KR101022578B1 - 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법 - Google Patents

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16e (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화이다.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink; DL)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 전송을 의미하며, 상향링크(uplink; UL)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 전송을 의미한다. 하향링크에서, 송신기는 기지국(20)의 일부일 수 있고 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 상향링크에서, 송신기는 단말(10)의 일부일 수 있고 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.

도 2는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)를 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들을 구현하여, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 송수신되는 사용자 데이터 및/또는 제어신호를 처리한다.

메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)를 송신 및/또는 수신한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환 한다.

도 3은 프레임 구조의 일예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 슈퍼프레임(Superframe, SU)은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header, SFH)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임의 가장 앞서 배치될 수 있으며, 공용 제어 채널(Common Control Channel)이 할당된다. 공용 제어채널은 슈퍼프레임을 구성하는 프레임들에 대한 정보 또는 시스템 정보와 같이 셀 내의 모든 단말들이 공통적으로 활용할 수 있는 제어정보를 전송하기 위하여 사용되는 채널이다.

하나의 프레임은 다수의 서브프레임(Subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 서브프레임은 6 또는 7개의 OFDMA 심볼로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하다. 프레임에는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임은 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 시간영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 따라서 상향링크 전송과 하향링크 전송은 동일한 주파수 대역을 차지하고 서로 다른 시간에 이루어질 수 있다. FDD 방식에서, 각 서브프레임은 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 따라서 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.

서브프레임은 적어도 하나의 주파수 구획(Frequency Partition)을 포함한다. 주파수 구획은 적어도 하나의 물리적 자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)으로 구성된다. 주파수 구획은 연속적(Contiguous/localized) PRU 및/또는 분산적(Distributed/non-contiguous) PRU를 포함할 수 있다. 주파수 구획은 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, FFR) 또는 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(Multicast and Broadcast Services, MBS)와 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.

PRU는 복수개의 물리적으로 연속적인 OFDMA 심볼과 복수개의 물리적으로 연속적인 부반송파를 포함하는 자원할당을 위한 기본적인 물리적 유닛으로 정의된다. PRU에 포함되는 OFDMA 심볼의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심볼의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심볼로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDMA 심볼로 정의될 수 있다. 논리적 자원유닛(Logical Resource Unit, LRU)은 분산적(distributed) 자원할당 및 연속적(contigious) 자원할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수개의 OFDMA 심볼과 복수개의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.

분산 자원유닛(Distributed Resource Unit, DRU)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DRU는 하나의 주파수 구획 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DRU의 물리적 크기는 PRU의 물리적 크기와 같다. DRU에서 분산된 각 부반송파 그룹을 형성하는 최소의 물리적으로 연속된 부반송파 단위는 하나 이상의 부반송파가 될 수 있다.

연속 자원유닛(Contiguous Resource Unit or Localized Resource Unit, CRU)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CRU의 물리적 크기는 PRU의 물리적 크기와 같다. CRU 및 DRU는 주파수 영역에서 FDM(frequency division multiplexing) 방식으로 지원될 수 있다.

도 4는 물리적 자원유닛의 맵핑의 일예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 시스템의 대역폭에서 사용되는 전체 부반송파는 PRU들을 구성한다. 하나의 PRU는 주파수 영역에서 18 부반송파를 포함하고 시간 영역에서 6 OFDMA 심볼 또는 7 OFDMA 심볼로 구성될 수 있다. PRU에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 서브프레임의 유형에 의존한다. 서브프레임의 유형에는 6 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 유형-1 및 7 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형-2가 있으나, 이에 제한되지 않으며 5 OFDMA 심볼, 9 OFDMA 심볼 등 다양한 수의 OFDMA 심볼을 포함하는 서브프레임 유형이 정의될 수 있다.

