KR20100047170A

KR20100047170A - 무선통신 시스템에서 자가 구성 망을 지원하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100047170A
Application number: KR1020090102615A
Authority: KR
Inventors: 지 바웨이
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2010-05-07
Also published as: KR101676674B1; WO2010050743A3; WO2010050743A2; US20100103911A1

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 자가 구성을 위한 것으로서, 무선 망을 위한 무선 장치는, 송신단이 가진 정보, 및, 상기 송신단이 요청하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 명령 메시지를 수신하는 수신기와, 상기 명령 메시지를 해석하고, 상기 명령 메시지에 따라 스캐닝을 수행하고, 상기 명령 메시지에 포함된 적어도 하나의 파라미터에 따라 구성되는 보고 메시지를 상기 송신단으로 송신하도록 제어하는 제어기와, 상기 보고 메시지는, 상기 무선 망에서의 경쟁에 관련된 정보를 포함하며, 기지국이 주변 환경에 대한 정보를 획득할 수 있는 절차를 정의함으로써, 자가 구성 망을 효율적으로 운용할 수 있다.

자가 구성 망(SON : Self-Organizing Network), 경쟁, 스캐닝

Description

무선통신 시스템에서 자가 구성 망을 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING SELF-ORGANIZING NETWORK IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선통신 시스템에서 자가 구성 망(SON : Self-Organizing Network)을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선통신 시스템이 발전함에 따라 사용자들의 요구가 다양해지고, 서비스를 필요로 하는 환경 조건이 다양화되어가고 있다. 이에 따라, 시스템 운영자 또는 서비스 제공자에 의해 직접 구성되는 고정된 형태의 무선 망은 사용자의 요구에 따른 망 구성 및 서비스 지역 확장에 있어서 어려움을 겪게 되었다. 따라서, 상기 시스템 운영자 또는 상기 서비스 제공자의 직접적인 개입 없이 스스로 망을 구성하는 자가 구성 망(SON : Self-Organizing Network)의 개념이 활발히 연구되고 있다. 하지만, 상기 자가 구성 망이 갖는 문제점 중 하나는 자가 구성 망 장치들의 설정 및 구성이 어렵다는 것이다. 따라서, 보다 높은 질의 무선통신 서비스를 제공하기 위 하여, 상기 자가 구성 망을 구현하기 위한 대안이 제시되어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 자가 구성 망을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 기지국이 주변 기지국들에 대한 정보를 획득하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 기지국이 단말들로 스캐닝을 요청하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 단말들이 기지국으로 스캐닝 결과를 보고하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선 망을 위한 무선 장치는, 송신단이 가진 정보, 및, 상기 송신단이 요청하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 명령 메시지를 수신하는 수신기와, 상기 명령 메시지를 해석하고, 상기 명령 메시지에 따라 스캐닝을 수행하고, 상기 명령 메시지에 포함된 적어도 하나의 파라미터에 따라 구성되는 보고 메시지를 상기 송신단으로 송신하도록 제어하는 제어기와, 상기 보고 메시지는, 상기 무선 망에서의 경쟁에 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선 망을 위한 망 장치는, 명령 메시지를 생성 및 송신하도록 제어하는 제어기와, 상기 명령 메시지에 대응되는 응답을 수신하고, 상기 응답을 상기 제어기로 제공하는 수신기와, 상기 명령 메시지는, 제어기가 가진 데이터가 무엇인지 지시하는 정보 및 상기 제어기가 요청하는 정보가 무엇인지를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제어기는, 상기 응답에 기반하여 망의 경쟁을 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 자가 구성을 지원하는 무선 망의 동작 방법은, 송신단에서, 상기 송신단이 가진 정보, 상기 송신단이 요청하는 정보, 및, 경쟁 방식에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 명령 메시지를 생성하는 과정과, 상기 송신단에서, 상기 명령 메시지를 적어도 하나의 수신단으로 송신하는 과정과, 상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 명령 메시지를 해석하는 과정과, 상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 명령 메시지에 의해 지시되는 형태에 따라 스캐닝을 수행하는 과정과, 상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 스캐닝 결과에 따라 보고 메시지를 생성하는 과정과, 상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 보고 메시지를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 보고 메시지의 구성은 상기 명령 메시지에 따라 결정되며, 상기 보고 메시지는 레인징 코드 식별자 및 상향링크 자원 수락의 매핑 관계를 이용하여 송신됨을 특징으로 한다.

무선통신 시스템에서 기지국이 주변 환경에 대한 정보를 획득할 수 있는 절차를 정의함으로써, 자가 구성 망을 효율적으로 운용할 수 있다.

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 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 무선통신 시스템에서 자가 구성 망(SON : Self-Organizing Network)을 지원하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.

