KR101370914B1

KR101370914B1 - 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법 및 서브프레임 그루핑된프레임 디코딩 방법

Info

Publication number: KR101370914B1
Application number: KR1020080031205A
Authority: KR
Inventors: 윤애란; 류기선; 김정기; 육영수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2014-03-10
Also published as: WO2009113783A2; US8576777B2; WO2009113783A3; KR20090097072A; US20110002273A1

Abstract

서브프레임 그루핑 정보 전송 방법 및 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법은 서빙 기지국에서 단말에 주기적으로 방송되는 MAC 메시지의 그루핑 정보 필드를 목적지 기지국에서 결정된 서브프레임 그루핑 정보로 갱신하고, 상기 MAC 메시지를 상기 단말에 주기적으로 전송하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시 예들에 의하면, 핸드오버 수행 시 기지국의 가변적인 TTI를 지원하기 위한 하향링크 시그널링 방법을 제공함으로써, 이동 단말의 서비스 지연을 최소화하고, 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

Variable TTI, IEEE 802.16m, Super frame, subframe grouping

Description

서브프레임 그루핑 정보 전송 방법 및 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법{Method for transmitting subframe grouping information and decoding subframe grouped frames}

본 발명은 가변적인 TTI에 관한 것으로, 특히, 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핸드오버 수행시 기지국의 가변적인 TTI를 지원하기 위한 하향링크 시그널링 방법 및 단말의 프레임 디코딩 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 프레임(Frame)은 물리적인 특성에 의해 일정 시간 주기동안의 데이터 시퀀스 채널로 하향링크 서브프레임(Subframe)과 상향링크 서브프레임으로 구성된다. 프리엠블(Preamble)은 매 프레임의 처음 심볼에 위치하는 특정 시퀀스 데이터로, MS가 BS에 동기를 맞추거나 채널 추정하는데 사용된다. 프레임 제어 헤더(FCH)는 하향링크 맵(DL-MAP)에 관련된 채널 할당 정보 및 채널 부호 정보를 제공한다. 하향링크 맵(DL-MAP)/상향링크 맵(UL-MAP)은 하향/상향링크에서 채널 자원 할당을 단말에게 알려주는 MAC 메시지이다. 하향링크 채널 기술자(Downlink Channel Descriptor; DCD)/상향링크 채널 기술자(Uplink Channel Descriptor; UCD) 메시지는 하향/상향링크의 채널에서 물리적 특성을 알려주는 MAC 메시지이다. 버스 트 (Burst)는 한 단말에게 전송 또는 수신하는 데이터의 단위이다. 버스트의 크기와 위치는 DL/UL-MAP 메시지에서 알려준다.

도 1은 IEEE 802.16e의 광대역 무선 접속 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

광대역 무선 접속 시스템에서 한 프레임, 예를 들어, WiMAX에서 5ms 프레임은 한 개의 하향링크 서브프레임과 한 개의 상향링크 서브프레임으로 나뉘어진다. 하향링크 프레임은 프리엠블, FCH, DL-MAP, UL-MAP, 하향링크 버스트들로 구성되고, 상향링크에는 HARQ ACK채널, 고속 피드백(fast-feedback) 채널, 레인징(ranging) 채널 등의 상향링크 제어 채널과 상향링크 버스트들로 구성된다.

IEEE 802.16e의 광대역 무선 접속 시스템을 개선하기 위하여, IEEE 802.16m/IMT-Advance와 같은 새로운 광대역 무선 접속 시스템이 개발중이다. IEEE 802.16m은 기존의 프레임 구조와 달리 수퍼 프레임과 서브프레임 구조를 도입할 예정이다.

도 2는 IEEE 802.16m에서 수퍼 프레임, 프레임과 서브프레임 구조 예를 나타낸다.

도 2의 예에서 한 수퍼 프레임의 길이는 20ms이고, 5ms길이를 갖는 프레임 4개로 구성된다. 수퍼 프레임의 시작 위치에는 수퍼 프레임 맵이 존재하며, 수퍼 프레임 맵은 시스템 정보, 방송메시지들을 포함하는 메시지이다. 수퍼 프레임 맵은 몇 개의 심볼로 구성된 구조 또는 몇 개의 서브프레임으로 구성된 구조일 수 있다. 5ms길이의 한 프레임은 8개의 서브프레임으로 구성되며, 한 서브프레임은 6개의 OFDMA 심볼들로 구성된다.

도 3은 TDD 시스템에서 DL과 UL 비율이 5:3으로 설정된 서브프레임 구조를 나타낸다.

8개의 서브프레임으로 구성된 프레임구조는 5개의 하향링크 서브프레임과 3개의 상향링크 서브프레임으로 구성될 수 있다.

도 4는 도 3의 서브프레임 구조에서 하향링크와 상향링크에 관련된 제어 채널을 포함한 것을 나타낸다.

