JP4413969B2 - 通信システムにおけるチャネル品質情報チャネルを割り当てるシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信システムにおけるチャネル品質情報チャネル(Channel Quality Information Channel:以下、“CQICH”と称する)を割り当てるシステム及び方法に関する。
次世代通信システムでは、高速のデータ転送速度で所望のサービス品質(Quality of Service:以下、“QoS”と称する)を満足することができるサービスをユーザに提供するための活発な研究が進んでいる。
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)システム及び都市規模通信網(Metropolitan Area Network:以下、“MAN”と称する。)通信システムは、高速の転送速度をサポートする。ここで、広帯域無線接続(Broadband Wireless Access:以下、“BWA”と称する)通信システムの1つである無線MAN通信システムは、無線LAN通信システムに比べて、さらに広いサービスエリアを有し、さらなる高速の転送速度をサポートする。従って、現在の次世代通信システムにおいては、比較的高い転送速度を保証する無線LAN通信システム及び無線MAN通信システムに加入者端末機(Subscriber Station:以下、“SS”と称する)の移動性及びQoSを保証する形態で新たな通信システムを開発して、次世代通信システムから提供される高速のサービスに対応するための研究が活発に進んでいる。
無線MANシステムの物理チャネル(physical channel)において、広帯域送信ネットワークをサポートするために、直交周波数分割多元(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:以下、“OFDM”と称する)方式/直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access:以下、“OFDMA”と称する)方式を採用するシステムが、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.16通信システムである。IEEE 802.16通信システムは、無線MANシステムにOFDM/OFDMA方式を適用するために、複数のサブキャリヤ(sub-carrier)を用いて物理チャネル信号を送信することによって、高速のデータ送信をサポートすることができる。以下、説明の便宜上、典型的なBWA通信システムの1つであるIEEE802.16通信システムの例を挙げて説明する。
IEEE802.16通信システムにおけるサービング(serving)基地局(base station:BS)からターゲット基地局(target BS)への接続スイッチング、すなわち、ハンドオーバを遂行する多様な方式の中で高速基地局スイッチング(Fast Base Station Switching:以下、“FBSS”と称する)方式について説明する。
FBSS方式は、リンク品質(link quality)を向上させるために選択ダイバーシティ(selection diversity)と高速スイッチングメカニズム(fast switching mechanism)とを使用するハンドオーバ方式である。FBSS方式を使用する場合、移動端末機(Mobile Station:以下、“MS”と称する)は、MSのダイバーシティセット(diversity set)に含まれているアクティブBSのうちの1つのアクティブBS、すなわち、アンカー(Anchor)BSのみと信号を送受信する。ここで、アンカーBSは、一種のサービングBSであり、MSのBS選択方式に従って変更可能(すなわち、スイッチング可能)である。上記ダイバーシティセットについて説明すると、次の通りである。
まず、MSのダイバーシティセットを構成するアクティブBSの各々は、臨時BS識別子(Temporary Base station Indicator:以下、“Temp BS ID”と称する)で識別され、上記ダイバーシティセットを構成するすべてのアクティブBSは、該当MSの収容能力(share capability)と、セキュリティーパラメータ(security parameters)と、サービスパラメータ(service parameters)と、媒体アクセス制御(Medium Access Control:以下、“MAC”と称する)レイヤー関連コンテキスト情報(full MAC context information)とを共有する。上記ダイバーシティセットを構成するアクティブBSの各々は、各アクティブBSから受信される信号の強度に従って、上記ダイバーシティセットから除外されることもでき、現在上記ダイバーシティセットに含まれていない新たなBSが新たなアクティブBSとして設定されたダイバーシティセットに付加されることもできる。
一方、MSは、アンカーBSとして設定された上記ダイバーシティセットを構成するアクティブBSのうちのいずれか一つを選択する。この場合、アンカーBSとして選択されたアクティブBSから受信される信号の強度、例えば、キャリア対干渉雑音比(Carrier to Interference and Noise Ratio:以下、“CINR”と称する)が他のアクティブBSから送信される信号のCINRと比較して最も大きい。従って、FBSS方式において、MSは、アンカーBSのみと通信を遂行する。ここで、現在MSと通信を遂行しているアンカーBSを“サービングアンカーBS”と呼ぶ。MSは、サービングアンカーBSとの通信を遂行する間に、上記ダイバーシティセットを構成するアクティブBSの各々に対して信号品質を測定する。上記“信号品質を測定する”とは、該当パイロット信号のCINRを測定することを意味する。上記信号品質の測定結果、現在のサービングアンカーBSの信号品質より優れた信号品質を提供するアクティブBSが存在することを検出すると、MSは、サービングアンカーBSから現在のサービングアンカーBSの信号品質より優れた信号品質を提供するアクティブBSへのハンドオーバを遂行することを決定することによって、高速スイッチングを遂行する。ここで、上記現在のサービングアンカーBSの信号品質より優れた信号品質を提供し、MSが高速スイッチングを遂行するアクティブBSを“ターゲットアンカーBS”と呼ぶ。
図1を参照すると、ステップS101で、MSは、サービングアンカーBSと通信を遂行する。この後、MSは、ステップS103で、MSのダイバーシティセットを構成するアクティブBSの各々に対する信号品質を測定する。ここで、MSがサービングアンカーBSと通信を遂行するということは、MSのための割当情報が、サービングアンカーBSが送信したMAPメッセージ、すなわち、ダウンリンク(downlink)MAP(DL-MAP)メッセージ及びアップリンク(uplink)MAP(UL-MAP)メッセージに含まれていることを意味する。
