KR20070005420A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의상태 동기화를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의상태 동기화를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 이동국의 수행 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 이동국과 기지국간의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 수신하는 과정과, 상기 수신한 현재 카운트 값과 이전에 수신하여 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
네트워크 재진입 절차, DCD 메시지, 상태 동기, DLFP

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR STATE SYNCHRONIATION BETWEEN BASE STATION AND MOBILE STATION IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 네트워크 참조(reference) 모델을 도시한 도면
도 3은 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 도시한 도면
도 4는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 신호 흐름을 도시한 신호 흐름도
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 신호 흐름을 도시한 신호 흐름도
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 신호 흐름을 도시한 신호 흐름도
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 상태 동기화를 위한 이동국의 동작 과정을 도시한 흐름도
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동국과 상태 동기화를 위한 기지국의 동작 과정을 도시한 흐름도
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 주파수 다중화 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 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' 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.
현재, 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. 그러나, 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템은 이동성(mobility)과 다양한 서비스 품질 (Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 만족스럽게 보장하지 못하기 때문에 초고속, 초이동성을 보장하는 차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템으로 진화시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템은 가입자 단말기와 기지국(Base Station) 사이에 서로 협상된 연결 정보를 이용하여 통신을 수행하는 시스템이다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 상기 IEEE 802.16 통신 시스템에서 고려하고 있는 통신 시스템 구조를 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 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 보다 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'라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 적용 한 시스템이 상기 IEEE 802.16 통신 시스템이다. 즉, IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 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.
상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16 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 이동국(MS: Mobile Station)들(111,113,130,151,153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110, 140)과 상기 이동국들(111,113,130,151,153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.
도 2는 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 네트워크 참조(reference) 모델을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 네트워크 참조 모델은 이동국들(MSs)(210, 220)과, 기지국들(BSs)(230, 240)과, 인증 서버(ASA server: AUthentication and Service Authorization server, 이하 'ASA 서버'라 칭하기로 한다)(250)로 구성된다.
상기 이동국(210 또는 220)과 기지국(230 또는 240)간에는 U 인터페이스(interface)에 따라 통신이 수행되며, 상기 U 인터페이스는 물리 계층 및 매체 접속 제어 계층(PHY and MAC)에서의 동작 및 메시지 교환에 관련된 동작이 정의되어 있는 인터페이스이다.
상기 기지국(230)과 기지국(240)간에는 IB 인터페이스에 따라 통신이 수행되며, 상기 IB 인터페이스는 핸드오버하는 이동국에 대한 정보, 기지국 상태 및 상대 기지국으로의 요청등에 관련된 메시지 전송 동작이 정의되어 있는 인터페이스이다.
한편, 기지국(230 또는 240)과 ASA 서버(250)간에는 A 인터페이스에 따라 통신이 수행되며, 상기 A 인터페이스는 이동국들(210, 220)의 인증 절차를 위해 기지국(230 또는 240)과 ASA 서버(250)간의 동작 및 기능을 규정한 인터페이스이다.
따라서, 기지국들(230, 240)은 U, IB 및 A 인터페이스들을 모두 가지고 있어야 한다. 그러면, 상기 기지국들의 내부 구조에 대해 도 3을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 기지국은 제어 처리기(Control Processor Unit, 이하 'CPU'라 칭하기로 한다)(310)와, OFDMA 물리 계층 처리기(OFDMA PHY Unit, 이하 'OPU'라 칭하기로 한다(315, 320)들과, 채널 카드들(Channel Units, 이하 'CHU'라 칭하기로 한다)(325, 330, 335, 340)과, 네트워크 처리기(Network Processor Unit, 이하 'NPU'라 칭하기로 한다)(345)로 구성된다. 상기 구성 요소들은 시스템 버스(bus)에 연결되어 있으며, 상기 버스를 통해 데이터 및 제어 정보를 송수신하게 된다.
상기 OPU(315, 320)들은 여러 주파수 대역을 통해 수신하는 OFDMA 심벌을 복조 및 디코딩(decoding)하여 데이터를 추출하거나 반대로 데이터를 해당 OFDMA 심 벌로 인코딩(encoding)/변조하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 OPU들(315, 320)은 상기 이동국들로부터 수신한 OFDMA 데이터 신호를 디코딩하여 MAC 프레임을 추출하여 해당 CHU로 전달하는 기능을 수행하며, 반대로 상기 CHU들(325, 330, 335, 334)로부터 수신한 MAC 프레임을 OFDMA 심벌로 인코딩하여 상기 이동국들로 송신하는 기능을 수행한다.