PRU들은 미리 정해진 PRU 파티셔닝(PRU partitioning) 방법에 따라서 서브밴드(subband) 및 미니밴드(miniband)로 나누어진다(S110). 서브밴드는 주파수 영역 에서 연속하는 PRU의 단위 또는 CRU를 형성하는 최소단위를 의미한다. 서브밴드의 주파수 영역의 크기는 4 PRU가 될 수 있다. 미니밴드는 분산되는 PRU의 단위 또는 DRU를 형성하는 단위를 의미한다. 미니밴드의 주파수 영역의 크기는 1 PRU 또는 PRU의 정수배가 될 수 있다. 전체 PRU에서 서브밴드의 크기인 4 PRU 단위로 선택되어 서브밴드 및 미니밴드로 할당될 수 있다. 서브밴드에 속하는 PRU를 PRU_SB라 하고 미니밴드에 속하는 PRU를 PRU_MB라 한다. 전체 PRU의 수는 PRU_SB의 수와 PRU_MB의 수의 합과 같다. 서브밴드의 PRU_SB 및 미니밴드의 PRU_MB는 재배열된다(reordered). 서브밴드의 PRU_SB는 0에서 (PRU_SB의 수-1)까지 넘버링되고, 미니밴드의 PRU_MB는 0에서 (PRU_MB의 수-1)까지 넘버링된다.

미니밴드의 PRU_MB는 각 주파수 구획에서 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 보장할 수 있도록 주파수 영역에서 뒤섞기 위해서 미니밴드 퍼뮤테이션(miniband permutation)된다(S120). 즉, 넘버링된 PRU_MB는 미리 정해진 퍼뮤테이션(또는 맵핑 규칙)에 따라 섞여서 PPRU_MS (permuted-PRU_MS)이 된다.

이후, PRU_SB 및 PRU_MB는 하나 이상의 주파수 구획으로 할당된다. 주파수 구획별로 CRU/DRU의 할당, 섹터 특정 퍼뮤테이션, 부반송파 퍼뮤테이션 등의 셀 특정 자원맵핑 과정이 수행된다.

이제, 페이징 메시지 전송의 지연을 방지하고 페이징 메시지를 유연하게 전 송할 수 있는 방법에 대하여 설명한다. 단말이 전력 소모를 줄이기 위하여 아이들 모드(idle mode)로 전환하는 과정 및 아이들 모드의 단말에 대한 페이징 메시지가 전송되는 과정에 대하여 설명한다. 그러나, 제안하는 페이징 메시지의 전송과정은 단말의 모드에 제한되지 않는다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 단말이 기지국과 일정 시간동안 데이터를 송신하지 않거나 수신하지 않을 때, 단말은 아이들 모드(idle mode)로 전환하기 위하여 기지국으로 등록취소 요청(deregister request; DREG-REQ) 메시지를 전송한다(S210).

등록취소 요청 메시지를 수신한 기지국은 페이징 컨트롤러(paging controller)와 단말 및 기지국 정보를 교환한다(S220). 페이징 컨트롤러는 단말에 대한 호(call) 또는 데이터 패킷의 전송을 위한 페이징 신호를 관리한다. 페이징 컨트롤러는 다수의 기지국들을 페이징을 위한 페이징 그룹으로 묶어서 관리할 수 있다. 페이징 그룹에 포함되는 다수의 기지국들은 하나의 페이징 그룹 ID(identifier)를 사용할 수 있다. 단말 및 기지국 정보에는 단말의 위치갱신 정보, 셀 ID, 페이징 그룹 ID 등이 포함된다.

기지국은 단말로 등록취소 지시(deregister command; DREG-CMD) 메시지를 전송한다(S230). 등록취소 지시 메시지는 등록취소 요청 메시지에 대한 응답이다. 등록취소 지시 메시지가 전송되지 않으면, 단말은 등록취소 요청 타이머(timer)가 만료된 후 등록취소 요청 메시지를 재전송할 수 있다. 등록취소 지시 메시지에는 페 이징 메시지의 전송주기에 대한 정보가 포함될 수 있다. 페이징 메시지의 전송주기 정보에는 페이징 주기(paging cycle), 페이징 오프셋(paging offset), 페이징 수신 간격(paging listening interval) 등의 정보가 포함된다. 페이징 주기는 페이징 메시지가 전송되는 주기를 의미하고, 페이징 오프셋은 페이징 주기에서 페이징 메시지가 전송되는 시점을 지시하며, 페이징 수신 간격은 페이징 메시지가 전송되는 시점에서 단말이 모니터링하여야 하는 시간을 의미한다. 예를 들어, 페이징 주기는 다수의 슈퍼프레임이 될 수 있고, 페이징 오프셋은 서브프레임 또는 프레임 단위로 지시될 수 있으며, 페이징 수신 간격은 하나의 슈퍼프레임 또는 하나 이상의 프레임 또는 하나 이상의 서브프레임이 될 수 있다.

