JP4413967B2 - 広帯域無線接続通信システムにおけるソフトハンドオーバーを支援するための装置及び方法 - Google Patents

広帯域無線接続通信システムにおけるソフトハンドオーバーを支援するための装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、広帯域無線接続通信システムに関し、特に、直交周波数分割多元接続方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおけるソフトハンドオーバー(soft handover)を支援するための装置及び方法に関する。
次世代通信システムの1つである第4世代(4th Generation;以下、“4G”と称する)通信システムにおいて、約100Mbpsの送信速度で多様なサービス品質(Quality of Service;以下、“QoS”と称する)を有するサービスを複数の使用者に提供するために活発な研究が進んでいる。現在の第3世代(3rd Generation;以下、“3G”と称する)通信システムにおいて、一般に、比較的品質が悪いチャンネル環境を有する屋外チャンネル環境では、約384Kbpsの送信速度を支援し、比較的品質が良好なチャンネル環境を有する屋内チャンネル環境でも、最大2Mbps程度の送信速度を支援する。
一方、無線近距離通信ネットワーク(Local Area Network;以下‘LAN’と称する。)システム及び無線都市地域ネットワーク(Metropolitan Area Network;以下、‘MAN’と称する。)システムは、一般的に、20Mbps〜50Mbpsの送信速度を支援する。従って、現在の4G通信システムでは、4G通信システムが提供しようとする高速サービスを支援するために、比較的高い送信速度を支援する無線LANシステム及び無線MANシステムに対して、使用者端末機の移動性(mobility)及び高いQoSを保証する新たな通信システムの開発に関する研究が活発に進んでいる。
しかしながら、上記無線MANシステムは、そのサービス領域が広く、高速の送信速度を支援するため、高速通信サービスの支援には適しているが、ユーザー、すなわち、加入者端末機(SS:Subscriber Station)の固定された状態、すなわち、SSの移動性を全く考慮しない状態及び単一セル構造に開発したシステムである。上記無線MANシステムは、SSの高速移動によるハンドオーバー(handover)を提供できなかった。
現在、SSの高速移動によるハンドオーバーを支援する装置及びシナリオに関する研究が活発に進んでいる。SSの移動性を反映する代表的なシステムがIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.16e通信システムである。上記標準に従って、移動性を有するSSは、移動加入者端末機(Mobile Subscriber Station;以下、‘MSS'と称する)と呼ぶ。
図1は、一般的なIEEE802.16e通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。
図1を参照すると、上記IEEE 802.16e通信システムは、第1のセル100と第2のセル150とを有する多重セルの構造を備える。さらに、セル100を管理する基地局(BS;Base Station)110と、セル150を管理するBS140と、複数のMSS111,113,130,151,153とを含む。そして、BS110,140とMSS111,113,130,151,153との間の信号送受信は、直交周波数分割多元(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;以下、‘OFDM’と称する)方式及び、直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access;以下、‘OFDMA’と称する)方式に従って遂行される。
ここで、MSS111,113,130,151,153の中で、MSS130は、セル100とセル150との境界領域、すなわち、ハンドオーバー(handover)領域に位置する。したがって、MSS130に対するハンドオーバーを支援する場合にのみ、MSS130に対する移動性を支援することができる。
一方、無線MANシステムは、広帯域無線接続(Broadband Wireless Access;BWA)通信システムであって、上記無線LANシステムに比べて、そのサービス領域が広く、さらに高速の送信速度を支援する。IEEE802.16e通信システムは、無線MANシステムの物理チャンネル(physical channel)に広帯域(broadband)送信ネットワークを支援するために、直交周波数分割多元(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;以下、‘OFDM’と称する)方式及び、直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access;以下、‘OFDMA’と称する)方式を適用した通信システムである。
上述したように、上記IEEE 802.16eシステムは、MSSに対するハンドオーバーを支援するが、ハードハンドオーバー(hard handover)方式によるハンドオーバーのみを支援する。上記ハードハンドオーバー方式によると、MSSが現在サービスを提供しているサービング基地局(Serving BS)へのすべての接続を終了した後に、新たなサービスの受信を設定する他のBS、すなわち、ターゲットBS(Target BS)への新たな接続を遂行する方式を意味する。
上記IEEE 802.16e通信システムにおいて、現在のサービング基地局との通信を維持することができない程度に、現在のサービング基地局から受信される信号の強度、すなわち、キャリア対干渉雑音比(Carrier to Interference and Noise Ration;以下、‘CINR’と称する)が減少する場合に、MSS又は現在のサービングBSの要求に従って、上記MSSは、上記サービングBSとは異なる隣接BS(すなわち、ターゲットBS)にハンドオーバーを遂行する。
上記IEEE 802.16e通信システムにおいて、上記MSSが上記ターゲットBSとハンドオーバー動作を遂行する間に、上記ターゲットBSから受信される信号のCINRが減少して、上記ターゲットBSから所望のサービスを受信することが不可能な場合に、上記MSSは、上記サービングBSへ接続を戻すことができる。無線チャンネル上で障害物による信号シャドーイング(Shadowing)が発生する。MSSがセル境界領域を通過する場合に、すなわち、ハンドオーバー領域に位置すると、ターゲットBSから受信される信号のCINRがサービングBSから受信される信号のCINRより大きくなってから再度小さくなる現象が発生する。一方、ハンドオーバーの開始時点を、ターゲットBSの受信信号の強度がサービング基地局の受信信号の強度と同一となる時点に定めると、上記MSSがセル境界を通過する間に、ハンドオーバー動作が頻繁に発生する。このような現象を“ピンポン現象(ping−pong effect)”と呼び、上記ピンポン現象が発生すると、ハンドオーバーシグナリングが大きく増加し、これによって、ハンドオーバー失敗の可能性も大きくなる、という問題点がある。
図2は、一般的なIEEE 802.16e通信システムで発生するピンポン現象を説明するグラフである。
図2は、MSSが第1の基地局(BS1)から第2の基地局(BS2)へ移動する場合の従来のハードハンドオーバーで発生するピンポン現象を示す。より具体的には、図2は、上記第1の基地局及び第2の基地局によって重畳するハンドオーバー領域に位置するMSSが、上記第1の基地局及び第2の基地局から受信される信号の強度を示すグラフである。下記の説明では、説明の便宜上、上記第1の基地局がサービング基地局(Serving BS)であり、上記第2の基地局がターゲット基地局(Target BS)であると仮定する。
図2を参照すると、MSSがサービング基地局(BS 1)からターゲット基地局(BS 2)へ移動する場合に、すべて3番の時点、すなわち、‘A1’、‘A2’、及び‘A3’でハンドオーバーを遂行する。上述したように、これは、一般的なIEEE 802.16e通信システムがハードハンドオーバーを遂行し、上記ハードハンドオーバーを遂行する時点が、ターゲットBSから受信される信号のCINR及びサービングBSから受信される信号のCINRが同一の時点であると仮定するためである。
上述したように、上記ピンポン現象の発生は、システムのシグナリングロード(signaling load)を増加させ、ハンドオーバー失敗の確率を増加させるだけでなく、システム全体の性能を低下させる、という問題点を有する。
上記ハードハンドオーバーの問題点であるピンポン現象を解決するために、‘ヒステリシスマージン(Hysteresis margin)’と呼ばれるハンドオーバーパラメーター(parameter)を使用することができる。すなわち、上記MSSが上記サービングBSからターゲットBSへ移動する間に、上記ターゲットBSから受信される信号の強度が上記サービングBSから受信される信号の強度より上記ヒステリシスマージンだけ大きくなる場合にのみ、ハンドオーバーを遂行する。このように、上記ヒステリシスマージンを使用すると、上記ピンポン現象による不必要なハンドオーバー動作を防止することができる。
上記ヒステリシスマージンを使用すると、ハンドオーバー領域でない、上記ターゲットBSに近接する時点、すなわち、ハンドオーバーがセル(cell) 境界でターゲットBSから近い時点で遂行される。従って、上記ヒステリシスマージンを使用しない場合に比べて、セル境界で、サービングBSから受信される信号の強度が非常に劣化しうる。
