KR20140041305A

KR20140041305A - 사용자 단말에서 데이터 송수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140041305A
Application number: KR1020120120041A
Authority: KR
Inventors: 정상수; 조성연; 김성훈; 임한나; 배범식; 백영교
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-04-04
Also published as: EP2903333B1; EP2903333A1; EP2903333A4; US20150282083A1; WO2014051387A1; CN104782170A; US10863436B2

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 사용자 단말이 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서, 채널 상태가 전송 임계값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 전송하는 절전모드로 진입하고, 전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 채널 상태를 나타내는 지표와 상기 전송 임계값을 비교하여 상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계값보다 클 경우 상기 데이터 패킷의 전송을 시작하고, 상기 데이터 패킷 전송과 동일한 시점에서 시작되는 지속 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷 전송을 진행한다.

Description

사용자 단말에서 데이터 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA IN A USER TERMINAL}

본 발명은 사용자 단말에서 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 사용자 단말의 배터리 소모를 줄이면서 사용자 체감 서비스 품질을 향상시키는 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

스마트 폰의 등장은 사용자에게 보다 다양한 종류의 서비스 제공을 가능하게 하였다. 예컨대 상기 스마트 폰은 사용자에게 음성 통화 서비스뿐만 아니라 데이터 통신 및 다양한 종류의 어플리케이션에 의한 서비스를 제공한다.

통상적으로 휴대 단말에 있어서 중요한 해결 과제 중에 하나가 동작 전력을 공급하는 배터리의 사용 시간을 늘리는 것이다. 한편 배터리의 사용 시간을 늘리는 것은 다양한 서비스를 제공하는 스마트 폰에서 더욱 중요한 해결 과제가 되고 있다. 즉 스마트 폰에서는 한정된 배터리를 효율적으로 사용하여 배터리 사용 시간을 늘리는 방안이 절실히 필요하게 되었다.

특히, 한번 배터리가 부착되면 배터리를 충전하거나 교체하기 힘든 특성을 가지는 센서나 트래킹 등의 기계 타입 통신 서비스를 제공하는 기계 타입 통신 (MTC: Machine Type Communication) 장치는 배터리의 사용 시간을 늘리기 위해 배터리를 효율적으로 사용하기 위한 방안 마련이 보다 절실히 요구된다.

일반적으로 스마트 폰이나 MTC 단말 등과 같이 통신 기능을 갖는 단말은 소모하는 전력의 많은 부분이 통신 모듈에 의해 소모된다. 즉 단말은 대부분의 전력을 데이터 송수신을 위해 소모한다. 이러한 경향은 단말이 셀 경계에 위치할 때 보다 심화된다.

도 1은 통상적인 이동 통신 시스템에서 단말의 위치에 따른 유효전력과 간섭(interference)을 보이고 있다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템은 서빙 셀(100)과 인접 셀(150)로 구성됨을 가정한다. 상기 서빙 셀(100)은 서빙 기지국(110)을 포함하고, 상기 인접 셀(150)은 인접 기지국(160)을 포함한다.

상기 서빙 셀(100)에 위치하는 제1단말(130)은 인접 기지국(160)보다는 서빙 기지국(110)에 가까이 위치한다. 따라서 유효전력(active power)은 증가하고, 인접 기지국(160)에 대한 간섭은 감소한다. 이로 인해 상기 제1단말(130)은 제2단말(140) 대비 높은 유효전력과 적은 간섭 량을 가진다.

이에 반해 상기 서빙 셀(100)에 포함되나 셀 경계에 위치한 제2단말(140)은 서빙 기지국(110)보다는 인접 기지국(160)에 가까이 위치한다. 따라서 유효전력은 감소하고, 인접 기지국(160)에 대한 간섭은 증가한다. 이로 인해 상기 제2단말(140)은 제1단말(130) 대비 낮은 유효전력과 높은 간섭 량을 가진다.

상기 제2단말(140)은 유효전력이 낮기 때문에 서빙 기지국(110)으로 데이터를 전송할 시, 상기 서빙 기지국(110)이 상기 데이터를 수신할 수 있도록 전송 전력을 증가시켜야 한다. 이로 인해 상기 제2단말(140)에서의 소비 전력은 증가한다.

상술한 바와 같이 통상적인 이동 통신 시스템에서 동일한 양의 데이터를 송수신하는 두 개의 단말이 서로 다른 위치에 존재할 시, 셀 경계에서 데이터를 송수신하는 단말이 셀 경계 이외의 지역에 위치하는 단말에 비해 상대적으로 많은 전력을 소비한다.

본 발명은 사용자 단말의 배터리 소모를 감소시키기 위한 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 사용자 단말의 배터리 소모를 줄이면서 사용자가 체감하는 서비스 품질을 향상시키는 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은; 이동 통신 시스템에서 사용자 단말이 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서, 채널 상태가 전송 임계 값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 전송하는 절전모드로 진입하는 과정과, 전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 채널 상태를 나타내는 지표와 상기 전송 임계 값을 비교하여 상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계 값보다 클 경우 상기 데이터 패킷의 전송을 시작하는 과정과, 상기 데이터 패킷 전송과 동일한 시점에서 시작되는 지속 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷 전송을 진행하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 방법은; 이동 통신 시스템에서 이동 관리 엔티티가 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서, 전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 데이터 패킷을 전송할 사용자 단말이 채널 상태가 전송 임계 값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 수신하는 절전모드로 동작하는지 확인하는 과정과, 상기 사용자 단말이 상기 절전모드로 동작할 경우, 상기 데이터 패킷에 대한 서비스의 우선순위를 고려하여 호출 메시지 수신에 즉시 응답이 필요한지 여부를 나타내는 정보가 포함된 상기 호출 메시지를 상기 사용자 단말에게 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 방법은; 이동 통신 시스템에서 기지국이 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서, 전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 데이터 패킷을 전송할 사용자 단말이 채널 상태가 전송 임계 값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 수신하는 절전모드로 동작하는지 확인하는 과정과, 상기 사용자 단말이 상기 절전모드로 동작할 경우, 상기 채널 상태를 나타내는 지표와 상기 전송 임계 값을 비교하여 상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계 값보다 클 경우 상기 데이터 패킷의 전송을 시작하는 과정과, 상기 데이터 패킷 전송과 동일한 시점에서 시작되는 지속 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷 전송을 진행하는 과정을 포함한다.

본 발명은 사용자 단말이 채널 상태를 고려하여 채널 상태가 좋을 경우에만 데이터를 전송하도록 하는 절전모드를 제안하며, 사용자 단말이 절전모드로 동작하여 데이터 송수신시 배터리 소모를 감소시킴으로써 한정된 배터리를 효율적으로 사용하여 배터리 사용 시간을 늘리는 효과가 있다.

도 1은 통상적인 이동 통신 시스템에서 단말의 위치에 따른 유효전력과 간섭을 보이고 있는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예를 적용하기 위한 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 보이고 있는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템의 AS 계층에서 UE가 절전모드에 진입하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템의 NAS 계층에서 UE가 절전모드에 진입하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 절전모드로 동작하는 유휴 상태의 UE를 호출하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 MME가 유휴 상태의 UE에게 호출 메시지를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 RRC 연결 상태의 UE가 상향링크 데이터를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 유휴 상태의 UE가 상향링크 데이터를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 eNB가 RRC 연결 상태의 UE에게 하향링크 데이터를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 UE와 eNB가 각각 데이터 패킷을 전송하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 UE가 eNB에게 사용자 상태를 보고하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 절전모드로 동작하는 UE가 데이터를 전송하는 구간을 보이고 있는 도면,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 S-GW가 DDN 메시지를 전송하는 제어 흐름을 보이고 있는 도면,
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 ISR 기능이 적용된 UE를 위해 MME와 SGSN이 서로의 업데이트 타이머를 동기화하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 ISR 기능이 적용된 UE를 위해 SGs 연결을 해제하는 절차를 보이고 있는 도면,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 일 예를 보이고 있는 도면,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 다른 예를 보이고 있는 도면,
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 또 다른 예를 보이고 있는 도면,
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 또 다른 예를 보이고 있는 도면,
도 20 내지 도 22는 도 17에서 보이고 있는 실시 예에 따른 절차를 세분화하여 독립적인 절차를 설계한 예를 보이고 있는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 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.

후술할 본 발명의 실시 예에서는 일례로 LTE (Long Term Evolution) 이동 통신 시스템에서 사용자 단말의 배터리 소모를 감소시키기 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 대해 설명한다. 하지만 본 발명에서 제안되는 데이터 송수신 장치 및 방법은 상기 LTE 이동 통신 시스템뿐만 아니라 다른 어떠한 이동 통신 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2는 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, LTE 이동 통신 시스템의 무선 접속 네트워크 (RAN: Radio Access Network)는 차세대 기지국 (evolved Node B, 이하 'eNB'라 함)으로 구성되는 E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)(201), 이동 관리 엔티티 Mobile Management Entity, 이하 'MME'라 함)(203), 및 서빙 게이트웨이 (Serving Gateway, 이하 'S-GW'라 함)(205)를 포함한다. 상기 E-UTRAN(201)은 MME(203) 및 S-GW(205)와 S1 인터페이스를 통해 연결된다. 상기 S1 인터페이스는 연결되는 주체에 따라 MME(203)와 연결되는 S1-MME 인터페이스, S-GW(205)와 연결되는 S1-U 인터페이스로 구분할 수 있다.

사용자 단말 (User Equipment, 이하 'UE'라 함)(207)은 E-UTRAN(201), S-GW(205), 및 패킷 데이터 네트워크 (Packet Data Network, 이하 'PDN'이라 함) 게이트웨이 (PDN Gateway, 이하 'P-GW'라 함)(209)를 통해 외부 네트워크에 접속한다. 상기 UE(207)는 상기 E-UTRAN(201)와 LTE-Uu 인터페이스를 통해 연결된다.

어플리케이션 처리부 (Application Function, 이하 'AF'라 함)(211)는 사용자와 어플리케이션에 관한 정보를 교환한다. 정책 및 과금 규칙 처리부 (Policy and Charging Rules Function, 이하 'PCRF'라 함)(213)는 사용자 트래픽에 대한 서비스 품질 (Quality of Service, 이하 'QoS'라 함) 및 과금을 총괄적으로 제어하며, 해당 정책에 따른 정책 및 과금 제어 (PCC: Policy and Charging Control) 규칙을 P-GW(209)에 전달하여 적용한다.

eNB는 무선 접속 네트워크 노드로써 UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network) 시스템의 무선 네트워크 제어기 (RNC: Radio Network Controller)와 GERAN (GSM(Global System for Mobile communications) EDGE Radio Access Network) 시스템의 기지국 제어기 (BSC: Base Station Controller)에 대응된다. 또한 eNB는 UE(207)와 무선채널로 연결되며 기존의 무선 네트워크 제어기 및 기지국 제어기와 유사한 역할을 수행한다. 상기 Enb는 여러 개의 셀을 동시에 점유할 수 있다.