상기 도 1을 참고하면, 무선 망(100)은 기지국A(101), 기지국B(102), 기지국C(103) 및 다른 기지국들(미도시)을 포함한다. 상기 기지국A(101)는 상기 기지국B(102) 및 상기 기지국C(103)과 통신을 수행한다. 또한, 상기 기지국A(101)는 독점적(proprietary) 인터넷 망(130) 및 이와 유사한 IP(Internet Protocol) 기반의 망 과 통신을 수행한다.

상기 기지국B(102)는 커버리지B(120) 내의 단말들에게 상기 기지국A(101)를 통한 상기 인터넷 망(130)으로의 광대역 접속을 제공한다. 여기서, 상기 커버리지B(120) 내의 단말들은 단말A(111), 단말B(112), 단말C(113), 단말D(114), 단말E(115), 단말F(116)를 포함한다. 상기 단말들(111 내지 116) 각각은 셀 폰(cell phone), 무선 PDA(wireless Personal Digital Assistant) 등 어떠한 종류의 무선 통신 장치도 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 단말A(111)는 작은 사무실(SB : Small Business) 지역에 위치하며, 상기 단말B(112)는 기업(E : Enterprise) 지역에 위치하며, 상기 단말C(113)는 WiFi 핫스팟(HS : Hotspot) 지역에 위치하며, 상기 단말D(114) 및 상기 단말E(115)는 거주(R : Residence) 지역에 위치하며, 상기 단말F(116)는 이동(M : Mobile) 장치이다.

상기 기지국C(103)는 커버리지C(125) 내의 단말들에게 상기 기지국A(101)를 통한 상기 인터넷 망(130)으로의 광대역 접속을 제공한다. 상기 커버리지C(125) 내의 단말들은 단말E(115) 및 상기 단말F(116)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기지국들(101 내지 103)은 상호 간, 그리고, 상기 단말들(111 내지 116)과 OFDM/OFDMA 방식에 따라 통신을 수행할 수 있다.

상기 기지국A(101)는 2개 미만 또는 3개 이상의 기지국들과 통신을 수행할 수 있다. 더욱이, 상기 도 1에 5개의 단말들이 도시되었지만, 상기 무선 망(100)은 보다 많은 개수의 단말들에게 광대역 무선 접속을 제공할 수 있다. 상기 단말E(115) 및 상기 단말F(116)의 위치는 상기 커버리지B(120)의 경계 지역 및 상기 커 버리지C(125)의 경계 지역 모두에 포함된다. 이에 따라, 상기 단말E(115) 및 상기 단말F(116) 각각은 상기 기지국B(102) 및 상기 기지국C(103) 모두와 통신을 수행할 수 있고, 핸드오프(handoff) 모드로 동작할 수 있다.

상기 단말들(111 내지 116)은 음성 통화, 데이터 통신, 영상 전송, 영상 회의, 광역 서비스 등을 제공받기 위해 상기 인터넷 망(130)으로의 광대역 접속을 이용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 단말들(111 내지 116) 중 적어도 하나는 WiFi WLAN(Wireleee Local Area Network)의 AP(Access Point)에 접속할 수 있다. 상기 단말F(116)는 무선 랩탑(lap-top) 컴퓨터, PDA, 노트북(notebook), 핸드핼드(handheld) 장치, 다른 무선 장치 등을 포함하는 다수의 이동 장치들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 단말D(114) 및 상기 단말E(115)는 무선 접속 가능한 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이(gateway) 및 기타 장치일 수 있다.

도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 송신 경로의 블록 구성을, 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 송신 경로의 블록 구성을 도시하고 있다. 이하 설명에서, 상기 도 2a에 도시된 송신 경로의 구성은 상기 기지국B(102)에 적용되고, 상기 도 2b에 도시된 수신 경로의 구성은 상기 단말F(116)에 적용됨을 가정한다. 반대로, 상기 도 2a에 도시된 송신 경로의 구성은 상기 단말F(116)에 적용될 수 있고, 상기 도 2b에 도시된 수신 경로의 구성은 상기 기지국B(102)에 적용될 수 있다.

상기 기지국B(102)의 송신 경로는 채널부호화 및 변조기(205), S-P(Serial to Parallel)변환기(210), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산기(215), P-S(Parallel to Serial)변환기(220), CP(Cyclic Prefix)삽입기(225), 상향변환기(230)을 포함하여 구성된다. 상기 단말F(116)의 수신 경로는 하향변환기(255), CP제거기(260), S-P변환기(265), FFT(Fast Fourier Transform)연산기(270), P-S변환기(275), 채널복호화 및 복조기(280)를 포함하여 구성된다.

상기 도 2a 및 상기 도 2b에 구성된 적어도 하나의 블록은 소프트웨어로서 구현되거나, 하드웨어로서 구현되거나, 또는, 소프트웨어 및 하드워에의 혼합으로서 구성될 수 있다. 특히, 본 발명에서, 상기 FFT연산기(270) 및 상기 IFFT연산기(215)는 소프트웨어 알고리즘으로 구현됨을 가정하며, FFT 연산 및 IFFT 연산의 크기는 구체적 실시 예에 따라 달라질 수 있다.