図2では、上記ヒステリシスマージンを‘H’に設定し、上記ヒステリシスマージン‘H’を使用する場合に、上記MSSは、時点‘B’でハンドオーバーを一回のみ遂行する。しかしながら、ヒステリシスマージンを使用する場合の、サービングBSから受信される信号の強度は、ヒステリシスマージンを使用しない場合の信号の強度より小さいことを確認することができる。従って、上記ヒステリシスマージンを使用すると、サービングBSから受信される信号の強度は劣化し、その結果、MSSが上記ターゲットBSへのハンドオーバーを完了する前に、MSSとサービングBSとの接続が切断されることがある、という問題点がある。
上記のようなハードハンドオーバーの問題点を解決するために、ソフトハンドオーバー(Soft Handover)方式が提案された。上記ソフトハンドオーバー方式は、MSSがサービングBSとの接続を終了する前に、ターゲットBSとの接続を設定して、MSSがあらかじめ定められたセル境界地域、すなわち、ハンドオーバー領域で、2つのBS、すなわち、サービングBSとターゲットBSとの送受信を遂行する通信技術を意味する。
上記ソフトハンドオーバー方式を下りリンクで遂行する場合に、サービングBS及びターゲットBSが、同一の時点で、同一の周波数帯域を占有する無線チャンネルを介して同一のデータを1つのMSSへ送信する。また、上記ソフトハンドオーバー方式を上りリンクで遂行する場合に、サービングBS及びターゲットBSのすべてが上記MSSから送信された信号を受信する。上記ソフトハンドオーバー方式を適用すると、上記ハードハンドオーバーの問題点であるピンポン現象及びセル境界での信号の強度を低下する現象を同時に防止することができる。さらに、上記ソフトハンドオーバーを適用すると、MSSは、下りリンクで、2つのBSから同時に無線チャンネルを割り当てられるので、受信信号のCINRを向上させることができる。また、上りリンクでは、2つのBSが1つのMSSから送信された信号を同時に受信するので、上記サービングBS及び上記ターゲットBSから受信された2つの信号に、マクロダイバーシディ(Macro Diversity)方式を適用することによって、上りリンクの品質を向上させることができる。
上記ソフトハンドオーバーは、上述したような長所を有するが、一般的なIEEE 802.16e通信システムにおいて、現在の規格化されたサブチャンネル割当て方式を変更することなく、上記ソフトハンドオーバーを上記システムにそのまま適用させることは難しい。すなわち、上記ソフトハンドオーバーを提供するためには、2つの隣接BS、すなわち、サービングBS及びターゲットBSは、同一の副搬送波(sub-carrier)を含む同一のサブチャンネル(sub-channel)を同時に割り当てなければならない。ここで、上記サブチャンネルは、少なくとも1つ以上の副搬送波を含むチャンネルを意味し、上記サブチャンネルに含まれた副搬送波は、周波数領域で隣接することもあり、又は、隣接しないこともある。
図3は、一般的なIEEE 802.16e通信システムのフレーム構成を示す図である。
図3を参照すると、まず、上記フレームは、下りリンクフレーム(DL frame)と上りリンクフレーム(UL frame)とを含む。上記下りリンクフレームは、プリアンブル(preamble)領域と、放送制御(broadcast control)領域と、データ送信領域とを含む。上記放送制御領域は、下りリンク(DownLink;DL)−MAP領域及び上りリンク(UpLink;UL)UL−MAP領域を含む。上記データ送信領域は、部分サブチャンネル使用(Partial-Usage-of-Subchannels;PUSC)領域と全体サブチャンネル使用(Full-Usage-of-Subchannels;FUSC)領域とに区分することができる。上記PUSCサブチャンネル及びFUSCサブチャンネルは、同一のフレーム上で、時分割(Time division)に区分できる。上記PUSCサブチャンネル及びFUSCサブチャンネルは、同一のフレーム上で時分割(Time division)に区別できる。また、上記上りリンクフレームは、FUSC領域及びPUSC領域を含む。図3は、下りリンクPUSC、下りリンクFUSC、及び上りリンクPUSCを使用するセクターの副搬送波の割当てのためのフレーム構成を示す。
送信器と受信器との間、すなわち、BSとMSSとの間の同期を獲得するための同期信号、例えば、プリアンブルシーケンス(preamble sequence)がプリアンブル領域を介して送信される。DL−MAPメッセージ及びUL−MAPメッセージは、上記DL−MAP領域及びUL−MAP領域を介してそれぞれ送信される。ここで、上記DL−MAPメッセージ及びUL−MAPメッセージに含まれた情報エレメント(Information Element;以下、‘IE’と称する)は、本発明とは直接関連がないので、その詳細な説明を省略する。
上記PUSC領域は、PUSC方式に基づいてサブチャンネルを含むデータバースト(data burst)領域を示し、上記FUSC領域は、FUSC方式に基づいてサブチャンネルを含むデータバースト領域を示す。ここで、上記PUSC方式及びFUSC方式について説明する。
まず、上記PUSC方式に従って、各セクターは、全体のサブチャンネルの中から、セクター(sector)別に一部のサブチャンネルのみを割り当てる。上記PUSC方式を使用する場合、周波数再使用率は、“1”より大きくなる。従って、隣接する2つのセクターには、相互に異なるPUSC領域を割り当てることによって、セクター間の干渉を避けることができる。しかしながら、2つのBSがセル境界に位置するMSSに同一の副搬送波を有するPUSC領域を割り当てることは難しい。
二番目に、上記FUSC方式に従って、すべてのセルのすべてのセクターに、全体のサブチャンネルを割り当てる。従って、上記FUSC方式を使用する場合には、周波数再使用効率(frequency reuse factor)は、‘1’となる。しかしながら、上記FUSC方式は、すべてのセクターで全体のサブチャンネルをすべて使用することができるが、各セクターのサブチャンネル間の干渉を最小化するために、セクターごとにサブチャンネルの相互に異なる副搬送波の集合を構成する。すなわち、上記FUSCサブチャンネルは、サブチャンネル間の該当副搬送波が相互に重なる確率(hit probability)、すなわち、衝突する確率(hit probability)が最小化されるように、FUSCサブチャンネルを設計しなければならない。結局、加入者端末機にソフトハンドオーバーを提供するためには、同一のサブチャンネルを2つのセクターに割り当てる必要がある。しかしながら、現在のFUSC方式を使用して、このようなサブチャンネルの割当てを提供することは不可能である。言い換えれば、現在の通信システムは、上記FUSC方式及び上記PUSC方式を支援するためのサブチャンネル構成方式のみに対して提案されており、上記ハンドオーバー方式を支援するための別途のサブチャンネル構成方式に対しては、提示されたところがない。
上述したようなソフトハンドオーバーの長所にもかかわらず、現在のサブチャンネルの構成でソフトハンドオーバーを提供することは難しい、という問題点があった。従って、上記広帯域無線接続通信システムにおいて、上記ソフトハンドオーバーを提供することができる方式を開発する必要があった。
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、OFDMA通信システムにおいて、ソフトハンドオーバーを遂行するための上りリンク及び下りリンクのサブチャンネルを割り当てる装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、OFDMA通信システムにおいて、ソフトハンドオーバーを遂行するために割り当てられたサブチャンネルに関する情報をMSSに通知するのに使用されるMAP情報要素及びこれに関連した手順を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、OFDMA通信システムにおいて、ソフトハンドオーバーを遂行するために要求されるアクティブセット(active set)を管理する装置及び方法を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、アクティブセットに含まれた各セクターが該当MSSに同一の副搬送波を有するPUSCサブチャンネルを同時に割り当てて、同一のデータを送信することによって、ソフトハンドオーバーを実現することができる装置及び方法を提供することにある。
本発明のもう1つの目的は、ソフトハンドオーバーを遂行するために、MSS周辺の隣接セクターをアクティブセット、ホールディングセット(Holding set)、及びネイバーセット(Neighbor set)に区分し、各セットを管理する方法を提供することにある。
本発明のそれ以上の目的は、OFDMAシステムにおいて、ソフトハンドオーバーを実現して、セル境界に位置したMSSの受信信号の品質を向上させ、ピンポン現象を防止することができるソフトハンドオーバーを実現するための装置及び方法を提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の第1の見地によると、移動加入者端末機と、上記移動加入者端末機に現在サービスを提供しているサービング基地局と、上記サービング基地局とは異なる複数の隣接基地局とを含み、上記基地局の各々が相互に異なるサブチャンネル帯域を使用するセルを含む広帯域無線接続通信システムにおけるハンドオーバーを支援する方法は、上記移動加入者端末機が上記サービング基地局及び上記隣接基地局から受信される信号の強度を測定し、上記測定された信号の強度に基づくハンドオーバー要求を上記サービング基地局へ送信するステップと、上記サービング基地局との接続を終了する前に、複数の隣接基地局のうち、上記移動加入者端末機から要求されたハンドオーバーを遂行しようとするターゲット基地局と接続を設定し、ハンドオーバー領域で上記2つの基地局と同時に接続を設定することによって、ソフトハンドオーバーを遂行するステップとを具備し、上記移動加入者端末機が上記ソフトハンドオーバーを遂行する場合に、上記サービング基地局及び上記ターゲット基地局は、上記移動加入者端末機に同一の副搬送波を含んでいる同一のサブチャンネルを同一の時間に割り当てることを特徴とする。