도 4의 예에서는 매 프레임의 맨 앞에 프리엠블이 위치하고, 매 하향링크 서브프레임에 하향링크 서브 맵(DL Sub MAP)이 위치한다. 첫 번째 하향링크 서브프레임(SF#0)에서는 프리엠블 뒤에 하향링크 서브 맵이 위치하고, 나머지 하향링크 서브프레임들(SF#1~4)에서 맨 앞에 하향링크 서브 맵이 위치한다. 하향링크 서브 맵은 주로 하향링크 서브 맵을 포함하는 서브프레임에서의 자원할당 정보를 포함하고, 그 외에 서브프레임 구성정보나 하향링크 시스템 정보를 포함한다. 하향링크 서브 맵 뒤에 상향링크 서브 맵(UL Sub MAP)이 위치할 수 있다.

도 4에서는 두 번째 하향링크 서브프레임(SF#1), 세 번째 하향링크 서브프레임(SF#2), 네 번째 하향링크 서브프레임(SF#3)에서 각각의 하향링크 서브 맵 뒤에 상향링크 서브 맵이 위치한다.

첫 번째 하향링크 서브프레임(SF#1), 두 번째 하향링크 서브프레임(SF#2), 세 번째 하향링크 서브프레임(SF#3)에서 각각의 상향링크 서브 맵은 순서대로 다섯 번째 하향링크 서브프레임(SF#5), 여섯 번째 하향링크 서브프레임(SF#6), 일곱 번 째 하향링크 서브프레임(SF#7)에 해당하는 자원 할당 정보를 포함한다. 각각의 상향링크 서브프레임들(SF#5, SF#6, SF#7)은 HARQ ACK/NACK 채널, 고속 피드백 채널(Fast feedback channel), 레인징 채널(Ranging channel) 등 각 상향링크 서브프레임에 관련된 상향링크 제어 채널들을 포함할 수 있다.

하향링크와 상향링크 각 서브프레임은 기지국의 스케줄링에 따라서 두 개 이상의 서브프레임이 그루핑될 수 있다.

도 5는 단말이 기지국으로 핸드오버를 요청했을 때의 핸드오버 절차를 간략하게 도시한 것이다.

서빙 기지국은 망 구성 정보에 관련된 정보를 이웃 공시(MOB-NBR-ADV) MAC 메시지를 통해 셀 내의 모든 단말로 방송함으로써 셀 내의 모든 단말들에게 주변 기지국의 정보를 알려준다.

이동 단말은 핸드오버를 위해서 주변기지국을 스캐닝하며 스캐닝을 통해서 획득한 이웃 기지국과의 채널 품질 정보를 바탕으로 이동 단말은 핸드오버를 수행하게 된다.

핸드오버는 기지국과 단말 모두 수행할 수 있으며, 단말이 핸드오버를 요청하는 경우에는 핸드오버 요청(MOB-MSHO-REQ) MAC 메시지를 단말이 기지국으로 전송한다(510). 상기 핸드오버 요청(MOB-MSHO-REQ) MAC 메시지는 주변 기지국으로부터 수신한 신호의 채널 상태 정보를 포함한다.

서빙 기지국은 기지국 또는 단말이 핸드오버를 수행하기 위해 전송하는 핸드오버 응답(MOB-BSHO-RSP) MAC 메시지를 전송하기 전에 목적지 기지국으로 핸드오버 를 수행하기 위한 수신확인 신호를 이웃 기지국으로부터 확인한다(521-532).

서빙 기지국은 이동 단말로 핸드오버 응답(MOB-BSHO-RSP) MAC 메시지를 전송한다(540).

이동 단말은 핸드오버 지시자(MOB_HO-IND)를 통해 서빙 기지국으로 핸드오버를 수행할 목적지 기지국 정보를 전송한다(550).

서빙 기지국은 해당 기지국으로 단말의 핸드오버 여부를 전송하고(560), 해당 단말로 할당된 ARQ 연결 및 데이터 전송과 관련된 모든 연결을 종료한다.

목적지 기지국은 단말의 빠른 핸드오버를 수행하기 위해서 단말의 핸드오버 식별자(HO ID) 또는 MAC 주소를 이용한 고속 레인징 정보요소(Fast ranging IE)를 해당 단말로 전송함(570)으로써 CDMA 코드 레인징 절차를 생략할 수 있다. 일반적인 경우, 핸드오버를 수행할 단말은 목적지 기지국으로 핸드오버 CDMA 레인징 코드(HO CDMA ranging code)를 전송한다. 목적지 기지국은 성공적인 레인징이 가능한 경우 레인징 응답(RNG-RSP) MAC 메시지를 방송하고, CDMA 할당 정보요소(CDMA Alloc IE)를 전송하여, 해당 단말이 레인징 요청(RNG-REQ) MAC 메시지를 전송하게 한다.

