KR20050120519A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을할당하는 시스템 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을할당하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서, MSS로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받으면 상기 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 MSS가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ALLOCATING A SAFETY CHANNEL IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 안정적(Safety) 채널을 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS'라 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 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 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 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 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 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) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 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 OFDMA 방식을 적용한 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템 중에서 IEEE 802.16d 통신 시스템은 TDD-OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.
이하, 도 1을 참조하여 상세한 시간 분할 광대역 무선 접속 통신 시스템의 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 가입자 단말기들(111),(113),(130),(151),(153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110),(140)과 상기 가입자 단말기들(111),(113),(130),(151),(153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그런데, 상기 가입자 단말기들(111),(113),(130),(151),(153) 중 가입자 단말기(130)는 상기 셀(100)과 상기 셀(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재하며, 따라서 상기 가입자 단말기(130)에 대한 핸드오버를 지원해야만 상기 가입자 단말기(130)에 대한 이동성을 지원하는 것이 가능하게 된다.
상기 도 1에서는 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 2을 참조하여 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 가로축(245)은 OFDMA 심벌 번호(OFDMA symbol number)를 나타내며, 세로축(247)은 서브 채널 번호(sub-channel number)를 나타낸다. 상기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 1개의 OFDMA 프레임은 다수개, 일 예로 13개의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수 개, 일예로 L+1개의 서브 채널들로 구성된다. 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들, 특히 데이터 서브 캐리어들을 전체 주파수 대역에 분산시켜 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 획득하는 것을 목적으로 하는 통신 시스템이다. 또한, 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에서는 송수신기간에 시간 오프셋(time offset) 및 주파수 오프셋(frequency offset)을 조정하고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 레인징(ranging) 동작을 수행한다. 상기와 같은 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 다운링크(downlink)에서 업링크(uplink)로의 변환은 송신/수신 천이 공백(TTG: Transmit/receive Transition Gap, 이하 'TTG'라 칭하기로 한다)(151) 동안 이루어진다. 또한, 상기 업링크에서 다운링크로의 변환 과정 역시 상향 링크에서 하향 링크로의 변환 역시 수신/송신 천이 공백(RTG: Receive/transmit Transition Gap, 이하'RTG'라 칭하기로 한다)(255) 동안 이루어진다. 한편, 상기 TTG(251) 및 RTG(255) 이후에는 별도의 프리앰블(preamble) 영역들(211,231,233,235)을 할당하여 송수신기간에 동기를 획득할 수 있도록 한다.
상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조에서는 다운링크 프레임(249)이 프리앰블 영역(211)과, 프레임 관리 헤더(Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역(213)과, 다운링크 MAP(DL-MAP, 이하 'DL-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역(215)과, 업링크 MAP(UL-MAP, 이하 'UL-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역들(217,219)과, 다수의 다운링크 버스트(DL burst, 이하 'DL burst'라 칭하기로 한다) 영역들, 즉 DL burst #1 영역(223)과, DL burst #2 영역(225)과, DL burst #3 영역(221)과, DL burst #4 영역(227)과, DL burst #5 영역(229)으로 구성된다.
상기 프리앰블 영역(211)은 송수신 기간에 동기 획득을 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 송신하는 영역이다. 또한, 상기 FCH(213) 영역은 2개의 서브 채널들로 구성되어 서브 채널, 레인징, 변조 방식 등에 대한 기본 정보를 전달한다. 상기 DL_MAP 영역(215)은 DL_MAP 메시지를 송신하는 영역이며, UL_MAP 영역들(217,219)은 UL_MAP 메시지를 송신하는 영역들이다.
광대역 직교 주파수 다중화 접속 방식을 사용하는 다중 셀 시스템에서 인접 셀 역시 동일한 주파수 대역을 사용하여 가입자 단말기들이 통신을 하게 되므로 가입자 단말기가 셀 경계 지역에 있다면 서로 다른 셀에서 동일한 서브 채널을 사용할 경우 서로에게 큰 간섭 신호로 동작할 수 있다. 따라서 경계 지역에 있는 가입자 단말기들에게는 인접 셀이 사용하지 않는 주파수 대역을 할당해주어 인접 셀로부터의 간섭 신호를 최소화하여 셀 용량을 증대시키고 셀 경계 지역에 존재하는 가입자 단말기의 서비스 품질을 보장하고 인접 셀의 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 안정적 채널을 할당하도록 한다.
도 3은 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 안정적 채널이 적용된 프레임 구조이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 프레임 구조에서 전체 서브 캐리어(sub-carrier) 대역은 다수의 밴드(Band, 이하 'Band' 라 칭하기로 한다)로 나누어지며, 상기 Band는 다수의 빈(Bin, 이하 'Bin' 이라 칭하기로 한다) 또는 타일(Tile, 이하 'Tile' 이라 칭하기로 한다)로 이루어지며, 상기 Bin 또는 Tile은 다수의 서브 캐리어로 구성되어 있다. 여기서, 상기 Bin은 하나의 OFDM 심볼 안에 연속되는 서브 캐리어로 이루어지며, 파일럿 톤과 데이터 톤이 존재한다. 또한, 상기 Tile은 연속되는 서브 캐리어로 이루어지며, 파일럿 톤과 데이터 톤이 존재한다.
한편, 상기 프레임에서 처음 세 개의 OFDM 심볼들은 각각 레인징 채널, 복합 응답(H-ARQ: Hybrid Automatic Repeat Request) 채널 및 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다) 채널에 사용된다. 나머지 Band AMC 채널과 다이버시티(diversity) 채널, 안정적 채널로 할당된다. 앞부분의 Band AMC 채널은 Bin으로 구성된 Band 단위로 할당되며, 뒷부분의 다이버시티 채널은 전체 서브 캐리어 대역에 퍼져있는 세 개의 Tile로 구성된 서브 채널 단위로 할당된다. 상기 Band AMC 채널은 상기 다이버시티 채널보다 큰 영역을 할당함으로써, 수신 품질 상태가 좋은 경우에는 코딩 효율이 높은 변조 기법을 적용하여 대용량의 데이터를 고속으로 송수신하는데 사용할 수 있다. 또한, 상기 안정적 채널은 모든 OFDM 심볼과 하나의 Bin에 걸쳐 있는 부분이 할당된다. 상기 안정적 채널은 한 Bin의 모든 심볼을 할당받는다. 또한, 가입자 단말기가 할당받는 안정적 채널은 인접 셀에서 사용하지 않는 안정적 채널 중 상기 기지국에서 할당 가능한 주파수 대역, 즉 할당되지 않고 남아있는 주파수 대역으로 할당받게 된다. AMC 밴드 채널을 사용하는 MSS는 자원을 밴드 단위로 할당받으며 다이버시티 채널을 사용하는 MSS는 서브 채널 단위로 할당받는다. 안정적 채널을 사용하는 MSS는 한 빈의 모든 심볼을 할당받는다. 이 때 할당받는 안정적 채널은 MSS가 인접한 셀에서 사용하지 않는 안정적 채널 중에 할당받게 된다.
