KR101422007B1 - 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는방법 및 이를 지원하는 이동 단말 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는방법 및 이를 지원하는 이동 단말 Download PDF

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Abstract

본 문서는 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법을 개시한다. 이 방법의 일례로서 적응적으로 변조 방식 및 코딩율을 적용하는 대역 중 선택된 일부 대역으로 데이터를 송수신하는 대역 AMC 모드의 단말이 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 단계 및 상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 대역 AMC 모드를 유지한 채 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는 대역 핸드오버 방법을 들 수 있다. 이러한 대역 핸드오버 방법을 통해서 이동 단말의 특정 주파수 대역 별로 핸드오버를 수행할 수 있을 것이다.
핸드오버, 대역 핸드오버, band AMC mode

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법 및 이를 지원하는 이동 단말{band handover method and Mobile station supporting the same}
본 문서는 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법 및 이를 지원하는 이동 단말 에 관한 것이다.
광대역 무선 접속 시스템에서 이동 단말이 핸드오버를 수행할 때 서브캐리어 할당 방식에 상관없이 모든 주파수 영역에 대한 핸드오버를 수행한다. 핸드오버 수행을 위해서 이동 단말은 먼저 현재 서비스 기지국으로부터 인접 기지국에 대한 정보를 수신한다. 이동 단말은 수신한 인접 기지국에 대한 정보를 바탕으로 인접 기지국이 현재 서비스 기지국보다 높은 신호 품질 혹은 서비스 품질을 만족시켜줄 수 있다고 판단하는 경우 해당 인접 기지국으로 핸드오버를 요청한다.
일부 대역만을 사용하여 데이터를 송수신하는 있는 이동 단말의 경우에도 핸드오버 전후에 일반 모드 즉, 모든 주파수 영역에 대해 서브캐리어가 할당되는 모드로 전환된다. 그리고, 핸드오버 이후에 다시 단말이 데이터 송수신 모드의 전환을 요청하거나 또는, 단말이 전송한 채널 상태 정보를 기반으로 기지국이 상기 단 말을 일반 모드에서 일부 대역만을 사용하여 데이터를 송수신하는 모드로 전환한다.
셀 경계의 이동 단말은 핸드오버를 빈번하게 수행하게 되고, 셀 경계의 이동 단말 중 일부 대역만을 사용하여 데이터를 송수신하는 이동 단말의 경우 특히 이에 따라 핸드오버 수행 후 일반 모드에서 일부 대역만을 사용하여 데이터를 송수신하는 모드로의 전환이 핸드오버에 해당하는 횟수 이상으로 빈번하게 수행하게 될 것이다. 따라서, 이동 단말의 전력 낭비 및 자원이 효율적으로 사용되지 않는 문제점이 발생한다.
상술한 바와 같은 종래기술에 있어서 본 발명은 대역 핸드오버 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 대역 핸드오버 방법을 적용할 수 있는 이동 단말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법은, 적응적으로 변조 방식 및 코딩율을 적용하는 대역 중 선택된 일부 대역으로 데이터를 송수신하는 대역 AMC 모드의 단말이 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 단계 및 상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 대역 AMC 모드를 유지한 채 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법은 상기 광대역 무선 접속 시스템에서 할당 가능한 주파수 대역 중 선택된 일부 대역으로 데이터를 송수신하는 단말이 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 단계 및 상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하여 상기 인접 기지국과 상기 선택된 일부 대역에 대한 데이터 송수신을 수행하는 단계를 포함한다.
상술한 두 실시 양태에 있어서, 상기 인접 기지국으로 핸드오버 수행 후 상 기 인접 기지국으로부터 대역 별 채널 상태 정보를 수신할 수 있다. 또한, 이때 상기 핸드오버 수행 후 수신하는 대역 별 채널 상태 정보는 핸드오버 수행 이전에 수신한 대역 별 채널 상태 정보와의 변화 값이 될 수 있다.
상기 채널 상태 정보는 CINR(carrier to interference and noise ratio) 값이 될 수 있고, 이 경우 상기 소정의 조건은 상기 인접 기지국의 대역 별 CINR의 표준 편차 최대값이 대역 AMC 할당 임계치보다 낮고, 상기 인접 기지국의 전체 주파수 대역의 평균 CINR이 대역 AMC 진입 평균 CINR 보다 큰 조건이 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양태에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 이동 단말은, 적응적으로 변조 방식 및 코딩율을 적용하는 대역 중 선택된 일부 대역으로 데이터를 송수신하는 대역 AMC 모드의 단말이 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 수신부 및 상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 대역 AMC 모드를 유지한 채 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
이 경우 상기 수신기는 상기 인접 기지국으로 핸드오버 수행 후 상기 인접 기지국으로부터 대역 별 채널 상태 정보를 수신할 수 있고, 상기 핸드오버 수행 후 수신하는 대역 별 채널 상태 정보는 핸드오버 수행 이전에 수신한 대역 별 채널 상태 정보와의 변화 값이 될 수 있다.
