KR20080043924A - Apparatus and method for excuting partial handover in broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 단말과 기지국의 연결을 개략적으로 도시하는 도면,1 is a view schematically showing a connection of a terminal and a base station during handover in a broadband wireless communication system according to the prior art;
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 단말과 기지국의 연결을 개략적으로 도시하는 도면,2 is a diagram schematically illustrating a connection between a terminal and a base station during handover in a broadband wireless communication system according to the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시점을 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating a handover time point in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 자원 사용을 도시하는 도면,4 is a diagram illustrating resource usage during handover in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,5 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,6 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system according to the present invention;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 핸드 오버를 수행하는 절차를 도시하는 도면,7 is a diagram illustrating a procedure of performing a handover by a terminal in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국이 핸드오버를 처리하는 절차를 도시하는 도면,8 is a diagram illustrating a procedure for a handover by a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 단말과 기지국의 신호 교환을 도시하는 도면, 9 is a diagram illustrating signal exchange between a terminal and a base station during handover in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 프레임 사용을 도시하는 도면, 및10 illustrates frame use in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention; and
도 11은 본 발명과 종래 기술에 따른 핸드오버 수행 시 성능을 도시하는 도면.11 is a diagram illustrating the performance when performing a handover according to the present invention and the prior art.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 서비스를 동시에 연결하고 있는 단말의 핸드오버를 효율적으로 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a handover in a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and a method for efficiently performing a handover of a terminal connecting a plurality of services simultaneously in a broadband wireless communication system.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 4G라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Qos : Quality of Service)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 이동성과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템이다.In the 4th Generation (hereinafter referred to as 4G) communication system, which is the next generation communication system, active researches are being conducted to provide users with services having various Quality of Service (Qos) having a transmission rate of about 100 Mbps. have. Particularly, in 4G communication systems, studies are being actively conducted to support high-speed services in a form of ensuring mobility and quality of service in broadband wireless access communication systems such as wireless local area network systems and wireless urban area network systems. In addition, the representative communication system is the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 communication system.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선통신 시스템의 물리 채널에 광대역 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 OFDMA이라 칭함) 방식을 적용한 통신시스템이다. 따라서, 상기 차세대 4G 통신 시스템은 상기 OFDMA/OFDM 방식의 광대역성과 고속성으로 인해 다양한 종류의 서비스를 동시에 이용할 수 있다. 예를 들어, 음성 통화를 하는 동시에 FTP(File Transfer Protocol) 서비스를 이용하여 파일을 전송할 수 있다.The IEEE 802.16 communication system includes orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter, referred to as OFDM) / orthogonal frequency division multiple access to support a broadband transmission network on a physical channel of the wireless communication system. A communication system employing the following OFDMA) scheme. Accordingly, the next generation 4G communication system can simultaneously use various kinds of services due to the broadband and high speed of the OFDMA / OFDM scheme. For example, you can transfer files using a file transfer protocol (FTP) service while making a voice call.
도 1은 종래 기술에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 단말과 기지국의 연결을 개략적으로 도시하고 있다.1 schematically illustrates a connection between a terminal and a base station during handover in a broadband wireless communication system according to the prior art.