상기 CHU들(325, 330, 335, 334)은 상기 수신한 MAC 프레임으로부터 상위 레이어 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)을 생성하거나(예컨대, IP 패킷), 반대로 상위 PDU를 MAC 프레임으로 분할하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 CHU들(325, 330, 335, 334)은 버스를 통해 OPU들(315, 320)로부터 수신한 MAC 프레임들을 모아서 상위 계층 PDU를 생성하고, NPU(345)로 전달하거나, 반대로 상기 NPU(345)로부터 수신한 상위 계층 PDU를 MAC 프레임으로 분할하여 OPU들(315, 320)로 전송하는 기능을 수행한다. NPU(345)는 기지국과 연결되어 있는 네트워크, 즉 기지국 또는 ASA 서버와의 통신 기능을 수행한다.
상기 CPU(310)는 기지국의 모든 제어 기능을 담당한다. 즉, 기지국 운용자에 입력된 명령어에 상응하는 기능 수행 명령을 모든 유닛들로 전달한다.
상기 도 3에 나타낸 바와 같이, CPU가 고장으로 인해 수행 불능 또는 탈장된다 하더라도, 상기 기지국은 상기 이동국들의 데이터를 처리하여 IB 또는 A 인터페이스로 송신할 수 있는 구조를 가지고 있다. 이처럼, 시스템에서 하나의 유닛이 고장 또는 탈장된다 하더라도 기지국 기능 수행에 영향을 끼치지 않는 구조를 가져야 한다.
도 4는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a 및 IEEE 802.16e 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 하향 링크 프레임은 프리앰블(preamble) 영역(400), 방송 제어(broadcast control) 영역(410), 다수의 시간 분할 다중(Time Division Multiplexing, 이하 'TDM'이라 칭하기로 한다) 또는 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, 이하 'TDMA'라 칭하기로 한다) 영역들(420, 430)로 구성된다. 상기 프리앰블 영역(400)을 통해서는 기지국과 이동국간 상호 동기를 획득하기 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)가 송신된다.
상기 방송 제어 영역(410)은 프레임 제어 헤더(Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역(415) 및 DL(DownLink)_MAP 영역(411) 및 UL(UpLink)_MAP 영역(412)으로 구성된다. 여기서, 상기 FCH 영역은 다운링크 프레임 선행자(DownLink Frame Prefix, 이하 'DLFP'라 칭하기로 한다) 정보가 송신되는 영역이다. 하기 표 1에 상기 DLFP 포맷을 나타내었다.
Syntax Size Notes
DL_Frame_Prefix_Format() {
Used subchannel bitmap 6 bits Bit #0: Subchannels 0-11 are used Bit #1: Subchannels 12-19 are used Bit #2: Subchannels 20-31 are used Bit #3: Subchannels 32-39 are used Bit #4: Subchannels 40-51 are used Bit #5: Subchannels 52-59 are used
Reserved 1 bit Shall be set to zero
Repetition_Coding_Indication 2 bits 00 - No repetition coding on DL-MAP 01 - Repetition coding of 2 used on DL-MAP 10 - Repetition coding of 4 used on DL-MAP 11 - Repetition coding of 6 used on DL-MAP
Coding_Indication 3 bits 0b000 - CC encoding used on DL-MAP 0b001 - BTC encoding used on DL-MAP 0b010 - CTC encding used on DL-MAP 0b011 = ZT CC used on DL-MAP 0b100 to 0b111 -Reserved
DL-Map_Length 8 bits
Reserved 4 bit
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, DLFP는 다수의 정보 엘리먼트(Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)들, 즉 하향링크 프레임의 부분 사용 서브 채널(Partial Usage Sub Channel) 존에서 사용되는 서브 채널의 그룹 수를 나타내는 Used Subchannel bitmap, 상기 DL_MAP에 사용되는 반복 코딩 지시를 나타내는 Repetition Coding Indication, 상기 DL_MAP 전송을 위해 사용되는 변조 및 코딩 방법을 나타내는 Coding Indication, DL_MAP의 길이를 나타내는 DL-MAP Length를 포함한다.
