KR20050024125A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 핸드오버를 고려한모드 천이 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 소정의 가입자 단말기와 기지국 상호간에 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode) 상태와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode) 상태를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 가입자 단말기가 상기 슬립 모드 상태에서 상기 어웨이크 모드 상태로 천이하기 위한 방법에 있어서, 상기 슬립 모드 중 수신 신호를 모니터링하는 시구간에서 상기 기지국에 대한 신호대 잡음비를 측정하는 과정과, 상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 작을 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 천이하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 핸드오버를 고려한 모드 천이 방법{METHOD FOR TRANSITTING SLEEP MODE ALLOWED FOR HANDOVER IN BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 모드 및 어웨이크 모드 상태에서 핸드오버(Handover) 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS'라 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.

현재 3세대(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(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다.

따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태의 새로운 통신 시스템을 개발하고 있으며, 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

그 결과, 가입자 단말기(SS; Subscriber Station)의 전력소모를 최대한 감소시키기 위해 슬립모드(sleep mode) 동작방안과 가입자 단말기의 무선 이동성(mobility)과 QoS를 보장하기 위한 고속 이동에 따른 핸드오버(handover) 동작방안이 대두되고 있다. 현재 두 동작방안은 각각의 목적에만 맞게 개발되고 있기 때문에, 슬립모드(sleep mode) 동작을 수행하면서, 인접 셀로 이동하는 핸드오버(Handover) 과정을 동시에 수행하는 동작을 수행할 수 없는 구조이지만, 갈수록 시스템의 이동성(mobility)과 적은 전력소모에 대한 요구는 함께 대두되고 있다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 무선 MAN의 표준 스펙(Spec)인 IEEE 802.16a 통신 시스템의 구조를 설명하기로 한다.

상기 도 1은 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(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 시스템이 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템이다.

즉, 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.

한편, IEEE 802.16e 통신 시스템은 상술한 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 하여 설명하기로 한다.

상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상술한 바와 같이 가입자 단말기의 이동성을 고려한 시스템이므로, 상기 가입자 단말기를 표현함에 있어 상기 'SS(Subscriber Station)'의 표현과 함께 'MS(Mobile Station)' 또는 'MSS(Mobile Subscriber Station)'의 표현을 혼용하여 사용하기로 한다. 즉, 상기 'MS' 또는 'MSS'는 상기 'SS'에 이동성을 부여한 개념으로 이해될 수 있다.

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.

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 요구된다. 그 결과, 최근에 와서야 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중셀과 가입자 단말기 이동성에 대해서 구체적인 방안을 제안하고 있다.

한편, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 가입자 단말기의 이동성을 고려할 경우 가입자 단말기의 전력 소모는 시스템 전체의 중요한 요인으로 작용하게 된다. 따라서, 상기 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화시키기 위한 가입자 단말기와 기지국간 슬립 모드(SLEEP MODE) 동작 및 상기 슬립 모드 동작에 대응되는 어웨이크 모드(AWAKE MODE) 동작이 제안되었다.

그러면 여기서 도 2를 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 제안하고 있는 슬립 모드 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 2는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 설명하기에 앞서, 먼저 상기 슬립 모드는 패킷 데이터(packet data) 전송시, 상기 패킷 데이터가 전송되지 않는 구간이 발생하는 아이들(idle) 구간에서 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화하기 위해 제안되었다. 즉, 상기 슬립 모드는 가입자 단말기와 기지국이 동시에 슬립 모드로 상태 천이함으로써, 상기 패킷 데이터가 전송되지 않는 아이들 구간에서의 가입자 단말기 전력 소모를 최소화시키는 것이다.

일반적으로 상기 패킷 데이터는 버스트(burst)하게 발생하는 특성을 가지기 때문에, 상기 패킷 데이터가 전송되지 않는 구간에서도 패킷 데이터가 전송되는 구간과 동일하게 동작하게 하는 것은 불합리하다는 이유에서 상기 슬립 모드가 제안되었다.

이와는 반대로 상기 기지국과 가입자 단말기가 슬립 모드에 있다가 전송할 패킷 데이터가 발생하면 상기 기지국 및 가입자 단말기 모두는 동시에 어웨이크 모드로 상태 천이하여 패킷 데이터를 송수신하여야 한다.

상기와 같은 슬립 모드 동작은 전력 소모면에서 뿐만 아니라 채널 신호들간 간섭(interference)을 최소화하기 위한 방안으로도 제안된다. 그러나, 상기 패킷 데이터의 특성은 트래픽(traffic)에 영향을 많이 받기 때문에 상기 슬립 모드 동작은 상기 패킷 데이터의 트래픽 특성 및 전송 방식 특성 등을 고려하여 유기적으로 이루어져야만 한다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 참조부호 211은 패킷 데이터 발생(PACKET DATA GENERATION) 형태를 도시한 것으로서, 다수의 온(ON) 구간들과 오프(OFF) 구간들로 구성된다. 상기 온 구간들은 패킷 데이터, 즉 트래픽이 발생하는 구간들로서 버스트 구간이며, 상기 오프 구간들은 트래픽이 발생하지 않는 아이들 구간이다.

상기와 같은 트래픽 발생 패턴(pattern)에 따라서 상기 가입자 단말기와 기지국은 슬립 모드와 어웨이크 모드로 상태 천이하여 상기 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화함과 동시에 채널 신호들간 상호 간섭으로 작용하는 것을 제거할 수 있다.

참조부호 213은 기지국 및 가입자 단말기의 상태 천이(MODE CHANGE) 형태를 도시한 것으로, 다수의 어웨이크 모드들과 슬립 모드들로 구성된다. 상기 어웨이크 모드들은 트래픽이 발생하는 상태들로서 기지국과 가입자 단말기간의 실질적인 패킷 데이터 송수신이 이루어진다. 이와는 반대로 상기 슬립 모드들은 트래픽이 발생하지 않는 상태들로서 기지국과 가입자 단말기들간 실질적인 패킷 데이터 송수신이 이루어지지 않는다.

참조부호 215는 가입자 단말기의 전력 레벨(SS POWER LEVEL) 형태를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 상기 어웨이크 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨을 'K'라고 할 때, 상기 슬립 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨은 'M'이 된다. 상기 어웨이크 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨 K와 상기 슬립 모드의 상기 가입자 단말기 전력 레벨 M을 비교해 보면, 상기 M 값이 K 값에 비해 훨씬 작다. 즉, 상기 슬립 모드에서는 패킷 데이터 송수신이 이루어지지 않기 때문에 전력이 거의 소모되지 않음을 알 수 있다.

그러면 여기서 상기 슬립 모드 동작을 지원하기 위해서 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 제안하고 있는 방식들을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 제안하고 있는 방식들을 설명하기에 앞서 전제되어야 하는 조건들을 설명한다.

상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하기 위해서는 반드시 기지국으로부터의 상태 천이 허락을 받아야만 하며, 또한 상기 기지국은 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이를 하도록 허락하고 패킷 데이터를 송신한다.

또한, 상기 기지국은 상기 가입자 단말기의 청취 구간(이하, 'LISTENING INTERVAL'이라 칭하기로 한다) 동안에 상기 가입자 단말기로 전송될 패킷 데이터가 존재함을 알려야만 하며, 이때 상기 가입자 단말기는 슬립 모드에서 깨어나 상기 기지국으로부터 자신에게로 전송되어야할 패킷 데이터가 존재하는지를 확인해야 한다. 여기서, 상기 LISTENING INTERVAL은 하기에서 후술할 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 가입자 단말기의 확인 결과 상기 기지국으로부터 자신에게로 전송될 패킷 데이터가 존재함을 감지하면, 상기 어웨이크 모드로 상태 천이하여 상기 기지국으로부터 패킷 데이터를 수신하게 된다. 또한, 상기 가입자 단말기의 확인 결과 상기 기지국으로부터 상기 가입자 단말기로 전송될 패킷 데이터가 존재하지 않음을 감지하면, 슬립 모드로 다시 되돌아가거나 혹은 상기 어웨이크 모드를 그대로 유지할 수 있다.

그러면 여기서 상기 슬립 모드와 어웨이크 모드 동작을 지원하기 위해 요구되는 파라미터(parameter)들을 설명하면 다음과 같다.

(1) 슬립 구간(SLEEP INTERVAL; 이하 'SLEEP INTERVAL'이라 칭하기로 한다)

상기 SLEEP INTERVAL은 가입자 단말기가 요청하고, 상기 가입자 단말기의 요청에 따라 기지국이 할당할 수 있는 구간으로서, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이한 후 다시 어웨이크 모드로 상태 천이할 때까지의 시구간(time interval)을 나타내며, 결과적으로 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 존재하는 시간으로 정의된다.

상기 가입자 단말기는 상기 SLEEP INTERVAL 이후에도 지속적으로 슬립 모드에 존재할 수도 있으며, 이 경우는 미리 설정되어 있는 최소 윈도우(MIN-WINDOW; minimum window) 및 최대 윈도우(MAX-WINDOW; maximum window) 값을 이용하여 exponentially increasing algorithm을 수행하여 상기 SLEEP INTERVAL을 업데이트(update)한다.

여기서, 상기 최소 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL의 최소 값을 나타내며, 상기 최대 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL의 최대 값을 나타낸다. 또한, 상기 최소 윈도우 값 및 최대 윈도우 값은 프레임수로 나타내며 모두 기지국에서 할당한 것이며, 하기에서 상세하게 설명할 것이므로 여기서는 더 이상의 설명을 생략하기로 한다.

(2) LISTENING INTERVAL

상기 LISTENING INTERVAL은 가입자 단말기가 요청하고, 상기 가입자 단말기의 요청에 따라 기지국이 할당할 수 있는 구간으로서, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드에서 잠시동안 깨어난 후 상기 기지국의 순방향(downlink) 신호에 동기되어 순방향 메시지들(예컨대, 트래픽 지시(TRF_IND; traffic indication) 메시지와 같은 순방향 메시지들)을 수신하는 시구간을 나타낸다.

여기서, 상기 트래픽 지시(TRF_IND) 메시지는 상기 가입자 단말기로 전송될 트래픽 메시지(즉, 패킷 데이터가 존재함을 나타내는 메시지)로서, 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 가입자 단말기는 상기 트래픽 지시 메시지의 값에 따라서 상기 어웨이크 모드에 있을지 혹은 다시 상기 슬립 모드로 상태 천이할지를 결정하게 된다.

(3) 슬립 구간 업데이트 알고리즘(SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM; 이하 'SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM'이라 칭하기로 한다)

상기 가입자 단말기는 슬립 모드로 상태 천이하면 미리 설정되어 있는 최소 윈도우값을 최소 슬립 모드 주기로 간주하여 SLEEP INTERVAL을 결정한다. 상기 SLEEP INTERVAL 기간이 지난후, 상기 LISTENING INTERVAL 동안 상기 가입자 단말기가 상기 슬립 모드에서 깨어나서 상기 기지국으로부터 전송될 패킷 데이터의 존재 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 전송될 패킷 데이터가 존재하지 않는다는 것을 확인한 후에는 상기 SLEEP INTERVAL을 바로 이전 SLEEP INTERVAL 값의 2배로 설정하고 계속 슬립 모드에 존재한다.

예컨대, 상기 최소 윈도우 값이 '2'였을 경우, 상기 가입자 단말기는 SLEEP INTERVAL을 2프레임으로 설정한 후 상기 2프레임 동안 슬립 모드로 존재한다. 상기 2프레임이 경과한 후 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 모드에서 깨어나서 상기 트래픽 지시 메시지가 수신되는지 여부를 판단한다.

상기 판단 결과 트래픽 지시 메시지가 수신되지 않으면(즉, 상기 기지국에서 가입자 단말기로 전송되는 패킷 데이터가 존재하지 않음을 판단하면), 상기 SLEEP INTERVAL을 상기 2프레임의 2배인 4프레임으로 설정한 후 상기 4프레임 동안 슬립 모드에 존재한다.

이렇게 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우 값에서부터 최대 윈도우 값 까지 증가하게 되며, 상기 SLEEP INTERVAL의 업데이트 알고리즘이 상기 SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM이다.

상기에서 설명한 바와 같은 슬립 모드 동작 및 어웨이크 모드 동작을 지원하기 위해서 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 현재 정의하고 있는 메시지들은 다음과 같다.

(1) 슬립 요구(SLP_REQ: Sleep-Request) 메시지

상기 슬립 요구 메시지는 가입자 단말기에서 기지국으로 전송하는 메시지로서, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이를 요구하는 메시지이다. 상기 슬립 요구 메시지에는 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 동작하기 위해 요구되는 파라미터들, 즉 정보 엘리먼트(IE: Information Element)들이 포함되며, 상기 슬립 요구 메시지 포맷(format)은 하기 <표 1>과 같다.

상기 슬립 요구 메시지는 가입자 단말기의 연결 식별자(CID; connection ID)를 기준으로 전송되는 전용 메시지(dedicated message)이며, 상기 <표 1>에 나타낸 슬립 요구 메시지의 정보 엘리먼트들 각각을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 관리 메시지 타입(MANAGEMENT MESSAGE TYPE)은 현재 전송되는 메시지가 어떤 메시지인지를 나타내는 정보로서, 상기 관리 메시지 타입이 45일 경우(MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 45) 상기 슬립 요구 메시지를 나타낸다.

최소 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위해 요구된 시작 값(requested start value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타내며, 상기 최대 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위해 요구된 종료 값(requested stop value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다. 즉, 상기 SLEEP INTERVAL UPDATE ALGORITHM에서 설명한 바와 같이 상기 SLEEP INTERVAL은 상기 최소 윈도우 값부터 상기 최대 윈도우 값내에서 업데이트 가능한 것이다.

상기 LISTENING INTERVAL은 요구된 LISTENING INTERVAL(requested LISTENING INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다. 상기 LISTENING INTERVAL 역시 프레임 값으로 나타낸다.

(2) 슬립 응답(SLP_RSP: Sleep-Response) 메시지

상기 슬립 응답 메시지는 상기 슬립 요구 메시지에 대한 응답 메시지로서, 상기 가입자 단말기에서 요구한 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할 것인지 혹은 거부할 것인지를 나타내는 메시지로 사용되거나 혹은 비요구 지시(unsolicited instruction)를 나타내는 메시지로도 사용될 수 있다.

여기서, 상기 비요구 지시를 위한 메시지로서 상기 슬립 응답 메시지를 사용하는 경우는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 슬립 응답 메시지에는 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 동작하기 위해 필요로되는 정보 엘리먼트들이 포함되며, 상기 슬립 응답 메시지 포맷은 하기 <표 2>와 같다.

상기 슬립 응답 메시지 역시 가입자 단말기의 연결 식별자를 기준으로 전송되는 전용 메시지이며, 상기 <표 2>에 나타낸 슬립 응답 메시지의 정보 엘리먼트들 각각을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 관리 메시지 타입은 현재 전송되는 메시지가 어떤 메시지인지를 나타내는 정보로서, 상기 관리 메시지 타입이 46일 경우(MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 46) 상기 슬립 응답 메시지를 나타낸다.

또한, 슬립 허락(SLEEP-APPROVED) 값은 1비트로 표현되며, 상기 슬립 허락값이 '0'일 경우 슬립 모드로의 천이가 거부됨(SLEEP-MODE REQUEST DENIED)을 나타내며, 상기 슬립 허락값이 '1'일 경우 슬립 모드로의 천이가 허가됨(SLEEP-MODE REQUEST APPROVED)을 나타낸다. 한편, 상기 슬립 허락값이 '0'일 경우에는 7비트의 예약(RESERVED) 영역이 존재하며, 상기 슬립 허락값이 '1'일 경우에는 시작 타임(START TIME) 값과, 최소 윈도우 값과, 최대 윈도우 값과 LISTENING INTERVAL이 존재한다.

