JP4527734B2 - 広帯域無線通信システムにおける高速レンジングを用いた速いハンドオーバー遂行方法及び装置 - Google Patents
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Description
図1は、セルラー概念を導入した広帯域無線接続通信システムの構造を概略的に示した図であり、特に、IEEE 802.16e通信システムの構造を概略的に示した図である。
図1を参照すると、IEEE 802.16e通信システムは、セルラー構造を有し、一つのセルを管理するBS#1 110,BS#2 130と、BS#1 110が管理する複数のSS 120a,120b,120c,120dと、BS#2 130が管理する複数のSS 140a,140b,140cとからなる。該SSは、移動性に応じて固定加入者端末機(Fixed SS:FSS)と移動加入者端末機(Mobile SS:MSS)とに分類される。
図2を参照すると、横軸はOFDMシンボル番号を示し、縦軸はサブチャンネル番号(sub-channel number)を示す。図2に示したように、一つのOFDMAフレームは、多数(例えば、6個)のOFDMシンボルからなるダウンリンク(downlink:DL)サブフレームと、多数(例えば、5個)のOFDMシンボルからなるアップリンク(uplink:UL)サブフレームとで構成される。また、一つのOFDMシンボルは、多数(例えば、M個)のサブチャンネルからなる。
まず、図5を参照して広帯域無線接続システムでハンドオーバーが発生する状況を説明する。
図5は、MSSの移動により発生するハンドオーバー状況を示した図である。図5を参照すると、BS#1 520によりサービスされるMSS#1 510がBS#2 530の方へ移動するにつれて、BS#1 520は、MSS#1 510のハンドオーバーを、BS#2 530へ試みる。この場合、BS#1 520、MSS#1 510及びBS#2 530は、後述する本発明に応じて高速レンジングを遂行する。一方、BS#1 520とBS#2 530は、上述したうに、互いに接続された有線ネットワーク540を通じて情報を交換することができる。
図6は、本発明の第1の実施形態に応じる高速レンジングによる能動的スキャンハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
図6を参照すると、本発明の第1の実施形態によるハンドオーバー方法は、従来の高速レンジング方法で使用される加入者端末機の48ビットMACアドレスの代わりに、16ビットの接続識別子(CID)を通じてアップリンク資源を割り当てる。
図7は、本発明の第2の実施形態に応じる高速レンジングによる受動的スキャンハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
図7は、本発明で提案される速いハンドオーバー遂行のための間接的初期レンジング手順を示した図であって、加入者端末機が、ハンドオーバーの際に遂行されるネットワークトポロジー(Network Topology)獲得過程で、ターゲット基地局に/からレンジングのためのメッセージを送信/受信せず、サービング基地局及びターゲット基地局から伝送される基準信号間の到着時間差によって、ターゲット基地局のRTD値を推定するように実現する。
RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA ...(1)
図8は、図7を参照して上述した加入者端末機の動作を遂行するために要求される装置のブロック図である。図8を参照すると、加入者端末機装置は、受信機810、MAC処理器820及び送信機830からなる。また、受信機810は、DFP処理モジュール(DFP Processing Module:DPM)840、タイミング生成モジュール(Timing Generation Module:TGM)850、DTPA演算モジュール(DTPA Calculation Module)860、受信データ処理のための高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)器870、復調及び復号器880からなる。
図9は、本発明の実施形態によるハンドオーバーを遂行する加入者端末機の動作手順を示したフローチャートである。図9を参照すると、加入者端末機は、各フレームごとにサービング基地局から伝送されるDFPのCINR値を測定する(ステップ901)。その結果、測定値
が所定のしきい値TH_aより小さい場合(ステップ903)、加入者端末機は周辺基地局をスキャンし始める(ステップ905)。このスキャン過程で、加入者端末機は周辺基地局から伝送されるDFP信号を感知してCINR値を測定し、図8の装置を通じてDTPA値を測定する(ステップ907)。
SS#1は、ハンドオーバー遂行予想時間(EHOT_1)と、スキャンを通じて選択されたBS#1乃至BS#iのCINR_1-1/ERTD_1-1乃至CINR_1-i/DTPA_1-i情報とを含み、HO-REQメッセージをサービング基地局に伝送し、サービング基地局は、受信された情報を表5に示したハンドオーバーテーブルに書き込む。また、サービング基地局は、SS#1の登録情報に基づいてSS#1により要求される資源割り当て保障量(R_BW_1:SS#1's Requiring Bandwidth)とQoS要求水準(R_QoS_1:SS#1's Requiring QoS)とを把握して、表5のR_BW及びR_QoS欄に書き込む。サービング基地局は、同じ方法で別途の加入者端末機から受信されたHO-REQ情報を、表5のハンドオーバーテーブルに書き込む。
520 BS#1
530 BS#2
810 受信機
820 MAC処理器
830 送信機
840 DFP処理モジュール(DFP Processing Module:DPM)
850 タイミング生成モジュール(Timing Generation Module:TGM)
860 DTPA演算モジュール(DTPA Calculation Module)
870 高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)器
880 復調及び復号器
Claims (15)
- 加入者端末機(SS)と通信するサービング基地局(BS)と、前記サービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおける加入者端末機のハンドオーバー遂行方法であって、
前記サービング基地局及び前記隣接基地局からダウンリンク信号を加入者端末機が受信するステップと、
前記サービング基地局から受信されたダウンリンク信号と前記隣接基地局から受信されたダウンリンク信号との到着時間差を加入者端末機が測定するステップと、
前記測定された到着時間差を含むハンドオーバー要請メッセージをサービング基地局に加入者端末機が伝送するステップと、
前記到着時間差を反映したメッセージを通じて前記隣接基地局から高速レンジング情報を加入者端末機が受信するステップと、を含み、
前記到着時間差は、前記加入者端末機が前記サービング基地局から離れている距離で選択した基地局との信号送信/受信による往復時間遅延(RTD)を補償するための値であり、
前記往復時間遅延値(RTD_BS2)は、前記サービング基地局のダウンリンク信号の往復時間遅延値(RTD_BS1)と、前記サービング基地局のダウンリンク信号と前記隣接基地局のダウンリンク信号との到着時間差(DTPA)とを用いて、下記の数式のように推定されることを特徴とする方法。
RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA - 加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記加入者端末機が、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記サービング基地局から受信されたダウンリンク信号に関連したターゲット基地局から受信されたダウンリンク信号の到着時間差を加入者端末機が測定するステップと、
前記測定された到着時間差情報を用いて、前記加入者端末機と前記隣接基地局との往復時間遅延を加入者端末機が推定するステップと、
前記推定された往復時間遅延を含むハンドオーバー要請メッセージを、前記サービング基地局に加入者端末機が伝送するステップと、
前記推定された往復時間遅延値の調整された高速レンジング情報エレメントをターゲット基地局から加入者端末機が受信するステップと、
高速レンジング情報エレメントを受信すると、ターゲット基地局へのハンドオーバーのための初期レンジングを加入者端末機が遂行するステップと、を含み、
前記ターゲット基地局との往復時間遅延(RTD_BS2)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延値(RTD_BS1)に、前記サービング基地局と前記ターゲット基地局との到着時間差(DTPA)を反映して、下記の数式のように計算することを特徴とする方法。
RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA - 前記サービング基地局から受信されたダウンリンク信号と関連したターゲット基地局から受信されたダウンリンク信号の到着時間遅延は、前記加入者端末機が前記サービング基地局から離れている距離で前記ターゲット基地局との信号送信/受信による往復時間遅延(RTD)を補償するための値であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記ターゲット基地局との往復時間遅延は、前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との初期レンジングを通じて、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局への信号伝送時に反映する時間補正のために使用されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記ハンドオーバー要請メッセージを伝送した後、前記サービング基地局から前記ハンドオーバー要請メッセージに対する応答として、前記加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子の含まれたハンドオーバー応答メッセージを加入者端末機が受信するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーが決定されると、前記ターゲット基地局から高速レンジング情報エレメントを加入者端末機が受信するステップと、
前記高速レンジング情報エレメントを受信すると、前記ターゲット基地局と前記臨時接続識別子を通じて初期レンジングを加入者端末機が遂行するステップと、を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記ターゲット基地局が、前記サービング基地局から伝送されるハンドオーバー通知メッセージを通じて前記加入者端末機を認知するステップと、
前記ターゲット基地局が、前記認知された前記加入者端末機に対応する臨時接続識別子を割り当て、前記臨時接続識別子を含むハンドオーバー通知応答メッセージを、前記サービング基地局に伝送するステップと、を含み、
前記サービング基地局は、前記ハンドオーバー応答メッセージを通じて、前記ターゲット基地局から受信された前記臨時接続識別子を、前記加入者端末機に伝送することを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、16ビットからなることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記ターゲット基地局は、所定の時間まで前記割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック接続が存在しなければ、前記臨時接続識別子を回収することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記加入者端末機が、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記サービング基地局との往復時間遅延値と、前記サービング基地局から受信された信号とターゲット基地局から受信された信号との信号到着時間差とに基づいて、前記ターゲット基地局との往復時間遅延値を加入者端末機が推定するステップと、
前記推定された前記ターゲット基地局との往復時間遅延値を、前記サービング基地局に加入者端末機が伝送するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーを加入者端末機が決定した後、前記ターゲット基地局から、割り当てられた高速レンジング情報エレメント及び前記推定された往復時間遅延値を含むメッセージを受信するステップと、を含み、
前記ターゲット基地局に対する往復時間遅延値は、下記の数式のように計算することを特徴とする方法。
RTD_BS2=RTD_BS1+2DTPA
ここで、RTD_BS2は、ターゲット基地局との往復時間遅延値を示し、RTD_BS1は、サービング基地局との往復時間遅延値を示し、DTPAは、サービング基地局から受信された信号とターゲット基地局から受信された信号との到着時間差を示す。 - 前記到着時間差の計算に使用される、前記サービング基地局及びターゲット基地局から受信された信号は、ダウンリンクフレームプリアンブル信号であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 到着時間差を含むハンドオーバー要請メッセージをサービング基地局に伝送した後、前記加入者端末機は、前記ターゲット基地局から割り当てられた臨時接続識別子の含まれたハンドオーバー応答メッセージを、前記サービング基地局から受信することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記加入者端末機は、前記割り当てられた臨時接続識別子を用いて前記ターゲット基地局と初期レンジングを遂行することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、16ビットからなることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記ターゲット基地局は、所定の時間まで前記割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック接続が存在しなければ、前記臨時接続識別子を回収することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記割り当てられた高速レンジング情報エレメントを受信すると、前記加入者端末機は、前記割り当てられた高速レンジング情報エレメントを通じて前記ターゲット基地局との高速レンジングを遂行することを特徴とする請求項9に記載の方法。
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