KR20040093994A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질 측정 및보고 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질 측정 및보고 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 액티브 기지국이 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보와, 상기 측정한 인접 기지국들의 채널 품질들을 보고하기 위해 필요한 채널 품질 보고 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하고, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질들을 측정한 후, 상기 채널 품질 보고 정보에 상응하게 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송한다.

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질 측정 및 보고 방법{METHOD FOR MEASURING AND REPORTING CHANNEL QUALITY IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 측정 및 보고하는 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4G: 4th Generation, 이하 "4G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 "QoS" 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 3세대(3G: 3rd Generation, 이하 "3G"라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384Kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다. 한편, 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 "LAN"이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 "MAN"이라 칭하기로 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다. 그래서 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 상기 무선 MAN 시스템은 그 서비스 영역(coverage)이 넓고, 고속의 전송 속도를 지원하기 때문에 고속 통신 서비스 지원에는 적합하나, 사용자, 즉 가입자 단말기(SS: Subscriber Station)의 이동성을 전혀 고려하지 않은 시스템이기 때문에 가입자 단말기의 고속 이동에 따른 핸드오버(handover) 역시 전혀 고려되고 있지 않다. 또한, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a에서 고려하고 있는 통신 시스템은 가입자 단말기와 기지국(BS: Base Station) 사이에 레인징(ranging) 동작을 수행하여 통신을 수행하는 시스템이다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 상기 IEEE 802.16a에서 고려하고 있는 통신 시스템 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 1은 통상적인 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 무선 MAN 시스템은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템으로서, 상기 무선 LAN 시스템에 비해서 그 서비스 영역이 넓고 더 고속의 전송 속도를 지원한다. 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple[xing] Access, 이하 "OFDMA"이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 시스템이 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다. 또한 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려하는 시스템으로서, 현재 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에 대해서는 구체적으로 규정된 바가 존재하지 않는다. 결과적으로 IEEE 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템 모두는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이며, 설명의 편의상 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템을 일 예로 하여설명하기로 한다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 단일 셀(single cell) 구조를 가지며, 기지국(100)과 상기 기지국(100)이 관리하는 다수의 가입자 단말기들(110),(120),(130)로 구성된다. 상기 기지국(100)과 상기 가입자 단말기들(110),(120),(130)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그러면 여기서 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템의 하향 링크(downlink) 프레임(frame) 구조를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 2는 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 하향 링크 프레임은 프리앰블(preamble) 영역(200)과, 방송 제어(broadcast control) 영역(210)과, 다수의 시간 분할 다중(TDM: Time Division Multiplexing, 이하 "TDM"이라 칭하기로 한다) 영역들(220),(230)로 구성된다. 상기 프리앰블 영역(200)을 통해서는 기지국과 가입자 단말기간 상호 동기를 획득하기 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)가 송신된다. 상기 방송 제어 영역(210)은 DL(DownLink)_MAP 영역(211)과, UL(UpLink)_MAP 영역(212)으로 구성된다. 상기 DL_MAP 영역(211)은 DL_MAP 메시지가 송신되는 영역으로서 상기 DL_MAP 메시지에 포함되는 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 "IE"라 칭하기로 한다)들을 하기 표 1에 나타내었다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, DL_MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 동기를 획득하기 위해 물리 채널에 적용되는 변조 방식 및 복조 방식에 상응하게 설정되는 PHY(PHYsical) Synchronization과, 하향 링크 버스트 프로파일(burst profile)을 포함하고 있는 하향링크 채널 디스크립트(DCD: Downlink Channel Descript, 이하 "DCD"라 칭하기로 한다) 메시지의 구성(configuration) 변화에 상응하는 카운트(count)를 나타내는 DCD count와, 기지국 식별자(Base Station IDentifier)를 나타내는 Base Station ID와, 상기 Base Station ID 이후에 존재하는 엘리먼트들의 개수를 나타내는 Number of DL_MAP Elements n을 포함한다. 특히, 상기 표 1에 도시하지는 않았으나 상기 DL_MAP 메시지는 하기에서 설명할 레인징들 각각에 할당되는 레인징 코드들에 대한 정보를 포함한다.
또한, 상기 UL_MAP 영역(213)은 UL_MAP 메시지가 송신되는 영역으로서 상기UL_MAP 메시지에 포함되는 IE들을 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, UL_MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 사용되는 상향 링크 채널 식별자(Uplink Channel ID)를 나타내는 Uplink Channel ID와, 상향 링크 버스트 프로파일을 포함하고 있는 상향링크 채널 디스크립트(UCD: Uplink Channel Descript, 이하 "UCD"라 칭하기로 한다) 메시지의 구성 변화에 상응하는 카운트를 나타내는 UCD count와, 상기 UCD count 이후에 존재하는 엘리먼트들의 개수를 나타내는 Number of UL_MAP Elements n을 포함한다. 여기서, 상기 상향 링크 채널 식별자는 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control, 이하 "MAC"이라 칭하기로 한다)-서브 계층(sublayer)에서 유일하게 할당된다.
또한, 상기 TDM 영역들(220),(230)은 가입자 단말기들별로 TDM/시간 분할 다중 접속(TDMA: Time Division Multiple Access, 이하 "TDMA"라 칭하기로 한다) 방식으로 할당된 타임 슬럿(time slot)들에 해당하는 영역들이다. 상기 기지국은 미리 설정되어 있는 센터 캐리어(center carrier)를 이용하여 상기 기지국이 관리하고 있는 가입자 단말기들에 방송해야할 방송 정보들을 상기 하향 링크 프레임의 DL_MAP 영역(211)을 통해 송신한다. 상기 가입자 단말기들은 파워 온(power on)함에 따라 상기 가입자 단말기들 각각에 미리 설정되어 있는 모든 주파수 대역들을 모니터링하여 가장 센 크기, 즉 가장 센 파일럿(pilot) 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 "CINR"이라 칭하기로 한다)를 가지는 파일럿 채널 신호를 검출한다. 그리고, 상기 가장 센 파일럿 CINR을 가지는 파일럿 채널 신호를 송신한 기지국을 가입자 단말기 자신이 현재 속해있는 기지국으로 판단하고, 상기 기지국에서 송신하는 하향 링크 프레임의 DL_MAP 영역(211)과 UL_MAP 영역(213)을 확인하여 자신의 상향 링크 및 하향 링크를 제어하는 제어 정보 및 실제 데이터 송수신 위치를 나타내는 정보를 알게 된다.
또한, 상기 UCD 메시지 구조를 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, UCD 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 사용되는 상향 링크 채널 식별자를 나타내는 Uplink Channel ID와, 기지국에서 카운트되는 Configuration Change Count과, 상향 링크 물리 채널의 미니 슬럿(mini-slot)의 크기를 나타내는 Mini-slot Size와, 초기 레인징을 이용한 백오프의 시작점을 나타내는, 즉 초기 레인징을 이용한 최초 백오프 윈도우(Initial backoff window) 크기를 나타내는 Ranging Backoff Start와, 상기 초기 레인징을 이용한 백오프의 종료점을 나타내는, 즉 최종 백오프 윈도우(Final backoff window) 크기를 나타내는 Ranging Backoff End와, contention data and requests을 위한 백오프의 시작점을 나타내는, 즉 최초 백오프 윈도우의 크기를 나타내는 Request Backoff Start와, contention data and requests을 위한 백오프의 종료점을 나타내는, 즉 최종 백오프 윈도우 크기를 나타내는 Request Backoff End를 포함한다. 여기서, 상기 백오프 값은 하기에서 설명할 레인징들이 실패할 경우 다음번 레인징을 위해 대기해야하는 일종의 대기 시간 값을 나타내며, 기지국은 가입자 단말기가 레인징에 실패할 경우 다음번 레인징을 위해 대기해야하는 시간 정보인 상기 백오프값을 상기 가입자 단말기로 송신해야만 하는 것이다. 일 예로 상기 Ranging Backoff Start와 Ranging Backoff End에 의한 값이 "10"으로 결정되면, 상기 가입자 단말기는 truncated binary exponential backoff 알고리즘에 의해서번(1024번)의 레인징을 수행할 수 있는 기회를 패스한 이후에 다음번 레인징을 수행하여야만 하는 것이다.
상기 도 2에서는 IEEE 802.16a 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 3을 참조하여 IEEE 802.16a 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 3은 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 설명하기에 앞서 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에서 사용되는 레인징(ranging)들, 즉 초기 레인징(Initial Ranging)과, 유지 관리 레인징(Maintenance Ranging), 즉 주기적 레인징(Periodic Ranging)과, 대역 요청 레인징(Bandwidth Request Ranging)에 대해서 설명하기로 한다.