ステップS105で、MSは、サービングアンカーBSを変更しなければならないか否か、すなわち、高速スイッチング動作を遂行しなければならないか否かを検査する。ここで、MSは、サービングアンカーBSの信号品質より優れた信号品質を有するアクティブBSが存在する場合、サービングアンカーBSを変更すべきことを決定する。上記検査の結果、アンカーBSを変更する必要がない場合、MSは、ステップS101へ戻る。しかしながら、上記検査の結果、ステップS105で、アンカーBSを変更しなければならない場合、MSは、ステップS107へ進行する。
ステップS107で、MSは、スイッチ区間(switch period)の開始時点を検出する。ここで、上記スイッチ区間とは、MSがサービングアンカーBSでない新たなアクティブBS、すなわち、ターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行することをサービングアンカーBSに通知する区間を意味する。上記スイッチ区間については、図2を参照して説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。ステップS109で、上記スイッチ区間の開始時点を検出した後、MSは、上記スイッチ区間で、MSがサービングアンカーBSで高速スイッチング動作を遂行するターゲットアンカーBSのTemp BS IDをサービングアンカーBSへ送信する。ここで、MSは、サービングアンカーBSから割り当てられたCQICHを介してターゲットアンカーBSのTemp BS ID、すなわち、Temp BS IDに該当するコードワード(codeword)をサービングアンカーBSへ送信する。上記CQICHは、MSがサービングアンカーBSのCQI値をフィードバック(feedback)するか、あるいは、上記FBSS方式に基づく高速スイッチング動作を遂行する過程で制御信号を送信するのに使用されるチャネルである。
また、該当Temp BS IDにマッピングされるコードワードは、下記<表1>に示す通りである。
Figure 0004413969
上記<表1>において、“Value”は、アクティブBSの各々のTemp BS IDに該当するコードワードを示す。例えば、MSがサービングアンカーBSからTemp BS ID=‘011’を有するターゲットアンカーBSへの高速スイッチングを遂行することを希望する場合には、MSは、Temp BS ID=‘011’に該当するコードワード‘0b100011’を、CQICHを介してサービングアンカーBSへ送信する。上記<表1>において、コードワード‘0b101000’は、アクティブBSのTemp BS IDに該当するコードワードではなく、サービングアンカーBSがMSへ送信したアンカーBSスイッチ情報エレメント(Information Element:以下、“IE”と称する)(Anchor BS Switch IE)を受信したことをMSに通知するのに使用されたコードワードである。Anchor BS Switch IEのフォーマット(format)については、下記に詳細に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
ステップS111で、MSは、サービングアンカーBSに関するCQI値をターゲットアンカーBSのTemp BS IDに該当するコードワードを送信するのに使用されたCQICHと同一のCQICHを介して送信する。ステップS113で、MSは、MSのターゲットアンカーBSへの高速スイッチング取消要求を示すAnchor BS Switch IEがサービングアンカーBSから受信されるか否かを検査する。ここで、Anchor BS Switch IEのフォーマットは、下記<表2A>及び<表2B>に示す。
Figure 0004413969
Figure 0004413969
上記<表2A>及び<表2B>において、N_Anchor BS_Switchは、Anchor BS Switch IEに含まれているアンカーBS高速スイッチング情報の個数を示し、Anchor BS Switch IEは、MAPメッセージに含まれてブロードキャストされるので、複数のMSに割り当てられたアンカーBS高速スイッチング情報を含むことができる。ここで、上記アンカーBS高速スイッチング情報の各々は、“for(i=0;i<N_Anchor BS_Switch;i++)”構成内の情報の各々と同一である。Anchor BS Switch IEは、各アンカーBS高速スイッチング情報の各々に対する接続識別子(Connection Identifier:以下、“CID”と称する)と、アクションコード(Action code:以下、“Action code”と称する)と、Action codeに関するCQICH割当情報とを含む。上記CIDは、各MSの基本CID(Basic CID)を示し、Action codeは、MSがターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を行うスイッチ区間に関する情報、または、サービングアンカーBSが示した区間、すなわち、スイッチ区間で、MSがサービングアンカーBSによって示されたターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を行うように命令するか、あるいは、MSが高速スイッチング動作を取り消すように命令するのに使用される情報を示す。
上記<表2A>に示すように、Action code=‘00’は、MSがダウンリンクチャネルディスクリプタ(Downlink Channel Descriptor:以下、“DCD”と称する)メッセージに定義されているスイッチ区間内のデフォルト時間でターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行しなければならないことを示し、Action code=‘01’は、MSがAnchor BS Switch IEに定められているアクション時間(action time:以下、“Action time”と称する)でターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行しなければならないことを示し、Action code=‘10’は、MSが上記高速スイッチング動作を取り消し、サービングアンカーBSとの通信を維持しなければならないことを示す。
また、上記<表2B>において、上記CQICH割当指示子は、MSがターゲットアンカーBSで使用するCQICH割当情報を示す。上記CQICH割当情報は、CQICH識別子(CQICH ID)と、UL-MAPメッセージに定義されているCQI領域でMSに実際に割り当てられたCQICHの位置を示すフィードバックチャネルオフセット(Feedback channel offset)と、MSがCQI値を報告する周期を示すPeriod(p)と、MSがCQI値の報告を開始する時点を示すフレームオフセット(Frame offset)と、ターゲットアンカーBSから割り当てられたCQICHの有効使用区間に関する情報を示すDuration(d)とを含む。従って、上記CQICH割当情報を受信しているMSは、上記フレームオフセット時点の後のフレーム区間に対して、2フレームごとに上記CQICHを介してターゲットアンカーBSにCQI値を報告する。