또한, 본 발명은 FFT 연산 및 IFFT 연산을 사용함을 가정하지만, 이는 하나의 실시 예일 뿐이며, 다른 방식의 연산으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 상기 FFT 연산 및 상기 IFFT 연산은 DFT(Discrete Fourier Transform) 연산 및 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform) 연산으로 대체될 수 있다. 단, 상기 DFT 연산 및 상기 IDFT 연산에 있어서, 연산의 크기는 정수 배(1, 2, 3, 4 등)로 정의되는 반면, 상기 FFT 연산 및 상기 IFFT 연산의 크기는 2의 제곱수(1, 2, 4, 8, 16등)로 정의된다.

또한, 상기 도 2a는 제어기(235)를 도시하고, 상기 도 2b는 제어기(285)를 도시하고 있다. 상기 각 제어기(235, 285)는 상기 도 2a 및 상기 도 2b에 도시된 각 블럭을 제어하기 위해 구성된다. 또한, 상기 각 제어기(235, 285)는 본 발명을 위한 기능을 수행하기 위한 지시들을 전달하기 위해 구성된다. 상기 각 제어기(235, 285)는 제어수단, 제어수단 및 저장수단, 또는, 다른 제어기의 기능을 수행할 수 있는 요소들로 구성된다.

상기 기지국B(102)에서, 상기 채널부호화 및 변조기(205)는 정보 비트들을 제공받고, 부호화(예 : 터보 코딩) 및 변조(예 : QPSK, QAM)를 수행함으로써 주파수 축(frequency domain)의 변조 심벌 열을 생성한다. 상기 S-P변환기(210)는 직렬의 변조된 심벌들을 병렬 데이터로 변환함으로써 N-병렬 심벌 스트림(stream)을 생성한다. 여기서, 상기 N은 상기 IFFT연산기(215)의 IFFT 연산 크기이다. 상기 IFFT연산기(215)는 상기 N-병렬 심벌 스트림에 대해 IFFT 연산을 수행함으로써 시간 축(time domain) 출력 신호를 생성한다. 상기 P-S변환기(220)는 병렬의 시간 축 출력 심벌들을 직렬의 시간 축 신호로 변환한다. 상기 CP삽입기(225)는 상기 시간 축 신호에 CP를 삽입한다. 상기 상향변환기(230)는 무선 채널을 통한 송신을 위해 상기 CP삽입기(225)로부터 제공되는 신호를 RF(Radio Frequency) 대역의 신호로 상향 변환한다. 이때, 상기 RF 대역으로의 상향 변환 전, 상기 신호는 기저대역 필터링(filtering)될 수 있다.

상기 RF 대역의 신호는 상기 무선 채널을 거쳐 상기 단말F(116)에 수신되고, 상기 기지국B(102)에서 수행된 과정들을 역으로 거친다. 상기 하향변환기(255)는 수신도니 신호를 기저대역 신호로 하향 변환하고, 상기 CP제거기(260)는 CP를 제거함으로써 직렬의 시간 축 기저대역 신호를 생성한다. 상기 S-P변환기(265)는 상기 직렬의 시간 축 기저대역 신호를 병렬의 시간 축 신호로 변환한다. 상기 FFT연산 기(270)는 FFT 연산을 수행함으로써 N-병렬의 주파수 축 신호를 생성한다. 상기 P-S변환기(275)는 상기 병렬의 주파수 축 신호를 변조된 데이터 심벌 열로 변환한다. 상기 채널복호화 및 복조기(280)는 상기 변조된 심벌들에 대한 복조 및 복호화를 수행함으로써 원래의 입력 데이터 스트림을 복원한다.

상기 기지국들(101 내지 103) 각각은 상기 단말들(111 내지 116)로의 하향링크 송신을 위한 송신 경로를 구비하고, 상기 단말들(111 내지 116)로부터의 상향링크 수신을 위한 수신 경로를 구비할 수 있다. 유사하게, 상기 단말들(111 내지 116) 각각은 상기 기지국들(101 내지 103)로부터의 하향링크 수신을 위한 수신 경로를 구비하고, 상기 기지국들(101 내지 103)로의 상향링크 송신을 위한 송신 경로를 구비할 수 있다.

본 발명은 적어도 하나의 자가 구성 망 장치로 구성된 자가 구성 망의 활용에 대한 것이다. 상기 자가 구성 망의 기능은 매크로 기지국, 펨토 기지국, 중계국 등이 망 성능, 커버리지 및 용량을 최적화하기 위한 파라미터들을 스스로 구성하는 것을 목적으로 한다. 이때, 상기 자가 구성 망은 메쉬(mesh), 별(star), 클러스터(cluster) 또는 다른 형태의 토폴로지(topology)를 가질 수 있다.