고속 레인징 정보요소(Fast ranging IE)/CDMA 할당 정보요소(CDMA Alloc IE)를 수신한 단말은 레인징 요청(RNG-REQ) MAC 메시지를 목적지 기지국으로 전송한다(590). 레인징 요청(RNG-REQ) MAC 메시지는 단말의 핸드오버 식별자(HO ID) 또는 MAC 주소, 단말 인증을 위한 CMAC 정보 등을 포함한다.

단말의 레인징 요청(RNG-REQ) MAC 메시지를 수신한 기지국은 해당 단말의 연 결식별자(Connection ID; CID)를 생성하고, 상기 단말의 재협상, 재인증 재등록 과정 등의 생략 여부는 레인징 응답(RNG-RSP) MAC 메시지의 핸드오버 프로세스 최적화(HO process optimization) 필드를 통해서 알려줄 수 있다. 레인징 응답(RNG-RSP) MAC 메시지를 수신한 단말은 핸드오버 프로세스 최적화에 의해서 일부 과정을 생략해서 진행할 수 있다.

도 6에서, 첫 번째, 두 번째, 세 번째 서브프레임에 대한 TTI는 각각 한 개의 서브프레임 즉, TTI = 1 subframe이고 네 번째와 다섯 번째 서브프레임은 그루핑되어 하나의 TTI를 구성한다. 즉, TTI = 2 subframes이다. 이러한 각 서브프레임의 그루핑 여부 또는 TTI 정보는 수퍼 프레임 맵에서 전송하기 때문에 핸드오버를 시도하는 이동 단말이 최대 15ms 동안, 목적지 기지국의 수퍼 프레임 맵을 수신할 때까지 기본으로 설정된 TTI(예를 들어, TTI = 1 subframe)에 따라 신호를 디코딩한다. 따라서, 핸드오버를 위한 인터럽션 시간(interruption time)이 길어진다.

특히, 도 7과 같이 핸드오버를 시도하는 이동 단말이 해당 목적지 기지국의 두 번째의 프레임부터 신호를 수신하는 경우, 단말은 TTI = 1 subframe으로 디코딩을 시도하므로 해당 프레임에서 할당된 데이터 버스트를 디코딩할 수 없는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 단말의 핸드오버시에 서브프레임 그루핑이 적용된 프레임을 용이하게 디코딩하게 하고, 인터럽션 시간을 최소화할 수 있는 기지국의 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기의 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법이 적용된 서빙 기지국에서 목적지 기지국으로 핸드오버시에 단말의 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법은 서빙 기지국에서 단말에 주기적으로 방송되는 MAC 메시지의 그루핑 정보 필드를 목적지 기지국에서 결정된 서브프레임 그루핑 정보로 갱신하고, 상기 MAC 메시지를 상기 단말에 주기적으로 전송하는 과정을 포함한다. 바람직하게는, 상기 MAC 메시지는 이웃하는 기지국의 정보를 포함하는 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지일 수 있다.

바람직하게는, 상기 서브프레임 그루핑 정보는 수퍼 프레임을 구성하는 프레임들에 대해, 상기 프레임들을 구성하는 서브프레임들의 그루핑 여부 및 형태를 나타내는 정보일 수 있다.

바람직하게는, 상기 그루핑 정보 필드는 서브프레임 비트 맵의 시작 정보 또는 서브프레임 비트 맵 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 그루핑 정보 필드는 서브프레임들의 그루핑 여부를 프레임 순서대로 나타내는 프레임 그룹 지시자, 상기 수퍼 프레임을 구성하는 프레임들의 서브프레임 그루핑 포맷이 동일한지 여부를 나타내는 프레임 포맷 지시자 또는 서브프레임 그루핑된 프레임의 수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 목적지 기지국은 상기 서빙 기지국에 이웃하는 기지국들 중 신호 품질이 임계값 이상이거나 신호 품질이 가장 높은 기지국일 수 있다.

상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법은 서빙 기지국에서 핸드오버 응답 메시지의 그루핑 정보 필드를 목적지 기지국에서 결정된 서브프레임 그루핑 정보로 갱신하고, 상기 핸드오버 응답 메시지를 상기 핸드오버가 결정된 단말에 전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 그루핑 정보 필드를 갱신하는 과정에서, 상기 단말로부터 핸드오버 요청이 수신되면, 상기 그루핑 정보 필드에 상기 서브프레임 그루핑 정보를 추가할 수 있다.

바람직하게는, 상기 그루핑 정보 필드를 갱신하는 과정에서, 상기 단말로부터 측정 보고 메시지가 수신되면, 상기 측정 보고 메시지에 포함된 상기 단말의 측정 결과에 따라 상기 단말의 핸드오버 여부를 결정하고, 상기 단말의 핸드오버가 결정되면, 상기 그루핑 정보 필드에 상기 서브프레임 그루핑 정보를 추가할 수 있다.

