KR20150128062A - 이동통신 시스템에서 절전 모드 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말의 전력 절전 모드(Power Saving Mode, 이하 PSM) 동작 제어 방법에 있어서, 상기 단말에 PSM을 설정하는 단계, PSM 에서 상기 단말의 연결 요청을 트리거(trigger)하는 단계, 상기 연결 요청이 차단(barred)되었는지 판단하는 단계 및 상기 연결 요청이 차단 되었으면, 상기 PSM 설정을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 절전 모드 제어 방법 및 장치{Method and apparatus to control power saving mode in a mobile communication system}

본 발명은 이동통신 시스템에서 절전 모드 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 자세히, 본 발명은 단말에 절전 모드(Power Saving Mode, PSM)가 적용될 때, 단말 전력 소모를 최소화하고, 접속 계층(Access Stratum, AS) 타이머를 효과적으로 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다. 근래에, 차세대 이동통신 시스템은 사람간 통신 (Human to Human, H2H)을 넘어, 사람과 기계 (Human to Machine, H2M), 기계간 통신 (Machine to Machine, M2M)으로 발전하고 있다. 3GPP 통신 표준에서도 이러한 요구에 부합하기 위해 기계형 통신 (Machine Type Communication)에 대한 규격 작업이 시작되고 있다. 서비스와 그 특징을 정의하는 3GPP SA1 Working Group (WG) 표준에서는 이미 기계형 통신에 대한 서비스 요구사항 (Service Requirements)들을 논의하고 있다.

도 1은 기계형 통신에서의 통신 시나리오를 보이고 있다. 기계형 통신 기기 (105)들은 무선 사업자망(110)과 연결된다. 기계형 통신 기기들은 일반적으로 미터기 또는 자동 자판기 등 다양한 무인 기기들로 정의될 수 있으며, 기존의 무선 단말기들과는 여러 면에서 다른 특징들을 가지고 있다. 또한, 기계형 통신 기기의 종류에 따라서 기계형 통신 장치의 특징은 달라질 수 있다.

이렇게 다양한 특징을 지닌 기계형 통신 기기들은 한 셀(cell) 내에 매우 많이 존재할 수 있다. 기계형 통신 기기들에 대한 정보를 가지고 있는 기계형 통신 서버(115)는 인증뿐 아니라 기계형 통신 기기들로부터 수집된 정보들을 모아, 기계형 통신 사용자(120)에게 전달하는 역할을 수행한다. 기계형 통신 서버는 무선 사업자망(110) 내 또는 밖에 존재할 수 있다. 기계형 통신 사용자는 기계형 통신 기기로부터 전달된 정보를 필요로 하는 최종 사용자이다.

기계형 통신은 기존의 무선 통신과는 다른 특징들을 가지고 있다. 또한 기계형 통신의 사용 목적에 따라 그 특징들은 매우 다양하게 분류된다. 예를 들어, 시간에 관계없이 하루에 몇 번만 통신이 필요한 기계형 통신 기기들은 'Time Tolerant'한 특징을 가지고 있으며, 한 장소에 설치되어, 이동성 없이 특정 정보를 수집하여 전송해주는 기계형 통신 기기들은 'low mobility' 한 특징을 가지고 있다. 따라서 무선 사업자는 이러한 다양한 기계형 통신의 특징 및 기존의 단말기들과 공존을 고려하여, 서비스를 제공하여야 한다.