여기서, 상기 시작 타임 값은 상기 가입자 단말기가 제1 SLEEP INTERVAL(the first SLEEP INTERVAL)로 진입하는 시점까지의 프레임값으로, 상기 슬립 응답 메시지를 수신한 프레임은 포함되지 않는다(The number of frames(not including the frame in which the message has been received) until the SS shall enter the first SLEEP INTERVAL). 즉, 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 응답 메시지를 수신한 프레임 이후의 바로 다음 프레임부터 상기 시작 타임 값에 해당하는 프레임들이 경과한 후 슬립 모드로 상태 천이하게 된다.

상기 최소 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위한 시작 값(start value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타내며, 상기 최대 윈도우 값은 상기 SLEEP INTERVAL을 위한 종료 값(stop value for the SLEEP INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다. 상기 LISTENING INTERVAL은 LISTENING INTERVAL을 위한 값(value for LISTENING INTERVAL(measured in frames))을 나타낸다.

(3) 트래픽 지시(TRF_IND: Traffic Indication) 메시지

상기 트래픽 지시 메시지는 기지국이 상기 LISTENING INTERVAL 동안 가입자 단말기로 전송하는 메시지로서 상기 기지국이 가입자 단말기로 전송할 패킷 데이터가 존재함을 나타내는 메시지이다. 상기 트래픽 지시 메시지의 포맷은 하기 <표 3>과 같다.

상기 트래픽 지시 메시지는 상기 슬립 요구 메시지 및 슬립 응답 메시지와는 달리 브로드캐스팅(broadcasting) 방식으로 전송되는 브로드캐스팅 메시지이다. 상기 트래픽 지시 메시지는 상기 기지국에서 소정의 가입자 단말기로 전송할 패킷 데이터가 존재하는지를 나타내는 메시지로서, 상기 가입자 단말기는 상기 브로드캐스팅되는 트래픽 지시 메시지를 상기 LISTENING INTERVAL 동안 디코딩하여 어웨이크 모드로 상태 천이할 것인지 혹은 상기 슬립 모드에 지속적으로 존재할 것인지를 결정하게 된다.

만약, 상기 가입자 단말기가 어웨이크 모드로 천이할 경우 상기 가입자 단말기는 프레임 동기(frame synch)를 확인하고, 상기 가입자 단말기가 예상했던 프레임 시퀀스 번호(frame sequence number)가 일치하지 않으면 상기 어웨이크 모드에서 손실된 패킷 데이터(lost packet data)의 재전송을 요구할 수 있다. 이와는 달리 상기 가입자 단말기가 상기 LISTENING INTERVAL 동안 상기 트래픽 지시 메시지를 수신하지 못하거나, 혹은 상기 트래픽 지시 메시지를 수신하였다고 할지라도 포지티브 지시(POSITIVE INDICATION)가 포함되어 있지 않다면 상기 가입자 단말기는 다시 슬립 모드로 되돌아간다.

그러면 여기서 상기 <표 3>에 나타낸 트래픽 지시 메시지의 정보 엘리먼트들 각각을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 관리 메시지 타입은 현재 전송되는 메시지가 어떤 메시지인지를 나타내는 정보로서, 상기 관리 메시지 타입이 47일 경우(MANAGEMENT MESSAGE TYPE = 47) 상기 트래픽 지시 메시지를 나타낸다. 포지티브 지시 리스트(POSITIVE_INDICATION_LIST)는 포지티브 가입자들의 개수(NUM-POSITIVE)와, 상기 포지티브 가입자들 각각의 연결 식별자를 포함한다. 결국, 상기 포지티브 지시 리스트는 패킷 데이터가 전송될 가입자 단말기들의 개수 및 그 연결 식별자를 나타내는 것이다.

다음으로 도 3을 참조하여 가입자 단말기의 요구에 따라 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하는 동작을 설명하기로 한다.

상기 도 3은 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 가입자 단말기의 요구에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 가입자 단말기(300)는 슬립 모드로 상태 천이하기를 원하면 기지국(350)으로 슬립 요구 메시지를 전송한다(311단계). 여기서, 상기 슬립 요구 메시지는 상기 <표 1>에서 설명한 바와 같은 정보 엘리먼트들이 포함된다. 상기 가입자 단말기(300)로부터 상기 슬립 요구 메시지를 수신한 기지국(350)은 상기 가입자 단말기(300) 및 기지국(350)의 상황을 고려하여 상기 가입자 단말기(300)의 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할지 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 가입자 단말기(300)로 슬립 응답 메시지를 전송한다(313단계).

여기서, 상기 기지국(350)은 상기 가입자 단말기(300)로 전송할 패킷 데이터가 존재하는지 등을 고려하여 상기 가입자 단말기(300)의 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할지를 결정하게 되는데, 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같이 상기 슬립 모드로의 상태 천이를 허락할 경우에는 슬립 허락 값을 '1'로 설정하고, 이와는 반대로 상기 슬립 모드로의 상태 천이를 거부할 경우에는 슬립 허락 값을 '0'으로 설정하며, 상기 슬립 응답 메시지에 포함되는 정보 엘리먼트들은 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같다.

상기 기지국(350)으로부터 슬립 응답 메시지를 수신한 가입자 단말기(300)는 상기 슬립 응답 메시지에 있는 슬립 허락값을 파악하여, 슬립 모드로의 상태 천이가 허락되었을 경우 슬립 모드로 상태 천이한다(315단계). 한편, 상기 슬립 응답 메시지의 슬립 허락값이 슬립 모드로의 상태 천이가 거부되었음을 표시하였을 경우에는 상기 가입자 단말기(300)는 현재의 모드, 즉 어웨이크 모드를 유지한다.

또한, 상기 가입자 단말기(300)는 상기 슬립 모드로 상태 천이함에 따라 상기 슬립 응답 메시지들로부터 해당하는 정보 엘리먼트들을 읽어 슬립 모드 동작을 수행하게 된다.

다음으로 도 4를 참조하여 기지국의 제어에 따라 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하는 동작을 설명하기로 한다.

상기 도 4는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도이다.

상기 도 4를 설명하기에 앞서, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 현재 상기 슬립 응답 메시지를 비요구 지시를 나타내는 메시지로서 사용하는 방안에 대해서도 제안하고 있다. 여기서, 상기 비요구 지시라함은 말 그대로 가입자 단말기로부터 별도의 요구가 없어도 기지국의 지시, 즉 제어에 따라 상기 가입자 단말기가 동작하는 것을 의미하며, 상기 도 4에서는 상기 비요구 지시에 따라 상기 가입자 단말기가 슬립 모드로 상태 천이하는 경우를 도시하고 있다.

먼저, 기지국(450)은 가입자 단말기(400)로 슬립 응답 메시지를 전송한다(411단계). 여기서, 상기 슬립 응답 메시지는 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같은 정보 엘리먼트들을 동일하게 포함한다. 상기 기지국(450)으로부터 슬립 응답 메시지를 수신한 가입자 단말기(400)는 상기 슬립 응답 메시지에 있는 슬립 허락값을 파악하여, 슬립 모드로의 상태 천이가 허락되었을 경우 슬립 모드로 상태 천이한다(413단계).

상기 도 4에서 상기 슬립 응답 메시지는 비요구 지시 메시지로서 사용되기 때문에 상기 슬립 허락값은 '1'로만 표기된다. 또한, 상기 가입자 단말기(400)는 상기 슬립 모드로 상태천이함에 따라 상기 슬립 응답 메시지들로부터 해당하는 정보 엘리먼트들을 읽어 슬립 모드 동작을 수행하게 된다.

다음으로 도 5를 참조하여 기지국의 제어에 따라 가입자 단말기가 어웨이크 모드로 상태 천이하는 동작을 설명하기로 한다.

상기 도 5는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 어웨이크 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도이다.

상기 도 5를 참조하면, 먼저 기지국(550)은 가입자 단말기(500)로 전송할 트래픽이 발생하면, 즉 패킷 데이터가 발생하면 상기 가입자 단말기(500)로 트래픽 지시 메시지를 전송한다(511단계).

여기서, 상기 트래픽 지시 메시지는 상기 <표 3>에서 설명한 바와 같은 정보 엘리먼트들을 포함한다. 상기 기지국(550)으로부터 트래픽 지시 메시지를 수신한 가입자 단말기(500)는 상기 트래픽 지시 메시지로부터 상기 포지티브 지시의 존재 유무를 검사하고, 상기 포지티브 지시가 존재할 경우 상기 트래픽 지시 메시지에 포함되어 있는 연결 식별자를 읽어 상기 가입자 단말기(500) 자신의 연결 식별자가 포함되어 있는지를 검사한다.

상기 검사 결과, 상기 트래픽 지시 메시지에 상기 가입자 단말기(500) 자신의 연결 식별자가 포함되어 있을 경우 상기 가입자 단말기(500)는 현재의 모드, 즉 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 상태 천이한다(513단계).

상기에서 현재 IEEE802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립모드 동작을 설명하였다.

다음으로, IEEE802.16e 시스템의 다중셀에서 가입자 단말기 이동성을 고려한 핸드오버에 대해 도 6를 참조하여 설명하려고 한다.

상기 도 6은 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상기 하향 링크 프레임을 나타낸 도면이다. 상기 하향 링크 프레임은 프리앰블(preamble) 영역(600)과, 방송 제어(broadcast control) 영역(610)과, 다수의 시간 분할 다중(Time Division Multiplex; 이하 'TDM'이라 칭하기로 한다) 영역들(620 및 630)로 구성된다. 상기 프리앰블 영역(600)을 통해서는 기지국과 가입자 단말기간 상호 동기를 획득하기 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)가 송신된다. 상기 방송 제어 영역(610)은 DL(DownLink)_MAP 영역(611)과, UL(UpLink)_MAP 영역(613)으로 구성된다. 상기 DL_MAP 영역(611)은 DL_MAP 메시지가 송신되는 영역으로서 상기 DL_MAP 메시지에 포함되는 정보 엘리먼트(Information Element; 이하 'IE'라 한다)들을 하기 <표 4>에 나타내었다.

상기 <표 4>에 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 4>에 도시하지는 않았으나 상기 DL_MAP 메시지는 하기에서 설명할 레인징들 각각에 할당되는 레인징 코드들에 대한 정보를 포함한다.

또한, 상기 UL_MAP 영역(613)은 UL_MAP 메시지가 송신되는 영역으로서 상기 UL_MAP 메시지에 포함되는 IE들을 하기 <표 5>에 나타내었다.

상기 <표 5>에 나타낸 바와 같이, UL_MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 'Management Message Type'과, 사용되는 상향 링크 채널 식별자(Uplink Channel ID)를 나타내는 'Uplink Channel ID'와, 상향 링크 버스트 프로파일을 포함하고 있는 상향링크 채널 디스크립트(Uplink Channel Descript; 이하 'UCD'라 한다) 메시지의 구성 변화에 상응하는 카운트를 나타내는 'UCD count'와, 상기 'UCD count' 이후에 존재하는 엘리먼트들의 개수를 나타내는 'Number of UL_MAP Elements n'을 포함한다. 여기서, 상기 상향 링크 채널 식별자는 매체 접속 제어(Media Access Control; 이하 'MAC'이라 한다)-서브 계층(sublayer)에서 유일하게 할당된다.

또한, 상기 TDM 영역들(620),(630)은 가입자 단말기별로 TDM/시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; 이하 'TDMA'라 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(Carrier to Interference and Noise Ratio; 이하 'CINR'이라 한다)를 가지는 파일럿 채널 신호를 검출한다.

또한, 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(611)과 UL_MAP 영역(613)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 6>에 나타내었다.

상기 <표 6>에 나타낸 바와 같이, UCD 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 'Management Message Type'과, 사용되는 상향 링크 채널 식별자를 나타내는 'Uplink Channel ID'와, 기지국에서 카운트되는 'Configuration Change Count'와, 상향 링크 물리 채널의 미니 슬럿(mini-slot)의 크기를 나타내는 'Mini-slot Size'와, 초기 레인징을 이용한 백오프의 시작점을 나타내는, 즉 초기 레인징을 이용한 최초 백오프 윈도우(Initial backoff window) 크기를 나타내는 'Ranging Backoff Start'와, 상기 초기 레인징을 이용한 백오프의 종료점을 나타내는, 즉 최종 백오프 윈도우(Final backoff window) 크기를 나타내는 'Ranging Backoff End'와, 'contention data and requests'를 위한 백오프의 시작점을 나타내는, 즉 최초 백오프 윈도우의 크기를 나타내는 'Request Backoff Start'와, 'contention data and requests'를 위한 백오프의 종료점을 나타내는, 즉 최종 백오프 윈도우 크기를 나타내는 'Request Backoff End'를 포함한다.

여기서, 상기 백오프 값은 하기에서 설명할 레인징들이 실패할 경우 다음 번 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. 일례로 상기 'Ranging Backoff Start'와 'Ranging Backoff End'에 의한 값이 '10'으로 결정되면, 상기 가입자 단말기는 'truncated binary exponential backoff' 알고리즘에 의해서 2¹⁰번(1024번)의 레인징을 수행할 수 있는 기회를 패스한 이후에 다음 번 레인징을 수행하여야만 하는 것이다.

상기 도 6에서는 IEEE 802.16a 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 7을 참조하여 IEEE 802.16a 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 설명하기로 한다.

상기 도 7은 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 7을 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 온(power on)한 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, 일례로 2¹⁵-1 비트(bits) 길이를 가지는 의사 랜덤 잡음(Pseudo-random 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 세그멘테이션하여 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 요구 레인징에 적용된다. 이렇게, 상기 3가지 목적의 레인징들 각각에 상이한 레인징 코드들이 할당되는데, 일례로 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 요구 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 요구 레인징에 대해서 설명하기로 한다.

상기 대역 요구 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 가입자 단말기가 상기 기지국과 실제 통신을 수행하기 위해서 대역폭(bandwidth) 할당을 요구하는 레인징이다.

상기 도 7을 참조하면, 상기 상향 링크 프레임은 초기 레인징 및 유지 관리 레인징, 즉 주기적 레인징을 이용한 'Initial Maintenance Opportunities 영역'(700)과, 대역 요구 레인징을 이용한 'Request Contention Opportunities 영역'(710)과, 가입자 단말기들의 상향 링크 데이터들을 포함하는 'SS scheduled data 영역'들(720)로 구성된다. 상기 'Initial Maintenance Opportunities 영역'(700)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'(710)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 영역'들(720)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.

한편, UIUC(Uplink Interval Usage Code; 이하 'UIUC'라 칭하기로 한다) 영역은 상기 오프셋 영역에 기록되는 오프셋의 용도를 지정하는 정보가 기록되는 영역이다.