상기 도 1의 (a)는 기지국A(110)와 단말(130)이 두 개의 서비스 연결을 유지하고 있는 상황을 도시하고 있다. 이때, 상기 단말(130)이 기지국B(120)로 이동하면, 상기 단말(130)과 상기 기지국A(110) 간의 신호 세기가 약해진다. 이에 따라, 상기 단말(130)은 상기 기지국B(120)로 핸드오버(Handover)를 수행하게 된다. 즉, 상기 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 단말(130)은 상기 기지국A(110)과의 두 개의 연결을 종료하고, 상기 기지국B(120)과 상기 두 개의 서비스를 연결한다.1A illustrates a situation in which the
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 서비스를 연결하고 있는 단말은 핸드오버 시 서빙 기지국과의 모든 연결을 종료하고, 타겟 기지국으로 상기 다수의 서비스를 연결한다. 즉, 상기 연결된 다수의 서비스를 동일한 경로를 통해 연결해야 하는 개연성이 존재하지 않고, 각 서비스마다 요구되는 채널 상태가 차이가 있음에도 불구하고, 상기 서빙 기지국으로부터의 수신신호 세기가 낮음으로 인해 모든 연결 중인 서비스의 경로를 타겟 기지국으로 바꾸게 된다. 이로 인해, 상기 타겟 기지국의 부하율이 급격히 증가하여 시스템의 부담으로 작용하는 문제점이 있다.As described above, in a broadband wireless communication system, a terminal connecting a plurality of services terminates all connections with a serving base station during handover and connects the plurality of services to a target base station. That is, although there is no probability that the connected multiple services must be connected through the same path, and although the channel state required for each service is different, all connected services are received due to low received signal strength from the serving base station. The service route is redirected to the target base station. For this reason, there is a problem that the load ratio of the target base station increases rapidly and acts as a burden on the system.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 타겟 기지국의 부담을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing the burden on a target base station during handover in a broadband wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 연결 중인 서비스 중 일부만을 타겟 기지국으로 연결하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for connecting only a part of services being connected to a target base station during handover in a broadband wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템의 단말 장치는, 인접 기지국들의 자원 상황 및 서비스별 수신신호 세기 임계값 정보를 관리하는 액티브 셋 관리부와, 서빙 기지국으로부터의 수신신호 세기 가 소정 임계값보다 낮으면, 인접 기지국을 통해 상기 소정 임계값에 대응되는 제 1 서비스를 연결하기 위한 연결 요청 메시지를 생성하는 메시지 생성기와, 상기 인접 기지국을 통해 상기 제 1 서비스를 연결하고, 상기 서빙 기지국을 통해 제 2 서비스를 연결하도록 제어하는 서비스 연결 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a terminal device of a broadband wireless communication system, the active set management unit for managing the resource status and the received signal strength threshold information for each of the neighbor base stations and from the serving base station; A message generator for generating a connection request message for connecting a first service corresponding to the predetermined threshold through an adjacent base station if the received signal strength is lower than a predetermined threshold; and connecting the first service through the neighboring base station; And a service connection control unit controlling to connect a second service through the serving base station.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템의 기지국 장치에 있어서, 수용 가능 서비스 정보 및 각 서비스에 대한 수신신호 세기 임계값 정보를 포함하는 방송 메시지를 생성하는 메시지 생성기와, 상기 수용 가능 서비스에 대한 단말의 연결 요청 메시지를 확인하는 메시지 처리기와, 상기 단말이 요청한 서비스를 연결하는 서비스 연결 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, in a base station apparatus of a broadband wireless communication system, a message generator for generating a broadcast message including acceptable service information and received signal strength threshold information for each service; And a message processor for checking a connection request message of the terminal for the acceptable service, and a service connection processor for connecting the service requested by the terminal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 인접 기지국과 통신을 수행하기 위한 방법은, 서빙 기지국으로부터의 수신신호 세기가 소정 임계값보다 낮아지는지 확인하는 과정과, 인접 기지국으로 상기 소정 임계값에 대응되는 제 1 서비스의 연결을 요청하는 과정과, 상기 인접 기지국을 통해 상기 제 1 서비스를 연결하는 과정과, 상기 서빙 기지국을 통해 제 2 서비스를 연결하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, a method for a terminal to communicate with an adjacent base station in a broadband wireless communication system, the process of checking whether the received signal strength from the serving base station is lower than a predetermined threshold And requesting connection of a first service corresponding to the predetermined threshold to a neighboring base station, connecting the first service through the neighboring base station, and connecting a second service through the serving base station. Characterized in that it comprises a.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국이 단말과 연결하기 위한 방법은, 가용 자원 및 각 서비스 별 수신신호 세기 임계값 정보를 포함하는 방송 메시지를 송신하는 과정과, 단말로부터 소정 서비스에 대한 연결 요청 메시지가 수신되는지 확인하는 과정과, 상기 단말이 요청한 서비스를 연결하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object, a method for a base station to connect with a terminal in a broadband wireless communication system, transmitting a broadcast message including available resources and received signal strength threshold information for each service; And checking whether a connection request message for a predetermined service is received from the terminal, and connecting the service requested by the terminal.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 서비스를 동시에 제공받는 단말의 핸드오버(Handover) 시 서비스 연결 별로 부분적인 핸드오버를 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서 상기 무선통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(Orthognal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함) 방식 기반의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 셀룰러(Cellular) 기반의 무선통신 시스템이라면 동일하게 적용할 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described for a technique for performing partial handover for each service connection during handover of a terminal receiving a plurality of services simultaneously in a broadband wireless communication system. In the following description, the wireless communication system is described using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based wireless communication system as an example, and may be equally applicable to a cellular based wireless communication system. have.