무선 접속 망의 배치 및 운영은 점점 복잡해지고, 설치, 유지 및 최적화를 위한 비용은 점차 증가되는 추세이다. 첫째, 운용 모드로 전환하게 하는 시작 구성을 가지게끔 기지국을 초기화하기 위해, 많은 양의 무선 접속 망의 구성 파라미터들(configuration parameters)이 결정되어야 한다. 둘째, 운용 모드에서, 적절한 QoS(Quality of Service) 및 망 효율을 이루기 위하여 다양한 최적화들이 이루어져야 한다. 상술한 두 가지 요건들은 망 관리 툴(tool)을 통해 지원되나, 시스템 운영자 등의 깊은 개입을 필요로 한다. 더욱이, 망 효율을 이루기 위해서, 시스템 성능을 분석하고 측정하기 위한 높은 전문지식을 가진 경험 많은 운영자가 요구된다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 시스템은 자가 구성 및 자가 최적화(self-optimiation) 절차를 통해 상술한 문제점들을 극복하고자한다. 이를 위해, 본 발명은 3개의 MAC(Media Access Control) 관리 메시지들, 즉, MOB_SON_CMD(Mobile SON Command) 메시지, MOB_SON_RSP(Mobile SON Resolution) 메시지, MOB_SON_REP(Mobile SON Contention Report) 메시지들을 정의한다. 본 발명은 상기 IEEE 802.16m을 포함하는 무선통신 시스템들을 위한 자가 구성 망의 기능들을 제안한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 기지국 및 상기 단말은 이웃 검색 및 자가 최적화를 위해 도 3에 도시된 메시지 흐름에 따라 동작한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 호 흐름(call flow)를 도시하고 있다. 상기 도 3에 도시된 메시지 흐름은 하나의 기지국 및 하나의 단말만을 고려한다. 하지만, 상기 도 3에 도시된 메시지 흐름과 유사한 메시지 흐름이 다수의 기지국들 및 다수의 단말들 간에도 수행될 수 있음은 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 상기 도 3의 메시지 흐름은 상기 기지국B(102) 및 상기 단말E(115) 간 적용될 수 있다.

상기 도 3을 참고하면, 301단계에서, 기지국(310)은 단말(320)에게 이웃 기 지국들에 대한 스캔을 지시하기 위해 MOB_SON_COM 메시지를 송신한다. 상기 301단계의 상기 MOB_SON_CMD 메시지는 상기 단말이 스캐닝해야할 항목, 예를 들어, 트래픽 로드(traffic load), 페이징 지역 식별자(paging area ID), 신호 레벨(signal level), EMBS(Enhanced Multicast and Broadcast Service) 구성, 프리앰블 시퀀스 번호(preamble sequence number), 전체 시스템 정보 등을 지시하는 정보를 포함한다. 또한, 상기 기지국(310)은 다중 채널의 스캔(co-channel scan)을 위해 사용되는 셀 전체의 침묵 기간(cell-wide quite period)을 지시한다. 이에 따라, 상기 단말(310)은 303단계에서 스캐닝을 수행한다.

이후, 306단계에서, 상기 스캐닝을 완료한 상기 단말(310)은 자가 구성 망의 레인징 채널들을 통해 레인징 송신 기회(TXOP : Transmission OPportunity) 동안 레인징 코드를 송신함으로써 상기 301단계에서 상기 기지국(310)으로부터 수신된 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 규정된 경쟁 규칙(rule)에 따라 경쟁을 수행한다. 상기 경쟁은 몇몇의 기지국들 및 단말들이 선 중재(pre-coordination) 없이 무질서하게 무선 자원을 사용케 하는 활동을 의미한다. 특정 정보와 관련된 경쟁 채널의 구현은 USFCR(United States Federal Communication Rules)의 파트 90, 섹션 90.7에 개시되어 있으며, 이는 다음과 같이 기재하고 있다. "allows multiple users to share the same spectrum by defining the events that must occur when two or more transmitters attempt to simultaneously access the same channel and establishing rules by which a transmitter provides reasonable opportunities for other transmitters to operate. Such a protocol may consist of procedures for initiating new transmissions, procedures for determining the state of the channel (available or unavailable), and procedures for managing retransmissions in the event of a busy channel." 살펴보면, ""다수의 송신단들이 동시에 동일한 채널로의 접속을 시도할 때 발생하게되는 이벤트들을 정의하고, 다른 송신단들이 동작할 수 있는 타당한 기회를 제공할 수 있는 규칙을 설립함으로써 다수의 사용자들이 동일한 스팩트럼을 공유할 수 있게 한다. 이러한 프로토콜은 새로운 전송을 시작하는 절차, 채널의 상태를 판단하는 절차(유효한지 여부), 사용 중인 채널(busy channel)의 이벤트 발생 시 재전송을 관리하는 절차 등을 포함한다."라 기재되어 있다.