도 8은 상기 도 6 및 도 7에서 상술한 메시지들을 통한 광대역 무선 접속 통신 시스템의 통신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 8을 참조하면, 먼저 가입자 단말기(800)는 파워 온(power on)됨에 따라 상기 가입자 단말기(820)에 미리 설정되어 있는 모든 주파수 대역들을 모니터링하여 가장 센 크기, 즉 가장 센 파일럿(pilot) CINR을 가지는 파일럿 채널(pilot channel) 신호를 검출한다. 그리고, 상기 가입자 단말기(820)는 가장 센 파일럿 CINR을 가지는 파일럿 채널 신호를 송신한 기지국(820)을 상기 가입자 단말기(800) 자신이 현재 속해있는 기지국(820)으로 판단하고, 상기 기지국(820)에서 송신하는 하향 링크(downlink) 프레임(frame)의 프리앰블(preamble)을 수신하여 상기 기지국(820)과의 시스템 동기를 획득한다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 가입자 단말기(800)와 기지국(820)간에 시스템 동기가 획득되면, 상기 기지국(820)은 상기 가입자 단말기(800)로 DL_MAP 메시지와 UL_MAP 메시지를 송신한다(811단계, 813단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지는 상기 <표 4>에서 상술한 바와 같이, 순방향 링크에서 상기 가입자 단말기(800)가 상기 기지국(820)에 대해서 동기를 획득하기 위해서 필요한 정보들과 이를 통해서 상기 순방향 링크에서 가입자 단말기(800)들에게 전송되는 메시지들을 수신할 수 있는 물리채널의 구조 등의 정보를 상기 가입자 단말기(800)에게 알려주는 기능을 수행한다. 또한, 상기 UL_MAP 메시지는 상기 <표 5>에서 상술한 바와 같이, 역방향 링크에서 단말의 스케줄링(scheduling) 주기 및 물리채널의 구조 등의 정보를 단말에게 알려주는 기능을 수행한다.

한편, 상기 DL_MAP 메시지는 기지국에서 모든 가입자 단말기들에게 주기적으로 방송되는데, 상기 가입자 단말기가 이를 계속 수신할 수 있는 경우를 기지국과 동기가 일치했다고 지칭한다. 즉, 상기 DL_MAP 메시지를 수신한 단말기들은 순방향 링크로 전송되는 모든 메시지들을 수신할 수 있다.

상기 <표 6>에서 상술한 바와 같이, 기지국은 가입자 단말기가 엑세스에 실패할 경우, 사용할 수 있는 백오프 값을 알려주는 정보를 포함하고 있는 상기 UCD 메시지를 상기 가입자 단말기로 전송한다.

한편, 상기 레인징을 수행할 경우, 상기 가입자 단말기는 상기 기지국으로 RNG_REQ 메시지를 전송(815단계)하게 되고, 상기 RNG_REQ 메시지를 수신한 상기 기지국은 상기 가입자 단말기에게 상기에서 언급된 주파수, 시간 및 전송 파워를 보정하기 위한 정보들을 포함한 RNG_RSP 메시지를 전송(817단계)하게 된다.

상기 RNG_REQ 메시지의 구조는 하기 <표 7>에 나타낸 바와 같다.

상기 <표 7>에서 Downlink Channel ID는 상기 가입자 단말기가 상기 UCD를 통해 수신한 레인징 요구 메시지에 포함된 순방향 채널 아이디를 의미하며, 상기 Pending Until Complete는 전송되는 레인징 응답의 우선순위를 나타낸다. 즉, 상기 Pending Until Complete가 '0'이라면, 이전의 레인징 응답이 우선시 되는 것이며, 상기 Pending Until Complete가 '0'이 아니라면 현재 전송되어진 응답이 우선시 되어진다.

또한, 상기 <표 7>에서 나타낸 RNG_REQ 메시지에 대응한 상기 RNG_RSP 메시지의 구조는 하기 <표 8>과 같다.

상기 <표 8>에서 Uplink Channel ID는 기지국이 RNG_REQ 메시지에 있던 상향링크 채널의 아이디를 의미한다.

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.

도 9는 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 구조를 도시하고 있는 도면이다. 상기 도 9를 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(900)과 셀(950)을 가지며, 상기 셀(900)을 관장하는 기지국(Base Station; 910)과, 상기 셀(950)을 관장하는 기지국(940)과, 다수의 가입자 단말기들(911, 913, 930, 951 및 953)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(910),(940)과 상기 가입자 단말기들(911, 913, 930, 951 및 953)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그런데, 상기 가입자 단말기들(911, 913, 930, 951 및 953) 중 가입자 단말기(930)는 상기 셀(900)과 상기 셀(950)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재하며, 따라서 상기 가입자 단말기(930)에 대한 핸드오버를 지원해야만 상기 가입자 단말기(930)에 대한 이동성을 지원하는 것이 가능하게 된다.

광대역 무선 이동통신 시스템에서 가입자 단말기는 복수 개의 기지국으로부터 전송되는 파일럿 채널(Pilot Channel)들을 수신한다. 상기 가입자 단말기는 수신된 파일럿 채널들의 CINR을 측정한다. 상기 가입자 단말기는 측정된 복수 개의 CINR들 중에서 가장 높은 CINR을 가지는 기지국을 선택한다. 즉, 파일럿 채널을 전송하는 상기 복수 개의 기지국들 중에서 가장 양호한 수신 상태를 가지는 기지국을 선택함으로서 상기 가입자 단말기는 자신이 속해있는 기지국을 인식한다. 이하 상기 가입자 단말기에 가장 양호한 수신 상태를 가지는 기지국을 서빙 기지국(Serving BS)이라 한다. 상기 서빙 기지국을 선택한 상기 가입자 단말기는 상기 서빙 기지국으로부터 전송되는 도 6의 하향 링크 프레임과 도 7의 상향 링크 프레임을 수신한다.

상기 서빙 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 이동 가입자 단말기 인접 기지국 광고(Mobile Subscriber Station Neighbor Advertisement; 이하 'MOB_NBR_ADV'라 한다) 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 MOB_NBR_ADV 메시지 구조는 하기 <표 9>에 나타내었다.

상기 <표 9>에 나타낸 바와 같이, MOB_NBR_ADV 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 구성(configuration)이 변경되는 수를 나타내는 Configuration Change Count와, 인접 기지국들의 개수를 나타내는 N_NEIGHBORS와, 상기 인접 기지국들의 식별자(ID: Identifier)를 나타내는 Neighbor BS-ID와, 상기 인접 기지국의 물리 채널 주파수를 나타내는 Physical Frequency와, 상기 정보들 이외에 상기 인접 기지국과 관련된 기타 정보를 나타내는 기타 인접 정보(TLV Encoded Neighbor Information)를 포함한다.

상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기는 이동 가입자 단말기 자신이 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿 채널 신호들의 CINR들을 스캐닝하기를 원할 때 상기 서빙 기지국으로 이동 가입자 단말기 스캔 요구(Mobile Subscriber Station Scanning Interval Allocation Request; 이하 'MOB_SCN_REQ'라 한다) 메시지를 송신한다. 상기 이동 가입자 단말기가 스캔 요구를 하는 시점은 상기 파일럿 채널 신호의 CINR 스캐닝 동작과 직접적인 연관이 없으므로 여기서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 여기서, 상기 MOB_SCN_REQ 메시지 구조는 하기 <표 10>에 나타내었다.

상기 <표 10>에 나타낸 바와 같이, MOB_SCN_REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 상기 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿 신호들의 CINR을 스캐닝하기를 원하는 스캔 구간을 나타내는 Scan Duration을 포함한다. 상기 Scan Duration은 프레임 단위로 구성된다. 상기 <표 10>에서 상기 MOB_SCN_REQ 메시지가 전송될 Management Message Type은 현재 결정되지 않은 상태이다(Management Message Type = undefined).

상기 MOB_SCN_REQ 메시지를 수신한 서빙 기지국은 상기 이동 가입자 단말기가 스캔할 정보를 포함하는 MOB_SCN_RSP 메시지를 상기 이동 가입자 단말기로 송신한다. 여기서, 상기 MOB_SCN_RSP 메시지 구조를 <표 11>에 나타내었다.

상기 <표 11>에 나타낸 바와 같이, MOB_SCN_RSP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 'Management Message Type'과, 상기 MOB_SCN_REQ 메시지를 전송한 이동 가입자 단말기의 연결 식별자(connection ID; 이하 'CID'라 한다)와, 스캔 구간이다. 상기 <표 9>에서 상기 MOB_SCN_RSP 메시지가 전송될 'Management Message Type'은 현재 결정되지 않은 상태이며(Management Message Type = undefined), 상기 스캔 구간은 상기 이동 가입자 단말기가 상기 파일럿 CINR 스캐닝을 수행하는 구간을 나타낸다. 상기 스캐닝 정보를 포함하는 MOB_SCN_RSP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기는 상기 스캐닝 정보 파라미터들에 상응하게 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대한 파일럿 CINR들을 스캐닝한다.

이와 같이 IEEE 802.16e 시스템에서 핸드오버를 지원하기 위해서 이동 가입자 단말기는 인접 기지국들 및 상기 이동 가입자 단말기가 현재 속해있는 기지국, 즉 서빙 기지국에서 송신하는 파일럿 채널 신호의 CINR을 측정해야만 하며, 상기 서빙 기지국에서 송신하는 파일럿 채널 신호의 CINR이 상기 인접 기지국들에서 송신하는 파일럿 채널 신호들의 CINR들보다 작아질 경우 상기 가입자 단말기는 상기 서빙 기지국으로 핸드오버를 요구하게 된다. 여기서, 상기 '파일럿 채널 신호의 CINR을 측정한다'는 표현을 설명의 편의상 '파일럿 채널 신호의 CINR을 스캔(scan)혹은 스캐닝(scanning)한다'고 칭하기로 한다. 여기서, 상기 스캔 혹은 스캐닝 개념은 동일한 개념이며 다만 설명의 편의상 혼용됨에 유의하여야 한다.

다음으로, 도 10을 참조하여 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 가입자 단말기의 핸드오버 요청 과정을 설명하기로 한다.

상기 도 10은 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기에 의한 핸드오버 요청 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도로서, 특히 IEEE 802.16e 시스템에서 이동 가입자 단말기의 요청에 의한 이동 가입자 단말기의 핸드오버 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.

상기 도 10을 참조하면, 먼저 서빙 기지국(1040)은 이동 가입자 단말기(1000)로 MOB_NBR_ADV 메시지를 송신한다(1011단계). 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기(1000)는 이동 가입자 단말기(1000) 자신이 인접 기지국들로부터 수신하는 파일럿 신호들의 CINR들을 스캐닝하기를 원할 때 상기 기지국(1040)으로 MOB_SCN_REQ 메시지를 송신한다(1013단계). 여기서, 상기 이동 가입자 단말기(1000)가 스캔 요구를 하는 시점은 상기 파일럿 CINR 스캐닝 동작과 직접적인 연관이 없으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 상기 MOB_SCN_REQ 메시지를 수신한 서빙 기지국(1040)은 상기 이동 가입자 단말기(1000)가 스캔할 정보를 포함하는 MOB_SCN_RSP 메시지를 상기 이동 가입자 단말기(1000)로 송신한다(1015단계). 상기 스캐닝 정보를 포함하는 MOB_SCN_RSP 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대해서 상기 MOB_SCN_RSP 메시지에 포함되어 있는 파라미터들, 즉 스캔 구간에 상응하게 파일럿 신호들의 CINR 스캐닝을 수행한다(1017단계).

상기 인접 기지국들로부터 수신되는 파일럿 신호들의 CINR들을 스캐닝 완료한 후 상기 이동 가입자 단말기(1000)가 현재 상기 이동 가입자 단말기(1000) 자신이 속해있는 서빙 기지국을 변경해야함을 결정하면(1019단계), 즉 상기 이동 가입자 단말기(1000)가 현재의 서빙 기지국을 기지국(1040)과 상이한 새로운 기지국으로 변경해야함을 결정하면 상기 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 서빙 기지국(1040)으로 이동 가입자 단말기 핸드오버 요청(Mobile Subscriber Station HandOver Request; 이하 'MOB_MSSHO_REQ'라 한다) 메시지를 송신한다(1021단계). 여기서, 상기 MOB_MSSHO_REQ 메시지 구조를 <표 12>에 나타내었다.

상기 <표 12>에 나타낸 바와 같이 상기 MSS_MSSHO_REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과 이동 가입자 단말기가 스캐닝한 결과를 나타내는 N_Recommended를 포함한다. 여기서, 상기 N_Recommended에는 상기 <표 12>에 나타낸 바와 같이 인접 기지국들의 식별자들과, 상기 인접 기지국들 각각에 대한 파일럿 신호의 CINR, 상기 인접 기지국들이 가입자 단말기에게 제공해줄 것으로 예상되는 서비스 레벨이 표기된다.

서빙 기지국(1040)이 상기 이동 가입자 단말기(1000)가 송신한 MOB_MSSHO_REQ 메시지를 수신하면 1023단계와 같이 MOB_MSSHO_REQ 메시지의 N_Recommeded 정보로부터 가능한 타겟 기지국 리스트 정보를 파악하게 된다. 서빙 기지국(1040)은 가능한 타겟 기지국 리스트에 속한 인접 기지국에 대해 HO_notification 메시지를 전송한다(1025단계, 1027단계). 여기서, 설명의 용이성을 위해 가능한 타겟 기지국 리스트에 속한 인접 기지국을 타겟 기지국 1(1060)과 타겟 기지국 2(1080)이라고 설정한다. 상기 서빙 기지국(1040)이 가능한 타겟 기지국들에게 전송하는 HO_notification 메시지의 구조는 <표 13>과 같다.

상기 <표 13>에 나타낸 바와 같이 상기 HO_notification 메시지는 다수의 IE들, 즉 타겟 기지국 1(1060) 혹은 타겟 기지국 2(1080)로 핸드오버를 하고자 하는 가입자 단말기의 식별자(MSS ID)와, 핸드오버를 시작할 것으로 예상되는 시간과, 상기 가입자 단말기가 새로운 서빙 기지국이 될 인접 기지국에게 요구하는 대역폭 및 상기 가입자 단말기가 제공받고자 하는 서비스 레벨 등의 정보를 가지고 있다. 상기의 가입자 단말기가 요구하는 대역폭 및 서비스 레벨은 상기 <표 12>의 MOB_MSSHO_REQ 메시지에 기록한 예상되는 서비스 레벨 정보와 동일하다.

타겟 기지국 1(1060)과 타겟 기지국 2(1080)가 상기 서빙 기지국(1040)이 전송한 상기 HO_notification 메시지를 수신하게 되면 이에 대한 응답으로 HO_notification_response 메시지를 서빙 기지국(1040)에게 송신한다(1029단계, 1031단계). 여기서 상기 HO_notification_response 메시지의 구조를 <표 14>에 나타내었다.

상기 <표 14>에 나타낸 바와 같이 상기 HO_notification_response 메시지는 다수의 IE들, 즉 타겟 기지국들로 핸드오버를 하고자 하는 가입자 단말기의 식별자(MSS ID)와, 타겟 기지국들이 상기 가입자 단말기의 핸드오버 요청을 수락할 수 있는지에 대한 응답(ACK/NACK)과, 각 타겟 기지국들에게 상기 가입자 단말기가 이동하였을 때 각 타겟 기지국들이 제공할 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨 정보를 가지고 있다.

상기 1029단계 혹은 1031단계와 같이 서빙 기지국(1040)이 타겟 기지국 1(1060)과 타겟 기지국 2(1080)로부터 상기 HO_notification_response 메시지를 수신하면, 상기 서빙 기지국(1040)은 상기 가입자 단말기(1000)가 이동하였을 때, 가입자 단말기가 요구하는 대역폭과 서비스 레벨을 제공해줄 수 있는 타겟 기지국들을 선택한다. 일례로 상기 1029단계와 같이 타겟 기지국 1은 가입자 단말기에게 낮은 수준의 서비스 레벨을 제공할 수 있다는 정보를 HO_notification_response 메시지로 전송하고, 상기 1031단계와 같이 타겟 기지국 2는 가입자 단말기에게 동일한 수준의 서비스 레벨을 제공할 수 있다는 정보를 HO_notification_response 메시지로 전송한다. 따라서 1033단계에서 서빙 기지국(1040)은 동일한 수준의 서비스 레벨을 제공해줄 수 있는 타겟 기지국 2를 선택하고, 상기 선택한 타겟 기지국 2의 HO_notification_response 메시지에 대한 응답으로 HO_notification_confirm 메시지를 전송한다. 여기서 상기 선택한 타겟 기지국들에게 전송하는 상기 HO_notification_confirm 메시지의 구조를 <표 15>에 나타내었다.