이 경우에도 상기 채널 상태 정보는 CINR(carrier to interference and noise ratio) 값이 될 수 있고, 이 경우 상기 소정의 조건은 상기 인접 기지국의 대역 별 CINR의 표준 편차 최대값이 대역 AMC 할당 임계치보다 낮고, 상기 인접 기 지국의 전체 주파수 대역의 평균 CINR이 대역 AMC 진입 평균 CINR 보다 큰 조건이 될 수 있다.
본 문서에서 개시하는 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법을 통해서 이동 단말의 특정 주파수 대역 별로 핸드오버를 수행할 수 있다.
또한, 핸드오버를 수행하는 이동 단말의 대역 별 채널 상태를 신속하게 반영하여 변조 방법 또는 코딩율을 적응적으로 적용함으로써 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및/또는 장치는 생략될 수 있고, 각 구조 및/또는 장치의 핵심기능을 중심으로 도시한 블록도 및/또는 흐름도 형식으로 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
우선, 이하의 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다(deploy).
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
휴대 인터넷에서는 일반적인 무선 상태에서 전 주파수 대역에 걸쳐서 데이터를 송수신하는 다이버시티 모드(Diversity Sub-channel 방식)에서 동작한다. 그러다가, 미리 설정된 조건이 만족하면 일정 대역을 선택적으로 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 이동 단말이 현재 운용 중에 있는 서브채널의 채널품질정보(channel quality information; CQI)를 수집하고 이를 기반으로 상태가 양호한 소정 개수의 서브채널들로 구성된 대역(band)을 이용하여 데이터 전송을 수행하는 것이다.
이 경우 본 발명의 일 실시예에 따르면 대역 핸드오버를 요청하여 대역 별 핸드오버 수행이 가능할 수 있다. 대역 핸드오버를 수행하기 위해서 핸드오버 수행 이전에 인접 기지국들의 대역 별 채널 상태 정보를 수집하여 그 결과를 기초로 대역 핸드오버를 수행할 수 있다.
아울러 이러한 소정의 대역을 통해서 데이터를 송수신하는 경우에 있어서, 대역 별로 독립적으로 변조 방식 또는 코딩율을 적용할 수 있다. 이와 같이 적응적으로 변조 또는 코딩 방식을 적용하되, 대역 별로 독립적으로 적용하는 상태를 대역 AMC 모드(band AMC Sub-channel 방식)로 칭한다. 여기서 적응적으로 변조 또는 코딩 방식을 적용하기 위해서 변조 방식 및 코딩율의 정보를 레벨로 구성한 MCS(Modulation & Coding Set)를 설정하여 이용할 수 있다.
대역 AMC 모드로의 전환 과정을 설명하면, 먼저 이동 단말은 디폴트로 다이 버시티 모드에서 동작하고 있으면서 기지국의 CQI를 측정하여 현재 운용중인 각 서브채널의 채널품질정보를 수집한다. 그리고, 상기 서브채널들 중에서 채널 상태가 가장 양호한 4~5개의 서브채널들을 선택하여 기지국에 대역 AMC 모드로의 전환을 요청하면, 기지국은 자원 관리 규칙 등 미리 설정된 정책에 따라 상기 요청의 허용 여부를 판단하고 상기 이동 단말에 소정의 확인 메시지(ACK)를 전송함으로써 대역 AMC 모드로의 전환을 허락한다.
이때 채널품질정보로 반송파 대 간섭 및 잡음 비(CINR: carrier to interference and noise ratio)을 이용하는 경우, 이동 단말은 기지국에 채널 상태가 가장 양호한 4~5개의 대역(best band)들의 CINR을 보고하고, 기지국은 상기 보고된 최상의 대역(best band)들에게 band AMC 부채널(band AMC sub-channel)을 할당한다.
이동 단말은 그 이후에도 주기적으로 각 서브채널의 채널품질정보를 수집하는데 기지국에는 상기 최상의 대역들의 채널품질정보와의 차이값만을 보고할 수 있다.
단말은 대역 별로 CINR을 보고하는 점에 있어서 고속 이동단말은 사용하기 어려운 점이 있다. 하지만, 이상과 같은 대역 AMC 모드에 의하면 기존의 다이버시티 모드로 데이터 송수신 하는 것에 비해 양질의 서브채널로만 구성된 대역(band)을 이용하므로 잡음(noise)과 주변 셀의 간섭에 강해지고, 코딩율이 높아져 전송 속도가 향상되는 장점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 대역 AMC 모드에서의 채널 대역 구성에 대한 일례를 도시 한 것이다.
