종래에는 단말은 일반적인 피어-투-피어(Peer-to-Peer: 이하 "P2P"라 칭함) 통신을 하기 위해 이동통신 시스템에 할당되어 있는 주파수 대역이 아닌 별도의 다른 주파수 대역을 사용하고 있다. 또한, 다른 주파수 대역 신호를 처리하기 위해서 별도의 RF 송수신 장치를 사용하고 있다. 예를 들면, 적외선 무선통신(IrDA) 또는 블루투스(Bluetooth) 통신 등이 P2P 통신에 이용되고 있다. 하지만, P2P 통신과 이동통신이 같은 주파수 대역을 사용하는 경우, 효율적인 자원 운용 방안을 사용하여 간섭문제를 해결한다면 각 전송 대역을 유연하게 조정하여 더 향상된 대역폭 효율 을 기대할 수 있다. 이를 위해 현재 유럽을 중심으로 윈너 시스템(WINNER SYSTEM) 프로젝트가 진행되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이동통신 시스템에서 단말의 상태천이를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 단말의 천이상태는 제 1 활성화상태(제 1 active state)(100), 비활성화 상태(inactive state)(102), P2P 활성화 상태(P2P active state)(108)로 구분할 수 있다.
상기 제 1 활성화상태(100)는 단말이 다른 단말과 기지국을 통해 통신을 하고 있는 상태이고, 비활성화 상태(102)는 단말이 통신을 하지 않고 대기하고 있는 상태이고, 상기 P2P 활성화상태(108)는 단말이 다른 단말 직접 P2P 통신하는 상태이다.
일반적인 상기 제 1 활성화상태(100)의 단말은 일정시간 동안 기지국으로부터 연결요청이 없으면, 전력소모를 줄이기 위해 비활성화 상태(102)로 천이 되어 일정시간 동안 데이터를 수신하지 않는다. 그리고, 이동통신이 종료(104)되면 상기 비활성화 상태(102)로 천이 된다.
상기 비활성화 상태(102)에서 정해진 시간 동안 기지국으로부터 수신할 데이터가 있는지, 핸드오버가 필요한지 등을 확인하기 위해 짧은 교신을 한 뒤 정해지 시간이 지나면 수신 중지상태로 되돌아간다. 만약, 상기 비활성화 상태(102)에서 기지국으로부터 연결요청(106)이 있으면 상기 제 1 활성화상태(100)로 천이된다.
하지만, P2P 통신과 이동통신이 동일 주파수 대역을 사용하는 경우에 P2P 통신은 이동통신과 별도 독립 모드로 운영되기 때문에, 상기 비활성화 상태(102)에서 P2P 통신을 원하는 단말이 접속요청을 해 올 경우에는 단말은 P2P 접속 요청 메시지를 처리하지 못한다. 따라서, P2P 통신을 위해서 사용자가 수동적으로 P2P 활성화 상태(110)로 천이시켜 주어야 하는데, 이 경우에는 신속한 P2P 접속이 이루어 지지 않는 단점이 있다.
상술한 바와 같이, 기존 P2P 통신을 위해 이동통신과 다른 주파수 대역을 사용해 왔기 때문에, 별도의 RF 모듈이 필요했으며, 접속방법 또한 이동통신과는 별도의 모드로 동작하도록 설계 및 운영되어왔다. 또한, P2P 통신과 이동통신이 동일 주파수 대역을 사용하는 경우에는 RF 모듈도 단일 모듈을 사용하게 되지만, 이로 인해 P2P를 별도의 독립 모드로 운영할 수 없는 문제가 발생한다. 다시 말해, 단말은 비활성화(inactive) 모드에서 기지국 하고만, 특정 구간 동안에 데이터 교환이 가능하기 때문에 P2P 통신을 위한 주변 단말들이 보내는 P2P 접속 요청 메시지를 상기 비활성화 모드에 있는 단말은 처리를 할 수 없어서 P2P 통신 접속이 어려운 문제가 발생할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 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.
이하, 본 발명은 P2P 통신과 이동통신 시 같은 주파수 대역을 사용하는 경우(단일 RF Module), 단말의 비활성화 모드(inactive)에 P2P 사전 활성화(P2P_pre_active) 모드를 적용함으로써 단말이 수면모드(sleep mode)나, 비활성화 모드에 있을 경우에도 P2P 통신을 요청할 경우에 P2P 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 P2P 통신을 위한 단말의 상태천이를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, P2P 매체접근제어(Medium Access Control: MAC) 동작 상태는 P2P 활성화상태(P2P_Active)(200), P2P 사전 활성화상태(P2P_pre_active)(210)로 구성된다.