상기 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 서빙 셀에서 통신을 하던 MSS가 인접 셀 영역으로 이동하여 인접 셀로부터 신호 간섭이 증가하게 된 경우, 인접 셀에서 사용하지 않고 있는 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당 받아 서빙 기지국과 안정적인 통신을 지속할 수 있다. 이때 상기 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 서빙 기지국에서 다른 MSS에게 할당하여 사용하고 있다면, 상기 인접 셀 영역에 접근한 가입자 단말기에게는 인접 셀의 신호로 인한 간섭이 여전히 크게 작용한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 인접셀의 채널 할당 상태에 상응하게 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 직교 주파수 다중 접속 방식에서 인접 셀 경계 지역으로 이동한 이동 가입자 단말기의 간섭을 최소화하기 위해 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 할당하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 이동 가입자 단말기에게 할당할 수 없는 경우에 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 상기 이동 가입자 단말기에게 할당하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 이동 가입자 단말기에게 할당하기 위해, 상기 이동 가입자 단말기를 수신 신호가 가장 센 인접 기지국으로 핸드오버시키는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 이동 가입자 단말기에게 할당할 수 없는 경우에 두 번째로 수신 신호가 센 인접 기지국의 안정적 채널 영역을 상기 이동 가입자 단말기에게 할당하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서, 이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받으면 상기 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 이동 가입자 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서, 이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 없음을 통보받으면 상기 이동 가입자 단말기를 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서, 이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들 각각으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과, 상기 인접 기지국들 각각으로 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후, 상기 인접 기지국들중 특정 인접 기지국들로부터 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받은 인접 기지국들중 채널 상태가 가장 양호한 인접 기지국으로부터 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 이동 가입자 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템에 있어서, 이동 가입자 로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하고, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받으면 상기 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 이동 가입자 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 서빙 기지국과, 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 안정적 채널을 할당받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템에 있어서, 이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하고, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당할 수 없음을 통보받으면 상기 이동 가입자 단말기를 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 서빙 기지국과, 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하여 상기 안정적 채널을 할당받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템에 있어서, 이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 서빙 기지국의 인접 기지국들 각각으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하고, 상기 인접 기지국들 각각으로 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후, 상기 인접 기지국들중 특정 인접 기지국들로부터 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받고, 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받은 인접 기지국들중 채널 상태가 가장 양호한 인접 기지국으로부터 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 이동 가입자 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 서빙 기지국과, 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 상기 인접 기지국들중 상기 채널 상태가 가장 양호한 인접 기지국으로부터 통보받은 안정적 채널을 할당받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 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 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기(Mobile Subscriber Station)가 인접 셀 영역으로 접근하게 되는 경우, 인접 셀에 의한 간섭 신호의 세기가 커지게 되므로 현재 서빙 셀에서의 수신 신호 품질이 저하되는 것을 방지하기 위한 방안을 제안함에 있다. 즉, 본 발명은 인접 셀의 간섭을 줄이기 위해 인접 셀 영역에서 사용하지 않고 있는 채널 영역 즉, 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 이동 가입자 단말기에게 할당해주는 방안을 제안한다. 또한 본 발명은 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하지 못하는 경우, 상기 이동 가입자 단말기를 인접 셀로 핸드오버하도록 하고, 이후 인접 셀에서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 사용하도록 하는 방안을 제안한다. 또한 본 발명은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하지 못하는 경우, 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하는 방안을 제안한다.
그러면, 도 4를 참조하여 이동 가입자 단말기가 인접 셀의 수신 신호 세기 변화를 알림으로써 안정적 채널 할당을 요청하고 서빙 기지국이 수신 신호가 가장 센 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하는 동작 과정에 대해서 설명하도록 한다.
광대역 무선 접속 통신 시스템 중에서도 IEEE 802.16e 통신 시스템은 IEEE 802.16a 통신 시스템이나 IEEE 802.16d 통신 시스템에 비해 이동성이 고려된 시스템이다. 본 발명은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템을 일예로 하여 MSS가 인접 셀 영역으로 접근할 때, 인접 셀에 의하여 간섭 신호의 세기가 커지게 된다. 그래서 현재 서빙 셀에서의 수신 신호 품질이 저하되는 것을 방지하기 위한 방안들을 하기에 설명하기로 한다.
하기에 도 4를 참조하여 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 MSS는 인접 셀의 수신 신호 세기의 변화를 측정하고 기지국에 안정적 채널 할당을 요청한다. 그래서 수신 신호가 가장 센 인접 기지국과 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하는 동작 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템의 안정적 채널 할당 동작 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 MSS는(410) 서빙 셀에서 서빙 기지국(450)과 통신을 하는 중에 상기 서빙 기지국(450) 및 인접 기지국1(460), 인접 기지국2(470)에 대해 스캐닝을 수행한다(412단계). 상기 412단계의 스캐닝 결과, 서빙 기지국 및 각 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기에 변동이 생기면, 상기 MSS(410)는 서빙 기지국(450)에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 사용하여 상기 MSS가 스캐닝한 결과를 상기 서빙 기지국(450)으로 전송한다.(414단계). 여기서 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지의 구조는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지는 수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지가 특정 이벤트가 발생한 것을 보고하기 위해 전송되었음을 나타내는 Report Mode를 포함한다. 상기 Management Message Type값은 아직 정해지지 않은 값이다. 또한 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지는 상기 MSS(410)가 기지국들에 대해 스캐닝한 결과를 나타내는 N_NEIGHBORS를 포함한다. 여기서 상기 N_NEIGHBORS에는 상기 인접 기지국들의 식별자(Neighbor BS-ID)들과, 각 기지국으로부터의 수신 신호의 세기인 BS CINR mean이 포함된다. 또한 상기 N_NEIGHBORS에는 인접 기지국 외에 서빙 기지국도 포함된다.
상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신한 서빙 기지국(450)은 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 사용하여 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택하고 상기 인접 기지국에게 할당 가능한 안정적 채널 영역 정보를 요청하기 위해 Info-request를 0으로 세팅하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(416단계). 즉, 상기 416단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 인접 기지국 1이라 가정하면, 상기 인접 기지국 1(460)에게 Info-request를 0으로 설정한 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신하게 된다. 여기서 상기 SafetyCH-Info 메시지의 구조는 표 2에 나타낸 바와 같다.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이 상기 SafetyCH-Info 메시지는 Info-request와 TLV_Safety_channel_info를 포함한다. 여기서 상기 Info-request는 한 기지국이 다른 기지국에게 할당 가능한 안정적 채널 영역 정보를 요청하는 것을 나타내거나 한 기지국이 자신의 안정적 채널 영역을 다른 기지국에게 알려주는 것을 나타낸다. 그리고 상기 TLV_Safety_channel_info는 상기 안정적 채널 영역 정보를 나타낸다. 상기 TLV_Safety_channel_info는 상기 Info-request값이 1로 설정된 경우에 다른 기지국에게 자신의 안정적 채널 영역을 알려주는 정보이다. 여기서 상기 TLV_Safety_channel_info의 구조를 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이 상기 TLV_Safety_channel_info는 상기 MSS(410)에게 할당할 수 있는 안정적 채널 영역의 OFMDA 심볼 오프셋을 나타내는 OFDMA symbol offset과, 안정적 채널 정보 영역의 서브 채널 오프셋을 나타내는 Subchannel offset과, OFMDA 심볼들의 개수와, 서브 채널들의 개수를 포함한다.