이하 도 1a 및 도 1b를 참조하여 대역 AMC 모드에서 사용되는 채널 대역의 구성을 살펴본다. 여기서, 대역 AMC 모드는 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM) 방식과 같이 다수의 부반송파를 이용하는 통신 시스템에서 적용된다고 가정한다.
도 1a에서 확인할 수 있듯이, OFDM 채널은 양쪽 가장자리에 채널 간 간섭을 방지하기 위한 널(Null) 영역이 존재하고, 널(Null) 영역 사이에는 소정 개수의 부 반송파들로 이루어진 빈(bin)들과 DC 반송파가 존재한다. 하나의 빈(bin)은 8개의 데이터 부 반송파와 1개의 파일럿으로 이루어지며, 4개의 빈(bin)이 하나의 대역(band)을 구성한다.
도 1a의 예에서는 하나의 채널에 192개의 빈(bin)이 포함되므로 총 18개의 대역(band)이 존재한다. 상술한 바와 같이 대역 AMC 모드에서는 상기 각 대역에 대하여 서로 다른 MCS(Modulation & Coding Set) 레벨을 설정할 수 있으므로 효율적인 데이터 전송이 가능해진다. 또한, 도 1b에서 보듯 광대역 무선 접속 시스템에서는 서브 채널로 2*3 크기의 매트릭스 형태를 취한다.
대역 AMC 모드의 단말은 기지국으로 밴드 별 CINR을 보고하는데 이때 4개 또는 5개의 채널 상태가 가장 양호한 대역에 대한 CINR을 전송한다. 이때 REP-RSP 메시지를 이용하여 전송할 수 있다. 기지국은 가능한 채널 상태가 가장 양호한 대역에 대역 AMC 부채널을 할당하고 단말은 대역 AMC 부채널을 할당 받은 이후에는 REP-RSP의 메시지를 통해 보고한 CINR 값의 차이값에 대해서만 보고할 수 있다. 대 역 AMC 모드는 기지국에 의해서도 개시될 수 있다. 기지국이 REP-REQ를 보내어 대역 AMC 모드 개시에 대한 지시를 하고 단말은 REP-RSP 메시지로 응답하여 동작 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 대역 핸드오버를 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이동 단말은 상술한 방법에 따라 대역 AMC 부채널을 할당받아 즉, 대역 AMC 모드로 데이터를 송수신 중이라고 가정한다. 기지국은 이동 단말의 하향링크 CQI 정보를 전송하도록 상향 링크 자원을 할당한다. 그럼 이동 단말은 기지국으로 하향링크의 채널 상태 정보를 전송한다. 이때 상술한 대역 AMC 모드로 동작하는 이동 단말은 단계 (1)에 나타난 바와 같이 기지국으로 전송한 최상의 4~5 대역 별 채널 상태 정보에 대한 변화 값을 CQICH로 전송할 수 있다. 도면 상에서는 1회 전송만 도시하였지만 채널 상태 정보를 전송하는 것은 주기적으로 이루어질 수 있다.
그리고 단계 (2)에 나타난 바와 같이 이동 단말은 서비스 기지국(Serving BS #1)으로부터 인접 기지국의 정보를 수신한다. 인접 기지국 정보는 MOB-NBR-ADV 메시지를 통해서 전송될 수 있다. 이 경우에도 이동 단말은 주기적으로 인접 셀 정보를 수신할 수 있다. 이때 전송되는 인접 기지국 정보는 도면 상 나타난 바와 같이 인접 기지국에 해당하는 기지국의 개수 정보(N_Neighbor BS=2)가 될 수 있다.
이 인접 기지국 정보를 바탕으로 인접 기지국들에 대해 이동 단말은 단계 (3)에서 스캐닝 요청하고 단계 (4)에서 이에 대한 응답을 수신하여 스캐닝(scanning) 과정을 수행할 수 있다. 이 응답에는 소정의 스캔 파라미터로서 각 인접 기지국의 프레임 번호(frame=M)와 지속 구간 (duration=N) 정보를 포함할 수 있다. 이 정보를 통해 단계 (5)에서 각 인접 기지국과 동기를 맞추어 각 인접 기지국에 대한 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 특히 이동 단말이 대역 AMC 모드로 동작하는 경우에는 이러한 스캐닝 과정을 통해 이동 단말은 각 인접 기지국의 밴드 별 채널 상태를 알 수 있다. 이러한 채널 품질 정보는 상술한 바와 같이 CINR이 될 수 있고, 이러한 스캐닝 과정은 수시로 수행될 수 있을 것이다.