이어, 307단계에서, 상기 기지국(310)은 식별된 레인징 코드들을 포함하는 MOB_SON_RSP 메시지 및 해당 상향링크 버스트(burst) 할당을 송신함으로써 경쟁을 해결한다. 여기서, 경쟁을 해결함은 어느 단말이 경쟁에 승리하여 자원을 할당받는지를 결정하는 것을 의미한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 상향링크 버스트 할당 및 상기 MOB_SON_REP 메시지의 구성은 상기 301단계에서 송신된 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 의해 결정된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 309단계에서, 보고 메시지를 수신한 기지국(310)은 검출된 모든 기지국들의 목록을 포함하는 MOB_SON_REP 메시지를 확인한 후, 상기 MOB_SON_CMD 메시지의 축약 버전을 송신한다. 상기 단말(320)은 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 열거된 목록에 포함되지 아니한 기지국의 정보를 가진 경우에만 경쟁한다.

BCH(Broadcasting CHannel)에서 자가 구성 망 운용이 적용되는 셀인지 여부 를 지시하는 특정 지시자가 존재할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 특정 지시자를 상기 301단계에서 송신되는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함시키는 방안을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 첫 번째 자가 구성 망 운용 동안, 기지국은 상기 기지국의 자가 구성을 위해 무선 자원들이 사용되기 때문에 트래픽의 송신이 지원되지 아니함을 지시한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 기지국은 주기적인 또는 요청에 따른 자가 구성 망 운용 동안 통상의 트래픽 통신을 중단하지 아니할 수 있다.

상기 301단계에서 송신되는 상기 MOB_SON_CMD 메시지는 상기 단말(320)에게 모든 종류의 이웃 통신 장치를 검출할 것을 지시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 이웃 통신 장치는 IEEE 802.16m 표준 또는 IEEE 802.16e 표준에 따라 동작하는 통신 장치일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 311단계에서, 상기 기지국(310)은 상기 MOB_SON_CMD 메시지의 축약 버전을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 MOB_SON_CMD 메시지의 축약 버전은 모든 필드들을 포함하고, 이어지는 경쟁 세션(session) 동안의자가 구성 망 운용 모드(SON_Operation_Mode)를 위해, 고유의 값, 예를 들어, '111'로 설정된 경쟁 윈도우 크기(Contention_Window_Size) 파라미터를 포함한다. 상기 MOB-SON_CMD메시지의 축약 버전은 상기 이웃 기지국들을 위한 더 이상의 보고가 필요하지 아니하도록 상기 기지국(310)에게 알려진 이웃 기지국들의 목록을 포함한다. 그러므로, 상기 단말(320)은 상기 목록에 포함되지 아니한 기지국들을 발 견한 경우에만 추가적인 보고 기회를 위한 경쟁을 수행한다. 상기 311단계에 이어지는 313단계는, 상기 305단계에서의 경쟁과 유사한, 자가 구성 망 레인징 채널을 통한 경쟁을 도시한다. 또한, 본 메시지 흐름은 상기 307단계와 유사한 MOB_SON_RSP 메시지가 송신되는 315단계 및 상기 309단계와 유사한 MOB_SON_REP 메시지가 송신되는 317단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기지국(310)은 상기 단말(320)에게 측정 결과를 보고하기 위한 경쟁 방식을 알린다. 예를 들어, 상기 기지국(310)은 k번의 레인징 전송 기회를 할당하고, 상기 단말(320)은 N개의 이웃 기지국들을 찾는다. 상기 단말(320)은 상기 K번의 레인징 전송 기회 중 N회의 경쟁, 예를 들어, BSID(Base Station IDentifier)%K 번째의 전송 기회에서 경쟁을 수행하거나, (MSID(Mobile Station IDEntifier)+n)%K(n=0,1,…,N)번째 전송 기회에서 경쟁을 수행할 수 있다. 상기 단말(320)은 0 내지 경쟁 윈도우 크기의 범위에서 임의로 선택된 정수의 랜덤 수를 이용하여 경쟁을 수행하고, 상기 랜덤 수가 0이면 선택된 전송 기회에서 레인징 코드를 송신한다. 다른 방식으로서, 상기 단말(320)은 상기 랜덤 수를 1씩 감소시키고, 상기 기지국(310)이 특정 기지국에 대한 보고가 필요치 아니함이 지시되지 아니하는 한 다음의 전송 기회에서 경쟁을 다시 수행한다.