상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법은 서빙 기지국으로부터 주기적으로 방송되는 MAC 메시지의 그루핑 정보 필드에 포함된 서브프레임 그루핑 정보를 수신하고, 상기 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행하면서, 상기 서브프레임 그루핑 정보에 포함된 서브프레임 비트 맵의 시작 정보 및 서브프레임 비트 맵에 따라 상기 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 디코딩하는 과정을 포함한다.

상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법은 서빙 기지국에 핸드오버 요청 메시지를 전송하고, 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 메시지가 수신되면, 상기 핸드오버 응답 메시지의 그루핑 정보 필드에 포함된 서브프레임 그루핑 정보를 저장하며, 상기 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행하면서, 상기 서브프레임 그루핑 정보에 포함된 서브프레임 비트 맵의 시작 정보 및 서브프레임 비트 맵에 따라 상기 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 디코딩하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 의하면, 핸드오버 수행 시 기지국의 가변적인 TTI를 지원하기 위한 하향링크 시그널링 방법을 제공함으로써, 이동 단말의 서비스 지연을 최소화하고, 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예들에서는 이동 단말의 핸드오버를 위한 목적지 기지국의 서브프레임 그루핑 정보를 단말이 핸드오버 전에 수신함으로써 가변적인 TTI로 인한 핸드오버의 지연을 최소화하는 방법을 제공한다.

이동 단말은 목적지 기지국의 서브프레임 그루핑 정보를 MAC 메시지의 형태로 주기적으로 수신하거나 핸드오버를 시도하는 등의 이벤트가 발생했을 때 수신할 수 있다.

먼저, 단말이 서브프레임 그루핑 정보를 주기적으로 수신하는 경우, 서빙 기지국은 이웃 기지국의 정보를 주기적으로 방송할 때 서브프레임의 그루핑 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법의 예시적인 흐름도이다.

서빙 기지국은 이웃하는 기지국의 정보를 포함하는 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지의 그루핑 정보 필드에 서브프레임 그루핑 정보를 포함하여 단말에 전송한다(810). 서빙 기지국은 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지를 전송할 때마다 서브프레임 그루핑 정보를 갱신할 수 있다.

이 후의 절차는 통상적인 핸드오버 절차를 따른다. 즉, 단말이 핸드 오버를 요청하면(820), 서빙 기지국은 핸드오버 응답 메시지를 전송하고(830), 목적지 기 지국에는 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지를 전송한다(840). 이후, 서빙 기지국은 단말로부터 릴리즈된다. 바람직하게는, 목적지 기지국은 서빙 기지국에 이웃하는 기지국들 중 신호 품질이 임계값 이상이거나 신호 품질이 가장 높은 기지국으로 정할 수 있다.

목적지 기지국은 고속 레인징 정보요소를 단말에 전송한다(850). 단말이 레인징 요청을 하면(860), 목적지 기지국은 연결 식별자를 생성 및 갱신하고, 레인징 응답 메시지를 단말에 전송한다(870).

단말은 상기 과정 또는 이후의 과정에서 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 디코딩하는데, 디코딩시에 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지를 통해 수신한 서브프레임 그루핑 정보를 이용한다.

표 1은 이웃 공시(MOB-NBR-ADV) 메시지에 해당 정보를 포함하는 예를 나타낸 것이다.