도 2는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 단말과 기지국의 연결을 개략적으로 도시하고 있다.2 schematically illustrates a connection between a terminal and a base station during handover in a broadband wireless communication system according to the present invention.
상기 도 2을 참조하면, 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 단말(210)은 기지국A(250)를 통해 두 개의 서비스를 연결하고 있다. 이때, 상기 단말(210)이 기지국B(260)의 방향으로 이동하면 상기 기지국A(250)로부터의 수신신호 세기가 도 3에 도시된 바와 같이 연결2(301)의 임계값 이하로 낮아진다.Referring to FIG. 2, as shown in FIG. 2A, the
이때, 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 두 개의 서비스 연결 중 하나의 서비스를 상기 기지국B(260)를 통해 연결한다. 이후, 상기 단말(210)이 상기 기지국B(260)에 더 접근하면 수신신호 세기가 상기 도 3에 도시된 바와 같이 연결1(303)의 임계값 이하로 낮아진다.At this time, as shown in (b) of FIG. 2, one of two service connections is connected through the base station B 260. Then, when the
즉, 상기 기지국A(250)으로부터의 수신신호 세기가 더 낮아져 모든 연결을 유지할 수 없게 되면, 상기 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 단말(210)은 모든 서비스를 상기 기지국B(260)를 통해 연결하여 핸드오버를 완료한다. That is, when the received signal strength from the base station A 250 is lowered to maintain all connections, the
다시 말해, 단말은 각 서비스에 대한 수신신호 세기의 임계값에 따라 사용 중인 다수의 서비스 중 하나씩 순차적으로 타겟 기지국을 통해 연결하며 핸드오버를 수행한다. 여기서, 일부 서비스만 타겟 기지국을 통해 연결하는 핸드오버를 부분적 핸드오버(Partial Handover)라 칭한다.In other words, the terminal sequentially connects one of a plurality of services in use through the target base station according to the threshold value of the received signal strength for each service and performs handover. Here, a handover in which only some services are connected through a target base station is called a partial handover.
여기서, 상기 부분적 핸드오버를 수행하는데 있어서 자원 충돌의 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 기지국A(450)를 통해 제 1 서비스를, 기지국B(460)을 통해 제 2 서비스를 연결하는 상황에서, 상기 기지국A(450) 및 기지국B(460)은 상호 간 단말에게 할당된 자원을 알 수 없기 때문에 상기 단말에게 동일한 자원으로 데이터를 전송하여 자원 충돌이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 단말은 상기 부분적 핸드오버 수행 시, 타겟 기지국에게 가용한 자원 영역을 알려주어야 한다.Here, a problem of resource collision may occur in performing the partial handover. For example, in a situation in which the first service is connected through the base station A 450 and the second service is connected through the
이하 설명은 상술한 부분적 핸드오버를 수행하기 위한 기지국 및 단말의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The following description will be described in detail with reference to the drawings the configuration and operation of the base station and the terminal for performing the partial handover described above.