LTE 이동 통신 시스템에서는 인터넷 프로토콜 (Internet Protocol, 이하 'IP'라 함)을 통한 음성 통화 (VoIP: Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널 (shared channel)을 통해 서비스된다. 따라서 UE(207)의 상황 정보를 취합해서 스케줄링 하는 장치가 필요하며, 이를 eNB가 담당한다.

S-GW(205)는 데이터 베어러(bearer)를 제공하는 장치이며, MME(203)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성 또는 제거한다. 상기 MME(203)는 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME(203)는 E-UTRAN(201)에 포함된 다수의 eNB들과 연결될 수 있다.

패킷 교환 지원 노드 (Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node, 이하 'SGSN'이라 함)(215)은 UMTS (Universal mobile telecommunications systems)에서 데이터 전송을 위한 라우팅(routing)을 제공한다. 홈 가입자 서버 (HSS: Home Subscriber Server)(217)는 UE(207)의 현재 위치, 서빙 노드의 주소, 사용자의 보안 관련 정보를 저장 및 관리한다.

LTE 이동 통신 시스템에서 QoS를 적용할 수 있는 단위는 차세대 패킷 시스템 (Evolved Packet System, 이하 'EPS'라 함) 베어러이다. 하나의 EPS 베어러는 동일한 QoS 요구사항을 갖는 IP 플로우들을 전송하는데 사용된다. 상기 EPS 베어러에는 QoS와 관련된 파라미터가 지정될 수 있다. 여기엔 QoS 클래스 식별자 (QCI: QoS Class Identifier)와 할당 및 보유 우선순위 (Allocation and Retention Priority, 이하 'ARP'라 함)가 포함된다.

EPS 베어러는 GPRS 시스템의 패킷 데이터 프로토콜 (PDP: Packet Data Protocol) 컨텍스트에 대응된다. 하나의 EPS 베어러는 PDN 연결에 속하게 되며, PDN 연결은 접속 포인트 이름 (APN: Access Point Name)을 속성으로 가질 수 있다.

후술할 본 발명의 실시 예에서는 채널 상태가 좋을 경우, 일례로 변조 및 코딩 방식 (Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 함) 레벨을 고려하여 상기 MCS 레벨이 미리 설정한 전송 임계 값(threshold)보다 높을 경우에만 UE가 데이터를 전송하여 배터리 소모를 감소시키는 방안을 제안한다.

또한 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 UE가 채널 상태를 고려하여 채널 상태가 좋을 경우에만 데이터를 전송하는 모드를 절전모드(low power mode)라 정의한다. 또한 본 발명의 실시 예에서는 UE가 절전모드로 동작하는 경우라고 하더라도 우선순위가 높은 사용자 데이터에 대해서는 채널 상태가 좋지 않을 때에도 데이터를 전송할 수 있는 방안을 제안한다.

후술할 도 3 및 도 4에서는 본 발명의 실시 예에 따른 UE가 절전모드로 진입하는 절차를 접속 층(AS: Access Stratum, 이하 'AS 계층'라 함)에서 수행되는 경우와 비-접속 층(NAS: Non Access Stratum, 이하 'NAS 계층'라 함)에서 수행되는 경우로 구분하여 설명한다. 일 예로 UE는 하기 기재한 경우들 중 적어도 하나의 경우에 해당될 경우에 한하여 절전모드로 진입할 것을 결정할 수 있다.

1. 단말을 사용하는 사용자가 직접 사용자 인터페이스를 통해 절전모드로 설정하는 경우

2. 사용자가 가입 시 단말이 절전모드로 동작하는 것에 대한 조항이 기입되어 있는 경우

3. 사용자 단말이 절전모드로 동작하도록 출하 시 설정되어 있거나 사업자에 의해 OMA (Open Mobile Alliance)-DM (Device Management)으로 설정되어 있는 경우

4. 사용자 단말의 배터리 잔량이 일정 수준 이하일 경우

5. 현재 사용자 단말의 화면(screen)이 꺼져 있을 경우

6. 사용자 입력이 일정 시간 동안 전혀 없을 경우

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템의 AS 계층에서 UE가 절전모드에 진입하는 절차를 보이고 있다.

도 3을 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(300), eNB(310), MME(320), 및 S-GW(330)을 포함한다.

UE(300)는 절전모드로 진입할 것을 결정 (301단계)하면, 무선자원제어 (Radio Resource Control, 이하 'RRC'라 함) 연결 설정 완료 (connection setup complete) 메시지에 절전모드 지시자, 제1 지속 타이머 (on-duration timer) 값, 및 큐 (queue) 임계 값을 포함시켜 eNB(310)로 전송한다 (303단계).

여기서 상기 절전모드 지시자는 UE(300)가 절전모드로 동작할 것임을 나타내는 식별자이다. 상기 제1 지속 타이머 값은 UE(300)가 절전모드로 동작 시 데이터를 전송하는 구간, 즉 데이터 전송 시작 시점으로부터 종료 시점에 해당되는 구간을 카운트하는 타이머의 설정 값이다. 상기 큐 임계 값은 전송할 데이터가 유실되는 것을 막기 위해 전송되지 않은 데이터 패킷이 저장되는 큐에 설정하는 값이다. 즉 상기 큐 임계 값은 채널 상태가 데이터 전송 임계 값을 만족시키지 못하는 시간이 오래 지속되어 전송할 데이터가 유실되는 것을 막기 위해 설정되는 값이다. 예컨대 UE(300)는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 상기 큐 임계 값을 만족하면, 상기 전송 임계 값을 무시하고 바로 데이터 패킷을 전송하거나 자원 할당에 대한 요청을 전송할 수 있다.

eNB(310)는 수신한 RRC 연결 설정 완료 메시지에 포함된 절전모드 지시자를 통해 UE(300)가 절전모드로의 진입을 결정하였음을 확인한다. 이때 상기 절전모드를 허용하는 경우 상기 절전모드 지시자, 제1 지속 타이머 값, 및 큐 임계 값을 저장한다. 여기서는 UE(300)가 절전모드 지시자를 전송하여 절전모드로의 진입을 eNB(310)에게 요청하는 것을 일 예로 설명하였다.

하지만 상기 UE(300)가 절전모드 지시자를 전송하지 않을 경우, eNB(310)는 MME(420)로부터 전송되는 S1 초기 컨텍스트 설정 요청 (initial context setup request) 메시지를 통해 절전모드 지시자를 수신할 수 있다. 이 경우 eNB(310)는 절전모드를 허용하는 경우 상기 절전모드 지시자, 제1 지속 타이머 값, 및 큐 임계 값을 저장할 수 있다.

이후 eNB(310)는 RRC 연결 재구성 (connection reconfiguration) 메시지에 절전모드 지시자, 제2 지속 타이머 값, 큐 임계 값, 및 전송 임계 값을 포함시켜 UE(300)로 전송한다 (305단계).

여기서 상기 제2 지속 타이머 값은 상기 203단계에서 수신한 제1 지속 타이머 값을 기반으로 eNB(210)가 결정한 값으로, UE(200)가 절전모드로 동작 시 데이터를 전송하는 구간을 카운트하는 타이머의 설정 값이다. 상기 전송 임계 값은 UE(200)가 절전모드로 동작 시, 데이터를 전송하기 위해 채널 상태를 나타내는 지표와 비교하는 값이다.

상기 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 UE(200)는 절전모드로 진입하여 절전모드로 동작한다 (307단계). 즉 UE(200)는 채널 상태를 나타내는 지표, 일 예로 MCS 레벨을 전송 임계 값과 비교하고, 상기 MCS 레벨이 상기 전송 임계 값 이상일 경우에만 제2 지속 타이머의 구동을 시작한다. 그리고 상기 제2 지속 타이머가 만료될 때까지 해당 데이터 패킷을 전송한다.

한편 eNB(310)는 S1 초기 컨텍스트 설정 완료 (initial context setup complete) 메시지에 절전모드 지시자 및 제2 지속 타이머 값을 포함시켜 MME(320)로 전송 (309단계)한다. MME(320)는 베어러 변경 요청 (Modify Bearer Request) 메시지에 수신한 절전모드 지시자 및 제2 지속 타이머 값을 포함시켜 S-GW(330)로 전송한다 (311단계). 즉 eNB(310)는 상기 309단계 및 311단계를 통해 MME(320) 및 S-GW(330) 각각에게 UE(300)가 절전모드로 동작함을 알린다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템의 NAS 계층에서 UE가 절전모드에 진입하는 절차를 보이고 있다.

도 4를 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(400), eNB(410), MME(420), 및 S-GW(430)을 포함한다.

UE(400)는 절전모드로 진입할 것을 결정 (401단계)하면, 초기 NAS 메시지에 절전모드 지시자, 제1 지속 타이머 값, 및 큐 임계 값을 포함시켜 MME(420)로 전송한다 (403단계). 여기서 상기 초기 NAS 메시지는 접속 요청 (Attach request) 메시지, 트랙킹 영역 업데이트 (Tracking Area Update, 이하 'TAU'라 함) 요청 메시지, 및 서비스 요청(Service Request) 메시지 중 어느 하나에 해당한다.

필요할 시에, MME(420)는 가입정보를 확인해 UE(400)가 절전모드로 동작하도록 설정되었는지 확인한다. 만약 상기 절전모드로의 동작을 허용하는 경우, 상기 절전모드 지시자, 제1 지속 타이머 값, 및 큐 임계 값을 저장한다.

이후 MME(420)는 S1 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지 (S1 Initial Context Setup Request)에 절전모드 지시자, 제2 지속 타이머 값, 큐 임계 값, 및 전송 임계 값을 포함시켜 eNB(410)로 전송한다. eNB(410)는 NAS 메시지에 절전모드 지시자, 제2 지속 타이머 값, 큐 임계 값, 및 전송 임계 값을 포함시켜 UE(400)로 전송한다. 여기서 상기 제2 지속 타이머 값은 상기 402단계에서 수신한 제1 지속 타이머 값을 기반으로 MME(420)가 결정한 값이다. 상기 NAS 메시지는 접속 수락(Attach accept) 메시지, TAU 수락 메시지 중 어느 하나에 해당한다.

상기 NAS 메시지를 수신한 UE(400)는 절전모드로 진입하여 절전모드로 동작한다 (409단계). 즉 UE(200)는 채널 상태를 나타내는 지표, 일 예로 MCS 레벨을 전송 임계 값과 비교하여 상기 MCS 레벨이 상기 전송 임계 값 이상일 경우에만 상기 제2 지속 타이머의 구동을 시작한다. 그리고 상기 제2 지속 타이머가 만료될 때까지 해당 데이터 패킷을 전송한다.