상기 인접 기지국 1(460)이 상기 서빙 기지국(450)으로부터 안정적 채널 영역 정보 요청을 수신하면, 상기 인접 기지국 1(460)은 상기 서빙 기지국(450)으로 자신의 안정적 채널 영역 정보인 Info-request를 1로 세팅하고 TLV_Safety_channel_info를 포함하는 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(418단계). 이때 상기 서빙 기지국(450)은 Info-request가 1로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하면 상기 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널 영역에 해당하는 상기 서빙 기지국(450)의 채널 영역을 MSS(410)에게 할당할 수 있는지를 판단한다(420단계).
상기 서빙 기지국(450)은 상기 인접 기지국 1(460)이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역이 할당 가능하다고 판단하면, 선택한 채널 영역 정보를 저장한 DL-MAP메시지를 MSS(410)에게 전송한다(422단계). 여기서 상기 DL-MAP 메시지의 구조는 표 4에 나타낸 바와 같다.
상기 표 4에 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, 각 DL-MAP 엘리먼트들의 버스트 정보를 나타내는 DL-MAP_IE를 포함한다. 상기 DL-MAP_IE의 구조는 표 5에 나타낸 바와 같다.
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 각 DL-MAP_IE는 각 DL-MAP 엘리먼트들이 기록되는 영역의 오프셋을 지정하는 정보를 나타내는 DIUC(Downlink Interval Usage Code; 이하 'DIUC'라 칭하기로 한다) 정보와, 각 DL-MAP 엘리멘트가 할당된 CID 정보와, 또한, OFDMA 심벌 오프셋(symbol offset)은 DL burst에 할당되는 심벌 자원의 오프셋을 나타내며, 서브 채널 오프셋(subchannel offset)은 DL burst에 할당되는 서브 채널 자원의 오프셋을 나타내며, Boosting은 송신 전력시 증가시키는 전력값을 나타내며, OFDMA 심벌의 개수(No. OFDMA Symbols)는 할당된 OFDMA 심벌들의 개수를 나타내며, 서브 채널의 개수(No. Subchannels)는 할당된 서브 채널들의 개수를 나타내며, 상기 버스트에 사용되는 반복 코드(repetition code) 정보를 포함한다.
따라서 상기 서빙 기지국(450)은 선택한 채널 영역 정보를 저장한 DL-MAP 엘리먼트와, 상기 DL-MAP 엘리먼트가 안정적 채널 영역 할당임을 알리는 DIUC 값을 13으로 설정한 DL-MAP 메시지를 상기 MSS(410)에게 전송하게 된다. 또한, 서빙 기지국(450)은 상기 인접 기지국 1(460)이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 을 상기 MSS(410)에게 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 1로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 인접 기지국 1(460)에게 전송한다(424단계). 여기서, 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 상기 DL-MAP 메시지와 동시에 전송될 수도 있고, 상이한 시점에 전송될 수도 있다. 여기서 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지 구조는 표 6a에 나타낸 바와 같다.
상기 표 6a에 나타낸 바와 같이 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 다수의 IE들, 즉 서빙 기지국이 인접 기지국으로부터 제공받은 안정적 채널 영역을 실제로 MSS에게 할당하였는지 여부를 나타내는 Alloc flag와, MSS를 인접 기지국으로 안정적 채널의 핸드오버를 수행할 것인지 여부를 나타내는 Safety Channel Handover mode와, 안정적 채널을 할당 받아야 할 MSS unique identifier와, MSS에게 할당할 안정적 채널 영역 정보인 TLV_Safety_channel_info를 포함한다.
상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에서 상기 Alloc flag의 값이 1이면 서빙 기지국은 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널 영역을 MSS에게 할당하였음을 나타내고, 상기 Alloc flag 값이 0이면 서빙 기지국이 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널 영역을 MSS에게 할당하지 못하였음을 나타낸다. 또한 상기 Alloc flag의 값이 0인 경우에, Safety Channel Handover mode 값이 1이면 상기 MSS는 인접 기지국으로 안정적 채널 핸드오버를 수행한 후, 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 사용할 수 있도록 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역 정보를 포함한 것을 나타낸다.
상기 MSS unique identifier는 Alloc flag 값이 0이고 Safety Channel Handover mode 값이 1로 설정되는 경우에 활성화되며, 인접 기지국으로 Safety Channel Handover를 수행한 상기 MSS를 위해 고속 레인징 구간을 할당하도록 하는 목적으로 포함된 정보이다. 또한 Safety Channel Handover를 수행한 MSS에게 할당한 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역 정보는 TLV_Safety_channel_info에 포함된다.
또한 상기 Alloc flag값과 Safety Channel Handover mode 값이 모두 0으로 설정된 경우 상기 안정적 채널 정보를 제공한 인접 기지국은 상기 채널 영역 할당이 실패하였음을 인지하게 된다.
한편 상기 424단계에서 전송하는 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 표 6b와 같이 나타낼 수도 있다.
상기 표 6b에 나타낸 바와 같이 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 다수의 IE들, 즉 안정적 채널을 할당 받은 MSS의 식별자 정보와, 서빙 기지국이 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널 영역을 실제로 MSS에게 할당하였는지 여부를 나타내는 플래그 정보를 포함한다. 상기 MSS의 식별자 정보는 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS에게 할당할 수 없는 경우, 상기 MSS가 인접 기지국으로 Safety Channel Handover를 수행하여 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 사용할 것임을 상기 인접 기지국이 인지하고, 상기 MSS를 위해 고속 레인징 구간을 할당하도록 하는 목적으로 포함된 정보이다. 또한 상기 플래그 값이 1이면 서빙 기지국은 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널 영역을 MSS에게 할당하였음을 나타내고, 상기 플래그 정보 값이 0이면 서빙 기지국이 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널 영역을 MSS에게 할당할 수 없어서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 이후에 사용가능하도록 상기 MSS에게 할당하였음을 나타낸다. 또한 상기 플래그 정보 값이 0인 경우, MSS에게 할당한 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 인접 기지국에게 알려주기 위한 TLV_Safety_channel_info 정보를 포함한다. 여기서 상기 TLV_Safety_channel_info의 구조는 상기 표 3에 나타낸 바와 같다.
따라서 상기 424단계에서 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag가 1로 설정된 경우에는 상기 메시지의 다른 필드들, 즉 Safety Channel Handover mode와 MSS unique identifier와 TLV_Safety_channel_info는 비활성화 된다. 혹은 표6-2의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag가 1로 설정된 경우에는 상기 메시지의 다른 필드들, 즉 MSS unique identifier와 TLV_Safety_channel_info는 비활성화 된다.
