JP4542149B2 - 無線通信システムにおける制御情報を圧縮する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信システムにおける資源管理に関し、特に、無線通信システムにおける資源効率性の向上のためのアップリンク制御メッセージのオーバーヘッドを減少させる方法に関する。
一般的に、セルラー基盤無線通信システムにおいて、端末(mobile subscriber station;MSS)に対する初期網接続及びハンドオーバーを容易に遂行するために隣接基地局(Base Station;BS)の情報を収集する。このような目的のために、サービング基地局(serving BS)は、無線網を介して隣接BSのチャンネル情報を収集するためのチャンネル要求メッセージを周期的に伝送する。これを受信したMSSは、隣接BSからのチャンネルをスキャニングした後に、隣接BSに関するチャンネル情報メッセージをサービングBSへ伝送する。
このように、隣接BSに関する情報をやり取りするために、サービングBS及びMSSは、隣接BSの固有のグローバル識別子(ID)(global identifier)を用いて隣接BSを区別する。従って、上記チャンネル要求メッセージ及びチャンネル情報メッセージのような制御メッセージは、隣接BSを識別するグローバルIDを含む。
例えば、IEEE802.16aシステムにおいて、サービングBSは、MSSが最適のセルを選択するように助けるために、隣接広告(neighbor advertisement)メッセージによって隣接BSに関する情報をブロードキャストする。上記隣接広告メッセージは、上記隣接BSを区別するグローバルIDを含む。MSSは、上記隣接広告メッセージに基づいて隣接BSのチャンネルをスキャニングし、チャンネルスキャニング結果を上りリンク報告メッセージを使用してサービングBSへ伝送する。また、MSSは、ハンドオーバーしようとする新たなBSをサービングBSへ通知する場合にも、グローバルIDを使用する。
しかしながら、グローバルIDの長さが比較的長いので、上りリンク報告メッセージへの複数のグローバルIDの送信は、相当なオーバーヘッドを引き起こす。
さらに、一般的に、ハンドオーバーが隣接BSセット(neighbor BS set)内で行われ、隣接BSセットが隣接広告メッセージを通じて周期的にブロードキャストされるので、サービングBS及びMSSが隣接BSをすでに知っている場合が大部分である。従って、このようなグローバルIDの伝送によるオーバーヘッドを減少させる必要がある。
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、上りリンク報告メッセージで隣接BSを区別するためのグローバルIDを圧縮することによって、上りリンクチャンネルのオーバーヘッドを減少させる制御情報圧縮方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上りリンクチャンネルのオーバーヘッドを減少させることによって、資源効率性を向上させる制御情報圧縮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、サービングBSの要求によって、MSSが隣接BSの情報をスキャニングして上記サービングBSへ伝送する無線通信システムにおける上りリンク制御情報を圧縮する方法は、MSSが隣接BSのBS IDを圧縮するステップと、上記圧縮されたBS IDとともに、該当BSの情報を上記サービングBSへ伝送するステップとを具備することを特徴とする。
上記圧縮ステップにおいて、上記サービングBSは、上記サービングBSによって上記BS IDに対応するBSインデックス及び情報の獲得を希望する、上記サービングBSに関する少なくとも一つの隣接BSのBS IDを含む隣接広告メッセージをブロードキャストして、スキャニング結果とともに上記少なくとも一つの隣接BSの上記BSインデックスを上記サービングBSへ伝送する。
上記サービングBSは、上記隣接BSのBS IDを上記隣接BSのBSインデックスにマッチングさせるマッピングテーブルを保存している。上記隣接広告メッセージは、上記隣接広告メッセージが伝送される時点を示す設定変数を含む。上記設定変数は、上記隣接広告メッセージのフレーム番号を示す。上記隣接広告メッセージに対する広告メッセージは、上記隣接広告メッセージの設定変数を含む。
望ましくは、上記BSインデックスは、上記少なくとも一つの隣接BSのBSグローバルIDの位置を示すループインデックスであり、上記BSインデックスは、上記少なくとも一つの隣接BSのループインデックスを上記設定変数と組み合わせて生成される。