一方、上記検査の結果、ステップS113で、MSがターゲットアンカーBSへの高速スイッチング取消要求を示すAnchor BS Switch IEがサービングアンカーBSから受信された場合、すなわち、上記Action codeが‘10’に設定される場合、MSは、ステップS115へ進行する。ステップS115で、MSは、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を取り消した後、上記過程を終了する。
しかしながら、上記検査の結果、ステップS113で、MSがターゲットアンカーBSへの高速スイッチング取消要求を示すAnchor BS Switch IEがサービングアンカーBSから受信されない場合、MSは、ステップS117へ進行して、上記スイッチ区間が終了したか否かを検査する。上記検査の結果、上記スイッチ区間が終了しなかった場合、MSは、ステップS109へ戻って、ターゲットアンカーBSへの所望の高速スイッチング動作を示す情報、すなわち、ターゲットアンカーBSのTemp BS IDに該当するコードワードをサービングアンカーBSへ反復して送信することができる。ターゲットアンカーBSのTemp BS IDに該当するコードワードの反復送信は、ステップS117で、上記スイッチ区間が終了したか、あるいは、上記スイッチ区間が終了しなかったとしても、ステップS113で、MSがターゲットアンカーBSへの高速スイッチング取消要求を示すAnchor BS Switch IEがサービングアンカーBSから受信されるまで遂行される。
上記検査の結果、ステップS117で、上記スイッチ区間が終了した場合、MSは、ステップS119へ進行して、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報がサービングアンカーBSから受信されるか否かを検査する。ここで、MSがサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行する前に、MSは、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報を予め割り当てられているCQICH割当情報を通じて、あるいは、上記スイッチ区間の間、上記<表2A>及び<表2B>に示したようなAnchor BS Switch IEを通じて認識することができる。これとは異なり、MSのダイバーシティセットに新たなアクティブBSを付加する過程でも、MSは、ハンドオーバ制御メッセージを通じてアクティブBSのCQICH割当情報を取得することができる。上記ハンドオーバ制御メッセージを通じたダイバーシティセットを管理する動作は、本発明とは直接的な関連がないので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
上記検査の結果、ステップS119で、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報を受信しなかった場合、MSは、ステップS121へ進行して、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行した後、所定の時間を待機する。そして、MSは、上記所定の時間内に、ターゲットアンカーBSがブロードキャストするMAPメッセージを通じてCQICH割当情報が受信されるか否かを検査する。ここで、上記CQICH割当情報を含んでいる上記MAPメッセージ内のCQICH割当情報、すなわち、CQICH割当(CQICH allocation)IE(以下、“CQICH Alloc IE”と称する)のフォーマットは、下記<表3>に示す。
Figure 0004413969
上記<表3>において、ターゲットアンカーBSで割り当てられたCQICH Alloc IEは、ターゲットアンカーBSとの制御信号の送受信のためにMSが使用するCQICH割当情報を示し、CQICH Alloc IEは、CQICH IDと、UL-MAPメッセージに定義されているCQI領域内の実際のCQICHの位置情報を提供するフィードバックチャネルオフセット(Feedback channel offset)と、CQICHを割り当てられた後、MSが実際にCQI値の報告を開始する時点を示すフレームオフセット(Frame offset)とを含む。また、上記CQICH Alloc IEは、上記CQI値を報告する周期を示すPeriod(p)と、MSが割り当てられたCQICHを使用することができる有効時間を示すDuration(d)とを含む。
一方、上記検査の結果、ステップS121で、上記CQICH割当情報が受信されない場合、MSは、ステップS123へ進行する。ステップS123で、MSがターゲットアンカーBSから上記CQICH割当情報を受信することができなかったため、すなわち、MSがサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を完了した後でも、ターゲットアンカーBSから上記CQICH割当情報を受信することができなかったため、ターゲットアンカーBSとのネットワーク再進入(network re-entry)動作を遂行した後に、上記過程を終了する。ここで、上記“ネットワーク再進入動作”とは、ターゲットアンカーBSとの同期を取得した後に、初期レンジング(initial ranging)と、登録(registration)及び認証(authentication)とを遂行する動作を意味する。
しかしながら、上記検査の結果、ステップS119で、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報が受信された場合、MSは、ステップS125へ進行する。また、上記検査の結果、ステップS121で、上記CQICH割当情報が受信された場合、MSは、ステップS125へ進行する。ステップS125で、MSは、MS自身に割り当てられたCQICHを介したターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作及びターゲットアンカーBSとの通信を遂行した後、上記過程を終了する。
図1では、従来のIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作について説明した。次いで、図2を参照して、一般的なIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作時に使用されるアンカースイッチ報告(Anchor Switch Reporting:以下、“ASR”と称する)スロット(slot)のフォーマットについて説明する。
図2は、従来のIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作時に使用されるASRスロットのフォーマットを示す図である。参照符号201は、MSからサービングアンカーBSへの制御信号の送信を時間軸で示し、参照符号203は、MSからターゲットアンカーBSへの制御信号の送信を時間軸で示す。図2に示すように、上記FBSS方式において、上記時間軸は、ASRスロット単位で分割される。ここで、上記ASRスロットの各々は、複数の、例えば、M個のフレームで構成され、上記ASRスロットを構成するフレームの個数Mは、BSによって決定され、MSは、BSによって決定された上記ASRを構成するフレームの個数Mを、DCDメッセージを通じて認識する。