그리고, 단계 (6)에서 상술한 스캐닝의 결과를 바탕으로 대역 AMC 모드로 동작하는 이동 단말은 기지국으로 대역 핸드오버(Band HO)를 요청할 수 있다. 여기서 본 실시예에서 대역 핸드오버는 대역 AMC 모드로 일부 대역을 통해 데이터를 송수신 하던 이동 단말이 인접 기지국의 일부 대역의 채널 상태가 핸드오버 조건을 만족하면 그 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하고 핸드오버 이후에도 별도의 추가 과정 없이 대역 AMC 모드로 데이터 송수신할 수 있는 핸드오버를 나타낸다.
이때의 핸드오버 조건의 일례로, 이동 단말이 인접 기지국으로부터 측정한 각 대역의 CINR의 표준 편차의 최대값이 대역 AMC 할당 임계치보다 낮고, 인접 기지국의 전체 주파수 대역의 평균 CINR이 대역 AMC 진입 평균 CINR 보다 큰 경우를 들 수 있다.
이때 이동 단말은 기지국으로 대역 핸드오버를 요청하기 위해서 단계 (6)에 나타난 바와 같이 MOB_MS BandHO_REQ 메시지를 전송할 수 있다. 그리고, 이때 MOB_MS BandHO_REQ 메시지는 단말이 인접 기지국으로의 대역 핸드오버를 요청하기 위한 기본적인 파라미터뿐만 아니라 인접 기지국들로부터 측정한 대역들 중 최상의 4~5개의 대역 별 채널 상태 정보를 포함하여 전송할 수 있다.
표 1은 MOB_MS BandHO_REQ 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.
Syntax Size Notes
MOB_MS BandHO-REQ() {
Management Message Type = 57 8bits
Report metric 8bits Bitmap indicating presence of metric in message
Bit #0: BS CINR mean
Bit #1: BS RSSI mean
Bit #2: Relative delay
Bit #3: BS RTD; this metric shall be only measured on serving BS/anchor BS.
Bit #4: Band CINR mean
Bits #5-7: Reserved; shall be set to zero.
N_ New _ BS _ Index 8bits Number of new recommended BSs which
are included in MOB_NBR-ADV message.
If(N_New_BS_Index!=0){
Configuration change count for MOB_NBR-ADV 8bits Configuration Change Count value of refer-ring MOB_NBR-ADV message.
}
For(j=0;j< N_New_BS_Index;j++){
Neighbor _ BS _ Index 8bits
Preamble index / Preamble Present and Subchannel 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.
If(Report metric[Bit#0]==1)
BS CINR mean 8bits
If(Report metric[Bit#1]==1)
BS RSSI mean 8bits
If(Report metric[Bit#2]==1)
Relative delay 8bits
Service level prediction 3bits
Arrival Time Difference Indication 1bit If the MS is transmitting this message to request HO or MDHO/FBSS is not sup-ported by either BS or MS, this bit shall be set to 0.
If (Arrival Time Difference Indication == 1) {
Arrival Time Difference (t) 4bits Relative difference in arrival time between the neighbor BS and the anchor BS, in terms of fraction of CP.
}
}
N_ New _ BS _ Full
For(j=0;j< N_New_BS_Full;j++){
Neighbor _ BS _ ID 8bits
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.
If (Report metric [Bit#0] == 1)
BS CINR mean 8bits
If(Report metric[Bit#1]==1)
BS RSSI mean 8bits
If(Report metric[Bit#2]==1)
Relative delay 8bits
Service level prediction 3bits
Arrival Time Difference Indication 1bit If the MS is transmitting this message to request HO or MDHO/FBSS is not sup-ported by either BS or MS, this bit shall be set to 0.
If (Arrival Time Difference Indication == 1) {
Arrival Time Difference (t) 4bits Relative difference in arrival time between the neighbor BS and the anchor BS, in terms of fraction of CP.
}
}
N_ current _ BSs 3bits When FBSS/MDHO is supported and the MS has non-empty diversity set, N_current_BSs is the number of BSs that are currently in the Diversity Set of the MS When FBSS/MDHO is not supported or the MS has an empty diversity set, N_current_BSs is set to 1.
Padding 1bit Shall be set to zero.
For (j=0 ; j<N_current_BSs ; j++) {
Temp BSID 4bits Diversity Set member ID assigned to this BS. When the MS has an empty diversity set or FBSS/MDHO is not supported, Temp BSID shall be set to 0.