한편 eNB(410)는 S1 초기 컨텍스트 설정 완료 메시지에 절전모드 지시자, 제2 지속 타이머 값, 및 큐 임계 값을 포함시켜 MME(420)로 전송한다 (411단계). MME(420)는 베어러 변경 요청 메시지에 수신한 절전모드 지시자, 제2 지속 타이머 값, 및 큐 임계 값을 포함시켜 S-GW(430)로 전송한다 (413단계). 즉 eNB(410)는 상기 411단계 및 413단계를 통해 MME(420) 및 S-GW(430) 각각에게 UE(400)가 절전모드로 동작함을 알린다.

S-GW(430)는 UE(400)가 절전모드로 동작함을 인지한 경우, 하향링크 데이터 통지 (Downlink Data Notification, 이하 'DDN'이라 함) 타이머 값을 보다 길게 설정한다. 상기 DDN 타이머 값은 유휴 상태(idle state)인 UE(400)에 전송할 하향링크 데이터가 발생하여 이를 MME(420)에 알렸을 때 이에 대한 응답을 기다리는 시간을 카운트한다. 그리고 RRC 연결 상태(connected state)의 UE(400)에 대해서는 제2 지속 타이머가 구동 중일 때에만 하향링크 데이터를 eNB(410)에게 전송하도록 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 절전모드로 동작하는 유휴(idle) 상태의 UE를 호출하는 절차를 보이고 있다.

도 5를 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(500), eNB(510), MME(520), 및 S-GW(530)을 포함한다.

S-GW(530)는 절전모드로 동작하며 유휴 상태 (501단계)인 UE(500)에 대한 하향링크 데이터 패킷이 수신(503단계)되면, 상기 UE(500)에게 전송할 하향링크 데이터 패킷이 발생하였음을 알리는 DDN 메시지를 MME(520)에게 전송한다 (505단계).

MME(520)는 DDN 메시지에 포함된 정보, 일례로 EPS 베어러 식별자 (Identifier, 이하 'ID'라 함) 또는 ARP를 통해 데이터 패킷에 대한 서비스 우선 순위를 판단한다. 만약 UE(500)가 즉시 응답을 해야만 하는 긴급한 서비스라면, 호출 메시지에 즉시 응답이 필요함을 알리는 정보를 포함시켜 전송한다. 하지만 즉시 응답하지 않아도 되는 서비스라면, 호출 메시지에 즉시 응답이 필요하지 않음을 알리는 정보를 포함시켜 전송한다 (505단계). 상기 즉시 응답이 필요함을 알리는 정보의 일 예로는 즉시 응답 플래그 (immediate response flag) 정보가 있다. 그리고 즉시 응답이 필요하지 않음을 알리는 정보의 일례로는 지연 응답 플래그 (delayed response flag) 정보가 있다. 또한 MME(520)는 호출 메시지에 HPLMN (Home Public Land Mobile Network) 정보 또는 단말이 현재 등록된 등록 PLMN 정보 또는 TAI (Tracking Area Identity) 정보를 포함시켜 전송한다. 상기 HPLMN 정보의 일 예로는 HPLMN ID 또는 단말의 IMSI (International Mobile Subscriber Identity)가 될 수 있다. 상기 등록 PLMN 정보의 일 예는 등록 PLMN ID가 있고, 상기 TAI 정보의 일 예는 TAI 리스트가 있다.

또한 MME(520)는 DDN 메시지에 대한 응답으로 절전모드 지시자가 포함된 DDN 확인(Acknowledgement) 메시지를 S-GW(530)로 전송한다 (507단계). 상기 절전모드 지시자를 수신한 S-GW(530)는 UE(500)가 절전모드로 동작함을 확인하고, 데이터 패킷 전송을 위한 베어러 설정을 대기하는 시간을 보다 길게 설정한다 (509단계).

eNB(510)는 MME(520)로부터 수신한 호출 메시지를 UE(500)로 전송한다 (511단계). 이때 eNB(510)는 MME(520)로부터 수신한 호출 메시지에 HPLMN 정보가 포함된 경우, 상기 HPLMN 정보를 호출 메시지 전송에 대한 우선순위를 결정할 때 사용한다.

예를 들면, 특정 HPLMN을 갖는 사용자에 대한 호출은 전송 우선순위를 낮추거나 높이는 것이다. 또한 eNB(510)는 MME(520)로부터 수신한 호출 메시지에 등록 PLMN ID 또는 TAI 정보가 포함된 경우, 상기 등록 PLMN ID 또는 TAI 정보를 호출 메시지 전송에 대한 우선순위를 결정할 때 사용한다. 예를 들면, 현재 사용자 단말이 등록된 PLMN이 특정 PLMN이면 호출의 전송 우선순위를 낮추거나 높이는 것이다.

이후 UE(500)는 상기 수신한 호출 메시지에 포함된 플래그 정보인 즉시 응답 플래그 정보 또는 지연 응답 플래그 정보에 따라 호출 응답 메시지 (Service Request 메시지 또는 Extended Service Request 메시지)를 MME(520)에게 전송한다 (513단계). 즉 UE(500)는 즉시 응답 플래그 정보가 포함된 호출 메시지를 수신하면, 즉시 호출 응답 메시지를 전송한다. 하지만 상기 UE(500)는 지연 응답 플래그 정보가 포함된 호출 메시지를 수신하면, 전송 조건이 만족될 시 호출 응답 메시지를 전송한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 MME가 유휴 상태의 UE에게 호출 메시지를 전송하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 6을 참조하면, MME는 601단계에서 S-GW로부터 DDN 메시지를 수신하거나 이동 스위칭 센터 (MSC: Mobile Switching Center)로부터 SGs 호출 요청 메시지를 수신한다. 상기 DDN 메시지를 수신하거나 SGs 호출 요청 메시지를 수신하면, 상기 MME는 603단계에서 해당 UE가 절전모드로 동작하는지 여부를 확인한다. 여기서 상기 SGs 호출 요청 메시지는 상기 MME와 상기 MSC 사이에 연결된 SGs 인터페이스를 통해 전송되는 호출 요청 메시지이다.

상기 MME는 UE가 절전모드로 동작하지 않는다고 판단하면, 605단계에서 UE에게 일반적인 호출 메시지를 전송한다.

상기 MME는 UE가 절전모드로 동작한다고 판단하면, 607단계에서 우선순위가 높은 서비스를 위한 호출이 요구되는지 여부를 확인한다. 일 예로 SGs 호출 요청 메시지가 음성 통화 서비스를 위한 호출 메시지인 경우 또는 DDN 메시지에 포함된 EPS 베어러 ID가 지시하는 EPS 베어러가 미리 설정된 특별한 경우에 해당할 시에 우선순위가 높은 서비스를 위한 호출이라 판단할 수 있다. 여기서 상기 특별한 경우는 상기 EPS 베어러가 QCI 1번 또는 QCI 5번을 갖는 베어러이거나 상기 EPS 베어러가 속한 PDN 연결의 APN이 IMS (IP Multimedia Subsystem) APN인 경우이다. 한편 상기 QCI 1번을 갖는 베어러는 VoLTE (Voice over LTE)서비스를 제공하는 베어러이고, 상기 QCI 5번을 갖는 베어러는 긴급 ARP를 갖는 베어러이다.

상기 MME는 우선순위가 높은 서비스를 위한 호출이 요구될 경우, 609단계에서 호출 메시지에 즉시 응답이 필요함을 알리는 정보, 즉 즉시 응답 플래그 정보를 포함하는 호출 메시지를 eNB에게 전송한다.

상기 MME는 우선순위가 높은 서비스를 위한 호출이 요구되는 경우가 아닐 시, 611단계에서 호출 메시지에 즉시 응답이 필요하지 않음을 알리는 정보, 즉 지연 응답 플래그 정보를 포함하는 호출 메시지를 eNB에게 전송한다.

도시하지는 않았으나, 상기 MME는 수신부, 제어부, 및 송신부를 포함한다. 상기 수신부는 601단계를 수행하고, 상기 제어부는 603단계 및 607단계를 수행하며, 상기 송신부는 605단계, 609단계 및 611단계를 수행한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 RRC 연결 상태의 UE가 상향링크 데이터를 전송하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 7을 참조하면, UE는 전송할 데이터 패킷이 발생 (701단계)하면, 703단계에서 자신의 동작모드를 확인한다. 즉 UE는 자신이 현재 절전모드로 동작 중인지 여부를 확인한다.

상기 UE는 현재 절전모드로 동작하지 않을 경우, 705단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 상기 705단계에서의 데이터 패킷 전송 과정은 UE가 eNB에게 버퍼 상태 보고 (BSR: Buffer Status Report) 메시지 또는 스케줄링 요청 (SR: Scheduling Request) 메시지를 전송하여 상향링크 자원 할당을 요청하고, 할당된 상향링크 자원을 이용하여 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함한다.

상기 UE는 현재 절전모드로 동작 중일 경우, 707단계에서 절전모드에서 데이터 전송을 지속하는 구간을 카운트하는 지속 타이머가 구동 중인지 여부를 확인한다. 현재 지속 타이머가 구동 중일 경우, 상기 UE는 705단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 그러나 현재 지속 타이머가 구동 중이 아닐 경우, 상기 UE는 709단계에서 채널 상태를 나타내는 지표, 일 예로 MCS 레벨이 절전모드에서 데이터 전송을 위한 전송 임계 값보다 큰지 확인한다.

상기 UE는 MCS 레벨이 전송 임계 값보다 크면, 711단계에서 지속 타이머 구동을 시작한다. 그리고 상기 UE는 705단계에서 첫 번째 데이터 패킷에 지속 타이머 지시자를 삽입하여 전송한다.

상기 UE는 MCS 레벨이 전송 임계 값보다 작거나 같으면, 713단계에서 전송할 데이터 패킷에 대한 서비스 우선순위를 판단한다. 즉 상기 UE는 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지는지 여부를 확인한다. 이때 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지는 경우, 상기 UE는 705단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 즉 RRC 연결 상태의 UE는 전송할 데이터 패킷이 NAS 메시지 전송을 위한 시그널링 무선 베어러 (SRB: Signaling Radio Bearer)로 전송되거나, 상기 데이터 패킷이 속한 EPS 베어러가 QCI 1번 또는 QCI 5번을 갖는 베어러, 즉 VoLTE (Voice over LTE)서비스를 제공하는 베어러이거나, 상기 데이터 패킷이 속한 EPS 베어러가 긴급 ARP를 갖는 베어러인 경우, 705단계에서 데이터 패킷을 전송한다.