参照符号205は、MSがサービングアンカーBSとの通信を遂行している高速スイッチング動作前のASRスロットを示し、参照符号207及び参照符号209は、MSがサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作をサービングアンカーBSに通知するのに使用された制御信号を送信するスイッチ区間内のASRスロットを示す。上記スイッチ区間は、少なくとも1つ以上のASRスロットを含む。上記スイッチ区間を構成するASRスロットの個数も、基地局によって決定され、MSは、BSによって決定された上記スイッチ区間を構成するASRスロットの個数を、DCDメッセージを通じて認識する。参照符号211は、MSがサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行した後、すなわち、上記スイッチ区間が終了した後、ターゲットアンカーBSとの通信を遂行するASRスロットを示す。
まず、MSがサービングアンカーBSと通信を遂行している高速スイッチング動作前のASRスロット205で、MSは、サービングアンカーBSと通信を遂行する間に、ASRスロット205内のフレームごとに、サービングアンカーBSのCQI値をサービングアンカーBSへ送信する。ASRスロット205で、MSがサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行しなければならないことを決定すると、MSは、上記高速スイッチング動作を遂行することを決定した時点で、上記高速スイッチング動作を即座に遂行することなく、上記高速スイッチング動作を遂行することを決定した該当ASRスロット、すなわち、ASRスロット205が終了するまで待機する。
ASRスロット205が終了した後、MSは、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチングを遂行することを上記スイッチ区間の間サービングアンカーBSへ通知する。この場合、MSは、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行することを示す指示子(indicator)IとサービングアンカーBSのCQI値CとをサービングアンカーBSへ送信する。図2では、指示子I及びCQI値Cがフレーム単位で交互に送信されるとしても、MSは、上記スイッチ区間で指示子I及びCQI値Cを送信するパターン(pattern)を可変的に決定することができる。いずれにしても、MSは、上記スイッチ区間の一番目のASRスロットで指示子I及びCQI値Cを少なくとも一回送信しなければならない。
また、上記スイッチ区間が終了した後、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行したMSは、ターゲットアンカーBSとの通信を遂行する間に、ASRスロット211でターゲットアンカーBSのCQI値を送信する。
上述したように、上記FBSS方式を使用する場合、MSは、CQICHを使用して制御信号を送信することによってサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行する。しかしながら、上記スイッチ区間でサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行した後、MSがターゲットアンカーBSからCQICHを予め割り当てられていない場合には、上述したように、MSは、ターゲットアンカーBSとのネットワーク再進入動作を遂行しなければならず、これによって、MSの接続確立に遅延が発生するおそれがある。
従って、MSが上記FBSS方式に基づく高速スイッチング動作を遂行した後でも、ターゲットアンカーBSからCQICH割当情報を取得することができない場合、MSは、ターゲットアンカーBSとのネットワーク再進入動作を遂行に伴う接続確立の遅延をもたらす。このことより、上記FBSS方式に基づく高速スイッチング動作を遂行した後、MSがターゲットアンカーBSとの接続を迅速に確立できるようにする方案に対する必要性が高まっている。
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、通信システムにおけるCQICHを割り当てるシステム及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、通信システムにおけるFBSS方式に基づく高速スイッチング動作時のCQICHを割り当てるシステム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、通信システムにおけるFBSS方式に基づく高速スイッチング動作時のMSがCQICHの割当要求をターゲットアンカーBSへ送信するシステム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の特徴によると、通信システムは、移動端末機がサービングアンカー基地局からターゲットアンカー基地局への高速スイッチングを行った後、上記ターゲットアンカー基地局から割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出し、上記割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出すると、上記移動端末機が上記チャネル品質情報チャネルの割当要求を上記ターゲットアンカー基地局へ送信し、上記チャネル品質情報チャネルの割当要求を受信すると、上記ターゲットアンカー基地局が上記チャネル品質情報チャネルを上記移動端末機に割り当てるべきことを検出することを特徴とする。
本発明の実施形態によるBWA通信システムにおいて、FBSS方式に基づく高速スイッチング動作の間に、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行した後でも、MSがターゲットアンカーBSからCQICHの割当てを受けることができない場合、MSは、CQICHの割当要求をターゲットアンカーBSへ送信することによって、MSの接続確立の遅延を低減させることができる。特に、高速スイッチング動作を遂行する間に、MSは、帯域幅要求ヘッダーを用いてCQICHの割当要求をターゲットアンカーBSへ送信することによって、ターゲットアンカーBSとの接続確立を高速で行うことができるという長所を有する。
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