첫 번째로 초기 레인징에 대해서 설명하기로 한다.
상기 초기 레인징은 기지국이 가입자 단말기와 동기를 획득하기 위해 수행되는 레인징으로서, 상기 초기 레인징은 상기 가입자 단말기와 기지국간에 정확한 시간 오프셋(offset)을 맞추고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 수행되는 레인징이다. 즉, 상기 가입자 단말기는 파워 온한 후 DL_MAP 메시지 및 UL_MAP 메시지/UCD 메시지를 수신하여 기지국과 동기를 획득한 후, 상기 기지국과 상기 시간 오프셋과 송신 전력을 조정하기 위해서 상기 초기 레인징을 수행하는 것이다. 여기서, 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하기 때문에 상기 레인징 절차에는 레인징 서브 채널(sub-channel)들과 레인징 코드(ranging code)들이 필요하고, 기지국은 레인징들 목적, 즉 종류에 따라서 각각 사용 가능한 레인징 코드들을 할당한다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 레인징 코드는 먼저 소정 길이, 일 예로비트(bits) 길이를 가지는 의사 랜덤 잡음(PN: Psuedorandom Noise, 이하 "PN"이라 칭하기로 한다) 시퀀스를 소정 단위로 세그멘테이션(segmentation)하여 생성된다. 일반적으로 53비트 길이를 갖는 레인징 서브 채널 2개가 한 개의 레인징 채널을 구성하고, 106비트 길이의 레인징 채널을 통해서 PN 코드를 세그먼테이션하여 레인징 코드를 구성한다. 이렇게 구성된 레인징 코드는 최대 48개(RC#1~RC#48)까지 가입자 단말기에게 할당될 수 있으며, 디폴트(default)값으로 가입자 단말기당 최소 2개의 레인징 코드들이 상기 3가지 목적의 레인징, 즉 초기 레인징과, 주기적 레인징 및 대역 요청 레인징에 적용된다. 이렇게, 상기 3가지 목적의 레인징들 각각에 상이한 레인징 코드들이 할당되는데, 일 예로 N개의 레인징 코드들이 초기 레인징을 위해 할당되고(N RC(Ranging Code)s for initial ranging), M개의 레인징 코드들이 주기적 레인징을 위해 할당되고(M RCs for maintenance ranging), L개의 레인징 코드들이 대역 요청 레인징에 할당된다(L RCs for BW-request ranging). 이렇게 할당된 레인징 코드들은 상기에서 설명한 바와 같이 DL_MAP 메시지를 통해 가입자 단말기들로 송신되고, 상기 가입자 단말기들은 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 레인징 코드들을 그 목적에 맞게 사용하여 레인징 절차를 수행한다.
두 번째로 주기적 레인징에 대해서 설명하기로 한다.
상기 주기적 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 가입자 단말기가 상기 기지국과 채널 상태 등을 조정하기 위해서 주기적으로 수행하는 레인징을 나타낸다. 상기 가입자 단말기는 상기 주기적 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들을 이용하여 상기 주기적 레인징을 수행한다.
세 번째로 대역 요청 레인징에 대해서 설명하기로 한다.
상기 대역 요청 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 가입자 단말기가 상기 기지국과 실제 통신을 수행하기 위해서 대역폭(bandwidth) 할당을 요청하는 레인징이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 상향 링크 프레임은 초기 레인징 및 유지 관리 레인징, 즉 주기적 레인징을 이용한 Initial Maintenance Opportunities 영역(300)과, 대역 요청 레인징을 이용한 Request Contention Opportunities 영역(310)과, 가입자 단말기들의 상향 링크 데이터들을 포함하는 SS scheduled data 영역들(320)으로 구성된다. 상기 Initial Maintenance Opportunities 영역(300)은 실제 초기 레인징 및 주기적 레인징을 포함하는 다수의 접속 버스트(access burst) 구간들과, 상기 다수의 접속 버스트 구간들간 충돌이 발생할 경우 충돌(collision) 구간이 존재한다. 상기 Request Contention Opportunities 영역(310)은 실제 대역 요구 레인징을 포함하는 다수의 대역 요구(bandwidth request) 구간들과, 상기 다수의 대역 요구 구간들간의 충돌이 발생할 경우 충돌 구간이 존재한다. 그리고, 상기 SS scheduled data 영역들(320)은 다수의 SS scheduled data 영역(SS 1 scheduled data 영역 ~ SS N scheduled data 영역)들로 구성되며, 상기 다수의 SS scheduled data 영역(SS 1 scheduled data 영역 ~ SS N scheduled data 영역)들 각각 간에는 가입자 단말기 천이 갭(SS transition gap)이 존재한다.
상기 UIUC(Uplink Interval Usage Code; 이하 "UIUC"라 칭하기로 한다) 영역은 상기 오프셋 영역에 기록되는 오프셋의 용도를 지정하는 정보가 기록된다. 일 예로, 상기 UIUC 영역에 2가 기록되면, 초기 레인징에 사용되는 시작 오프셋(Starting offset)이 상기 오프셋 영역에 기록됨을 의미한다. 또한, 상기 UIUC 영역에 3이 기록되면, 대역 요청 레인징 또는 유지 관리 레인징에 사용되는 시작 오프셋(Starting offset)이 상기 오프셋 영역에 기록됨을 의미한다. 상기 오프셋 영역은 상술한 바와 같이 상기 UIUC 영역에 기록된 정보에 대응하여 초기 레인징, 대역 요청 레인징 또는 유지 관리 레인징에 사용되는 시작 오프셋 값이 기록된다. 또한, 상기 UIUC 영역에서 전송되어질 물리채널의 특징에 대해서는 UCD에 정보가 수록되어 있다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 IEEE 802.16a 통신 시스템은 현재 가입자 단말기가 고정된 상태, 즉 가입자 단말기의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있다. 그런데, 상기에서 설명한 바와 같이 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려하는 시스템이라고 규정하고 있으며, 따라서 상기 IEEE 802.16e 시스템은 다중 셀(multi cell) 환경에서의 가입자 단말기의 이동성을 고려해야만 한다. 이렇게 다중 셀 환경에서의 가입자 단말기 이동성을 제공하기 위해서는 상기 가입자 단말기 및 기지국의 동작의 변경이 필수적으로 요구되며, 특히 상기 가입자 단말기의 이동성 지원을 위해 다중 셀 구조를 고려한 상기 가입자 단말기의 핸드오버에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이렇게, IEEE 802.16e 시스템에서 핸드오버를 지원하기 위해서 가입자 단말기는 인접 기지국들(neighbor BSs) 및 상기 가입자 단말기가 현재 속해있는 기지국, 즉 액티브 기지국(active BS)에서 송신하는 파일럿(pilot) 신호의 신호대 잡음 간섭비(SINR: Signal to Noise and Interference Ratio, 이하 "SINR"이라 칭하기로 한다)를 측정해야만 하며, 상기 액티브 기지국에서 송신하는 파일럿 신호의 SINR이 상기 인접 기지국들에서 송신하는 파일럿 신호들의 SINR들보다 작아질 경우 상기 가입자 단말기는 상기 액티브 기지국으로 핸드오버를 요청한다. 그러면 여기서 도 4를 참조하여 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 가입자 단말기가 액티브 기지국 및 인접 기지국들에서 송신하는 파일럿 신호의 SINR을 측정하는 과정을 설명하기로 한다. 여기서, 상기 "파일럿 신호의 SINR을 측정한다"는 내용을 설명의 편의상 "파일럿 신호의 SINR을 스캔(scan)혹은 스캐닝(scanning)한다"고 칭하기로 한다. 여기서, 상기 스캔 혹은 스캐닝 개념은 동일한 개념이며 다만 설명의 편의상 혼용됨에 유의하여야 한다.
상기 도 4는 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 액티브 기지국 및 인접 기지국들에서 송신하는 파일럿 신호들의 SINR들을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도로서, 특히 IEEE 802.16e 시스템에서 액티브 기지국 및 인접 기지국들에서 송신하는 파일럿 신호들의 SINR들을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 4를 설명하기에 앞서, 상기 IEEE 802.16e 시스템은 상기 IEEE 802.16a 시스템에 가입자 단말기들의 이동성을 고려한 시스템으로서, 상기 IEEE 802.16e 시스템에서 이동성을 가지는 가입자 단말기를 "이동 가입자 단말기(MSS:Mobile Subscriber Station)"라 칭하기로 한다. 상기 도 4를 참조하면, 먼저 기지국(450)은 이동 가입자 단말기(400)로 인접 기지국 광고(NBR_ADV: Neighbor BSs Advertisement, 이하 "NBR_ADV"라 칭하기로 한다) 메시지를 수신한다(411단계). 여기서, 상기 NBR_ADV 메시지 구조를 표 4에 나타내었다.