그러나 상기 UE는 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지지 않을 경우, 715단계에서 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 큰지 확인한다. 상기 확인 결과 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 크면, 상기 UE는 데이터 패킷의 유실을 막기 위해 705단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 하지만 상기 확인 결과 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 작거나 같으면, 상기 UE는 717단계에서 데이터 패킷의 전송을 지연시킨다.

여기서는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값을 초과하면, 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송함으로써, 데이터 패킷의 유실을 막는 방법을 일 예로 설명하였다. 그러나 상기 데이터 패킷의 유실을 막기 위한 다른 방법으로 큐에 저장된 데이터 패킷의 대기 시간이 일정 시간을 초과할 때 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송하도록 설정될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 유휴 상태의 UE가 상향링크 데이터를 전송하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 8을 참조하면, UE는 801단계에서 전송할 데이터 패킷이 발생하면, 803단계에서 채널 상태를 나타내는 지표, 일 예로 MCS 레벨이 절전모드에서 데이터 전송을 위한 전송 임계 값보다 큰지 확인한다.

상기 MCS 레벨이 전송 임계 값보다 크면, 상기 UE는 805단계에서 절전모드에서 데이터 전송을 지속하는 구간을 카운트하는 지속 타이머의 구동을 시작한다. 그 후 상기 UE는 807단계에서 RRC 연결을 생성하고, 첫 번째 데이터 패킷에 지속 타이머 지시자를 삽입한 데이터 패킷을 상기 생성한 RRC 연결을 통해 전송한다. 상기 데이터 패킷 전송 과정은 UE가 eNB에게 버퍼 상태 보고 메시지 또는 서비스 요청 메시지를 전송하여 상향링크 자원 할당을 요청하고, 할당된 상향링크 자원을 이용하여 데이터 패킷 또는 NAS 메시지를 전송하는 과정을 포함한다.

상기 MCS 레벨이 전송 임계 값보다 작거나 같으면, 상기 UE는 809단계에서 전송할 데이터 패킷에 대한 서비스 우선순위를 판단한다. 즉 UE는 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지는지 여부를 확인하고, 높은 우선순위를 가지는 경우 807단계에서 RRC 연결을 생성하여 데이터 패킷을 전송한다. 즉 유휴 상태의 UE는 RRC 연결 이유(cause)가 시그널링 (즉, NAS 메시지 전송)이거나 긴급이거나 발신 회선 교환 폴백 (Circuit Switched Fall Back, 이하 'CSFB'라 함)이거나 발신 VoIMS (Voice over IMS)인 경우 807단계에서 RRC 연결을 생성하여 데이터 패킷을 전송한다.

그러나 상기 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지지 않을 경우, 상기 UE는 811단계에서 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 큰지 확인한다. 상기 UE는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 크면, 데이터 패킷의 유실을 막기 위해 807단계에서 RRC 연결을 생성하여 데이터 패킷을 전송한다.

상기 UE는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 작거나 같으면, 813단계에서 즉시 응답이 필요한 호출 메시지가 수신되는지 여부를 확인한다. 일 예로 상기 즉시 응답이 필요한 호출 메시지는 즉시 응답 플래그 정보가 포함된 호출 메시지가 될 수 있다.

상기 UE는 즉시 응답이 필요한 호출 메시지가 수신되었으면, 807단계에서 RRC 연결을 생성하여 데이터 패킷 (Service Request 메시지)을 전송한다. 하지만 즉시 응답이 필요한 호출 메시지가 수신되지 않았으면, 상기 UE는 815단계에서 데이터 패킷 전송을 지연시킨다.

여기서는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값을 초과하면, 상기 UE가 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송함으로써, 데이터 패킷의 유실을 막는 방법을 일 예로 설명하였다. 그러나 상기 데이터 패킷의 유실을 막기 위한 다른 방법으로, 큐에 저장된 데이터 패킷의 대기 시간이 일정 시간을 초과할 때, 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송하도록 설정할 수도 있다.

도시하지는 않았으나, UE는 수신부, 제어부 및 송신부를 포함한다. 상기 수신부는 eNB로부터 전송되는 하향링크 데이터 패킷을 수신한다. 상기 제어부는 701단계, 703단계, 707단계 내지 717단계, 801단계 내지 805단계 및 809단계 내지 815단계를 수행한다. 상기 송신부는 705단계 및 807단계를 수행한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 eNB가 RRC 연결 상태의 UE에게 하향링크 데이터를 전송하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 9를 참조하면, eNB는 전송할 데이터 패킷이 발생 (901단계)하면, 903단계에서 해당 UE, 즉 상기 데이터 패킷을 전송할 UE의 동작모드를 확인한다.

상기 해당 UE가 현재 절전모드로 동작하지 않을 경우, 상기 eNB는 905단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 상기 905단계에서의 데이터 패킷 전송 과정은 eNB가 UE에게 자원 할당 승인(grant) 메시지를 전송하여 하향링크 자원을 할당하고, 데이터 패킷을 전송하는 과정을 포함한다.

상기 해당 UE가 현재 절전모드로 동작 중일 경우, 상기 eNB는 907단계에서 절전모드에서 데이터 전송을 지속하는 구간을 카운트하는 지속 타이머가 구동 중인지 여부를 확인한다. 만약 지속 타이머가 구동 중일 경우, 상기 eNB는 905단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 그러나 지속 타이머가 구동 중이 아닐 경우, 상기 eNB는 909단계에서 채널 상태를 나타내는 지표, 일 예로 MCS 레벨이 절전모드에서 데이터 전송을 위한 전송 임계 값보다 큰지 확인한다.

상기 eNB는 MCS 레벨이 전송 임계 값보다 크면, 911단계에서 지속 타이머 구동을 시작한다. 그리고 상기 eNB는 첫 번째 데이터 패킷에 지속 타이머 지시자를 삽입하고, 지속 타이머 값과 상기 지속 타이머 구동이 시작되었음을 나타내는 정보를 S-GW에게 전송한다. 이후 상기 eNB는 905단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 여기서 상기 지속 타이머 값과 상기 지속 타이머 구동이 시작되었음을 나타내는 정보를 S-GW에게 전송하는 이유는, UE가 절전모드로 동작 중일 때에는 상기 S-GW가 가급적 지속 타이머가 구동 중일 경우에만 데이터 패킷을 기지국에 전송하도록 하기 위함이다. 이는 기지국의 전송 큐가 부족한 현상이 발생하거나 핸드오버 발생시 기지국 간의 불필요한 패킷 전달을 막기 위함이다.

상기 eNB는 MCS 레벨이 전송 임계 값보다 작거나 같으면, 913단계에서 전송할 데이터 패킷에 대한 서비스 우선순위를 판단한다. 즉 상기 eNB는 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지는지 여부를 확인한다. 상기 eNB는 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지는 경우, 905단계에서 데이터 패킷을 전송한다.

예컨대 상기 eNB는 전송할 데이터 패킷이 시그널링 무선 베어러로 전송되거나, 데이터 패킷이 속한 EPS 베어러가 QCI 1번 또는 QCI 5번을 갖는 베어러, 즉 VoLTE 서비스를 제공하는 베어러이거나, 데이터 패킷이 속한 EPS 베어러가 긴급 ARP를 갖는 베어러인 경우에 905단계에서 데이터 패킷을 전송한다.

하지만 전송할 데이터에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지지 않을 경우, 상기 eNB는 915단계에서 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 큰지 확인한다. 상기 eNB는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 크면, 데이터 패킷의 유실을 막기 위해 905단계에서 데이터 패킷을 전송한다. 그렇지 않고 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값보다 작거나 같으면, 상기 eNB는 917단계에서 데이터 패킷의 전송을 지연시킨다.

여기서는 큐에 저장된 데이터 패킷의 개수가 큐 임계 값을 초과하면, 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송함으로써, 데이터 패킷의 유실을 막는 방법을 일 예로 설명하였다. 그러나 상기 데이터 패킷의 유실을 막기 위한 다른 방법으로 큐에 저장된 데이터 패킷의 대기 시간이 일정 시간을 초과할 때, 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송하도록 설정할 수 있다.

도시하지는 않았으나, eNB는 수신부, 제어부 및 송신부를 포함한다. 상기 수신부는 UE로부터 전송되는 상향링크 데이터 패킷을 수신한다. 상기 제어부는 901단계, 903단계 및 907단계 내지 917단계를 수행한다. 상기 송신부는 905단계를 수행한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 UE와 eNB가 각각 데이터 패킷을 전송하는 절차를 보이고 있다.

도 10을 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(1000) 및 eNB(1010)을 포함한다.

UE(1000)는 절전모드로 동작함을 나타내는 절전모드 지시자를 eNB(1010)에게 전송한다 (1001단계). 상기 eNB(1010)는 절전모드를 허용하는 경우, 논리 채널 (Logical Channel, 이하 'LCH'라 함) 그룹 정보와 전송 임계 값을 포함하는 절전모드 구성정보 메시지를 UE(1000)에게 전송한다 (1005단계). 여기서 LCH 그룹 정보는 절전모드가 적용될 LCH들을 포함하는 정보이다. 상기 전송 임계 값은 절전모드에서 데이터 전송을 위해 채널 상태를 나타내는 지표와 비교되는 임계 값이다. 상기 LCH 그룹 정보 및 전송 임계 값은 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수도 있다.

여기서는 eNB(1010)이 UE(1000)로부터 절전모드 지시자를 수신하는 것을 일 예로 설명하였다. 하지만 상기 절전모드 지시자는 경우에 따라 MME로부터 수신(1003)될 수도 있다. 이 경우 상기 eNB(1010)는 MME로부터 S1 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 통해 절전모드 지시자를 수신한다. 상기 eNB(1010)는 상기 절전모드를 허용하는 경우 LCH 그룹 정보와 전송 임계 값을 포함하는 절전모드 구성정보 메시지를 UE(1000)에게 전송한다 (1005단계).

이후 상기 UE(1000)는 절전모드 구성 정보, 즉 LCH 그룹 정보와 전송 임계 값을 저장한다 (1007단계). 그리고 상기 UE(1000)는 상기 eNB(1010)에게 전송할 상향링크 데이터 패킷이 발생 (1021단계)될 시, 상기 절전모드 구성 정보를 고려하여 상기 상향링크 데이터 패킷을 전송한다 (1025단계).

즉 절전모드로 동작하는 UE(1000)는 상향링크 데이터 패킷이 발생(1021단계)하면, 기 저장된 LCH 그룹 정보를 고려하여 상향링크 데이터 패킷이 LCH 그룹에 속한 LCH에서 발생한 패킷인지 여부를 확인한다 (1023단계). 이때 상기 상향링크 데이터 패킷이 LCH 그룹에 속한 LCH에서 발생된 패킷일 경우, 상기 UE(1000)는 발생된 데이터 패킷을 즉시 eNB(1010)에게 전송한다 (1025단계).

