[LTE/5G] 파일 전송시 휴대폰를 깨우는 Paging 메시지

우리가 사용하는 단말기와 무선통신망 네트워크는 서로 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있습니다. 누군가에게 전화를 걸 때나, 상대방에게 사진 등 다른 데이터를 보낼 때 휴대폰은 무선 네트워크를 통해 상대방의 휴대폰으로 데이터를 전송하게 됩니다.

 

하지만 모든 휴대폰이 항상 네트워크에 연결되어 있기에는 어려움이 있습니다. 그렇다면 상대방에게 파일을 보냈을 때, 상대의 휴대폰이 네트워크에 연결되어 있지 않다면 어떻게 될까요?

 

네트워크

 

상대방에게 휴대폰으로 데이터(사진이나 파일, 채팅 등)를 전송한다면?

 

가장 많이 사용하는 단말기인 휴대폰으로 데이터를 보낸다고 가정합니다. 휴대폰이 데이터를 보내기 위해서는 무선통신망 네트워크에 접속이 되어야 합니다. 보통은 셀룰러데이터나 단말기의 모바일 데이터를 사용하여 무선통신망 네트워크에 접속할 수 있습니다.

 

이 때, 무선통신망으로 접속하기 위해 휴대폰은 RRC 프로토콜을 사용합니다.

RRC 프로토콜이란? >>

 

RRC 프로토콜은 기지국과 휴대폰 사이의 통신 상태를 제어해주는 프로토콜입니다. 말 그대로 RRC 연결이 되어야 기지국과 휴대폰이 서로 통신할 수 있습니다. RRC Connection 상태가 되면 데이터를 전송할 수 있으며 휴대폰으로 어떤 작업이나 서비스를 하기 위해 무선통신망으로 자원을 요청하여 받을 수 있습니다. 

 

문제는 휴대폰을 사용하지 않을 때 무선통신망 ↔ 휴대폰 사이의 연결 상태입니다. 대부분은 휴대폰을 24시간 내내 사용하지는 않습니다. 사용하다 보면 잠깐 쉬거나 방치해두는 시간이 많이 있습니다. 

 

휴대폰을 사용하지 않는 상태에서도 계속 기지국과 연결되어 통신할 수 있는 상태를 유지한다면 배터리도 비효율적일 뿐더러 여러가지 문제점이 있습니다. 하지만 기지국과 연결되어 있지 않다면 휴대폰이 다른 사람이 보낸 메신저나 파일이 도착했다고 알려줄 수가 없습니다.

 

이 때, 배터리 소모 방지를 하면서 기지국과 연결상태를 유지하기 위해서 Paging 메시지가 필요합니다. 이를 알기 위해서는 DRX 를 먼저 알아야 합니다.

 

 

 

DRX (Discontinuous Reception) 불연속 수신

 

DRX는 활동이 없는 휴대폰이 무선통신망과 연결되어 있을 때, 휴대폰이 언제든지 바로 움직일 수 있도록 해주는 것을 말합니다. 

 

휴대폰이 무선통신망과 연결되어 있으면서 일정 시간 활동이 없으면 Sleep 모드에 들어가게 됩니다. 이후 주기별로 휴대폰을 다시 깨워 받아야 하는 데이터가 있는지 확인합니다. 만약 없다면 다시 Sleep 모드에 들어가고, 받아야 할 데이터가 있다면 네트워크와 연결되어 데이터를 전송하게 됩니다.

 

휴대폰이 활동이 없음에도 네트워크와 연결을 끊을 수 없는 이유가 바로 여기에 있습니다. 활동이 없다고 해서 Sleep모드가 아닌 네트워크 자체를 연결을 중단해버리면 받아야 할 데이터가 있더라도 신호를 줄 수 없습니다.

 

다만 여기에는 한 가지 불편한 점이 있습니다. DRX의 경우 받아야 할 데이터가 있든 없든 휴대폰을 Sleep 모드에서 깨워야 한다는 단점이 있습니다. 이는 메일이 오더라도 왔다는 알림이 없어 매일 같은 시간에 메일함을 들여다보는 것과 비슷합니다.

 

여기서 메일이 도착했을 때 왔다는 알림이 울린다면 어떻게 될까요? 매일같이 비어있는 메일함을 들여다 볼 필요 없이 받아야 할 데이터가 있는 경우에만 휴대폰을 깨울 수 있습니다. 이 알람이 울리는 역할을 대신해 주는 것이 바로  Paging 메시지입니다.

 

 

 

 

 

Paging 메시지의 역할이 뭘까?

 

• Network 연결 유지
• 볼일이 있을 때 휴대폰을 깨우는 역할

 

Paging메시지는 무선 망 네트워크(기지국) → 사용자의 휴대폰으로 전송하는 메시지 입니다. 여기에는 휴대폰에게 뭔가 전송해야 하는 데이터가 있다고 알려주는 것을 말합니다.

 

누군가 휴대폰으로 파일을 나에게 전송하는 경우 [A휴대폰 → 무선 망 네트워크 → B휴대폰]  순서로 데이터가 옮겨오게 됩니다. 이 때 자신이 가지고 있는 휴대폰이 상대방이 전송한 파일을 받기 위해서는 무선 망 네트워크에 연결되어 있어야 합니다. 

 

따라서 파일을 전송 받기 전, 기지국에서는 B휴대폰으로 Paging 메시지를 먼저 보냅니다. 이 메시지로 휴대폰을 깨워 네트워크에 연결한 뒤 데이터를 전송합니다.

이외에 휴대폰과 네트워크 사이의 연결을 유지하기 위해 Paging 메시지를 주기적으로 전송하는 경우도 있습니다.

 

 

 

 

 

Paging 전송은 RRC - idle 상태에서

 

• RRC - Connection (네트워크 연결)
• RRC - Idle (대기상태)

 

휴대폰은 기지국과 RRC 프로토콜을 이용하여 연결됩니다. RRC - Connection 상태에서는 휴대폰이 기지국에서 데이터를 받거나 전송할 수 있습니다. 

 

만약 RRC - Connection 상태에서 휴대폰이 별다른 활동이 없다면 (대략 10초, 길면 1분 정도) 단말기는 RRC - Idle 상태로 넘어가게 됩니다. Idle 상태에서는 무선 망 네트워크와 데이터를 주고받을 수 없습니다.

 

RRC - Idle 상태는 네트워크와 연결되어 있지는 않지만, 그렇다고 접속을 끊은 것도 아닌 컴퓨터로 따지면 절전모드 상태입니다. 언제든지 Connection 상태로 넘어갈 수 있도록 준비되어 있으며 이때 Paging 메시지를 기다리고 있습니다.

 

무선 망 네트워크에서 휴대폰으로 전송할 데이터가 있다면, 그 휴대폰이 RRC - Idle 상태라면 Paging 메시지를 휴대폰으로 먼저 전송하여 깨울 수 있습니다.