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, NBR_ADV 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 인접 기지국들의 개수를 나타내는 N_NEIGHBORS와, 상기 인접 기지국들의 식별자(ID: Identifier)를 나타내는 Neighbor BS-ID와, 구성(configuration)이 변경되는 수를 나타내는 Configuration Change Count와, 상기 인접 기지국의 물리 채널 주파수를 나타내는 Physical Frequency와, 상기 정보들 이외에 상기 인접 기지국과 관련된 기타 정보를 나타내는 기타 인접 정보(TLV(Type/Length/Value) Encoded Neighbor Information)를 포함한다. 상기 표 4에서, 상기 NBR_ADV 메시지가 전송될 Management Message Type은 현재 결정되지 않은 상태이다(Management Message Type = ?(undecided))
상기 NBR_ADV 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기(400)는 이동 가입자 단말기(400) 자신이 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하기를 원할 때 상기 기지국(450)으로 스캔 요구(SCAN_REQ: Scan Request, 이하 "SCAN_REQ"라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(413단계). 여기서, 상기 이동 가입자 단말기(400)가 스캔 요구를 하는 시점은 상기 파일럿 신호 SINR 스캐닝 동작과 직접적인 연관이 없으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 SCAN_REQ 메시지 구조를 표 5에 나타내었다.
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, SCAN_REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 상기 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하기를 원하는 스캔 구간을 나타내는 Scan Duration을 포함한다. 상기 Scan Duration은 상기 IEEE 802.16e 시스템이 단일 반송파(SC: Single Carrier, 이하 "SC"라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 시스템일 경우, 즉 상기 Scan Duration이 SC 물리 채널에 적용될 경우에는 그 단위가 미니 슬럿 단위로 구성되며, 상기 IEEE 802.16e 시스템이 상기 OFDM/OFDMA 시스템일 경우, 즉 OFDM/OFDMA 물리 채널에 적용될 경우에는 OFDM 심벌 단위로 구성된다.상기 표 5에서, 상기 SCAN_REQ 메시지가 전송될 Management Message Type은 현재 결정되지 않은 상태이다(Management Message Type = ?(undecided))
상기 SCAN_REQ 메시지를 수신한 기지국(450)은 상기 이동 가입자 단말기(400)가 스캔할 정보를 포함하는 DL_MAP 메시지를 상기 이동 가입자 단말기(400)로 송신한다(415단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지에 포함되는 스캔 정보를 나타내는 SCANNING_IE를 표 6 내지 표 8에 나타내었다.
상기 표 6에 나타낸 SCANNING_IE는 상기 SC 물리 채널에 적용되는 스캔 정보를 나타내며, 상기 SCANNING_IE에 포함되는 파라미터(parameter)들은 연결 식별자(CID: connection ID, 이하 "CID"라 칭하기로 한다)와, 스캔 시작(Scan Start) 값과, 스캔 구간이다. 상기 CID는 상기 SCANNING_IE가 적용되는 이동 가입자 단말기의 CID(MSS basic CID)를 나타내며, 상기 스캔 시작값은 상기 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝을 시작할 시각을 나타내며, 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타낸다. 여기서, 상기 표 6에 나타낸 바와 같이 상기 SC 물리 채널에 적용되는 스캔 시작값과, 스캔 구간값은 모두 미니 슬럿 단위로 구성된다.
상기 표 7에 나타낸 SCANNING_IE는 상기 OFDM 물리 채널에 적용되는 스캔 정보를 나타내며, 상기 SCANNING_IE에 포함되는 파라미터들은 CID, 스캔 시작 값과, 스캔 구간이다. 상기 CID는 상기 SCANNING_IE가 적용되는 이동 가입자 단말기의 CID를 나타내며, 상기 스캔 시작값은 상기 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝을 시작할 시각을 나타내며, 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타낸다. 여기서, 상기 표 7에 나타낸 바와 같이 상기 OFDM 물리 채널에 적용되는 스캔 시작값과, 스캔 구간값은 모두 OFDM 심벌 단위로 구성된다.
상기 표 8에 나타낸 SCANNING_IE는 상기 OFDMA 물리 채널에 적용되는 스캔 정보를 나타내며, 상기 SCANNING_IE에 포함되는 파라미터들은 CID, 스캔 시작 값과, 스캔 구간이다. 상기 CID는 상기 SCANNING_IE가 적용되는 이동 가입자 단말기의 CID를 나타내며, 상기 스캔 시작값은 상기 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝을 시작할 시각을 나타내며, 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타낸다. 여기서, 상기 표 8에 나타낸 바와 같이 상기 OFDMA 물리 채널에 적용되는 스캔 시작값과, 스캔 구간값은 모두 OFDM 심벌 단위로 구성된다.
상기 SCANNING_IE를 포함하는 DL_MAP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기(400)는 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(417단계).
다음으로, 도 5를 참조하여 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 가입자의 핸드오버 요청 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 5는 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기의 핸드오버 요청 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도로서, 특히 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 가입자 단말기의 핸드오버 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 기지국(550)은 이동 가입자 단말기(500)로 NBR_ADV 메시지를 송신한다(511단계). 상기 NBR_ADV 메시지를 수신한 이동 가입자단말기(500)는 이동 가입자 단말기(500) 자신이 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하기를 원할 때 상기 기지국(550)으로 SCAN_REQ 메시지를 송신한다(513단계). 여기서, 상기 이동 가입자 단말기(500)가 스캔 요구를 하는 시점은 상기 파일럿 SINR 스캐닝 동작과 직접적인 연관이 없으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 상기 SCAN_REQ 메시지를 수신한 기지국(550)은 상기 이동 가입자 단말기(500)가 스캔할 정보, 즉 SCANNING_IE를 포함하는 DL_MAP 메시지를 상기 이동 가입자 단말기(500)로 송신한다(515단계). 상기 SCANNING_IE를 포함하는 DL_MAP 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(500)는 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대해서 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들, 즉 스캔 시작값과 스캔 구간에 상응하게 파일럿 신호들의 SINR 스캐닝을 수행한다(517단계).
상기 인접 기지국들로부터 수신되는 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝 완료한 후 상기 이동 가입자 단말기(500)가 현재 상기 이동 가입자 단말기(500) 자신이 속해있는 액티브 기지국을 변경해야함을 결정하면(519단계), 즉 상기 이동 가입자 단말기(500)가 현재의 액티브 기지국을 기지국(550)과 상이한 새로운 기지국으로 변경해야함을 결정하면 상기 이동 가입자 단말기(500)는 상기 기지국(550)으로 이동 가입자 단말기 핸드오버 요청(MSSHO_REQ: Mobile Subscriber Station HandOver Request, 이하 "MSSHO_REQ"라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(521단계). 여기서, 상기 MSSHO_REQ 메시지 구조를 표 9에 나타내었다.
상기 표 9에 나타낸 바와 같이 상기 MSSHO_REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 핸드오버를 시작할 시각을 나타내는 추정 핸드오버 시각(Estimated HO time)과, 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 결과를 나타내는 N_Recommended를 포함한다. 여기서, 상기 N_Recommended는 상기 표 9에 나타낸 바와 같이 인접 기지국들의 식별자들과, 상기 인접 기지국들 각각에 대한 파일럿 신호의 SINR이 표기된다. 상기 표 9에서, 상기 MSSHO_REQ 메시지가 전송될 Management Message Type은 현재 결정되지 않은 상태이다(Management Message Type = ?(undecided)). 상기 기지국(550)으로 MSSHO_REQ 메시지를 송신한 후 상기 이동 가입자 단말기(500)는 다시 상기 인접 기지국들에 대해서 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝한다.
상기에서 설명한, 현재 IEEE 802.16e 시스템에서 제안하고 있는 이동 가입자 단말기의 스캐닝 동작의 문제점들을 설명하면 다음과 같다.
(1) 이동 가입자 단말기는 액티브 기지국으로부터 수신한 스캐닝 정보에 상응하게 인접 기지국들에 대한 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하지만, 상기 인접 기지국들의 파일럿 SINR 스캐닝 결과를 별도로 보고하는 절차들이 존재하지 않는다.
(2) 이동 가입자 단말기가 액티브 기지국으로 스캔 요구를 하기 전에는 이동 가입자 단말기는 인접 기지국들에 대한 파일럿 SINR 스캐닝을 수행할 수 있는 절차들이 존재하지 않는다.