상기 P2P 활성화상태(200)는 실제 데이터를 송수신하고 있는 RxTx 상태(201), 데이터 송수신을 하고 있지 않으나 호(call)가 열려 있는 P2P-sleep 상태(202)로 구분된다. 상기 RxTx 상태(201)는 역방향 혹은 순방향 데이터 채널을 할당받아 실제 데이터를 송수신하고 있는 단말이 속하는 매체접근제어 동작 상태로 정의된다. 상기 P2P-sleep 상태(202)는 현재 역방향 데이터 채널을 할당받지는 않았으나 데이터 발생 확률이 높거나 서비스품질(Quality Of Service: QoS) 레벨이 높아 원하는 경우 비경쟁(contentionless) 모드로 신속히 상기 P2P 활성화상태(200)로 천이할 수 있도록 전용 제어채널을 할당받은 단말들이 속하는 상태이다. 상기 P2P-sleep 상태(202)의 단말들은 항상 신호채널(signal channel)을 수신하고 있으므로 순방향 데이터 발생시에는 별도의 절차나 지연없이 바로 상기 RxTx 상태(201)로 천이 가능하다.
상기 P2P 사전 활성화상태(210)로 천이된 단말은 P2P 통신을 위해 피어(Peer) 단말이 전송하는 비이콘(beacon) 메시지(접속요청 메시지) 수신이 가능해서, P2P 통신을 위한 데이터 채널을 점유하고 있지 않아도 피어 단말이 보내는 접속요청 메시지(beacon)를 바로 수신 가능하고, P2P Rx/Tx(201)로 바로 천이가 가능 하기 때문에 피어 단말의 P2P 연결요청을 신속히 처리 가능하다.
상기 P2P 활성화상태(200)에서 P2P 종료(205)가 일어나면 상기 P2P 사전 활성화상태(210)로 천이되고, 상기 P2P 사전 활성화상태(210)에서 P2P 연결요청(206)이 일어나면 상기 P2P 활성화상태(200)로 천이된다. 상세한 상기 P2P 사전 활성화상태(210)에 대한 설명은 하기 도 3에서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 단말의 상태천이를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 단말의 매체접근제어 동작 상태는 이동통신 활성화상태(Cellular-active)(300), 유휴상태(idle)(310), P2P 활성화상태(P2P_Active)(320)로 구성된다.
상기 이동통신 활성화상태(300)는 실제 데이터를 송수신하고 있는 RxTx 상태(301), 데이터 송수신을 하고 있지 않으나 호(call)가 열려 있는 수면(sleep)상태(302)로 구분된다. 상기 RxTx 상태(301)는 역방향 혹은 순방향 데이터 채널을 할당받아 실제 데이터를 송수신하고 있는 단말이 속하는 매체접근제어 동작 상태로 정의된다. 상기 이동통신 활성화상태(300)의 상기 RxTx 상태(301)에서 송수신이 해제(release)되면(303) 상기 수면상태(302)로 천이된다. 반대로, 상기 수면상태(302)에서 송수신하기 위해 다시 액세스가 필요하면(305) 즉 자원할당이 되면 상기 RxTx 상태(301)로 천이된다. 상기 수면상태(302)는 이동통신을 위한 대기모드 상태로써 현재 역방향 데이터 채널을 할당받지는 않았으나 데이터 발생 확률이 높 거나 서비스품질 레벨이 높아, 신속히 전용 제어채널을 할당받을 수 있는 상태이다. 여기서, 상기 이동통신 활성화상태(300)에서 상기 유휴상태(310)로 천이하는 경우는 먼저 상기 이동통신 활성화상태(300)인 단말이 일정기간 통신이 없는 상태이거나, 두 번째 상기 이동통신 활성화상태(300)인 단말이 정상적으로 호 종료(call-termination) 되거나, 상기 이동통신 활성화상태(300)인 단말이 정상적으로 호 종료된 후 일정시간 동안 통신이 없는 상태가 되면 상기 유휴상태(310)로 천이(308)된다.
상기 이동통신 활성화상태(300)와 유사하게 상기 P2P 활성화상태(320)는 P2P 통신을 위한 실제 데이터를 송수신하고 있는 RxTx 상태(321), 데이터 송수신을 하고 있지 않으나 호(call)가 열려 있는 P2P 수면상태(322)로 구분된다. 상기 RxTx 상태(321)는 P2P 통신을 위한 역방향 혹은 순방향 데이터 채널을 할당받아 실제 데이터를 송수신하고 있는 단말이 속하는 매체접근제어 동작 상태로 정의된다. 상기 P2P 활성화상태(320)의 상기 RxTx 상태(321)에서 송수신이 해제(release)되면(323) 상기 P2P 수면상태(322)로 천이된다. 반대로, 상기 P2P 수면상태(322)에서 송수신하기 위해 다시 액세스가 필요하면(305) 상기 RxTx 상태(321)로 천이된다. 상기 P2P 수면상태(322)는 P2P 통신을 위한 대기모드 상태로써 현재 역방향 데이터 채널을 할당받지는 않았으나 데이터 발생 확률이 높거나 서비스품질 레벨이 높아, 신속히 전용 제어채널을 할당받을 수 있는 상태이다. 여기서, 상기 P2P 활성화상태(320)에서 상기 비활성화상태(310)로 천이하는 경우는 먼저 상기 P2P 활성화상태(320)인 단말이 일정기간 P2P 통신이 없는 상태이거나, 두 번째 상기 P2P 활성화 상태(320)인 단말이 정상적으로 P2P 종료(P2P termination) 되거나, 상기 P2P 활성화상태(320)인 단말이 정상적으로 P2P 종료된 후 일정시간 동안 통신이 없는 상태가 되면 상기 유휴상태(310)로 천이(326)된다.
