KR101113895B1 - ＩＥＥＥ　８０２．１６ｊ 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법에 관한 것으로, 특히 이동 가능한 차량용 릴레이의 하위 단말이 상기 차량용 릴레이와 비교하여 상대적으로 이동하지 않는 경우에는 하위 단말의 스캐닝 요청을 거부하도록 함으로써 불필요한 오버헤드를 감소할 수 있도록 하는 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법에 관한 것이다.
본 발명의 오버헤드 감소 방법은 무선 인터넷을 위한 기지국에 의해 수행되며, 이동 노드로부터 스캐닝 요청을 받을 경우, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 이동 가능한 차량용 릴레이인지 여부를 판단하는 (a) 단계; 상기 (a) 단계에서의 판단 결과, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 이동 가능한 차량용 릴레이인 경우에는 상기 이동 노드로부터 보고받은 신호 품질 데이터를 통해 상기 이동 노드가 상기 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하는지 여부를 판단하는 (b) 단계; 및 상기 이동 노드가 상기 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하지 않는 것으로 판단한 경우에는 상기 이동 노드의 스캐닝 요청을 거절하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진다.
무선, 휴대, 인터넷, 스캐닝, 핸드오버, 릴레이, WIMAX, WiBro

Description

ＩＥＥＥ　８０２．１６ｊ 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법{method for reducing overhead by the Base Station in IEEE 802. 16j network}
본 발명은 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법에 관한 것으로, 특히 이동 가능한 차량용 릴레이의 하위 단말이 상기 차량용 릴레이와 비교하여 상대적으로 이동하지 않는 경우에는 하위 단말의 스캐닝 요청을 거부하도록 함으로써 불필요한 오버헤드를 감소할 수 있도록 하는 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법에 관한 것이다.
일반적으로 중계기는 기지국 신호를 아무 가공 없이 가입자에게 직접 보내는 형태로 리피터(repeater)라고도 불리는데, IEEE 802. 16j에서 표준으로 다루는 휴대인터넷용 차세대 중계기는 기지국의 신호를 연결한다는 의미로 릴레이(relay station; RS)라고 일컫는다.
RS는 기지국의 신호를 음영지역의 단말기로 효율적으로 신호를 전송하는 것으로서, 셀 확장(Coverage Extension; CE) 및 속도 향상(Throughput Enhancement; TE)이라는 특징이 있다. 셀 확장이란 기지국(BS)의 서비스 영역을 확장하는 것이다. 따라서, 기지국은 서비스 반경을 릴레이를 통해 넓힐 수 있게 된다. 속도 향상 이란 단말기(MS)와 기지국의 속도를 향상하는 것이다. 기지국 반경에서 멀리 위치한 단말기에서는 기지국에서 보낸 신호를 약하게 받으므로 기지국과의 통신속도가 저하되는데, 릴레이는 기지국과 단말기의 중간에 위치하여 기지국 신호를 증폭할 뿐 아니라 무선 경로의 통신 방식을 변경하여 단말기로 하여금 기지국과 빠른 속도로 통신할 수 있도록 지원하므로 단말기의 속도향상을 가져올 수 있다. 다른 한편으로는 기지국에서 단말기와 통신하기 위해 주파수 자원을 할당하여야 하는데, 멀리 있는 단말기의 경우 다른 단말기와 같은 전송속도를 지원하기 위해서 다른 단말기 대비 많은 주파수 대역폭을 할당하여야 하나 릴레이가 기지국과 단말기 중간에 위치하여 고속으로 기지국과 통신하므로 기지국은 최소의 주파수 자원으로 최대의 속도를 지원할 수 있어 기지국의 속도향상을 가져올 수 있다.
릴레이는 기존 IEEE 802. 16e(WiBro로 상용화됨)와 호환을 유지하여야 하며, 릴레이의 설치 목적에 따라 고정용(Fixed), 유목용(Nomadic) 및 차량용(Mobile)으로 나뉜다. 고정용은 주로 야외 빌딩 옥상 등에 설치되어 옥외 또는 빌딩 내를 서비스하고, 유목용은 주로 건물 내부에 임대 형식으로 설치되어 서비스를 하고 차량용은 주로 이동 차량에 설치되어 차량 내부 등에 서비스하는 역할을 한다.