상기 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 가입자 단말기의 핸드오버를 지원하기 위해서는 이동 가입자 단말기의 요구에 따라서 뿐만이 아니라 기지국의 요구에 따라서도 이동 가입자의 핸드오버가 가능해야하며, 또한 시스템 효율성을 향상시키기 위해서는 이동 가입자 단말기가 파워온(power on)된 후부터 상기 이동 가입자 단말기의 상태, 즉 파일럿 SINR 스캐닝 상태를 기지국이 지속적으로 관리하는 것이 효율적이다. 그러나, 상기에서 설명한 바와 같이 현재 IEEE 802.16e 시스템은 기지국 요구에 따른 이동 가입자 단말기의 핸드오버 절차 및 이동 가입자 단말기의 파일럿 SINR 스캐닝 상태를 보고하는 절차가 존재하지 않으며, 따라서 이런 절차들에 대한 필요성이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 측정 및 보고하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자의 별도의 요구없이도 채널 품질을 측정하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질에따른 핸드오버를 수행하는 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 측정하는 방법에 있어서, 상기 액티브 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정과, 상기 액티브 기지국은 채널 품질 측정 정보를 전송한 후, 상기 인접 기지국들에 관련된 정보들을 나타내는 인접 기지국 관련 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질을 측정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 보고하는 방법에 있어서, 상기 액티브 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보와, 상기 측정한 인접 기지국들의 채널 품질들을 보고하기 위해 필요한 채널 품질 보고 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질을 측정하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 채널 품질 보고 정보에 상응하게 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 보고하는 방법에 있어서, 상기 액티브 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보와, 상기 측정한 인접 기지국들의 채널 품질들을 보고하기 위해 필요한 채널 품질 보고 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 제1과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질들을 측정하는 제2과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 제3과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질들을 측정하는 제4과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 채널 품질 보고 정보에 상응하게 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 제5과정을 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 액티브 기지국 및 인접 기지국들에서 송신하는 파일럿 신호들의 SINR들을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 5는 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기의 핸드오버 요청 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 현재 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 시스템에서 제안하고 있는 핸드오버(handover) 절차는 (1) 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station)의 요구에 따른 파일럿(pilot) 신호의 신호대 잡음 간섭비(SINR: Signal to Noise and Interference Ratio, 이하 "SINR"이라 칭하기로 한다)를 측정하는 절차, 즉 스캔(scan)하는 절차와, (2) 이동 가입자 단말기의 핸드오버 요구에 따른 파일럿 신호의 SINR 스캐닝 결과 보고 절차의 2가지 절차만이 존재한다. 여기서, 상기 "파일럿 신호의 SINR을 측정한다"는 내용을 설명의 편의상 "파일럿 신호의 SINR을 스캔(scan)혹은 스캐닝(scanning)한다"고 칭하기로 한다. 여기서, 상기 스캔 혹은 스캐닝 개념은 동일한 개념이며 다만 설명의 편의상 혼용됨에 유의하여야 한다. 그러나, 이동 가입자 단말기에 대해 효율적인 핸드오버 동작을 제공하기 위해서는 이동 가입자 단말기가 요구하기 전이라도 이동 가입자 단말기가 인접 기지국(neighbor BS(Base Station))들의 SINR 스캐닝을 수행할 수 있어야만 하고, 또한 이동 가입자 단말기의 이동성으로 인해 이동 가입자 단말기가 서비스를 받는 액티브(active) 기지국이 변경될 경우 상기 변경되는 액티브 기지국에 대한 핸드오버를 수행하기 위해서는상기 이동 가입자 단말기가 인접 기지국들에 대한 SINR 스캐닝을 지속적으로 수행할수 있어야만 하고, 또한 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 SINR에 대한 결과를 액티브 기지국에 보고할 수 있어야만 한다. 본 발명에서는 이동 가입자 단말기의 효율적인 핸드오버 동작을 제공하기 위해서 (1) 이동 가입자 단말기의 요구 절차 없이도 기지국의 제어에 따라 SINR 스캐닝을 수행할 수 있도록 하는 절차를 제안하고, (2) 이동 가입자 단말기가 스캐닝된 SINR 결과를 기지국으로 보고하는 절차를 제안한다.
도 6은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 6을 설명하기에 앞서, 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 IEEE 802.16e 통신 시스템은 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기(SS: Subscriber Station)의 이동성(mobility)을 고려하는 통신 시스템으로서 현재 구체적으로 제안된 바가 없다. 그런데, 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려하면 다중셀(multi cell) 구조와, 상기 다중셀간 가입자 단말기의 핸드오버를 고려할 수 있으며, 따라서 본 발명에서는 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 구조를 상기 도 6과 같이 제안하기로 한다. 그리고, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex, 이하 "OFDM"이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 "OFDMA"이라칭하기로 한다) 방식을 사용하는 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템인 경우를 일 예로 하여 설명하기로 한다. 물론, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에 단일 주파수(SC: Single Carrier, 이하 "SC"라 칭하기로 한다) 방식을 적용할 수도 있음은 물론이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 이동 가입자 단말기가 인접 기지국들 각각으로부터 수신되는 파일럿 신호들의 SINR을 측정하는 동작을 설명의 편의상 "파일럿 SINR 스캔(SCAN)" 동작이라고 칭하기로 한다. 여기서, 상기 파일럿 신호의 SINR은 결국 이동 가입자 단말기와 기지국간에 설정되어 있는 채널의 채널 품질(channel quality)을 나타내는 것이다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(600)과 셀(650)을 가지며, 상기 셀(600)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)(610)과, 상기 셀(650)을 관장하는 기지국(640)과, 다수의 이동 가입자 단말기들(611),(613),(630),(651),(653)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(610),(640)과 상기 이동 가입자 단말기들(611),(613),(630),(651),(653)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그런데, 상기 이동 가입자 단말기들(611),(613),(630),(651),(653) 중 이동 가입자 단말기(630)는 상기 셀(600)과 상기 셀(650)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재하며, 따라서 이동 상기 가입자 단말기(630)에 대한 핸드오버를 지원해야만 상기 이동 가입자 단말기(630)에 대한 이동성을 지원하는 것이 가능하게 된다.
다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 SINR 스캐닝 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 기지국(750)은 이동 가입자 단말기(700)로 DL(DownLink)_MAP 메시지를 송신한다(711단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지는 상기 종래 기술 부분에서 설명한 IEEE 802.16e 시스템에서 사용하는 DL_MAP 메시지에 상기 이동 가입자 단말기(700)의 스캔 정보를 나타내는 SCANNING_IE(Information Element)를 포함한다. 즉, 본 발명에서는 이동 가입자 단말기(700)가 스캔 요구를 하지 않아도 상기 이동 가입자 단말기(700)가 SINR 스캐닝을 할 수 있도록 상기 이동 가입자 단말기(700)가 파워 온(power on)됨에 따라 초기화되면 상기 기지국(750)은 상기 DL_MAP 메시지에 SCANNING_IE를 포함시켜 상기 이동 가입자 단말기(700)로 송신한다. 여기서, 상기 SCANNING_IE는 상기 종래 기술 부분의 표 6 내지 표 8에서 설명한 바와 동일한 SCANNING_IE가 될 수도 있으며, 또한 본 발명에서 제안하는 새로운 SCANNING_IE가 될 수도 있다. 그리고, 상기 SCANNING_IE는 상기 파일럿 SINR, 즉 채널 품질을 측정하는 채널 품질 측정 정보가 되는 것이다. 본 발명에서 제안하는 새로운 SCANNING_IE를 하기 표 10 내지 표 12에 나타내었다.
상기 표 10에 나타낸 SCANNING_IE는 상기 SC 물리 채널에 적용되는 스캔 정보를 나타내며, 상기 SCANNING_IE에 포함되는 파라미터(parameter)들은 연결 식별자(CID: connection ID, 이하 "CID"라 칭하기로 한다)와, 스캔 시작(Scan Start) 값과, 스캔 구간(Scan Duration) 값과, 스캔 주기(Scan Period) 값이다. 상기 CID는 상기 SCANNING_IE가 적용되는 이동 가입자 단말기의 CID(MSS basic CID)를 나타내며, 상기 스캔 시작값은 상기 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝을 시작할 시각을 나타내며, 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타내며, 상기 스캔 주기는 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캔 동작을 수행하는 주기를 나타낸다. 여기서, 상기 표 10에 나타낸 바와 같이 상기 SC 물리 채널에 적용되는 스캔 시작값과, 스캔 구간값 및 스캔 주기값은 모두 미니 슬럿(mini-slot) 단위로 구성된다.