상기 DL_MAP 영역(411)은 DL_MAP 메시지가 송신되는 영역으로, 상기 DL_MAP 메시지에 포함되는 IE들을 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112005036670337-PAT00001
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, DL_MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type, 동기를 획득하기 위해 물리 채널에 적용되는 변조 방식 및 복조 방식에 상응하게 설정되는 PHY(PHYsical) Synchronization, 하향 링크 버스트 프로파일(burst profile)을 포함하고 있는 하향링크 채널 디스크립트(Downlink Channel Descript; 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 메시지의 구성(configuration) 변화에 상응하는 카운트(count)를 나타내는 DCD count, 기지국 식별자(Base Station Identifier)를 나타내는 Base Station ID 및 상기 Base Station ID 이후에 존재하는 엘리먼트들의 개수를 나타내는 Number of DL_MAP Elements n을 포함한다.
상기 하향 링크 버스트 프로파일을 디코딩하기 위해서는 그에 필요한 정보가 필요한데, 이는 DL-MAP IE들은 각각에 해당하는 버스트들에 대한 변조, 코딩 방법 및 물리적인 특성을 나타내는 DCD 메시지와 일대일 매핑(mapping)되어 있다. 즉, 상기 DCD 메시지는 하향 링크 버스트 프로파일(profile)을 포함한다. 따라서, 이동국은 DL-MAP 메시지를 수신하고, 이를 디코딩(decoding)하기 전에 상기 DCD 정보를 미리 알고 있어야만 한다.
상기 DCD 메시지에 포함되는 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)들은 하기 표 3에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005036670337-PAT00002
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 DCD 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 사용되는 다운링크 채널 식별자(Uplink Channel ID)를 나타내는 Downlink Channel ID와, 다운링크 채널 정보의 구성 변화에 상응하는 카운트를 나타내는 Configuration Change Count와, 다운링크 채널들에 대한 TLV(Type, Length, Value) 부호화 정보를 나타내는 채널 TLV 부호화 정보, 즉 TLV Encoded information for the overall channel 및 PHY(PHYsical) 명세부를 포함한다. 또한, 상기 UL-MAP 영역(413)은 UL-MAP 메시지가 송신되는 영역이다.
상술한 바와 같이, IEEE 802.16 통신 시스템에서 기지국의 CPU는 기지국 전체에 대한 제어를 담당한다. 즉, 상기 CPU는 기지국 구성/설정 정보 및 이동국과의 연결(Connection)정보, 이동국의 상태 정보(즉, 예컨대, 슬립 모드, 정상 상태, 아이들 모드 상태를 나타내는 정보들) 및 이동국 구성/설정 정보를 관리하고 있으며, 발생되는 다수의 이벤트들에 대한 대응되는 적절한 동작을 수행하게 된다. 그러나, 상기 CPU에 예기치 못한 에러가 발생하거나, 운영자에 의해 상기 CPU가 리셋(reset)되는 경우, 이동국은 이를 전혀 알지 못하게 된다. 이에 따라, CPU가 리셋된 후 재가동하는 경우, 상기 이동국은 상기 CPU가 리셋되어 재가동되었음을 인지하지 못한 상태로 자신의 데이터 트래픽을 계속적으로 송신하게 된다. 이렇게 되면, 상기 CPU는 리셋에 따라 자신이 관리하고 있던 이동국에 대한 연결, 상태 및 구성 정보가 존재하지 않기 때문에, 해당 이동국의 관리가 불가능하게 된다.