本発明の第2の見地によると、直交周波数分割多元接続方式を使用する通信システムにおけるソフトハンドオーバーを支援する方法は、移動加入者端末機周辺の隣接セクターをアクティブセット、ホールディングセット、及びネイバーセットを含んでいる所定数のグループに分類するステップと、上記アクティブセットに含まれた各セクターが特定の移動加入者端末機へ同一の副搬送波を有する上りリンク/下りリンクPUSCサブチャンネルを同時に割り当てるステップと、上記割り当てられたサブチャンネルに関する情報を上記移動加入者端末機に通知するためのMAP情報エレメントを定義するステップと、上記分類されたグループに従って、上記ソフトハンドオーバーを制御するステップとを具備することを特徴とする。
本発明の第3の見地によると、直交周波数分割多元接続方式を使用する通信システムにおけるソフトハンドオーバーを支援するための基地局装置は、上位階層から制御信号を受信して、該当移動加入者端末機に割り当てられた上りリンクサブチャンネル及び下りリンクサブチャンネルを選択するのに使用されるサブチャンネル選択器を具備し、上記サブチャンネル選択器は、基地局が下りリンクデータバーストを送信する場合に、下りリンクMAP情報エレメントを使用してサブチャンネルを構成するために、PUSCサブチャンネル領域の選択、データバースト割当て領域の決定、及び前記サブチャンネルの選択を制御し、上記基地局が上記上りリンクデータバーストを受信する場合に、上りリンクMAP情報エレメントを使用して、上記PUSCサブチャンネル領域の選択、上記データバースト割当て領域の決定、及び上記サブチャンネルの選択を制御することを特徴とする。
本発明の第4の見地によると、直交周波数分割多元接続方式を使用する通信システムにおけるソフトハンドオーバーを支援するための移動加入者端末機装置は、上位階層から制御信号を受信し、該当移動加入者端末機に割り当てられた上りリンクサブチャンネル及び下りリンクサブチャンネルを選択するサブチャンネル選択器と、受信されたプリアンブルの信号強度を測定し、上記測定された値を出力するプリアンブル測定器と、上記プリアンブル測定器が測定したプリアンブル受信信号の強度値を基準にして、アクティブセットに含まれた各セクターのMAPメッセージのPUSC領域中から、受信品質がもっとも良好なMAPメッセージのPUSC領域を選択するMAP PUSC領域選択器とを具備することを特徴とする。
本発明の第5の見地によると、移動加入者端末機と、上記移動加入者端末機に現在サービスを提供しているサービング基地局と、上記サービング基地局とは異なる複数の隣接基地局とを含み、上記基地局の各々が相互に異なるサブチャンネル帯域を使用するセルを含む広帯域無線接続通信システムにおけるハンドオーバーを支援するシステムは、上記サービング基地局及び上記隣接基地局から受信される信号の強度を測定し、上記測定された信号の強度に基づくハンドオーバー要求を上記サービング基地局へ送信し、上記サービング基地局との接続を終了する前に、複数の隣接基地局のうち、上記移動加入者端末機から要求されたハンドオーバーを遂行しようとするターゲット基地局と接続を設定し、ハンドオーバー領域で上記2つの基地局と同時に接続を設定することによって、ソフトハンドオーバーを遂行する移動加入者端末機と、上記移動加入者端末機が上記ソフトハンドオーバーを遂行する場合に、同一の副搬送波を含んでいる同一のサブチャンネルを上記移動加入者端末機に同一の時間に割り当てる基地局とを具備することを特徴とする。
本発明の実施形態によると、アクティブセットに含まれた各セクターが該当MSSに同一の副搬送波を有するPUSCサブチャンネルを同時に割り当て、同一のデータを送信することによって、ソフトハンドオーバーを実現する。また、上記ソフトハンドオーバーを遂行するために、割り当てられたサブチャンネルに関する情報をMSSへ通知するのに使用されるMAP IE及びMAP IEに関連した手順を定義する。また、上記ソフトハンドオーバーを遂行するために、MSS周辺の隣接セクターをアクティブセット、ホールディングセット、及びネイバーセットに区分して、上記各セットを管理する方法を提案する。上述したような本発明の実施形態によると、セル境界に位置したMSSの受信信号の品質を向上させ、また、ハードハンドオーバーの短所であるピンポン現象を防止できる、という長所を有する。
広帯域無線接続通信システムにおいて、ソフトハンドオーバーを支援するための装置及び方法によると、隣接する2つのセル間のソフトハンドオーバーを支援することができるフレーム構成、シナリオ、及びメッセージを定義して、802.16e通信システムにおいて、基地局間のソフトハンドオーバーはもちろん、ハードハンドオーバーを支援することができ、これによって、セル間のMSSの移動性を支援することができる、という長所を有する。
さらに、本発明の実施形態によると、OFDMA通信システムにおいて、ソフトハンドオーバーを実現するために、上りリンク及び下りリンクのPUSC割当て方法、MAP情報要素、及びアクティブセット管理方法を提案する。これを用いて、ソフトハンドオーバーを実現することによって、セル境界に位置したMSSの受信信号の品質を向上させ、ソフトハンドオーバーの短所であるピンポン(ping−pong) 現象を防止することができる、という長所を有する。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
本発明は、直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access;以下、‘OFDMA’と称する)通信システムにおけるソフトハンドオーバーを提供することができる装置及び方法を提案する。本発明は、上記ソフトハンドオーバーを支援するためのサブチャンネル割当て方式、及び上記サブチャンネル割当て方式に従うアクティブセット(active set)を管理する方法を提案する。上記アクティブセットは、現在の移動加入者端末機(Mobile Subscriber Station;以下、‘MSS’と称する)にデータ送受信のための無線チャンネルを提供するセクターの集合として定義される。
また、本発明は、ソフトハンドオーバーを提供するためにPUSC(partial-usage-of-subchannels)方式を使用する。すなわち、各セルは、すべてのサブチャンネルを複数のサブチャンネル集合に分類し、上記各サブチャンネル集合を各セクターのPUSC領域に割り当てる。上記各セクターは、上記割り当てられたPUSC領域中で、少なくとも1つのPUSCサブチャンネルを選択してMSSに割り当てる。このとき、隣接セルにソフトハンドオーバーを要求するMSSに対しては、隣接セルのターゲットセクター(Target Sector)が運用中であるPUSCを使用することができる。上述したように、サービングセクター(Serving Sector)及びターゲットセクターは、同一の副搬送波を有するサブチャンネルを1つのMSSに割り当て、これによって、上記ソフトハンドオーバーを可能にする。
上記ソフトハンドオーバーに関連した各セクター、すなわち、アクティブセットに含まれた各セクターは、ソフトハンドオーバーを遂行するMSSに対してMAPメッセージを通じて同一のPUSCを割り当てる。従って、上記ソフトハンドオーバーを遂行する該当MSSは、上記アクティブセットに含まれたすべてのセクターに関するMAP情報を受信する必要がない。すなわち、上記MSSは、下りリンク制御信号の受信強度、例えば、プリアンブル受信信号の強度を測定し、もっとも大きい強度を有する受信信号に該当するセクターのみに関するMAP情報を受信すればよい。これは、上記アクティブセットに含まれたセクターのうちのいずれか1つのMAP情報を受信するとしても、MSS自身に割り当てられるPUSCは、同一であるためである。
図4A及び図4Bは、本発明の実施形態による通信システムにおけるソフトハンドオーバーのためのPUSC割当て方式を示す図である。
図4A及び図4Bは、MSS410がBS1のサービス領域であるセル#1 420のαセクター421からBS2のサービス領域であるセル#2 430のγセクター433へ移動する場合を示す。このとき、MSS410は、セル#1 420のαセクター421に割り当てられたPUSC領域のうちで1つのPUSCサブチャンネルのみを使用する。
この後、MSS410は、セル#2 430のγセクター433の境界地域へ移動してソフトハンドオーバーを遂行する。上記ソフトハンドオーバーが実行される間には、セル#2 430のγセクター433に割り当てられたPUSC領域のうちで1つのPUSCのみを使用する。このとき、セル#1 420のαセクター421及びセル#2 430のγセクター433のMAPメッセージは、すべて同一のPUSCを指定する。
本発明の実施形態によると、MSS410にPUSCを割り当てると、アクティブセットに含まれたPUSC領域のすべてを使用することができる。すなわち、上記アクティブセットに含まれたすべてのセクターのPUSC領域のうちで、1つのPUSC領域を選択し、上記選択されたPUSC領域内のPUSCサブチャンネルを割り当てることができる。
上記アクティブセットに含まれたすべてのセクターが同一のPUSCを割り当てる必要がある。本発明の実施形態によると、上記PUSCサブチャンネルは、上記サブチャンネルが、フレームごとに、または、所定数のフレームごとに変更される方式にて、フレームに割り当てることができる。また、本発明の他の実施形態によると、特定のPUSCサブチャンネルは、ソフトハンドオーバー区間の間に、特定のMSSに固定的に割り当てることができる。