If(Report metric[Bit#0]==1)
BS CINR mean 8bits
If(Report metric[Bit#1]==1)
BS RSSI mean 8bits
If(Report metric[Bit#2]==1)
Relative delay 8bits Only when FBSS/MDHO is in progress, this field will include the relative delay of BSs currently in the diversity set, except anchor BS.
If(Report metric[Bit#3]==1)
BS RTD 8bits This field will include the RTD of the serv-ing BS/anchor BS.
If ( Report metric [ Bit #4]==1){
N_ neighbor BS`s best band 4bits
For(j=0;j<N_ neighbor BS`s best band ;j++){
Neighbor BS`s band bitmap index 12bits
Neighbor BS Band CINR 8bits
}
}
Padding variable Padding bits to ensure byte aligned.
TLV encoded information variable
}
표 1을 참조하면, MOB_MS BandHO_REQ 메시지의 보고 메트릭(report metric)이 대역 별 채널 상태 정보를 포함하는 것으로 지시하는 경우, MOB_MS BandHO_REQ 메시지는 각 인접 기지국으로부터 측정한 대역들 중 최상의 4~5개의 대역 별 채널 상태 정보를 포함하여 전송된다.
예를 들어, 표 1에 나타난 바와 같이 메시지의 보고 메트릭이 대역 별 채널 상태 정보를 포함하는 것으로 지시하는 경우(Report metric[Bit#4]=1), 해당 인접 기지국의 최상의 대역 개수 정보(N_neighbor BS's best band), 인접 기지국의 해당 대역을 지시하는 비트맵 인덱스 정보(Neighbor BS's band bitmap index), 인접 기지국의 최상의 4~5개의 대역 별 채널 상태 정보(Neighbor BS Band CINR)를 전송할 수 있다.
도 2에서는 이동 단말이 대역 핸드오버를 요청하는 경우만을 도시하고 있지만, 이동 단말이 스캐닝 이후에 스캐닝 결과를 서비스 기지국으로 보고하면 서비스 기지국에서 대역 핸드오버를 수행할 지 여부를 결정하고 이를 진행할 수도 있다.
단계 (7)에서 이동 단말이 전송한 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 바탕으로 서비스 기지국은 각 인접 기지국으로 대역 핸드오버가 가능한지 여부 및/또는 해당 대역으로 서비스 제공이 가능 여부의 확인을 요청한다. 그리고, 단계 (8)에서 각 인접 기지국은 단계 (7)의 요청에 대한 응답으로 서비스 제공이 가능한 대역 정보를 전송한다. 이때 단계 (7)의 요청 및 단계 (8)의 응답은 각각 band AMC-REQ 메시지 및 band AMC-RSP 메시지를 통해서 이루어질 수 있다.
서비스 기지국에서는 각 인접 기지국으로부터 서비스 제공이 가능한 대역 정보를 수신하여 최적의 인접 기지국을 핸드오버를 수행할 타겟 기지국으로 결정하고 단계 (9)에서 타겟 기지국으로 대역 핸드오버를 수행할 대역 정보 등을 포함하여 확인하는 메시지를 전송한다.
서비스 기지국은 각 인접 기지국으로부터 서비스 제공이 가능한 대역 정보를 수신하여 최적의 인접 기지국을 핸드오버를 수행할 타겟 기지국으로 결정하면 대역 핸드오버 수행 여부를 지시하는 정보, 결정된 타겟 기지국 및 타겟 기지국에서 서비스 제공이 가능한 대역에 대한 정보를 포함하여 대역 핸드오버 요청에 대한 응답을 전송한다. 이때 이동 단말은 기지국으로 대역 핸드오버를 요청하기 위해서 단계 (10)에 나타난 바와 같이 MOB_BS BandHO_RSP 메시지를 전송할 수 있다.
표 2는 MOB_BS BandHO_RSP 메시지 포맷의 일례를 나타낸다.
Syntax Size Notes
MOB_BS Band HO-RSP() {
Management Message Type = 58 8bits
Mode 4bits 0 b000 : HO / BandHO 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.
Band HO indicator 1bit 1: Band HO mode
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.
If ( Band HO indicator == 1){
N_ Recommended band 3bits
For(i=0;i< N_ Recommended band ;i++){
Neighbor BS`s band bitmap index 12bits
}
}
Service level prediction 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 2를 참조하면, MOB_BS BandHO_RSP 메시지가 핸드오버 모드로 대역 핸드오버임을 지시하는 경우 MOB_BS BandHO_RSP 메시지는 타겟 기지국의 대역 중 대역 핸드오버를 통해 서비스를 제공할 수 있는 대역 정보를 포함하여 전송된다.