기계형 통신 기기 중, 동물, 화물차량 등의 트래킹 (Tracking) 관련 기기들은 일반적으로 배터리를 사용하거나, 자체적으로 전력을 생산하여, 전원을 공급받는다. 따라서, 이러한 기계형 통신 기기들은 제한된 전력을 사용해야 하므로, 극도로 작은 전력을 효율적으로 사용하는 것이 바람직하다. 3GPP SA1 WG에서는 여분의 저전력 소비(extra low power consumption) 모드를 정의하였으며, 해당 모드에서 기계형 통신 기기들은 낮은 전력 사용할 수 있도록 설정될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동통신 시스템에서 효율적인 전력 소모 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 더욱 자세히, 본 발명은 단말에 절전 모드(Power Saving Mode, PSM)가 적용될 때, 단말 전력 소모를 최소화하고, 접속 계층(Access Stratum, AS) 타이머를 효과적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말의 전력 절전 모드(Power Saving Mode, 이하 PSM) 동작 제어 방법에 있어서, 상기 단말에 PSM을 설정하는 단계, PSM 에서 상기 단말의 연결 요청을 트리거(trigger)하는 단계, 상기 연결 요청이 차단(barred)되었는지 판단하는 단계 및 상기 연결 요청이 차단 되었으면, 상기 PSM 설정을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 전력 절전 모드(Power Saving Mode, 이하 PSM) 동작 제어를 위한 단말의 장치에 있어서, 적어도 하나의 네트워크 노드와 통신을 수행하는 송수신부 및 상기 단말에 PSM을 설정하고, PSM 에서 상기 단말의 연결 요청을 트리거(trigger)하며, 상기 연결 요청이 차단(barred)되었는지 판단하고, 상기 연결 요청이 차단 되었으면, 상기 PSM 설정을 유지하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 효율적인 전력 소모 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 단말에 절전 모드(Power Saving Mode, PSM)가 적용될 때 단말 전력 소모를 최소화하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 단말에 절전 모드가 적용 될 때, 접속 계층(Access Stratum, AS) 타이머를 효과적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 기계형 통신에서의 통신 시나리오를 설명하는 도면이다.
도 2는 절전 모드(Power Saving Mode)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 기존 PSM 동작 및 본 발명의 실시 예에 따른 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ACB 및 RRC Connection Reject과 관련된 AS 타이머들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 재선택과 관련된 AS 타이머들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 MDT와 관련된 AS 타이머들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 이동성 관리 개체의 구성을 설명하는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 LTE(Long Term Evolution) 기반 이동통신 시스템에서, 절전 모드(Power Saving Mode, 이하 PSM)가 적용될 때, 단말 전력 소모를 최소화하고, 접속 계층(Access stratum, 이하 AS) 타이머를 효과적으로 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. PSM 구간 동안, 단말이 MO (Mobile Originated) 콜(call)을 시도하였으나 거절된다면, 단말은 PSM에서 벗어나, 대기 모드로 전환된다. MO 콜은 UE가 발신하는 콜을 의미한다. 본 발명에서는 단말 전력 소모를 최소화하기 위해, 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 것을 특징으로 한다. 또한, PSM 동안, 일괄적으로 모든 대기 모드 동작을 중지시키기보다는 각종 AS 타이머들을 그 역할에 따라, 그 동작을 달리하여, 시스템을 효과적으로 제어하는 것을 특징으로 한다. 다만 본 발명의 범위를 LTE 기반 이동 통신 시스템에만 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 적용될 수 있는 통신 시스템 또한 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 내용을 상세히 설명하기에 앞서, 대기 모드와 PSM에 대해 설명한다.

LTE 표준 기술에서 대기 모드 (idle mode)는 단말이 파워-온(power-on) 상태이지만, 기지국과 연결되어 통신을 하지 않은 상태를 의미한다. 기지국과 통신을 하고 있지 않지만, 대기 모드 상태의 단말은 하기의 동작을 수행한다.

- PLMN(Public Land Mobile Network) 선택 (PLMN selection)

- 셀 선택 및 재선택 (cell selection and reselection)

- 위치 등록 (location registration)

- 수동 CSG 선택 지원 (support for manual CSG selection)

상기 동작을 수행하기 위해, 단말은 주기적으로 서빙 셀 및 주변 셀들의 신호를 측정해야 한다. 또한, 필요에 따라 셀의 시스템 정보(system information)를 수신하고 디코딩하여, 기지국 정보를 수집해야 한다. 이러한 동작을 위해, 단말은 자신의 전력을 소모해야만 한다.

특수 목적을 가진 단말의 경우, 매우 적극적으로 전력 소모를 절약해야 할 필요성이 있다. 예를 들어, 미터기, 자판기 등 기계형 통신(Machine Type Communication, MTC) 기기들은 일주일 혹은 한 달에 한번 기지국과 통신을 하므로, 이러한 대기 모드 동작을 지속적으로 수행할 필요가 없다. 따라서, 전력 소모를 최소화하기 위해, 불필요한 대기 모드 동작을 억제할 수 있다. 이를 위해, LTE 표준 기술에서는 PSM을 논의 중이다. 절전 모드(PSM)란 소정의 시간 구간 동안, 단말이 통상적인 대기 모드 동작을 전혀 수행하지 않는 것을 의미한다.

도 2는 절전 모드(Power Saving Mode)을 설명하기 위한 도면이다. 네트워크는 PSM을 지원하는 단말(UE, 200) 및 이동성 관리 개체(MME, 215)를 포함한다. 여기서 단말(200)과 MME(215)의 통신은 기지국(base station, eNB)을 통해 이루어질 수 있다. PSM을 지원하는 단말 (200)의 비접속 계층(NAS, Non Access Stratum, 205)은 네트워크의 이동성 관리 개체(MME, Mobility Management Entity, 215)에게 절전 모드(PSM)의 설정을 요청한다 (225 단계). 상기 요청은 단말(200)이 MME(215)에게 ATTACH 혹은 TAU (Tracking Area Update)할 때 이루어질 수 있다.

ATTACH란 단말(200)이 MME(215)에게 자신을 인증 받고 등록하는 절차를 의미한다. MME(215)는 ATTACH 과정을 통해, 단말에게 등록 PLMN(Registered PLMN), 등가 PLMN(equivalent PLMN) 정보를 제공한다. TAU 과정은 단말(200)이 자신의 위치를 네트워크에 알리기 위해 수행한다. LTE 표준 기술에서는 페이징 등의 목적을 위해, 네트워크가 단말의 위치를 TA(Tracking Area) 단위로 파악하고 있다. TA는 단일 혹은 복수 개의 셀의 집합이다. 이동 중인 단말(200)이 다른 TA로 진입하게 되면, 단말(200)은 네트워크에 자신이 새로운 TA에 진입하였음을 알리게 된다. 상기 ATTACH와 TAU 과정을 수행하기 위해서는 MME(215)와 통신을 해야 하므로, 자연히 단말(200)은 대기 모드에서 연결 모드 (220)로 전환되어야 한다.