상기 표 11에 나타낸 SCANNING_IE는 상기 OFDM 물리 채널에 적용되는 스캔 정보를 나타내며, 상기 SCANNING_IE에 포함되는 파라미터들은 CID, 스캔 시작 값과, 스캔 구간값 및 스캔 주기값이다. 상기 CID는 상기 SCANNING_IE가 적용되는 이동 가입자 단말기의 CID를 나타내며, 상기 스캔 시작값은 상기 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝을 시작할 시각을 나타내며, 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타내며, 상기 스캔 주기는 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캔 동작을 수행하는 주기를 나타낸다. 여기서, 상기 표 11에 나타낸 바와 같이 상기 OFDM 물리 채널에 적용되는 스캔 시작값과, 스캔 구간값 및 스캔 주기값은 모두 OFDM 심벌(symbol) 단위로 구성된다.
상기 표 12에 나타낸 SCANNING_IE는 상기 OFDMA 물리 채널에 적용되는 스캔 정보를 나타내며, 상기 SCANNING_IE에 포함되는 파라미터들은 CID, 스캔 시작 값과, 스캔 구간이다. 상기 CID는 상기 SCANNING_IE가 적용되는 이동 가입자 단말기의 CID를 나타내며, 상기 스캔 시작값은 상기 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝을 시작할 시각을 나타내며, 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타내며, 상기 스캔 주기는 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 SINR 스캔 동작을 수행하는 주기를 나타낸다. 여기서, 상기 표 12에 나타낸 바와 같이 상기 OFDMA 물리 채널에 적용되는 스캔 시작값과, 스캔 구간값 및 스캔 주기값은 모두 OFDM 심벌 단위로 구성된다.
상기 DL_MAP 메시지를 송신한 후 상기 기지국(750)은 상기 이동 가입자 단말기(700)로 인접 기지국 광고(NBR_ADV: Neighbor BSs Advertisement, 이하 "NBR_ADV"라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(713단계). 여기서, 상기 NBR_ADV 메시지는 상기 종래 기술 부분의 표 4에서 설명한 바와 같이 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 인접 기지국들의 개수를 나타내는 N_Neighbors와, 상기 인접 기지국들의 식별자(ID: Identifier)를 나타내는 Neighbor BS-ID와, 구성(configuration)이 변경되는 수를 나타내는 Configuation Change Count와, 상기 인접 기지국의 물리 채널 주파수를 나타내는 Physical Frequency와, 상기 인접 기지국 관련 정보 이외의 상기 인접 기지국과 관련된 기타 정보를 나타내는 기타 인접 정보(TLV Encoded Neighbor Information)를 포함한다.
상기 기지국(750)으로부터 인접 기지국들에 대한 정보를 포함하고 있는 NBR_ADV 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(700)는 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 스캐닝, 즉 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝한다(715단계).
결국, 상기 도 7에서 설명한 이동 가입자 단말기의 스캐닝 과정은 이동 가입자 단말기가 별도의 요구를 기지국으로 하지 않아도 기지국에서 상기 이동 가입자 단말기로 먼저 스캐닝에 관련된 스캔 정보를 송신하여 이동 가입자 단말기가 효율적으로 스캔 동작을 수행하는 것을 가능하게 한다.
다음으로 도 8을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 8을 설명하기에 앞서, 상기 도 7에서 설명한 본 발명의 제1실시예에따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정은 기지국에서 송신한 스캔 정보에 상응하게 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR을 스캐닝하는 과정이며, 하기에서 설명될 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 SINR 스캐닝 과정은 상기 도 7에서 설명한 바와 같이 기지국에서 송신한 스캔 정보에 상응하게 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR을 스캐닝하는 중에 상기 이동 가입자 단말기의 요구에 따라 스캔 동작에 관련된 정보들, 즉 스캔 구간 및 스캔 주기와 같은 스캔 정보를 변경하여 파일럿 SINR을 스캐닝하는 과정이다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 기지국(850)은 이동 가입자 단말기(800)로 DL_MAP 메시지를 송신한다(811단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지는 상기 종래 기술 부분에서 설명한 IEEE 802.16e 시스템에서 사용하는 DL_MAP 메시지에 상기 이동 가입자 단말기(800)의 스캔 정보를 나타내는 SCANNING_IE를 포함한다. 여기서, 상기 SCANNING_IE는 상기 종래 기술 부분의 표 6 내지 표 8에서 설명한 바와 동일한 SCANNING_IE가 될 수도 있으며, 또한 본 발명에서 제안하는 새로운 SCANNING_IE, 즉 상기 표 10 내지 표 12에서 설명한 바와 동일한 SCANNING_IE가 될 수도 있다. 상기 DL_MAP 메시지를 송신한 후 상기 기지국(850)은 상기 이동 가입자 단말기(800)로 NBR_ADV 메시지를 송신한다(813단계). 여기서, 상기 NBR_ADV 메시지는 상기 종래 기술 부분의 표 4에서 설명한 바와 같이 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 인접 기지국들의 개수를 나타내는 N_Neighbors와, 상기 인접 기지국들의 식별자를 나타내는 Neighbor BS-ID와, 구성이 변경되는 수를 나타내는 Configuration Change Count와, 상기 인접 기지국의 물리 채널 주파수를 나타내는 Physical Frequency와, 상기 인접 기지국 관련 정보 이외의 상기 인접 기지국과 관련된 기타 정보를 나타내는 기타 인접 정보를 포함한다.
상기 기지국(850)으로부터 인접 기지국들에 대한 정보를 포함하고 있는 NBR_ADV 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(800)는 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 스캐닝, 즉 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝한다(815단계). 이렇게 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하는 중에 상기 이동 가입자 단말기(800)는 상기 스캔 동작에 관련된 정보들, 즉 스캔 구간 및 스캔 주기와 같은 스캔 정보를 변경하기로 결정한다(817단계). 여기서, 상기 이동 가입자 단말기(800)가 상기 스캔 동작에 관련된 정보들을 변경하기로 결정하는 조건은 다수로 존재할 수 있으며, 일 예로 물리 채널의 용량(capabiltiy)에 따라서 측정 주기를 조절해야 할 경우에 스캐닝 정보 변경을 요구할 수 있다. 즉, 물리 채널에 너무 로드가 많을 경우 측정 주기를 길게 설정하고, 물리 채널에 비교적 로드가 없을 경우 비교적 측정 주기를 짧게 설정할 수 있다.
이렇게 스캐닝 정보를 변경하기로 결정한 이동 가입자 단말기(800)는 상기 기지국(850)으로 스캔 요구(SCAN_REQ: Scan Request, 이하 "SCAN_REQ"라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(819단계). 여기서, 상기 SCAN_REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 상기 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하기를 원하는 스캔 구간을 나타내는 Scan Duration을 포함한다. 상기 Scan Duration은 상기 IEEE 802.16e 시스템이 SC 방식을 사용하는 시스템일 경우, 즉 상기 Scan Duration이 SC 물리 채널에 적용될 경우에는 그 단위가 미니 슬럿 단위로 구성되며, 상기 IEEE 802.16e 시스템이 상기 OFDM/OFDMA 시스템일 경우, 즉 OFDM/OFDMA 물리 채널에 적용될 경우에는 OFDM 심벌 단위로 구성된다. 상기 SCAN_REQ 메시지를 수신한 기지국(850)은 상기 이동 가입자 단말기(800)가 스캔할 정보를 포함하는 DL_MAP 메시지를 상기 이동 가입자 단말기(800)로 송신한다(821단계). 상기 SCANNING_IE를 포함하는 DL_MAP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기(800)는 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 인접 기지국들에 대한 파일럿 SINR 스캐닝을 수행한다(823단계).
다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고(scan report) 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 9를 설명하기에 앞서, 현재 IEEE 802.16e 시스템에서는 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캔 결과를 보고하는 별도의 절차는 제안되어 있지 않다. 이렇게 현재 IEEE 802.16e 시스템에서는 파일럿 SINR 스캔 결과를 보고하는 절차가 존재하지 않기 때문에 기지국이 이동 가입자 단말기를 다른 기지국으로 핸드오버시키는 경우 상기 이동 가입자 단말기의 인접 기지국들에 대한 파일럿 SINR 스캔 결과를 모르는 상태에서 핸드오버를 지시하게 되어 통신 효율성이 저하된다. 일 예로, 이동 가입자 단말기의 인접 기지국들이 제1기지국 내지 제6기지국의 6개의 기지국들이 존재한다고 가정하며, 제2기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호의 SINR이 최대값을 가진다고 가정하기로 한다. 이 경우, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 6개의 인접 기지국들중 제2기지국으로 핸드오버하였을 때 채널 상태가 가장 양호하게 되지만, 상기 이동 가입자 단말기가 속한 액티브 기지국은 상기 인접 기지국들의 SINR 스캔 결과를 인지하지 못하고 있기 때문에 상기 제2기지국이 아닌 다른 기지국, 일 예로 제6기지국으로 핸드오버를 지시하게 될 수도 있다. 여기서, 상기 기지국이 이동 가입자 단말기로 핸드오버를 지시하는 경우를 고려하면 다음과 같다.