다시 말하자면, 이동국은 CPU의 리셋 이전에 기할당받은 연결 식별자(CID: Connection IDentifier)를 통해 상향링크 데이터를 전송하고 있지만, 상기 기지국은 어떤 이동국이 어떤 CID에 의해 어떤 서비스를 받고 있는지 전혀 알 수가 없게 되는 상황이 발생할 수 있게 된다. 따라서, 기지국의 CPU가 리셋 되는 경우 기지국과 이동국간에 상태 동기를 일치시킬 수 있는 방안이 절실히 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기를 일치시킬 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 이동국의 수행 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 상기 이동국과 기지국간의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 수신하는 과정과, 상기 수신한 현재 카운트 값과 이전에 수신하여 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 기지국의 수행 방법에 있어서, 상기 기지국의 제어 처리기(CPU)를 리셋하여야 하는 상황 발생시, 상기 CPU를 리셋하는 과정과, 상기 리셋에 따른 카운트 값을 설정하여 상기 이동국으로 송신하는 과정과, 상기 이동국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3방법은; 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 방법에 있어서, 상기 기지국은 상기 이동국과의 상태 변경을 나 타내는 카운트 값을 설정하여 상기 이동국으로 기지국 리셋 지시자(BS_RESET_IND) 메시지에 포함하여 송신하는 과정과, 상기 이동국은 상기 기지국 리셋 지시자 메시지에 포함된 카운트 값을 추출하는 과정과, 상기 추출된 현재 카운트 값과, 이전에 추출되어 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4방법은; 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 방법에 있어서, 상기 기지국은 상기 이동국과의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 상기 이동국으로 타입/길이/값(TLV) 인코딩 필드를 구성하여 송신하는 과정과, 상기 이동국은 상기 TLV 인코딩 필드에 포함된 카운트 값을 추출하는 과정과, 상기 추출된 현재 카운트 값과, 이전에 추출되어 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제5방법은; 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 방법에 있어서, 상기 기지국은 상기 이동국과의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 상기 하향링크 프레임 선행자(DLFP)에 포함하여 송신하는 과정과, 상기 이동국은 상기 DLFP에 포함된 카운트 값을 추출하는 과정과, 상 기 추출된 현재 카운트 값과, 이전에 추출되어 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제6방법은; 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 초기 레인징을 수행하는 상기 이동국이 상기 기지국과 상태 동기화를 위한 방법에 있어서, 상기 기지국에게 초기 레인징을 요구하는 과정과, 상기 기지국으로부터 상기 기지국과 상태 변경을 나타내는 제1 카운트 값이 포함된 상기 초기 레인징 요구에 대한 응답을 수신하는 과정과, 상기 제1 카운트 값을 저장하는 과정과, 상기 기지국으로부터 상태 변경을 나타내는 제2 카운트 값을 수신하는 과정과, 상기 제2 카운트 값이 상기 제1 카운트 값과 상이한 경우, 상기 기지국으로 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 시스템에 있어서, 상기 기지국은 상기 이동국과 기지국간의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 송신하고, 상기 이동국은 상기 기지국으로부터 상기 카운트 값을 수신하고, 상기 수신한 현재 카운트 값과 이전에 수신하여 저장한 이전 카운트 값을 비교하고, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 방식 또는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access) 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 연결, 상태 및 구성 동기를 일치시킬 수 있는 시스템 및 방법들을 제안한다.
보다 상세하게는, 본 발명의 기지국은 제어 처리기(Control Processor Unit, 이하 'CPU'라 칭하기로 한다)의 리셋(reset)시 Reset Count 값을 1씩 증가시켜 이동국에 알려주며, 상기 이동국은 이전 Reset Count 값과 현재 수신한 Reset Count 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입(network re-entry)을 수행한다. 이하에서는 상기 연결, 상태 및 구성 동기를 '상태 동기'라 정의하기로 한다.
<제 1 실시예>
본 발명의 제1 실시예에서는 기지국이 CPU 리셋 여부를 알려주는 메시지로, 기지국 리셋 지시자(BS RESET INDication, 이하 'BS_RESET_IND'라 칭하기로 한다) 메시지를 새롭게 정의한다. 상기 기지국은 상기 BS_RESET_IND 메시지에 CPU 리셋 카운트 정보인 Reset Count 필드를 포함시켜 주기적 또는 비주기적으로 이동국으로 브로드캐스트(broadcast) 한다. 상기 이동국은 상기 BS_RESET_IND 메시지 수신시마다 상기 Reset Count 값과, 이전에 수신한 BS_RESET_IND 메시지의 Reset Count(이하, 'Old Reset Count'라 칭하기로 한다) 값을 비교하여, 그 값이 서로 다르면 상기 기지국과 네트워크 재진입 과정을 수행하여야 한다. 하기 표 4는 상기 새롭게 정의한 BS_RESET_IND 메시지 포맷을 나타낸 표이다.