230 단계에서 MME(215)는 단말(200)의 PSM 요청을 승인하게 되며, 두 종류의 타이머 값을 단말에게 제공하게 된다. 하나는 활성 타이머(240, Active timer), 다른 하나는 주기적 TAU 타이머(245, periodic TAU timer) 이다. 상기 두 타이머들 (240, 245)은 단말(200)이 연결 모드에서 대기 모드로 전환 (235)될 때, 시작한다. 이와 함께, MME(215)도 하나의 타이머(mobile researchable timer)를 동시에 시작한다 (250). Active timer(240)가 만료될 때까지(255), 단말(200)은 상기 언급하였던 대기 모드 동작을 수행한다.

상기 Active timer(240)가 만료되면(255), 단말(200)은 모든 대기 모드 동작 및 AS 타이머들을 중지 (260)하는 PSM (265)로 전환된다. 단말(200)은 상기 periodic TAU timer(245)가 만료되거나 (270), MO 콜이 트리거되면 (275), PSM을 벗어나 다시 대기 모드로 전환되고, 대기 모드 동작을 수행하게 된다 (280). 만약 단말이 다시 PSM를 트리거하기를 원한다면, 단말(200)은 MME(215)에게 PSM을 요청해야 한다 (285).

본 발명의 실시 예에서는 단말 전력 소모를 최소화하기 위해, PSM 동작 중 MO 콜의 거절 후 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 것을 제안한다.

도 3는 기존 PSM 동작 및 본 발명의 실시 예에 따른 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 (a)는 기존의 동작을 설명하고 있다. MME가 단말이 요청한 PSM을 승인하면, 단말은 300 시점에서 PSM을 시작한다. PSM는 315 시점에서 만료되지만, 만약 단말이 MO 콜을 트리거하면, 상기 만료 시점과는 상관없이 단말이 MO 콜을 트리거할 때(305) PSM을 중지하고 대기 모드로 전환된다. 단말은 MO 콜을 트리거하고 ACB (Access Class Barring) 체킹(checking)을 수행한다.

ACB란 기지국이 망이 혼잡하다고 판단될 때, 단말의 엑세스에 대한 차단(barring) 정보를 브로드캐스트(broadcast)하게 된다. 단말은 상기 차단(barring) 정보를 저장하고 있다가, 엑세스가 필요할 때, 상기 단말의 엑세스가 차단(barring) 되는지 여부를 확인하게 된다. 만약 단말의 액세스가 차단(barring)된 것으로 간주되면, 단말은 소정의 시간 동안 다시 엑세스하는 것이 금지된다.

상기 소정의 시간은 타이머에 의해 정해지는데, MO 콜의 경우엔, T303, MO 시그널링의 경우엔, T305, MO CS fallback의 경우엔 T306 타이머가 각각 이용된다. 만약 상기 MO 콜이 ACB에 의해, 허용된다면, 단말은 기지국과 통신을 위한 RRC 연결 설정(RRC connection establishment)을 수행한다. 만약 허용되지 않는다면, barred로 간주하고, T303 타이머가 시작한다. 단말은 T303 타이머가 만료될 때 (310)까지 MO 콜을 다시 트리거할 수 없으며, 대기 모드를 유지하게 된다.

상기 MO 콜, MO 시그널링 및 MO CS fallback은 단말의 연결 요청 메시지로 명명할 수 있다. 한편, 하기에서는 연결 요청 메시지의 일 예로 MO 콜을 중심으로 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다. 하지만 본 발명의 범위를 MO 콜에 한정하여 해석할 것은 아니며, MO 시그널링, MO CS fallback이 적용되는 경우에도 적용될 수 있을 것이다.

일반적으로 T303 타이머는 최대 약 11분까지 설정될 수 있다. 따라서, 11분 동안 단말은 대기 모드를 유지해야만 한다. 단말에게는 상기 대기 모드 동안 대기 모드 동작을 수행해야 하기 때문에 전력을 소모해야 한다. 다시 PSM을 요청하기 위해서는 기지국과 통신이 역시 필요하므로, 이 경우 단말은 상기 T303 타이머가 만료될 때까지 기다려야 한다.

본 발명에서는 PSM 시간 구간 동안 MO 콜이 트리거 되었지만, 단말의 액세스가 차단(barred)된 경우, 단말 전력 소모를 최소화하기 위해, 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 것을 특징으로 한다.