예를 들어, 표 2에 나타난 바와 같이 MOB_BS BandHO_RSP 메시지에서 대역 핸드오버임을 지시하면(Band HO indicator=1), 타겟 기지국의 대역 핸드오버를 통해 서비스를 제공할 수 있는 대역 개수 정보(N_Recommended band Neighbor), 대역 핸드오버를 통해 서비스를 제공할 수 있는 대역을 지시하는 비트맵 인덱스 정보(BS's band bitmap index)를 전송할 수 있다.
이동 단말은 핸드오버를 수행할 타겟 기지국 및 대역 정보 등을 확인하여 타겟 기지국으로의 대역 핸드오버를 수행할 것임을 지시한다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 단계 (11)의 MOB-HO-IND 메시지를 통해서 이루어질 수 있다.
이동 단말과 서비스 기지국은 연결을 끊고 대역 핸드오버를 수행할 기지국, 즉 타겟 기지국과 레인징 및 네트워크 진입 과정을 수행한다. 이는 도 2에서 단계 (12) 내지 단계 (14)로 나타난다.
대역 핸드오버를 수행하여 타겟 기지국에 등록을 마침으로써 타겟 기지국은 새로운 서비스 기지국이 된다. 이동 단말은 새로운 서비스 기지국으로부터 DL/UL 스케줄링 정보 예를 들어, DL/UL MAP 메시지를 수신하여 이동 단말이 새로운 서비스 기지국으로 채널품질정보를 전송하기 위한 CQICH 할당 정보(CQICH Allocation IE)를 수신한다.
즉, 단계 (16)에서 새로운 서비스 기지국은 이동 단말에 CQICH 할당 정보를 전송함으로써 새로운 CQICH를 할당하고, 이동 단말은 새로운 서비스 기지국의 채널품질정보를 주기적으로 파악하여 상기 새롭게 할당된 CQICH를 통해 단계 (17)에서 새로운 서비스 기지국에 채널품질정보를 전송한다.
이때 이동 단말이 새로운 서비스 기지국으로 전송하는 채널품질정보로 전 주파수 대역에 대한 채널품질정보를 전송하도록 할 수 있다. 또한, 이 이동 단말은 대역 AMC 모드를 유지하여 핸드오버를 수행하였고, 이전에 단계 (6)에서 이미 새로운 서비스 기지국에 대한 대역 별 채널 정보를 파악하여 알고 있기 때문에 단말이 전송한 해당 기지국의 최상의 4~5 대역 채널품질정보에 대한 변화 값을 전송하도록 할 수 있다.
표 3은 CQICH 할당 정보를 전송하기 위한 정보 요소(IE: Information Element) 구성의 일례를 나타낸다.
Syntax Size Notes
CQICH_Alloc_IE() () {
Extended UIUC 4 bits CQICH = 0x03
Length 4 bits Length of the message in bytes (variable).
CQICH _ ID variable Index to uniquely identify the CQICH resource assigned to the SS. The size of this field is dependent on system parameter defined in DUCD.
Report mode 1 bit 0: average mode; the MS reports the regular CQI of the whole bandwidth
1: differential mode ; the MS reports the band AMC differential CQI of the selected bands
Allocation offset 6 bits Index to the fast-feedback channel region marked by UIUC = 0.
Period (p) 2 bits A CQI feedback is transmitted on the CQICH every 2p2pframes.
Frame offset 3 bits The SS starts reporting at the frame of which the number has the same 3 LSB as the specified frame offset. If the current frame is specified, the SS should start reporting in eight frames.
Duration (d) 3 bits A CQI feedback is transmitted on the CQI channels indexed by the CQICH_ID for 10 x 2dframes. If d == 0, the CQICH is deallocated.
If d == 0b111, the SS should report until the BS
command for the SS to stop.
Report configuration included 1 bits Update to CINR report configuration is included.
If (report configuration included == 1) {
Feedback Type 2 bits 0b00 = physical CINR feedback
0b01 = effective CINR feedback
0b10-0b11 = Reserved
Report type 1 bit 0: Report for preamble
1: Report for specific permutation zone
If (Report type == 0) {
CINR preamble report type 1 bit The type of preamble-based CINR report
0: Frequency reuse factor=1 configuration.
1: Frequency reuse factor=3 configuration.
}
Else { report for permutation zone.
Zone permutation 3 bits The type of zone for which to report
0b000: PUSC with 'use all SC = 0'
0b001:PUSC with 'use all SC = 1'
0b010:FUSC
0b011:Optional FUSC
0b100:Safety Channel region
0b101:AMC zone (for DL AAS zone or AMC Zone with dedicated pilots)
0b110-0b111: Reserved
Zone type 2 bits 0b00:Non-STC zone
0b01:STC zone
0b10:AAS zone or Non-STC zone with dedicated pilots
0b11:STC zone with dedicated pilots
Zone PRBS _ ID 2 bits The PRBS_ID of the zone on which to report
If (Zone type == 0b000 or 0b001) {
Major group indication 1 bit If 0 then the report may refer to any subchannel in the PUSC zone.