상기 <표 15>에 나타낸 바와 같이 상기 HO_notification_confirm 메시지는 다수의 IE들, 즉 선택한 타겟 기지국들로 핸드오버를 하고자 하는 가입자 단말기의 식별자(MSS ID)와, 상기 선택한 타겟 기지국들에게 상기 가입자 단말기가 이동하였을 때 타겟 기지국들로부터 제공받을 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨 정보를 표시한다.

상기 1033단계에서 타겟 기지국들을 선택한 후, 서빙 기지국(1040)은 이동 가입자 단말기(1000)에게 상기 MOB_MSSHO_REQ에 대해 핸드오버 응답(HandOver Response; 이하 'MOB_HO_RSP'라 한다) 메시지를 송신한다(1035단계). 여기서, 상기 MOB_HO_RSP 메시지 구조를 <표 16>에 나타내었다.

상기 <표 16>에 나타낸 바와 같이 상기 MOB_HO_RSP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과 핸드오버 절차를 시작할 것으로 예상되는 시간과, 서빙 기지국이 선택한 타겟 기지국들에 대한 결과를 나타내는 N_Recommended를 포함한다. 여기서 상기 N_Recommended에는 상기 <표 16>에 나타낸 바와 같이 선택한 타겟 기지국들의 식별자들과, 상기 타겟 기지국들 각각이 가입자 단말기에게 제공해줄 것으로 예상되는 서비스 레벨이 표기된다.

상기 MOB_HO_RSP 메시지를 수신한 후, 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 서빙 기지국(1040)이 송신한 MOB_HO_RSP 메시지가 제공해준 N_Recommended 정보에 의해 이동하게 될 타겟 기지국을 선택한다. 상기 타겟 기지국을 선택한 후, 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 서빙 기지국(1040)에게 MOB_HO_RSP 메시지에 대한 응답인 MOB_HO_IND 메시지를 송신한다(1037단계). 여기서, 상기 MOB_HO_IND 메시지 구조를 <표 17>에 나타내었다.

상기 <표 17>에 나타낸 바와 같이 상기 MOB_HO_IND 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과 가입자 단말기가 선택한 타겟 기지국의 식별자와, 상기 정보들 이외에 관련된 기타 정보를 나타내는 기타 정보(TLV Encoded Information)를 포함한다.

상기 MOB_HO_IND 메시지를 수신한 후, 서빙 기지국(1040)은 이동 가입자 단말기(1000)가 상기 MOB_HO_IND 메시지에 표시한 타겟 기지국으로 이동하겠다는 것을 알고 상기 이동 가입자 단말기(1000)와의 링크를 해제한다(1039단계).

상기와 같이 이동 가입자 단말기(1000)는 상기 1039단계와 같이 상기 서빙 기지국(1040)과의 링크를 해제한 후, 선택한 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 시작하게 된다.

다음으로, 도 11을 참조하여 IEEE 802.16e 시스템에서 서빙 기지국의 핸드오버 요청 과정을 설명하기로 한다.

상기 도 11은 통상적인 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 서빙 기지국의 요청에 의한 핸드오버 요청 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도로서, 특히 IEEE 802.16e 시스템에서 서빙 기지국의 요청에 의한 이동 가입자 단말기의 핸드오버 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.

상기 도 11과 같이 서빙 기지국이 자신에게 속한 이동 가입자 단말기의 핸드오버를 요청하는 경우는 상기 서빙 기지국의 로드(load)가 과다해져서 인접 기지국으로 자신의 로드(load)를 분산시키기 위한 로드 공유(load sharing)나, 상기 이동 가입자 단말기의 상향 링크 상태 변화에 대한 대응책으로 발생할 수 있다.

상기 도 11을 참조하면, 먼저 서빙 기지국(1140)은 이동 가입자 단말기(1100)로 MOB_NBR_ADV 메시지를 송신한다(1111단계). 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기(1100)는 이동 가입자 단말기(1100) 자신이 인접 기지국들로부터 수신하는 파일럿 신호들의 CINR들을 스캐닝하기를 원할 때 상기 기지국(1140)으로 MOB_SCN_REQ 메시지를 송신한다(1113단계). 여기서, 상기 이동 가입자 단말기(1100)가 스캔 요구를 하는 시점은 상기 파일럿 CINR 스캐닝 동작과 직접적인 연관이 없으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 상기 MOB_SCN_REQ 메시지를 수신한 서빙 기지국(1140)은 상기 이동 가입자 단말기(1100)가 스캔할 정보를 포함하는 MOB_SCN_RSP 메시지를 상기 이동 가입자 단말기(1100)로 송신한다(1115단계). 상기 스캐닝 정보를 포함하는 MOB_SCN_RSP 메시지를 수신한 상기 이동 가입자 단말기(1100)는 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 통해 인식한 인접 기지국들에 대해서 상기 MOB_SCN_RSP 메시지에 포함되어 있는 파라미터들, 즉 스캔 구간에 상응하게 파일럿 신호들의 CINR 스캐닝을 수행한다(1117단계).

상기 서빙 기지국(1140)이 자신에게 속해있는 상기 이동 가입자 단말기(1100)가 현재 서빙 기지국인 자신과 상이한 새로운 기지국으로 이동하기를 원하면 상기 이동 가입자 단말기(1100)와의 링크 해제 작업을 시작한다(1119단계). 상기 서빙 기지국(1140)은 인접 기지국들에게 상기 <표 13>과 같은 HO_notification 메시지를 전송한다(1121단계, 1123단계). 여기서, 설명의 용이성을 위해 서빙 기지국(1140)이 전송한 HO_notification 메시지를 수신하는 인접 기지국들을 타겟 기지국 1(1160)과 타겟 기지국 2(1180)이라고 설정한다. 또한 상기 HO_notification 메시지에는 이동 가입자 단말기의 새로운 서빙 기지국이 될 타겟 기지국이 제공해야하는 대역폭 및 서비스 레벨에 대한 정보가 들어있다.

상기 타겟 기지국 1(1160)과 타겟 기지국 2(1180)가 상기 HO_notification 메시지를 수신하게 되면 이에 대한 응답으로 HO_notification_response 메시지를 서빙 기지국(1140)에게 송신한다(1125단계, 1127단계). 상기 1125단계 혹은 1127단계에서 전송하는 HO_notification_response 메시지는 상기 <표 14>와 같이 타겟 기지국들이 상기 서빙 기지국(1140)이 요청한 핸드오버를 수행할 수 있는지의 여부(ACK/NACK)와 이동 가입자 단말기(1100)에게 제공할 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨 정보가 들어있다.

서빙 기지국(1140)이 타겟 기지국 1(1160)과 타겟 기지국 2(1180)로부터 상기 HO_notification_response 메시지를 수신하면 상기 가입자 단말기(1100)가 요구하는 대역폭과 서비스 레벨을 제공해줄 수 있는 타겟 기지국들을 선택한다. 일례로 상기 1125단계와 같이 타겟 기지국 1(1160)은 가입자 단말기에게 낮은 수준의 서비스 레벨을 제공할 수 있다는 정보를 HO_notification_response 메시지로 전송하고, 상기 1127단계와 같이 타겟 기지국 2(1180)는 가입자 단말기(1100)에게 동일한 수준의 서비스 레벨을 제공할 수 있다는 정보를 HO_notification_response 메시지로 전송한다. 따라서 서빙 기지국(1140)은 동일한 수준의 서비스 레벨을 제공해줄 수 있는 타겟 기지국 2(1180)를 선택하고, 상기 선택한 타겟 기지국 2(1180)의 HO_notification_response 메시지에 대한 응답으로 HO_notification_confirm 메시지를 전송한다(1129단계).

상기와 같이 타겟 기지국들을 선택한 후, 1131단계에서 서빙 기지국(1140)은 이동 가입자 단말기(1100)에게 MOB_HO_RSP 메시지를 송신한다. 상기 MOB_HO_RSP 메시지에는 서빙 기지국이 선택한 N_Recommended 정보 즉, 선택한 타겟 기지국들과 상기 타겟 기지국들이 이동 가입자 단말기에게 제공할 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨이 들어있다.

상기 MOB_HO_RSP 메시지를 수신하게 되면 이동 가입자 단말기(1100)는 상기 서빙 기지국(1140)에 의해 핸드오버가 요청되었다는 것을 인지하고, 상기 MOB_HO_RSP 메시지가 제공하는 N_Recommended 정보를 참고하여 핸드오버를 수행할 타겟 기지국을 선택한다. 상기 타겟 기지국을 선택한 후, 이동 가입자 단말기(1100)는 상기 서빙 기지국(1140)에게 MOB_HO_RSP 메시지에 대한 응답인 MOB_HO_IND 메시지를 송신한다(1133단계).

상기 MOB_HO_IND 메시지를 수신한 후, 서빙 기지국(1140)은 이동 가입자 단말기(1100)가 상기 MOB_HO_IND 메시지 상의 타겟 기지국으로 이동하겠다는 것을 인지하고 상기 이동 가입자 단말기(1100)와의 링크를 해제한다(1135단계).

상기와 같이 이동 가입자 단말기(1100)는 상기 1135단계와 같이 상기 서빙 기지국(1140)과의 링크를 해제한 후, 선택한 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 시작하게 된다.

상기에서는 현재 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작들과 핸드오버동작들에 대해서 설명하였다. 한편, 상기 슬립 모드 동작과 핸드오버 동작은 상술한 각각의 목적에 따라 동작되도록 구현되었으며, 상기 두 동작 간에는 상관성이 전혀 없는 실정이다. 즉, 상기 슬립 모드 동작 방안은 가입자 단말기의 전력 소모를 최대한 감소시키기 위한 방안이며, 핸드오버와 무관하게 독립적으로 제안되어 있다. 반면, 상기 핸드오버(Handover)는 상기 가입자 단말기의 이동성(mobility)과 QoS를 보장하기 위한 방안이며, 상기 슬립 모드 동작 방안과는 별개로 제안되어 있다.

그러나, 광대역 이동통신 시스템 설계에 있어서 상기 두 동작 방안들은 상황에 따라 함께 고려되어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, IEEE 802.16e 통신시스템에서 가입자 단말기는 최소한의 전력소모를 지향하면서, 동시에 상기 가입자 단말기의 이동성이 보장되어야 하기 때문이다.

상기와 같이 두가지 동작 방안을 동시에 적용하면, 상기 두 동작 방안의 개별성 때문에 여러 문제점들이 발생하게 되는데, 상기 문제점들을 설명하면 다음과 같다.

(1) 상기 가입자 단말기가 인접 셀로 이동해야 하는 경우 핸드오버 과정은 필수적으로 수반되어야 한다. 상기 가입자 단말기가 데이터통신 중에 핸드오버가 일어나게 될 경우, 데이터 트래픽의 QoS를 보장하기 위해서 핸드오버 과정은 신속하게, 즉 되도록이면 빠른 시간에 완료되어야 한다. 그러나, 만약에, 핸드오버 과정중에 슬립모드 상태로의 천이가 발생하게 되면, 핸드오버 과정은 더 지연되게 되며, 데이터 트랙픽의 QoS를 보장할 수 없게 된다. 따라서, 핸드오버 과정 중에 상기 가입자 단말기가 어웨이크 상태를 계속 유지할 수 있도록 추가적인 동작 및 그에 대한 알고리즘이 절실히 필요하다.

(2) 상기 슬립모드 상태에 있던 상기 가입자 단말기는 LISTENING INTERVAL동안, 잠시 어웨이크 상태로 깨어나 상기 기지국으로부터 데이터가 있는지 TRF_IND 메시지를 수신하여, 상기 가입자 단말기의 연결식별자(CID)가 존재하는지 확인하게 된다. 이때, 연결식별자가 존재하지 않으면, 다시 슬립모드 상태로 다시 돌입하여 기존 SLEEP INTERVAL을 두 배로 증가시키고 슬립모드 상태에 머무른다.

만약, 이때 가입자 단말기가 차량이나 기타 이동체에 의해, 인접 기지국이 관장하고 있는 셀로 이동하였다면, 그 이후에, 단말은 그 사실을 모르는 상황에서, SLEEP INTERVAL 이후의 LISTENING INTERVAL동안, 기존 상기 기지국(즉, 서빙 기지국)으로부터 데이터가 존재하는지 확인하기 위해, 다시 잠시동안 어웨이크 모드 상태로 깨어나 상기 기지국의 순방향(downlink) 신호에 동기를 시도한다.

그러나, 이미 다른 주파수 대역을 사용하는 인접 셀로 이동되어 온 상황이기 때문에, 기존의 서비스를 받던 기지국과의 모든 구성정보 및 데이터트래픽 연결 등은 더 이상 유효하지 않은 정보들로 간주되며, 이동되어 진입한 인접 셀을 관장하는 기지국과 초기화과정을 처음부터 다시 수행하여야 한다. 또한, 상기 가입자 단말기가 정상적인 핸드오버 과정없이 인접 셀로 이동되어 왔기 때문에 서비스를 제공하고 있던 상기 기존 기지국은 상기 가입자 단말기가 여전히 존재하는 것으로 인식하고 있는 상태정보의 불일치를 초래하게 된다.

따라서, LISTENING INTERVAL동안 핸드오버가 발생하지 않더라도, 차후 SLEEP INTERVAL 동안 핸드오버가 일어날 가능성이 존재하는 경우, 어웨이크 상태를 유지하기 위한 추가적인 조건 및 동작 그리고 그에 대한 알고리즘이 절실히 필요하다.

결국, 상기와 같은 다수의 문제점들이 발생함에도 불구하고 현재로서는 슬립모드 동작 방안과 핸드오버 동작 방안을 함께 고려한 적절한 동작 절차가 없는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 모드 제어 시스템에서, 핸드오버 동작 방안을 동시에 함께 고려함에 있어서, 어웨이크 상태에서 핸드오버 과정에 돌입한 경우, 상기 가입자 단말기가 상기 기지국이 요구한 슬립모드 상태천이 요구에 대해서, 이를 거부함에 있어서 필요한 동작 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 슬립 모드 제어 시스템에서, 상기 슬립모드 상태의 가입자 단말기가 핸드오버 과정없이 인접 기지국으로 이동하는 것을 막기 위해, LISTENING INTERVAL 이후 어웨이크 상태에 머무르게 하여, 핸드오버 과정을 수행하게 하기 위한 제어 방법 및 동작 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 소정의 가입자 단말기와 기지국 상호간에 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode) 상태와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode) 상태를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 가입자 단말기가 상기 슬립 모드 상태에서 상기 어웨이크 모드 상태로 천이하기 위한 방법에 있어서, 상기 슬립 모드 중 수신 신호를 모니터링하는 시구간에서 상기 기지국에 대한 신호대 잡음비를 측정하는 과정과, 상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 작을 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 천이하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 소정의 가입자 단말기와 기지국 상호간에 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode) 상태와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode) 상태를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 가입자 단말기가 상기 어웨이크 모드 상태를 유지하는 방법에 있어서, 상기 기지국에 대한 신호대 잡음비를 측정하는 과정과, 상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 어웨이크 모드를 유지하도록 어웨이크 모드 고정 상태로 설정함을 특징으로 한다.