등록취소 지시 메시지를 수신한 후, 단말은 아이들 모드로 전환한다(S240). 아이들 모드로 전환한 단말은 페이징 전송주기 정보에 따라 페이징 수신 간격동안 깨어나서 페이징 메시지를 모니터링하고, 자신에 대한 페이징 메시지가 없으며 기지국의 송신신호를 수신하지 않는 슬립 상태(sleep state)가 된다.

단말이 아이들 모드로 전환한 이후, 단말에 대한 호 또는 데이터 패킷의 전송이 발생하면, 페이징 컨트롤러는 기지국으로 페이징 알림(paging announcement) 메시지를 전송한다(S250).

기지국은 페이징 알림 메시지를 수신하면 단말에게 페이징 메시지를 전송한다(S260). 페이징 메시지에는 페이징 그룹 ID가 포함될 수 있다. 페이징 메시지는 브로드캐스트 채널(broadcast channel) 또는 하향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다. 페이징 메시지는 미리 지정된 자원영역을 통하여 전송될 수 있다. 페이징 메시지를 위한 자원영역은 적어도 하나의 CRU 또는 DRU를 포함할 수 있다. 페이징 메시지를 위한 자원영역은 하나의 페이징 주기에서 특정 프레임 또는 서브프레임을 의미할 수 있다.

페이징 메시지는 미리 지정된 자원영역을 통하여 전부 전송되지 않을 수 있으며, 나머지 페이징 메시지의 전송을 위한 자원영역의 확장 또는 단말의 페이징 수신 간격의 확장 여부를 지시하는 확장 플래그(extension flag)가 페이징 메시지에 포함될 수 있다. 확장 플래그는 다른 제어신호 또는 다른 제어채널을 통하여 페이징 메시지와 별도로 전송될 수도 있다. 확장 플래그는 1 비트의 비트수로 페이징 수신 간격의 확장 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 확장 플래그 비트값이 1이면 페이징 수신 간격의 확장이 있음을 의미하고, 확장 플래그 비트값이 0이면 페이징 수신 간격의 확장이 없음을 의미할 수 있다.

표 1은 페이징 메시지에 포함되는 확장 플래그의 일예를 나타낸다. 여기서는 확장 플래그가 1 비트의 비트수를 가지는 것으로 가정하였으나, 이는 제한이 아니다.

여기서는 페이징 메시지를 전송하기 위한 미리 정의된 서브프레임 또는 프레임 또는 슈퍼프레임이 확장 플래그의 비트값이 '0'이면 확장되지 않고 '1'이면 확장되는 것으로 나타내었으나, 이와 반대로 페이징 메시지를 전송하기 위한 미리 정의된 서브프레임 또는 프레임 또는 슈퍼프레임이 확장 플래그의 비트값이 '0'이면 확장되고 '1'이면 확장되지 않는 것으로 정의될 수 있다.

확장 플래그가 페이징 수신 간격의 확장을 의미할 때, 페이징 수신 간격은 기지국과 단말 간에 미리 정의된 시간만큼 확장될 수 있다. 아이들 모드의 단말은 확장 플래그를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면 확장되는 페이징 수신 간격까지 깨어진 상태(awake state)를 유지한다. 예를 들어, 페이징 수신 간격은 서브프레임 단위 또는 프레임 단위 또는 슈퍼 프레임 단위로 확장될 수 있다. 단말은 페이징 메시지가 전송되는 서브프레임의 다음의 서브프레임까지 페이징 수신 간격을 확장하여 모니터링할 수 있다. 또는 단말은 페이징 메시지가 전송되는 프레임의 다음의 프레임까지 페이징 수신 간격을 확장하여 모니터링할 수 있다. 또는 단말은 페이징 메시지가 전송되는 슈퍼프레임의 다음의 슈퍼프레임까지 페이징 수신 간격을 확장하여 모니터링할 수 있다.