그러나 상향링크 데이터 패킷이 LCH 그룹에 속한 LCH에서 발생된 패킷이 아닐 경우, 상기 UE(1000)는 기 저장된 전송 임계 값을 고려하여 채널 상태를 나타내는 지표가 전송 임계 값보다 클 경우의 조건을 만족하는지 확인한다. 그리고 상기 채널 상태 지표가 전송 임계 값보다 클 경우의 조건을 만족할 경우에만 발생된 데이터 패킷을 eNB(1010)에게 전송한다 (1027단계).

여기서는 1021단계 내지 1027단계를 통해 절전모드로 동작하는 UE(1000)의 상향링크 데이터 패킷 전송 절차(1020)를 설명하였다. 이하에서는 1031단계 내지 1037단계를 통해 UE(1000)의 절전모드 동작을 허용한 eNB(1010)의 하향링크 데이터 패킷 전송 절차(1030)를 설명하도록 한다.

상기 eNB(1010)는 절전모드로 동작하는 UE(1000)에게 전송할 하향링크 데이터 패킷이 발생 (1031단계)하면, 이미 알고 있는 LCH 그룹 정보를 고려하여 하향링크 데이터 패킷이 LCH 그룹에 속한 LCH에서 발생된 패킷인지 여부를 확인 한다(1033단계). 이때 상기 하향링크 데이터 패킷이 LCH 그룹에 속한 LCH에서 발생된 패킷일 경우, 상기 eNB(1010)는 발생된 데이터 패킷을 즉시 UE(1000)에게 전송한다 (1035단계).

그러나 하향링크 데이터 패킷이 LCH 그룹에 속한 LCH에서 발생된 패킷이 아닐 경우, 상기 eNB(1010)는 이미 알고 있는 전송 임계 값을 고려하여 채널 상태를 나타내는 지표가 전송 임계 값보다 클 경우의 조건을 만족하는지 확인한다. 상기 eNB(1010)는 상기 채널 상태 지표가 전송 임계 값보다 클 경우에만, 발생된 데이터 패킷을 UE(1000)에게 전송한다 (1037단계).

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 UE가 eNB에게 사용자 상태를 보고하는 절차를 보이고 있다.

도 11을 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(1100) 및 eNB(1110)을 포함한다.

UE(1100)는 절전모드로 동작함을 나타내는 절전모드 지시자를 eNB(1110)에게 전송한다 (1101단계). 상기 eNB(1110)는 절전모드를 허용하는 경우, LCH 그룹 정보와 전송 임계 값을 포함하는 절전모드 구성정보 메시지를 UE(1100)에게 전송한다 (1105단계). 여기서 LCH 그룹 정보는 절전모드가 적용될 LCH들을 포함하는 정보이고, 전송 임계 값은 절전모드에서 데이터 전송을 위해 채널 상태를 나타내는 지표와 비교되는 임계 값이다. 상기 LCH 그룹 정보 및 전송 임계 값은 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수도 있다.

여기서는 eNB(1100)이 UE(1110)로부터 절전모드 지시자를 수신하는 것을 일 예로 설명하였으나, 상기 절전모드 지시자는 경우에 따라 MME로부터 수신(1103단계)될 수도 있다. 이 경우 eNB(1110)는 MME로부터 S1 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 통해 절전모드 지시자를 수신하고 상기 절전모드를 허용하는 경우 LCH 그룹 정보와 전송 임계 값을 포함하는 절전모드 구성정보 메시지를 UE(1100)에게 전송한다 (1105단계).

이후 UE(1100)는 절전모드 구성 정보, 즉 LCH 그룹 정보와 전송 임계 값을 저장한다 (1107단계).

한편, UE(1100)는 일정시간 동안 사용자 입력이 존재하지 않는지 여부를 확인 (1109단계)한다. 만약 일정시간 동안 사용자 입력이 존재하지 않아 UE(1110)의 화면이 꺼져있을 경우, UE(1100)는 사용자 상태가 비활성(inactive) 상태임을 나타내는 정보를 포함하는 사용자 비활성 지시자(user inactive indicator)를 eNB(1110)에게 전송한다 (1111단계).

그러나 일정시간 내에 사용자 입력이 존재하면, UE(1100)는 사용자 상태가 활성(active) 상태임을 나타내는 정보를 포함하는 사용자 활성 지시자(user active indicator)를 eNB(1110)에게 전송한다 (1113단계).

여기서 상기 사용자 비활성 지시자 및 사용자 활성 지시자는 각각 사용자 비활성 플래그(user inactive flag) 및 사용자 활성 플래그(user active flag) 정보로 표현될 수 있다. 이 경우 사용자 비활성 플래그 및 사용자 활성 플래그 정보는 별도의 RRC 메시지 또는 매체 접속 제어 (MAC: Medium Access Control)_제어 요소 (CE: Control Element)를 통해 eNB(1110)에게 전송된다.

또한 도 10에서 설명한 상향링크 데이터 패킷 전송 절차(1020단계) 및 하향링크 데이터 패킷 전송 절차(1030단계)는 사용자 상태가 비활성 상태일 경우에만 적용한다. 그 이유는 사용자 상태가 활성 상태일 경우에는 전송 지연에 민감하여 빠른 데이터 패킷 전송이 요구되기 때문이다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 절전모드로 동작하는 UE가 데이터를 전송하는 구간을 보이고 있다.

도 12를 참조하면, 절전모드로 동작하는 UE는 MCS 레벨이 전송 임계 값(1200)보다 클 경우, 해당 시점(1210)에서 데이터 전송을 시작한다. 이때 UE는 상기 해당 시점(1210)에서 데이터 전송을 지속하는 구간을 카운트하는 지속 타이머의 구동을 시작하고, 상기 지속 타이머가 만료되는 시점(1220)까지 데이터 전송을 진행한다. 따라서 절전모드로 동작하는 UE가 데이터를 전송할 수 있는 전송 가능 구간은 도면부호 1230과 같다.

특히 전송 가능 구간(1230) 중 1235 구간은 MCS 레벨이 전송 임계 값을 만족하지 못하지만 지속 타이머에 의해 데이터 전송이 유지되는 구간이다. 이와 같이 절전모드에서는 데이터 전송 시 채널 상태도 고려하지만, 추가적으로 지속 타이머를 통해 데이터 전송이 시작되면 일정시간, 즉 지속 타이머 값에 따른 시간 동안 데이터 전송이 유지되도록 함으로써, UE의 배터리 소모를 최소화 할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 S-GW가 DDN 메시지를 전송하는 제어 흐름을 보이고 있다.

도 13을 참조하면, S-GW는 1301단계에서 P-GW로부터 유휴 상태인 UE에 대한 하향링크 데이터 패킷을 수신한다. 상기 S-GW는 P-GW로부터 유휴 상태인 UE에 대한 하향링크 데이터 패킷을 수신하면, 1303단계에서 데이터 패킷이 속한 EPS 베어러를 검출한다.

상기 S-GW는 1305단계에서 EPS 베어러 컨텍스트를 이용하여 앞서 검출한 EPS 베어러의 QCI와 상기 EPS 베어러에 속한 PDN 연결의 APN을 검출한다. 상기 S-GW는 1307단계에서 UE에게 전송할 하향링크 데이터 패킷이 발생하였음을 알리는 DDN 메시지에 QCI 및 APN 정보를 포함시켜 MME로 전송한다.

상기 QCI 및 APN 정보가 포함된 DDN 메시지를 수신한 MME는 자신의 EPS 베어러 컨텍스트를 검색할 필요 없이 해당 EPS 베어러의 QCI 및 APN 정보를 알 수 있다. 따라서 상기 MME는 DDN 메시지에 포함된 QCI 및 APN 정보를 기반으로 전송 우선순위, 예를 들어 호출 메시지 전송에 대한 전송 우선순위를 결정한다.

한편, UE는 LTE 망(network)에서 음성 서비스를 제공 받기 위해 CSFB를 사용할 수 있다. 상기 CSFB를 사용하기 위해 UE는 MME를 통해 자신을 방문자 위치 등록부 (VLR: Visitor Location Register)에 등록해야만 한다.

또한 3G(generation) 망과 LTE 망 사이를 UE가 이동할 시, 사용자의 빈번한 위치 업데이트가 발생한다. 상기 빈번한 위치 업데이트, 즉 라우팅 영역 업데이트 (Routing Area Update, 이하 'RAU'라 함) 및 TAU의 발생을 줄이기 위해 UE의 컨텍스트를 SGSN 및 MME에 동시에 등록하는 유휴 모드 시그널링 감소 (ISR: Idle mode Signaling Reduction) 기능을 적용할 수 있다.

그러나 CSFB를 사용하는 UE는 ISR 기능을 적용 시 수신호에 대한 호출에 실패하는 경우가 발생될 수 있다. 즉 ISR 기능이 적용된 UE가 3G 망으로 이동한 후 주기적 RAU 절차를 수행하였다. 하지만 신호감쇄, 망 혼잡, 커버리지 손실 등으로 인해 주기적 RAU 절차를 실패하면, SGSN은 미리 설정된 타이머 구동을 시작한다. 상기 타이머가 만료될 때까지 UE로부터 RAU 메시지가 수신되지 않으면, 상기 UE의 등록을 해제한다. 이후 UE가 SGSN에 재 등록하면, VLR은 UE에 대한 호출 경로를 SGSN으로 변경한다.

이후 UE가 LTE 망으로 이동한 경우, UE는 TAU 절차를 수행한다. 하지만 MME는 호출 경로가 SGSN으로 변경되었다는 것을 모르기 때문에 VLR로 위치 업데이트 요청 메시지를 전송하지 않는다. 따라서 UE는 이때부터 LTE망에서 수신 CSFB 호에 대한 호출을 수신할 수 없게 된다.

이하에서는 도 14 및 도 15를 통해 ISR 기능이 적용된 UE가 SGSN으로부터 등록이 해제될 경우 MME에서도 등록이 해제되도록 하는 절차를 설명하기로 한다.

도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 ISR 기능이 적용된 UE를 위해 MME와 SGSN이 서로의 업데이트 타이머를 동기화하는 절차를 보이고 있다.

도 14를 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(1400), MME(1410), 및 SGSN(1420)을 포함하며, 상기 UE(1400)는 SGSN(1420)에 등록되어 있다고 가정한다.