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 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

IEEE 802.16e 통신 시스템은 IEEE 802.16a 통신 시스템에 가입자 단말기의 이동성을 고려해야 하기 때문에 결과적으로 가입자 단말기의 전력 소모는 시스템 전체의 중요한 요인으로 작용하게 된다. 따라서 상기 가입자 단말기의 전력 소모를 최소화시키기 위한 가입자 단말기와 기지국간 슬립 모드(SLEEP MODE) 동작 및 상기 슬립 모드 동작에 대응되는 어웨이크 모드(AWAKE MODE) 동작이 제안되었다. 그러나, 현재 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작 및 어웨이크 모드 동작은 핸드오프와의 관계에 따른 동작 시, 상기 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같은 2가지 문제점들을 가지고 있어 본 발명에서는 상기 2가지 문제점들을 해결하기 위해, 하기와 같은 상황에서의 핸드오버 동작을 제안한다.

1. 슬립모드 상태의 가입자 단말기에서 핸드오버 동작 적용

2. 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기에서 핸드오버 동작 적용

상기 본 발명에 따른 방법들을 설명하기에 앞서, 먼저 상기 방법들을 구현함에 있어 필수적으로 요구되는 파라미터들을 하기와 같이 새롭게 정의한다.

본 발명에 따라 제안된 파라미터들을 하기 <표 18>과 같다.

상기 <표 18>을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 파라미터들은 AWAKE_Threshold, AWAKE_CNT, MAX_AWAKE_CNT, NORMAL_CNT, MAX_NORMAL_CNT, HO_Threshold, DURATION_FOR_AWAKE, MAX_DURATION_FOR_AWAKE, DURATION_FOR_NORMAL 및 MAX_DURATION_FOR_NORMAL 이다.

상기 AWAKE_Threshold 값은 가입자 단말기가 AWAKE 상태를 유지해야 하는 것에 대한 판단 조건이 되는 CINR 임계값으로서, 현재 서비스하고 있는 서빙 기지국의 CINR이 상기 AWAKE_Threshold보다 일정 횟수 또는 일정 시간 동안 낮게 유지될 경우, 상기 가입자 단말기는 이후 상기 서빙 기지국과의 계속적인 통신이 어려울 것으로 판단하게 된다. 이에 따라 상기 가입자 단말기가 가까운 시간내에 핸드오버의 가능성이 있으므로, 어웨이크 상태를 계속 유지할 수 있도록 해 준다.

즉, 상기 서빙 기지국의 CINR이 상기 AWAKE_Threshold 보다 낮은 경우, 상기 AWAKE_CNT 값을 1씩 증가하게 되고, 반면, 상기 서빙 기지국의 CINR이 상기 AWAKE_Threshold 보다 큰 경우, 상기 AWAKE_CNT 값을 다시 0으로 설정하게 된다. 한편, 후술할 NORMAL_CNT가 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같은 경우에도 상기 AWAKE_CNT 값을 0으로 설정해 주게 된다.

상기 서빙 기지국의 CINR이 상기 AWAKE_Threshold 보다 계속 낮게 되어, 상기 AWAKE_CNT 값이 계속 증가하게 되면, 상기 서빙 기지국과 상기 가입자 단말기간의 채널 상황이 좋지 않은 경우이므로 핸드오버할 가능성이 높아지게 된다. 따라서, 상기 AWAKE_CNT 값이 증가하여 소정의 기 설정된 MAX_AWAKE_CNT 값에 도달하게 되면, 상기 가입자 단말기는 어웨이크 모드를 고정으로 설정하고, 이후 계속하여 어웨이크 모드 상태를 유지하게 된다.

이렇게 함으로써, 상기 가입자 단말기가 슬립 모드에 있더라도 상기 서빙 기지국과의 채널 환경이 계속적으로 좋지 않아 상술한 조건들을 만족하면, 언제든지 핸드오버를 할 수 있도록 어웨이크 모드를 고정시키게 된다. 본 발명에서는 상기 조건에 따라 어웨이크 모드를 계속적으로 유지시키게 되는 상태를 이하 '어웨이크 모드 고정'이라고 한다.

한편, 상기 가입자 단말기가 어웨이크 모드 고정 상태에 있을 때에라도 다시 상기 기지국과의 채널 환경이 좋아지게 되면, 상기 어웨이크 모드 고정을 해제하고 정상적인 슬립 모드에 따라 전력 낭비를 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 NORMAL_CNT 및 MAX_NORMAL_CNT의 파라미터는 상기 어웨이크 모드 고정 상태에서 상기 어웨이크 모드 고정 상태를 해제시키기 위한 조건으로서 사용된다. 상기 NORMAL_CNT는 상기 서빙 기지국의 CINR 값이 상기 AWAKE_Threshold 값보다 높거나 낮을 경우 카운트하여 값을 증가시키게 되다. 따라서, 상기 어웨이크 모드 고정 상태에서 상기 NORMAL_CNT 값이 증가하게 되면, 상기 서빙 기지국과 상기 가입자 단말기간의 채널 상황이 좋아지게 된 경우이므로 핸드오버의 가능성이 줄어들게 된다. 따라서, 상기 NORMAL_CNT 값이 증가하여 소정의 기 설정된 기준값, 즉, 상기 MAX_NORMAL_CNT 값에 도달하게 되면, 핸드오버의 가능성이 희박한 것으로 판단하여 상기 어웨이크 모드 고정 상태를 해제하게 된다. 따라서, 상기 어웨이크 모드 고정 상태가 해제되면 정상적인 절차에 따라 슬립 모드 및 어웨이크 모드가 설정된다.

또한, 상기에서 설명한 제안 방법과 유사하지만, 어웨이크 모드로의 천이를 위해 판단하는 기준으로 AWAKE_CNT와 MAX_AWAKE_CNT 및 NORMAL_CNT 와 MAX_AWAKE_CNT를 사용하였다. 그러나, 상기에서 설명한 방법과 유사하지만, 상기에서 언급한 카운트 값들 대신에, 시간으로 처리하는 방법을 제안한다.

즉, 상기 서빙 기지국의 CINR이 상기 AWAKE_Threshold 보다 낮은 경우가 유지되는 시간, 즉 DURATION_FOR_AWAKE 이 DURATION_FOR_AWAKE보다 크거나 같은 경우, DURATION_FOR_AWAKE 값은 0으로 설정해 주게 되며, 아울러, 상기 서빙 기지국과 상기 가입자 단말기간의 채널 상황이 좋지 않은 경우이므로 핸드오버할 가능성이 높아지게 된 경우이므로, 상기 가입자 단말기는 어웨이크 모드를 고정으로 설정하고, 이후 계속하여 어웨이크 모드 상태를 유지하게 된다. 상기 과정 뒤의 동작은 상기에서 제안한 방법과 동일하므로 생략한다.

한편, 즉, 상기 DURATION_FOR_NORMAL 및 MAX_DURATION_FOR_NORMAL의 파라미터는 상기 어웨이크 모드 고정 상태에서 상기 어웨이크 모드 고정 상태를 해제시키기 위한 조건으로서 사용된다. 상기 DURATION_FOR_NORMAL 은 상기 서빙 기지국의 CINR 값이 상기 AWAKE_Threshold 값보다 높은 경우가 지속되는 시간을 의미하며, 이 값이 계속해서 증가하여, 상기 MAX_DURATION_FOR_NORMAL 값에 도달하게 되면, 핸드오버의 가능성이 희박한 것으로 판단하여 상기 어웨이크 모드 고정 상태를 해제하게 된다. 따라서, 상기 어웨이크 모드 고정 상태가 해제되면 정상적인 절차에 따라 슬립 모드 및 어웨이크 모드가 설정된다. 그 외의 동작은 상기에서 제안한 방법과 동일하므로 생략한다.

본 발명에서는, AWAKE_CNT 대신에, DURATION_FOR_AWAKE를, MAX_AWAKE_CNT 대신에 MAX_DURATION_FOR_AWAKE를, NORMAL_CNT 대신에 DURATION_FOR_NORMAL을, MAX_NORMAL_CNT 대신에 MAX_DURATION_FOR_NORMAL을 사용하여, 즉, 카운트 값 개념 대신에, 경과시간을 이용한 동작방안은 카운값을 통한 동작과 동일하므로 설명을 생략한다. 따라서 하기에서 설명한 동작들은 상기에서 설명한 AWAKE_CNT, MAX_AWAKE_CNT, NORMAL_CNT, MAX_NORMAL_CNT를 사용하여 동작하는 방법을 설명할 것이다.

상기 새롭게 추가된 파라미터들에 의한 본 발명의 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

이하, 상술한 본 발명에 따른 슬립 모드 상태에서의 핸드오버 절차 및 어웨이크 모드 상태에서의 핸드오버 절차를 설명한다.

(1) 슬립모드 상태에서의 핸드오버 절차

종래 슬립모드 동작에서는 슬립모드 상태에 있는 상기 가입자 단말기가 LISTENING INTERVAL 구간에 해당될 때, 상기 LISTENING INTERVAL동안 잠깐 어웨이크 상태로 깨어나서, 상기 기지국이 상기 가입자 단말기로 전송할 데이터가 있는지를 나타내는 트래픽 지시 메시지를 수신 대기한다. 만약 상기 LISTENING INTERVAL동안 트래픽 지시 메시지를 수신하지 못하거나, 상기 트래픽 지시 메시지를 수신했다 하더라도,상기 수신한 트래픽 지시 메시지들 안에 상기 해당 가입자 단말기를 지칭하는 연결 식별자(Connection ID; CID)가 존재하지 않으면 다시 슬립모드 상태로 되돌아가게 되어있다.

한편, 만약 슬립모드로 천이한 상태에서 상기 가입자 단말기가 인접 기지국이 관장하고 있는 인접 셀로 핸드오버할 가능성이 있다면, 본 발명에 따라 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 모드로 되돌아가지 말고 핸드오버 과정을 통해 신속히 인접 셀로 핸드오버가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위해 본 발명에서는 종래 슬립모드 동작의 LINSTENING INTERVAL동안 상기 기지국으로부터 수신할 데이터가 존재하지 않는 경우(즉, 트래픽지시 메시지를 수신하지 못하거나, 수신했다 하더라도 상기 기지국을 지칭하는 연결식별자가 존재하지 않는 경우), 상기 슬립모드 상태로 다시 되돌아가지 않고 핸드오버 상황인지 여부를 판단한다.

상기 판단 방법은 상기 기지국으로부터 수신되는 신호 세기를 나타내는 CINR을 값을 측정하여 CINR 값 레벨이 상기 <표 18>의 HO_THRESHOLD보다 낮아서 핸드오버가 이루어져야 하는 경우 또는 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT값보다 크거나 같아서, 핸드오버가 일어날 가능성이 감지되면 어웨이크 상태로 천이하여 핸드오버에 능동적으로 대처하게 된다.

한편, IEEE 802.16e 통신시스템에서 가입자 단말기와 기지국과의 데이터 통신은 무선으로 이루어지며, 또한 가입자 단말기가 이동하는 있는 상황에서 측정된 CINR 값은 시간에 따라 잦은 변화를 가질 수 있다. 다시 말해, 상기 CINR 값이 일시적으로 나쁘다가도 다시 좋아지기도 한다. 그러므로, CINR이 일시적으로 나빠진 상황인지, 아니면 핸드오버를 수행하기에 앞서서 상기 기지국과 상기 가입자 단말기 사이의 거리가 멀어지면서 인접 기지국의 신호세기(핸드오버가 일어나기 전까지는 간섭(Interference) 성분임)가 커지고 있는지를 파악하게 된다.

이때, 상기 단말기가 처한 상황을 파악하기 위해 상기 <표 18>에서 제안한 AWAKE_Threshold, AWAKE_CNT 및 MAX_AWAKE_CNT값을 이용한다. 따라서, 상기 가입자 단말기가 측정한 CINR 값이 상기 AWAKE_Threshold보다 작으면, AWAKE_CNT를 증가시키고, AWAKE_Threshold보다 크면, AWAKE_CNT = 0으로 리셋한다. 또한, 상기 AWAKE_CNT는 LISTENING INTERVAL이 시작될 때마다 0으로 리셋시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 AWAKE_CNT 값이 증가하는 것은 측정된 서빙 기지국의 CINR 값이 연속적으로 AWAKE_Threshold보다 작은 경우를 의미하게 되는데, 이때 상기 AWAKE_CNT 값이 MAX_AWAKE_CNT보다 크거나 같게 되면, 이는 핸드오버가 일어날 가능성이 높은 상태이므로, 종래 슬립모드 동작 방안처럼 슬립모드 상태로 다시 되돌아가는 것은 비효율적이며, 대신에 어웨이크 상태로 천이하여 계속해서 CINR을 측정하여 CINR 값이 HO_Threshold 보다 떨어지는지, 즉 핸드오버 과정에 돌입해야 하는지를 체크하는 것이 바람직하다.

상기에서 언급한 서빙 기지국의 CINR과 AWAKE_Threshold와의 비교에서 일단, AWAKE_CNT 값이 0이 아닌 값이 되었을 경우, 상기 서빙 기지국의 CINR이 AWAKE_Threshold보다 높은 경우가 일회적으로 발생하였다고 하더라도, 실제 채널 환경이 정상 상태로 되돌아왔다고 말할 수 없는 경우가 있다.

즉, 상기와 같은 경우에 대처하도록 하기 위하여, 상술한 NORMAL_CNT 및 MAX_NORMAL_CNT를 이용한다. 일단, 상기 서빙 기지국의 CINR이 AWAKE_Threshold보다 높은 경우에는 상기 NORMAL_CNT를 증가시키고, 상기 서빙 기지국의 CINR이 AWAKE_Threshold보다 낮은 값이 발생하는 경우에는 NORMAL_CNT를 0으로 설정한다. 그런다음, NORMAL_CNT가 계속 증가하여 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같은 경우가 발생한 경우, 상기 서빙 기지국의 CINR이 정상적인 통신이 가능할 정도로 안정화되었다고 판단하여, 상기 AWAKE_CNT를 0으로 설정하게 된다. 아울러 상기 서빙 기지국의 CINR이 낮음으로 인해 설정되었던 변수를 정상상태로 설정한다. 또한, 필요한 경우에는 상기 MAX_NORMAL_CNT를 1로 설정하여, 상기 서빙 기지국의 CINR이 AWAKE_Threshold보다 큰 경우가 발생하면 바로 AWAKE_CNT를 0으로 설정하도록 하는 것이 가능하다.

또한, 상기에서 언급한 바와 같이 상기 LISTENING INTERVAL동안 상기 가입자 단말기는 상기 서빙 기지국의 CINR을 소정의 측정 주기에 따라 계속해서 측정하도록 되어 있지만, 상기 LISTENING INTERVAL이 경과되는 시점에도 상기 CINR 값이 AWAKE_Threshold 보다 작은 값을 가지고 있는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 상기와 같은 상황은 상기 기지국과의 통신 환경이 열악한 상황이며, 핸드오프를 미리 준비해야 하는 상황으로 간주될 수 있으므로, 상기 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT보다 작은 경우라 하더라도, 상기 측정한 서빙 기지국의 CINR 값이 AWAKE_Threshold 보다 클 때까지 계속해서 측정해야 한다.