If (Major group indication == 1) {
PUSC Major group bitmap 6 bits Reported CINR shall only apply to the subchannels
of PUSC major groups for which the corresponding bit is set.
Bit #k refers to major group k.
}
}
CINR zone measurement type 1 bit 0: measurement from pilot subcarriers and, if AAS zone, from AAS preamble.
1: measurement from data subcarriers
}
If (feedback type == 0b00) { Physical CINR feedback
Averaging parameter included 1 bit
If (Averaging parameter included == 1) {
Averaging parameter 4 bits Averaging parameter used for deriving physical CINR estimates reported through CQICH. This value is given in multiples of 1/16 in the range of [1/16..16/16] in increasing order. αavg
}
}
}
MIMO _ permutation _ feedback _ cycle 2 bits 0b00 = No MIMO and permutation mode feedback
0b01 = The MIMO and permutation mode
indica-tion shall be transmitted on the CQICH indexed by the CQICH_ID every four frames allocated CQICH transmission opportunity. The first indication is sent on the eighthfourth allocated CQICH frame transmission opportunity.
0b10 = The MIMO mode and permutation mode indication shall be transmitted on the CQICH indexed by the CQICH_ID every eight frames allocated CQICH transmission opportunity. The first indication is sent on the eighth allocated CQICH frame trans-mission opportunity.
0b11 = The MIMO mode and permutation mode indication shall be transmitted on the CQICH indexed by the CQICH_ID every 16 frames allocated CQICH transmission opportunity. The first indication is sent on the 16th allocated CQICH frame transmis-sion opportunity.
Padding variable The padding bits is used to ensure the IE size is integer number of bytes.Number of bits required to align to byte length, shall be set to zero.
}
표 3을 참조하면, CQICH 할당 정보 내의 보고 모드를 통해 전체 대역에 대한 채널품질정보를 송신할 것인지 이전에 전송된 대역 별 채널 정보와의 변화 값을 송신할 것인지 확인할 수 있다. 즉, 보고 모드가 그 변화 값을 전송하도록 지시하는 경우(report mode=1), 이동 단말이 할당된 CQICH를 통해 전송하는 채널품질정보는 대역 핸드오버 수행이전에 전송한 대역 별 채널 정보와의 변화 값만을 전송할 수 있는 것이다. 여기서 대역 핸드오버 수행이전에 전송한 대역 별 채널 정보와의 변화 값은 증감치 또는 증감 여부를 알려주는 값이 될 수 있다.
한편, 각 인접 기지국 간의 대역 자원을 공유하고 이를 관리하기 위한 상기 각 과정들은 서비스 기지국 외에 별도로 구비된 장비 즉, 대역 자원 제어기(band resource controller) 등을 통해 수행이 가능하다.
이하, 본 발명의 인접 기지국과의 자원 공유를 이용한 밴드 AMC 방법을 지원하는 이동 단말의 구조를 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 이동 단말의 구성을 도시한 블록도이다.
이동 단말은 원하는 기능을 선택하거나 정보를 입력받기 위한 입력부(101)와, 이동 단말을 운용하기 위한 다양한 정보를 보여주기 위한 표시부(103)과, 이동 단말이 동작하는 데에 필요한 각종 프로그램 및 수신측에 전송할 데이터를 저장하는 메모리부(105)와, 외부 신호를 수신하고 수신측에 데이터를 전송하기 위한 무선통신부(107)와, 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하고 증폭하여 스피커(SP)로 출력하거나, 마이크(MIC)로부터의 음성신호를 증폭하고 디지털신호로 변환하는 음성처리부(109)와, 이동 단말의 전체 구동을 제어하기 위한 제어부(111)를 포함하여 이루어진다.
특히, 제어부(111)는 주기적으로 인접 기지국을 스캐닝 하여 대역 별 채널 상태를 파악하고, 상기 파악된 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 대역 핸드오버를 서비스 기지국에 요청하도록 동작한다.
만약, 서비스 기지국이 이동 단말에 상기 파악한 채널 상태 정보를 요청한 경우, 상기 대역 핸드오버 요청은 제어부(111)에 의해 상기 서비스 기지국의 요청에 대한 응답 메시지를 통해 수행되도록 동작할 것이다. 그 외에 대역 핸드오버를 수행하기 위한 보다 상세한 기능은 전술한 대역 핸드오버 수행 방법에서 상세히 기술한 바 있다.