UE(1400)는 LTE 망으로 이동하여 MME(1410)에 결합(combined) TAU 요청 메시지를 전송한다 (1401단계). 상기 MME(1410)는 SGSN(1420)에게 단말 컨텍스트를 요청하는 컨텍스트 요청 메시지를 전송한다 (1420단계). 여기서 결합(combined) TAU 요청 메시지는 CSFB 등을 위해 SGs 연결이 필요함을 나타내는 결합 타입 플래그(combined type flag) 정보를 포함한다.

SGSN(1420)은 단말 컨텍스트 정보를 포함하는 컨텍스트 응답 메시지에 사용자 단말을 위해 사용중인 제1 및 제2 업데이트 타이머의 현재 값을 포함시켜 전송한다 (1405단계). 여기서 제1 및 제2 업데이트 타이머는 UE의 위치 업데이트를 위해 SGSN(1420)이 관리하는 타이머이다. 특히 제1 업데이트 타이머는 주기적 RAU 절차를 모니터링하는 mobile reachable timer를 나타내고, 제2업데이트 타이머는 상기 제1업데이트 타이머의 신뢰성을 증가시키기 위한 implicit detach timer를 나타낸다.

MME(1410)는 제1 및 제2 업데이트 타이머의 현재 값을 수신하면, 자신이 관리하는 제3 및 제4 업데이트 타이머 값을 상기 제1 및 제2 업데이트 타이머 값에 따라 유사한 값으로 설정한다. 여기서 제3 및 제4 업데이트 타이머는 UE의 위치 업데이트를 위해 MME(1410)가 관리하는 타이머이다. 특히 제3 업데이트 타이머는 상기 제1업데이트 타이머와 동일한 기능을 수행하는 mobile reachable timer를 나타내고, 제4 업데이트 타이머는 상기 제2 업데이트 타이머와 동일한 기능을 수행하는 implicit detach timer를 나타낸다.

이후 MME(1410)는 상기 제3 및 제4 업데이트 타이머 값을 기반으로 UE가 사용하는 타이머 값인 제5 및 제 6 타이머 값 (각각 periodic TAU timer 및 deactivate ISR timer에 대응됨)을 포함시킨 TAU 수락 메시지를 UE(1400)에게 전송한다 (1409단계).

이와 같이 MME(1410)와 SGSN(1420)은 상기 4105단계 및 1407단계를 통해 서로의 업데이트 타이머를 동기화함에 따라, ISR 기능이 적용된 UE(1400)가 SGSN(1420)으로부터 등록이 해제될 경우 MME(1410)에서도 등록이 해제될 수 있도록 할 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 ISR 기능이 적용된 UE를 위해 SGs 연결을 해제하는 절차를 보이고 있다.

도 15를 참조하면, 이동 통신 시스템은 UE(1500), SGSN(1510), MME(1520) 및 VLR(1530)을 포함한다. 상기 MME(1520)와 VLR(1530)은 SGs 연결이 설정되어 있다고 가정한다. 여기서 SGs 연결 설정(1501)은 MME(1520)와 VLR(1530)가 SGs 인터페이스를 통해 연결되어 것을 의미한다.

UE(1400)는 3G 망으로 이동하여 SGSN(1510)에 결합 접속 메시지 요청 메시지 또는 결합 RAU 요청 메시지를 전송한다 (1503단계). SGSN(1510)은 음성 서비스에 대한 호출 경로를 자신으로 설정하기 위해 위치 업데이트 요청 메시지를 VLR(1530)로 전송한다.

VLR(1530)은 MME(1520)와의 SGs 연결 설정(1501)이 존재하는지 확인하고, 상기 SGs 연결 설정(1501)이 존재할 경우 호출 경로가 변경되어 더 이상 SGs 연결이 사용되지 않음을 알리는 SGs 연결 해제-위치 업데이트 요청 (SGs-Cancel-Location-Request) 메시지를 MME(1520)에게 전송한다 (1507단계). 이때 VLR(1530)은 상기 SGs 연결 해제-위치 업데이트 요청 메시지에 UE(1400)를 지칭하는 ID, 즉 IMSI (International Mobile Subscriber Identity)와 SGs 연결이 사용되지 않는 이유, 일례로 VLR(1530)과 SGSN(1510) 간의 Gs 연결을 사용함 등을 포함시켜 전송한다.

MME(1520)는 SGs 연결 해제-위치 업데이트 요청 메시지를 수신하면, VLR(1530)과의 SGs 연결을 해제하고, SGs 상태를 NULL로 설정한다. 이와 같이 MME(1520)는 UE(1500)로부터 다음 번 결합 접속 요청 메시지 또는 결합 TAU 요청 메시지를 수신했을 때, SGs 연결을 재설정할 수 있다.

통상적으로 UE는 소비 전력을 줄이기 위한 하나의 방안으로 DRX를 설정하고, 이를 이용하여 데이터를 송신하거나 수신하는 동작을 수행한다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 소비 전력을 줄이기 위해 UE의 DRX를 설정하는 방안을 마련하고자 한다. 이하 설명에서 본 발명의 실시 예에 따라 UE에 설정되는 DRX를 ‘확장 (extended) DRX’라 칭하도록 한다.

본 발명의 실시 예에서의 확장 DRX는 기존 DRX 주기보다 상대적으로 긴 DRX 주기를 사용하는 방안을 마련한다. 개념적으로 본 발명의 실시 예에서 제안하는 기법은 UE가 확장 DRX의 지원 정보를 기지국 또는 코어 네트워크에 알리고, 추가적으로 기지국들의 확장 DRX 지원 정보를 코어 네트워크에 알린다.

상기 코어 네트워크는 UE와 기지국으로부터 제공되는 정보들을 기반으로 필요할 시 (예, 사용자 단말이 절전모드로 동작하는 경우), 확장 DRX 적용 가능 여부를 판단하여 DRX 주기를 설정한다.

본 발명의 실시 예에서는 UE가 확장 DRX 지원 정보를 별도로 알리는 것을 기반으로 설명할 것이다. 하지만 이는 절전모드 식별자 (indicator)와 결합 (즉, 사용자 단말이 확장 DRX를 지원하는 경우에만 절전모드 식별자를 전송할 수 있음)되어 적용될 수 있다.

먼저 확장 DRX를 적용하는 방법에 대해 살펴보면, UE은 자신에게 설정된 DRX 주기와, 현재 자신이 상태 (예컨대 유휴 모드 또는 연결 모드) 및 기지국이 전송하는 프레임 번호를 이용해 언제 제어 채널을 수신할 것인지 결정한다. 상기 UE는 제어 채널을 수신하기 위해서는 언제 송수신부를 깨워야 할지를 결정하여야 한다.

본 발명에서 확장 DRX를 구현하기 위해서는 UE과 RAN가 프레임 번호를 확장하는 것, 즉 확장 DRX를 적용하기 위해 기지국이 전송하는 프레임 번호를 더 큰 값까지 지원하도록 설정할 필요가 있다. 따라서 새로운 프레임 번호를 전송하는 것, 새로운 프레임 길이를 이용해 DRX 동작을 결정하는 것은 UE 및 기지국에게 새로운 기능일 수 있다.

다음으로는 UE과 네트워크가 확장 DRX를 적용할 수 있도록 지원하는지 여부를 알리는 방안 또한 마련되어야 할 것이다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 일 예를 보이고 있다.

도 16에서 보이고 있는 절차의 일 예는, UE가 접속 (attach) 요청이나 TAU 요청과 같은 NAS 메시지에 자신의 확장 DRX 지원 여부를 포함시켜 전달하는 방법이다. 이 정보는 NAS 메시지의 UE 네트워크 성능 또는 추가 DRX 요소 (additional DRX parameter) 또는 MS 네트워크 성능 필드에 포함되어 전달될 수 있다.

도 16을 참조하면, UE(1600)는 1601단계에서 NAS 메시지를 통해 확장 DRX 성능, DRX 주기를 코어 네트워크 (CN)(1620)로 전송한다. 그리고 RAN(1610)은 1603단계에서 S1 메시지를 통해 확장 DRX 성능을 CN(1620)으로 전송한다.

MME와 같은 상기 CN(1620)는 1601단계와 1603단계에서 UE(1600)와 RAN(1610)으로부터 NAS 메시지와 S1 메시지를 수신한다. 상기 CN(1620)는 NAS 메시지와 S1 메시지를 복수의 UE와 복수의 RAN으로부터 수신할 수 있다.

그리고 상기 CN(1620)은 1605단계에서 상기 수신한 NAS 메시지에 포함된 확장 DRX 성능, DRX 주기를 UE에 대응한 컨텍스트 (context)의 하나로 저장하고, 상기 수신한 S1 메시지에 포함된 확장 DRX 성능을 RAN에 대응한 컨텍스트 (context)의 하나로 저장한다. 상기 CN(1620)은 상기 저장한 정보들을 해당 UE의 DRX 주기를 결정하는데 사용한다.

상기 CN(1620)은 해당 UE(1600)에 대한 유휴모드 (idle mode)에서의 DRX 주기를 결정하면, 1607단계에서 NAS 메시지를 통해 상기 결정한 DRX 주기 (유휴 모드에서의 DRX)를 상기 UE(1600)로 전송한다.

상술한 바와 같이 확장 DRX 기법을 사용하여 UE가 제어 채널을 수신하는 시점을 기지국이 전송하는 정보 (예, 프레임 넘버)를 이용하여 결정한다면, UE에 대해 확장 DRX를 적용하기 위해서는 상기 기지국이 확장 DRX를 위한 기능 (더 긴 프레임 넘버 지원 등)을 지원하여야 한다. 이를 위해서 기지국은 CN에게 자신의 확장 DRX 지원 여부를 알릴 필요가 있다. 그리고 상기 CN는 제공되는 정보를 저장하고, UE에 대해 확장 DRX를 적용할지를 결정할 시에 상기 저장된 정보를 고려할 수 있다.

하지만 UE는 별도의 확장 DRX 성능을 포함하지 않고, 기존 시스템에서 지원하던 최대 DRX 주기 (예, 10.24 초)보다 긴 DRX 주기를 나타내는 정보를 요청함으로써, 자신이 확장 DRX를 지원함을 알릴 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 다른 예를 보이고 있다.

도 17에서 보이고 있는 절차의 일 예는, UE의 절전모드 식별자를 활용하는 방안이다. 예컨대 UE와 네트워크에서 확장 DRX의 지원 여부를 미리 알고 있는 경우, 일반적인 상황에서는 기존의 DRX를 사용하다가, UE에서의 절전이 필요한 상황이 발생할 시, 절전모드로 동작함을 네트워크에게 알린다. 이 경우에 한하여 확장 DRX를 설정한다.

