본 논문에서는 IEEE 802.16e 기반 Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) 이동 단말의 전력 소모 최소화를 위한 최적 휴면 기법 (sleep mode)을 제안한다. 802.16e 표준에 정의된 sleep 모드 단말은 항상 현재 접속 중인 기지국 (BS)과 상태 정보를 유지해야 하므로, 단말이 기지국을 이동할 때마다 새로운 기지국과 sleep 상태를 재 협상해야 한다. 따라서 sleep 모드는 단말의 이동성이 클수록 헨드오버 (handover)에 의해 불필요한 전력 소모가 증가한다. 이에 따라 본 논문에서는 단말의 이동성은 사용자의 호 사용 패턴과 무관하다는 것에 착안하여 헨드오버에 따른 불필요한 베터리 소모를 제거할 수 있는 최적 휴면 기법을 제안한다. 본 논문에서는 제안 기법의 성능을 전력 소모량과 착신 호의 초기 응답 시간 측면에서 수학적으로 분석하였고 모의 실험을 통해 제안한 분석 모델을 검증하였다. 또한 기존 sleep 모드와 제안 기법의 성능을 모의 실험을 통해 비교하여 제안 기법은 기존 sleep 모드에 비해 수용 가능할 만큼의 초기 응답 시간을 증가시키지만 전력 소모량을 보다 많이 줄일 수 있다는 것을 검증하였다.
In this paper, we propose and analyze the optimized sleep mode for a mobile node (MN) in IEEE 802.16e wireless metropolitan area networks. Because a MN in a sleep mode specified in 802.16e specification should maintain state information with the base station currently attached, it must renew sleep state with a new base station after handover which leads to unnecessary waste of battery power. Noting that the mobility pattern of a MN is independent of call arrival patterns, we propose an optimized sleep mode to eliminate unnecessary standby period of a MN in sleep state after handover. We also propose an analytical model for the proposed scheme in terms of power consumption and the initial call response time. Simulation studies that compare the performance between the sleep mode and the optimized sleep mode show that our scheme marginally increases initial call response delay with the huge reduction in power consumption.