(1) 현재 기지국의 기지국 용량이 한계점에 도달하였을 경우
(2) 현재 서비스를 하고 있는 이동 가입자 단말기보다 더 높은 우선 순위를 가지는 이동 가입자 단말기가 기지국내로 진입하였을 경우
상기에서 설명한 바와 같은 이유로 이동 가입자 단말기가 파일럿 SINR 스캐닝 결과를 보고하는 것은 중요하며, 본 발명에서는 다음과 같은 2가지 방식의 파일럿 SINR 스캐닝 결과 보고 방식들, 즉 주기적 스캔 보고(periodic scan report) 방식과 이벤트 발생 스캔 보고(event triggering scan report) 방식을 제안한다. 그러면 여기서 상기 주기적 스캔 보고 방식과 이벤트 발생 스캔 보고 방식을 설명하기로 한다.
(1) 주기적 스캔 보고 방식
상기 주기적 스캔 보고 방식은 미리 설정되어 있는 설정 주기에 상응하게 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 인접 기지국들의 파일럿 신호들의 SINR을 액티브 기지국에 보고하는 방식을 의미한다.
(2) 이벤트 발생 스캔 보고 방식
상기 이벤트 발생 스캔 보고 방식은 미리 설정한 설정 이벤트들이 발생하였을 경우에만 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 인접 기지국들의 파일럿 신호들의 SINR을 액티브 기지국에 보고하는 방식을 의미한다. 상기 이벤트 발생 스캔 보고 방식에서는 두 가지 이벤트들, 즉 이벤트 a와 이벤트 b의 두가지 이벤트들중 어느 한 이벤트가 발생하였을 경우에만 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 인접 기지국들의 파일럿 신호들의 SINR을 액티브 기지국에 보고한다. 상기 이벤트 a와 이벤트 b를 표 13에 나타내었다.
상기 표 13에 나타낸 바와 같이, 이벤트 a는 액티브 기지국의 파일럿 SINR이 인접 기지국들의 파일럿 SINR 미만은 아니지만 인접 기지국들의 파일럿 SINR들의 크기가 변하여 그 크기 순서가 변경될 경우를 나타내는 이벤트이다. 즉, 상기 이벤트 a는 이동 가입자 단말기의 액티브 기지국이 변경되지 않은 상태에서 인접 기지국들의 파일럿 SINR들의 크기가 변경되는 경우를 나타내는 것이다. 상기 이벤트 a가 발생할 경우의 스캔 보고 동작은 다음과 같다. 먼저, 상기 이벤트 a가 발생하기 이전에 이동 가입자 단말기는 최초에 스캐닝된 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 액티브 기지국에 보고한다. 이렇게 파일럿 SINR들을 스캐닝하는 중에 상기 이벤트 a가 발생하면 상기 스캐닝된 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 상기 액티브 기지국에 보고한다. 결국, 상기 이벤트 a에 따른 스캔 보고 동작은 주기적인 스캔 보고 동작과 동일하게 액티브 기지국이 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 지속적으로 파악하는 것이 가능하다. 또한, 상기 이벤트 a에 따른 스캔 보고 동작은 이동 가입자 단말기가 비교적 저속으로 이동할 경우에는 주기적 스캔 보고 동작에 비해서 이동 가입자 단말기의 스캔 보고 동작 횟수를 감소시키게 되며, 따라서 상기 스캔 보고 동작에 따른 자원 사용을 최소화시켜 시스템 전체 자원 효율성을 증가시킨다. 여기서, 상기 스캔 보고는 하기에서 설명할 스캔 보고(SCAN_REPORT, 이하 "SCAN_REPORT"라 칭하기로 한다) 메시지를 사용하여 수행되며, 상기 SCAN_REPORT 메시지는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 표 13에 나타낸 바와 같이, 이벤트 b는 이동 가입자 단말기가 현재 속해있는 액티브 기지국의 파일럿 SINR 크기를 초과하는 파일럿 SINR 크기를 가지는 인접 기지국이 발생될 경우를 나타내는 이벤트이다. 즉, 상기 이벤트 b는 이동 가입자 단말기의 액티브 기지국이 변경되는 경우를 나타내는 것이다. 상기 이벤트 b가 발생할 경우의 스캔 보고 동작은 다음과 같다. 먼저, 상기 이벤트 b가 발생하기 이전에 이동 가입자 단말기는 최초에 스캐닝된 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 액티브 기지국에 보고한다. 이후 상기 이벤트 b가 발생하면 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 스캐닝 결과를 포함하여 핸드오버를 요청하는 이동 가입자 단말기 핸드오버 요청(MSSHO_REQ: Mobile Subscriber Station HandOver Request, 이하 "MSSHO_REQ"라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 액티브 기지국에 송신한다. 여기서, 상기 MSSHO_REQ 메시지는 상기 종래 기술 부분의 표 9에서 설명한 바와 같이 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 핸드오버를 시작할 시각을 나타내는 추정 핸드오버 시각(Estimated HO time)과, 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 결과를 나타내는 N_Recommended를 포함한다. 여기서, 상기 N_Recommended는 인접 기지국들의 식별자들과, 상기 인접 기지국들 각각에 대한 파일럿 신호의 SINR이 표기된다. 결국, 상기 이벤트 b에 따른 스캔 보고 동작은 이동 가입자 단말기가 원할 때만 스캔 보고를 수행함으로써 주기적 스캔 보고 동작에 비해서 이동 가입자 단말기의 스캔 보고 동작 횟수를 감소시키게 되며, 따라서 상기 스캔 보고 동작에 따른 자원 사용을 최소화시켜 시스템 전체 자원 효율성을 증가시킨다.
상기 도 9에서는 상기 스캔 보고 방식이 주기적 스캔 보고 방식만을 적용하는 경우를 가정하기로 한다. 상기 도 9를 참조하면, 먼저 기지국(950)은 이동 가입자 단말기(900)로 DL_MAP 메시지를 송신한다(911단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지는 스캔 보고를 위한 스캔 보고 IE(이하 "SCAN REPORT IE"라 칭하기로 한다)를 포함한다. 여기서, SCAN REPORT IE는 결국 파일럿 SINR, 즉 채널 품질을 보고하는 채널 품질 보고 정보가 되는 것이다. 상기 SCAN REPORT IE를 하기 표 14에 나타내었다.
상기 표 14에 나타낸 바와 같이, 상기 SCAN REPORT IE는 N_REPORTMODE라는 파라미터를 포함하는데, 상기 N_REPORTMODE라는 파라미터는 스캔 보고를 위한 보고 모드(report mode)가 다수개, 즉 N개 존재함을 나타낸다. 본 발명에서는 상기 보고 모드가 주기적인 스캔 보고 동작에 따른 주기적 보고 모드(Periodic Report Mode)와, 상기 이벤트 a의 발생에 상응하는 스캔 보고 동작에 따른 이벤트 a 모드(Event a mode)와, 상기 이벤트 b의 발생에 상응하는 스캔 보고 동작에 따른 이벤트 b 모드(Event b mode)의 3가지 모드가 존재하는 경우를 설명하기로 한다. 또한, 본 발명에서는 주기적 보고 모드와 함께 상기 이벤트 a 모드 혹은 이벤트 b 모드를 적용하여 스캔 보고 동작을 수행하도록 할 수도 있다, 이는 이동 가입자 단말기가 주기적으로 인접 기지국들의 파일럿 SINR을 보고하면서 상황에 따라, 즉 상이 이동 가입자 단말기의 이동 상황에 따라 최적의 스캔 보고 동작을 수행하도록 하기 위해서이다.