상기 기지국(310)은 식별된 레인징 코드들 및 각 레인징 코드가 식별된 전송 기회들을 열거함으로써 경쟁을 해결한다. 상기 식별된 레인징 코드들은 상기 MOB_SON_RSP 메시지를 통해 열거된다. 각 레인징 코드는 상기 단말(320)이 측정 보고를 송신하기 위한 상향링크 버스트와 대응된다. 상기 단말(320)이 다수의 이웃 기지국들을 검출한 경우, 다수의 레인징 코드들이 상기 단말(320)에게 속할 수 있다. 상기 단말(320)이 상기 MOB_SON_REP 메시지를 송신하기 위한 상향링크 버스트의 할당은 목록에 포함된 레인징 코드 식별자들(RangingCodeIDs)의 순서에 대응된다. 예를 들어, 첫 번째 레인징 코드 식별자는 상기 단말(320)이 상기 MOB_SON_REP 메시지를 송신하기 위한 첫 번째 상향링크 버스트에 대응된다. 상기 상향링크 버스트의 할당 및 상기 MOB_SON_REP 메시지의 구성은 상기 301단계 및 상기 311단계의 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 의해 결정된다.

하기 <표 1>은 상기 MOB_SON_CMD 메시지의 구성 예를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
Management Message Type = xx	8
SON _ Operation _ Mode	3	000:First time SON operation, no traffic data support for DL or UL. 001:First time SON operation, traffic data supported. 010:Repeated SON operation, no traffic data support for DL or UL. 011:Repeated SON operation, traffic data supported. 100-110:Reserved 111:No report of the BS listed in this message
SON _ Command	3	000:Scan only the co-channel 802.16m BS listed in this message 001:Scan for any co-channel 802.16m BS 010:Scan for any co-channel BS (802.16m or 802.16e) 011-111:Reserved
SON _ Report _ Command	3	000:contention among all (K) ranging transmission opportunity (TXOP). The MS contends N times. 001:contention only at the TXOP equals BS%K 010:contention only at the TXOP equals (MSID+n)%K 011-111:Reserved n =0, 1, …N, where N is the total number of BS the MS has detected.
NumTXOP	8	Number of ranging transmission opportunity, i.e., K used in SON_Report_Command
Contention _ Window _ size	8	Each MS picks up a random number from [0, Contention_Window_size], and sends a ranging code in a specific TXOP if the random number equals to zero

'Management Message Type'은 8비트로 구성된다.

'SON_Operation_Mode'는 운용 모드를 나타내며, 상기 운용 모드는 다음과 같은 3비트의 값들에 따라 선택된다.

000:첫 자가 구성 망 운용, 상향링크 또는 하향링크 트래픽 데이터가 지원되지 아니함.

001:첫 자가 구성 망 운용, 상향링크 또는 하향링크 트래픽 데이터 지원됨.

010:반복된 자가 구성 망 운용, 상향링크 또는 하향링크 트래픽 데이터가 지원되지 아니함.

011:반복된 자가 구성 망 운용, 상향링크 또는 하향링크 트래픽 데이터가 지원됨.

100-110:예약

111:본 메시지에서 기지국 목록의 보고 없음.

'SON_Command'는 스캐닝 파라미터를 알리는 기지국으로부터 적어도 하나의 단말로의 지시를 나타낸다. 상기 'SON_Command'는 3비트의 길이를 가지며, 다음과 같이 설정된다.

000:본 메시지에 열거된 802.16m 기지국의 다중 채널( co - channel )만 스캐닝.

001:802.16m 기지국의 모든 다중 채널( co - channel ) 스캐닝.

010:기지국의 모든 다중 채널( co - channel ) 스캐닝.

011:기지국의 모든 채널 스캐닝.

011-110:예약

'SON_Report_Command'는 경쟁 결과를 어떻게 보고할 것인지를 알리는 기지국으로부터 단말로의 지시를 나타낸다. 상기 'SON_Report_Command'는 3비트의 길이를 가지며, 다음과 같이 설정된다.

000:모든(K) 레인징 전송 기회 동안 경쟁. 단말은 N회의 경쟁 수행.

001: BS %K번째 전송 기회에서만 경쟁.

010:( MSID +n)%K번째 전송 기회에서만 경쟁

011-111:예약

n=0,1,…,N, N은 단말이 검출한 기지국의 총 개수.

'NumTXOP'는 레인징 송신 기회를 알리는 기지국으로부터 단말로의 지시를 나타낸다. 상기 'NumTXOP'는 레인징 전송 기회의 개수와 관계되며, 8비트의 길이를 가진다. 예를 들어, 상기 레인징 전송 기회의 개수는 상기 MOB_SON_REP 메시지를 송신하기 위한 경쟁에서 사용되는 K가 될 수 있다. 상기 'NumTXOP'는 8비트 크기이며, 단말들은 본 필드에서 랜덤하게 일부 비트열을 추출한다. 상기 일부 비트열이 랜덤 수가 된다. 상기 랜덤 수가 0이면, 특정 전송 기회 메시지가 송신된다.