Syntax	Size	Notes
MOB_NBR-ADV_Message format() {	-	-
Management Message Type = 53	8bits	-
Skip - optional - fields bitmap	8bits	0b000: HO/BandHO request Bit [0]: if set to 1, omit Operator ID field. Bit [1]: if set to 1, omit NBR BS ID field. Bit [2]: if set to 1, omit HO process optimization field. Bit [3]: if set to 1, omit QoS related fields. Bit[4]: if set to 1, omit Sub-frame group fields Bit[5]-[7]; reserved
If (Skip-optional-fields-[0] = 0) {	-	-
Operator ID	24bits	Identifier of the network provider
}	-	-
Configuration Change Count	8bits	Incremented each time the information for the associated neighbor BS has changed.
Fragmentation Index	4bits	Indicates the current fragmentation index.
Total Fragmentation	4bits	Indicates the total number of fragmentations.
N_ NEIGHBORS	8bits	-
For (j = 0 ; j < N_NEIGHBORS; j++) {	-	-
Length	8 bits	Length of message information including all fields within the FOR loop.
PHY Profile ID	8bits	Aggregated identifiers of co-located FA indicator, FA configuration indicator, FFT size, bandwidth, operation mode of the starting subchannelization of a frame, and channel number.
if (FA Index Indicator == 1) {	-	-
FA Index	8bits	Frequency assignment index. This field is present only if the FA index indicator in PHY profile ID is set. Otherwise, the neighbor BS has the same FA Index or the center frequency is indicated using the TLV-encoded information.
}	-	-
if (BS EIRP Indicator == 1) {	-	-
BS EIRP	8bits	Signed Integer from -128 to 127 in unit of dBm This field is present only if the BS EIRP indicator is set in PHY Profile ID. Otherwise, the BS has the same EIRP as the serving BS.
}	-	-
if (Skip-optional-fields[1] = 0) {	-	-
Neighbor BSID	24bits	This is an optional field for OFDMA PHY, and it is omitted or skipped if Skip Optional Fields flag = 1.
}	-	-
Preamble Index / Subchannel Index	8bits	For the OFDMA PHY this parameter defines the PHY specific preamble. For the OFDM PHY, the 5 LSB contain the active DL subchannel index and the 3 MSB shall be Reserved and set to '0b000' For OFDMA PHY, bit 7 is used to indicate the reuse factor of the neighbor for purpose of CINR measurement for handoff. A value of '0' indicates a reuse factor of 1 and a value of '1' indicates reuse factor of 3.
if (Skip-optional-fields[2] = 0) {	-	-
HO Process Optimization	8bits	HO Process Optimization is provided as part of this message is indicative only. HO process requirements may change at time of actual HO. For each Bit location, a value of '0' indicates the associated reentry management messages shall be required, a value of '1' indicates the reentry management message may be omitted. Regardless of the HO Process Optimization TLV settings, the target BS may send unsolicited SBC-RSP and/ or REG-RSP management messages Bit #0: Omit SBC-REQ/RSP management messages during re-entry processing Bit #1: Omit PKM Authentication phase except TEK phase during current re-entry processing Bit #2: Omit PKM TEK creation phase during reentry processing Bit #3: Omit Network Address Acquisition manage-ment messages during current reentry processing Bit #4: Omit Time of Day Acquisition management messages during current reentry processing Bit #5: Omit TFTP management messages during cur-rent re-entry processing Bit #6: Full service and operational state transfer or sharing between serving BS and target BS (All static and dynamic context, e.g., ARQ window contents, timers, counters, state machines) Bit #7: Omit REG-REQ/RSP management during cur-rent re-entry processing.
}	-	-
if (Skip-optional-fields-[3] = 0) {	-	-
Scheduling Service Supported	8bits	Bitmap to indicate if BS supports a particular scheduling service. 1 indicates support, 0 indicates not support: Bit #0: Unsolicited grant service (UGS) Bit #1: Real-time polling service (rtPS) Bit #2: Non-real-time polling service (nrtPS) Bit #3: Best effort (BE) service Bit #4: Extended real-time polling service (ertPS) If the value of bit 0 through bit 4 is 0b00000, it indicates no information on service available. Bits #5-7: Reserved; shall be set to zero
}	-	-
if (Skip-optional-fields-[4] = 0) {	-	-
Frame group indication	4bits
Frame format indication	1bit
if( Frame group indication = 1111 & Frame format indication = 1){		Same frame format
Start of Sub - frame bitmap	8bits
Sub - frame bitmap	8bits
}
Else if ( Frame format indication = 0){		Different frame format
Number of ( bit =1) in Frame group indication	2bits
for(j=0; j< number of Frame group indication; j++){
Start of Sub - frame bitmap	8bits
Sub - frame bitmap	8bits
}
}
}
DCD Configuration Change Count	4bits	This represents the 4 LSBs of the neighbor BS current DCD configuration change count.
UCD Configuration Change Count	4bits	This represents the 4 LSBs of the neighbor BS current UCD configuration change count.
TLV Encoded Neighbor information	variable	TLV-specific
}	-	-
}	-	-

표 1에서, 기지국은 Skip-optional-fields-[4] = 0인 경우에만, 서브프레임 그루핑 정보를 해당 필드 즉, 그루핑 정보 필드에 추가한다. Skip-optional-fields-[4] = 1인 경우, 기지국은 그루핑 정보 필드를 생략할 수 있다. 그루핑 정보 필드에 서브프레임 그루핑 정보가 포함되는 경우에도 Skip-optional-fields-[4] = 1인 경우에는 단말은 해당 정보를 스킵하도록 구성될 수 있다.

서브프레임 그루핑 정보 중에서 프레임 그룹 지시자(Frame group indication)는 수퍼맵을 구성하는 네 개의 프레임의 서브프레임 그루핑(sub-frame grouping) 여부를 1비트로 지시한다. 예를 들어, 2번째 프레임과 3번째 프레임이 그루핑된 경우, 프레임 그룹 지시자는 '0110'으로 표현된다.

프레임 포멧 지시자(Frame format indication)는 수퍼맵을 구성하는 네 개의 프레임의 서브프레임 그루핑 포맷이 동일한가의 여부를 나타낸다. 동일한 경우 '0'으로 표현한다. 도 7의 예에서는 첫 번째 프레임과 두 번째 프레임의 그루핑 형태가 다르므로 '1'로 표현된다.

서브프레임 그루핑된 프레임의 수(Number of (bit=1) in Frame group indication)는 하나의 수퍼맵에서 즉, 20ms동안 서브프레임 그루핑된 프레임의 수를 나타낸다. 도 7의 예에서 서브프레임 그루핑된 프레임의 수 3개 즉, '10'으로 표현된다.