도 3 (b)는 본 발명의 실시 예에서 제안하는 개선 안을 설명하는 도면이다. 도 3(b)를 참조하면, MME가 단말이 요청한 PSM을 승인하면, 단말은 320 시점에서 PSM을 시작한다. PSM는 315 시점에서 만료되지만, 만약 단말이 MO 콜을 트리거하면, 단말은 상기 만료 시점과는 상관없이 단말이 MO 콜을 트리거할 때(325), PSM을 중지하고 ACB 체킹(checking)을 수행한다. 단말은 ACB 체킹을 통해 단말의 엑세스 또는 콜이 허용되는지 여부를 판단할 수 있다.

콜이 허용된다면, 단말은 기지국과의 통신을 위해, RRC 연결 설정(RRC connection establishment)을 수행한다. 콜이 허용되지 않으면, 단말은 T303 타이머를 시작한다. 이 때, 단말은 대기 모드로 전환하는 것이 아니라, T303만을 동작시키면서 PSM을 그대로 유지한다. 즉, T303 동작과 상관없는 일체의 대기 모드 동작을 수행하지 않는다. 또한 상기 T303 타이머가 만료되기 전까지 (330) PSM을 유지하면서도 단말로 하여금 MO 콜을 허용하지 않는다.

즉, T303 타이머가 동작하고 있는 동안, PSM에서의 MO 콜은 금지된다. 이는 PSM 기간 동안, MO콜의 트리거를 허용하고 있는 기존의 기술과의 차이점이다. PSM은 MO 콜이 트리거되지 않는다면, 주기적 TAU 타이머(periodic TAU timer)가 만료되면 종료하게 된다. 상기 T303가 만료되기 전에, 상기 주기적 TAU 타이머(periodic TAU timer)가 만료된다면, 단말은 T303가 만료될 때까지 PSM을 유지하거나 혹은 대기 모드로 전환할 수 있다. 그러나, 여전히, T303가 만료되기 전까지는 MO 콜을 트리거할 수 없다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다음 MO 콜의 재시도 때까지 PSM을 연장시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 400 단계에서 단말은 MME에게 PSM을 요청한다. 405 단계에서 단말은 MME로부터 활성 타이머 값(Active timer value)과 주기적 TAU 타이머 값(periodic TAU timer value)이 제공되는지 여부를 확인한다. 제공되지 않는다면, 단말은 MME가 PSM 요청을 허용하지 않은 것으로 판단하고, PSM 요청과 관련된 동작을 종료한다(410).

MME로부터 활성 타이머 값(Active timer value)과 주기적 TAU 타이머 값(periodic TAU timer value)이 제공된다면 단말은 415 단계로 진행한다. 415 단계에서 단말은 대기 모드로 전환하는지 여부를 확인한다. 단말은 대기 모드로 전환된 것으로 판단하면, 420 단계로 진행한다. 단말이 대기 모드로 전환됨과 동시에, 420 단계에서 단말은 MME로부터 제공받은 활성 타이머(Active timer)와 주기적 TAU 타이머(periodic TAU timer)를 시작한다. 활성 타이머(Active timer)가 만료되기 전까지 단말은 대기 모드를 유지한다. 425 단계에서 단말은 상기 활성 타이머(Active timer)가 만료되는지 여부를 확인한다. 만약 활성 타이머가 만료되었다면, 430 단계로 진행한다. 430 단계에서 단말은 PSM로 전환되며, 모든 대기 모드 동작을 중지한다.

435 단계에서 PSM 시간 구간 동안, 단말은 MO 콜이 트리거 되는지 여부를 확인한다. 만약 MO 콜이 트리거되지 않는다면, 단말은 440 단계로 진행한다. 440 단계에서 단말은 상기 주기적 TAU 타이머(periodic TAU timer)가 만료되었는지 여부를 확인한다. 주기적 TAU 타이머(periodic TAU timer)가 만료되지 않았다면, 435 단계로 이동한다. 만약 주기적 TAU 타이머(periodic TAU timer)가 만료되었다면, 465 단계에서 단말은 다시 대기 모드로 전환되고, 모든 대기 모드 동작을 다시 수행한다.

435 단계에서 MO 콜이 트리거 된다면, 단말은 445 단계에서 미리 기지국으로부터 제공받은 ACB 정보를 이용하여, 상기 MO 콜에 대한 엑세스가 허용되는지 여부를 판단한다. 만약 MO 콜에 대한 액세스가 허용된다면, 460 단계로 진행한다. 460 단계에서 단말은 기지국과의 통신을 위해, RRC 연결 설정(RRC Connection establishment) 과정을 수행한다.