上記BSインデックスは、上記少なくとも一つの隣接BSのBS IDの位置を示すループインデックスを上記隣接広告メッセージのフレーム番号と組み合わせて生成される。
本発明の上りリンク制御情報圧縮方法は、BSとMSSとが共有する隣接BSに関する情報を交換する場合に長いBSアドレスを圧縮することによって無線資源を節約できる。また、上りリンク制御情報圧縮方法は、上りリンク制御情報圧縮を通じて資源効率性を増加させ、これによって、システム容量を増加させることができる。
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、公知の機能又は構成についての詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一の構成要素及び部分には、可能な限り同一の符号及び番号を共通使用するものとする。
IEEE802.16標準によると、端末(MSS)は、MOB-SCAN-REPORTメッセージを通じてスキャニング結果を基地局(BS)へ伝送する場合に、隣接BSを区別するために48ビットのMAC(Medium Access Control)アドレスを使用する。しかしながら、本発明は、MOB-SCAN-REPORTメッセージのすべての隣接BSがMOB-NBR-ADVメッセージ内の隣接BSリストのメンバーである場合に、48ビットのMACアドレスの代わりに、8ビットの隣接BSインデックスを使用する。この場合に、8ビットの隣接BSインデックスは、隣接BSリストでの該当隣接BSの位置を意味する。
図1は、本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法で隣接広告メッセージの基本構成を示す概念図である。上記隣接広告(neighbor advertisement)メッセージは、隣接BSの数を表示するN_Neighborフィールド11と、隣接BSの固有のMACアドレスを示すグローバルID13−1乃至13−nと、上記MACアドレスにマッピングされる隣接BSインデックスを示すNBR BSインデックスとを含む。本発明の制御情報圧縮方法を支援するために、サービングBSは、隣接BSのMACアドレスを隣接BSインデックスにマッピングさせるマッピングテーブルを保存している。
図2は、本発明の好ましい実施形態による制御情報圧縮方法が適用される上りリンク制御メッセージの構成を示す概念図である。図2を参照すると、上記上りリンク制御メッセージは、MOB-NBR-ADVメッセージをブロードキャストするフレームの番号を示す参照NBR_ADV識別子フィールド21と、MOB-NBR-ADVメッセージの隣接BSのIDとしてのNBR_BS_index23−1乃至23−nと、BSインデックスの数を示すN_BS_index22とを含む。MOB-NBR-ADVメッセージがサービングBSによって周期的にブロードキャストされるので、MSSは、MOB-NBR-ADVメッセージに関する参照NBR_ADVフィールド21に対するIDを上りリンク制御メッセージに明確に設定しなければならない。
図3は、本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法を説明するMOB-NBR-ADVメッセージの構成を示す。
図3を参照すると、サービングBSによってブロードキャストされるMOB-NBR-ADVメッセージは、24ビットで表示されるオペレータID(Operator ID)フィールド31と、現在伝送されるMOB-NBR-ADVメッセージのインスタンス(instance)を示す設定変数(Configuration Change Count)フィールド32と、MOB-NBR-ADVに含まれる隣接BSの数を示すN_neighborsフィールド33と、隣接BSの実際のIDを列挙するBSリストフィールド35とを含む。
図3において、オペレータIDは、0x00ecdf、設定変数は、33、そして、N_Neighborは、10である。
上記BSリストにおいて、第1乃至第10の隣接BS35−1乃至35−10のIDは、NBR_BS_ID=0x000123、NBR_BS_ID=0x032424、NBR_BS_ID=0x023423、NBR_BS_ID=0x543543、NBR_BS_ID=0x256434、NBR_BS_ID=0x844325、NBR_BS_ID=0x43d254、NBR_BS_ID=0x56266f、NBR_BS_ID=0x8da09d、及びNBR_BS_ID=0x0420acの順に設定される。
これらBS ID 35−1乃至35−10は、各々24ビットを有する。上記24ビットのID及び24ビットのオペレータIDフィールド31は、48ビットのグローバルID、すなわち、MAC IDを構成する。