한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.
특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1a 및 도 1b는 대역 AMC 모드에서의 채널 대역 구성에 대한 일례를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 대역 핸드오버를 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 이동 단말의 구성을 도시한 블록도이다.

Claims (10)

  1. 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    단말은 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 나타내는 대역 핸드오버 요청 메시지를 서빙 기지국으로 전송하되,
    상기 대역 핸드오버 요청 메시지는 상기 인접 기지국의 최상의 대역의 채널 상태 정보, 상기 인접 기지국으로부터 측정된 최상의 대역의 수 및 상기 인접 기지국의 대역에 대응하는 비트맵 정보를 포함하고,
    적응적으로 변조 방식 및 코딩율을 적용하는 대역 중 선택된 대역으로 데이터를 송수신하는 대역 AMC 모드에서 상기 단말이 동작하는 단계;
    상기 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 대역 AMC 모드를 유지한 채 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하되, 상기 채널 상태 정보는 CINR(carrier to interference and noise ratio) 값이고, 상기 소정의 조건은 상기 인접 기지국의 대역 별 CINR의 표준 편차 최대값이 대역 AMC 할당 임계치보다 낮고, 상기 인접 기지국의 전체 주파수 대역의 평균 CINR이 대역 AMC 진입 평균 CINR 보다 큰 조건인 것을 특징으로 하는, 대역 핸드오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인접 기지국으로 핸드오버 수행 후 상기 인접 기지국으로부터 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는, 대역 핸드오버 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핸드오버 수행 후 수신하는 대역 별 채널 상태 정보는 핸드오버 수행 이전에 수신한 대역 별 채널 상태 정보와의 변화 값인 것을 특징으로 하는, 대역 핸드오버 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 광대역 무선 접속 시스템에서 대역 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    단말은 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 나타내는 대역 핸드오버 요청 메시지를 서빙 기지국으로 전송하되,
    상기 대역 핸드오버 요청 메시지는 상기 인접 기지국의 최상의 대역의 채널 상태 정보를 포함하고,
    상기 광대역 무선 접속 시스템에서 할당 가능한 주파수 대역 중 선택된 일부 대역으로 데이터를 송수신하는 단말이 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하여 상기 인접 기지국과 상기 선택된 일부 대역에 대한 데이터 송수신을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 채널 상태 정보는 CINR(carrier to interference and noise ratio) 값이고, 상기 소정의 조건은 상기 인접 기지국의 대역 별 CINR의 표준 편차 최대값이 대역 AMC 할당 임계치보다 낮고, 상기 인접 기지국의 전체 주파수 대역의 평균 CINR이 대역 AMC 진입 평균 CINR 보다 큰 조건인 것을 특징으로 하는,
    대역 핸드오버 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 핸드오버 수행 후 수신하는 대역 별 채널 상태 정보는 핸드오버 수행 이전에 수신한 대역 별 채널 상태 정보와의 변화 값인 것을 특징으로 하는, 핸드오버 방법.
  8. 광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 이동 단말에 있어서,
    대역 핸드오버 요청 메시지는 인접 기지국의 최상의 대역의 채널 상태 정보, 상기 인접 기지국으로부터 측정된 최상의 대역의 수 및 상기 인접 기지국의 대역에 대응하는 비트맵 정보를 포함하고, 상기 단말은 상기 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 나타내는 상기 대역 핸드오버 요청 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 전송부;
    적응적으로 변조 방식 및 코딩율을 적용하는 대역 중 선택된 일부 대역으로 데이터를 송수신하는 대역 AMC 모드의 단말이 상기 인접 기지국의 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 수신부; 및
    상기 수신 정보를 통해 대역 별 채널 상태가 소정의 조건을 만족하면 상기 대역 AMC 모드를 유지한 채 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 채널 상태 정보는 CINR(carrier to interference and noise ratio) 값이고, 상기 소정의 조건은 상기 인접 기지국의 대역 별 CINR의 표준 편차 최대값이 대역 AMC 할당 임계치보다 낮고, 상기 인접 기지국의 전체 주파수 대역의 평균 CINR이 대역 AMC 진입 평균 CINR 보다 큰 조건인 것을 특징으로 하는, 이동 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인접 기지국으로 핸드오버 수행 후 상기 인접 기지국으로부터 대역 별 채널 상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는, 이동 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 핸드오버 수행 후 수신하는 대역 별 채널 상태 정보는 핸드오버 수행 이전에 수신한 대역 별 채널 상태 정보와의 변화 값인 것을 특징으로 하는, 이동 단말.
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