Syntax Size Notes
BS_RESET_IND_Format() {
Management Message Type 8 bit
Reset Count 8 bit
}
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서 새롭게 정의한 BS_RESET_IND 메시지는 기지국 리셋에 따라 카운트되는 Reset Count 필드를 포함한다. 한편, 상기 BS_RESET_IND 메시지는 정상 상태의 이동국 뿐만 아니라 슬립(sleep) 모드 또는 아이들(idle) 모드로 동작 중인 이동국들도 수신할 수 있어야 되기 때문에 한번 이상 주기적 또는 비주기적으로 브로드캐스트 되어야 한다.
여기서, 초기 레인징을 수행하여 기지국에 최초로 등록된 이동국은 BS_RESET_IND 메시지를 최초 수신하는 경우, 상기 BS_RESET_IND 메시지에 포함된 Reset Count를 Old Reset Count 값에 저장하여야 한다.
한편, 초기 레인징을 수행하는 이동국은 레인징 요구(RNG-REQ) 메시지를 기지국으로 송신하고, 이에 대한 응답으로 상기 기지국으로부터 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 수신하게 된다. 상기 레인징 응답 메시지의 TLV(Type/Length/Value) 인코딩 필드에 상기 Reset Count 필드가 포함되어 있는 경우 상기 초기 레인징을 수행하는 이동국은 상기 Reset Count 값을 Old Reset Count 값으로 저장할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 신호 흐름을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 기지국(550)은 이동국(500)으로 BS_RESET_IND 메시지를 주기적 또는 비주기적으로 송신한다(502, 504단계). 상기 이동국(500)은 상기 BS_RESET_IND 메시지 수신시마다 포함된 현재 Reset Count 값과, 이전에 기저장한 Old Reset Count 값을 비교한다(506단계).
만약, 상기 기지국(550)의 CPU가 리셋되는 경우(508단계), 상기 기지국(550)은 Reset Count 값을 1 증가시키고(510단계), BS_RESET_IND 메시지에 증가된 Reset Count 값을 포함하여 상기 이동국(500)으로 송신한다(512단계).
상기 이동국(500)은 상기 BS_RESET_IND 메시지를 수신하고, 상기 메시지에 포함된 현재 Reset Count 값이 이전에 저장한 Old Reset Count 값과 동일한지 비교한다(514단계). 비교 결과, 두 값이 서로 다른 경우, 상기 이동국(500)은 상기 기지국(550)의 CPU가 리셋되었음을 인지하고, 기지국과의 상태 동기화를 위해 네트워크 재진입 절차를 수행한다(516단계).
<제 2 실시예>
본 발명의 제2 실시예에서는 기지국이 CPU 리셋 여부를 알려주는 메시지로, 종래의 하향링크 채널 디스크립트(Downlink Channel Descript; 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 메시지를 일부 변경한 DCD 메시지를 시용한다. 상기 종래의 DCD 메시지는 다수의 TLV(Type/Length/Value) 인코딩(encoding) 필드들을 포함하고 있으며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 DCD 메시지는 상기 TLV 인코딩 필드들에 Reset Count TLV 인코딩 필드를 새롭게 추가한 형태를 가진다. 상기 Reset Count TLV 인코딩 필드는 하기 표 5와 같이 나타낼 수 있다.
Type Length Value
Reset Count 1 0~255
상기 Reset Count TLV 인코딩 필드는 기지국의 CPU가 리셋되어 그 값이 이전 Reset Count 값과 달라지는 경우에만 상기 DCD 메시지에 포함될 수 있으며, CPU가 리셋되지 않는 경우 상기 기지국은 상기 Reset Count TLV 인코딩 필드를 포함하지 않은 DCD 메시지를 브로드캐스트 할 수 있다. 상기 Reset Count TLV 인코딩 필드가 포함되지 않은 DCD 메시지를 수신한 이동국은 상기 Reset Count 값이 이전의 Reset Count 값과 동일하다고 간주하게 된다. 물론, 상기 Reset Count TLV 인코딩 필드는 비록 이전의 Reset Count 값과 동일하다고 할지라고, 매번 DCD 메시지에 포함되어 브로드캐스트 될 수도 있음은 물론이다. 상기 이동국은 상기 Reset Count 값 비교 후, 현재 수신한 Reset Count 값을 Old Reset Count 값으로 저장한다.