本発明は、通信システムにおけるチャネル品質情報チャネル(Channel Quality Information Channel:以下、“CQICH”と称する)を割り当てるシステム及び方法を提案する。また、本発明は、広帯域無線接続(Broadband Wireless Access:以下、“BWA”と称する)通信システムにおける高速基地局スイッチング(Fast Base Station Switching:以下、“FBSS”と称する)方式に基づく高速スイッチング動作の際にCQICHを割り当てるシステム及び方法を提案する。さらに、本発明は、BWA通信システムにおける移動端末機(Mobile Station:以下、“MS”と称する)がサービング(serving)アンカー(Anchor)基地局(Base Station:以下、“BS”と称する)からターゲット(target)アンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行した後でも、ターゲットアンカーBSからCQICHの割当てを受けることができない場合、MSは、CQICHの割当要求をターゲットアンカーBSへ送信し、ターゲットアンカーBSは、MSからのCQICH割当要求に応じて、CQICHをMSに割り当てるシステム及び方法を提案する。以下、説明の便宜上、本発明の実施形態は、典型的なBWA通信システムの1つであるIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.16通信システムの例を挙げて説明する。本発明の実施形態は、IEEE802.16通信システムだけではなく、他の通信システムにも適用されることができる。
図3は、本発明の実施形態によるIEEE802.16通信システムにおけるFBSS方式に基づく高速スイッチング動作を示す信号フロー図である。
図3を参照すると、まず、ステップS301で、MS300は、サービングアンカーBS350と通信を遂行する。ここで、MS300がサービングアンカーBS350と通信を遂行するということは、サービングアンカーBS350が送信したMAPメッセージ、すなわち、ダウンリンク(downlink)MAP(DL-MAP)メッセージ及びアップリンク(uplink)MAP(UL-MAP)メッセージにMS300のための割当情報が含まれていることを意味する。サービングアンカーBS350と通信を遂行する間に、MS300は、サービングアンカーBS350のCQI値をサービングアンカーBS350から割り当てられたCQICHを介して送信する。また、サービングアンカーBS350と通信を遂行する間に、MS300は、ステップS303で、MS300のダイバーシティセット(diversity set)を構成するアクティブBSの各々の信号品質を測定する。ここで、アクティブBSの各々の信号品質を測定するということは、アクティブBSの各々から受信される信号の強度、例えば、キャリア対干渉雑音比(Carrier to Interference and Noise Ratio:以下、“CINR”と称する)を測定することを意味する。
MS300は、上記ダイバーシティセットに含まれているアクティブBSの各々に対する信号品質の測定結果に従って、サービングアンカーBSを変更しなければならないことを決定する。言い換えれば、MS300は、ステップS305で、MS300のアンカーBSをサービングアンカーBS350からアクティブBSのうちの特定のアクティブBS、すなわち、ターゲットアンカーBS360に変更しなければならないことを決定する。ここで、MS300は、サービングアンカーBS350から受信される信号品質より優れた信号品質を有するアクティブBS、すなわち、ターゲットアンカーBS360が存在する場合、MS300のアンカーBSをサービングアンカーBS350からターゲットアンカーBS360に変更しなければならないことを決定する。
MS300のアンカーBSを変更しなければならないことを決定すると、MS300は、該当アンカースイッチ報告(Anchor Switch Reporting:以下、“ASR”と称する)スロット(slot)の終了後に、スイッチ区間(switch period)の開始時点を検出する。上記スイッチ区間において、MS300がサービングアンカーBS350からターゲットアンカーBS360への高速スイッチング動作を遂行することを通知するために、MS300は、ステップS307で、ターゲットアンカーBS360の臨時BS指示子(Temporary Base station Indicator:以下、“Temp BS ID”と称する)に該当するコードワード(codeword)をサービングアンカーBS350へ送信する。上記ASRスロットのフォーマット(format)は、図2と関連して説明した従来のIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作時に使用されるASRスロットのフォーマットと同一なので、ここでは、その詳細な説明を省略する。また、Temp BS IDに該当するコードワードは、上記<表1>を参照して説明したものと同一なので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
また、上記スイッチ区間でターゲットアンカーBS360のTemp BS IDに該当するコードワードを送信した後、MS300は、ステップS309で、サービングアンカーBS350のCQI値をサービングアンカーBS350へ送信する。一方、上記スイッチ区間が終了するか、または、上記スイッチ区間が終了しなかったとしても、サービングアンカーBS350からMS300のターゲットアンカーBS360への高速スイッチング取消要求を示すアンカーBSスイッチ情報エレメント(Information Element:以下、“IE”と称する)(Anchor BS Switch IE)を受信するまで、ターゲットアンカーBS360のTemp BS IDに該当するコードワードを送信し、サービングアンカーBS350のCQI値を送信する動作を反復する(ステップS311及びステップS313)。アンカーBSスイッチIEは、上記<表2A>及び<表2B>を参照して説明したものと同一なので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
このように、MS300がサービングアンカーBS350からターゲットアンカーBS360への高速スイッチング動作を遂行することをサービングアンカーBS350に通知するために、上記スイッチ区間で、MS300がターゲットアンカーBS360のTemp BS IDに該当するコードワードを送信したとしても、サービングアンカーBS350は、ステップS315で、予定されている高速スイッチング動作を認識することができないことがある。サービングアンカーBS350がMS300のターゲットアンカーBS360への高速スイッチング動作の認識に失敗したので、サービングアンカーBS350は、MS300の高速スイッチング動作をターゲットアンカーBS360に通知することができない。
一方、上記スイッチ区間が終了すると、MS300は、ステップS317で、サービングアンカーBS350からターゲットアンカーBS360への高速スイッチング動作を遂行する。ターゲットアンカーBS360への高速スイッチング動作を遂行した後、MS300は、ステップS319で、ターゲットアンカーBS360からCQICHの割当てを受けることができないことを認識する。ここで、MS300は、ターゲットアンカーBS360からブロードキャストされたMAPメッセージを通じてターゲットアンカーBS360から割り当てられたCQICHに関する割当情報を検出する。MS300に関するCQICH割当情報が上記MAPメッセージに存在しない場合、MS300は、ターゲットアンカーBS360からCQICHの割当てを受けることができないことを認識する。