本発明によるソフトハンドオーバーを実現するためには、アクティブセットに含まれた各セクターは、MAPメッセージを通じて、MSSに自身のPUSC領域に割り当てられるPUSC情報を通知しなければならない。上記のようなPUSC情報の送信は、一般的なOFDMAシステムのMAP情報要素によって行うことができる。また、各セクターは、各セクター自身のPUSC領域でない隣接セクターのPUSC領域に該当PUSCサブチャンネルが割り当てられる場合にも、該当PUSC情報をMAPメッセージを通じてMSSへ通知しなければならない。
下記表1は、本発明が提案するソフトハンドオーバーを提供するための下りリンクMAP情報エレメント(Information and Element;以下、‘IE’と称する)の構成を示す。表1に含まれた下りリンクMAP IEは、特定のセクターが該当PUSC領域でない隣接セクターのPUSC領域にPUSCサブチャンネルが割り当てられる場合に、MSSへPUSCサブチャンネルに関する情報を通知するために使用される。
Figure 0004413967
表1は、“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”を示す。隣接セクターの下りリンクPUSCサブチャンネルを使用するためのMAP IEのうち、最初の4ビットは、該当MAP IEのタイプを示す。ここで、上記MAP IEのタイプは、本発明の動作と直接関連がないので、具体的な説明は省略する。
上記4ビットの‘Length’IEは、上記MAP IEの全体長さを示し、バイト単位で測定される。上記MAP IEが総72ビットを有するので、上記‘Length’は、‘9’に設定される。上記‘Segment’IEは、下りリンクPUSCサブチャンネルを送信する隣接セクターのセグメント番号を示す。MSSは、上記セグメント番号を使用して、上記MAP IEを介して割り当てられたデータバースト(burst)がどんなPUSC領域に位置するかを決定することができる。上記‘IDcell’IEは、下りリンクPUSCサブチャンネルを送信する隣接セクターのセル識別子(Cell ID)を示す。MSSは、上記‘IDcell’値を用いて、下りリンクPUSCサブチャンネルに含まれる副搬送波を選択する。上記‘OFDMA symbol offset’IEは、割り当てられるデータバーストのOFDMAシンボル開始位置を示し、上記‘OFDMA symbol offset’の単位は、‘OFDMAシンボル’である。上記‘Subchannel offset’IEは、データバーストを送信するサブチャンネルの開始インデックス番号を示す。上記‘No.OFDMA symbols’IEは、送信されるデータバーストが占有するOFDMAシンボルの個数を示す。上記‘No.Subchannels’IEは、データバーストを送信するサブチャンネルの個数を示す。上記‘Boosting’IEは、送信されるデータバーストの副搬送波がブースティングされたか否か、及びそのブースティング値を示す。上記‘Repetition Coding Indication’IEは、送信されるデータバーストの情報コードが反復コーディング(repetition coding)されたか否かを示す。上記‘Basic CID’IEは、該当MAP IEを受信するMSSの接続識別子(CID;connection identifier)を示す。上記‘DIUC’IEは、送信される下りリンクデータバーストの物理チャンネル処理方式、例えば、変調方式及びコーディング方式を示す。最後に、上記‘Reserved bit’IEは、上記MAP IEが定数倍のバイト単位の長さと同一の長さを有するようにパッディング(padding)されるパッディングビットを示す。
表2は、本発明が提案するソフトハンドオーバーを提供するための上りリンクMAP IEの構成を示す。上記上りリンクMAP IEは、特定のセクターが該当PUSC領域でない隣接セクターのPUSC領域にPUSCサブチャンネルが割り当てられる場合に、上記MSSへ上記PUSCサブチャンネルに関する情報を通知するために使用される。
Figure 0004413967
表2は、“OFDMA Uplink Pusc Data Allocation in Another BS IE”を示す。隣接セクターの上りリンクPUSCサブチャンネルを使用するためのMAP IEのうち、最初4ビットは、該当MAP IEのタイプを示す。上記MAP IEの形式は、本発明の動作と直接的な関連がないので、具体的な説明は省略する。
上記4ビットの‘Length’IEは、上記MAP IEの全体長さを示し、バイト単位で測定される。上記MAP IEが総64ビットを有するので、上記‘Length’は、‘8’に設定される。上記‘Basic CID’IEは、該当MAP IEを受信するMSSの接続識別子(CID;connection identifier)を示す。上記‘UIUC’IEは、送信される上りリンクデータバーストの物理チャンネル処理方式、例えば、変調方式及びコーディング方式を示す。上記‘Segment’IEは、上りリンクPUSCサブチャンネルを送信する隣接セクターのセグメント番号を示す。MSSは、上記セグメント番号を使用して、上記MAP IEを介して割り当てられたデータバースト(burst)がどんなPUSC領域に位置するかを決定することができる。このとき、上記隣接セクターで使用されるPUSC領域の範囲は、表2に示すMAP IEを使用する前に、上記MSSがハンドオーバー制御メッセージ又は隣接BSの情報メッセージによって予め認知していると仮定する。上記‘IDcell’IEは、上りリンクPUSCサブチャンネルを送信する隣接セクターのセル識別子(Cell ID)を示す。MSSは、上記‘IDcell’値を用いて、上りリンクPUSCサブチャンネルに含まれる副搬送波を選択する。上記‘OFDMA symbol offset’IEは、割り当てられるデータバーストのOFDMAシンボル開始位置を示し、上記‘OFDMA symbol offset’の単位は、‘OFDMAシンボルである。上記‘Subchannel offset’IEは、データバーストを送信するサブチャンネルの開始インデックス番号を示す。上記‘Duration’IEは、送信されるデータバーストが占有するOFDMAスロットの個数を示す。上記‘Repetition Coding Indication’IEは、送信されるデータバーストの情報コードが反復コーディング(repetition coding) されたか否かを示す。最後に、上記‘Reserved bit’IEは、上記MAP IEが定数倍のバイト単位の長さと同一の長さを有するようにパッディング(padding)されるパッディングビットを示す。
表3を参照して、表1に示すものとは異なる、本発明が提案するソフトハンドオーバーを提供するための下りリンクMAP IEの他の構成を説明する。
表3は、本発明が提案するソフトハンドオーバーを提供するための下りリンクMAP IEの他の構成を示す。表3に示す下りリンクMAP IEは、特定のセクターが、該当PUSC領域でない隣接セクターのPUSC領域にPUSCサブチャンネルが割り当てられる場合に、上記PUSCサブチャンネルに関する情報をMSSへ通知するために使用される。
Figure 0004413967
表3に示すように、表3のMAP IEが表1のMAP IEと異なる点は、上記‘Used Subchannels’の情報要素をさらに含む。上記‘Used Subchannels’IEは、上記MAP IEを通して割り当てられる隣接セクターのPUSC領域の範囲を指定する。すなわち、MSSは、上記‘Used Subchannels’IEに含まれたビットマップ情報を使用して、隣接セクターが使用中であるサブチャンネルに関連する情報を識別できる。表3において、上記‘Used Subchannels’を除いた他のフィールドは、表1で使用されたフィールドと同一であるので、その具体的な説明は省略する。上記MAPIEの長さが総80ビットを有するので、これに対応して、上記‘Length’IEフィールドは、‘10’に設定される。
また、本発明の実施形態によると、ハンドオーバー開始前、又は、ハンドオーバー開始過程の間に、上位メッセージを通じて下りリンク‘Used Channels’IEに関する情報をMSSへ通知する場合に、ソフトハンドオーバーの間に、表1に示したMAP IEを使用できる。一方、ソフトハンドオーバーが遂行される前に、上記‘Used Channels’IEに関する情報をMSSへ通知しない場合に、表3に示したMAP IEを使用しなければならない。すなわち、システムの状況に従って、表1のMAP IE又は表3のMAP IEを使用できる。
次いで、本発明によるソフトハンドオーバーを遂行するためには、MSSと2つのBS、すなわち、サービングBS及びターゲットBSとの間の送受信信号の送信遅延間の差がOFDMシンボルのサイクリックプレフィックス(cyclic prefix;以下、“CP”と称する) の長さより小さくなければならない。このとき、上記2つの受信信号の送信遅延は、下りリンクで送信されるプリアンブルの受信到着時間差‘Arrival_Time_Difference’で推定できる。
ソフトハンドオーバーを開始する前に、MSSは、各隣接セルから受信されるプリアンブル受信信号の到着時間を測定し、現在接続されたセルから受信されるプリアンブル到着時間を基準にして、上記測定された各到着時間と上記プリアンブル到着時間との差を計算する。この後、上記計算された値をサービングBSへ報告する。すると、上記サービングBSは、上記報告された値を用いて、ソフトハンドオーバーが許可されたか否かを決定する。これを<式1>のように示すことができる。すなわち、<式1>は、上述したソフトハンドオーバー要求条件をシステムに適用するために使用できる。