만약 MO 콜에 대한 액세스가 허용되지 않는다면, 445 단계에서 450 단계로 진행한다. 450 단계에서 단말은 T303 타이머를 시작하고, 여전히 PSM을 유지한다. 또한 상기 T303 타이머가 동작하고 있을 때에는 PSM 구간임에도 불구하고, MO 콜이 허용되지 않는다. 단말이 다시 MO 콜을 트리거하기 위해서는 T303 타이머가 만료될 때까지 대기해야 한다. 455 단계에서 T303 타이머가 만료된다면, 단말은 435 단계에서 MO 콜을 다시 시도할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 절전 모드(PSM)에 진입할 때, 일괄적으로 모든 접속 계층(AS) 타이머들을 중지시키기보다는 각종 AS 타이머들을 그 역할에 따라, 그 동작을 달리하여, 시스템을 효과적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

LTE 표준 기술에서는 다양한 AS 타이머들이 존재한다. 각 AS 타이머는 소정의 목적을 가지고 운용된다. ACB관련된 타이머들은 T303, T305, T306 이 있다. 상기 ACB관련, 타이머는 이미 앞서 언급하였다. 각 타이머는 각기 특정 서비스와 연관되며, 해당 서비스가 ACB checking에서 차단(barred)되면, 시작하게 된다. 타이머의 시간은 기지국이 브로드캐스트(broadcast)한 파라미터 정보를 이용하여, 소정의 규칙에 따라 결정된다. RRC 연결 거절(RRC Connection Reject)와 관련된 AS 타이머는 T302 이다. 기지국은 단말의 RRC 연결 요청을 거절할 수 있다. 이 때, 사용되는 RRC 메시지가 RRC 연결 거절(RRC Connection Reject) 이다. 상기 RRC 메시지 내에는 waitTime IE가 포함될 수 있는데, 이 값이 T302 타이머의 시간이 된다. 상기 타이머가 만료되기 전까지 단말은 다시 엑세스(access)를 시도할 수가 없다.

T320과 T325 타이머는 셀 재선택과 관련된다. T320은 기지국이 제공한 주파수 우선 순위를 적용하는 유효 시간을 정하는데 이용된다. 기지국은 RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지를 통해, 셀 재선택 시, 사용할 주파수 우선 순위 정보를 단말에게 제공해줄 수 있다. 상기 우선 순위 정보는 무한 시간 동안 유효한 것은 아니고, 소정의 시간 동안만 단말이 적용한다. 상기 소정의 시간이 T320 이다. 또한, 기지국은 현재 서빙 주파수 혹은 시스템 (RAT)에 대한 우선 순위를 낮게 간주하도록 RRC 연결 거절(RRC Connection Reject) 메시지를 이용하여, 시그널링할 수도 있다. 역시, 무한 시간 동안 상기 지시가 유효한 것은 아니고, T325 타이머가 만료되기 전까지만 유효하다. MDT(Minimization of Drive Test)와 관련된 AS 타이머로는 T330와 48-hour timer가 있다. MDT란 셀 서비스 영역을 최적화하기 위해, 단말이 셀 측정 정보를 수집하여 기록하는 기술이다. 상기 셀 측정 정보를 기록하는 동작은 T330 타이머가 동작하는 동안에만 이루어진다. T330 타이머가 만료되면, 단말은 기지국이 보고하도록 요청하기 전까지 최대 48 시간 동안 삭제하지 않고, 저장하고 있어야 한다. 이를 48-hour timer라고 칭한다.

각 AS 타이머들은 앞서 설명하였듯이, 각기 의도를 가지고 운용되고 있다. 만약 단말이 PSM에 진입했다는 이유로, 일괄적으로 상기 AS 타이머들을 정지시키면, 단말이 본래의 의도와는 다른 동작할 수도 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는

도 5는 본 발명에서는 ACB 및 RRC 연결 거절(RRC Connection Reject)과 관련된 AS 타이머들의 동작을 설명하기 위한 도면이다. T302/303/305/306 타이머들 (505)은 단말로부터 엑세스를 금지하는데 이용된다. 즉, ACB checking에 의해, 차단(barred) 되거나 (500), 혹은 RRC 연결 거절(RRC Connection Reject) 메시지에 의해, 연결 설정(connection establishment)이 거절되면, 단말은 상기 타이머가 만료될 때까지 다시 엑세스를 시도할 수가 없다 (520).

그러나, 단말이 절전 모드(PSM)에 진입하면 (510), 모든 접속 계층(AS) 타이머를 중지시킨다. PSM 구간 동안, 단말이 MO 콜을 트리거하는 것이 허용되므로, 단말은 상기 타이머들이 만료되기 전에라도 다시 엑세스를 시도할 수 있게 된다 (515). 이는 상기 AS 타이머들을 정의했을 때의 의도를 피해가는 것이다. 이는 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명에서는 이와 같은 상황을 피해갈 수 있는 방법을 제안한다. 첫 번째 방법은 단말이 이동성 관리 개체(MME)에게 절전 모드(PSM) 설정을 하기에 앞서, 상기 T302/303/305/306 중 어느 하나라도 동작 중인지 여부를 확인한다. 만약 어느 타이머라도 동작 중이라면, 상기 단말은 절전 모드(PSM) 설정을 요청하는 것을 중지한다. 상기 타이머들이 동작 중에는 단말이 절전 모드(PSM)로 진입하지 않을 것이기 때문에, 타이머가 만료될 때까지 단말은 엑세스를 시도할 수 없다.