페이징 메시지를 위하여 미리 지정된 자원영역을 통하여 페이징 메시지의 전부를 전송할 수 없는 경우, 기지국은 페이징 메시지의 나머지 부분을 확장된 페이징 수신 간격 내에서 확장된 자원영역을 통하여 전송한다(S270). 예를 들어, 페이징 메시지의 나머지 부분은 확장 플래그를 포함한 페이징 메시지가 전송된 프레임에서 가장 빠른 연속하는 프레임을 통하여 전송될 수 있다.

단말은 자신에 대한 페이징 메시지 및/또는 나머지 페이징 메시지가 수신되면 활성모드(active mode)로 전환한다(S280). 활성모드는 기지국의 송신신호를 지속적으로 수신할 수 있는 단말의 일반적인 상태를 의미한다. 만일, 페이징 메시지 및/또는 나머지 페이징 메시지가 자신에 대한 페이징 메시지가 아닌 경우, 단말은 전력소모를 줄이기 위하여 다음의 페이징 주기까지 슬립 상태로 되돌아간다. 활성모드로 전환한 단말은 기지국과의 통신을 수행한다(S290).

이제, 나머지 페이징 메시지의 전송을 위한 계층적 프레임 구조에서 자원영역의 확장에 대하여 설명한다. 계층적 프레임 구조는 하향링크 서브프레임 및 상향링크 서브프레임이 시간 영역에서 구분되는 TDD(time division duplex) 구조인 것으로 가정하지만, 제안하는 페이징 메시지의 전송과정은 FDD(frequency division duplex) 프레임 구조에도 적용될 수 있다. 제안하는 페이징 메시지의 전송과정은 프레임 구조에 제한되지 않는다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조에서 페이징 메시지의 전송을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 페이징 주기(paging cycle)가 5 슈퍼프레임(SU)이고, 페이징 오프셋(paging offset)이 SU1의 시작점을 지시한다(예를 들어, 페이징 오프셋은 SU0의 시작점을 기준으로 하나의 슈퍼프레임을 나타낼 수 있다)고 가정한다. 즉, SU1의 시작점에서 단말의 페이징 수신 간격(paging listening interval)이 시작된다. 그리고 페이징 수신 간격은 1 슈퍼프레임이라고 가정한다.

프레임 #1의 두 번째 하향링크 서브프레임이 페이징 메시지의 전송을 위하여 미리 지정되었다고 하자. 이하, 페이징 메시지의 전송을 위해 미리 지정되는 하향링크 서브프레임을 페이징 서브프레임이라 한다. 기지국은 페이징 서브프레임을 통하여 페이징 메시지를 전송한다. 페이징 서브프레임을 통하여 확장 플래그가 전송될 수 있다.

페이징 서브프레임을 통하여 페이징 메시지 전부를 전송할 수 없는 경우, 기지국은 페이징 서브프레임에 연속하는 가장 빠른 하향링크 서브프레임(프레임 #1의 세 번째 하향링크 서브프레임)을 통하여 나머지 페이징 메시지를 전송한다. 이하, 나머지 페이징 메시지의 전송을 위하여 지정되는 하향링크 서브프레임을 확장 서브프레임이라 한다. 확장 플래그의 비트값이 '1'로써 페이징 메시지 전송을 위한 하향링크 서브프레임 단위의 확장을 나타낼 수 있다. 확장 서브프레임을 통하여 나머지 페이징 메시지가 전송된다.