서브프레임 비트 맵의 시작 정보(start of sub-frame bitmap)는 서브프레임의 그루핑 정보를 나타낸다. 서브프레임에서 그루핑되는 첫 번째 서브페임을 '1'로 나타낸다. 도 7의 두 번째 프레임의 경우, '10000000'로 표현된다.

서브프레임 비트 맵(sub-frame bitmap)은 그루핑된 서브프레임을 '1'로 나타낸다. 도 7에서, 두 번째 프레임의 서브프레임 비트 맵은 '11100000'이다. 단말은 서브프레임 비트 맵의 시작 정보와 서브프레임 비트 맵을 통해 그루핑된 서브프레임 정보를 알 수 있다. 즉, 단말은 두 번째 프레임의 서브프레임 #0~#2까지 그루핑 되어있으면, TTI = 3 subframes임을 알 수 있다. 수퍼맵 내의 프레임 포맷이 동일하지 않을 경우, 프레임 그룹 지시자가 '1'로 설정된 프레임 즉, 서브프레임 그루핑된 프레임마다 각각의 TTI를 알 수 있다.

이동단말이 핸드오버를 요청하거나 기지국이 이동단말의 핸드오버를 시도할 때, 서빙 기지국이 이동 단말로 전송하는 핸드오버 응답(MOB-BSHO-RSP) 메시지에 서브프레임 그루핑 정보를 포함할 수 있다. 이와 같은 이벤트 트리거(Event triggered) 방식은 앞서의 주기적인 전송 방식보다 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법의 예시적인 흐름도이다.

단말은 서빙 기지국의 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지에 기반하여 이웃 기지국을 스캐닝한다.

단말은 이웃 기지국을 스캐닝하면서 서빙 기지국의 신호 품질이 단말의 핸드오버를 결정하기 위한 기준값 이하이거나 서빙 기지국의 신호 품질이 이웃 기지국의 신호 품질 이하이면, 서빙 기지국에 핸드오버 요청을 한다(920).

서빙 기지국은 목적지 기지국의 수퍼 프레임에 대한 서브프레임 그루핑 정보를 핸드오버 응답 메시지에 포함하여 단말에 전송한다(930).

이 과정에서, 서빙 기지국은 단말의 핸드오버 요청이 있기만 하면 단말의 핸드오버를 결정하고, 그루핑 정보 필드에 서브프레임 그루핑 정보를 추가할 수 있다.

또는, 서빙 기지국은 단말로부터 스캐닝 결과에 대한 측정 보고 메시지가 수신되면, 측정 보고 메시지에 포함된 단말의 측정 결과에 따라 단말의 핸드오버 여부를 결정할 수 있다. 단말의 핸드오버가 결정되면, 서빙 기지국은 그루핑 정보 필드에 서브프레임 그루핑 정보를 추가할 수 있다.

또한, 서빙 기직국은 목적지 기지국에 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지를 전송한다(940). 이후, 서빙 기지국은 단말로부터 릴리즈된다. 바람직하게는, 목적지 기지국은 서빙 기지국에 이웃하는 기지국들 중 신호 품질이 임계값 이상이거나 신호 품질이 가장 높은 기지국으로 정할 수 있다.

목적지 기지국은 고속 레인징 정보요소를 단말에 전송한다(950). 단말이 레인징 요청을 하면(960), 목적지 기지국은 연결 식별자를 생성 및 갱신하고, 레인징 응답 메시지를 단말에 전송한다(970).

단말은 상기와 같은 목적지 기지국과의 신호 송수신 과정(950, 970) 또는 이후의 과정에서 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 디코딩하는데, 디코딩시에 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지를 통해 수신한 서브프레임 그루핑 정보를 이용한다.

표 2는 핸드오버 응답(MOB-BSHO-RSP) 메시지에 서브프레임 그루핑 정보를 포함하는 예를 나타낸다.