상기 타이머들이 동작하는 이유는 애초에 단말이 기지국과 통신이 필요했기 때문이다. 물론 망 혼잡 상황을 억제하기 위한 ACB 등과 같은 방법들로 인해 통신하는데 실패하였지만, 단말은 기지국과 통신이 필요한 상황이다. 따라서, 이러한 단말이 절전 모드(PSM)를 요청하여도, 곧 바로 MO 콜을 다시 요구할 확률이 높을 것이다. 이러한 단말은 절전 모드(PSM) 설정을 요청하는 것은 비효율적이고 시그널링 오버헤드만을 유발시킬 수 있다. 따라서, 절전 모드(PSM) 설정을 억제하는 방법은 효율적인 하나의 방법이 될 수 있다.

두 번째 방법은 상기 타이머들은 단말이 절전 모드(PSM)에 진입하더라도, 타이머 및 타이머 관련 동작을 계속 지속하는 것이다. 단말은 상기 타이머들과 관련 없는 대기 모드 동작은 중지하여, 단말 전력 소모를 절약한다.

마지막 방법은 단말은 실제 상기 접속 계층(AS) 타이머들을 중지시켰지만, 이러한 중지를 단말 비접속 계층(NAS)에 알리지 않거나, 단말 비접속 계층(NAS)에게 상기 타이머가 만료되는 시간까지 서비스 요청 (service request)을 단말 접속 계층(AS)에 전송하지 말라고 알려줄 수 있다. LTE 표준 기술에서 단말 비접속 계층(NAS)은 서비스 요청을 단말 접속 계층(AS)에게 전송한다. 단말 접속 계층(AS)은 ACB 체킹(checking) 후, 상기 요청이 차단(barred)되면, 이를 알리고, 단말 접속 계층(AS)은 서비스 종류, 즉 MO call, MO signalling, MO CS fallback에 따라, 상기 T303/305/306 중 하나를 시작한다. 만약 상기 타이머가 만료되면, 단말 접속 계층(AS)은 타이머가 만료되어 다시 서비스를 요청할 수 있음을 단말 비접속 계층(NAS)에게 알린다. 이 때, 단말 비접속 계층(NAS)은 다시 서비스 요청을 단말 접속 계층(AS)에게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 실제 상기 접속 계층(AS) 타이머가 중지되더라도, 단말 비접속 계층(NAS)에게 이를 알리지 않거나 혹은 단말 비접속 계층(NAS)에게 상기 타이머가 만료될 시점을 알려줘서, 그 시점까지 서비스 요청을 하지 않도록 하는 방법을 제안한다.

도 6는 본 발명에서는 셀 재선택과 관련된 AS 타이머들의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 기지국은 단말과 연결을 종료하기 위해, RRC(Radio Resource Control) 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지를 단말에게 전송한다 (600). 이 때, 상기 RRC 메시지를 통해 단말이 셀 재선택 시, 고려할 주파수 우선 순위 정보를 단말에게 제공해 줄 수 있다. 상기 정보는 유한한 시간 동안만 유효하며, 이를 T320 타이머를 이용하여, 관리한다. LTE 표준 기술에서 T320의 최대값은 3 시간임을 감안할 때, 주파수 우선 순위 정보는 자주 바뀌는 정보라 보기 어렵다. 따라서, PSM을 종료한 단말이나 혹은 MO 콜을 트리거한 단말이 이를 활용한다면, 효율적으로 셀 재선택을 수행할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시 예에서는 단말이 절전 모드(PSM)에 진입할 때, 동작 중인 T320 타이머가 있다면 (605), 이를 중지시키되, 리셋하지 않으며 (615), 단말이 MO콜을 트리거하거나 (620), 절전 모드(PSM)가 종료하면 (630), 중지했던 T320 타이머를 이어서 계속 동작시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 T320 타이머가 만료되기 전에는 기지국으로부터 수신한 RRC 연결 해제(RRC Connection Release)에 포함된 주파수 우선 순위 정보를 삭제하지 않고 활용하는 것을 특징으로 한다. 또한, 기지국은 RRC 연결 해제(RRC Connection Reject) 메시지 (600)를 이용하여, 현재 주파수의 우선 순위를 낮추는 것을 지시할 수도 있다 (deprioritisationTimer).

T325 타이머는 현재 주파수 혹은 시스템에서 망 혼잡 상황 등의 문제가 있어, 일정 시간 동안 단말이 해당 셀을 재선택하지 않게 하기 위해 이용된다. 망 혼잡 상황은 매우 긴 시간 구간을 가질 절전 모드(PSM)가 종료될 때까지 지속될 확률은 매우 낮을 것이다. LTE 표준 기술에 T325 타이머의 최대값은 30분이다. 만약 단말이 PSM에 진입했다고 상기 T325 타이머를 종료한다면, 단말이 PSM 구간 동안 MO 콜을 시도할 때, 혼잡 상황인 해당 주파수 혹은 시스템으로 엑세스를 시도할 수도 있다. 이는 의도하지 않은 동작이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 단말이 절전 모드(PSM)에 진입할 때 (615), T325 타이머가 동작 중이라면 (610), 절전 모드(PSM) 구간과는 상관없이 상기 T325 타이머를 지속하는 것을 특징으로 한다. 또한, T325 타이머가 동작 중에 단말이 MO 콜을 트리거한다면, RRC 연결 거절(RRC Connection Reject) 메시지를 수신했을 때의 서빙 주파수 혹은 시스템에 엑세스를 시도하지 않은 것을 특징으로 한다.