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.5 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system according to the present invention.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 무선통신부(501), 채널추정기(523), 메시지 처리기(525), 액티브 셋(Active Set) 관리부(527), 서비스 연결 제어부(529) 및 메시지 생성기(531)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the terminal includes a
상기 무선통신부(501)는 데이터를 무선 채널을 통해 송수신하기 위한 신호처리를 수행하며, RF(Radio Frequency) 수신기(503) 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, 이하 ADC라 칭함)(505), OFDM 복조기(507), 자원 디매핑기(509), 복조 및 복호화기(511), 부호화 및 변조기(513), 자원 매핑기(515), OFDM 변조기(517), 디지털 아날로그 변환기(Digital to Analog Converter, 이하 DAC라 칭함)(119) 및 RF 송신기(521)를 포함하여 구성된다.The
상기 RF 수신기(503)는 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 ADC(505)는 상기 RF 수신기(503)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM 복조기(507)는 상기 ADC(505)로부터 제공되는 시간 영역 신호를 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역 신호를 출력한다. 상기 자원 디매핑기(509)는 상기 OFDM 복조기(507)로부터 제공되는 주파수 영역에 매핑된 신호를 매핑되기 전 형태 로 재구성한다. 또한, 파일럿 신호를 추출하여 상기 채널 추정기(523)로 출력하고, 정보 신호를 상기 복조 및 복호화기(511)로 출력한다. 상기 복조 및 복호화기(511)는 상기 자원 디매핑기(509)로부터 제공되는 신호를 해당 방식으로 복조 및 복호화하여 정보 비트열을 출력한다.The
상기 부호화 및 변조기(513)는 상위 단으로부터 제공되는 정보 비트열을 해당 방식으로 부호화 및 변조하여 복소 심벌 신호를 출력한다. 상기 자원 매핑기(515)는 상기 부호화 및 변조기(513)로부터 제공되는 신호를 해당 부반송파에 매핑한다. 상기 OFDM 변조기(517)는 상기 자원 매핑기(515)로부터 제공되는 신호들을 역 고속 푸리에 변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)하여 시간 영역 신호를 출력한다. 상기 DAC(519)는 상기 OFDM 변조기(517)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF 송신기(521)는 상기 DAC(519)로부터의 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The encoder and
상기 채널 추정기(523)는 상기 자원 디매핑기(509)로부터 파일럿 신호를 제공받아 기지국과의 채널을 추정한다. 예를 들어, 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio), 수신신호 세기 등을 추정한다.The
상기 메시지 처리기(525)는 상기 복조 및 복호화기(511)로부터 제공되는 정보 비트열 중 기지국으로부터 수신되는 메시지의 내용을 확인한다. 특히, 본 발명에 따라 인접 기지국들로부터 수신되는 방송 메시지를 확인하여 상기 액티브 셋 관리부(527)로 출력한다. 여기서, 상기 방송 메시지는 상기 인접 기지국의 자원 여유 정보, 상기 자원 여유에 따라 수용 가능한 서비스 정보 및 상기 수용 가능한 서비 스의 연결을 요구할 수 있는 수신신호 세기 임계값 정보를 포함한다.The
상기 액티브 셋 관리부(527)는 상기 메시지 처리기(525)로부터 인접 기지국들의 방송 메시지 정보를 제공받아 상기 인접 기지국들의 수용 가능 서비스 정보 및 각 서비스에 대한 수신신호 세기의 임계값 정보를 관리한다. The
상기 서비스 연결 제어부(529)는 상기 채널 추정기(523)로부터 서빙 기지국의 수신신호 세기 정보를 제공받아 상기 수신신호 세기에 따른 부분적 핸드오버를 수행하도록 제어한다. 다시 말해, 상기 액티브 셋 관리부(527)에서 관리하는 정보를 참조하여 수신신호 세기에 따른 해당 서비스의 부분적 핸드오버를 수행하고, 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국과의 연결을 모두 유지하도록 제어한다.The
상기 메시지 생성기(531)는 서빙 기지국 및 인접 기지국으로 송신할 메시지를 생성한다. 특히, 본 발명에 따라 상기 부분적 핸드오버를 수행하기 위해 상기 인접 기지국에게 특정 서비스 연결을 위한 자원 할당 요구 메시지를 생성한다. 여기서, 상기 부분적 핸드오버를 위한 상기 자원 할당 요구 메시지는 하기 표 1에 나타난 항목들을 포함한다.The
상기 표 1에 나타난 항목들은 상기 도 4에 도시된 바와 같은 자원 충돌을 방지하기 위해 타겟 기지국으로 가용 자원을 알리기 위한 정보이다. 상기 표 1에서 상기 'AllocatedInfo'는 서빙 기지국에 의해 사용되고 있는 자원의 정보를 포함하는 항목으로, 상기 'TimeFreqRegion'는 사용중인 자원의 시간 및 주파수 영역 정보를, 상기 'AllocationType'은 상기 사용중인 자원의 주기성 유무(VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스의 경우 해당), 상기 'AllocationInterval'은 상기 사용중인 자원이 주기성이 있다면 상기 자원의 할당 주기를 나타낸다. 또한, 상기 'CorrelatedFlag'는 서빙 기지국을 통해 연결된 서비스와 타겟 기지국을 통해 연결된 서비스의 연관성 여부(동영상 서비스에서 영상 서비스와 음성 서비스의 경우)를 나타낸다.Items shown in Table 1 above are information for informing available resources to the target base station in order to prevent resource conflicts as shown in FIG. In Table 1, 'AllocatedInfo' is an item including information of a resource being used by a serving base station, 'TimeFreqRegion' is time and frequency domain information of a resource being used, and 'AllocationType' is a value of the resource being used. Periodic presence or absence (for a real-time service such as Voice over IP (VoIP)), the 'AllocationInterval' indicates the allocation period of the resource if the active resource is periodic. In addition, the 'CorrelatedFlag' indicates whether a service connected through a serving base station and a service connected through a target base station are related (in the case of a video service and a voice service in a video service).
