IOT 환경에서 단말기의 전력소모절감을 위한 비연속적 수신(DRX) 및 스케줄링 최적화 방안

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 사물인터넷(IOT) 환경에 있어서 상향링크 트래픽에 허용 가능한 지연수준에서 개별적으로 지연 오프셋을 적용하여 상향링크 트래픽을 DRX 온 듀레이션(On duration) 구간과 정렬하여 슬립구간을 증가시키며, DRX 주기가 동적으로 변화함에 따라 상향링크의 SR 전송타이밍과 DRX 온 듀레이션(On duration) 주기의 시차가 허용가능한 지연의 임계치를 넘는 경우 상향링크와 하향링크 트래픽의 정렬 모드로 전환하여 추가적으로 슬립구간을 늘리도록 하고 이를 효율적으로 전환하는 방안을 제시한다. 또한 상향링크와 하향링크 트래픽의 정렬시 상향링크와 하향링크 사이에 정렬기회를 높이기 위해 허용 가능한 지연수준에서 지연 타이머를 적용하도록 하며, 기존의 3GPP 표준과 호환성을 지원하기 위해 비연속적 수신(DRX) 한 주기의 슬립구간 중 추가적으로 웨이크 업 활성 기회를 갖도록 서브 온 듀레이션(Sub On Duration)을 타이머를 적용하는 방안을 제시한다.

시뮬레이션 결과 각 DRX 주기별 슬립 향샹률이 1.24 %~25.4 %로 향상되는 것을 확인할 수 있었고, 특히 IOT 환경 중 특정 이벤트에 따라 업링크 및 다운링크가 빈번해지는 경우 각 DRX 주기별 슬립 향샹률은 33.1 %까지 향상되는 것을 확인하였다.

이를 통해 본 제안을 적용함으로써 단말의 슬립구간을 늘리고 배터리 소모를 절약할 수 있음을 확인할 수 있었고 또한 시뮬레이션시 NB-IOT 규격에 정의된 파라미터를 사용하였으므로 향후 IOT 환경을 갖는 여러 상용 네트워크에서도 제안된 방안이 적용 가능할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, the Internet of Things has been activated, and power consumption reduction of terminals is becoming important. Accordingly, in LTE and NB-IOT systems, DRX (Discontinous Reception) and e-DRX are
applied to reduce battery consumption, but since the DRX cycle is adjusted only in terms of downlink traffic, in the IOT environment of case that is focused on uplink traffic, terminal is frequently activated by uplink traffic
and downlink traffic. so there is a problem in that the period in which the terminal can sleep is reduced. Accordingly, this paper proposes a method of aligning with the DRX ON period by individually applying a Delay offset to the uplink traffic generated at an allowable delay. and At this time, as the DRX cycle changes dynamically, uplink SR transmission timing and When the time difference of the DRX ON period exceeds the threshold of allowable delay, it switches to the alignment of uplink and downlink traffic to further increase the sleep interval, and At this time, applies a delay timer to increase the alignment opportunity between the uplink and downlink. Suggestions. Through this, it is possible to improve the sleep period while minimizing the performance degradation related to delay in an uplink-oriented IOT environment.

As a result of comparative analysis through simulation, the proposed method was confirmed to have increased the sleep period, and based on this, it is expected that it can be used in commercial networks in the future.