한편, 상기 422단계에서 서빙 기지국(450)이 전송한 DL-MAP 메시지를 수신한 MSS(410)는 상기 DL-MAP 엘리먼트 버스트들의 채널 영역을 사용하여 상기 서빙 기지국(450)과 통신을 수행하게 된다(426단계).
상기 도 4는 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS에게 할당하는 것이 가능한 경우의 상기 MSS와 기지국들 간의 동작을 설명하였다. 그리고 하기에 도 5a를 참조하여 서빙 기지국에서 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하지 못하고, MSS를 상기 인접 기지국으로 핸드오버 한다. 그 후 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역에 해당하는 상기 MSS에게 채널을 할당하는 경우의 MSS와 기지국들 간의 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 5a는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 후 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하는 동작 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5a를 참조하면, 상기 서빙 기지국과 통신 중인 MSS가 상기 서빙 기지국에게 스캐닝 결과를 전송하여 수신 신호 세기가 변화했음을 알린다. 이때 상기 서빙 기지국이 인접 기지국으로부터 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당받지 못하는 경우, 상기 MSS가 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 한다. 그리하여 상기 서빙 기지국은 상기 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 사용하여 상기 MSS가 상기 인접 기지국과의 통신을 한다.
상기 MSS(510)는 서빙 셀에서 서빙 기지국(550)과 통신을 하는 중에 상기 서빙 기지국(550) 및 인접 기지국1(560), 인접 기지국2(570)에 대해 스캐닝을 수행한다(512단계). 상기 512단계의 스캐닝 결과, 서빙 기지국 및 각 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기에 변동이 생기면 상기 MSS(510)는 서빙 기지국(550)에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송하여 상기 512단계의 스캐닝 결과를 서빙 기지국에게 알린다(514단계). 상기 514단계에서 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신한 서빙 기지국(550)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택하고 상기 인접 기지국에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하기 위해 Info-request를 0으로 세팅하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(516단계).
즉, 상기 516단계에서 서빙 기지국(550)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국인 인접 기지국1(560)에게 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신하게 된다. 상기 516단계에서 서빙 기지국(550)으로부터 안정적 채널 영역 정보 요청을 수신한 인접 기지국1(560)은 상기 서빙 기지국(550)에게 자신의 안정적 채널 영역 정보인 표 3의 TLV_Safety_channel_info를 포함하고 Info-request를 1로 세팅한 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(518단계). 서빙 기지국(550)은 Info-request가 1로 세팅된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하면 상기 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널 영역에 해당하는 자신의 채널 영역을 MSS(510)에게 할당해줄 수 있는지를 판단한다(520단계). 상기 서빙 기지국(550)은 인접 기지국1(560)이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 이미 사용하고 있어서 상기 MSS(510)에게 할당하는 것이 불가능하다고 판단하면, 기지국 핸드오버 요구(MOB-BSHO-REQ: Mobile BS HandOver Request, 이하 'MOB-BSHO-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 전송함으로써 상기 MSS(510)를 상기 인접 기지국1(560)로 핸드오버하도록 지시한다(522단계). 상기 522단계에서 전송하는 MOB-BSHO-REQ 메시지의 구조는 하기 표 7에 나타낸 바와 같다.
상기 표 7에 나타낸 바와 같이 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지 타입을 나타내는 Management Message Type과 서빙 기지국의 요청에 의한 핸드오버 모드 정보와, 서빙 기지국이 선택한 타겟 기지국들에 대한 정보를 포함한다. 상기 표 7에서, 핸드오버 모드는 Network Assisted Handover를 지원하는지 혹은 Network Assisted Handover를 지원하지 않는지 혹은 Safety Channel Handover인지를 나타내며, N_Recommended는 상기 서빙 기지국이 핸드오버 가능한 타겟 기지국으로 선택한 인접 기지국들의 개수를 나타내며, N_Recommended에서 나타내는 인접 기지국들 각각에 대한 식별자들과, 상기 인접 기지국들이 가입자 단말기에게 제공할 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨에 대한 정보를 포함한다.
따라서, 상기 522단계에서 전송하는 MOB-BSHO-REQ 메시지의 Handover mode는 Safety Channel Mode에 해당하는 10으로 설정되고, N_Recommended값은 1이 되며, N_Recommended에서 나타내는 인접 기지국 정보에는 상기 인접 기지국1(560)의 식별자 정보가 포함된다. 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신한 MSS(510)는 핸드오버 모드가 Safety Channel Handover임을 인지하면 이에 대한 응답으로 MSS 핸드오버 지시(MOB-HO-IND: Mobile Handover Indication, 이하 'MOB-HO-IND'라 칭하기로 한다) 메시지를 전송하고(524단계), 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지의 N_Recommended에서 나타내는 인접 기지국1(560)로의 핸드오버를 수행한다. 상기 MOB-HO-IND 메시지의 구조는 다음 표 8에 나타낸 바와 같다.
상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 상기 MOB-HO-IND 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과 MSS가 선택한 최종 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정하였는지 혹은 핸드오버를 취소하였는지 거부하였는지를 나타내는 HO_IND_type과, 핸드오버하기로 결정한 경우라면 상기 MSS가 선택한 최종 타겟 기지국의 식별자와, 상기 MOB-HO-IND 메시지를 인증하기 위한 HMAC Tuple을 포함한다. 상기 HO_IND_type에서 MSS가 최종 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하기로 하였다면 HO_IND_type=00을, 혹은 핸드오버를 취소하기로 하였다면 HO_IND_type=01, 혹은 핸드오버를 거부하기로 하였다면 HO_IND_type=10으로 세팅한 MOB_HO-IND 메시지를 전송하게 된다. 상기 MOB_HO_IND=10이 세팅된 MOB-HO-IND 메시지를 수신한 서빙 기지국은 핸드오버 가능 타겟 기지국 리스트를 새로이 작성해야 한다.
이렇게, 상기 서빙 기지국(550)에게 인접 기지국1(560)을 타겟 기지국으로 저장한 MOB-HO-IND 메시지를 전송한 후, 상기 MSS(510)는 상기 인접 기지국1(560)로 연결을 전환한다.
526단계에서 서빙 기지국(550)은 인접 기지국1(560)에게 상기 인접 기지국1이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS(510)에게 할당할 수 없고, 상기 MSS(510)가 상기 인접 기지국1(560)로 핸드오버를 수행할 것을 알리기 위해 Alloc flag를 0으로 설정하고 Safety Channel Handover mode를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 상기 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역 정보를 포함한다. 526단계의 수행 시점은 상기 522단계 및 524단계 이전에 발생할 수도 있고, 이후에 발생할 수도 있고, 혹은 522단계와 524단계 중간에 발생할 수도 있다.