만약, 계속 측정한 서빙 기지국의 CINR 값이 상기 AWAKE_Threshold 보다 큰 경우가 발생하여, 상기 NORMAL_CNT가 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같게 된다면, 상기 가입자 단말기가 SLEEP_INTERVAL 구간에 존재하는 경우 다시 슬립모드 상태로 천이하며, 다음 LISTENING INTERVAL이 시작하는 구간에서 다시 상기 CINR을 측정하게 된다. 반면, 상기 상황에 의해 LISTENING INTERVAL부터 측정된 CINR이 AWAKE_Threshold보다 작은 경우가 연속적으로 발생하여, SLEEP INTERVAL 구간에서 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT보다 큰 경우가 발생하게 되면, 상기에서 언급한 바와 같이 핸드오버가 일어날 가능성이 높은 상태이므로, SLEEP INTERVAL 구간이지만 어웨이크 상태로 천이하고, 상기 어웨이크 상태를 계속 유지하여 서빙 기지국의 CINR을 측정한다.

또한, 상기 가입자 단말기는 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR값이 핸드오버를 수행해야 할 정도로 낮아진다면, 어웨이크 상태로 천이하여, 핸드오버 과정을 신속히 수행한다. 여기서 핸드오버 과정을 수행할 정도로 CINR 값이 낮아졌는지를 파악하기 위한 값으로 상술한 HO_Threshold를 제안한다.

한편, 이상 슬립 모드 상태에서 핸드오버 가능한 환경이 조성된 경우를 설명하였으며, 어웨이크 모드 상태에서의 동작 방안은 후술하기로 한다.

상술한 슬립모드 상태에서의 동작방안을 도 12 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명한다. 후술할 동작 설명들은 MAX_NORMAL_CNT를 1로 설정된 것으로 가정하고 설명하며, 상기 MAX_NORMAL_CNT가 1보다 큰 값으로 설정된 경우는 이후 제2 실시예에 따른 방법 설명에서 상세히 설명한다.

먼저, 도 12를 참조하여 슬립 모드에서의 핸드오버 과정을 설명한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 단말기의 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR 값에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 12를 참조하면, 상기 가입자 단말기는 LISTENING INTERVAL동안 주기적으로 서빙 기지국의 CINR을 측정하고, 상기 측정된 CINR 값이 HO_Threshold보다 낮아질 경우 어웨이크 상태로 천이하여 신속히 핸드오버 과정을 수행하는 것을 보이고 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 가입자 단말기는 슬립 모드 상태에 있으며, 상술한 바에 따라 상기 슬립 모드 상태에서는 소정의 시간의 SLEEP INTERVAL 및 LISTENING INTERVAL 구간이 반복되며, 상기 LISTENING INTERVAL에서 상기 가입자 단말기는 서빙 기지국으로부터 자신에게 전송되는 메시지가 있는 지 확인하게 된다. 또한, 본 발명에 따라 상기 가입자 단말기는 상기 LISTENING INTERVAL 동안 상기 서빙 기지국의 CINR을 주기적으로 측정하게 된다.

따라서, 상기 슬립모드 상태의 상기 가입자 단말기는 상기 SLEEP INTERVAL(1211)동안 슬립모드 상태에 머물러 있다가, LISTENING INTERVAL(1213)이 시작되면, 잠시동안 어웨이크 상태로 천이하여 상기 서빙 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 나타내는 CINR(1219) 값을 LISTENING INTERVAL(1213)동안 주기적으로(1225) 측정한다.

만약, 상기 측정된 서빙 기지국의 CINR(1219) 값이 AWAKE_Threshold(1225) 보다 낮게 되면, 상기 AWAKE_CNT(1227) 값을 1만큼 증가시킨다. 반면, 상기 서빙 기지국의 CINR(1219) 값이 상기 AWAKE_Threshold(1225)보다 높은 경우 상기 AWAKE_CNT 값을 0으로 초기화시킨다.(여기서는, MAX_NORMAL_CNT = 1로 설정된 경우이다.)

한편, 상기 LINSTENING INTERVAL동안 마지막으로 측정한 CINR이 AWAKE_Threshold(1225)보다 작은 경우, 상기 LISTENING INTERVAL이 끝나고 SLEEP_INTERVAL이 시작된다고 하더라도, 핸드오프 상황을 대비하여, 상기 SLEEP INTERVAL 구간에서 계속해서 서빙 기지국의 CINR값을 측정한다. 이때, 상기 서빙 기지국의 CINR이 AWAKE_Threshold값보다 큰 경우가 발생하면, 아직 SLEEP INTERVAL 구간이므로 슬립모드 상태로 다시 되돌아간다(1235).

상기 가입자 단말기는 다시 SLEEP INTERVAL(1215)를 거쳐 LISTENING INTERVAL(1217)동안 다시 CINR(1219)을 측정을 계속하게 된다. 한편, 상기 측정된 CINR(1219) 값이 HO_Threshold보다 낮은 경우가 발생하게 되면(1229), 이는 더이상 상기 기지국과 통신을 하기 어려운 상황으로 판단하여, 인접 기지국으로의 핸드오버를 위해, 현재 슬립 모드 상태의 조건임에도 불구하고 어웨이크 상태로 천이하여(1235), 상기 기지국에 MOB_SSHO_REQ 메시지를 전송을 시작으로 하는 핸드오버 과정(1233)을 신속히 수행한다.

다음으로 도 13을 참조하여 슬립 모드 상태에서 핸드오버가 일어날 가능성이 있는 상태가 됨에 따라 어웨이크 모드로 천이하는 과정을 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버를 위해 가입자 단말기의 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR 값에 따른 어웨이크 모드 상태로 천이하는 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 13을 참조하면, 상기 가입자 단말기가 LISTENING INTERVAL동안 주기적으로 서빙 기지국의 CINR을 측정하여, 상기 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 낮은 경우가 연속적으로 발생하게 되면, 핸드오버가 일어날 가능성이 놓은 상태로 간주하게 된다. 이때, 상기 가입자 단말기는 어웨이크 상태로 천이하여, 계속해서 CINR을 측정하여야 한다. 상기 어웨이크 과정에서의 동작방안은 하기에서 자세히 설명하므로 여기서는 생략하기로 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 슬립모드 상태의 상기 가입자 단말기는 SLEEP INTERVAL(1311)동안 슬립모드 상태에 머물러 있다가, LISTENING INTERVAL(1313)이 시작되면, 잠시동안 어웨이크 상태로 천이하여 상기 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 나타내는 CINR(1319) 값을 LISTENING INTERVAL(1313)동안 주기적으로(1325) 측정한다. 이때, 상기 LISTENING INTERVAL(1313) 동안 측정된 AWAKE_CNT(1321)는 2 또는 1이 되고 있으므로, 기 설정된 MAX_AWAKE_CNT 값보다 작은 경우이기 때문에, 상기 가입자 단말기가 기지국과의 무선 통신환경이 일시적으로 나빠진 것으로 간주하여 종래 슬립모드 동작모드처럼 다시 슬립모드 상태(1315)로 되돌아 간다.

한편, 상기 가입자 단말기는 다시 SLEEP INTERVAL(1315)를 거쳐 LISTENING INTERVAL(1317)동안 다시 서빙 기지국의 CINR을 측정을 계속한다. 상기 측정 결과 서빙 기지국의 CINR(1319) 값이 상기 AWAKE_Threshold(1321)보다 낮은 경우가 연속적으로 발생하여, 상기 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT보다 크거나 같은 경우가 발생하면(1327), 이는 핸드오버가 일어날 가능성이 큰 경우이므로, 어웨이크(1331) 모드로 즉시 천이하게 된다. 이후, 상기 가입자 단말기는 상기 서빙 기지국의 CINR을 계속하여 측정하며, 앞으로 일어날지 모를 핸드오버에 능동적으로 대처한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버를 고려한 가입자 단말기가 종래 슬립모드동작처럼 어웨이크 모드 상태로 천이하는 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 14를 참조하면, 상기 가입자 단말기가 LISTENING INTERVAL동안 주기적으로 서빙 기지국의 CINR을 측정하여, 그 값들이 상술한 바와 같은 어웨이크 상태로 천이할 조건이 발생하지는 않지만, 종래 슬립모드 동작처럼 트래픽지시메시지를 수신할 경우, 어웨이크 상태로 천이할 수 있음을 보여준다. 즉, 상술한 도 12 및 도 13에 따라 슬립 모드 상태에서 소정 조건을 만족할 경우 어웨이크 모드로 천이될 수 있으며, 종래의 방법에서와 같이 상기 슬립 모드 구간동안 트래픽 지시 메시지를 수신하여 어웨이크 모드로 천이될 수도 있다. 따라서, 기존의 슬립모드 동작과 이상없이 호환이 됨을 알 수 있다.

이상 상기 도 12 내지 14를 참조하여 슬립 모드 상태에서 주기적으로 측정된 서빙 기지국의 CINR 값의 변화에 따라서 어웨이크 모드로 천이되는 방법을 설명하였다. 이하, 도 15를 참조하여 상술한 방법에 따라 상기 가입자 단말기가 동작하는 절차를 설명한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 슬립모드 상태의 가입자 단말기가 핸드오버를 고려하여 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR에 의해 어웨이크 모드 상태 천이과정을 도시한 순서도이다.

상기 도 15를 참조하면, 1511단계에서 가입자 단말기는 슬립모드 상태에 이미 머무르고 있는 상태이며 1513단계로 진행한다. 상기 1513단계에서 상기 가입자 단말기는 SLEEP INTERVAL 구간인지, 즉 슬립모드 상태에 더 머물러야 하는지를 검사한다. 상기 검사 결과 SLEEP INTERVAL 구간이 아닌 것으로 검출되면 1517단계로 진행한다. 만약 1513단계에서 SLEEP INTERVAL구간이 검출되면 1515단계로 진행한다. 상기 1515단계에서 여전히 슬립 모드 상태로 유지하고 다시 1513단계로 되돌아간다.

상기 1517단계에서 LISTENING INTERVAL이 시작된 것으로 판단하고 AWAKE_CNT를 0으로 초기화한 다음 1519단계로 진행한다. 상기 1519단계에서 서빙 기지국과의 CINR을 측정한 후 1521단계로 진행한다. 상기 1521단계에서 상기 단말기는 상기 1519단계에서 측정한 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 작으면 1523단계로 진행한다. 상기 검사결과 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 크거나 같으면, 즉 상기 가입자 단말기와 기지국 사이의 통신상태가 양호함을 의미하므로 1531단계로 진행한다.

상기 1531단계에서 AWAKE_CNT를 0으로 초기화하여 1535단계로 진행한다. 상기 1535단계에서는 현재 시간 구간이 LISTENING INTERVAL 구간인지 검사한다. 상기 검사 결과 LISTENING INTERVAL 구간이면 상기 기지국으로부터 수신할 데이터가 있는지 확인하기 위해 1537단계로 진행한다. 상기 검사 결과, LISTENING INTERVAL 구간이 아니면 다시 슬립모드로 천이해야 하므로, 1513단계로 진행한다.

한편, 상기 1537단계에서 트래픽 지시 메시지를 수신하였는지를 검사하고. 상기 검사 결과 상기 트래픽 지시 메시지를 수신한 경우 1539단계로 진행한다. 상기 1537단계에서 상기 트래픽 지시 메시지를 수신하지 않은 경우에는 1519단계로 되돌아가 다시 CINR을 측정한다. 상기 1539단계에서는 상기 1537단계에서 수신한 트래픽지시 메시지로부터 연결식별자를 추출하여 상기 가입자 단말기를 지칭하는 연결 식별자(CID)가 존재하는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 연결 식별자가 존재하면 어웨이크 상태로 천이해야 하므로, 1541단계로 진행한다. 반면, 1539단계에서 검사 결과 연결식별자가 존재하지 않으면 1519단계로 진행하여 다시 CINR을 측정한다.

한편, 상기 1523단계에서는 트래픽 지시 메시지를 수신하는지를 검사하고, 상기 트래픽 지시 메시지를 수신한 경우 1525단계로 진행한다. 상기 1525단계에서 트래픽 메시지 내의 CID를 추출하여 해당 가입자 단말기를 지칭하는 가입자 단말기 연결식별자가 존재하는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 연결 식별자가 존재하면 상기 기지국이 상기 가입자단말로 전송할 데이터가 있는 경우이므로 1541단계로 진행한다. 상기 검사 결과 상기 가입자 단말기 연결식별자가 존재하지 않는 경우 1527단계로 진행한다.

상기 1523단계에서는 트래픽 지시 메시지를 수신하지 않은 경우라 할지라도 1527단계로 진행하여 상기 1519단계에서 측정한 CINR을 HO_Threshold와 비교한다. 상기 비교 결과, 상기 CINR이 상기 HO_Threshold 보다 작은 경우, 핸드오버를 신속하게 처리하기 위해 1541단계로 진행한다.

한편, 상기 비교 결과, 상기 CINR이 HO_Threshold보다 큰 경우, CINR이 AWAKE_Threshold 보다 작은 경우에만 핸드오버 하기 때문에 1529단계로 진행한다. 따라서, 1529단계에서 AWAKE_CNT 값을 1 만큼 증가시킨 후 1533단계로 진행한다. 상기 1533단계에서 AWAKE_CNT 값이 MAX_AWAKE_CNT보다 작은 경우는 1519단계로 진행하여 다시 새로운 CINR을 측정한다. 한편, 상기 검사 결과 AWAKE_CNT 값이 MAX_AWAKE_CNT 값보다 크거나 같으면, 핸드오버가 발생할 가능성이 높기 때문에 1541단계로 진행한다. 1541단계에서 어웨이크 상태로 천이하고 종료한다.

이상, 도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따라 슬립 모드 상태에서 핸드오버 가능한 상황이 발생함에 따라 어웨이크 모드로 천이시키는 방법들을 설명하였다. 이하, 도 16 내지 도 20을 참조하여 본 발명에 따라 어웨이크 모드 상태에서 핸드오버 가능한 상황이 발생함에 따라 어웨이크 모드를 유지시키는 방법들을 설명한다.

(2) 어웨이크 모드 상태에서의 핸드오버 절차

종래의 슬립모드 동작에서는 어웨이크 모드 상태의 상기 가입자 단말기는 어웨이크 상태에서 상기 기지국으로부터 강제 슬립 응답(Unsolicited Sleep Response; 이하, 'Unsolicited SLP-RSP'라 한다.) 메시지를 수신하면 슬립모드 상태로 천이하게 된다. 만약 어웨이크 상태에서, 상기 가입자 단말기가 인접 기지국이 관장하고 있는 인접 셀로 핸드오버할 가능성이 있다면, 상기 기지국이 상기 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 상기 가입자 단말기로 보낸다 하더라도 신속한 핸드오버를 위해, 슬립모드 상태로 천이하지 않고 어웨이크 상태를 유지하여야 한다.

이를 위해 본 발명에서는 종래와 같이 어웨이크 모드 상태에서 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 수신했을 때 무조건 슬립모드 상태로 천이하는 대신에 상기 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 나타내는 CINR을 값을 측정하여 CINR 값 레벨이 상기 <표 18>의 HO_THRESHOLD보다 낮아서 핸드오버가 이루어져야 하는 경우 또는 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT값보다 같거나 커서, 핸드오버가 일어날 가능성이 감지되면 상기 어웨이크 상태를 고정시켜 핸드오버에 능동적으로 대처하게 된다.

또한, AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT보다 작다고 하더라도, NORMAL_CNT를 사용하여 단말기가 핸드오버를 위해 채널을 감시하여, 핸드오버를 위한 감시상태를 해지해도 되는지의 여부를 결정할 수 있고, 이에 따른 슬립모드로의 변경을 설정할 수 있도록 한다.