도 7는 본 발명의 실시 예에 따른 MDT와 관련된 AS 타이머들의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 단말은 연결 모드에서 logged MDT에 대한, MDT 설정 정보를 기지국으로부터 제공 받는다 (700). Logged MDT는 단말이 대기 모드에서 셀 측정 정보를 수집하고 저장한 후, 연결 모드 전환 시, 기지국에 이를 보고하는 기술이다. 상기 셀 측정 정보는 사업자가 서비스 망을 최적화하는데 활용된다.

단말이 상기 MDT 설정 정보를 수신하고, 연결 모드에서 대기 모드로 전환하면, 단말은 logged MDT을 수행하며, T330을 시작한다. 단말은 상기 T330 타이머가 만료될 때까지 logged MDT을 수행한다. MDT을 수행 중에 단말이 절전 모드(PSM)를 시작하고, 상기 T330을 지속한다면, 단말은 셀 측정 정보를 수집하지 못한 채, MDT 동작을 끝내야만 할 것이다 (720). PSM에서는 단말은 셀 측정을 수행하지 않을 것이므로, 단말도 저장할 정보가 없게 된다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 단말이 PSM에 진입할 때, T330 타이머가 동작 중으로 logged MDT을 수행 중이라면, logged MDT와 T330 타이머를 중지하되, T330을 리셋하지 않는 것 (715)을 특징으로 한다.

또한, 단말은 상기 logged MDT와 대한 설정 정보도 삭제하지 않고 저장하고 있는다. 상기 단말이 PSM을 종료하면, 단말은 저장된 MDT 설정 정보를 이용하여, 현재 등록 PLMN(RPLMN)이 PLMN MDT list에 속한 PLMN 중 적어도 하나와 일치한다면, logged MDT을 다시 수행한다. 또한, 중지됐던 T330도 다시 동작시킨다 (725). T330이 만료하면, 단말은 더 이상 logged MDT을 수행하지 않는다 (730). 그리고 이때, 단말은 48 시간의 길이를 갖는 48-hour 타이머를 시작한다 (735). 상기 48-hour 타이머가 만료되기 전까지 단말이 저장한 셀 측정 정보와 MDT 설정 정보는 삭제하지 않는다. 상기 48-hour 타이머는 단말이 기지국에 저장한 정보를 보고할 때까지 단말로 하여금 저장한 정보를 지우지 못하게 하는 요구사항이다. 기지국은 상기 시간 내에만 단말에게 보고를 요청하면, 망 최적화에 유용한 정보를 획득할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 단말이 절전 모드(PSM)에 진입할 때, 상기 타이머를 중지시켜도 타이머를 리셋하지 않고 (735), PSM이 종료될 때 다시 동작시킨다 (740). 이로 인해, 기지국은 PSM 설정 여부와 상관없이 48 시간의 보고 시간을 보장 받을 것을 특징으로 한다.

도 8은 본 발명을 적용한 단말의 구성을 설명하는 블록도이다. 도 8을 참조하면,

단말은 상위 계층 (810)과 데이터 등을 송수신하며, 제어 메시지 처리부 (815)를 통해 제어 메시지들을 송수신한다. 그리고 상기 단말은 기지국으로 제어 신호 또는 데이터 송신 시, 제어부 (820)의 제어에 따라 다중화 장치 (805)을 통해 다중화 후 송신기 (800)를 통해 데이터를 전송한다. 반면, 수신 시, 단말은 제어부 (820)의 제어에 따라 수신기 (800)로 물리신호를 수신한 후, 역다중화 장치 (805)으로 수신 신호를 역다중화하고, 각각 메시지 정보에 따라 상위 계층 (810) 혹은 제어메시지 처리부 (815)로 전달한다.

상기에서 단말의 구성을 블록을 나누어 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에서 단말의 구성이 반드시 상기와 같이 나누어져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 적어도 하나의 노드와 통신하는 송수신부 및 상기 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부로 구성될 수도 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 단말에 PSM을 설정하고, PSM 에서 상기 단말의 연결 요청을 트리거(trigger)하며, 상기 연결 요청이 차단(barred)되었는지 판단하고, 상기 연결 요청이 차단 되었으면, 상기 PSM 설정을 유지하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 적어도 상기 연결 요청에 대해 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결 설정을 차단하는 타이머의 만료 시까지 상기 PSM 설정을 유지하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 연결 요청은 상기 단말로부터 발생되는 콜(call), 시그널링(signalling) 또는 CS(circuit switched) fallback 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 PSM 설정을 유지하는 구간 동안, 상기 연결 요청에 대응하는 동작을 금지하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하고, 상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 동작을 중지하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하고, 상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 이후 상기 타이머 및 타이머 관련 동작을 계속 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하고, 상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 시 상기 단말 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS)에서 상기 타이머의 만료 시점까지 서비스 요청을 중지하도록 제어할 수 있다.