한편, 상기 Reset Count TLV 인코딩 필드는 상기 DCD 메시지에만 포함시킬 수 있는 것이 아니라 TLV 인코딩 필드를 사용하는 모든 하향링크 메시지에 포함시킬 수 있음에 유념한다. 예컨대, 상기 Reset Count TLV 인코딩 필드는 DL-MAP 메시지에 포함되어 주기적으로 브로드캐스트 될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 신호 흐름을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 기지국(650)은 이동국(600)으로 DCD 메시지를 주기적으로 송신한다(602, 604단계). 상기 이동국(600)은 상기 DCD 메시지 수신시마다 상기 메시지의 TLV 인코딩 필드의 현재 Reset Count 값과, 이전에 기저장한 Old Reset Count 값을 비교한다(606단계).
만약, 상기 기지국(650)의 CPU가 리셋되는 경우(608단계), 상기 기지국(650)은 Reset Count 값을 1 증가시키고(610단계), Reset Count TLV 인코딩 필드에 증가된 Reset Count 값을 포함하여 상기 이동국(600)으로 송신한다(612단계).
상기 이동국(600)은 Reset Count 값이 변경된 DCD 메시지를 수신하고, 상기 메시지에 포함된 현재 Reset Count 값이 이전에 저장한 Old Reset Count 값과 동일한지 비교한다(614단계). 비교 결과, 두 값이 서로 다른 경우, 상기 이동국(600)은 상기 기지국(650)의 CPU가 리셋되었음을 인지하고, 기지국과의 상태 동기화를 위해 네트워크 재진입 절차를 수행한다(616단계).
<제 3 실시예>
본 발명의 제3 실시예에서는 기지국이 CPU 리셋 여부를 알려주기 위해 수정된 다운링크 프레임 선행자(DownLink Frame Prefix, 이하 'DLFP'라 칭하기로 한다) 정보를 사용한다. 상기 수정된 DLFP 포맷을 하기 표 6에 나타내었다.
Syntax Size Notes
DL_Frame_Prefix_Format() {
Used subchannel bitmap 6 bits Bit #0: Subchannels 0-11 are used Bit #1: Subchannels 12-19 are used Bit #2: Subchannels 20-31 are used Bit #3: Subchannels 32-39 are used Bit #4: Subchannels 40-51 are used Bit #5: Subchannels 52-59 are used
Reserved 1 bit Shall be set to zero
Repetition_Coding_Indication 2 bits 00 - No repetition coding on DL-MAP 01 - Repetition coding of 2 used on DL-MAP 10 - Repetition coding of 4 used on DL-MAP 11 - Repetition coding of 6 used on DL-MAP
Coding_Indication 3 bits 0b000 - CC encoding used on DL-MAP 0b001 - BTC encoding used on DL-MAP 0b010 - CTC encding used on DL-MAP 0b011 = ZT CC used on DL-MAP 0b100 to 0b111 -Reserved
DL-Map_Length 8 bits
Reset Count 4 bit
상기 DLFP는 매 프레임마다 프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header) 영역을 통해 이동국으로 전송되는 정보이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 DLFP는 예약된(reserved) 5 비트 중 4 비트를 Reset Count로 사용한다. 여기서, 상기 4 비트로 Reset Count를 설정하는 것은 일 례일 뿐 상기 Reset Count에 사용되는 비트 수는 변경될 수 있음에 유념한다.
상기 이동국은 현재 수신한 DLFP의 Reset Count 값과 이전에 수신한 DLFP의 Old Reset Count 값을 비교하여, 상이하면 상기 기지국으로 네트워크 재진입을 수행한다. 그리고, 상기 이동국은 현재 수신한 DLFP의 Reset Count 값을 Old Reset Count 값으로 저장한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 이동국간의 상태 동기화를 위한 신호 흐름을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 기지국(750)은 이동국(700)으로 DLFP 정보가 포함된 하향링크 프레임을 주기적으로 송신한다(702, 704단계). 상기 이동국(700)은 상기 하향링크 프레임의 FCH 영역의 DLFP 정보 수신시마다 Reset Count 값을 추출하고, 이렇게 추출된 현재 Reset Count 값과, 이전에 기저장한 Old Reset Count 값을 비교한다(706단계).
만약, 상기 기지국(750)의 CPU가 리셋되는 경우(708단계), 상기 기지국(750)은 Reset Count 값을 1 증가시키고(710단계), DLFP 포맷의 Reset Count 필드에 증가된 Reset Count 값을 포함하여 상기 이동국(700)으로 송신한다(712단계).