도 6은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.6 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system according to the present invention.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 무선통신부(601), 메시지 처리기(623), 서비스 연결 처리부(625) 및 메시지 생성기(627)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 6, the terminal includes a
상기 무선통신부(601)는 데이터를 무선 채널을 통해 송수신하기 위한 신호처리를 수행하며, RF(Radio Frequency) 수신기(603), ADC(605), OFDM 복조기(607), 자원 디매핑기(609), 복조 및 복호화기(611), 부호화 및 변조기(613), 자원 매핑기(615), OFDM 변조기(617), DAC(619) 및 RF 송신기(621)를 포함하여 구성된다.The
상기 RF 수신기(603)는 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 ADC(605)는 상기 RF 수신기(603)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM 복조기(607)는 상기 ADC(605)로부터 제공되는 시간 영역 신호를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역 신호를 출력한다. 상기 자원 디매핑기(609)는 상기 OFDM 복조기(607)로부터 제공되는 주파수 영역에 매핑된 신호를 매핑되기 전 형태로 재구성한다. 또한, 파일럿 신호를 추출하여 상기 채널 추정기(623)로 출력하고, 정보 신호를 상기 복조 및 복호화기(611)로 출력한다. 상기 복조 및 복호화기(611)는 상기 자원 디매핑기(609)로부터 제공되는 신호를 해당 방식으로 복조 및 복호화하여 정보 비트열을 출력한다.The
상기 부호화 및 변조기(613)는 상위 단으로부터 제공되는 정보 비트열을 해당 방식으로 부호화 및 변조하여 복소 심벌 신호를 출력한다. 상기 자원 매핑기(615)는 상기 부호화 및 변조기(613)로부터 제공되는 신호를 해당 부반송파에 매핑한다. 상기 OFDM 변조기(617)는 상기 자원 매핑기(615)로부터 제공되는 신호들을 역 고속 푸리에 변환하여 시간 영역 신호를 출력한다. 상기 DAC(619)는 상기 OFDM 변조기(617)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF 송신기(621)는 상기 DAC(619)로부터의 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.The encoder and
상기 메시지 처리기(623)는 상기 복조 및 복호화기(611)로부터 제공되는 정보 비트열 중 단말로부터 수신된 메시지의 내용을 확인한다. 특히, 본 발명에 따라 단말로부터의 부분적 핸드오버를 위한 자원 할당 요구 메시지의 내용을 확인하여 상기 서비스 연결 처리부(625)로 출력한다. 또한, 상기 단말로부터의 특정 서비스의 연결을 요청하는 메시지를 확인하여 상기 서비스 연결 처리부(625)로 출력한다.The
상기 서비스 연결 처리부(625)는 상기 메시지 처리기(623)로부터 단말의 자원 할당 요구 메시지 정보를 제공받아 상기 단말이 요구한 서비스를 연결한다. 다시 말해, 상기 자원 할당 요구 메시지에 포함된, 상기 표 1에 나타난 바와 같은, 단말의 가용 자원 영역 정보와 할당 가능한 자원 영역을 비교하여, 상기 단말에게 자원 할당이 가능한 경우, 해당 서비스를 연결한다. 이때 만약, 상기 표 1에 나타난 바와 같은 정보 중 'CorrelatedFlag' 항목을 통해 서빙 기지국을 통해 연결된 서비스와의 연관성이 확인되는 경우, 즉, 두 서비스의 동기화가 요구되는 경우, 상향링크 데이터에 대하여 상기 서빙 기지국으로 포워딩(Forwarding)하여 동기화를 보장할 수 있도록 한다.The
상기 메시지 생성기(627)는 단말에게 송신할 메시지를 생성한다. 특히, 본 발명에 따라 자원 상황 및 서비스 별 수신신호 세기 임계값 정보를 포함하는 방송 메시지 및 상기 단말의 부분적 핸드오버를 위한 자원 할당 요구 메시지에 대한 응답 메시지를 생성한다.The
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 절차를 도시하고 있다.7 is a flowchart illustrating a handover procedure performed by a terminal in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 상기 단말은 먼저 701단계에서 두 개 이상의 서비스 연결을 유지하고 있는 상태이다.Referring to FIG. 7, the terminal first maintains two or more service connections in
이후, 상기 단말은 703단계로 진행하여 서빙 기지국으로부터의 수신신호 세기가 임계값 이하로 낮아지는지 확인한다. 여기서, 상기 임계값은 특정 서비스에 대한 수신신호 세기 임계값이다.In