아이들 모드의 단말은 하향링크 서브프레임의 확장을 나타내는 확장 플래그를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면 슬립상태(sleep state)로 들어가지 않고 깨어진 상태(awake state)를 유지한다. 즉, 확장 플래그는 단말의 페이징 수신 간격이 서브프레임의 크기만큼 확장됨을 의미할 수 있다. 단말은 확장 서브프레임을 모니터링하여 나머지 페이징 메시지를 수신한다. 단말은 페이징 서브프레임 및 확장 서브프레임을 통하여 전체 페이징 메시지를 수신할 수 있으며, 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 있는지 여부를 확인한다. 단말은 전체 페이징 메시지를 확인하여 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 없으면 슬립상태로 되돌아가고, 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 있으면 통신을 위한 활성 모드로 전환한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 구조에서 페이징 메시지의 전송을 나타낸다. 도 6과 비교하여 설명하면, 확장 플래그의 비트값이 '0'으로써 페이징 메시지 전송을 위한 하향링크 서브프레임의 확장이 없음을 나타낸다. 즉, 페이징 메시지는 페이징 서브프레임을 통하여 전송되며, 확장 서브프레임은 할당되지 않는다. 아이들 모드의 단말은 확장 서브프레임이 할당되지 않음을 지시하는 확장 플래그를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면 슬립상태(sleep state)로 들어가서 전력 소모를 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레임 구조에서 페이징 메시지의 전송을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 페이징 주기가 5 슈퍼프레임(SU)이고, 페이징 오프셋이 SU1의 시작점을 지시하고, 페이징 수신 간격이 1 슈퍼프레임이라고 할 때, 프레임 #1의 두 번째 하향링크 서브프레임이 페이징 서브프레임이라고 하자. 페이징 서브프레임을 통하여 확장 플래그를 포함한 페이징 메시지가 전송된다.

페이징 서브프레임이 포함된 미리 정의된 프레임 #1을 통하여 페이징 메시지 전부를 전송할 수 없는 경우, 프레임 #1에 연속하는 가장 빠른 프레임인 프레임 #2를 통하여 나머지 페이징 메시지가 전송된다. 이때, 확장 플래그는 페이징 메시지 전송을 위하여 프레임 단위의 확장을 나타낸다(예를 들어, 확장 플래그 = 1). 확장된 프레임(프레임 #2)에는 나머지 페이징 메시지를 전송하기 위한 확장 서브프레임이 포함될 수 있으며, 나머지 페이징 메시지는 확장 서브프레임을 통하여 전송될 수 있다. 프레임 #2의 확장 서브프레임은 프레임 #1의 페이징 서브프레임과 프레임 상에서 동일한 위치의 서브프레임에 위치할 수도 있고 다른 위치의 서브프레임에 위치할 수도 있다.

아이들 모드의 단말은 프레임 단위의 확장을 나타내는 확장 플래그를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면 슬립상태로 들어가지 않고 깨어진 상태를 유지할 수 있다. 즉, 확장 플래그는 단말의 페이징 수신 간격이 프레임 크기만큼 확장됨을 의미할 수 있다. 단말은 현재의 프레임에서 페이징 메시지 전부를 수신하지 못하면, 다음의 연속하는 프레임에서 나머지 페이징 메시지를 확인한다. 다음의 연속하는 프레임에서 나머지 페이징 메시지에도 확장 플래그가 프레임 단위의 확장을 나타낼 수 있으며, 단말은 그 다음의 연속하는 프레임에서 계속해서 나머지 페이징 메시지를 수신한다. 단말은 확장된 프레임을 모니터링하여 나머지 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 단말은 전체 페이징 메시지를 확인하여 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 없으면 슬립상태로 되돌아가고, 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 있으면 통신을 위한 활성 모드로 전환한다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레임 구조에서 페이징 메시지의 전송을 나타낸다. 도 8과 비교하여 설명하면, 페이징 서브프레임을 통하여 페이징 메시지 전부를 전송할 수 없는 경우, 페이징 서브프레임이 포함된 슈퍼프레임 SU1에 연속하는 가장 빠른 슈퍼프레임 SU2를 통하여 나머지 페이징 메시지가 전송된다. 확장 플래그는 페이징 메시지 전송을 위하여 슈퍼프레임 단위의 확장을 나타낸다(예를 들어, 확장 플래그 = 1). 확장된 슈퍼프레임 SU2에는 나머지 페이징 메시지를 전송하기 위한 확장 서브프레임이 포함될 수 있으며, 확장 서브프레임은 슈퍼프레임 SU1의 페이징 서브프레임과 슈퍼프레임 상에서 동일한 위치의 서브프레임 또는 프레임에 위치할 수 있고 다른 위치의 서브프레임 또는 프레임에 위치할 수도 있다. 또는, 연속하는 가장 빠른 프레임인 프레임 #2의 첫 번째 서브프레임에서부터 남아있는 서브프레임까지를 통하여 나머지 페이징 메시지가 전송될 수 있다.