サービングBSは、MOB-NBR-ADVメッセージを伝送する際に、上記BSのIDとともに、隣接BSインデックス、すなわち、MOB-NBR-ADVメッセージでのループインデックス(loop index)“j”を伝送して、BSリストのBS IDに対応する隣接BSインデックスをマッピングさせるマッピングテーブルを貯蔵する。したがって、

j=0:NBR_BS_ID=0x000123(35−1)
j=1:NBR_BS_ID=0x032424(35−2)
j=2:NBR_BS_ID=0x023423(35−3)
j=3:NBR_BS_ID=0x543543(35−4)
j=4:NBR_BS_ID=0x256434(35−5)
j=5:NBR_BS_ID=0x844325(35−6)
j=6:NBR_BS_ID=0x43d254(35−7)
j=7:NBR_BS_ID=0x56266f(35−8)
j=8:NBR_BS_ID=0x8da09d(35−9)
j=9:NBR_BS_ID=0x0420ac(35−10)
サービングBSからMOB-NBR-ADVメッセージを受信すると、MSSは、同一のマッピングテーブルを貯蔵し、隣接BSのチャンネルをスキャニングし、スキャニング結果をサービングBSへ報告する。
図4は、MSSが図3に示したMOB-NBR-ADVメッセージに対する応答としてサービングBSへ伝送するMOB-SCAN-REPORTメッセージを示す。MOB-NBR-ADVメッセージは、周期的にブロードキャストされ、MOB-NBR-ADVメッセージのBSリストに列挙された隣接BSは、ネットワークトポロジーの変化又は通信環境の変化によって変更されることがある。従って、隣接BSのMACアドレスの代わりに、隣接BSインデックスを使用するためには、設定変数(Configuration Change Count)がMOB-SCAN-REPORTメッセージに含まれなければならない。
図4を参照すると、MOB-SCAN-REPORTメッセージは、MSSが参照したMOB-NBR-ADVメッセージを示す設定変数フィールド41と、MOB-NBR-ADVメッセージに設定されている隣接BSの数を示すN_NEIGHBORSフィールド42と、スキャニングされた隣接BSのグローバルIDに対応する隣接BSインデックスを列挙するBSインデックスリストフィールド45とを含む。
図4における設定変数は、MOB-NBR-ADVの設定変数と同一の33であり、スキャニングを通じて確認された隣接BSの数N_NEIGHBORSは、4である場合の例を示している。
BSインデックスリストフィールド45は、MOB-NBR-ADVメッセージに設定されたループインデックス“j”に該当するスキャニングされた隣接BS45−1乃至45−4のインデックスを有する。
これら隣接BSインデックスは、NBR_BS_INDEX=5、NBR_BS_INDEX=3、NBR_BS_INDEX=8、及びNBR_BS_INDEX=0の順にて設定される。
MSSからMOB-SCAN-REPORTメッセージを受信すると、サービングBSは、設定変数33に基づいて該当マッピングテーブルを選択して、MOB-SCAN-REPORTメッセージに設定されているBSインデックスに基づいて隣接BSを確認する。
MOB-SCAN-REPORTメッセージに設定されているNBR_BS_INDEX=5、NBR_BS_INDEX=3、NBR_BS_INDEX=8、及びNBR_BS_INDEX=0は、次のような実際のBSグローバルIDにマッピングされる。

NBR_BS_INDEX=5:NBR_BS_ID=0x00ecdf844325
NBR_BS_INDEX=3:NBR_BS_ID=0x00ecdf543543
NBR_BS_INDEX=8:NBR_BS_ID=0x00ecdf8da09d
NBR_BS_INDEX=0:NBR_BS_ID=0x00ecdf000123
このような方法にて、上りリンク制御メッセージに含まれるNBR_BS_IDをNBR_BS_INDEXに置き換える場合に減少されるビット数(SB)は、次のような式(1)を利用して計算される。
Figure 0004542149
ここで、N_BS_INDEXは、MOB-SCAN-REPORTメッセージのN_NEIGHBORと同一である。
従って、図3及び図4に示された例において、NBR_BS_INDEXを利用することによって節約されるビット資源の数は{(48−8)x10−8}=392ビットとなる。
表1は、本発明の望ましい実施形態による上りリンク制御メッセージ圧縮方法を使用する場合のN_BS_INDEXに対して減少されるビットの数を示すグラフである。
Figure 0004542149
本発明の望ましい実施形態では、NBR_BS_INDEXを使用する上りリンク制御メッセージ圧縮方法をMOB-SCAN-REPORTメッセージに適用しているが、これに限定されることなく、MSSがハンドオーバーを初期化するために使用されるMOB_MSSHO_REQなどの多様な制御情報伝送メッセージに適用されることが可能である。