Figure 0004413967
<式1>において、上記‘Arrival_Time_Difference(j)’は、ネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信された信号の相対的な到着時間を示す。上記‘1st_Arrival_Time_AS’は、アクティブセットに含まれたセクターから受信されたプリアンブル受信信号の到着時点のうちで、もっとも早く到着した時点を意味する。上記‘Arrival_Time(j)’は、j番目のセクターから受信されたプリアンブル受信信号の到着時点を意味する。
このとき、<式1>に示した‘Arrival_Time_Difference(j)’の値は、MSSが計算した後に、ハンドオーバー開始要求メッセージに含まれてBSへ報告される。通常、IEEE 802.16eシステムにおいて、MSSハンドオーバー要求(MOB-MSSHO-REQ)メッセージがハンドオーバー開始要求メッセージとして使用されるので、上記‘Arrival_Time_Difference(j)’が上記MOB-MSSHO-REQメッセージに新たに含まれて、BSへ報告されることが好ましい。また、上記‘Arrival_Time_Difference(j)’の値は、‘(Tb/32)/4’の基本単位で表現でき、ここで、上記‘Tb’は、OFDMA有効シンボルの長さを示す。
次いで、本発明が提案するソフトハンドオーバー及びハードハンドオーバーの混用方式について説明する。本発明の実施形態によるソフトハンドオーバーとハードハンドオーバーとの混用方式を実現するためには、アクティブセット、ホールディングセット、及びネイバーセットを定義し、それに応じて、上記各セットを管理する方法について説明する。
上記アクティブセットは、データ送受信のための無線チャンネルをMSSへ現在提供しているセクターの集合として定義される。
上記ホールディングセットは、該当セクターから受信された信号の強度が上記アクティブセットの要求条件を満足させるとしても、システムの決定によって、上記アクティブセットに含まれないセクターの集合である。また、同一のBSの隣接セクター間のハンドオーバーに対して、システムは、特定のMSSにソフトハンドオーバーの代りにハードハンドオーバーの遂行を指示することもできる。この場合に、該当セクターは、ホールディングセットに含まれることができる。また、相互に異なるBSの2つのセクター間のハンドオーバーに対して、2つのセクターが同一のPUSC領域を使用する場合には、システムは、特定のMSSにソフトハンドオーバーの代わりにハードハンドオーバーの遂行を指示することができ、この場合には、上記該当セクターは、上記ホールディングセットに含まれることができる。
上記ネイバーセットは、隣接セクターの集合のうちから、上記アクティブセット及び上記ホールディングセットに含まれたセクターを除いた残りのセクターの集合である。
まず、本発明の実施形態によるソフトハンドオーバーを実行するための上記アクティブセットを管理する方法について説明する。
上記アクティブセットに含まれることができるセクターの最大個数は、システムによって制限できる。本発明が提案するアクティブセットを管理する方法によると、下記<式2>及び<式3>のすべてが満足する場合に、該当隣接セクターを上記アクティブセットに含ませることができる。
Figure 0004413967
<式2>において、上記‘Max_P_RX_AS’は、上記アクティブセットに含まれたセクターから受信されたプリアンブル受信信号の強度のうちの最大値を意味する。上記‘P_RX(j)’は、ネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信されたプリアンブル受信信号の強度を示す。上記‘H’は、‘ヒステリシスマージン’を意味する。
Figure 0004413967
<式3>において、上記‘Arrival_Time_Difference(j)’は、上記ネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信された信号の相対的な到着時間を示す。上記‘c’は、1と同一であるか、又は、小さい定数値を示し、上記‘Tg’は、CPの長さを示す。
一方、上記アクティブセットに含まれたセクターが下記<式4>及び<式5>のうちのいずれか1つでも満足する場合には、上記該当隣接セクターを上記アクティブセットから除去する。
Figure 0004413967
Figure 0004413967
次いで、本発明の実施形態によるソフトハンドオーバーを実行するための上記ホールディングセットを管理する方法について説明する。
すなわち、<式2>を満足するネイバーセットのセクターが<式3>を満足せず、上記アクティブセットに含まれていない場合には、該当セクターを上記ホールディングセットに含ませる。また、<式2>を満足するネイバーセットのセクターが<式3>を満足するとしても、システムの指示によって、上記アクティブセットに含まれていない場合に、該当セクターを上記ホールディングセットに含ませる。また、上記ホールディングセットに含まれたセクターが<式4>を満足すると、該当セクターを上記ホールディングセットから除去する。
上記ホールディングセットに含まれた特定のセクターが下記<式6>を満足すると、上記アクティブセットに現在含まれているすべてのセクターを除去し、上記特定のセクターのみを上記アクティブセットに含ませる。すなわち、ハードハンドオーバーを遂行する。
Figure 0004413967
以下、上述したアクティブセット及びホールディングセットの管理方法に基づく好適なハンドオーバー手順を添付図を参照して説明する。
図5A及び図5Bは、本発明の実施形態による通信システムにおける2−wayソフトハンドオーバー遂行過程を説明する図である。特に、図5A及び図5Bは、上記アクティブセットに含まれるセクターの個数が2である2−wayソフトハンドオーバーの場合を示す。
まず、図5Aは、MSS510がBS1のサービス領域であるセル#1 520のαセクター521からBS2のサービス領域であるセル#2 530のγセクター533へ移動する場合を示す。
このとき、図5A及び図5Bに示す実施形態では、すべての時間軸の範囲で<式3>を満足すると仮定する。図5Bに示す時間‘A’で、セル#2 530のγセクター533は、<式2>を満足して、上記アクティブセットに含まれる。また、時間‘B’で、セル#1 520のαセクター521は、<式4>を満足して、上記アクティブセットから除去される。
従って、ソフトハンドオーバー区間は、上記時間‘A’から時間‘B’までである。上記ソフトハンドオーバー区間の間に、セル#1 520のαセクター521及びセル#2 530のγセクター533は、上記アクティブセットに含まれる。
図6A及び図6Bは、本発明の実施形態による通信システムにおける3−wayソフトハンドオーバー遂行過程を説明するための図である。特に、図6A及び図6Bは、上記アクティブセットに含まれるセクターの個数が3である3−wayソフトハンドオーバーの場合を示す。
まず、図6Aは、MSS610がBS1のサービス領域であるセル#1 620のαセクター621からBS2のサービス領域であるセル#2 630のγセクター633を介して、BS3のサービス領域であるセル#3 640のβセクター642へ移動する場合を示す。
このとき、図6A及び図6Bに示す実施形態では、すべての時間軸の範囲で<式3>を満足すると仮定する。また、図6Bに示す時間‘A’で、セル#2 630のγセクター633は、<式2>を満足して、上記アクティブセットに含まれる。また、時間‘B’で、セル#3 640のβセクター642は、<式2>を満足して、上記アクティブセットに含まれる。従って、上記時間‘A’から時間‘B’までの区間の間に、セル#1 620のαセクター621及びセル#2 630のγセクター633は、上記アクティブセットに含まれる。
次いで、時間‘C’で、セル#1 620のαセクター621は、<式4>を満足して、上記アクティブセットから除去される。従って、上記時間‘B’から時間‘C’までの区間の間に、セル#1 620のαセクター621、セル#2 630のγセクター633、及びセル#3 640のβセクター642は、上記アクティブセットに含まれる。
その後、時間‘D’で、セル#2 630のγセクター633は、<式3>を満足して、上記アクティブセットから除去される。従って、上記時間‘C’から時間‘D’までの区間の間に、セル#2 630のγセクター633及びセル#3 640のβセクター642は、上記アクティブセットに含まれる。
図7A及び図7Bは、本発明の実施形態による通信システムにおける2−wayソフトハンドオーバー後のハードハンドオーバーを遂行する過程を説明するための図である。特に、図7A及び図7Bは、上記アクティブセットに含まれるセクターの個数が2である2−wayソフトハンドオーバーが開始された後にハードハンドオーバーが遂行される場合を示す。
図7A及び図7Bを参照すると、まず、MSS710は、BS1のサービス領域であるセル#1 720のγセクター723からBS3のサービス領域であるセル#3 740のβセクター742の境界を介して、BS2のサービス領域であるセル#2 730のγセクター733へ移動する。
図7A及び図7Bに示す実施形態では、すべての時間軸の範囲で<式3>を満足すると仮定する。また、上記実施形態では、説明の便宜のために、セル#1 720のαセクター、セル#3 740のαセクター、及びセル#2 730のβセクターの信号は考慮していない。図7Bに示す時間‘A’で、セル#3 740のβセクター742は、<式2>を満足して、上記アクティブセットに含まれる。時間‘B’で、セル#2 730のγセクター733が<式2>を満足するとしても、システムは、セル#2 730のγセクター733が上記アクティブセットに含まれることを許可しない。この場合、セル#2 730のγセクター733は、上記ホールディングセットに含まれる。