아이들 모드의 단말은 슈퍼프레임 단위의 확장을 나타내는 확장 플래그를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면 슬립상태로 들어가지 않고 다음의 슈퍼프레임까지 깨어진 상태를 유지할 수 있다. 즉, 확장 플래그는 단말의 페이징 수신 간격이 슈퍼프레임 크기만큼 확장됨을 의미할 수 있다. 단말은 확장된 슈퍼프레임을 모니터링하여 나머지 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 단말은 전체 페이징 메시지를 확인하여 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 없으면 슬립상태로 되돌아가고, 자신에게 전달되는 페이징 메시지가 있으면 통신을 위한 활성 모드로 전환한다.

이상, 도 6 내지 9에서 1 비트의 확장 플래그가 페이징 메시지에 포함되는 것으로 설명하였으나, 확장 플래그는 항상 페이징 메시지에 포함되지 않고 옵션적 파라미터(optional parameter)로 페이징 메시지에 포함될 수 있다. 즉, 확장 플래그는 필요에 따라 페이징 메시지에 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 표 2는 페이징 메시지 전송의 확장을 위한 옵션적 파라미터를 표현한 일예이다.

상술한 페이징 메시지 전송과정에서 전송할 나머지 페이징 메시지가 없고, 나머지 페이징 메시지의 전송을 위한 미리 정의된 하향링크 서브프레임 또는 프레임 또는 슈퍼프레임의 확장이 필요하지 않은 경우에는 확장 플래그와 같은 정보가 페이징 메시지에 포함되지 않을 수 있다. 확장 플래그가 옵션적으로 페이징 메시지에 포함되므로 무선자원의 낭비를 줄일 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 MAP 정보를 통한 확장 플래그의 전송을 나타낸다. TDD 프레임 구조를 예로 들어 설명하나 프레임의 구조는 제한이 아니다.

도 10을 참조하면, TDD 프레임은 시간영역에서 하향링크 영역(DL) 및 상향링크 영역(UL)으로 구분된다. 슈퍼프레임에서 가장 앞선 프레임의 경우 프레임에서 가장 앞선 부분에 슈퍼프레임 헤더(superframe header, SFH)가 위치할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더에는 시스템 정보와 같은 브로드캐스트 정보가 포함된다. 하향링크 영역에는 다수의 하향링크 서브프레임이 포함되고, 하향링크 서브프레임에는 유니캐스트 제어정보(unicast control information)가 할당될 수 있다. 유니캐스트 제어정보는 A-MAP(Advanced MAP)을 통하여 전송된다. A-MAP 영역은 모든 하향링크 서브프레임에 할당될 수도 있고, 정해진 하향링크 서브프레임에만 할당될 수도 있다.

A-MAP에는 사용자 특정 제어정보(user-specific control information) 및 비사용자 특정 제어정보(non-user-specific control information)가 실릴 수 있다. 사용자 특정 제어정보는 HARQ(hybrid auto repeat request) 귀환 정보, 전력 제어정보, 할당 정보로 나누어진다. 이에 따라, A-MAP은 비사용자 특정 A-MAP, HARQ 귀환 A-MAP, 전력제어 A-MAP, 할당 A-MAP으로 구분될 수 있다. 비사용자 특정 A-MAP에는 특정 사용자 또는 특정 사용자 그룹에 대한 정보가 실리지 않고 다른 A-MAP들을 디코딩하기 위한 정보가 실린다. HARQ 귀환 A-MAP에는 상향링크 데이터 전송에 대한 ACK/NACK(acknowledgement/non-acknowledgement) 정보가 실린다. 전력제어 A-MAP에는 단말에 대한 전력제어 지시가 실린다. 할당 A-MAP에는 다양한 유형의 자원할당 정보가 실린다.

미리 지정된 자원영역을 통하여 페이징 메시지 전부를 전송하지 못하는 경우, 나머지 페이징 메시지의 전송을 위한 자원영역의 확장 또는 단말의 페이징 수신 간격의 확장을 위하여 A-MAP 영역에 페이징 메시지 A-MAP이 할당될 수 있다. 페이징 메시지 A-MAP은 페이징 메시지의 정보를 지시한다. 페이징 메시지 A-MAP은 다수의 할당 A-MAP 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

표 3은 페이징 메시지 A-MAP의 일예를 나타낸다.