또한, 상기 표 14에 나타낸 SCAN REPORT IE는 PERIODIC_N_REPORTMODE라는 파라미터를 포함하는데, 상기 PERIODIC_N_REPORTMODE 파라미터는 상기 이동 가입자 단말기의 주기적인 스캔 보고 주기의 횟수를 나타낸다. 여기서, 상기 스캔 보고 주기는 가변적으로 설정될 수 있기 때문에, 상기 PERIODIC_N_REPORTMODE 파라미터에 상기 스캔 보고 주기, 즉 Report Period 값을 표기한다. 한편, 상기 스캔 보고 동작에 있어 이벤트는 한 개씩만 적용되므로, 해당 이벤트 발생 스캔 보고 동작이 어느 이벤트에 상응한것인지를 나타내는 Event A mode 파라미터와, Event B mode 파라미터가 상기 SCAN REPORT IE에 포함된다. 한편, 상기 이벤트 b에 따른 스캔 보고 동작은 액티브 기지국의 파일럿 SINR에 비해서 인접 기지국의 파일럿 SINR이 클 경우에 발생하는데, 이 경우 상기 인접 기지국의 파일럿 SINR이 상기 액티브 기지국의 파일럿 SINR 대비 미리 설정한 설정 시간 이상 동안 지속적으로 클 경우에만 상기 액티브 기지국으로 MSSHO_REQ 메시지를 송신하도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 액티브 기지국의 파일럿 SINR 과 상기 인접 기지국의 파일럿 SINR의 크기가 상호간에 지속적으로 변경됨에 따라 핑퐁(ping-pong) 현상이 발생할 수 있기 때문이다. 여기서, 상기 핑퐁 현상을 제거하기 위한 상기 설정 시간의 대기를 위한 타이머를 타이머 1(timer 1)라고 칭하기로 한다. 상기 타이머 1은 상기 스캔 보고 동작이 이벤트 b에 상응하여 발생할 경우에만 해당되는 것이다. 한편, 상기 DL_MAP 메시지에는 상기 이동 가입자 단말기(900)의 스캐닝 동작을 위한 SCANNING_IE 역시 포함되어 있으며, 상기 SCANNING_IE는 상기 표 10 내지 표 12에나타낸 바와 같다.
상기 SCAN REPORT IE 및 SCANNING_IE가 포함된 DL_MAP 메시지를 송신한 후 상기 기지국(950)은 상기 이동 가입자 단말기(900)로 NBR_ADV 메시지를 송신한다(913단계). 여기서, 상기 NBR_ADV 메시지는 상기 종래 기술 부분의 표 4에서 설명한 바와 같이 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 인접 기지국들의 개수를 나타내는 N_Neighbors와, 상기 인접 기지국들의 식별자를 나타내는 Neighbor BS-ID와, 구성이 변경되는 수를 나타내는 Configuration Change Count와, 상기 인접 기지국의 물리 채널 주파수를 나타내는 Physical Frequency와, 상기 인접 기지국 관련 정보 이외의 상기 인접 기지국과 관련된 기타 정보를 나타내는 기타 인접 정보를 포함한다.
상기 기지국(950)으로부터 인접 기지국들에 대한 정보를 포함하고 있는 NBR_ADV 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(900)는 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 스캐닝, 즉 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(915단계). 이렇게 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하는 중에 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 SCAN REPORT IE에 포함되어 있는 Report Period에 해당하는 주기에 도달하면(917단계) 상기 스캐닝된 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 포함하는 SCAN_REPORT 메시지를 상기 기지국(950)으로 송신한다(919단계). 상기 SCAN_REPORT 메시지를 하기 표 15에 나타내었다.
상기 표 15에 나타낸 바와 같이, 상기 SCAN_REPORT 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 보고 모드를 나타내는 Report Mode와, 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 결과를 나타내는 N_Neighbors를 포함한다. 여기서, 상기 N_Neighbors는 상기 표 15에 나타낸 바와 같이 인접 기지국들의 식별자(Neighbor BS-ID)들과, 상기 인접 기지국들 각각에 대한 파일럿 SINR이 표기된다. 여기서, 상기 Report Mode는 상기 SCAN_REPORT 메시지가 어떤 모드에서 송신되는지를 나타내는 것이다. 한편, 상기에서 설명한 바와 같이 이동 가입자 단말기가 핸드오버를 요청하면서 스캔 보고 동작을 수행할 경우에는 상기 표 15에 나타낸 SCAN_REPORT 메시지에 포함되는 IE들이 그대로 MSSHO_REQ 메시지에 포함된다. 이는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
상기 이동 가입자 단말기(900)는 상기 기지국(950)으로 상기 SCAN_REPORT 메시지를 송신한 후 다시 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(921단계). 이렇게 인접 기지국들에서송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하는 중에 상기 SCAN REPORT IE에 포함되어 있는 Report Period에 해당하는 주기에 도달하면(923단계) 상기 스캐닝된 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 포함하는 SCAN_REPORT 메시지를 상기 기지국(950)으로 송신한다(925단계). 상기 이동 가입자 단말기(900)는 상기 기지국(950)으로 상기 SCAN_REPORT 메시지를 송신한 후 다시 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(927단계). 이런식으로 상기 이동 가입자 단말기(950)는 주기적으로 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 기지국(950)으로 보고하는 것이 가능하게 된다.
상기 도 9에서는 주기적 스캔 보고 방식에 따른 스캔 보고 과정을 설명하였으며, 다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른, 즉 이벤트 a 발생에 따른 스캔 보고 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 10에서는 상기 스캔 보고 방식이 이벤트 a 발생에 따른 스캔 보고 방식만을 적용하는 경우를 가정하기로 한다. 상기 도 10을 참조하면, 먼저 기지국(1050)은 이동 가입자 단말기(1000)로 SCAN REPORT IE가 포함되어 있는 DL_MAP 메시지를 송신한다(1011단계). 여기서, 상기 SCAN REPORT IE는 상기 표 14에서 설명한 바와 동일한 파라미터들을 가지며, 다만 상기 스캔 보고 방식이 이벤트 a 발생에 따른 것이므로 Event a mode가 "1"의 값으로 표기된다. 한편, 상기 DL_MAP 메시지에는 상기 이동 가입자 단말기(1000)의 스캐닝 동작을 위한SCANNING_IE 역시 포함되어 있으며, 상기 SCANNING_IE는 상기 표 10 내지 표 12에 나타낸 바와 같다.
상기 SCAN REPORT IE 및 SCANNING_IE가 포함된 DL_MAP 메시지를 송신한 후 상기 기지국(1050)은 상기 이동 가입자 단말기(1000)로 NBR_ADV 메시지를 송신한다(1013단계). 여기서, 상기 NBR_ADV 메시지는 상기 종래 기술 부분의 표 4에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 기지국(1050)으로부터 인접 기지국들에 대한 정보를 포함하고 있는 NBR_ADV 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 스캐닝, 즉 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(1015단계). 이렇게 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝한 후 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 기지국(1050)으로 상기 스캐닝된 인접 기지국들의 SINR들을 포함하는 SCAN_REPORT 메시지를 송신한다(1017단계). 여기서, 상기 이벤트 a에 따른 스캔 보고 동작은 최초에 이동 가입자 단말기(1000)가 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 기지국(1050)으로 보고하고, 이후 상기 최초에 보고한 인접 기지국들의 파일럿 SINR들의 크기 순서가 변경될 경우에만 다시 스캔 보고를 하는 방식이므로 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 최초에 상기 스캔 보고 동작을 한번 수행하게 된다.
이렇게, 상기 기지국(1050)으로 상기 SCAN_REPORT 메시지를 송신한 후 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 다시 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에상응하게 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(1019단계). 이렇게 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 신호들의 SINR들을 스캐닝하는 중에 상기 이벤트 a가 발생함을 감지하면, 즉, 상기 기지국(1050)의 파일럿 SINR 크기가 인접 기지국들의 파일럿 SINR들의 크기보다는 크지만, 상기 인접 기지국들의 파일럿 SINR들의 크기 순서가 변경됨을 감지하면(1021단계) 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 스캐닝된 인접 기지국들의 SINR들을 포함하는 SCAN_REPORT 메시지를 상기 기지국(1050)으로 송신한다(1023단계). 이렇게, 상기 기지국(1050)으로 상기 SCAN_REPORT 메시지를 송신한 후 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 다시 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(1025단계). 이런식으로 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 이벤트 a가 발생할 때에만 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 기지국(950)으로 보고하므로 스캔 보고에 따른 자원 사용을 최소화하여 시스템 전체 자원 효율을 향상시키게 된다.
상기 도 10에서는 이벤트 a 발생에 따른 스캔 보고 과정을 설명하였으며, 다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른, 즉 이벤트 b 발생에 따른 스캔 보고 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 파일럿 SINR 스캔 보고 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 11에서는 상기 스캔 보고 방식이 이벤트 b 발생에 따른 스캔 보고 방식만을 적용하는 경우를 가정하기로 한다. 상기 도 11을 참조하면, 먼저 기지국(1150)은 이동 가입자 단말기(1100)로 SCAN REPORT IE가 포함되어 있는DL_MAP 메시지를 송신한다(1111단계). 여기서, 상기 SCAN REPORT IE는 상기 표 14에서 설명한 바와 동일한 파라미터들을 가지며, 다만 상기 스캔 보고 방식이 이벤트 b 발생에 따른 것이므로 Event b mode가 "1"의 값으로 표기된다. 한편, 상기 DL_MAP 메시지에는 상기 이동 가입자 단말기(1100)의 스캐닝 동작을 위한 SCANNING_IE 역시 포함되어 있으며, 상기 SCANNING_IE는 상기 표 10 내지 표 12에 나타낸 바와 같다.