상기 이동국(700)은 Reset Count 값이 변경된 DLFP 정보를 수신하고, 상기 메시지에 포함된 현재 Reset Count 값이 이전에 저장한 Old Reset Count 값과 동일한지 비교한다(714단계). 비교 결과, 두 값이 서로 다른 경우, 상기 이동국(700)은 상기 기지국(750)의 CPU가 리셋되었음을 인지하고, 기지국과의 상태 동기화를 위해 네트워크 재진입 절차를 수행한다(716단계).
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 기지국과 상태 동기화를 위한 이동국의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 802단계에서 상기 이동국은 기지국으로부터 BS_RESET_IND 메시지 또는 Reset Count TLV 인코딩 필드가 포함된 DCD 메시지 또는 Reset Count 필드가 포함된 DLFP 정보를 수신하고 804단계로 진행한다. 상기 804단계에서 상기 이동국은 각 메시지 또는 DLFP 정보에서 추출한 Reset Count 값과 이전 메시지 또는 DLFP 정보에서 저장한 Old Reset Count 값이 동일한지 비교한다. 비교 결과, 동일한 경우 상기 이동국은 기지국의 CPU가 리셋되지 않았음으로 인지하고 802단계부터 다시 수행한다. 동일하지 않은 경우 상기 이동국은 기지국의 CPU가 리셋되어 상태 동기가 일치하지 않음을 인지하고 806단계로 진행한다. 상기 806단계에서 상기 이동국은 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동국과 상태 동기화를 위한 기지국의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저 902단계에서 상기 기지국은 BS_RESET_IND 메시지 또는 Reset Count TLV 인코딩 필드가 포함된 DCD 메시지 또는 Reset Count 필드가 포함된 DLFP 정보를 이동국으로 송신하고 904단계로 진행한다. 상기 904단계에서 상기 기지국은 CPU가 리셋되어야 하는 상황이 발생하면 906단계로 진행한다. 상기 906단계에서 상기 기지국은 CPU를 리셋하고 908단계로 진행한다. 상기 908단계에서 상기 기지국은 Reset Count 값을 1 증가시키고, 증가된 Reset Count 값을 BS_RESET_IND 메시지 또는 DCD 메시지 또는 DLFP 정보에 포함시키는 902단계를 수행한다.
이상에서 상술한 바와 같이, 기지국은 CPU의 리셋 후에 Reset Count 값을 1씩 증가시켜 이를 이동국에 알려줄 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 기지국이 CPU를 리셋하기 전 또는 후에 이동국에 CPU 리셋을 알리는 1 비트의 지시자(indication) 값을 사용할 수도 있음은 물론이다. 예컨대, 상기 기지국은 CPU를 리셋하기 전에 리셋을 알리는 지시지 값을 1로 설정하여 방송함으로써, 이동국들이 일정 시간이 지난 후에 네트워크 재진입 절차를 수행할 수 있도록 한다. 또한 상기 기지국은 CPU를 리셋한 후에 리셋을 알리는 지시자 값을 1로 설정하여 방송함으로써, 이동국들이 네트워크 재진입 절차를 수행하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이 기지국의 CPU가 리셋되는 경우에 사용되는 것 외에, 상기 기지국이 관리하는 모든 이동국들에 대한 상태/구성/연결 정보를 한꺼번에 초기화하기 위해, 의도적으로 Reset Count를 증가시켜 이를 이동국에 알려줄 수 있으며, 이를 상기 이동국이 수신하여 기지국이 리셋된 것으로 간주하여 네트워크 재진입 절차를 수행하도록 할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 기지국의 CPU가 리셋되는 경우, 상기 기지국은 상기 이동국으로 리셋에 따라 변경되는 리셋 카운트(reset count) 값을 알려주게 되면, 상기 이동국은 이전 리셋 카운트 값과 새롭게 인지한 현재 리셋 카운트 값을 비교하여, 상이한 경우 네트워크 재진입 절차를 수행함으로써 상기 기지국과 상태 동기를 일치시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 기지국 자체의 문제로 인해 이동국들과의 상태 정보, 구성 정보 및 연결 정보의 재 초기화가 필요한 경우, 단 한번의 명령으로 네트워크 재진입 절차를 수행하도록 함으로써 자원 관리 측면에서도 이점이 존재한다.