페이징 메시지 A-MAP을 통하여 확장 플래그가 전송될 수 있다. 따라서, 페이징 메시지는 데이터 영역을 통하여 전송되고, 확장 플래그는 A-MAP 영역을 통하여 전송될 수 있다. 나머지 페이징 메시지는 연속하는 가장 빠른 서브프레임(또는 프레임 또는 슈퍼프레임)을 통하여 전송될 수 있다. 단말은 페이징 메시지 A-MAP을 통하여 페이징 수신 간격의 확장이 있음을 알 수 있다.

한편, 페이징 메시지는 다수의 메시지로 분할(fragmentation)되어 전송될 수 있다. 페이징 메시지가 다수의 메시지로 분할될 경우, 각 메시지에는 분할 서브헤드(fragmentation subheader, FSH)가 부가되어 전송된다. 표 4는 다수의 메시지에 부가되는 분할 서브헤드의 일예를 나타낸다.

단말은 분할된 페이징 메시지를 수신하고 분할 서브헤드를 확인한다. FC 필드 값이 11이면, 단말은 계속해서 페이징 수신 간격 동안 나머지 페이징 메시지를 수신한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 메시지의 전송에 따른 단말의 동작을 나타낸다.

도 11을 참조하면, 아이들 모드의 단말은 전력 소모를 줄이기 위하여 신호의 송수신을 억제하는 파워세이빙(power saving) 상태에서 페이징 주기 및 페이징 오프셋이 지시하는 시점에서 깨어나 페이징 메시지를 수신할 수 있는 수신(listening) 상태가 된다. 파워세이빙 상태는 앞서 설명한 슬립상태를 말하며, 수신 상태는 깨어진 상태(awake state)를 말한다. 일반적으로 단말은 페이징 메시지가 전송되지 않는 페이징 불가 구간(paging unavailable interval) 동안 파워세이빙 상태로 동작한다.

예를 들어, 페이징 오프셋이 지시하는 프레임(또는 슈퍼프레임)에서 단말은 수신 상태로 전환하여 페이징 메시지를 수신한다. 페이징 주기 #0에서와 같이, 수신된 페이징 메시지에 확장 플래그가 포함되면, 단말은 연속하는 다음의 프레임까지 수신 상태를 유지하고 모니터링한다. 연속하는 프레임에서 페이징 메시지의 나머지 부분을 모두 수신하지 못한 경우에는 계속해서 연속하는 프레임들을 모니터링한다. 페이징 수신 간격동안 페이징 메시지 전부를 수신하지 못한 경우, 단말은 페이징 수신 간격을 연장하여 수신 상태를 유지하고 연속하는 프레임들을 모니터링한다. 단말은 페이징 메시지 전부를 수신하여 페이징 메시지가 자신에게 전달되는 페이징이 아닌 경우에는 파워세이빙 상태로 되돌아간다. 페이징 주기 #1에서와 같이, 수신된 페이징 메시지에 확장 플래그가 포함되지 않고 나머지 페이징 메시지가 전송되지 않는 경우, 단말은 페이징 수신 간격 동안 수신 상태를 유지하고 페이징 수신 간격이 종료되면 파워세이빙 상태로 되돌아간다. 전체 페이징 메시지가 자신의 페이징 메시지인 경우에는 단말은 통신을 위한 활성 모드로 전환한다.

여기서는 확장 플래그가 페이징 메시지에 항상 포함되는지 않을 수 있다는 가정 하에 확장 플래그의 포함 여부에 따라 페이징 수신 간격의 확장 여부가 결정되는 것으로 나타내었다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 확장 플래그는 항상 페이징 메시지에 포함될 수 있으며, 확장 플래그의 비트값에 따라 페이징 수신 간격의 확장 여부가 결정될 수 있다.

이와 같이, 페이징 수신 간격의 확장 여부를 지시하는 확장 플래그를 이용하여 페이징 메시지의 전송을 위해 미리 정의된 자원영역을 확장할 수 있으며, 페이징 메시지의 전송 지연을 줄일 수 있다. 따라서, 단말은 자신의 페이징 메시지를 신속하게 찾을 수 있으며 활성 모드로의 전환을 신속하게 수행할 수 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.