時間‘C’で、セル#2 730のγセクター733は、<式6>を満足する。従って、上記時間‘C’で、現在アクティブセットに含まれているセル#1 720のγセクター723及びセル#3 740のセクター742を除去した後に、セル#2 730のγセクター733を上記アクティブセットに含ませる。すなわち、上記時間‘C’で、ハードハンドオーバーを遂行する。
図8は、本発明の実施形態による通信システムにおけるネイバーセットのセクターがアクティブセット又はホールディングセットに含まれる動作過程を示すフローチャートである。
図8を参照すると、まず、ステップS811で、ネイバーセットのj番目のセクターから受信されたプリアンブル受信信号の強度をアクティブセットから受信されたプリアンブルの最大強度値と比べて、その比較値が<式2>を満足するか否かを確認する。すなわち、上記アクティブセットに含まれたセクターのプリアンブルから受信されたプリアンブル受信信号の強度のうちで、最大値‘Max_P_RX_AS’と上記ネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信されたプリアンブル受信信号の強度‘P_RX(j)’との差を計算した後に、ヒステリシスマージン(H)と比較する。上記比較の結果が<式2>を満足すると、すなわち、上記計算された値が上記ヒステリシスマージンより小さいと、ステップS813へ進行する。ステップS813で、上記j番目のセクターから受信されたプリアンブルの到着時間を上記アクティブセットから受信されたもっとも速いプリアンブル到着時間と比較して、その比較値が<式3>を満足するか否かをチェックする。すなわち、上記アクティブセットに含まれたセクターから受信されたプリアンブル受信信号の到着時間のうちで、もっとも早く到着した時間‘1st_Arrival_Time_AS’とj番目のセクターから受信されたプリアンブル受信信号の到着時間‘Arrival_Time(j)’との差を計算する。すると、任意の定数値‘c(c<=1)’をCPの長さ‘Tg’と乗算した値と比較する。上記比較の結果が<式3>を満足すると、すなわち、上記計算された値が上記定数値‘c’をCPの長さ‘Tg’と乗算した値より小さいと、ステップS815へ進行する。一方、ステップS813の比較結果が<式3>を満足しない場合には、ステップS817へ進行する。ステップS817で、上記j番目のセクターを上記ホールディングセットに含ませた後に、上記手順を終了する。
ステップS815で、システムが上記j番目のセクターを上記アクティブセットに含ませるか否かを決定し、MSSにその決定を指示する。この後、上記決定及び指示内容に従って、ステップS819又はステップS817へ進行する。すなわち、上記システムが上記j番目のセクターをアクティブセットに含ませることを指示すると、ステップS819へ進行する。ステップS819で、上記j番目のセクターを上記アクティブセットに含ませた後に、上記手順を終了する。一方、上記システムが上記j番目のセクターをアクティブセットに含ませることを指示しないと、ステップS817へ進行する。ステップS817で、上記j番目のセクターを上記ホールディングセットに含ませた後に、上記手順を終了する。
以下、上述したようなソフトハンドオーバーのためのサブチャンネルの割当て、アクティブセット、及びホールディングセットの管理方法に該当する機能を遂行することができるBS装置及びMSS装置の構成について、図9及び図10を参照して説明する。
図9は、本発明の実施形態によるBS装置の構成を示すブロック図である。 図9を参照すると、上記BS装置は、アンテナ(antenna;ANT)901と、時分割二重化(Time Division Duplexing;以下、‘TDD’と称する)デュプレクサー903と、送信無線処理器905と、逆離散フーリエ変換(Inverse Discrete Fourier Transform;以下、‘IDFT’と称する)処理器907と、基底帯域送信信号処理器909と、上位階層処理器911と、受信無線処理器915と、離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform;以下、‘DFT’と称する)処理器917と、基底帯域受信信号処理器919と、サブチャンネル選択器913と、を含む。
まず、上記BS装置の送信部では、基底帯域送信信号処理器909から送信信号を生成して、IDFT処理器907へ出力する。IDFT処理器907は、上記生成された基底帯域送信信号を受信し、受信された上記送信信号に対してIDFTを遂行した後に、送信無線処理器905へ出力する。送信無線処理器905は、上記IDFTが遂行された送信信号に対して無線処理を遂行した後に、TDDデュプレクサー903へ出力する。TDDデュプレクサー903は、上記無線処理された送信信号をアンテナ901を介してエアー上へ送信する。
次いで、上記BS装置の受信部では、TDDデュプレクサー903からTDD方式でアンテナ901を介して信号を受信する。TDDデュプレクサー903は、上記受信された信号を受信無線処理器915へ出力する。受信無線処理器915は、上記受信信号を受信して基底帯域信号に変換した後に、DFT処理器917へ出力する。DFT処理器917は、上記基底帯域信号を受信してDFTを遂行した後に、基底帯域受信信号処理器919へ出力する。基底帯域受信信号処理器919は、上記DFT処理された基底帯域信号を処理してユーザー信号を復元する。
次いで、サブチャンネル選択器913は、上位階層処理器911から制御信号を受信し、該当MSSに割り当てられた上りリンク/下りリンクサブチャンネル、すなわち、上りリンクPUSCサブチャンネル及び下りリンクPUSCサブチャンネルの選択を制御する。
まず、上記BSに接続されたMSSに、上記BSのPUSC領域のPUSCサブチャンネルを割り当てると仮定すると、表1又は表3に示した“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”及び表2に示した“OFDMA Uplink PUSC Data Allocation in Another BS IE”の情報を使用する。
すなわち、下りリンクデータバーストを送信する場合には、表1又は表3に示した“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”のセグメント情報を使用することによってPUSC領域を選択する。このとき、表3の“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”を使用する場合には、“Used Subchannels”に関する情報を付加的に使用する。次いで、“OFDMA symbol offset”と、“Subchannel offset”と、“No.OFDMA symbols”と、“No.Subchannels”に関する情報を使用することによって、上記データバースト割当てのための領域を決定する。すると、上記“IDcell”に関する情報を用いて、サブチャンネルを構成するのに使用される副搬送波を選択する。
また、上りリンクデータバーストを受信する場合には、表2に示した“OFDMA Uplink PUSC Data Allocation in Another BS IE”でセグメント情報を用いてPUSC領域を選択する。すると、“OFDMA symbol offset”と、“Subchannel offset”と、“Duration”に関する情報を用いて、データバースト割当てのための領域を決定する。すると、“UL_IDcell”に関する情報を用いて、サブチャンネルを構成するのに使用される副搬送波を選択する。
次いで、サブチャンネル選択器913は、選択された上りリンクPUSCサブチャンネルに関する情報をIDFT処理器907へ出力する。IDFT処理器907は、上記生成された基底帯域送信信号を上記選択された上りリンクPUSCサブチャンネルにマッピングさせる。また、サブチャンネル選択器913は、上記選択された下りリンクPUSCサブチャンネルに関する情報をDFT処理器917へ出力する。DFT処理器917は、上記選択された下りリンクPUSCサブチャンネルから基底帯域信号を抽出する。
図10は、本発明の実施形態によるMSS装置の構成を示すブロック図である。
図10を参照すると、上記MSS装置は、アンテナ(ANT)1001と、TDDデュプレクサー1003と、送信無線処理器1005と、IDFT処理器1007と、基底帯域送信信号処理器1009と、上位階層処理器1011と、受信無線処理器1015と、DFT処理器1017と、基底帯域受信信号処理器1019と、サブチャンネル選択器1013と、プリアンブル信号測定器1021と、MAP PUSC領域選択器1023と、を含む。
上記MSS装置の送信部では、基底帯域送信信号処理器1009から送信信号を生成して、IDFT処理器1007へ出力する。IDFT処理器1007は、上記生成された基底帯域送信信号を受信し、上記受信された送信信号に対してIDFTを遂行した後に、送信無線処理器1005へ出力する。送信無線処理器1005は、上記IDFT処理された送信信号に対して無線処理を遂行した後に、TDDデュプレクサー1003へ出力する。TDDデュプレクサー1003は、上記無線処理された送信信号をアンテナ1001を介してエアー上へ送信する。
上記MSS装置の受信部では、TDDデュプレクサー1003からTDD方式にてアンテナ1001を介して信号を受信する。TDDデュプレクサー1003は、上記受信された信号を受信無線処理器1015へ出力する。受信無線処理器1015は、上記受信信号を受信し、上記受信された信号を基底帯域信号に変換した後に、上記基底帯域信号をDFT処理器1017へ出力する。DFT処理器1017は、上記基底帯域信号を受信し、上記基底帯域信号に対してDFTを遂行した後に、基底帯域受信処理器1019へ出力する。基底帯域受信信号処理器1019は、上記DFT処理された基底帯域信号を処理してユーザー信号を復元する。