Claims (16)

  1. 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 이동국의 수행 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 이동국과 기지국간의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 수신하는 과정과,
    상기 수신한 현재 카운트 값과 이전에 수신하여 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과,
    상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카운트 값은 기지국의 제어 처리기(CPU)가 리셋되는 경우 이전 카운트 값과는 상이하게 설정되어 이동국으로 송신되는 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 기지국의 수행 방법에 있어서,
    상기 기지국의 제어 처리기(CPU)를 리셋하여야 하는 상황 발생시, 상기 CPU 를 리셋하는 과정과,
    상기 리셋에 따른 카운트 값을 설정하여 상기 이동국으로 송신하는 과정과,
    상기 이동국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카운트 값은 기지국의 CPU가 리셋되는 경우 이전 카운트 값과는 상이하게 설정되는 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 시스템에 있어서,
    상기 기지국은 상기 이동국과 기지국간의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 송신하고,
    상기 이동국은 상기 기지국으로부터 상기 카운트 값을 수신하고, 상기 수신한 현재 카운트 값과 이전에 수신하여 저장한 이전 카운트 값을 비교하고, 상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기지국은 제어 처리기(CPU)가 리셋되는 경우 상기 현재 카운트 값을 이전 카운트 값과는 상이하게 설정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  7. 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 방법에 있어서,
    상기 기지국은 상기 이동국과의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 상기 이동국으로 기지국 리셋 지시자(BS_RESET_IND) 메시지에 포함하여 송신하는 과정과,
    상기 이동국은 상기 기지국 리셋 지시자 메시지에 포함된 카운트 값을 추출하는 과정과,
    상기 추출된 현재 카운트 값과, 이전에 추출되어 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과,
    상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 카운트 값은 상기 기지국의 제어 처리기(CPU)가 리셋되는 경우 이전 카운트 값과는 상이하게 설정되는 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상태 변경은 기지국 구성/설정 정보, 이동국과의 연결 정보, 이동국의 현재 모드를 나타내는 상태 정보 및 이동국 구성/설정 정보들 중 어느 하나가 변경되는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 방법에 있어서,
    상기 기지국은 상기 이동국과의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 상기 이동국으로 타입/길이/값(TLV) 인코딩 필드를 구성하여 송신하는 과정과,
    상기 이동국은 상기 TLV 인코딩 필드에 포함된 카운트 값을 추출하는 과정과,
    상기 추출된 현재 카운트 값과, 이전에 추출되어 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과,
    상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 카운트 값은 상기 기지국의 제어 처리기(CPU)가 리셋되는 경우 이전 카운트 값과는 상이하게 설정되는 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 상태 변경은 기지국 구성/설정 정보, 이동국과의 연결 정보, 이동국의 현재 모드를 나타내는 상태 정보 및 이동국 구성/설정 정보들 중 어느 하나가 변경되는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 기지국과 이동국간에 상태 동기화를 위한 방법에 있어서,
    상기 기지국은 상기 이동국과의 상태 변경을 나타내는 카운트 값을 설정하여 상기 하향링크 프레임 선행자(DLFP)에 포함하여 송신하는 과정과,
    상기 이동국은 상기 DLFP에 포함된 카운트 값을 추출하는 과정과,
    상기 추출된 현재 카운트 값과, 이전에 추출되어 저장한 이전 카운트 값을 비교하는 과정과,
    상기 현재 카운트 값과 이전 카운트 값이 상이하면, 상기 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 카운트 값은 상기 기지국의 제어 처리기(CPU)가 리셋되는 경우 이전 카운트 값과는 상이하게 설정되는 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 상태 변경은 기지국 구성/설정 정보, 이동국과의 연결 정보, 이동국의 현재 모드를 나타내는 상태 정보 및 이동국 구성/설정 정보들 중 어느 하나가 변경되는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 이동국과 기지국이 존재하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 초기 레인징을 수행하는 상기 이동국이 상기 기지국과 상태 동기화를 위한 방법에 있어서,
    상기 기지국에게 초기 레인징을 요구하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상기 기지국과 상태 변경을 나타내는 제1 카운트 값이 포함된 상기 초기 레인징 요구에 대한 응답을 수신하는 과정과,
    상기 제1 카운트 값을 저장하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 상태 변경을 나타내는 제2 카운트 값을 수신하는 과정과,
    상기 제2 카운트 값이 상기 제1 카운트 값과 상이한 경우, 상기 기지국으로 네트워크 재진입 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
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