このように、ターゲットアンカーBS360からCQICHの割当てを受けることができないことを認識したMS300は、ステップS321で、CQICHの割当要求をターゲットアンカーBS360へ送信する。ここで、MS300は、帯域幅要求(Bandwidth Request)ヘッダー(header)のタイプ(Type)フィールド値を‘111’に設定して送信することによって、上記CQICHの割当要求をターゲットアンカーBS360へ送信する。上記CQICHの割当てを要求するために送信される帯域幅要求ヘッダーのフォーマットについては、下記に詳細に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
MS300からタイプフィールド値=‘111’を有する帯域幅要求ヘッダーを受信すると、ターゲットアンカーBS360は、ステップS323で、MS300がCQICHの割当てを要求することを判断して、MS300へCQICHを割り当てるべきことを認識する。従って、ターゲットアンカーBS360は、MS300が使用するCQICHを割り当て、ステップS325で、上記割り当てられたCQICHに関する情報をMS300へ送信する。上記CQICH割当情報、すなわち、CQICH Alloc IEは、UL-MAPメッセージを通じてブロードキャストされ、CQICH Alloc IEのフォーマットは、<表3>を参照して説明したものと同一なので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
一方、図3では、上記帯域幅要求ヘッダーを用いてMS300のCQICHの割当要求を送信する動作について説明したが、MS300は、ターゲットアンカーBS360とネットワーク再進入動作を遂行する間に送信されるレンジング要求(Ranging-Request:以下、“RNG-REQ”と称する)メッセージにタイプ/長さ/値(Type/Length/Value:TLV)を付加する方法で上記CQICHの割当要求を送信することもできる。すなわち、RNG-REQメッセージのTLVに設定されるCQICH割当指示ビット(Allocation Indication bit)を有するRNG-REQメッセージを受信すると、ターゲットアンカーBS360は、MS300がCQICHの割当てを要求することを認識して、MS300にCQICHを割り当てる。
本発明の実施形態を、上記帯域幅要求ヘッダーを用いてMS300のCQICHの割当要求を送信する方法に関連して説明したが、本発明の他の実施形態では、上記CQICHの割当てを要求するための新たなメッセージまたはメッセージヘッダーを定義することもできる。
図3を参照して、本発明の実施形態によるIEEE802.16通信システムにおけるFBSS方式に基づく高速スイッチング動作について説明した。次いで、図4を参照して、本発明の実施形態によるCQICHの割当てを要求するための帯域幅要求ヘッダーのフォーマットについて説明する。
図4は、本発明の実施形態によるCQICHの割当てを要求するための帯域幅要求ヘッダーのフォーマットを示す図である。図4を参照すると、上記帯域幅要求ヘッダーは、MSが制御信号またはデータを送信するための帯域幅の割当てを要求するために送信される媒体アクセス制御(Medium Access Control:以下、“MAC”と称する)ヘッダーであり、上記帯域幅要求ヘッダーの各フィールドに示されている数字は、該当フィールドを構成するビット数を示す。上記帯域幅要求ヘッダーのヘッダータイプ(Header Type:HT)フィールドは、ヘッダータイプを示し、暗号化制御(Encryption control:EC)フィールドは、暗号化制御(encryption control)を示す。また、タイプフィールドは、MACヘッダーのタイプを示し、帯域幅要求(Bandwidth Request:BR)フィールドは、MSが割り当てられることを要求する要求帯域幅を示す。タイプフィールドは、該当帯域幅の割当要求のタイプを示す。例えば、上記タイプフィールドが‘000’に設定される場合、上記帯域幅の割当要求が‘インクリメンタル(incremental)’、すなわち、BRフィールドに設定された値が、MSが後で割り当てられることを要求する付加的な帯域幅を示すことを意味する。例えば、上記タイプフィールドが‘000’に設定され、上記BRフィールドが‘200’に設定される場合、MSが付加的な200ビットの帯域幅をさらに割り当てられることを要求することを意味する。
また、上記フィールド値が‘001’に設定された場合、上記帯域幅の割当要求が‘アグリゲート(aggregate)’、すなわち、BRフィールドに設定された値が、MSが後で割り当てられることを要求する全帯域幅を示すことを意味する。例えば、タイプフィールドが‘001’に設定され、上記BRフィールドが‘800’に設定される場合、MSが現在まで割り当てられた帯域幅と上記帯域幅の割当要求を通じて割り当てられる帯域幅とを総計することによって得られた800ビットの帯域幅がMSに割り当てられることを示す。
本発明の実施形態は、上記タイプフィールドを‘111’に設定する。上記タイプフィールドが‘111’に設定される場合、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行したMSは、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICHの割当てを要求する。上記タイプフィールドが‘111’に設定された場合、BRフィールドは、‘0’、すなわち、ヌル(Null)で満たされるか、あるいは、MSが測定したターゲットアンカーBSのCQI値に関連した情報で満たされることができる。ここで、MSが測定したターゲットアンカーBSのCQI値に関連した情報は、例えば、5ビットで表現されることができる。
また、上記帯域幅要求ヘッダーの接続識別子(Connection Identifier:CID)フィールドは、MSの基本CID(basic CID)を示し、HCS(Header Check Sequence)フィールドは、ヘッダーチェックシーケンスを示す。すなわち、上記帯域幅要求ヘッダーは、MSのCQICHの割当てを要求するCQICH割当要求ヘッダー(CQICH allocation request header)である。
図4を参照して、本発明の実施形態によるCQICHの割当てを要求するための帯域幅要求ヘッダーのフォーマットについて説明した。次いで、図5を参照して、本発明の実施形態によるIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作について説明する。
図5は、本発明の実施形態によるIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作を示すフローチャートである。