한편, IEEE 802. 16j 기술에 따르면, 차량용 릴레이에 속해 있는 하위 단말(MS)들은 자신이 차량용 릴레이와 비교하여 상대적으로 이동하지 않는 경우에도 차량용 릴레이의 이동 또는 부하 분산(load balancing) 매커니즘 때문에 스캐닝 및 핸드오버 절차를 수행하게 된다. 이는, 차량용 릴레이의 하위 단말에 대한 핸드오 버 절차를 처리하는 부분이 명시되어 있지 않았기 때문에 발생되며, 단말과 기지국이 불필요한 오버헤드를 발생하도록 하는 요인이 된다. 따라서, 대역폭이 낭비되고 단말의 전원이 불필요하게 소모된다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 단말기 즉, 이동 노드(MS)가 실질적으로 이동하는 경우를 제외하고는 이동 노드의 스캐닝 및 핸드오버 요청을 거부하도록 함으로써 단말과 기지국의 불필요한 오버헤드를 방지할 수 있는 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 오버헤드 감소 방법은 무선 인터넷을 위한 기지국에 의해 수행되며, 이동 노드로부터 스캐닝 요청을 받을 경우, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 이동 가능한 차량용 릴레이인지 여부를 판단하는 (a) 단계; 상기 (a) 단계에서의 판단 결과, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 이동 가능한 차량용 릴레이인 경우에는 상기 이동 노드로부터 보고받은 신호 품질 데이터를 통해 상기 이동 노드가 상기 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하는지 여부를 판단하는 (b) 단계; 및 상기 이동 노드가 상기 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하지 않는 것으로 판단한 경우에는 상기 이동 노드의 스캐닝 요청을 거절하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 오버헤드 감소 방법은 상기 이동 노드에게 핸드오버를 요청할 필요가 발생한 경우, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 차량용 릴레이인지 여부에 따라 상기 핸드오버를 요청할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법은 릴레이들로부터 이동 가능한 차량용 릴레이인지 여부를 보고받는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법에 따르면, 차량용 릴레이는 네트워크 진입 시 자신의 이동성 지원 여부를 기지국에 알리고, 기지국은 이동 노드의 이동이 감지되는 경우를 제외하고는 이동 노드의 스캐닝 및 핸드오버 요청을 거부한다. 따라서, 이와 같은 절차를 통해 이동 노드와 기지국 간의 시그널링 오버헤드가 줄어들게 됨으로써 대역폭 및 이동 노드의 전원을 절약할 수 있는 효과가 있다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
구체적으로, 도 1은 기지국이 이동 노드들로부터 스캐닝 요청을 받았을 때, 스캐닝 요청을 처리하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
릴레이는 자신과 링크 설정되어 있는 하위 단말들의 이동성을 지원하기 위해서, 액세스(access) 링크에 대한 신호 품질 데이터를 하위 단말로부터 주기적으로 받아야 한다. 이는 IEEE 802. 16e에 정의된 프러시저(procedure)로 수행될 수 있다.
차량용 릴레이는 네트워크 진입 시 자신의 이동성 지원 여부를 기지국에 알린다. 이는 IEEE 802. 16j의 정의에 따른다. 구체적으로, 차량용 릴레이는 MR-BS and RS MAC feature support 필드의 Bit #1을 '1'로 설정한 REG-REQ 메시지를 기지국에 전송함으로써, 자신이 차량용임을 기지국에게 알린다.
이동 노드는 릴레이와의 링크에 대한 신호 품질을 주기적으로 측정하여 자신의 상위 릴레이에게 보고한다. 신호 품질 데이터는 CINR (Carrier To Interference Plus Noise Ratio) 및 RSSI (Received Signal Strength Intensity) 등을 인자로 갖는다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기지국은 이동 노드로부터 스캐닝 요청을 받을 경우(단계 S101), 스캐닝을 요청한 이동 노드가 속해 있는 릴레이가 차량용 릴레이인지 여부를 판단한다(단계 S103).
차량용 릴레이 여부 판단 결과, 스캐닝을 요청한 이동 노드의 상위 릴레이가 차량용 릴레이가 아닌 경우에는 듀레이션 필드(Duration field)가 'X'인 응답 메시지(MOB_SCN_RSP)를 해당 이동 노드에게 전송함으로써 스캐닝 요청을 허락한다(단계 S105).