상기 유휴상태(310)에서 단말은 호출채널 감시, 유휴 핸드오프, 호출채널 메시지 등을 수신할 수 있다. 본 발명에 더하여, P2P 통신을 위해 피어 단말이 전송하는 비이콘(beacon) 메시지 등을 수신할 수 있는 P2P 사전 활성화상태(311)를 포함한다. 이를 위해, 상기 P2P 사전 활성화상태(311)는 상기 이동통신 활성화상태(300)에서 호 종료(308)가 일어나거나 또는 상기 P2P 활성화상태(320)에서 P2P 종료(326)가 일어나면 천이된다. 반면, 상기 P2P 사전 활성화상태(311)에서 페이징 혹은 대역폭 요청(307)이 발생하면 상기 RxTx 상태(301)로 천이되고, P2P 접속요청이 일어나면 상기 RxTx 상태(321)로 천이된다. 이로써, 상기 P2P 사전 활성화상태(311)에서 이동통신을 위한 제어 메시지와 P2P 통신을 위한 제어 메시지를 수신할 준비를 한다.
예를 들면, 단말이 상기 P2P 사전 활성화상태(311)로 천이한 뒤, P2P 접속요청을 위해 수신 가능한 메시지에는 "P2P_SETUP_READY", "P2P_SLP_REQ" 등이 있는데, P2P_SETUP_READY 메시지는 피어 단말을 찾기 위해 기지국이 단말들에게 방송(broadcasting) 하는 메시지로, 이 메시지를 받은 단말은 P2P 활성화 상태(320)의 (Rx/Tx)(321) 상태로 전환해서 주변 단말의 메시지를 받을 준비를 한다. 또한, 상기 P2P 활성화상태(320) 모드는 Group sleep mode에도 적용할 수 있는데, P2P_SLP_REQ 메시지는 단말이 P2P 수면상태(322)에 있을 경우, peer 단말이 Group sleep mode 신청을 위해 사용된다.
P2P 사전 활성화상태(311) 모드에서의 P2P 동작 설명은 다음과 같다.
Rx 링크 데이터 트래픽 발생 시, P2P Neighbor Discovery(PND)과 Direct P2P Neighbor Discovery(DPNR) 메커니즘에 의해, 기지국으로부터 P2P_setup_ready 신호를 받으면 P2P 활성화상태(320)로 천이하고, P2P 통신을 원하는 Peer 단말로 부터 PNR_REQ와 P2P_setup_neighbor_req 메시지를 받음으로써 P2P 연결 셋업이 완료되게 된다.
Tx 링크 데이터 트래픽 발생 시, 단말은 CAP(Contention Access Period) 기반의 P2P 연결절차를 통해 기지국에 P2P_setup_req 메시지 전송하게 되면, 기지국은 P2P_setup_ready 메시지를 단말들에게 방송하게 되고, 이후에 PNR_req(P2P Neighbor Report) 메시지를 단말에 전송하면, 수신 단말은 PNR 응답 메시지를 기지국 또는 PNR_req 메시지 송신 단말에 직접 전송하게 된다. 이후에 P2P 요청 단말은 P2P_setup_neighbor_req 메시지를 전송, P2P 연결 셋업을 완료하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 단말의 상태천이 흐름도를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 단말은 400 단계에서 제 1 매체접근 제어계층에서 단말의 상태를 무선자원을 할당받을 수 있는 이동통신 활성화상태, P2P 통신을 위한 매체접근 제어계층에서 단말의 상태를 무선자원을 할당받을 수 있는 P2P 활성화상태, 그리고 P2P 통신을 위해 상대 단말이 전송하는 비이콘(beacon) 메시지를 수신할 수 있는 P2P 사전 활성화상태를 확인한다.
이후, 상기 단말은 402 단계에서 P2P 통신을 하는 상태로 확인되면 404 단계로 진행하여 P2P가 종료될 때까지 P2P 활성화상태를 유지한다. 이후, 상기 단말은 408 단계에서 P2P 종료되면 412 단계로 진행하여 P2P 사전 활성화상태를 유지한다.
만약, 상기 단말은 402 단계에서 이동통신 활성화상태로 확인되면, 406 단계로 진행하여, 이동통신이 종료될 때까지 이동통신 활성화상태를 유지한다. 이후, 상기 단말은 410 단계에서 이동통신이 종료되면 412 단계로 진행하여 P2P 사전 활성화상태를 유지한다. 따라서, 상기 단말은 상기 P2P 사전 활성화상태에서 이동통신을 위한 제어 메시지와 P2P 통신을 위한 제어 메시지를 수신할 준비를 한다.
이후, 상기 단말은 본 발명의 알고리즘을 종료한다.
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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.