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。
本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法で隣接広告メッセージの基本構成を示す概念図である。 本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法が適用される上りリンク制御メッセージの構成を示す概念図である。 本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法を説明するMOB-NBR-ADVメッセージを示す図である。 MSSが図3に示したMOB-NBR-ADVメッセージに対する応答としてBSへ伝送するMOB-SCAN-REPORTメッセージを示す図である。
符号の説明
41 設定変数フィールド
42 N_NEIGHBORSフィールド
45 BSインデックスリストフィールド

Claims (20)

  1. 無線通信システムにおいて端末によって隣接基地局のスキャニング情報を伝送するための方法であって、
    前記サービング基地局から前記隣接基地局の複数の第1の識別子と第1の設定変数とを含む隣接基地局情報放送メッセージを受信する過程と、
    前記隣接基地局情報放送メッセージにリストされる少なくとも1つのスキャンされた隣接基地局のスキャニング情報と前記スキャンされた隣接基地局の各々の第2の識別子とを含むスキャン報告メッセージを前記サービング基地局に伝送する過程と、を具備し、
    前記第2の識別子は、前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子の1つの位置に対応するインデックスを示し、前記複数の第1の識別子よりも短く、
    前記スキャン報告メッセージは、前記隣接基地局情報放送メッセージにおいて前記第1の設定変数として参照される第2の設定変数を含み、前記第2の設定変数は、前記第1の設定変数と同一であることを特徴とする方法。
  2. 前記複数の第1の識別子は、前記隣接基地局のMACアドレスを示すことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 前記隣接基地局の各々に対応する基地局識別子が前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子のうちから前記対応する基地局識別子の位置にマッチングされるマッピングテーブルを保存する過程をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 前記第1の設定変数は、前記隣接基地局の情報が前記隣接基地局情報放送メッセージで変更されたかを示すことを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 前記隣接基地局情報放送メッセージにリストされる少なくとも1つの隣接基地局をスキャンする過程と、
    前記スキャンされた隣接基地局の前記スキャニング情報を生成する過程と、
    前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記スキャンされた隣接基地局の各々に対して前記第1の識別子の位置に従って前記第2の識別子を決定する過程と
    をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 無線通信システムにおいてサービング基地局によって隣接基地局のスキャニング情報を受信するための方法であって、
    端末に隣接基地局の複数の第1の識別子と第1の設定変数とを含む隣接基地局情報放送メッセージを伝送する過程と、
    前記隣接基地局情報放送メッセージにリストされる少なくとも1つのスキャンされた隣接基地局のスキャニング情報と前記スキャンされた隣接基地局の各々の第2の識別子とを含むスキャン報告メッセージを端末から受信する過程と、を具備し、
    前記第2の識別子は、前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子の1つの位置に対応するインデックスを示し、前記複数の第1の識別子よりも短く、
    前記スキャン報告メッセージは、前記隣接基地局情報放送メッセージにおいて前記第1の設定変数として参照される第2の設定変数を含み、前記第2の設定変数は、前記第1の設定変数と同一であることを特徴とする方法。
  7. 前記複数の第1の識別子は、前記隣接基地局のMACアドレスを示すことを特徴とする請求項6記載の方法。