한편, 인접 기지국1(560)이 상기 526단계의 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하면, 상기 메시지에 포함되어 있는 MSS(510)가 상기 인접 기지국1로 핸드오버를 수행할 것임을 알고, 상기 MSS(510)의 고속 업링크 레인징(Fast UL Ranging)을 지원하기 위해 할당한 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트(Fast UL Ranging IE)를 포함한 UL(UpLink)-MAP 메시지를 전송한다(528단계). 여기서, 상기 UL-MAP 메시지는 상기 인접 기지국1(560)의 업링크에 관련된 파라미터들을 포함하는 메시지이며, 상기 인접 기지국1(560)이 상기 MSS(510)에게 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트를 할당하는 이유는 상기 MSS(510)가 핸드오버를 수행함에 따라 발생할 수 있는 지연을 최소화하기 위함이며, 상기 MSS(510)는 상기 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트에 상응하게 비경쟁(contention-free) 방식으로 상기 인접 기지국1(560)과 초기 레인징(initial ranging)을 할 수 있게 되는 것이다. 여기서, 상기 UL-MAP 메시지에 포함되는 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트는 하기 표 9에 나타낸 바와 같다.
상기 표 9의 Fast_UL_ranging_IE()는 레인징 기회를 제공받을 MSS의 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 주소(address)와, 상기 Fast_UL_ranging에 대한 시작 오프셋 값을 기록하는 영역 정보를 제공하는 (Uplink Interval Usage Code, 이하 'UIUC'라 한다), 상기 MSS(510)에게 할당된 비경쟁 방식의 레인징 기회 구간의 오프셋 및 심볼 개수, 서브 채널 개수 등에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 MSS의 MAC 주소는 상기 526단계의 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 통해 상기 인접 기지국1(560)에게 통보되어 있다.
상기 UL-MAP 메시지를 수신한 MSS(510)는 상기 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트에 상응하게 상기 인접 기지국1(560)로 레인징 요구(RNG_REQ: Ranging Request, 이하 'RNG_REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신하고(530단계), 상기 RNG_REQ 메시지를 수신한 상기 인접 기지국1(560)은 상기 MSS(510)에게 상기 레인징을 위한 주파수, 시간 및 송신 전력을 보정하기 위한 정보들을 포함한 레인징 응답(RNG_RSP: Ranging Response, 이하 'RNG_RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(532단계). 상기의 레인징 과정 후에 인접 기지국1(560)은 DL-MAP 메시지를 전송하여 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 상기 MSS에게 할당한다(534단계). 536단계에서 인접 기지국1(560)은 Alloc flag를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH_Alloc_Info 메시지를 전송하여 서빙 기지국(550)에게 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS(510)에게 할당하였음을 알린다.
한편 도 5a는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 표 6b의 메시지를 사용하는 경우, 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 후 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하는 동작 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5b는 512단계 내지 524단계에서는 상기 도 5a와 동일하게 수행되며 523단계에 서빙 기지국(550)은 인접 기지국1(560)에게 상기 인접 기지국1이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS(510)에게 할당할 수 없고, 상기 MSS(510)가 상기 인접 기지국1(560)로 핸드오버를 수행할 것을 알리기 위해 Alloc flag를 0으로 설정한 상기 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 한편, 인접 기지국1(560)이 상기 523단계의 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하면, 상기 메시지에 포함되어 있는 MSS(510)가 상기 인접 기지국1로 핸드오버를 수행할 것임을 알고, 이후부터는 상기 도 5a의 528단계 내지 534단계를 수행한다. 537단계에서 상기 인접 기지국1은 상기 523단계의 상기 표 6b의 SafetyCH-Alloc-info 메시지에서 제공한 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하였음을 확인시키는, Alloc flag를 1로 설정한 상기 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인접 셀 영역으로 이동하게 된 MSS가 기지국들로부터의 수신 신호 세기에 변화가 생겼음을 인지하고 서빙 기지국에게 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당받거나 서빙 기지국이 상기 채널 영역을 할당할 수 없는 경우 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 뒤 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 이용하여 상기 인접 기지국과 통신하는 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 602단계에서 대기 상태에 있던 MSS는 서빙 기지국 및 인접 기지국들에 대해 스캐닝을 수행한다(604단계). MSS는 상기의 스캐닝을 수행한 결과, 특정 이벤트가 발생하였는지를 체크한다(606단계). 상기의 특정 이벤트는 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기에 변화가 생긴 경우, 즉 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 일정 수치(SafetyCH_Threshold) 이상이 된 경우가 해당될 수 있다. 상기와 같이 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 일정 수치(SafetyCH_Threshold) 이상이 된 경우에는 상기 MSS가 인접 셀 영역에 접근한 것으로 판단하여 인접 셀로부터의 간섭을 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 서빙 기지국으로부터 할당 받아야 한다. 상기 SafetyCH_Threshold를 포함하는 SBC-RSP 메시지 인코딩 구조는 다음 표 10에 나타내었다.
상기 표 10에 나타낸 바와 같이, SafetyCH-Threshold에 대한 SBC-RSP 메시지 인코딩은, 상기 SBC-RSP 메시지에 설정된 TLV(Type Length Variable)의 타입이 SafetyCH_Threshold임을 나타내는 Type과, 상기 SafetyCH_Threshold의 길이를 알려주는 Length와, 상기 SafetyCH-Threshold에 설정된 값이 의미하는 바를 나타내는 Value를 포함한다.
상기 606단계에서 인접 기지국의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 이상이 되었다고 판단한 MSS는 서빙 기지국에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송한다(608단계). 혹은 상기 606단계에서 인접 기지국의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 이상이 되지 않은 경우에는 MSS는 상기 602단계의 대기 상태에 머무르면서 서빙 기지국과 일반적인 통신 절차를 수행하게 된다. 이후 610단계에서 MSS는 서빙 기지국으로부터, Safety channel handover 절차임을 나타내는 Handover mode값이 10으로 설정된 MOB-BSHO-REQ를 수신하였는지를 체크한다. 상기와 같은 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신하지 않았다면 서빙 기지국이 전송하는 DL-MAP에서 할당한 채널 영역을 이용하여 상기 서빙 기지국과의 통신을 수행한다(612단계). 상기 DL-MAP에서 할당한 채널 영역은 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역에 해당할 수도 있고, 인접 기지국으로부터 안정적 채널 영역 할당 정보를 받기 이전에 서빙 기지국과의 통신에 이용하던 채널 영역에 해당할 수도 있다.