Syntax	Size	Notes
MOB_BSHO-RSP_Message format() {	-	-
Management Message Type = 58	8bits	-
Mode	4bits	0b000: HO request 0b001: MDHO/FBSS request: Anchor BS update with CID update 0b010: MDHO/FBSS request: Anchor BS update without CID update 0b011: MDHO/FBSS request: Diversity Set update with CID update 0b100: MDHO/FBSS request: Diversity Set update without CID update 0b101: MDHO/FBSS request: Diversity Set update with CID update for newly added BS 0b110: MDHO/FBSS request: Diversity Set update with CID update and CQICH allocation for newly added BS 0b111: MS handover request not recommended (BS in list unavailable)
Reserved	5bits	Shall be set to zero.
If (Mode == 0b000) {	-	-
HO operation mode	1bit	0: Recommended HO response. 1: Mandatory HO response.
N_ Recommended	8bits	-
Resource Retain Flag	1bit	0: Release connection information. 1: Retain connection information.
*Reserved*	6bits	Shall be set to zero.
For (j=0 ; j<N_Recommended ; j++) {	-	Neighbor base stations shall be presented in an order such that the first presented is the one most recommended and the last presented is the least recommended.
Neighbor BSID	48 bits	-
Preamble index / Preamble Present and Sub-channel Index	8bits	For the SCa and OFDMA PHY this parame-ter defines the PHY specific preamble for the neighbor BS. For the OFDM PHY the 5 LSB contain the active DL subchannel index for the neighbor BS. The 3 MSB shall be Reserved and set to '0b000'
Service level prediction	8bits	-
Frame group indication	4bits
Frame format indication	1bit
if ( Frame group indication = 1111 & Frame format indication = 1){		Same frame format
Start of Sub - frame bitmap	8bits
Sub - frame bitmap	8bits
}
Else if ( Frame format indication = 0){		Different frame format
Number of ( bit =1) in Frame group indication	2bits
for(j=0; j< number of Frame group indication ; j++){
Start of Sub - frame bitmap	8bits
Sub - frame bitmap	8bits
}
}
HO process optimization	8bits	-
Network Assisted HO supported	1bit	Indicates that the BS supports Network Assisted HO.
HO _ ID _ included _ indicator	1bit	Indicates if the field HO_IND is included.
If (HO_ID_included_indicator == 1) {	-	-
HO _ ID	8bits	ID assigned for use in initial ranging to the target BS once this BS is selected as the tar-get BS.
}	-	-
HO _ authorization policy indicator	1bit	To indicate if authorization negotiation is used in HO procedure. 0: EAP authorization and the value of the MAC mode field in the current BS (default) 1: The authorization policy for the target BS is negotiated.
Reserved	4bits	Shall be set to zero.
If (HO_authorization policy indicator == 1) {	-	-
HO _ authorization _ policy _ support	8bits	Bit #0: RSA authorization Bit #1: EAP authorization Bit #2: Authenticated-EAP authorization Bit #3: HMAC supported Bit #4: CMAC supported Bit #5: 64-bit Short-HMAC Bit #6: 80-bit Short-HMAC Bit #7: 96-bit Short-HMAC
}
}	-	-
}	-	-
else if (Mode == 0b001) {	-	-
Temp BSID	3bits	TEMP_BSID of the recommended Anchor BS.
AK Change Indicator	1bit	To indicate whether the AK being used should change when switching to a new Anchor BS. If set to 0, the MS should continue to use the AK currently in use. If set to 1, the MS should use the AK derived for use with the new Anchor BS.
N_ CIDs	8bits	Number of CIDs that need to be reassigned. For MDHO, N_CIDs shall be set to zero.
For (i= 0;i<N_CIDs;i++) {	-	-
New CID	16 bits	New CID to be used after Diversity Set is updated.
}	-	-
N_ SAIDs	8bits	Number of SAIDs that need to be reassigned.
For(i=0; i<N_SAIDs; i++) {
New SAID	16 bits	New SAID to be used after Anchor BS is updated.
}	-	-
}	-	-
else if (Mode == 0b010) {	-	-
Temp BSID	3 bits	TEMP_BSID of the recommended Anchor BS.
AK Change Indicator	1bit	To indicate whether the AK being used should change when switching to a new Anchor BS. If set to 0, the MS should continue to use the AK currently in use. If set to 1, the MS should use the AK derived for use with the new Anchor BS.

표 2에서, 프레임 그룹 지시자가 모두 '1'이고, 프레임 포맷 지시자가 '1'인 경우, 수퍼 프레임을 구성하는 프레임들은 모두 동일한 형태의 서브프레임 그루핑이 적용된다.

반면에, 프레임 포맷 지시자가 '1'이 아닌 경우, 핸드오버 응답(MOB-BSHO-RSP) 메시지에는 각 프레임마다 서로 다른 서브프레임 그루핑 정보가 포함된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핸드오버 수행시 기지국의 가변적인 TTI를 지원하기 위한 하향링크 시그널링 방법 및 단말의 프레임 디코딩 방법에 관한 것으로, IEEE 802.16m 및 이와 혼환성을 갖는 시스템의 기지국, 단말 등의 장치에 적용될 수 있다.

도 1은 IEEE 802.16의 프레임 구조를 도시한 것이다.

도 2는 IEEE 802.16m에서 수퍼 프레임, 프레임 및 서브프레임의 구조의 예를 도시한 것이다.

도 3은 TDD 시스템에서 프레임 구조의 예를 도시한 것이다.

도 4는 도 3의 서브프레임 구조에서 하향링크와 상향링크에 관련된 제어 채널을 도시한 것이다.

도 5는 광대역 무선접속 시스템에서 핸드오버 절차의 대략적인 흐름도이다.

도 6은 IEEE 802.16m 시스템에서 다양한 TTI를 제공하는 경우, 자원할당의 일 예를 도시한 것이다.