サブチャンネル選択器1013は、上位階層処理器1011から制御信号を受信し、該当MSSに割り当てられた上りリンク/下りリンクサブチャンネル、すなわち、上りリンクPUSCサブチャンネル及び下りリンクPUSCサブチャンネルを選択する。
上記MSSにデータバーストを指定するMAP IEが、表1又は表3に示した“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”及び表2に示した“OFDMA Uplink PUSC Data Allocation in Another BS IE”を含むと仮定する。すると、上記MSSは、現在受信しているMAPメッセージのPUSC領域ではない他のPUSC領域からデータバーストが割り当てられると判断する。次いで、表1又は表3に示した“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”及び表2に示した“OFDMA Uplink PUSC Data Allocation in Another BS IE”の情報を用いて、自身に割り当てられたデータバーストの位置を探し出す。
下りリンクデータバーストを受信する場合には、表1又は表3に示した“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”でセグメント情報を用いて、PUSC領域を選択する。このとき、表3の“OFDMA Downlink PUSC Data Allocation in Another BS IE”を使用する場合には、“Used Subchannels”に関する情報を付加的に使用する。次いで、“OFDMA symbol offset”、“Subchannel offset”、“No.OFDMA symbols”、及び“No.Subchannels”に関する情報を用いて、上記データバースト割当てのための領域を決定する。すると、上記“IDcell”に関する情報を用いて、サブチャンネルを構成するのに使用される副搬送波を選択する。
上りリンクデータバーストを送信する場合には、表2に示した“OFDMA Uplink PUSC Data Allocation in Another BS IE”でセグメント情報を用いて、PUSC領域を選択する。すると、“OFDMA symbol offset”と、“Subchannel offset”と、“Duration”に関する情報を用いて、データバーストの割当てのための領域を決定する。すると、上記“UL_IDcell”に関する情報を用いて、サブチャンネルを構成するのに使用される副搬送波を選択する。
サブチャンネル選択器1013は、選択された上りリンクPUSCサブチャンネルに関する情報をIDFT処理器1007へ出力する。IDFT処理器1007は、上記生成された基底帯域送信信号を上記選択された上りリンクPUSCサブチャンネルにマッピングさせる。また、サブチャンネル選択器1013は、上記選択された下りリンクPUSCサブチャンネルに関する情報をDFT処理器1017へ出力する。DFT処理器1017は、上記選択された下りリンクPUSCサブチャンネルから基底帯域信号を抽出する。
プリアンブル測定器1021及びMAP PUSC領域選択器1023は、ソフトハンドオーバーの間に、信頼度がもっとも高いMAPメッセージを受信するために、もっとも大きい信号の強度を有するMAPメッセージのPUSC領域を選択する。すなわち、プリアンブル測定器1021は、上記受信されたプリアンブル受信信号の強度を測定し、その測定値をMAP PUSC領域選択器1023へ出力する。MAP PUSC領域選択器1023は、上記測定されたプリアンブル受信信号の強度値を基準にして、アクティブセットに含まれた各セクターのMAPメッセージPUSC領域のうちで、もっとも受信品質が良いMAPメッセージのPUSC領域を選択する。MAP PUSC領域選択器1023は、上記選択されたMAPメッセージのPUSC領域に関する情報をDFT処理器1017へ出力し、これによって、DFT処理器1017及び基底帯域受信信号処理器1019は、信頼度が高いMAPメッセージを復元する。
なお、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内であれば、種々な変形が可能であることは言うまでもない。よって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められるべきである。
一般的なIEEE802.16e通信システムの構成を概略的に示すブロック図である。 一般的なIEEE 802.16e通信システムで発生するピンポン現象を説明するグラフである。 一般的なIEEE 802.16e通信システムのフレーム構成を示す図である。 本発明の実施形態による通信システムにおけるソフトハンドオーバーのためのPUSC割当て方式を示す図である。 本発明の実施形態による通信システムにおけるソフトハンドオーバーのためのPUSC割当て方式を示す図である。 本発明の実施形態による通信システムにおける2−wayソフトハンドオーバー遂行過程を説明する図である。 本発明の実施形態による通信システムにおける2−wayソフトハンドオーバー遂行過程を説明する図である。 本発明の実施形態による通信システムにおける3−wayソフトハンドオーバー遂行過程を説明するための図である。 本発明の実施形態による通信システムにおける3−wayソフトハンドオーバー遂行過程を説明するための図である。 本発明の実施形態による通信システムにおける2−wayソフトハンドオーバー後のハードハンドオーバーを遂行する過程を説明するための図である。 本発明の実施形態による通信システムにおける2−wayソフトハンドオーバー後のハードハンドオーバーを遂行する過程を説明するための図である。 本発明の実施形態による通信システムにおけるネイバーセットのセクターがアクティブセット又はホールディングセットに含まれる動作過程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態によるBS装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるMSS装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
410 MSS
420 セル#1
421 αセクター
430 セル#2
433 γセクター

Claims (28)

  1. 移動加入者端末機と、前記移動加入者端末機サービング基地局と、前記サービング基地局隣接基地局とを含み、利用可能な全てのサブチャネルを複数のサブチャネルセットにグループ化し、異なる第1および第2のサブチャネルセットを、それぞれ前記サービング基地局と前記隣接基地局に割り当てる広帯域無線接続通信システムにおける前記移動加入者端末機によってハンドオーバーする方法であって、
    ソフトハンドオーバー要求を、前記第1のサブチャネルセットのセグメントを用いている移動加入者端末機と通信している前記隣接基地局に送信するステップと、
    前記ソフトハンドオーバー要求に応じて、前記サービング基地局から前記第1のサブチャネルセットの少なくとも1つのサブチャネルを介して、前記移動加入者端末機に対するデータが前記隣接基地局の前記第2のサブチャネルセットのセグメントに送信されることを示している配置情報を含むMAPメッセージを受信するステップと、
    前記配置情報によって示される前記第2のサブチャネルセットのセグメントを用いて、前記ソフトオーバーの間に、同時に前記サービング基地局および前記隣接基地局と通信するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記MAPメッセージは、前記隣接基地局の前記セグメントのセグメント番号及びセル識別子に関する情報を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 前記MAPメッセージは、OFDMAシンボルオフセット、サブチャネルオフセット、OFDMAシンボルの個数、及び割り当てられたデータバーストのサブチャネルの個数に関する情報を含むことを特徴とする請求項2記載の方法。
  4. 前記MAPメッセージは、送信されるデータバーストの情報コードが反復コーディングを遂行したか否かに関する情報を含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 前記セグメントは、少なくとも1つのサブチャネルのPUSC(Partial−Usage−of−Subchannels)タイプであることを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 前記要求は、前記サービング基地局が前記ソフトオーバーを許可すべきか否かを決定する際に用いられる、ダウンリンクにおける前記サービング基地局と前記隣接基地局の間の相対的な到着時間を表す到着時間差に関する情報を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 前記到着時間差は、下記式を使用して計算されることを特徴とする請求項記載の方法。
    Arrival_Time_Difference(j)=(1st_Arrival_Time_AS)−(Arrival_Time(j))
    ここで、‘Arrival_Time_Difference(j)’は、前記移動加入者端末機のネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信された信号の相対的な到着時間を示し、‘1st_Arrival_Time_AS’は、前記移動加入者端末機のアクティブセットに含まれた隣接基地局から受信された信号の到着時間のうちで、もっとも早く到着した時間を示し、‘Arrival_Time(j)’は、j番目のセクターから受信された信号の到着時間を示す。