상기 수신신호 세기가 기준 값 이하로 낮아지면, 상기 단말은 705단계로 진행하여 인접 기지국의 자원 상황을 확인하고, 상기 특정 서비스의 연결이 가능한 인접 기지국을 타겟 기지국으로 선택한다. 여기서, 상기 인접 기지국의 자원 상황은 상기 인접 기지국으로부터 방송되는 메시지를 통해 확인한다.If the received signal strength is lower than the reference value, the terminal proceeds to step 705 to check the resource status of the neighboring base station, and selects the neighboring base station that can connect the specific service as a target base station. Here, the resource situation of the neighboring base station is confirmed through a message broadcast from the neighboring base station.
상기 타겟 기지국을 선택한 후, 상기 단말은 707단계로 진행하여 상기 타겟 기지국으로 자원 할당 요구 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 자원 할당 요구 메시지는 상기 표 1에 나타난 바와 같이 서빙 기지국으로부터 사용되는 자원 정보를 포함한다.After selecting the target base station, the terminal proceeds to step 707 and transmits a resource allocation request message to the target base station. Here, the resource allocation request message includes resource information used from the serving base station as shown in Table 1 above.
이후, 상기 단말은 709단계로 진행하여 상기 타겟 기지국으로부터 자원 할당 요구가 승락되는지 확인한다. 즉, 상기 타겟 기지국으로부터 자원 할당 허가 메시지가 수신되는지 확인한다.In
상기 자원 할당 요구가 승락되면, 상기 단말은 711단계로 진행하여 상기 자원 할당 요구가 허가된 서비스, 즉 연결이 허가된 서비스를 상기 타겟 기지국을 통해 연결한 후, 서빙 기지국의 수신신호 세기가 점차 낮아짐에 따라 순차적으로 핸드오버를 수행한다.If the resource allocation request is granted, the terminal proceeds to step 711 and connects the service for which the resource allocation request is permitted, that is, the service for which the connection is allowed through the target base station, and then the received signal strength of the serving base station gradually decreases. Handover is performed sequentially accordingly.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국이 핸드오버를 처리하는 절차를 도시하고 있다.8 is a flowchart illustrating a handover process performed by a base station in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 8을 참조하면, 상기 기지국은 먼저 801단계에서 자원 상황 방송 주기인지 확인한다.Referring to FIG. 8, the base station first checks whether the resource status broadcast cycle is performed in step 801.
만일, 상기 자원 상황 방송 주기라면, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 자원 상황, 즉 할당 가능한 자원 정보 및 각 서비스별 연결 가능 수신신호 세기 임계값 정보를 포함하는 방송 메시지를 송신한다.If the resource status broadcast period, the base station proceeds to step 803 and transmits a broadcast message including the resource status, that is, resource information that can be allocated, and connectable received signal strength threshold information for each service.
반면, 상기 자원 상황 방송 주기가 아니라면, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 단말로부터 자원 할당 요구 메시지가 수신되는지 확인한다.On the other hand, if it is not the resource status broadcast period, the base station proceeds to step 805 and checks whether a resource allocation request message is received from the terminal.