하기 <표 2>는 상기 MOB_SON_COM 메시지에 포함되는 플래그들 및 지시자들의 예를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
Quiet _ flag	1	0: No quiet period scheduled 1: cell-wide quiet period scheduled for all the scanning period
Scanning _ Period _ Schedule	가변	contiguous or non-contiguous scanning period scheduled for scanning
Load _ flag	1	0: No report of traffic load 1: Scan and report traffic load for all the BS
Preamble _ Sequence _ flag	1	0: No report of preamble sequence 1: Scan and report preamble sequence being used for all the BS
Signal _ flag	1	0: No report of signal level 1: Scan and report signal level for all the BS
EMBS _ flag	1	0: No report of EMBS support 1: Scan and report the EMBS support for all the BS
PA _ flag	1	0: No report of paging area 1: Scan and report paging area ID for all the BS
SI _ flag	1	0: No report of system information 1: Scan and report the entire System Information broadcast by a neighbor BS

'Quite_flag'는 셀 전체의 침묵 기간이 스케줄링되는지 여부를 나타낸다. 'Scanning_Period_Schedule'는 연속적 스캐닝 또는 비연속적 스캐닝이 스케줄링되는지 여부를 나타낸다. 'Load_flag'는 트래픽 부하와 관련된 것으로서, 단말로부터 기지국으로 트래픽 부하가 보고되어야 하는지 여부를 나타낸다. 'Preamble_Sequence_flag'는 모든 기지국들을 위해 사용되고 있는 프리앰블 시퀀스가 존재하는지 여부를 나타낸다. 'Signal_flag'는 단말이 신호 레벨을 보고해야하는지 여부를 나타낸다. 'EMBS_flag'는 EMBS의 지원 가능 여부를 나타낸다. 'PA_flag'는 페이징 지역이 보고되는지 여부를 나타낸다. 'SI_Flag'는 단말로부터 기지국으로 시스템 정보가 보고되어야하는지 여부를 나타낸다.

하기 <표 3>은 상기 MOB_SON_RSP 메시지에 포함되는 플래그들 및 지시자들의 예를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
Management Message Type = xx2	8
NumCodeID	8	Number of ranging code identified
RangingCodeID and the corresponding TXOP	가변
TLV encoded information	가변	Optional

'Management Message Type'은 메시지의 종류를 나타낸다. 'NumCodeID'는 레인징 코드의 개수를 나타낸다. 'RangingCodeID and the corresponding TXOP'실제 송신된 레인징 코드들의 식별자들 및 각 레인징 코드가 식별된 전송 기회를 나타낸다. 추가적으로, 상기 <표 2>에 나타난 필드들과 같은 추가 정보들이 'TLV encoded information'에 포함될 수 있다.

하기 <표 4>는 상기 MOB_SON_REP 메시지에 포함되는 플래그들 및 지시자들의 예를 나타낸다.

Syntax	Size (bit)	Notes
Management Message Type = xx3	8
Load	가변	if Load_flag = 1 in previous MOB_SONCMD()
Preamble _ Sequence	가변	if Preamble_Sequence_flag = 1 in previous MOB_SON-CMD()
Interference	가변	if Interference_flag = 1 in previous MOB_SONCMD()
EMBS	가변	if EMBS_flag = 1 in previous MOB_SONCMD()
PA	가변	if PA_flag = 1 in previous MOB_SON-CMD()
SI	가변	if SI_flag = 1 in previous MOB_SON-CMD()
TLV encoded information	가변	Optional

'Management Message Type'은 메시지의 종류를 나타낸다. 'Load'는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함된 'Load_flag'가 활성화된 경우, 즉, 1로 설정된 경우, 부하 정보를 나타낸다. 'Preamble_Sequence'는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함된 'Preamble_Sequence_flag'가 활성화된 경우, 즉, 1로 설정된 경우, 프리앰블 시퀀스 정보를 나타낸다. 'Interference'는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함된 'Interference_flag'가 활성화된 경우, 즉, 1로 설정된 경우, 간섭 정보를 나타낸다. 'EMBS'는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함된 'EMBS_flag'가 활성화된 경우, 즉, 1로 설정된 경우, EMBS 정보를 나타낸다. 'PA'는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함된 'PA_flag'가 활성화된 경우, 즉, 1로 설정된 경우, 페이징 지역 정보를 나타낸다. 'SI'는 상기 MOB_SON_CMD 메시지에 포함된 'SI_flag'가 활성화된 경우, 즉, 1로 설정된 경우, 시스템 정보를 나타낸다. 추가적으로, 상기 <표 2>에 나타난 필드들과 같은 추가 정보들이 'TLV encoded information'에 포함될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 자가 구성 망을 설정하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참고하면, 402단계에서, 기지국은 단말로 명령 메시지를 송신한다. 404단계에서 상기 단말은 상기 명령 메시지를 확인한 후, 스캐닝을 수행하고, 경쟁 신호를 송신한다. 예를 들어, 상기 경쟁 신호는 레인징 코드를 포함한다. 이후, 406단계에서, 상기 기지국은 경쟁을 해결하기 위한 해결 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 해결 메시지는 보고를 위한 상향링크 자원을 수락받는 레인징 코드 식별자의 목록을 포함한다. 이어, 408단계에서, 상기 단말은 상기 기지국으로 보고 메시지를 송신한다. 이때, 상기 보고 메시지의 구성은 상기 명령 메시지에 의해 결정된다.