도 17을 참조하면, UE(1700)는 1701단계에서 NAS 메시지를 통해 확장 DRX 성능을 CN(1720)으로 전송한다. 그리고 RAN(1710)은 1702단계에서 S1 메시지를 통해 확장 DRX 성능을 CN(1720)으로 전송한다.

상기 CN(1720)는 1701단계와 1702단계에서 UE(1700)와 RAN(1710)으로부터 NAS 메시지와 S1 메시지를 수신한다. 상기 CN(1720)는 NAS 메시지와 S1 메시지를 복수의 UE와 복수의 RAN으로부터 수신할 수 있다.

그리고 상기 CN(1720)은 1703단계에서 상기 수신한 NAS 메시지에 포함된 확장 DRX 성능을 UE에 대응한 컨텍스트 (context)의 하나로 저장하고, 상기 수신한 S1 메시지에 포함된 확장 DRX 성능을 RAN에 대응한 컨텍스트 (context)의 하나로 저장한다. 상기 CN(1720)은 상기 저장한 정보들을 해당 UE의 확장 DRX 주기를 결정하는데 사용한다.

하지만 상기 CN(1720)은 1704단계에서 확장 DRX가 아닌 노말 DRX 주기를 NAS 메시지를 통해 UE(1700)로 전송한다. 이는 특별한 이벤트, 즉 UE에서 절전이 필요한 상황이 발생하지 않았기 때문이다.

상기 UE(1700)는 절전이 필요한 상황에 상응한 이벤트가 발생할 시, 1705단계에서 NAS 메시지를 통해 저 전력 모드, 확장 DRX 주기를 CN(1720)으로 전송한다.

상기 CN(1620)은 앞서 저장한 정보를 기반으로 확장 DRX 주기를 결정하고, 1706단계에서 NAS 메시지를 통해 상기 결정한 확장 DRX 주기 (유휴 모드에서의 DRX)를 상기 UE(1700)로 전송한다.

상술한 바와 같이 도 17에서 제안한 예에서는, UE가 절전모드가 필요한 경우 절전모드 식별자를 NAS 메시지 (접속 요청 또는 TAU 요청)에 추가하여 CN으로 보낸다. 이때 상기 NAS 메시지 (접속 요청 또는 TAU 요청)에는 UE의 절전모드에서 사용할 확장 DRX 주기를 나타내는 정보가 포함될 수도 있다. 상기 CN는 상기 UE로부터 수신한 NAS 메시지 (접속 요청 또는 TAU 요청)를 수신하면, 이에 응답한 NAS 메시지 (접속 동의 또는 TAU 동의)에 상기 UE가 사용할 확장 DRX 주기를 포함시켜 전송한다. 따라서 상기 UE는 상기 CN으로부터 제공되는 확장 DRX 주기를 설정한다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 또 다른 예를 보이고 있다.

도 18에서 보이고 있는 절차의 일 예는, 확장 DRX 사용 가능 여부를 RAN 노드 (예, 기지국)을 이용해 알리는 방안을 제안한다. 예컨대 UE가 NAS 메시지에 자신의 확장 DRX 성능을 포함시켜 RAN으로 제공하고, 상기 RAN이 상기 UE로부터 수신한 확장 DRX 성능과 자신의 확장 DRX 성능을 NAS 메시지를 통해 CN으로 전달한다. 상기 CN은 상기 RAN으로부터 제공되는 UE의 확장 DRX 성능 및 RAN의 확장 DRX 성능을 기반으로 확장 DRX 주기를 결정하고, 상기 결정한 확장 DRX 주기를 상기 UE와 새로 연결된 RAN을 통해 상기 UE로 전달한다.

도 18을 참조하면, UE(1800)는 1801단계에서 NAS 메시지를 통해 확장 DRX 성능을 RAN1(1810)으로 전송한다. 여기서 상기 RAN1(1810)은 현재 상기 UE가 RRC 연결된 RAN이다.

상기 확장 DRX 성능은 RRC 메시지 (RRC 연결 설정 요청, UE 성능 정보 등)의 한 식별 필드에 의해 제공하는 것이 가능하다. 그 외에 해당 정보가 RRC 메시지를 구성하는 FGI 비트 중 하나에 포함되거나 UE-EUTRA-Capability IE의 하나에 포함될 수도 있다.

상기 RAN1(1810)은 상기 UE(1800)로부터 수신한 상기 UE(1800)의 확장 DRX 성능과 자신의 확장 DRX 성능을 포함하는 S1 메시지를 구성하고, 상기 구성한 S1 메시지를 CN(1830)으로 전송한다. 상기 RAN1(1810)은 NAS 메시지를 복수의 UE로부터 수신할 수 있으며, 이 경우 S1 메시지는 복수의 UE 각각으로부터 수신한 확장 DRX 성능을 포함하도록 구성한다.

예컨대 상기 RAN1(1810)은 상기 CN(1830)과 UE(1800)에 관한 정보를 교환할 때, 상기 UE(1800)의 확장 DRX 지원 정보를 포함시킨다. 이때 추가적으로 상기 RAN(1810)의 확장 DRX 지원 여부도 함께 전달할 수 있다. 상기의 정보의 전달은 S1 메시지 중 하나를 이용하여 이루어질 수 있다. 특히 상기 UE(1800)의 확장 DRX 지원 정보는 UE의 무선 성능에 포함되어 전달될 수 있다.

상기 CN(1830)는 1803단계에서 상기 RAN1(1810)으로부터 S1 메시지를 수신한다. 상기 CN(1830)은 S1 메시지를 복수의 UE와 복수의 RAN으로부터 수신할 수 있다.

상기 CN(1830)은 1805단계에서 상기 수신한 S1 메시지에 포함된 UE의 확장 DRX 성능 및 RAN1의 확장 DRX 성능을 컨텍스트 (context)의 하나로 저장한다. 상기 CN(1830)은 상기 저장한 정보들을 해당 UE의 확장 DRX 주기를 결정하는데 사용한다.

상기 UE(1800)는 다른 RAN으로 이동할 수 있다. 예컨대 상기 UE(1800)는 상기 RAN1(1810)에서 RAN2(1820)으로 이동한 경우를 가정한다.

상기 CN(1830)는 상기 저장한 정보들을 사용하여 상기 UE(1800)의 확장 DRX 주기를 결정한다. 그 후 상기 UE(1800)가 이동하여 다른 RAN, 즉 RAN2(1820)와 RRC 연결을 설정할 시, 상기 CN(1830)은 상기 UE(1800)에 대한 컨텍스트와 함께 S1 메시지를 통해 (Initial context setup 요청 등) 확장 DRX 지원 정보를 상기 RAN2(1820)으로 알려준다. 이때 상기 확장 DRX 지원 정보는 UE 무선 성능 필드의 하나에 포함시켜 전송할 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 확장 DRX를 설정하는 절차의 또 다른 예를 보이고 있다. 즉 도 19에서 보이고 있는 절차의 일 예는, UE가 절전모드로 동작하기로 결정되었을 때 확장 DRX 관련 정보를 함께 교환하여 적용하는 방안을 제안한다.

도 19를 참조하면, UE(1900)는 1901단계에서 RRC 메시지 (예, UE Assistance Information)에 모드 식별자 (mode indicator), 확장 DRX 지원 정보, 그리고 추가적으로 사용할 DRX 주기를 포함시켜 RAN1(1910)로 전송한다. 상기 RRC 메시지를 전송하는 것은 UE가 특정 조건 (앞에서 설명한 기준에 따라)을 만족하여 절전모드로 동작하기로 결정된 이후에 이루어질 수 있다.

상기 RAN1(1910)은 상기 UE(1900)로부터 RRC 메시지를 수신하고, 상기 수신한 RRC 메시지로부터 획득한 UE의 확장 DRX 지원 정보 및 주기와 자신의 확장 DRX 지원 정보 그리고 추가적으로 절전모드 식별자를 함께 포함하는 S1 메시지 (예, S1 UE context Release Request)를 구성한다. 상기 RAN1(1910)은 상기 구성한 S1 메시지를 1903단계에서 CN(1920)으로 전송한다.

상기 CN(1920)는 1903단계에서 상기 RAN1(1910)으로부터 S1 메시지를 수신한다. 상기 CN(1920)은 S1 메시지를 복수의 RAN으로부터 수신할 수 있다.

상기 CN(1920)은 1905단계에서 상기 수신한 S1 메시지에 포함된 UE의 확장 DRX 지원 정보 및 주기와 RAN1의 확장 DRX 지원 정보 및 추가적으로 절전모드 식별자를 획득한 후, 상기 획득한 정보를 컨텍스트 (context)의 하나로 저장한다. 상기 CN(1920)은 상기 저장한 정보들을 해당 UE(1900)의 확장 DRX 주기를 결정하는데 사용한다.

상기 CN(1920)는 상기 저장한 정보들을 사용하여 상기 UE(1900)의 확장 DRX 주기를 결정한다. 그 후 상기 CN(1920)은 1907단계에서 상기 결정한 확장 DRX 주기를 포함하는 S1 메시지를 구성하고, 상기 구성한 S1 메시지를 상기 RAN1(1910)로 전송한다.

상기 RAN1(1910)은 상기 CN(1920)으로부터 S1 메시지를 수신하고, 상기 수신한 S1 메시지를 통해 획득한 정보를 기반으로 RRC 메시지를 구성한다. 상기 RRC 메시지는 절전모드 식별자와 상기 S1 메시지로부터 획득한 확장 DRX 주기를 포함한다.

상기 RAN1(1910)은 상기 구성한 S1 메시지를 1909단계에서 상기 UE(1900)로 전송한다.

상술한 바와 같이 도 19에서 제안한 예에서는, 앞서 제안된 실시 예와 함께 사용될 수 있는다. 예컨대 CN이 UE에 대한 확장 DRX 지원 정보를 저장하고 있는 경우, UE는 RAN로 보내는 RRC 메시지에 절전모드 식별자를 포함시킨다. 그리고 상기 RAN이 CN으로 보내는 메시지에 절전모드 식별자를 포함시키면, 상기 CN이 자신이 저장하고 있는 확장 DRX 정보 (확장 DRX 지원 여부 및 사용 가능한 DRX 주기)를 이용해 DRX 주기를 설정해 RAN과 UE에게 알려준다.

도 20 내지 도 22는 도 17에서 보이고 있는 실시 예에 따른 절차를 세분화하여 독립적인 절차를 설계한 예를 보이고 있다.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 RAN들이 자신의 확장 DRX 지원 여부를 CN에게 알리는 절차를 보이고 있다.

도 20을 참조하면, RAN(2000)은 자신의 확장 DRX 지원 여부를 S1 메시지 (예, S1 Setup)를 통해 알릴 수 있다. 즉 상기 RAN(2000)은 자신의 확장 DRX 지원 여부를 포함하는 S1 메시지를 2001단계에서 CN(2010)으로 전송한다.