혹은 상기 610단계에서 Handover mode값이 10으로 설정된 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신하면 614단계로 진행하여 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지에 대한 응답으로 상기 서빙 기지국에게 MOB-HO-IND 메시지를 전송하고, 616단계에서 상기 MOB-HO-IND 메시지의 타겟 기지국에 해당하는, 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국으로 연결을 전환한다. 618단계에서 상기 인접 기지국으로 연결 전환을 수행한 MSS는 인접 기지국으로부터 고속 레인징 정보 엘리먼트를 포함하는 UL-MAP 메시지를 수신한다. 620단계에서 상기 고속 레인징 정보 엘리먼트가 제공하는 채널 영역을 이용하여 상기 인접 기지국에게 RNG-REQ 메시지를 전송하고, 622단계에서 상기 전송한 RNG-REQ 메시지에 대한 응답으로 RNG-RSP 메시지를 수신한다. 624단계에서 MSS는 상기 인접 기지국으로부터 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 포함하는 DL-MAP 메시지를 수신한다. 이후 상기 MSS는 상기 안정적 채널 영역에서 상기 인접 기지국과의 통신을 수행한다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 인접 셀 영역으로 접근한 MSS에 대해 인접 셀로부터의 간섭 신호를 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 상기 MSS에게 할당하거나, 상기 채널 영역을 할당해줄 수 없는 경우 상기 MSS를 인접 기지국으로 핸드오버하도록 하는 서빙 기지국의 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 7a을 참조하면, 702단계에서 서빙 기지국은 MSS로부터 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신한다. 704단계에서 서빙 기지국은 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지로부터 가장 큰 수신 신호 세기를 갖는 인접 기지국을 선택하고 706단계에서 상기 선택한 인접 기지국에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하는, Info-request를 0으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다. 이후 708단계에서 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국으로부터 안정적 채널 영역 정보를 포함하는, Info-request가 1로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신한다. 710단계에서 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국이 제공하는 안정적 채널 영역을 실제로 MSS에게 할당할 수 있는지의 여부를 판단한다. 상기 710단계에서 상기 선택한 인접 기지국이 제공하는 안정적 채널 영역에 해당하는 서빙 셀의 채널 영역을 할당해줄 수 있다면, 712단계로 진행하여 해당 채널 영역을 저장한 DL-MAP 메시지를 MSS에게 전송한다. 이후 714단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 실제로 MSS에게 할당했음을 알리기 위해 Alloc flag를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 혹은 상기 710단계에서 상기 선택한 인접 기지국이 제공하는 안정적 채널 영역에 해당하는 서빙 셀의 채널 영역을 할당해줄 수 없다면, 716단계로 진행하여 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역 정보를 저장한, Alloc flag를 0으로 설정하고 Safety Channel Handover mode를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 상기 서빙 기지국은 Alloc flag를 0으로 설정함으로써 인접 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하지 못했고, Safety Channel Handover mode를 1로 설정함으로써 MSS를 상기 인접 기지국으로 핸드오버할 것이며, 상기 인접 기지국 셀에서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 사용하여, 상기 MSS와 인접 기지국이 통신을 수행하도록 할 것임을 알린다. 상기 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에는 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행할 MSS의 식별자 정보와 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역 정보를 나타내는 TLV_Safety_channel_info가 포함된다. 718단계에서 서빙 기지국은 상기 MSS에게 안정적 채널을 할당해줄 수 없으므로 상기 인접 기지국으로의 Safety Channel Handover를 수행하도록 Handover mode값을 10으로 설정한 MOB-BSHO-REQ 메시지를 전송한다. 720단계에서 상기 MOB-BSHO-REQ에 대한 응답으로 MSS가 전송하는 MOB-HO-IND 메시지를 수신하게 되면, 상기 MSS가 인접 기지국으로 연결 전환할 것임을 인지한다. 722단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국으로부터 Alloc flag 값이 1로 설정된 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신함으로써 상기 MSS가 상기 인접 기지국으로 Safety Channel Handover한 뒤 상기 인접 기지국과 통신을 수행함을 인지하게 된다.
한편 도 7b는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 표 6b의 메시지를 사용하는 경우, 인접 셀 영역으로 접근한 MSS에 대해 인접 셀로부터의 간섭 신호를 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 상기 MSS에게 할당하거나, 상기 채널 영역을 할당해줄 수 없는 경우 상기 MSS를 인접 기지국으로 핸드오버하도록 하는 서빙 기지국의 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 7b는 702단계 내지 712단계에서는 상기 도 7a와 동일하게 수행되며 715단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 실제로 이동 가입자 단말기에게 할당했음을 알리기 위해 Alloc flag를 1로 설정한 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 혹은 상기 712단계에서 상기 선택한 인접 기지국이 제공하는 안정적 채널 영역에 해당하는 서빙 셀의 채널 영역을 할당해줄 수 없다면, 717단계로 진행하여 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역 정보를 저장한, Alloc flag를 0으로 설정한 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 상기 서빙 기지국은 Alloc flag를 0으로 설정함으로써 인접 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하지 못했고, 이동 가입자 단말기를 상기 인접 기지국으로 핸드오버하도록 함으로써, 상기 인접 기지국 셀에서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역을 사용하여, 상기 이동 가입자 단말기와 인접 기지국이 통신을 수행하도록 할 것임을 알린다. 또한 상기 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에는 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행할 이동 가입자 단말기의 식별자 정보와 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역 정보를 나타내는 TLV_Safety_channel_info가 포함된다.
도 8a는 본 발명에 따른 MSS의 스캐닝 결과 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국에서, 인접 기지국 자신의 안정적 채널 할당 및 Safety Channel Handover 절차에 따른 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 8a을 참조하면, 802단계에서 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국은 서빙 기지국으로부터 안정적 채널 할당 영역 정보를 요청하는 Info-request가 0으로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신한다. 804단계에서 상기 인접 기지국은 자신의 안정적 채널 영역 정보를 알리기 위해 Info-request가 1로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 서빙 기지국에게 전송한다. 이후 806단계에서 서빙 기지국으로부터 상기 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하여, 상기 메시지의 Alloc flag값이 0으로 설정되었고 Safety Channel Handover mode가 1인지 체크한다(808단계). 상기 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag값은 상기 804단계의 SafetyCH-Info 메시지에 포함된, 인접 기지국이 서빙 기지국에게 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 서빙 기지국이 MSS에게 할당하였는지의 여부를 알려주는 값이다. 상기 808단계에서 Alloc flag값이 0이고 Safety Channel Handover값이 1로 설정되어 있다면, 상기 804단계의 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널 영역을 상기 MSS에게 할당하지 못하였음을 인지하고 상기 MSS와의 Safety Channel Handover 수행을 위해 대기한다(810단계). 812단계에서 인접 기지국은 상기 806단계에서 수신한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에 포함된 단말기 식별자 정보에 해당하는 MSS와 동기를 맞춘 후, 상기 핸드오버를 수행한 MSS의 고속 레인징이 가능하도록, 고속 레인징 정보 엘리먼트를 포함하는 UL-MAP 메시지를 전송한다. 814단계에서 상기 MSS로부터 RNG-REQ를 수신한 인접 기지국은 이에 대한 응답으로 RNG-RSP를 전송한다(816단계). 상기 814단계 및 816단계의 레인징 절차 수행 후, 상기 인접 기지국은 상기 MSS와 통신을 수행하기 위한 채널 영역 정보를 포함하는 DL-MAP 메시지를 전송한다(818단계). 상기 818단계의 DL-MAP 메시지에 포함된 채널 영역은 상기 806단계에서 서빙 기지국이 전송한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에 포함된, 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널이다. 820단계에서 서빙 기지국에게 상기 MSS와 Safety Channel Handover를 수행하고 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 한편 상기 808단계에서 Alloc flag가 0으로 설정되어 있고 Safety Channel Handover mode가 1로 설정되어 있는 경우에 해당하지 않는다면, 상기 인접 기지국이 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 할당 여부는 상기 인접 기지국의 동작에 영향을 주지 않는다.