차량용 릴레이 여부 판단 결과, 스캐닝을 요청한 이동 노드의 상위 릴레이가 차량용인 경우에는 이동 노드로부터 보고받은 신호 품질 데이터(CINR, RSSI)를 통해 이동 노드가 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하는지 여부를 판단한다(단계 S107).
이동 노드의 이동 여부 판단 결과, 이동 노드가 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하는 경우(예컨대, 릴레이를 통해 이동 노드로부터 보고받은 신호 품질 값이 미리 정해진 임계치 미만인 경우)에는 듀레이션 필드(Duration field)가 'X'인 응답 메시지(MOB_SCN_RSP)를 해당 이동 노드에게 전송함으로써 스캐닝 요청을 허락한다(단계 S109).
이동 노드의 이동 여부 판단 결과, 이동 노드가 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하지 않는 경우(예컨대, 릴레이를 통해 이동 노드로부터 보고받은 신호 품질 값이 미리 정해진 임계치 이상인 경우)에는 듀레이션 필드(Duration field)를 '0'으로 설정한 응답 메시지(MOB_SCN_RSP)를 해당 이동 노드에게 전송함으로써 스캐닝 요청을 거절한다(단계 S111). 이에 따라, 이동 노드는 불필요한 스캐닝 프로세스를 하지 않게 됨으로써 전력 소모를 최소화할 수 있다.
한편, 도 2는 기지국이 이동 노드에게 핸드오버를 요청할 필요가 있는 경우에 수행되는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다. 여기서, 기지국이 이동 노드에게 핸드오버를 요청할 필요가 있는 경우란 예컨대, 기지국이 자신에게 속해 있는 이동 노드들이 너무 많아 그중 일부를 다른 기지국으로 분산할 필요성이 생긴 경우가 될 수 있다.
기지국은 이동 노드에게 핸드오버를 요청할 필요가 생긴 경우, 이동 노드의 상위 릴레이가 차량용 인지를 판단한다(단계 S201).
차량용 여부 판단 결과, 이동 노드의 상위 릴레이가 차량용이 아닌 경우에는 해당 이동 노드에게 핸드오버 요청 메시지(MOB_BSHO_REQ)를 발송한다(단계 S203).
반면, 이동 노드의 상위 릴레이가 차량용인 경우에는 해당 이동 노드에게는 핸드오버 요청 메시지를 발송하지 않는다(단계 S205). 이에 따라, 기지국은 어차피 다른 지역으로 이동할 노드에게는 핸드오버 요청 메시지를 발송하지 않게 됨으로써 대역폭 및 시스템 자원을 절약할 수 있다.
본 발명의 IEEE 802.16j 기술의 구현이 가능한 기지국의 오버헤드 감소 방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
도 1은 기지국이 이동 노드들로부터 스캐닝 요청을 받았을 때, 스캐닝 요청을 처리하는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 기지국이 이동 노드에게 핸드오버를 요청할 필요가 있는 경우에 수행되는 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims (3)

  1. 무선 인터넷을 위한 기지국에 의해 수행되며,
    이동 노드로부터 스캐닝 요청을 받을 경우, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 이동 가능한 차량용 릴레이인지 여부를 판단하는 (a) 단계;
    상기 (a) 단계에서의 판단 결과, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 이동 가능한 차량용 릴레이인 경우에는 상기 이동 노드로부터 보고받은 신호 품질 데이터를 통해 상기 이동 노드가 상기 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하는지 여부를 판단하는 (b) 단계; 및
    상기 이동 노드가 상기 차량용 릴레이에 대해 상대적으로 이동하지 않는 것으로 판단한 경우에는 상기 이동 노드의 스캐닝 요청을 거절하는 (c) 단계를 포함하여 이루어진 오버헤드 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 노드에게 핸드오버를 요청할 필요가 발생한 경우, 상기 이동 노드와 링크 설정되어 있는 릴레이가 차량용 릴레이인지 여부에 따라 상기 핸드오버를 요청할지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오버헤드 감소 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    릴레이들로부터 이동 가능한 차량용 릴레이인지 여부를 보고받는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오버헤드 감소 방법.
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