상기 자원 할당 요구 메시지가 수신되면, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 상기 자원 할당 요구 메시지에 포함된 단말의 자원 요구에 대한 정보를 확인한다. 즉, 상기 단말의 가용 자원 영역 및 해당 서비스의 최소 자원 요구량 등을 확인한다.When the resource allocation request message is received, the base station proceeds to step 807 and checks the information on the resource request of the terminal included in the resource allocation request message. That is, it checks the available resource area of the terminal and the minimum resource requirement of the corresponding service.
상기 단말의 자원 요구 정보를 확인한 후, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 할당 가능한 자원과 상기 단말의 자원 요구 정보를 비교하여 자원 할당이 가능한지 확인한다.After checking the resource request information of the terminal, the base station proceeds to step 809 and compares the resource allocation information and the resource request information of the terminal to determine whether the resource allocation is possible.
만일, 상기 자원 할당이 가능하지 않으면, 상기 기지국은 811단계로 진행하여 상기 단말에게 자원 할당이 허용되지 않음을 알리는 자원 할당 응답 메시지를 송신한다. If the resource allocation is not possible, the base station proceeds to step 811 and transmits a resource allocation response message indicating that the resource allocation is not allowed to the terminal.
반면, 상기 자원 할당이 가능하면, 상기 기지국은 813단계로 진행하여 상기 단말에게 자원 할당이 허용됨을 알리는 자원 할당 응답 메시지를 송신한다. On the other hand, if the resource allocation is possible, the base station proceeds to step 813 and transmits a resource allocation response message indicating that the resource allocation is allowed to the terminal.
이후, 상기 기지국은 815단계로 진행하여 상기 단말이 요구한 서비스를 연결하기 위한 처리를 수행하고, 이어지는 상기 단말의 요구에 따라 순차적으로 핸드오버를 수행한다.Thereafter, the base station proceeds to step 815 to perform a process for connecting the service requested by the terminal, and subsequently performs handover according to the request of the terminal.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 단말과 기지국의 신호 교환을 도시하고 있다.9 illustrates signal exchange between a terminal and a base station during handover in a broadband wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 9를 참조하면, 타겟 기지국(930)은 자원 상황 및 서비스 연결 임계값을 알리는 방송 메시지를 송신한다(901단계).Referring to FIG. 9, the target base station 930 transmits a broadcast message informing of a resource situation and a service connection threshold in step 901.
상기 방송 메시지를 수신한 단말(910)은 서빙 기지국(920)으로부터의 수신신호 세기가 상기 임계값 이하로 낮아짐을 확인한다(903단계).Upon receiving the broadcast message, the terminal 910 confirms that the received signal strength from the serving base station 920 is lower than the threshold (step 903).
상기 수신신호 세기를 확인한 상기 단말(910)은 상기 임계값에 해당되는 서비스에 대한 자원 할당을 요구하기 위해 타겟 기지국(930)으로 자원 할당 요구 메시지를 송신한다(905단계). 이때, 상기 자원 할당 요구 메시지는 상기 표 1에 나타난 바와 같은 항목들을 포함하고 있다.After checking the received signal strength, the terminal 910 transmits a resource allocation request message to a target base station 930 to request resource allocation for a service corresponding to the threshold (step 905). At this time, the resource allocation request message includes the items shown in Table 1 above.
상기 자원 할당 요구 메시지를 수신한 상기 타겟 기지국(930)은 상기 단말(910)의 가용 자원 정보와 할당 가능한 자원을 비교하여 상기 단말(910)에게 자원 할당이 가능한지 여부를 확인한다(907단계).Upon receiving the resource allocation request message, the target base station 930 compares the available resource information of the terminal 910 with the assignable resources and determines whether the resource allocation is possible to the terminal 910 (step 907).
상기 자원 할당 가능 여부를 확인한 타겟 기지국(930)은 자원 할당이 가능함을 알리기 위해 상기 단말(910)으로 자원 할당 응답 메시지를 송신한다(909단계).The target base station 930 confirming whether the resource allocation is possible transmits a resource allocation response message to the terminal 910 to inform that the resource allocation is possible (step 909).
상기 자원 할당 응답 메시지를 수신한 상기 단말(910)은 상기 서빙 기지국(920)으로 부분적 핸드오버 지시 메시지(911)을 송신한다(911단계).Upon receiving the resource allocation response message, the terminal 910 transmits a partial handover indication message 911 to the serving base station 920 (step 911).