  8. 前記隣接基地局の各々に対応する基地局識別子が前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子のうちから前記対応する基地局識別子の位置にマッチングされるマッピングテーブルを保存する過程をさらに具備することを特徴とする請求項6記載の方法。
  9. 前記第1の設定変数は、前記隣接基地局の情報が前記隣接基地局情報放送メッセージで変更されたかを示すことを特徴とする請求項6記載の方法。
  10. 前記第1及び第2の設定変数は、前記隣接基地局情報放送メッセージのフレーム番号及び前記スキャン報告メッセージのフレーム番号を各々示すことを特徴とする請求項6記載の方法。
  11. 無線通信システムであって、
    サービング基地局と、
    前記サービング基地局から隣接基地局の複数の第1の識別子と第1の設定変数とを含む隣接基地局情報放送メッセージを受信し、前記隣接基地局情報放送メッセージにリストされる少なくとも1つのスキャンされた隣接基地局のスキャニング情報と前記スキャンされた隣接基地局の各々の第2の識別子とを含むスキャン報告メッセージをサービング基地局に伝送するための端末と、を具備し、
    前記第2の識別子は、前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子の1つの位置に対応するインデックスを示し、前記複数の第1の識別子よりも短く、
    前記スキャン報告メッセージは、前記隣接基地局情報放送メッセージにおいて前記第1の設定変数として参照される第2の設定変数を含み、前記第2の設定変数は、前記第1の設定変数と同一であることを特徴とするシステム。
  12. 前記端末は、前記隣接基地局情報放送メッセージにリストされる少なくとも1つの隣接基地局をスキャンし、前記スキャンされた隣接基地局の前記スキャニング情報を生成し、前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記スキャンされた隣接基地局の各々に対して前記第1の識別子の位置に従って前記第2の識別子を決定することを特徴とする請求項11記載のシステム。
  13. 前記複数の第1の識別子は、前記隣接基地局のMACアドレスを示すことを特徴とする請求項11記載のシステム。
  14. 前記端末は、前記隣接基地局の各々に対応する基地局識別子が前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子のうちから前記対応する基地局識別子の位置にマッチングされるマッピングテーブルを保存することを特徴とする請求項11記載のシステム。
  15. 前記第1の設定変数は、前記隣接基地局の情報が前記隣接基地局情報放送メッセージで変更されたかを示すことを特徴とする請求項11記載のシステム。
  16. 無線通信システムであって、
    端末と、
    前記端末に隣接基地局の複数の第1の識別子と第1の設定変数とを含む隣接基地局情報放送メッセージを伝送し、前記隣接基地局情報放送メッセージにリストされる少なくとも1つのスキャンされた隣接基地局のスキャニング情報と前記スキャンされた隣接基地局の各々の第2の識別子とを含むスキャン報告メッセージを前記端末から受信するための基地局と、を具備し、
    前記第2の識別子は、前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子の1つの位置に対応するインデックスを示し、前記複数の第1の識別子よりも短く、
    前記スキャン報告メッセージは、前記隣接基地局情報放送メッセージにおいて前記第1の設定変数として参照される第2の設定変数を含み、前記第2の設定変数は、前記第1の設定変数と同一であることを特徴とするシステム。
  17. 前記複数の第1の識別子は、前記隣接基地局のMACアドレスを示すことを特徴とする請求項16記載のシステム。
  18. 前記サービング基地局は、前記隣接基地局の各々に対応する基地局識別子が前記隣接基地局情報放送メッセージにおける前記複数の第1の識別子のうちから前記対応する基地局識別子の位置にマッチングされるマッピングテーブルを保存することを特徴とする請求項16記載のシステム。
  19. 前記第1の設定変数は、前記隣接基地局情報放送メッセージで前記隣接基地局の情報が変更されたかを示すことを特徴とする請求項16記載のシステム。
  20. 前記第1及び第2の設定変数は、前記隣接基地局情報放送メッセージのフレーム番号及び前記スキャン報告メッセージのフレーム番号を各々示すことを特徴とする請求項16記載のシステム。
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