  8. 移動加入者端末機と、前記移動加入者端末機のサービング基地局と、前記サービング基地局の隣接基地局とを含み、利用可能な全てのサブチャネルを複数のサブチャネルセットにグループ化し、異なる第1および第2のサブチャネルセットを、それぞれ前記サービング基地局と前記隣接基地局に割り当てる広帯域無線接続通信システムにおける前記サービング基地局によってハンドオーバーする方法であって、
    前記隣接基地局に関するソフトハンドオーバー要求を、前記サービング基地局と通信している前記移動加入者端末機から受信するステップと、
    前記ソフトハンドオーバー要求に応じて、前記第1のサブチャネルセットの少なくとも1つのサブチャネルを介して、前記移動加入者端末機に対するデータが前記隣接基地局の前記第2のサブチャネルセットのセグメントに送信されることを示している配置情報を含むMAPメッセージを、前記移動加入者端末機に送信するステップと、
    前記配置情報によって示される前記第2のサブチャネルセットのセグメントを用いて、前記ソフトオーバーの間に前記移動加入者端末機と通信するステップと
    を含み、
    前記隣接基地局は、前記ソフトオーバーの間、前記第2のサブチャネルセットのセグメントを用いて前記移動加入者端末機と通信する
    ことを特徴とする方法。
  9. 前記MAPメッセージは、前記隣接基地局の前記セグメントのセグメント番号及びセル識別子に関する情報を含むことを特徴とする請求項8記載の方法。
  10. 前記MAPメッセージは、OFDMAシンボルオフセット、サブチャネルオフセット、OFDMAシンボルの個数、及び割り当てられたデータバーストのサブチャネルの個数に関する情報を含むことを特徴とする請求項9記載の方法。
  11. 前記MAPメッセージは、送信されるデータバーストの情報コードが反復コーディングを遂行したか否かに関する情報を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 前記セグメントは、少なくとも1つのサブチャネルのPUSC(Partial−Usage−of−Subchannels)タイプであることを特徴とする請求項8記載の方法。
  13. 前記要求は、前記サービング基地局が前記ソフトオーバーを許可すべきか否かを決定する際に用いられる、ダウンリンクにおける前記サービング基地局と前記隣接基地局の間の相対的な到着時間を表す到着時間差に関する情報を含むことを特徴とする請求項8記載の方法。
  14. 前記到着時間差は、下記式を使用して計算されることを特徴とする請求項13記載の方法。
    Arrival_Time_Difference(j)=(1st_Arrival_Time_AS)−(Arrival_Time(j))
    ここで、‘Arrival_Time_Difference(j)’は、前記移動加入者端末機のネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信された信号の相対的な到着時間を示し、‘1st_Arrival_Time_AS’は、前記移動加入者端末機のアクティブセットに含まれた隣接基地局から受信された信号の到着時間のうちで、もっとも早く到着した時間を示し、‘Arrival_Time(j)’は、j番目のセクターから受信された信号の到着時間を示す。
  15. 移動加入者端末機と、前記移動加入者端末機のサービング基地局と、前記サービング基地局の隣接基地局とを含み、利用可能な全てのサブチャネルを複数のサブチャネルセットにグループ化し、異なる第1および第2のサブチャネルセットを、それぞれ前記サービング基地局と前記隣接基地局に割り当てる広帯域無線接続通信システムにおけるハンドオーバーを支援する装置であって、
    前記移動加入者端末機は、
    当該移動加入者端末機と通信している前記サービング基地局に、前記隣接基地局に関連したソフトハンドオーバーのための要求を送信し、
    前記ソフトハンドオーバー要求に応じて、前記サービング基地局から前記第1のサブチャネルセットの少なくとも1つのサブチャネルを介して、前記移動加入者端末機に対するデータが前記隣接基地局の前記第2のサブチャネルセットのセグメントに送信されることを示すMAPメッセージを受信し、
    記配置情報によって示される前記第2のサブチャネルセットのセグメントを用いて、前記ソフトオーバーの間に、同時に前記サービング基地局及び前記隣接基地局と通信する
    ことを特徴とする装置。
  16. 前記MAPメッセージは、前記隣接基地局の前記セグメントのセグメント番号及びセル識別子に関する情報を含むことを特徴とする請求項15記載の装置。
  17. 前記MAPメッセージは、OFDMAシンボルオフセット、サブチャネルオフセット、OFDMAシンボルの個数、及び割り当てられたデータバーストのサブチャネルの個数に関する情報を含むことを特徴とする請求項16記載の装置。
  18. 前記MAPメッセージは、送信されるデータバーストの情報コードが反復コーディングを遂行したか否かに関する情報を含むことを特徴とする請求項17記載の装置。
  19. 前記セグメントは、少なくとも1つのサブチャネルのPUSC(Partial−Usage−of−Subchannels)タイプであることを特徴とする請求項15記載の装置。
  20. 前記要求は、前記サービング基地局が前記ソフトオーバーを許可すべきか否かを決定する際に用いられる、ダウンリンクにおける前記サービング基地局と前記隣接基地局の間の相対的な到着時間を表す到着時間差に関する情報を含むことを特徴とする請求項15記載の装置。
  21. 前記到着時間差は、下記式を使用して計算されることを特徴とする請求項20記載の装置。
    Arrival_Time_Difference(j)=(1st_Arrival_Time_AS)−(Arrival_Time(j))
    ここで、‘Arrival_Time_Difference(j)’は、前記移動加入者端末機のネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信された信号の相対的な到着時間を示し、‘1st_Arrival_Time_AS’は、前記移動加入者端末機のアクティブセットに含まれた隣接基地局から受信された信号の到着時間のうちで、もっとも早く到着した時間を示し、‘Arrival_Time(j)’は、j番目のセクターから受信された信号の到着時間を示す。
  22. 移動加入者端末機と、前記移動加入者端末機のサービング基地局と、前記サービング基地局の隣接基地局とを含み、利用可能な全てのサブチャネルを複数のサブチャネルセットにグループ化し、異なる第1および第2のサブチャネルセットを、それぞれ前記サービング基地局と前記隣接基地局に割り当てる広帯域無線接続通信システムにおけるハンドオーバーを支援する装置であって、
    前記サービング基地が、当該サービング基地局と通信している前記移動加入者端末機から、前記隣接基地局に関するソフトハンドオーバー要求を受信し、前記ソフトハンドオーバー要求に応じて、前記第1のサブチャネルセットの少なくとも1つのサブチャネルを介して、前記移動加入者端末機に対するデータが前記隣接基地局の前記第2のサブチャネルセットのセグメントに送信されることを示している配置情報を含むMAPメッセージを、前記移動加入者端末機に送信し、前記配置情報によって示される前記第2のサブチャネルセットのセグメントを用いて、前記ソフトオーバーの間に前記移動加入者端末機と通信し、
    前記隣接基地局が、前記ソフトオーバーの間、前記第2のサブチャネルセットのセグメントを用いて前記移動加入者端末機と通信する
    ことを特徴とする装置。
  23. 前記MAPメッセージは、前記隣接基地局の前記セグメントのセグメント番号及びセル識別子に関する情報を含むことを特徴とする請求項22記載の装置。
  24. 前記MAPメッセージは、OFDMAシンボルオフセット、サブチャネルオフセット、OFDMAシンボルの個数、及び割り当てられたデータバーストのサブチャネルの個数に関する情報を含むことを特徴とする請求項23記載の装置。
  25. 前記MAPメッセージは、送信されるデータバーストの情報コードが反復コーディングを遂行したか否かに関する情報を含むことを特徴とする請求項24記載の装置。
  26. 前記セグメントは、少なくとも1つのサブチャネルのPUSC(Partial−Usage−of−Subchannels)タイプであることを特徴とする請求項22記載の装置。
  27. 前記要求は、前記サービング基地局が前記ソフトオーバーを許可すべきか否かを決定する際に用いられる、ダウンリンクにおける前記サービング基地局と前記隣接基地局の間の相対的な到着時間を表す到着時間差に関する情報を含むことを特徴とする請求項22記載の装置。
  28. 前記到着時間差は、下記式を使用して計算されることを特徴とする請求項27記載の装置。
    Arrival_Time_Difference(j)=(1st_Arrival_Time_AS)−(Arrival_Time(j))
    ここで、‘Arrival_Time_Difference(j)’は、前記移動加入者端末機のネイバーセットに含まれたj番目のセクターから受信された信号の相対的な到着時間を示し、‘1st_Arrival_Time_AS’は、前記移動加入者端末機のアクティブセットに含まれた隣接基地局から受信された信号の到着時間のうちで、もっとも早く到着した時間を示し、‘Arrival_Time(j)’は、j番目のセクターから受信された信号の到着時間を示す。
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