상기에서 설명한 바와 같이, IEEE802.16e 통신시스템에서 가입자 단말기와 기지국과 데이터 통신은 무선으로 이루어지며, 또한 가입자 단말기가 이동하는 있는 상황에서 측정된 CINR 값은 시간에 따라 잦은 변화를 가질 수 있다. 다시 말해, CINR 값이 일시적으로 나쁘다가도 다시 좋아지기도 한다. 그러므로, 상기 가입자 단말기가 측정한 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 작으면, AWAKE_CNT를 증가시키고 1회 이상의 연속적으로 AWAKE_Threshold보다 큰 경우가 검출되어, NORMAL_CNT가 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같으면 AWAKE_CNT = 0으로 리셋한다. 상기 AWAKE_CNT 값이 증가하는 것은 측정한 CINR 값이 일정한 시간 이내에서 반복하여 AWAKE_Threshold보다 작은 경우를 의미하게 되는데, 이러한 경우 상기 AWAKE_CNT 값이 MAX_AWAKE_CNT보다 크거나 같게 되면, 이는 핸드오버가 일어날 가능성이 높은 상태이므로, 어웨이크 상태로 고정시켜 계속해서 CINR을 측정하여 CINR 값이 HO_Threshold 보다 떨어지는지(즉, 핸드오버 과정에 돌입해야 하는지)를 체크해야 한다.

한편, 어웨이크 모드 상태에서의 구체적인 동작방안에 대해서 설명하기 앞서, 어웨이크 모드 상태가 고정이 되었음을 상기 기지국에게 알려야 할 때 사용 할 메시지를 하기 <표 19>와 같이 새롭게 정의한다.

상기 AWAKE_LOCK_STATE_IND 메시지(즉, 어웨이크 고정 상태 지시 메시지)는 상기에서 설명한 바와 같이, 가입자 단말기가 핸드오버가 발생할 가능성이 높은 상태이기 때문에 어웨이크 상태를 고정하였다는 정보를 상기 기지국에게 알리기 위해 사용된다. 또한, 어웨이크 상태가 고정되어 있는 상태에서 상기 기지국이 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 송신하였을 때, 상기 가입자 단말기가 어웨이크 상태에 고정되어 있다는 정보로 응답할 때 사용된다. 반대로, 어웨이크 상태 고정이 해제될 때도 이를 상기 기지국으로 알리기 위해 사용된다.

상기 어웨이크 상태의 고정 및 이의 해지가 빈번히 발생하는 경우에는 AWAKE_LOCK_STATE_IND를 Unsolicited SLP_RSP를 수신하였을 때에만 전송하도록 제한할 수도 있다.

이하, 어웨이크 상태에서의 동작방법에 대해서 도 16 내지 도 18을 참조하여 상세히 설명한다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태인 가입자 단말기의 주기적으로 측정한 CINR 값에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 16을 참조하면, 상기 가입자 단말기가 어웨이크 모드 상태에서 주기적으로 CINR을 측정하여, 그 값이 HO_Threshold보다 낮아져 신속히 핸드오버 과정을 수행하는 것을 보이고 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 어웨이크 상태의 가입자 단말기는 어웨이크 모드 상태에서(1611) 상기 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 나타내는 CINR(1613) 값을 주기적으로(1619) 측정한다. 만약 측정된 CINR(1613) 값이 AWAKE_Threshold(1615) 보다 낮게 되면(1623), AWAKE_CNT(1621) 값을 1만큼 증가시킨다. 만약 측정된 CINR(1613) 값이 AWAKE_Threshold(1615)보다 크거나 같으면(1627), AWAKE_CNT는 0으로 초기화된다(1629). 만약 주기적으로 측정된 CINR(1613) 값이 HO_Threshold(1617)보다 낮으면(1631), 더 이상 상기 기지국과 통신을 하기 어려운 상황으로 판단하여, 인접 기지국으로의 핸드오버를 위해, 상기 기지국에 MOB_SSHO_REQ 메시지를 전송을 시작으로 하는 핸드오버 과정(1633)을 신속히 수행한다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 핸드오버를 위해 가입자 단말기의 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR 값에 따른 어웨이크 모드 상태 고정하는 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 17을 참조하면, 상기 어웨이크 상태의 가입자 단말기가 주기적으로 CINR을 측정하여, 그 값이 AWAKE_Threshold보다 낮은 경우가 일정 수 이상으로 연속적으로 발생하여, 핸드오버가 일어날 가능성이 높은 상태로 간주하고 어웨이크 모드 상태를 고정하는 과정을 보이고 있다. 상기 어웨이크 상태가 고정되는 것은 핸드오버가 발생할 가능성이 높아진 상태를 의미하기 때문에 상기 가입자 단말기는 기지국으로부터 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 수신한다해도 이를 거부하여야 한다.

상기 어웨이크 모드 상태에서 어웨이크 모드 상태 고정으로 변경되거나, 반대로 어웨이크 모드 상태 고정에서 어웨이크 모드 상태로 변경되면 이를 상기 기지국으로 알리기 위해 상기 <표 19>에서 상술한 상기 AWAKE_LOCK_STATE-IND 메시지를 사용한다. 즉, 상기 어웨이크 모드 상태(1719)의 가입자 단말기는 상기 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 나타내는 CINR(1725) 값을 주기적으로(1731) 측정한다.

상기 주기적으로 측정한 CINR(1725) 값이 AWAKE_Threshold(1727)보다 낮은 경우가 연속적으로 발생하여, AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT에 도달할 경우(1733), 이는 핸드오버가 일어날 가능성이 큰 경우이므로, 어웨이크 상태를 고정하며(1721) 이를 상기 기지국으로 AWAKE_LOCK_STATE-IND 메시지(1713)를 통해 알린다.

상기 어웨이크 상태 고정 모드에서는 기지국이 Unsolicited SLP-RSP 메시지(1711)를 통해, 상기 가입자 단말기를 강제로 슬립모드로 천이시키려고 해도 이를 거부하게 되며, 상기 거부의 의사는 상기 AWAKE_LOCK_STATE-IND 메시지(1715)을 통해 알린다. 한편, 이후 계속해서 주기적으로 측정한 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 크거나 같은 경우가 발생하면(1735) 어웨이크 상태 고정(1721)은 일반적인 어웨이크 상태(1723)으로 변경되며, 이를 상기 기지국으로 AWAKE_LOCK_STATE_IND 메시지(1717)를 통해 알린다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버를 고려한 가입자 단말기가 종래 슬립모드 동작처럼 슬립모드 상태로 천이하는 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 18을 참조하면, 상기 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 주기적으로 CINR을 측정하여, 그 값들이 어웨이크 상태로 천이할 조건이 발생하지 않지만, 종래 슬립모드 동작처럼 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 수신하여 슬립모드 상태로 천이하는 것을 보여준다. 이로써, 기존의 슬립모드 동작과 호환됨을 알 수 있다.

즉, 상기 단말기가 어웨이크 모드 상태(1825)에 있을 경우, 상기 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 수신하게 되면, 종래 기술에 따라 슬립 모드로 천이된다. 이때, 상기 상기 어웨이크 모드 또는 상기 슬립 모드의 LISTENING INTERVAL 구간(1815, 1819 및 1823) 동안에는 상술한 바와 같이 본 발명에 따라 서빙 기지국의 CINR을 측정하고, 상기 측정된 CINR 값에 따라 핸드오버 상황을 판단한다.

상기 도 16 내지 도 18에서는 어웨이크 모드 상태에서의 본 발명을 구현하는 방법을 설명하였다. 이하 도 19 및 도 20을 참조하여 상기 단말기가 상기 방법을 수행하는 절차를 설명한다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 핸드오버를 고려하여 슬립 모드 천이에 대한 상태 변화시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

상기 도 19를 참조하면, 1911단계에서 가입자 단말기는 어웨이크 상태에 이미 머무르고 있는 상태이며 1913단계로 진행한다. 상기 1913단계에서 기지국과의 CINR을 측정한 후 1915단계로 진행한다. 상기 1915단계에서, 상기 1913단계에서 측정한 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 작으면 1917단계로 진행한다.

상기 검사결과 CINR 값이 AWAKE_Threshold보다 크거나 같으면, 즉 상기 가입자 단말기와 기지국 사이의 통신상태가 양호함을 의미하면서 1929단계로 진행한다. 상기 1929단계에서 AWAKE_CNT를 0으로 초기화하여 1931단계로 진행한다. 상기 1931단계에서 가입자 단말기 상태가 어웨이크 모드 고정상태인지를 검사한다. 상기 검사 결과 어웨이크 모드 고정상태이면 단계 1933로 진행한다.

상기 1933단계에서 가입자 단말기 상태를 일반적인 어웨이크 모드 상태로 전환한 후 1935단계로 진행한다. 1935단계에서 어웨이크 모드 고정상태에서 어웨이크 모드 상태로 전환되었음을 상기 기지국에게 알리기 위해, AWAKE_STATE_LOCK-IND 메시지를 전송한 후 1937단계로 진행한다.

한편, 상기 1917단계에서 기측정된 CINR이 HO_Threshold 보다 작은 값인지를 검사한다. 상기 결과 CINR이 HO_Threshold 보다 작은 값을 가지는 경우, 신속한 핸드오버 완결을 위해 1919단계로 진행한다. 상기 1919단계에서 핸드오버 과정을 시작하면서 1913단계로 다시 되돌아가서 기지국과의 CINR을 측정한다.

반면, 상기 1917단계에서 CINR이 HO 임계치보다 큰 경우 1921단계로 진행한다. 상기 1921단계에서 핸드오버 발생 가능성을 결정짓는 파라미터인 AWAKE_CNT 값을 1만큼 증가시킨 후 1923 단계로 진행한다. 상기 1923단계에서 AWAKE_CNT 가 MAX_AWAKE_CNT보다 적은지 여부(즉, 아직 핸드오버가 발생할 가능성이 적은지 여부)를 검사한다.

한편, 상기 검사 결과 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT보다 작은 경우 1937단계로 진행한다. 반면, 만약 상기 검사 결과 AWAKE_CNT가 MAX_AWAKE_CNT보다 큰 경우에는 핸드오버가 발생할 가능성이 높은 상태이므로 1925단계로 진행한다. 상기 1925단계에서 기지국의 슬립모드 천이로의 요구가 배제된 원활한 핸드오버를 위해, 가입자 단말기 상태를 어웨이크 모드 고정상태로 설정한 후 1927단계로 진행한다. 상기 1927단계에서 가입자 단말기의 상태가 어웨이크 모드 상태에서 어웨이크 모드 고정상태로 변경되었음을 상위기지국으로 알리기 위해 AWAKE_STATE_LOCK-IND 메시지를 상기 기지국으로 전송한 후 상기 1937단계로 진행한다.

상기 1937단계에서 상기 기지국으로부터 가입자 단말기의 슬립모드로의 천이를 요구하는 의미의 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 수신하였는지를 검사한다. 상기 검사 결과, 상기 Unsolicited SLP-RSP 메시지를 수신하였으면 1939단계로 진행하고, 상기 메시지를 수신하지 못하였을 경우에는 상기 1913단계로 되돌아가서 기지국과의 CINR을 다시 측정한다.

상기 1939단계에서는 가입자 단말기 상태가 어웨이크 모드 고정 상태인지 검사한다. 상기 검사 결과, 어웨이크 모드 고정 상태일 경우에는 핸드오버가 발생할 가능성이 높은 상태에서 상기 기지국이 상기 가입자 단말기의 슬립 모드로의 천이를 요구하는 상태이다. 따라서, 상기 가입자 단말기는 상기 슬립 모드로의 천이를 거부해야 하므로 1941단계로 진행한다. 상기 1941단계에서 AWAKE_STATE_LOCK-IND 메시지를 상기 기지국으로 전송한 후에는 상기 1913단계로 되돌아가서 기지국과의 CINR을 다시 측정한다.

한편, 1939단계에서 가입자 단말기 상태가 일반적인 어웨이크 모드인 경우에는 종래의 슬립모드 동작방안과 동일하므로 1943단계로 진행하여 슬립모드로 상태천이하고, 1945단계에서 종료한다.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 핸드오버를 고려하여 슬립모드변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

상기 도 20을 참조하면, 어웨이크모드 상태의 가입자 단말기는 핸드오버를 고려하여 주기적으로 측정한 CINR에 의해 어웨이크 모드 고정 상태로 천이하게 된다. 이때, 상기 도 19의 1927단계와 1935단계와 달리 어웨이크 모드 고정상태의 천이에 따른 기지국으로의 메시지 송신은 수행하지 않고, 2037단계에서 Unsolicited SLP_RSP를 수신하였는지 판단하고, 2039단계에서 어웨이크 모드 고정의 상태인지 판단하여 해당의 경우, AWAKE_STATE_LOCK-IND메시지를 전송한다.

한편, 상기 도 20에서는 2013단계에서 Unsolicited SLP_RSP를 수신하고, 2039단계에서 어웨이크모드 고정의 상태가 아니라고 하더라도, 2047단계에서 AWAKE_CNT가 0인지를 판단하여 AWAKE_CNT가 0이 아닌 경우는 단계 2013으로 이동하여 CINR을 계속 측정하도록 하였고, AWAKE_CNT가 0으로 판단되었을 때만, 2049단계에서 슬립모드로 상태천이하도록 한다.

이상으로 본 발명에 따른 슬립 모드 및 어웨이크 모드에서의 핸드오버 상태 발생에 따른 각각의 방법 및 절차를 상세히 설명하였다. 이하, 도 21 내지 도 23을 참조하여 상기 상술한 절차들에 NORMAL_CNT 및 MAX_NORMAL_CNT를 적용한 경우의 실시예들을 설명한다.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 슬립모드 상태의 가입자 단말기에서 반복검출에 따른 정상상태 복원을 포함한 핸드오버를 고려하여 어웨이크 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

상기 도 21은 상술한 도 15의 실시 예에서 NORMAL_CNT와 MAX_NORMAL_CNT를 적용한 경우이다. 상기 도 21의 2137단계에서 사용되는 MAX_CNT1은 MAX_NORMAL_CNT와 동일한 값이다. 상기 도 21에서 도 15와 달리 추가되는 단계들은 모두, 상기 CINR이 AWAKE임계치보다 큰 경우, 상기 NORMAL_CNT를 증가시키거나, 상기 CINR이 AWAKE임계치보다 작은 경우 NORMAL_CNT를 0으로 다시 설정하는 경우이다.

또한, 상기 NORMAL_CNT가 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같은지 검사하여, 해당 상태가 되는 경우, 단말기가 정상상태로 되돌아 올 수 있도록 관련 변수들을 설정해주는 경우이다. 상기 도 21의 2113단계에서 LISTENING INTERVAL에 도달했음을 검출하게 된다면, AWAKE_CNT와 NORMAL_CNT를 새로이 0으로 설정하고 2119단계로 진행한다. 상기 2119 단계에서 기지국과의 새로운 CINR을 측정한 후 2121 단계로 진행한다.

한편, 2121 단계에서 상기 CINR이 AWAKE임계치보다 작게 된다면 단계 2123과 같이 NORMAL_CNT를 0으로 설정하고 단계 2125로 진행한다. 단계 2121에서 CINR이 AWAKE임계치 보다 크게 된다면, NORMAL_CNT가 MAX_CNT보다 같거나 크게 되는지를 검출하여, 상기 AWAKE_CNT를 0으로 설정하고 2141 단계로 진행한다.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 반복검출에 따른 정상상태복원을 포함한 핸드오버를 고려하여 슬립모드변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도이다. 즉, 상기 도 22는 상술한 도 19의 실시예에 NORMAL_CNT와 MAX_NORMAL_CNT를 사용하는 경우에 어웨이크모드 상태에서 어웨이크모드 고정상태와 슬림모드로의 상태천이과정을 도시한 순서도이다.