이어, 상기 단말(910)은 상기 타겟 기지국(930)으로 연결 요청 메시지(913)을 송신한다(913단계).Subsequently, the terminal 910 transmits a connection request message 913 to the target base station 930 (step 913).
상술한 실시 예는 단말이 핸드오버 시 서비스 연결 별로 별도의 임계값을 가지고 부분적인 핸드오버를 수행하는 기술에 대해 설명하였다. 이때, 기지국은 핸드오버가 필요한 단말, 즉, 셀 경계에 위치한 단말을 위한 별도의 스케줄링을 고려하지 않는다. The above-described embodiment has described a technique in which the terminal performs partial handover with a separate threshold for each service connection during handover. In this case, the base station does not consider a separate scheduling for a terminal requiring handover, that is, a terminal located at a cell boundary.
하지만, 또 다른 실시 예로 도 10에 도시된 바와 같이 인접한 기지국들 간에 셀 경계에 위치한 단말에게 할당되는 자원을 구분하여 사용할 수도 있다. 상기 도 10를 참조하면 기지국A(1010)과 기지국B(1020)은 서로 시간 축에서 구분되는 영역에 각 셀의 경계에 위치한 단말들에게 자원을 할당한다. 즉, 상기 기지국A(1010)은 슬롯i(1050)에서만 단말(1030)에게 자원을 할당하고, 상기 기지국B(1020)은 슬롯j(1060)에서만 상기 단말(1030)에게 자원을 할당한다. 이로 인해, 상기 기지국A(1010) 및 기지국B(1020)은 높은 전력으로 상기 단말(1030)과 통신을 수행할 수 있으므로, 셀 경계에 위치한 상기 단말(1030)에게 높은 전송률을 보장할 수 있게 된다.However, as another embodiment, as shown in FIG. 10, resources allocated to terminals located at cell boundaries between adjacent base stations may be used. Referring to FIG. 10, the base station A 1010 and the
도 11은 본 발명과 종래 기술에 따른 핸드오버 수행 시 성능을 도시하고 있다. 상기 도 11은 본 발명과 종래 기술에 대하여 사용자 수에 따른 핸드오버 실패율을 나타내는 그래프이다. 즉, 가로축은 사용자 수(부하율)을 나타내고, 세로축은 핸드오버 실패율을 나타낸다.11 illustrates performance when performing handover according to the present invention and the prior art. 11 is a graph showing the handover failure rate according to the number of users according to the present invention and the prior art. That is, the horizontal axis represents the number of users (load rate), and the vertical axis represents the handover failure rate.
상기 도 11의 (a)는 50msec 동안 40kbps의 전송률을 제공받지 못하는 경우 핸드오버가 실패한다고 가정하였고, 상기 도 11의 (b)는 50msec 동안 60kbps의 전송률을 제공받지 못하는 경우 핸드오버가 실패한다고 가정하였다.11 (a) assumes that the handover fails when not receiving a data rate of 40 kbps for 50 msec, and FIG. 11 (b) assumes that handover fails when not receiving a rate of 60 kbps for 50 msec. It was.
상기 도 11을 참조하면, 상기 (a) 및 (b)의 경우 모두 기지국의 사용자 수(부하율)가 적은 상황에서는 개선효과가 크게 나타나지 않지만, 사용자수(부하율)이 많은 상황에서는 핸드오버 실패율이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11, in the case of (a) and (b), the improvement effect does not appear significantly in a situation where the number of users (load rate) of the base station is small, but the handover failure rate is large in a situation where the number of users (load rate) is large. You can see the decrease.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 서비스 종류에 따라 수신신호 세기 임계값을 다르게 사용함으로써, 상기 핸드오버로 인한 타겟 기지국의 부담을 감소시킬 수 있다. 또한, 셀 경계에 위치한 단말의 통신 품질을 개선하고 시스템의 자원 활용 유연성을 증가시킬 수 있다.As described above, by using the received signal strength threshold differently according to the type of service during handover in the broadband wireless communication system, the burden on the target base station due to the handover can be reduced. In addition, it is possible to improve the communication quality of the terminal located at the cell boundary and increase the resource utilization flexibility of the system.
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