상기에서 단말 제어부의 동작에 대하여 설명하였다. 하지만, 본 발명의 실시 예에서 단말 제어부의 동작 및 기능은 도 8의 설명에 한정할 것이 아니라, 도 1 내지 도 7을 통해 설명한 단말의 동작을 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 기지국의 구성을 설명하는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 도 9의 기지국 장치는 송수신부 (905), 제어부(910), 다중화 및 역다중화부 (920), 제어 메시지 처리부 (935), 각 종 상위 계층 처리부 (925, 930), 스케줄러(915)를 포함한다. 송수신부(905)는 순방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송하고 역방향 캐리어로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신한다. 다수의 캐리어가 설정된 경우, 송수신부(905)는 상기 다수의 캐리어로 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다. 다중화 및 역다중화부(920)는 상위 계층 처리부(925, 930)나 제어 메시지 처리부(935)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(905)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(925, 930)나 제어 메시지 처리부(935), 혹은 제어부 (910)로 전달하는 역할을 한다.

상기에서 기지국의 구성을 블록을 나누어 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에서 기지국의 구성이 반드시 상기와 같이 나누어져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 기지국은 적어도 하나의 노드와 통신하는 송수신부 및 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 제어부로 구성될 수도 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기지국의 상기 본 발명의 실시 예에서 상기 단말과 상기 MME 사이에서 신호를 전달할 수 있다. 즉, 기지국은 단말로부터 수신하는 신호를 상기 MME로 전달 할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 MME로부터 수신하는 신호를 상기 단말로 전달할 수 있다.

상기 기지국이 도 1 내지 도 8에 있어서, 단말과 MME를 연결하는 각 동작을 수행할 수 있음은 자명하다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동성 관리 개체(MME, Mobility Management Entity)를 설명하는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 이동성 관리 개체(1000)는 적어도 하나의 네트워크 노드와 통신을 수행하는 송수신부(1010) 및 상기 이동성 관리 개체의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(1030)를 포함할 수 있다. 상기 MME의 제어부(1030)는 상기 단말로부터 절전 모드 요청을 수신하고, 절전 모드를 설정할 수 있다. 또한, 상기 절전 모드와 관련된 타이머 관련 정보를 송신하도록 제어할 수 있다. 상기 제어부(1010)는 상기 단말과 사이에서 상기 도 1 내지 도 7의 동작을 제어할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

1. 이동통신 시스템에서 단말의 전력 절전 모드(Power Saving Mode, 이하 PSM) 동작 제어 방법에 있어서,
   상기 단말에 PSM을 설정하는 단계;
   PSM 에서 상기 단말의 연결 요청을 트리거(trigger)하는 단계;
   상기 연결 요청이 차단(barred)되었는지 판단하는 단계; 및
   상기 연결 요청이 차단 되었으면, 상기 PSM 설정을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 PSM 설정을 유지하는 단계는,
   적어도 상기 연결 요청에 대해 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결 설정을 차단하는 타이머의 만료 시까지 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 연결 요청은,
   상기 단말로부터 발생되는 콜(call), 시그널링(signalling) 또는 CS(circuit switched) fallback 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 PSM 설정을 유지하는 구간 동안, 상기 연결 요청에 대응하는 동작을 금지하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하는 단계; 및
   상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 동작을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하는 단계; 및
   상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 이후 상기 타이머 및 타이머 관련 동작을 계속 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하는 단계; 및
   상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 시 상기 단말 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS)에서 상기 타이머의 만료 시점까지 서비스 요청을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 이동통신 시스템에서 전력 절전 모드(Power Saving Mode, 이하 PSM) 동작 제어를 위한 단말의 장치에 있어서,
   적어도 하나의 네트워크 노드와 통신을 수행하는 송수신부; 및
   상기 단말에 PSM을 설정하고, PSM 에서 상기 단말의 연결 요청을 트리거(trigger)하며, 상기 연결 요청이 차단(barred)되었는지 판단하고, 상기 연결 요청이 차단 되었으면, 상기 PSM 설정을 유지하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
   적어도 상기 연결 요청에 대해 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결 설정을 차단하는 타이머의 만료 시까지 상기 PSM 설정을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 연결 요청은,
    상기 단말로부터 발생되는 콜(call), 시그널링(signalling) 또는 CS(circuit switched) fallback 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 PSM 설정을 유지하는 구간 동안, 상기 연결 요청에 대응하는 동작을 금지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하고, 상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 동작을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하고, 상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 이후 상기 타이머 및 타이머 관련 동작을 계속 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 PSM 설정하는 단계 전, 상기 단말의 접속(access)을 금지하는 타이머가 동작 중인지 판단하고, 상기 타이머가 동작 중이면, 상기 PSM 설정 시 상기 단말 비접속 계층(Non Access Stratum, NAS)에서 상기 타이머의 만료 시점까지 서비스 요청을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.

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