図5を説明するに先立って、図5に示すステップS501乃至ステップS519の過程が図1を参照して説明したステップS101乃至ステップS119の過程と実質的に同一の動作を遂行するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。ステップS519で、MSは、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報がサービングアンカーBSから受信されたか否かを検査する。上記検査の結果、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報が受信されなかった場合、MSは、ステップS521へ進行して、サービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を遂行した後、所定の時間を待機する。この後、MSは、上記所定の時間内に、ターゲットアンカーBSがブロードキャストしたMAPメッセージを通じて上記CQICH割当情報を受信したか否かを検査する。上記検査の結果、ステップS521で、上記CQICH割当情報が受信されない場合、MSは、ステップS523へ進行する。
ステップS523で、MSがターゲットアンカーBSのCQICH割当情報を受信することができないため、すなわち、MSがサービングアンカーBSからターゲットアンカーBSへの高速スイッチング動作を完了した後でも、ターゲットアンカーBSから上記CQICHの割当てを受けることができないため、上記CQICHの割当てを要求するための帯域幅要求ヘッダーをターゲットアンカーBSへ送信する。ステップS525で、MSは、上記帯域幅要求ヘッダーを送信した回数が予め設定された最大送信回数を超過するか否かを検査する。上記検査の結果、上記帯域幅要求ヘッダーを送信した回数が上記最大送信回数を超過しない場合、MSは、ステップS521へ戻る。
しかしながら、上記検査の結果、ステップS525で、上記帯域幅要求ヘッダーを送信した回数が上記最大送信回数を超過する場合、MSは、ステップS527へ進行して、ターゲットアンカーBSとのネットワーク再進入動作を遂行した後、上記過程を終了する。ここで、上記“ネットワーク再進入動作”とは、ターゲットアンカーBSとの同期を取得した後、初期レンジング(initial ranging)と、登録(registration)及び認証(authentication)とを遂行する動作を意味する。
一方、上記検査の結果、ステップS519で、ターゲットアンカーBSで使用されるCQICH割当情報が受信された場合、MSは、ステップS529へ進行する。また、上記検査の結果、ステップS521で、上記CQICH割当情報が受信された場合、MSは、ステップS529へ進行する。ステップS529で、MSは、MS自身に割り当てられたCQICHを介してターゲットアンカーBSとの通信を遂行した後、上記過程を終了する。
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。
従来のIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作を示すフローチャートである。 従来のIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作時に使用されるASRスロットのフォーマットを示す図である。 本発明の実施形態によるIEEE802.16通信システムにおけるFBSS方式に基づく高速スイッチング動作を示す信号フロー図である。 本発明の実施形態によるCQICHの割当てを要求するための帯域幅要求ヘッダーのフォーマットを示す図である。 本発明の実施形態によるIEEE802.16通信システムにおけるMSのFBSS方式に基づく高速スイッチング動作を示すフローチャートである。

Claims (21)

  1. 通信システムにおけるチャネル品質情報チャネルの割当てを要求する方法であって、
    サービングアンカー基地局からターゲットアンカー基地局へのスイッチングを行った後、前記ターゲットアンカー基地局から割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出するステップと、
    前記割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出すると、前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を前記ターゲットアンカー基地局へ送信するステップと
    を具備することを特徴とする方法。
  2. 前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を送信するステップは、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを前記ターゲットアンカー基地局へ送信するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を送信するステップは、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを前記ターゲットアンカー基地局へ送信するステップを含み、前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、前記ターゲットアンカー基地局のチャネル品質情報を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、予め定められたタイプを有する媒体アクセス制御ヘッダーであることを特徴とする請求項2記載の方法。
  5. 通信システムにおけるチャネル品質情報チャネルを割り当てる方法であって、
    移動端末機から前記移動端末機の高速スイッチングのためのチャネル品質情報チャネルの割当要求を受信するステップと、
    前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を受信すると、前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるべきことを検出するステップと
    を具備することを特徴とする方法。
  6. 前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるべきことを検出した後、前記移動端末機に前記チャネル品質情報チャネルを割り当てるステップと、
    前記チャネル品質情報チャネルに関する割当情報を前記移動端末機へ送信するステップと
    をさらに具備することを特徴とする請求項5記載の方法。
  7. 前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を受信するステップは、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを受信するステップを含むことを特徴とする請求項5記載の方法。
  8. 前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を受信するステップは、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを受信するステップを含み、前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、前記ターゲットアンカー基地局のチャネル品質情報を含むことを特徴とする請求項5記載の方法。