일 예로 상기 RAN(2000)은 OA＆M 방법을 이용하여 자신의 확장 DRX 지원 여부를 CN(2010)으로 전송한다.

상기 RAN(2000)은 CN(2010)으로 보내는 메시지에 Extended DRX supported flag를 설정하여 보냄으로써, 자신의 확장 DRX 지원 여부를 알린다. 상기 CN(2010)은 이 정보를 수신한 경우, 2003단계에서 RAN 별로 저장하다. 상기 저장된 정보는 확장 DRX를 위해 사용될 것이다.

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 UE가 접속 (attach) 요청이나 TAU 요청과 같은 NAS 메시지에 자신의 확장 DRX 지원 여부를 포함시켜 전달하는 절차를 보이고 있다. 이 정보는 NAS 메시지의 UE 네트워크 성능 또는 추가 DRX 요소 (additional DRX parameter) 또는 MS 네트워크 성능 필드에 포함되어 전달될 수 있다.

도 21을 참조하면, UE(2100)는 2101단계에서 NAS 메시지를 통해 확장 DRX 성능, DRX 주기를 CN(2110)으로 전송한다. MME와 같은 상기 CN(2110)은 UE(2100)로부터 NAS 메시지를 수신한다.

상기 CN(2110)은 2103단계에서 상기 수신한 NAS 메시지에 포함된 확장 DRX 성능, DRX 주기를 UE에 대응한 컨텍스트 (context)의 하나로 저장하고, 상기 CN(2110)은 상기 저장한 정보들을 해당 UE(2100)가 확장 DRX 기능을 사용할 수 있는지를 판단하는데 사용한다.

상기 CN(2110)은 UE(2100)로부터 수신한 확장 DRX 성능, 그리고 앞선 도 20에서 설명한 과정 또는 다른 방법을 이용해 얻은 RAN들의 확장 DRX 성능, UE(2100)의 등록 위치 (Tracking Area List), ISR (Idle Mode Signaling Reduction) 적용 여부 등을 고려해 UE(2100)가 추후 확장 DRX를 사용할 수 있는지 여부를 결정하는데 사용한다.

상기 CN(2110)은 확장 DRX 지원 여부를 나타내는 정보를 삽입하여 NAS 메시지 (예, Attach accept 또는 TAU accept)를 구성한다. 그 후 상기 CN(2110)은 상기 구성한 NAS 메시지 (예, Attach accept 또는 TAU accept)를 2105단계에서 UE(2100)에게 전송한다.

상기 UE(2100)는 2107단계에서 상기 CN(2110)으로부터 수신한 NAS 메시지 (예, Attach accept 또는 TAU accept)에 포함된 정보를 저장한다. 만약 확장 DRX가 지원된다면, 추후 확장 DRX 적용을 요청할 수 있다.

도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 절전모드가 필요한 상황에 상응한 이벤트가 발생할 시의 절차를 보이고 있다.

도 22에서 보이고 있는 절차에서 UE는 도 21에서 제시한 과정을 통해 CN으로부터 수신한 확장 DRX 지원 여부를 고려할 수 있다. 즉, UE는 CN이 확장 DRX를 지원한다고 알린 경우만 확장 DRX 적용을 요청할 수 있다.

도 22를 참조하면, UE(2200)가 확장 DRX를 적용하기로 결정한 경우, 저 전력 모드, 확장 DRX 적용 요청, 확장 DRX 주기 중 하나 이상을 포함하도록 NAS 메시지를 구성하고, 상기 구성한 NAS 메시지를 2201단계에서 상기 CN(2210)으로 전송한다.

상기 CN(2210)은 앞서 저장한 정보를 기반으로 UE(2200)가 확장 DRX를 사용할 수 있는지 여부를 판단한다. 즉, 여기에는 도 20과 21에서 UE 및 RAN들로부터 수신한 확장 DRX 성능을 고려할 수 있을 뿐만 아니라, UE가 ISR을 적용 받고 있는지의 여부, UE(2200)가 사용하고 있는 TA 리스트 등을 고려할 수 있다.

만약 UE(2200)가 NAS 메시지를 이용해 확장 DRX 주기를 알린 경우, 해당 DRX 주기가 사용 가능한지 판단한다. 상기 UE(2200)가 확장 DRX 적용 요청 또는 절전 모드 적용 요청만을 상기 NAS 메시지에 삽입한 경우는 설정 정보에 따라 상기 UE(2200)가 적용할 확장 DRX 주기를 선택한다.

상기 CN(2210)은 상기 UE(2200)에게 보내는 NAS 응답 메시지를 통해 확장 DRX가 적용되는지 여부를 나타내는 식별자를 전송할 수 있다. 만약 상기 UE(2200)가 확장 DRX 주기를 NAS 메시지로 요청하지 않은 경우나, 상기 CN(2210)가 결정한 확장 DRX 주기가 요청 값과 다른 경우 상기 결정한 확장 DRX 주기 (유휴 모드에서의 DRX)를 상기 UE(2200)로 전송한다.

상기 UE(2200)는 2205단계에서 상기 CN(2210)으로부터 수집한 정보를 기반으로 하여 DRX 구성 정보를 저장한다.

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 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 UE의 배터리 소모를 감소시키기 위한 데이터 송수신 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 그래픽 화면 갱신 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 상기 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 UE의 배터리 소모를 감소시키기 위한 데이터 송수신 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 그래픽 처리 장치가 기설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

Claims

이동 통신 시스템에서 사용자 단말이 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
채널 상태가 전송 임계 값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 전송하는 절전모드로 진입하는 과정과,
전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 채널 상태를 나타내는 지표와 상기 전송 임계 값을 비교하여 상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계 값보다 클 경우 상기 데이터 패킷의 전송을 시작하는 과정과,
상기 데이터 패킷 전송과 동일한 시점에서 시작되는 지속 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷 전송을 진행하는 과정을 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계 값보다 작거나 같을 경우, 상기 데이터 패킷에 대한 서비스의 우선순위를 확인하고 상기 데이터 패킷에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가질 경우 상기 데이터 패킷을 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 데이터 패킷에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지지 않을 경우, 큐에 저장된 데이터 패킷 개수를 큐 임계 값과 비교하여 상기 큐에 저장된 데이터 패킷 개수가 상기 큐 임계 값보다 클 경우 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 절전모드로 진입하는 과정은,
상기 사용자 단말이 절전모드로 동작할 것임을 나타내는 절전모드 지시자, 제1 지속 타이머 값, 큐 임계 값을 기지국 또는 이동 관리 엔티티에게 전송하는 과정과,
상기 기지국 또는 이동 관리 엔티티로부터 상기 절전모드 지시자. 제2 지속 타이머 값, 상기 큐 임계 값, 상기 전송 임계 값을 수신하는 과정을 포함하며,
상기 제2지속 타이머 값은 상기 제1지속 타이머 값을 기반으로 상기 기지국 또는 상기 이동 관리 엔티티가 결정한 값임을 특징으로 하는 데이터 패킷 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 절전모드가 적용된 논리채널들을 포함하는 논리채널 그룹 정보 및 상기 전송 임계 값을 기지국으로부터 수신하는 과정과,
상기 데이터 패킷이 상기 논리채널 그룹에 속한 논리채널에서 발생된 패킷일 경우 상기 데이터 패킷을 상기 기지국으로 즉시 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제5항에 있어서,
일정시간 동안 사용자 입력이 존재하지 않을 경우, 상기 사용자의 상태가 비활성 상태인지 또는 활성 상태인지를 나타내는 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
이동 통신 시스템에서 이동 관리 엔티티가 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 데이터 패킷을 전송할 사용자 단말이 채널 상태가 전송 임계 값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 수신하는 절전모드로 동작하는지 확인하는 과정과,
상기 사용자 단말이 상기 절전모드로 동작할 경우, 상기 데이터 패킷에 대한 서비스의 우선순위를 고려하여 호출 메시지 수신에 즉시 응답이 필요한지 여부를 나타내는 정보가 포함된 상기 호출 메시지를 상기 사용자 단말에게 전송하는 과정을 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 호출 메시지 수신에 즉시 응답이 필요할 경우 상기 호출 메시지에 즉시 응답 플래그 정보를 포함시켜 전송함을 특징으로 하는 데이터 패킷 전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 호출 메시지 수신에 즉시 응답이 필요하지 않을 경우 상기 호출 메시지에 지연 응답 플래그 정보를 포함시켜 전송함을 특징으로 하는 데이터 패킷 전송 방법.
이동 통신 시스템에서 기지국이 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
전송할 데이터 패킷이 발생되면, 상기 데이터 패킷을 전송할 사용자 단말이 채널 상태가 전송 임계 값을 만족할 시에만 상기 데이터 패킷을 수신하는 절전모드로 동작하는지 확인하는 과정과,
상기 사용자 단말이 상기 절전모드로 동작할 경우, 상기 채널 상태를 나타내는 지표와 상기 전송 임계 값을 비교하여 상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계 값보다 클 경우 상기 데이터 패킷의 전송을 시작하는 과정과,
상기 데이터 패킷 전송과 동일한 시점에서 시작되는 지속 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷 전송을 진행하는 과정을 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제10항에 있어서,
상기 채널 상태를 나타내는 지표가 상기 전송 임계 값보다 작거나 같을 경우, 상기 데이터 패킷에 대한 서비스의 우선순위를 확인하고 상기 데이터 패킷에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가질 경우 상기 데이터 패킷을 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제11항에 있어서,
상기 데이터 패킷에 대한 서비스가 높은 우선순위를 가지지 않을 경우, 큐에 저장된 데이터 패킷 개수를 큐 임계 값과 비교하여 상기 큐에 저장된 데이터 패킷 개수가 상기 큐 임계 값보다 클 경우 상기 큐에 저장된 데이터 패킷을 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제10항에 있어서,
상기 사용자 단말로부터 절전모드로 동작할 것임을 나타내는 절전모드 지시자를 수신하는 과정과,
상기 절전모드가 적용된 논리채널들을 포함하는 논리채널 그룹 정보 및 상기 전송 임계 값을 상기 사용자 단말에게 전송하는 과정과,
상기 데이터 패킷이 상기 논리채널 그룹에 속한 논리채널에서 발생된 패킷일 경우 상기 데이터 패킷을 상기 사용자 단말에게 즉시 전송하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.
제13항에 있어서,
일정시간 동안 사용자 입력이 존재하지 않을 경우, 상기 사용자의 상태가 비활성 상태인지 또는 활성 상태인지를 나타내는 정보를 상기 사용자 단말로부터 수신하는 과정을 더 포함하는 데이터 패킷 전송 방법.