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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템을 개략적으로 도시하는 도면,

도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 송신 경로의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 송신 경로의 블록 구성을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 호 흐름(call flow)를 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 자가 구성 망을 설정하기 위한 절차를 도시하는 도면.

Claims

무선 망을 위한 무선 장치에 있어서,

송신단이 가진 정보, 및, 상기 송신단이 요청하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 명령 메시지를 수신하는 수신기와,

상기 명령 메시지를 해석하고, 상기 명령 메시지에 따라 스캐닝을 수행하고, 상기 명령 메시지에 포함된 적어도 하나의 파라미터에 따라 구성되는 보고 메시지를 상기 송신단으로 송신하도록 제어하는 제어기와,

상기 보고 메시지는, 상기 무선 망에서의 경쟁에 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 보고 메시지는, 상기 스캐닝 동안 상기 무선 장치에 의해 검출된 적어도 하나의 기지국에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 명령 메시지는, MOB_SON_CMD 메시지의 축약 버전인 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서,

상기 명령 메시지는, 스캐닝을 수행할 채널, 셀 전체(cell-wide) 스캔 기간, 및, 사용될 경쟁 방식 중 적어도 하나의 항목과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서,

레인징 코드 식별자 및 상기 보고 메시지를 송신하기 위한 상향링크 자원 수락(grant) 간 매핑 관계가 존재하며,

상기 수신기는, 적어도 하나의 레인징 코드 식별자를 포함하는 해결 메시지를 수신하는 과정과,

상기 제어기는, 상기 매핑 관계 및 상기 적어도 하나의 레인징 코드 식별자에 따라 상기 보고 메시지를 송신할 자원을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,

상기 보고 메시지의 구성은, 상기 명령 메시지에 의해 결정됨을 특징으로 하는 장치.
제6항에 있어서,

상기 명령 메시지는, 1로 설정된 부하 플래그를 포함하며,

상기 보고 메시지는, 상기 1로 설정된 부하 플래그에 응함으로써 부하 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 보고 메시지는, 상향링크에 관한 정보 및 하향링크에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 보고 메시지는, 다수의 채널들에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
무선 망을 위한 망 장치에 있어서,

명령 메시지를 생성 및 송신하도록 제어하는 제어기와,

상기 명령 메시지에 대응되는 응답을 수신하고, 상기 응답을 상기 제어기로 제공하는 수신기와,

상기 명령 메시지는, 제어기가 가진 데이터가 무엇인지 지시하는 정보 및 상기 제어기가 요청하는 정보가 무엇인지를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하며,

상기 제어기는, 상기 응답에 기반하여 망의 경쟁을 처리하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 명령 메시지는, 스캐닝을 수행할 채널, 셀 전체(cell-wide) 스캔 기간, 및, 사용될 경쟁 방식 중 적어도 하나의 항목과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 명령 메시지는, MOB_SON_CMD 메시지의 축약 버젼인 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 응답은, 상향링크에 관한 정보 및 하향링크에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 명령 메시지는, 적어도 하나의 단말로 송신되는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 명령 메시지는, 현재 망 구성에 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제10항에 있어서,

상기 수신기는, 다수의 보고 메시지들을 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
자가 구성을 지원하는 무선 망의 동작 방법에 있어서,

송신단에서, 상기 송신단이 가진 정보, 상기 송신단이 요청하는 정보, 및, 경쟁 방식에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 명령 메시지를 생성하는 과정과,

상기 송신단에서, 상기 명령 메시지를 적어도 하나의 수신단으로 송신하는 과정과,

상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 명령 메시지를 해석하는 과정과,

상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 명령 메시지에 의해 지시되는 형태에 따라 스캐닝을 수행하는 과정과,

상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 스캐닝 결과에 따라 보고 메시지를 생성하는 과정과,

상기 적어도 하나의 수신단에서, 상기 보고 메시지를 송신하는 과정을 포함하며,

상기 보고 메시지의 구성은 상기 명령 메시지에 따라 결정되며, 상기 보고 메시지는 레인징 코드 식별자 및 상향링크 자원 수락의 매핑 관계를 이용하여 송신됨을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 송신단은, 기지국인 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 송신단에서, 상기 보고 메시지를 이용하여 망을 구성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 송신단에서, 상기 보고 메시지에 따라 응답을 생성하고, 상기 응답을 상기 적어도 하나의 수신단으로 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.