 응답을 수신하는 동작; 및
    상기 제2 패킷들에 대한 송수신 시간 값들을 이용하여 상기 페이징/비콘 수신 구간의 웨이크 업 주기를 추정하는 동작을 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 타이머의 구동 시간 및 상기 웨이크 업 주기와 관련된 정보를 상기 무선 단말에게 송신하는 동작을 더 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클러스터링 주기는,
    상기 구동 시간이 상기 웨이크업 주기보다 클 경우, 상기 구동 시간보다 길게 설정되는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신을 수행하는 동작은,
    상기 클러스터링 주기 내에서 상기 무선 단말에게 송신될 패킷들을 클러스터링하는 동작;
    상기 클러스터링 주기에 상응하는 시점에서 상기 클러스터링된 패킷들을 상기 무선 단말에게 송신하는 동작;
    상기 무선 단말로부터 상기 클러스터링된 패킷들에 대한 수신 결과 보고를 수신하는 동작;
    상기 수신 결과 보고를 이용하여 상기 클러스터링 주기를 조정하는 동작을 포함하는 방법.
  7. 무선 단말이 상기 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 방법에 있어서,
    전력의 감소를 적용하고자 하는 어플리케이션을 지원하는 서버에게 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터들을 추정하도록 지시하는 동작;
    상기 서버로부터 상기 파라미터들을 수신하는 동작;
    상기 파라미터들을 기반으로 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 설정하는 동작; 및
    상기 조건에 상응하는 클러스터링 주기에 따라 상기 서버와의 무선 통신을 수행하는 동작을 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파라미터들은,
    상기 서버로부터 미리 설정된 제1 주기마다 수신되는 제1 패킷들의 송신 시간 및 이에 대한 응답을 상기 서버가 수신한 시간들을 이용하여 추정된 타이머의 구동 시간을 포함하며;
    상기 구동 시간은 상기 무선 단말이 페이징/비콘 수신 구간에서 깨어난 후, 마지막으로 패킷을 수신한 시점에서 이어지는 추가 패킷의 수신 대기를 위한 시간임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파라미터들은,
    상기 구동 시간보다 임의의 값만큼 길게 설정된 제2 주기마다 상기 서버로부터 수신되는 제2 패킷들의 송신 시간 및 이에 대한 응답을 상기 서버가 수신한 시간들을 이용하여 추정된 상기 페이징/비콘 수신 구간의 웨이크업 주기를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조건을 설정하는 동작은,
    상기 무선 단말이 상기 서버에게 송신한 제3 패킷들에 대한 응답을 수신하는 동작;
    상기 제3 패킷들의 송수신 시간 값들을 이용하여 상기 제3 패킷들의 송신 간격 별 평균 전력의 소모량을 계산하는 동작; 및
    상기 계산된 평균 전력의 소모량을 이용하여 상기 조건을 설정하는 동작을 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 클러스터링 주기는,
    상기 구동 시간이 상기 웨이크업 주기보다 클 경우, 상기 구동 시간보다 길게 설정되는 방법.
  12. 무선 단말의 전력 소모를 감소시키는 서버에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 무선 단말로부터 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터의 추정을 요청하는 트리거링 패킷을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터를 추정하고, 상기 추정된 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터를 상기 무선 단말에게 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 상기 무선 단말로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 여기서, 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건은 상기 파라미터를 기반으로 결정됨, 상기 조건에 상응하게 클러스터링 주기를 설정하고, 상기 클러스터링 주기를 기반으로 상기 무선 단말과의 무선 통신을 수행하는 제어부를 포함하는 서버.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 설정된 제1 주기마다 상기 무선 단말에게 송신한 제1 패킷들에 대한 응답을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 제1 패킷들의 송수신 시간 값들을 이용하여 상기 무선 단말이 페이징/비콘 수신 구간에서 깨어난 후, 상기 무선 단말의 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터를 추정하고,
    상기 파라미터는 마지막으로 패킷을 수신한 시점에서 이어지는 추가 패킷의 수신 대기를 위한 타이머의 구동 시간을 포함하는 서버.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 추정된 구동 시간보다 임의의 값만큼 길게 설정된 제2 주기마다 상기 무선 단말에게 제2 패킷들을 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 송신에 대한 응답을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 제2 패킷들에 대한 송수신 시간 값들을 이용하여 상기 페이징/비콘 수신 구간의 웨이크업 주기를 추정하는 서버.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 타이머의 구동 시간 및 상기 웨이크업 주기와 관련된 정보를 상기 무선 단말에게 송신하도록 상기 송수신부를 제어하는 서버.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 클러스터링 주기는,
    상기 구동 시간이 상기 웨이크업 주기 보다 클 경우, 상기 구동 시간보다 길게 설정되는 서버.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 클러스터링 주기 내에서 상기 무선 단말에게 송신될 패킷들을 클러스터링하고, 상기 클러스터링 주기에 상응하는 시점에서 상기 클러스터링된 패킷들을 상기 무선 단말에게 송신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 무선 단말로부터 상기 클러스터링된 패킷들에 대한 수신 결과 보고를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 수신 결과 보고를 이용하여 상기 클러스터링 주기를 조정하는 서버.
  18. 전력 소모를 감소시키기 위해 동작하는 무선 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 무선 단말의 전력의 감소를 적용하고자 하는 어플리케이션을 지원하는 서버에게 상기 전력 소모의 감소와 관련된 파라미터들을 추정하도록 지시하고, 송수신부를 통해서 상기 서버로부터 상기 파라미터들을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 파라미터들을 기반으로 상기 전력 소모를 위한 요구 감소량 및 시간 지연 관련 정보를 포함하는 조건을 설정하고, 상기 조건에 상응하는 클러스터링 주기에 따라 상기 서버와의 무선 통신을 수행하는 제어부를 포함하는 무선 단말.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 파라미터들은,
    상기 서버로부터 미리 설정된 제1 주기마다 수신되는 제1 패킷들의 송신 시간 및 이에 대한 응답을 상기 서버가 수신한 시간들을 이용하여 추정된 타이머의 구동 시간을 포함하며;
    상기 구동 시간은 상기 무선 단말이 페이징/비콘 수신 구간에서 깨어난 후, 마지막을 패킷을 수신한 시점에서 이어지는 추가 패킷의 수신 대기를 위한 활성화 타이머의 구동 시간임을 특징으로 하는 무선 단말.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 파라미터들은,
    상기 구동 시간보다 임의의 값만큼 길게 설정된 제2 주기마다 상기 서버로부터 수신되는 제2 패킷들의 송신 시간 및 이에 대한 응답을 상기 서버가 수신한 시간들을 이용하여 추정된 상기 페이징/비콘 수신 구간의 웨이크업 주기를 포함하는 무선 단말.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 무선 단말이 상기 서버에게 송신한 제3 패킷들에 대한 응답을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 제3 패킷들의 송수신 시간 값들을 이용하여 상기 제3 패킷들의 송신 간격 별 평균 전력의 소모량을 계산하고, 상기 계산된 평균 전력의 소모량을 이용하여 상기 조건을 설정 하는 무선 단말.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 클러스터링 주기는,
    상기 구동 시간이 상기 웨이크업 주기보다 클 경우, 상기 구동 시간보다 길게 설정되는 무선 단말.
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