  9. 前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、予め定められたタイプを有する媒体アクセス制御ヘッダーであることを特徴とする請求項7記載の方法。
  10. 通信システムにおけるチャネル品質情報チャネルを割り当てる方法であって、
    移動端末機がサービングアンカー基地局からターゲットアンカー基地局へのスイッチングを行った後、前記ターゲットアンカー基地局から割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出するステップと、
    前記割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出すると、前記移動端末機が前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を前記ターゲットアンカー基地局へ送信するステップと、
    前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を受信すると、前記ターゲットアンカー基地局が前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるべきことを検出するステップと
    を具備することを特徴とする方法。
  11. 通信システムにおけるチャネル品質情報チャネルを割り当てる方法であって、
    前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるべきことを検出した後、前記ターゲットアンカー基地局が前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるステップと、
    前記ターゲットアンカー基地局が前記チャネル品質情報チャネルに関する割当情報を前記移動端末機へ送信するステップと
    をさらに具備することを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 前記移動端末機が前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を送信するステップは、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを前記ターゲットアンカー基地局へ送信するステップを含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
  13. 前記移動端末機が前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を送信するステップは、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを前記ターゲットアンカー基地局へ送信するステップを含み、前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、前記ターゲットアンカー基地局のチャネル品質情報を含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
  14. 前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、予め定められたタイプを有する媒体アクセス制御ヘッダーであることを特徴とする請求項12記載の方法。
  15. 通信システムにおけるチャネル品質情報チャネルを割り当てるシステムであって、
    サービングアンカー基地局からターゲットアンカー基地局へのスイッチングを行った後、前記ターゲットアンカー基地局から割り当てられたチャネル品質情報チャネルが存在しないことを検出すると、前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を前記ターゲットアンカー基地局へ送信する移動端末機と、
    前記チャネル品質情報チャネルの割当要求を受信すると、前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるべきことを検出する前記ターゲットアンカー基地局と
    を具備することを特徴とするシステム。
  16. 前記ターゲットアンカー基地局は、前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当てるべきことを検出すると、前記チャネル品質情報チャネルを前記移動端末機に割り当て、前記チャネル品質情報チャネルに関する割当情報を前記移動端末機へ送信することを特徴とする請求項15記載のシステム。
  17. 前記移動端末機は、前記チャネル品質情報チャネルの割当を要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを前記ターゲットアンカー基地局へ送信することによって、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求することを特徴とする請求項15記載のシステム。
  18. 前記移動端末機は、前記チャネル品質情報チャネルの割当を要求するチャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーを前記ターゲットアンカー基地局へ送信することによって、前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求し、前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、前記ターゲットアンカー基地局のチャネル品質情報を含むことを特徴とする請求項15記載のシステム。
  19. 前記チャネル品質情報チャネル割当要求ヘッダーは、予め定められたタイプを有する媒体アクセス制御ヘッダーであることを特徴とする請求項17記載のシステム。
  20. 無線通信システムにおける高速基地局スイッチング方法であって、
    移動端末機がサービングアンカー基地局からターゲットアンカー基地局へのスイッチングを行うステップと、
    前記移動端末機が前記ターゲットアンカー基地局からのマップをモニタリングし、前記スイッチング後に、チャネル品質情報チャネルの割当てを待機するステップと、
    前記移動端末機が前記ターゲットアンカー基地局に前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するステップと
    を具備することを特徴とする方法。
  21. 前記チャネル品質情報チャネルの割当てを要求するステップは、前記移動端末機から前記ターゲットアンカー基地局へ前記チャネル品質情報チャネルの割当要求情報を含む媒体アクセス制御ヘッダーを送信することによって行われることを特徴とする請求項20記載の方法。
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