한편 도 8b는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 표 6b의 메시지를 사용하는 경우, MSS의 스캐닝 결과 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국에서, 인접 기지국 자신의 안정적 채널 할당 및 Safety Channel Handover 절차에 따른 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 8b는 상기 도 8a와 동일하게 수행되며 807단계에서 상기 인접 기지국은 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하여, 상기 메시지의 Alloc flag값이 0으로 설정되었는지 체크한다(808단계). 상기 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag값이 0으로 설정되어 있다면, 상기 이동 가입자 단말기와의 Safety Channel Handover 수행을 위해 대기한다(810단계). 이후 812내지 816단계에서 인접 기지국은 상기 도 8과 동일한 과정을 수행하고 817단계에서는 상기 807단계에서 수신한 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에 포함된 채널 영역을 DL-MAP 메시지에 넣어서 MSS에게 전송한다. 819단계에서 상기 인접 기지국은 단말에게 채널 할당했음을 알리기 위해 표 6b의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag를 1로 설정하여 서빙 기지국에게 전송한다.
상기 도 4 내지 도 8b에서는 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS에게 할당하는 과정과, 혹은 상기의 채널을 할당하지 못하는 경우 상기 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국으로 상기 MSS가 Safety Channel Handover를 수행하도록 한 뒤, 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS에게 할당하는 과정에 대해 설명하였다. 다음으로 도 9을 참조하여, 상기 도 4의 420단계 혹은 도 5의 520단계에서 서빙 기지국이 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS에게 할당하지 못하는 경우, 상기 서빙 기지국이 두 번째 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS에게 할당하는 동작 과정을 설명하도록 한다.
상기 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두 번째로 서빙 기지국이 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하고, 이 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS에게 할당하는 동작 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 9를 참조하면, MSS(910)는 서빙 셀에서 서빙 기지국(950)과 통신을 하는 중에 상기 서빙 기지국(950) 및 인접 기지국1(960), 인접 기지국2(970)에 대해 스캐닝을 수행한다(912단계). 상기 912단계의 스캐닝 결과, 서빙 기지국 및 각 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기에 변동이 생기면 상기 MSS(910)는 서빙 기지국(950)에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송하여 상기 912단계의 스캐닝 결과를 서빙 기지국에게 알린다(914단계). 상기 914단계에서 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신한 서빙 기지국(950)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택하고 상기 인접 기지국에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하기 위해 Info-request를 0으로 세팅하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(916단계). 즉, 상기 916단계에서 서빙 기지국(950)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국인 인접 기지국1(960)에게 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신하게 된다. 상기 916단계에서 서빙 기지국(950)으로부터 안정적 채널 영역 정보 요청을 수신한 인접 기지국1(960)은 상기 서빙 기지국(950)에게 자신의 안정적 채널 영역 정보인 TLV_Safety_channel_info를 포함하고 Info-request를 1로 세팅한 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(918단계). 서빙 기지국(950)은 Info-request가 1로 세팅된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하면 상기 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널 영역에 해당하는 자신의 채널 영역을 MSS(910)에게 할당해줄 수 있는지를 체크하여, 상기 채널을 이미 다른 MSS가 사용하고 있으면 상기 채널을 할당하는 것이 불가능하다고 결정한다(920단계). 상기 서빙 기지국(950)은 상기 채널 영역을 제공한 인접 기지국1(960)에게 Alloc flag를 0으로 설정하고 Safety Channel Handover mode 값을 0으로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송함으로써 상기 MSS(910)에게 상기 인접 기지국1의 안정적 채널 영역을 할당하지 못했으로 Safety Channel Handover 수행도 발생하지 않을 것임을 알린다(922단계). 이후, 서빙 기지국(950)은 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국 2(970)를 선택하여 상기 인접 기지국 2의 안정적 채널 정보를 요청하는, Info-request를 0으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다(924단계). 상기 SafetyCH-Info 메시지를 수신한 인접 기지국 2(970)는 자신의 안정적 채널 영역 정보를 포함한, Info-request를 1로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 상기 서빙 기지국(950)에게 전송한다(926단계). 상기 서빙 기지국(950)은 상기 MSS(910)에게 상기 인접 기지국2(970)의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 정보를 포함하는 DL-MAP 메시지를 전송한다(928단계). 930단계에서 서빙 기지국(950)은 상기 인접 기지국2(970)의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS(910)에게 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국2에게 전송한다. 한편, 상기 인접 기지국2(970)가 제공하는 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS에게 역시 할당할 수 없는 경우가 발생한다면, 상기 서빙 기지국(950)은 상기 MSS(910)에게 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하는 동작을 유보하고 현재 할당된 채널을 사용하여 계속해서 통신을 수행하거나, 상기 도 5의 경우와 같이 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국으로의 핸드오버를 지시할 수 있다.
다음으로 MSS가 인접 셀의 수신 신호 세기에 변화가 생겼음을 서빙 기지국에게 알리고, 서빙 기지국으로부터 수신 신호 세기가 두 번째로 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당 받는 과정을 도 10를 참조하여 설명하도록 한다.
상기 도 10는 본 발명의 실시예에 따른 서빙 기지국으로부터 수신 신호 세기가 두 번째로 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당받는 MSS의 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 10을 참조하면, 1002단계에서 대기 상태에 있던 MSS는 서빙 기지국 및 인접 기지국들에 대해 스캐닝을 수행한다(1004단계). MSS는 상기의 스캐닝을 수행한 결과, 특정 이벤트가 발생하였는지를 체크한다(1006단계). 상기의 특정 이벤트는 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기에 변화가 생긴 경우, 즉 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 일정 수치(SafetyCH_Threshold) 이상이 된 경우가 해당될 수 있다. 상기와 같이 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 일정 수치(SafetyCH_Threshold) 이상이 된 경우에는 상기 MSS가 인접 셀 영역에 접근한 것으로 판단하여 인접 셀로부터의 간섭을 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 서빙 기지국으로부터 할당 받아야 한다. 상기 1006단계에서 특정 이벤트가 발생하였다고 판단한 MSS는 서빙 기지국에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송한다(1008단계). 혹은 상기 1006단계에서 특정 이벤트가 발생하지 않은 경우에는 MSS는 상기 1002단계의 대기 상태에 머무르면서 서빙 기지국과 일반적인 통신 절차를 수행하게 된다. 이후 1010단계에서 MSS는 서빙 기지국으로부터 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 정보를 포함하는 DL-MAP을 수신하고, 상기 할당한 채널 영역을 이용하여 상기 서빙 기지국과의 통신을 수행한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 안정적 채널 할당이 필요한 MSS를 위해, 서빙 기지국이 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국 2에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하고, 상기 인접 기지국2로부터 수신한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS에게 할당하는 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 11을 참조하면, 1102단계에서 서빙 기지국은 MSS로부터 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신한다. 1104단계에서 서빙 기지국은 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지로부터 가장 큰 수신 신호 세기를 갖는 인접 기지국1을 선택하고 1106단계에서 상기 선택한 인접 기지국1에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하는, Info-request를 0으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다. 이후 1108단계에서 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국1로부터 안정적 채널 영역 정보를 포함하는, Info-request가 1로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신한다. 1110단계에서 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국1이 제공하는 안정적 채널 영역을 실제로 MSS에게 할당할 수 있는지의 여부를 판단하여, 상기 선택한 인접 기지국1의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 서빙 기지국이 이미 다른 MSS를 위해 사용하고 있다면, 상기 선택한 인접 기지국1이 제공하는 안정적 채널 영역에 해당하는 서빙 셀의 채널 영역을 할당해줄 수 없다고 결정한다. 1112단계에서 서빙 기지국은 Alloc flag를 0으로 설정하고 Safety Channel Handover mode를 0으로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송함으로써 인접 기지국1의 안정적 채널 영역을 할당하지 못했음을 알린다. 이후, 상기 서빙 기지국은 수신 신호 세기가 두 번째로 큰 인접 기지국2를 선택하고(1114단계), 1116단계에서 상기 인접 기지국2에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하는 Info-request를 0으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송한다. 이후 1118단계에서 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국2로부터 안정적 채널 영역 정보를 포함하는, Info-request가 1로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신한다. 1120단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국2의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역 정보를 포함한 DL-MAP 메시지를 상기 MSS에게 전송한다. 1122단계에서 서빙 기지국은 인접 기지국2가 제공한 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 상기 MSS에게 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 1로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국2에게 송신한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 서빙 기지국으로부터 안정적 채널 영역 정보 요청을 수신한 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국2에서 상기 안정적 채널 영역 정보를 제공하는 동작 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 12을 참조하면, 1202단계에서 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국2는 서빙 기지국으로부터 안정적 채널 할당 영역 정보를 요청하는 Info-request가 0으로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신한다. 1204단계에서 상기 인접 기지국2는 자신의 안정적 채널 영역 정보를 알리기 위해 Info-request가 1로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 서빙 기지국에게 전송한다. 이후 1206단계에서 서빙 기지국으로부터 Alloc flag값이 1로 설정된 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하여, 상기 1204단계의 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널 영역을 상기 MSS를 위하여 할당하였음을 인지한다.