도 7은 IEEE 802.16m 시스템에서 다양한 TTI를 제공하는 경우, 자원할당의 다른 예를 도시한 것이다.

Claims

가변적인 TTI를 위해 목적지 기지국의 그루핑 정보를 단말에 전송하는 방법에 있어서,

서빙 기지국에서 단말에 주기적으로 방송되는 MAC 메시지의 그루핑 정보 필드를 목적지 기지국에서 결정된 서브프레임 그루핑 정보로 갱신하는 단계; 및

상기 MAC 메시지를 상기 단말에 주기적으로 전송하는 단계

를 포함하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 MAC 메시지는,

이웃하는 기지국의 정보를 포함하는 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 서브프레임 그루핑 정보는,

수퍼 프레임을 구성하는 프레임들에 대해, 상기 프레임들을 구성하는 서브프레임들의 그루핑 여부 및 형태를 나타내는 정보인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 그루핑 정보 필드는,

서브프레임 비트 맵의 시작 정보 또는 서브프레임 비트 맵 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 그루핑 정보 필드는,

서브프레임들의 그루핑 여부를 프레임 순서대로 나타내는 프레임 그룹 지시자, 상기 수퍼 프레임을 구성하는 프레임들의 서브프레임 그루핑 포맷이 동일한지 여부를 나타내는 프레임 포맷 지시자 또는 서브프레임 그루핑된 프레임의 수 중 적어도 하나를 포함하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 목적지 기지국은,

상기 서빙 기지국에 이웃하는 기지국들 중 신호 품질이 임계값 이상이거나 신호 품질이 가장 높은 기지국인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
가변적인 TTI를 위해 목적지 기지국의 그루핑 정보를 단말에 전송하는 방법에 있어서,

서빙 기지국에서 핸드오버 응답 메시지의 그루핑 정보 필드를 목적지 기지국에서 결정된 서브프레임 그루핑 정보로 갱신하는 단계; 및

상기 핸드오버 응답 메시지를 상기 핸드오버가 결정된 단말에 전송하는 단계

를 포함하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 그루핑 정보 필드를 갱신하는 단계는,

상기 단말로부터 핸드오버 요청이 수신되면, 상기 그루핑 정보 필드에 상기 서브프레임 그루핑 정보를 추가하는 단계인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 그루핑 정보 필드를 갱신하는 단계는,

상기 단말로부터 측정 보고 메시지가 수신되면, 상기 측정 보고 메시지에 포함된 상기 단말의 측정 결과에 따라 상기 단말의 핸드오버 여부를 결정하는 단계; 및

상기 단말의 핸드오버가 결정되면, 상기 그루핑 정보 필드에 상기 서브프레임 그루핑 정보를 추가하는 단계인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 서브프레임 그루핑 정보는,

수퍼 프레임을 구성하는 프레임들에 대해, 상기 프레임들을 구성하는 서브프레임들의 그루핑 여부 및 형태를 나타내는 정보인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 그루핑 정보 필드는,

서브프레임 비트 맵의 시작 정보 또는 서브프레임 비트 맵 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 그루핑 정보 필드는,

서브프레임들의 그루핑 여부를 프레임 순서대로 나타내는 프레임 그룹 지시자, 상기 수퍼 프레임을 구성하는 프레임들의 서브프레임 그루핑 포맷이 동일한지 여부를 나타내는 프레임 포맷 지시자 또는 서브프레임 그루핑된 프레임의 수 중 적어도 하나를 포함하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 목적지 기지국은,

상기 서빙 기지국에 이웃하는 기지국들 중 신호 품질이 임계값 이상이거나 신호 품질이 가장 높은 기지국인 것을 특징으로 하는, 서브프레임 그루핑 정보 전송 방법.
단말에서 가변적인 TTI를 갖는 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 수신하는 방법에 있어서,

서빙 기지국으로부터 주기적으로 방송되는 MAC 메시지의 그루핑 정보 필드에 포함된 서브프레임 그루핑 정보를 수신하는 단계; 및

상기 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행하면서, 상기 서브프레임 그루핑 정보에 포함된 서브프레임 비트 맵의 시작 정보 및 서브프레임 비트 맵에 따라 상기 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 디코딩하는 단계

를 포함하는, 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법.
단말에서 가변적인 TTI를 갖는 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 수신하는 방법에 있어서,

서빙 기지국에 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계;

상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 메시지가 수신되면, 상기 핸드오버 응답 메시지의 그루핑 정보 필드에 포함된 서브프레임 그루핑 정보를 저장하는 단계; 및

상기 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행하면서, 상기 서브프레임 그 루핑 정보에 포함된 서브프레임 비트 맵의 시작 정보 및 서브프레임 비트 맵에 따라 상기 목적지 기지국의 수퍼 프레임을 디코딩하는 단계

를 포함하는, 서브프레임 그루핑된 프레임 디코딩 방법.