또한, 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 반복검출에 따른 정상상태복원을 포함한 핸드오버를 고려하여 슬립모드변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도이다. 즉, 상기 도 23은 상기 도 20의 실시예에 NORMAL_CNT와 MAX_NORMAL_CNT를 사용하는 경우에 어웨이크모드 상태에서 어웨이크모드 고정상태와 슬림모드로의 상태천이과정을 도시한 순서도이다.

따라서, 상기 도 22와 도 23의 NORMAL_CNT와 MAX_NORMAL_CNT의 사용동작은 도 21에서 설명한 것과 동일한 동작을 수행한다.

이하, 도 24 내지 도 26을 참조하여, 상술한 각 실시예들에 따른 모드 변화 절차를 설명한다.

먼저, 상기 도 24는 슬립 모드에서 가입자 단말기가 상술한 AWAKE_STATE_LOCK_IND 메시지에 LOCK으로 설정하여 기지국으로 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.

즉, 도 24를 참조하면, 상술한 본 발명에 따라 슬립 모드에서 어웨이크 상태로 천이하고 종료 시, 상기 단말기가 기지국에게 어웨이크 상태로 천이하였음을 알려야 하는 경우, 이와 관련한 메시지를 기지국에게 전송하고 어웨이크 모드로 천이하는 동작에 대한 설명이다. 특히, 상기 도 24는 어웨이크 모드에서 사용하는 AWAKE_STATE_LOCK_IND 메시지를 사용하는 경우를 설명한 것이다. 상기 메시지의 구체적인 내용은 상기 <표 19>에서 상술하였다. 이때, 상기 AWAKE_STATE_LOCK_IND 메시지에 상태를 LOCKED 로 전송하거나, UNLOCKED의 상태로 전송함에 따라서, 상술한 본 발명에 따라 상기 어웨이크 모드에서의 동작을 달리 수행하도록 할 수 있다.

도 25는 단말기가 어웨이크 모드에서 어웨이크모드 고정상태가 되거나 어웨이크모드 고정 상태가 해지되어 어웨이크모드 고정상태의 변동이 발생하였을 때 2513의 단계처럼 AWAKE_STATE_LOCK-IND를 기지국으로 전송하는 과정을 도시한 동작도이다.

또한, 상기 도 26은 단말기가 어웨이크 모드에서 어웨이크모드 고정상태가 되었을 때, 단계 2613과 같이 Unsolicited SLP_RSP를 기지국에게서 전송받은 경우, 2615단계에서 AWAKE_STATE_LOCK-IND(LOCKED)를 전송하고 어웨이크모드에 계속 남아있는 경우를 나타낸 도면이다.

도 27은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태인 가입자 단말기의 주기적으로 측정한 CINR 값에 따른 어웨이크 모드의 고정 시 기지국의 제어에 따른 슬립모드 상태 천이를 거부하고 어웨이크 모드로 남는 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 27은 본 발명의 실시예에 따라서, 상기 도 17에서 상술한 바와 같이, 상기 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 주기적으로 CINR을 측정하여, 그 값들이 어웨이크 모드 고정을 설정하는 경우가 발생하였을 때, 기지국으로부터 Unsolicited SLP_RSP를 수신하였다고 하더라도, AWAKE_LOCK_STATE-IND(LOCK) 메시지를 전송하는 경우를 나타낸 도면이다.

또한, 2735 단계에 도시된 바와 같이 NORMAL_CNT를 사용하였을 때, NORMAL_CNT가 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같게되어 AWAKE_CNT를 0으로 설정하고 2717과 같이 기지국에게 AWAKE_LOCK_STATUS-IND(UNLOCK) 메시지를 전송하게 된다.

도 28은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태인 가입자 단말기가 기지국의 제어에 따른 슬립모드 상태 천이 시 주기적으로 측정한 CINR 값에 따른 상태 천이의 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 28은 본 발명의 실시예에 따라서, 상기 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 주기적으로 CINR을 측정하여, 그 값들이 어웨이크 모드 고정을 설정하지는 않은 상태에서 기지국으로부터 Unsolicited SLP_RSP를 수신하였을 때, 2829번에 도시된 바와 같이 AWAKE_CNT가 0보다 큰 경우는 슬립 모드 상태로 천이하지 않다가 2831번에 도시된 바와 같이 NORMAL_CNT를 사용하여, NORMAL_CNT가 MAX_NORMAL_CNT보다 크거나 같게되었을 때, AWAKE_CNT를 0으로 설정하고 슬립모드 상태로 천이하게 되는 동작을 나타낸다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 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, 즉 IEEE 802.16e 통신 시스템의 슬립 모드 및 어웨이크 모드 동작과 핸드오버 과정을 동시에 지원한다는 이점을 가진다. 이렇게 본 발명에 따른 슬립 모드 및 어웨이크 모드 동작과 핸드오버 과정을 동시에 고려했을 때의 이점을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

(1) IEEE 802.16e 통신 시스템에서 전력소모의 최소화 뿐만 아니라 가입자 단말기 자체에 이동성을 보장해 주어야 한다. 본 발명에서는 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 주기적으로 CINR을 측정하여, 그 값에 따라, 핸드오버가 일어날 가능성이 높은 무선환경에서는 강제적으로 어웨이크 상태를 계속해서 유지하도록 하여 신속하게 핸드오버 과정이 일어날 수 있는 조건을 형성하여, 결국 데이터 트래픽의 QoS를 최대한 보장할 수 있게 되는 장점이 있다.

(2) 상기 슬립모드 상태에 있던 상기 가입자 단말기는 LISTENING INTERVAL동안, 잠시 어웨이크 상태로 깨어나 상기 기지국으로부터 데이터가 있는지 TRF_IND 메시지를 수신하여, 상기 가입자 단말기의 연결식별자(CID)가 존재하는 확인하게 된다. 이때, 연결식별자가 존재하지 않으면, 다시 슬립모드 상태로 다시 돌입하여, 기존 SLEEP INTERVAL을 두배 증가시켜 슬립모드 상태에 머무른다. 만약, 이때 가입자 단말기가 차량이나 기타 이동체에 의해, 인접 기지국이 관장하고 있는 셀로 이동하였다면, 그 이후에, 단말은 그 사실을 모르는 상황에서, SLEEP INTERVAL 이후의 LISTENING INTERVAL동안, 기존 상기 기지국으로부터 데이터가 존재하는지 확인하기 위해, 다시 잠시동안 어웨이크 모드 상태로 깨어나 상기 기지국의 순방향(downlink) 신호에 동기를 시도한다. 그러나, 이미, 다른 주파수 대역을 사용하는 인접 셀로 이동되어 온 상황이기 때문에, 기존의 서비스를 받던 기지국과의 모든 구성정보 및 데이터트래픽 연결 등은 더 이상 유효하지 않은 정보들로 간주되며, 이동되어 진입한 인접 셀을 관장하는 기지국과 초기화과정을 처음부터 다시 수행하여야 한다. 또한, 상기 가입자 단말기가 정상적인 핸드오버 과정없이 인접 셀로 이동되어 왔기 때문에 서비스를 제공하고 있던 기존 상기 기지국은 상기 가입자 단말기가 여전히 존재하는 것으로 인식하고 있는 상태정보의 불일치를 초래하게 된다. 본 발명에서는 LISTENING INTERVAL동안 CINR을 측정하여, CINR 값에 따라, 핸드오버가 발생하지 않더라도, 차후 SLEEP INTERVAL 동안 핸드오버가 일어날 가능성이 존재하는 경우, 어웨이크 상태로 천이하여, 상기에서 언급한 문제없이 핸드오프가 신속히 일어나도록 하는 잇점을 가진다.

(3) 상기 단계의 동작을 수행한다고 하더라도, 채널의 변화가 많은 경우 CINR의 변동이 많이 발생할 수 있고, 이에 따른 급격한 상태의 변동은 기지국과 단말기사이의 많은 부가 메시지의 전송을 초래할 수도 있다. 본 발명에서는 CINR의 반복 검출을 통하여 원하는 상태의 CINR의 반복검출 시에만 상태 천이를 하여, 급격한 채널의 변동에도 미리 설정된 값에 따라서 단말기가 원하는 상태를 유지할 수 있도록 하는 잇점을 가진다.

도 1은 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 슬립 모드 동작을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 가입자 단말기의 요구에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도.

도 4는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 슬립 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도.

도 5는 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 기지국의 제어에 따른 가입자 단말기의 어웨이크 모드 상태 천이 과정을 도시한 신호 흐름도.

도 6은 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 7은 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 8은 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 사용자 단말기와 기지국간의 레인징 과정을 도시한 도면.

도 9는 핸드오버를 지원하는 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 10은 핸드오버를 지원하는 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기에 의한 핸드오버 요청 과정을 도시한 도면.

도 11은 핸드오버를 지원하는 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 서빙 기지국에 의한 핸드오버 요청 과정을 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가입자 단말기의 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR 값에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버를 위해 가입자 단말기의 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR 값에 따른 어웨이크 모드 상태로 천이하는 과정을 도시한 도면.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버를 고려한 가입자 단말기가 종래 슬립모드동작처럼 어웨이크 모드 상태로 천이하는 과정을 도시한 도면.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 슬립모드 상태의 가입자 단말기에서 핸드오버를 고려하여 어웨이크 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태인 가입자 단말기의 주기적으로 측정한 CINR 값에 따른 핸드오버 과정을 도시한 도면.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 핸드오버를 위해 가입자 단말기의 LISTENING INTERVAL동안 측정한 CINR 값에 따른 어웨이크 모드 상태 고정하는 과정을 도시한 도면

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버를 고려한 가입자 단말기가 종래 슬립모드 동작처럼 슬립모드 상태로 천이하는 과정을 도시한 도면.

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 핸드오버를 고려하여 슬립모드변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도.

도 20은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 핸드오버를 고려하여 슬립모드 변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도.

도 21은 본 발명의 실시예에 따른 슬립모드 상태의 가입자 단말기에서 반복검출에 따른 정상상태 복원을 포함한 핸드오버를 고려하여 어웨이크 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도.

도 22는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 반복검출에 따른 정상상태복원을 포함한 핸드오버를 고려하여 슬립모드변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도.

도 23은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 반복검출에 따른 정상상태복원을 포함한 핸드오버를 고려하여 슬립모드변이에 대한 상태변이시 슬립 모드 상태로 천이하는 절차를 나타낸 흐름도.

도 24는 본 발명의 실시예에 따른 슬립모드 상태의 가입자 단말기가 기지국의 제어없이 어웨이크 모드 상태로 천이하는 과정을 나타낸 신호 흐름도.

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 기지국에 보고하고 어웨이크 모드를 설정하는 과정을 나타낸 신호 흐름도.

도 26은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태의 가입자 단말기가 기지국의 제어에 따른 단말기의 슬립모드 상태 천이를 거부하고 어웨이크 모드로 남는 과정을 도시한 신호 흐름도.

도 27은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태인 가입자 단말기의 주기적으로 측정한 CINR 값에 따른 어웨이크 모드의 고정 시 기지국의 제어에 따른 슬립모드 상태 천이를 거부하고 어웨이크 모드로 남는 과정을 도시한 도면.

도 28은 본 발명의 실시예에 따른 어웨이크 모드 상태인 가입자 단말기가 기지국의 제어에 따른 슬립모드 상태 천이 시 주기적으로 측정한 CINR 값에 따른 상태 천이의 과정을 도시한 도면.

Claims (14)

1. 소정의 가입자 단말기와 기지국 상호간에 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode) 상태와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode) 상태를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 가입자 단말기가 상기 슬립 모드 상태에서 상기 어웨이크 모드 상태로 천이하기 위한 방법에 있어서,

   상기 슬립 모드 중 수신 신호를 모니터링하는 시구간에서 상기 기지국에 대한 신호대 잡음비를 측정하는 과정과,

   상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 작을 경우, 상기 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 천이하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 측정된 신호대 잡음비가 상기 제1 임계값보다 낮은 기 설정된 제2 임계값보다 작을 경우, 상기 기지국으로부터 핸드오버 과정을 진행함을 특징으로 하는 상기 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기지국에 대한 신호대 잡음비 측정은,

   상기 수신 신호를 모니터링하는 시구간내에서 상기 소정 주기마다 반복하여 측정함을 특징으로 하는 상기 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 작은 경우가 소정 횟수만큼 반복되고, 상기 횟수가 기 설정된 최대 허용 값에 도달할 때, 상기 슬립 모드에서 상기 어웨이크 모드로의 천이함을 특징으로 하는 상기 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 슬립 모드 중 수신 신호를 모니터링하는 시구간에서 상기 기지국으로부터 트래픽 지시 메시지를 수신할 경우, 상기 슬립 모드에서 상기 어웨이크 모드로 천이함을 특징으로 하는 상기 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1 임계값의 반복 횟수가 상기 최대 허용 값에 도달하지 않으며, 상기 수신 신호를 모니터링하는 시구간이 종료되었으나, 상기 마지막으로 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 작으면, 계속하여 상기 기지국의 신호대 잡음비를 측정함을 특징으로 하는 상기 방법.
7. 소정의 가입자 단말기와 기지국 상호간에 전송할 데이터가 존재하지 않는 슬립 모드(sleep mode) 상태와, 전송할 데이터가 존재하는 어웨이크 모드(awake mode) 상태를 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 가입자 단말기가 상기 어웨이크 모드 상태를 유지하는 방법에 있어서,

   상기 기지국에 대한 신호대 잡음비를 측정하는 과정과,

   상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 큰 경우, 상기 어웨이크 모드를 유지하도록 어웨이크 모드 고정 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 측정된 신호대 잡음비가 상기 제1 임계값보다 낮은 기 설정된 제2 임계값보다 작을 경우, 상기 기지국으로부터 핸드오버 과정을 진행함을 특징으로 하는 상기 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 기지국에 대한 신호대 잡음비 측정은,

   상기 어웨이크 모드의 시구간내에서 상기 소정 주기마다 반복하여 측정함을 특징으로 하는 상기 방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 측정된 신호대 잡음비가 기 설정된 제1 임계값보다 작은 경우가 소정 횟수만큼 반복되고, 상기 횟수가 기 설정된 최대 허용 값에 도달할 때, 상기 어웨이크 모드를 유지하도록 어웨이크 모드 고정 상태로 설정함을 특징으로 하는 상기 방법.
11. 제7항에 있어서,

    상기 어웨이크 모드 고정 상태로 설정된 후, 소정의 메시지를 통해 상기 기지국으로 상기 어웨이크 모드 고정 상태로 설정되었음을 통보함을 특징으로 하는 상기 방법.
12. 제7항에 있어서,

    상기 어웨이크 모드 고정 상태로 설정된 후,

    상기 기지국으로부터 강제 슬립 모드로 천이 메시지를 수신하였을 경우, 상기 단말기는 상기 어웨이크 모드를 유지함을 특징으로 하는 상기 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 기지국으로부터 강제 슬립 모드로 천이 메시지를 수신하였을 경우, 상기 단말기는 상기 기지국으로 상기 기지국으로 상기 단말기가 어웨이크 모드 고정 상태임을 통보함을 특징으로 하는 상기 방법.
14. 제11항에 있어서,

    상기 어웨이크 모드 고정 상태임을 통보하는 메시지는 어웨이크 상태 고정 지시 메시지임을 특징으로 하는 상기 방법.