한편 본 발명의 도 9의 신호 흐름도에 따른 인접 기지국 1의 동작은 상기 도 8의 동작과 동일하게 적용될 수 있다.
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 같이 본 발명은, 시간 분할 직교 주파수 다중 접속 시스템에서 인접 셀 경계 지역에 있는 MSS에 대한 인접 셀 간섭 신호를 최소화할 수 있는 안정적 채널 영역을 할당하는 방안 및 채널 상황에 따른 Safety Channel Handover 동작을 제안함으로써 인접 셀 경계 지역에 있는 MSS의 통신 품질을 보장할 수 있도록 한다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 일반적인 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 안정적 채널이 적용된 프레임 구조
도 4는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템의 안정적 채널 할당 동작 과정을 도시한 신호 흐름도
도 5a는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 후 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하는 동작 과정을 도시한 신호 흐름도
도 5b는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 표 6-2의 메시지를 사용하는 경우, 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 후 서빙 기지국의 안정적 채널 영역을 할당하는 동작 과정을 도시한 신호 흐름도
도 6은 본 발명에 따른, 수신 세기가 가장 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당받거나 상기 인접 기지국으로 Safety Channel Handover를 수행하는 MSS의 동작 과정을 도시한 도면
도 7a는 본 발명에 따른, 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하거나, 상기 인접 기지국으로 Safety Channel Handover를 수행하도록 하는 서빙 기지국의 동작 과정을 도시한 도면
도 7b는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 표 6-2의 메시지를 사용하는 경우, 인접 셀 영역으로 접근한 MSS에 대해 인접 셀로부터의 간섭 신호를 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널 영역을 상기 MSS에게 할당하거나, 상기 채널 영역을 할당해줄 수 없는 경우 상기 MSS를 인접 기지국으로 핸드오버하도록 하는 서빙 기지국의 동작 과정을 도시한 도면
도 8a는 본 발명에 따른, MSS에게 할당할 안정적 채널 영역 정보를 제공하거나, 상기 MSS와 Safety Channel Handover를 수행하는 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국의 동작 과정을 도시한 도면
도 8b는 본 발명에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 표 6-2의 메시지를 사용하는 경우, MSS의 스캐닝 결과 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국에서, 인접 기지국 자신의 안정적 채널 할당 및 Safety Channel Handover 절차에 따른 동작 과정을 도시한 도면
도 9는 본 발명에 따른, 이동 가입자와 서빙 기지국 및 인접 기지국 간에 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 할당하는 동작 과정을 도시한 신호 흐름도
도 10은 본 발명에 따른, 수신 신호 세기가 두 번째로 큰 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 서빙 기지국으로부터 할당받는 MSS의 동작 과정을 도시한 도면
도 11은 본 발명에 따른, 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국에게 안정적 채널 영역 정보를 요청하고, 상기 인접 기지국의 안정적 채널 영역에 해당하는 채널을 MSS에게 할당하는 동작 과정을 도시한 도면
도 12는 본 발명에 따른, 서빙 기지국으로부터 안정적 채널 영역 정보 요청을 수신한 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국이 자신의 안정적 채널 영역 정보를 제공하는 동작 과정을 도시한 도면

Claims (6)

  1. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과,
    상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받으면 상기 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 MSS가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과,
    상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 없음을 통보받으면 상기 MSS를 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서, 서빙 기지국이 안정적 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 상기 서빙 기지국의 인접 기지국들 각각으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과,
    상기 인접 기지국들 각각으로 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후, 상기 인접 기지국들중 특정 인접 기지국들로부터 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받는 과정과,
    상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받은 인접 기지국들중 채널 상태가 가장 양호한 인접 기지국으로부터 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 MSS가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템에 있어서,
    이동 가입자 로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하고, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받으면 상기 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 이동 가입자 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 서빙 기지국과,
    상기 안정적 채널을 할당받아야함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 안정적 채널을 할당받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  5. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템에 있어서,
    이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하고, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당할 수 없음을 통보받으면 상기 이동 가입자 단말기를 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 서빙 기지국과,
    상기 안정적 채널을 할당받아야함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하여 상기 안정적 채널을 할당받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  6. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 캐리어 대역들로 분할하고, 미리 설정된 개수의 서브 캐리어 대역들의 집합인, 다수의 빈들을 구비하며, 미리 설정된 개수의 빈들의 집합인, 다수의 안정적 채널들을 구비하는 무선 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템에 있어서,
    이동 가입자 단말기로부터 상기 안정적 채널을 할당받기를 요청받으면 서빙 기지국의 인접 기지국들 각각으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하고, 상기 인접 기지국들 각각으로 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후, 상기 인접 기지국들중 특정 인접 기지국들로부터 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받고, 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받은 인접 기지국들중 채널 상태가 가장 양호한 인접 기지국으로부터 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 이동 가입자 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 서빙 기지국과,
    상기 안정적 채널을 할당받아야함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 상기 인접 기지국들중 상기 채널 상태가 가장 양호한 인접 기지국으로부터 통보받은 안정적 채널을 할당받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
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