상기 SCAN REPORT IE 및 SCANNING_IE가 포함된 DL_MAP 메시지를 송신한 후 상기 기지국(1150)은 상기 이동 가입자 단말기(1100)로 NBR_ADV 메시지를 송신한다(1113단계). 여기서, 상기 NBR_ADV 메시지는 상기 종래 기술 부분의 표 4에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 기지국(1150)으로부터 인접 기지국들에 대한 정보를 포함하고 있는 NBR_ADV 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(1100)는 상기 DL_MAP 메시지에 포함되어 있는 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 상기 NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 스캐닝, 즉 인접 기지국들에서 송신한 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(1115단계). 이렇게 인접 기지국들의 파일럿 SINR을 스캐닝하는 중에 상기 이동 가입자 단말기(1100)가 현재 상기 이동 가입자 단말기(1100) 자신이 속해있는 액티브 기지국을 변경해야함을 결정하면(1117단계), 즉 상기 이동 가입자 단말기(1100)가 현재의 액티브 기지국을 기지국(1150)과 상이한 새로운 기지국으로 변경해야함을 결정하면 상기 이동 가입자 단말기(1100)는 상기 기지국(1150)으로 MSSHO_REQ 메시지를 송신한다(1119단계). 여기서, 상기 MSSHO_REQ 메시지는 상기에서 설명한 바와 같이 SCAN_REPORT 메시지의 IE들을 포함해야만 한다.
이렇게, 상기 기지국(1150)으로 상기 MSSHO_REQ 메시지를 송신한 후 상기 이동 가입자 단말기(1100)는 다시 상기 SCANNING_IE에 포함되어 있는 파라미터들에 상응하게 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 스캐닝한다(1121단계). 이런식으로 상기 이동 가입자 단말기(1100)는 이벤트 b가 발생할 때에만 인접 기지국들의 파일럿 SINR들을 기지국(1150)으로 보고하므로 스캔 보고에 따른 자원 사용을 최소화하여 시스템 전체 자원 효율을 향상시키게 된다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템, 일 예로 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 채널 품질, 즉 파일럿 SINR을 측정 및 보고하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다. 본 발명은 이동 가입자 단말기가 요구하기 전이라도 이동 가입자 단말기가 인접 기지국들의 파일럿 SINR 스캐닝을 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 이동 가입자 단말기의 이동성으로 인해 이동 가입자 단말기가 서비스를 받는 액티브 기지국이 변경될 경우 상기 변경되는 액티브 기지국에 대한 핸드오버를 상기 이동 가입자 단말기의 파일럿 SINR 스캐닝 결과에 상응하게 수행하는 것을 가능하게 한다.

Claims (22)

  1. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 액티브 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정과,
    상기 액티브 기지국은 채널 품질 측정 정보를 전송한 후, 상기 인접 기지국들에 관련된 정보들을 나타내는 인접 기지국 관련 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질을 측정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 품질 측정 정보는 상기 채널 품질 측정을 시작할 측정 시작 시각과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 측정 구간과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 주기를 나타내는 측정 주기를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인접 기지국 관련 정보는 상기 인접 기지국들 각각을 나타내는 기지국 식별자들과, 상기 인접 기지국들 각각에서 사용하는 물리 채널 주파수들을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 채널 품질을 측정하는 과정은 상기 인접 기지국들 각각으로부터 수신되는 기준 채널 신호들을 수신하고, 상기 수신된 인접 기지국들 각각의 기준 채널 신호들의 신호대 잡음 간섭비들을 측정하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 채널 품질 측정 정보를 변경하기로 결정하면, 상기 변경하고자 하는 채널 품질 측정 정보를 포함하여 상기 액티브 기지국으로 상기 채널 품질 측정 정보를 변경하기를 요구하는 과정과,
    상기 채널 품질 측정 정보 변경 요구를 수신한 액티브 기지국은 현재 상기 이동 가입자 단말기에 적용하고 있는 채널 품질 측정 정보를 상기 변경 요구된 채널 품질 측정 정보로 변경하고, 상기 변경된 채널 품질 측정 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채널 품질 측정 정보는 상기 채널 품질 측정을 시작할 측정 시작 시각과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 측정 구간과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 주기를 나타내는 측정 주기를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 채널 품질 측정 정보중 상기 측정 주기를 변경하기를 요구하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는 액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 보고하는 방법에 있어서,
    상기 액티브 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보와, 상기 측정한 인접 기지국들의 채널 품질들을 보고하기 위해 필요한 채널 품질 보고 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질을 측정하는 과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 채널 품질 보고 정보에 상응하게 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 채널 품질 보고 정보는 상기 채널 품질을 보고하는 시점을 나태내는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 채널 품질을 보고하는 시점은 미리 설정한 설정 주기임을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 설정 주기마다 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 채널 품질을 측정하는 과정은 상기 인접 기지국들 각각으로부터 수신되는 기준 채널 신호들을 수신하고, 상기 수신된 인접 기지국들 각각의 기준 채널 신호들의 신호대 잡음 간섭비들을 측정하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 채널 품질을 보고하는 시점은 상기 액티브 기지국으로부터 수신되는 기준 채널 신호의 신호대 잡음 간섭비가 상기 인접 기지국들 각각으로부터 수신되는 기준 채널 신호들의 신호대 잡음 간섭비들 중 어느한 신호대 잡음 간섭비 미만의 값으로 미리 설정한 설정 시간동안 유지되는 시점임을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기가 상기 채널 품질 보고 정보에 상응하게 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 과정은 상기 설정 시간동안 상기 액티브 기지국의 기준 채널 신호대 잡음 간섭비를 초과하는 기준 채널 신호대 잡음 간섭비를 가지는 인접 기지국으로 핸드오버하기를 요청하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 채널 품질 측정 정보는 상기 채널 품질 측정을 시작할 측정 시작 시각과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 측정 구간과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 주기를 나타내는 측정 주기를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 인접 기지국 관련 정보는 상기 인접 기지국들 각각을 나타내는 기지국 식별자들과, 상기 인접 기지국들 각각에서 사용하는 물리 채널 주파수들을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기가 현재 서비스를 받고 있는액티브 기지국과, 상기 액티브 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 품질을 보고하는 방법에 있어서,
    상기 액티브 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 인접 기지국들의 채널 품질들을 측정하기 위해 필요한 채널 품질 측정 정보와, 상기 측정한 인접 기지국들의 채널 품질들을 보고하기 위해 필요한 채널 품질 보고 정보를 상기 이동 가입자 단말기로 전송하는 제1과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국 관련 정보에 상응하는 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질들을 측정하는 제2과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 제3과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 인접 기지국들 각각에 대해서 상기 채널 품질 측정 정보에 상응하게 채널 품질들을 측정하는 제4과정과,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 채널 품질 보고 정보에 상응하게 상기 측정한 인접 기지국들 각각의 채널 품질들을 상기 액티브 기지국으로 전송하는 제5과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 채널 품질 보고 정보는 상기 채널 품질을 보고하는 시점을 나태내는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 인접 기지국들 각각의 채널 품질을 측정하는 과정은 상기 인접 기지국들 각각으로부터 수신되는 기준 채널 신호들을 수신하고, 상기 수신된 인접 기지국들 각각의 기준 채널 신호들의 신호대 잡음 간섭비를 측정하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 채널 품질을 보고하는 시점은 상기 제4과정에서 측정한 인접 기지국들 각각의 기준 채널 신호대 잡음 간섭비들의 크기 순서가 상기 제2과정에서 측정한 인접 기지국들 각각의 기준 채널 신호대 잡음 간섭비들의 크기 순서와 상이하게 되는 시점임을 특징으로 하는 상기 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 채널 품질 측정 정보는 상기 채널 품질 측정을 시작할 측정 시작 시각과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 측정 구간과, 상기 채널 품질 측정을 수행하는 주기를 나타내는 측정 주기를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 인접 기지국 관련 정보는 상기 인접 기지국들 각각을 나타내는 기지국 식별자들과, 상기 인접 기지국들 각각에서 사용하는 물리 채널 주파수들을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
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