KR20130007988A

KR20130007988A - 기지국의 통신 방법 및 단말의 통신 방법

Info

Publication number: KR20130007988A
Application number: KR1020120075358A
Authority: KR
Inventors: 김원익; 김은경; 김성경; 장성철; 차재선; 윤미영; 이현; 윤철식; 임광재
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2013-01-21

Abstract

본 발명에 따른 통신 방법은 단말의 통신 방법으로서, 상기 단말이 기지국에게 자신의 상태 정보를 송신하는 단계, 그리고 상기 단말이 상기 기지국으로부터 선택 받은 경우, 상기 기지국으로부터 모드 변경 요청을 수신하는 단계를 포함한다.

Description

기지국의 통신 방법 및 단말의 통신 방법{METHOD FOR COMMUNICATION OF BASE STATION AND TERMINAL}

본 발명은 기지국의 통신 방법 및 단말의 통신 방법에 관한 것이다.

재난이나 재해가 발생하는 경우에는 중요한 사회 기반 시설이 파괴되거나 손상될 수 있다. 사회 기반 시설에는 무선 전화, 유선 전화 및 인터넷 네트워크 등 다양한 통신 시설이 중요한 기반 시설로 꼽히는 바, 이러한 통신 시설이 파괴되거나 손상되면 재난이나 재해 발생 상황에 사회 혼잡도가 높아지고 사회 복구력의 확보가 어려울 수 있다. 따라서 이러한 경우 통신 시설을 빨리 복구하거나 대체할 수단을 마련하는 것이 중요하다.

즉, 이동 통신 인프라가 더 이상 망을 운영할 수 없거나, 특수 임무를 따른 보조적인 대체 수단으로 다중 모드 단말이 스스로 또는 상위 기지국의 요청에 의해 기지국 또는 중계국 기능으로 전환을 통하여 임시망을 구축 및 운용할 수 있다.

이때, 상위(super-ordinate) 기지국이 하위(sub-ordinate) 다중 모드 단말에게 기지국 또는 중계국 역할을 요청하는 경우 최적의 다중 모드 단말을 선정하는 방법과 절차가 정의될 필요가 있다. 만약 기지국 또는 중계국 역할로 선정된 다중기능 단말이 심각한 전파 간섭을 일으키는 지역이나 복수의 단말들을 커버하지 못하는 지역에 위치해 있거나, 해당 다중 모드 단말의 운용 상태가 좋지 못한 경우에, 임시망이 구성되더라도 복수의 단말들과의 연결이 불가능하거나 잦은 망 구성이 발생되어 임시망 성능이 매우 낮아진다.

본 발명이 해결하려는 과제는 다중 모드 단말에 의한 최적의 임시망 토폴로지를 구성하기 위한 방법과 절차를 제공하는 것이다.

상기 모드 변경 요청을 수신한 후, 기지국으로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 모드 변경 요청을 수신한 후, 중계국으로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 상태 정보는 배터리 잔량 정보(battery level)을 포함할 수 있다.

상기 상태 정보를 송신하는 단계는 상기 배터리 잔량 정보를 배터리 레벨 보고 헤더(AMS battery level report header) 또는 상태 보고(MM-STAT-REP)메시지를 통하여 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 배터리 레벨 보고 헤더 또는 상기 상태 보고 메시지는 각각, 상기 단말의 배터리 상태 및 단말 배터리 최대 용량 파라미터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

상기 기지국으로부터 상기 상태 정보에 대한 보고 요청을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 상태 정보를 송신하는 단계는, 상기 보고 요청을 수신하는 단계 이후에 이루어질 수 있다.

상기 단말은 기지국 또는 중계국으로 동작할 수 있는 다중 모드 단말일 수 있다.

상기 상태 정보를 송신하는 단계는 주기적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 방법은 기지국의 통신 방법으로서, 복수의 단말로부터 각각의 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 상태 정보를 기초로 상기 복수의 단말 중 타겟 단말을 선정하는 단계, 그리고 상기 타겟 단말에게 모드 변경 요청을 송신하는 단계를 포함한다.

상기 모드 변경 요청은 상기 단말이 기지국으로 동작할 것에 대한 요청을 포함할 수 있다.

상기 모드 변경 요청은 상기 단말이 중계국으로 동작할 것에 대한 요청을 포함할 수 있다.

상기 상태 정보를 수신하는 단계는 상기 배터리 잔량 정보를 배터리 레벨 보고 헤더(AMS battery level report header) 또는 상태 보고(MM-STAT-REP)메시지를 통하여 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복수의 단말에게 상기 상태 정보에 대한 보고 요청을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 상태 정보를 수신하는 단계는 주기적으로 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면 다중 모드 단말에 의한 최적의 임시망 토폴로지를 구성하기 위한 방법과 절차를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 방법을 도시하는 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 이동국(mobile station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(mobile terminal, MT), 가입자국(su criber station, SS), 휴대 가입자국(portable su criber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장치(user equipment, UE), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, SS, PSS, AT, UE, AMS, HR-MS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, 기지국(100))은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-기지국, 진보된 기지국(advanced base station, A-기지국), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-기지국), 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS)나 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-기지국, A기지국, HR-기지국, RS, ARS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 도면을 참고하여 기지국의 통신 방법 및 단말의 통신 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 1을 참고하면, 먼저 복수의 단말(210, 220, 230)은 각각 기지국(100)에게 상태 정보를 송신한다(S110, S120, S130). 이때 단말(210, 220, 230)은 기지국 또는 중계국 역할을 수행할 수 있는 이른바 다중 모드 단말이다. 또한 기지국(100)은 기지국으로 동작하는 다른 다중 단말일 수 있다.

단말(210, 220, 230)이 송신한 상태 정보는 가장 효율적으로 기지국 또는 중계국 역할을 수행할 수 있는지를 판단하는 지표가 된다. 이때, 기지국(100)이 평소 운용 시 주기적으로 복수의 단말(200)로부터 기본 상태 정보를 수신할 수 있으며, 이를 주기적(periodic) 방식이라고 한다.

단말(210, 220, 230)이 송신하는 상태 정보는 기본 상태 정보를 포함한다.

기본 상태 정보는 인접 기지국 또는 인접 중계국으로부터의 전파 간섭 정보, 인접 다중 모드 단말로부터의 전파 간섭 정보, 해당 단말(210, 220, 230)의 배터리 잔량 정보 및 해당 단말(210, 220, 230)의 상태에 관련된 정보 등을 포함한다.

단말(210, 220, 230)은 상태 정보 전송을 위하여 상태 정보를 포함한 상태 보고 메시지를 생성한다. 상태 정보 중 일부분은 기존 통신 시스템에서 정의된 각종 매체 접근 제어(media access control, MAC) 제어 메시지 및 MAC 시그널링 헤더(signaling header)를 이용할 수 있으며, 정의되어 있지 않은 나머지 내용은 별도로 정의한다. IEEE 802.16m과 IEEE 802.16n에서 기존에 정의하고 있는 상태 보고용 메시지를 예를 들어 설명하면 아래와 같다.

상태 정보가 인접 기지국 또는 중계국으로부터의 전파 간섭 정보의 경우, 단말(210, 220, 230)은 기지국(100)과 MAC 제어 메시지인 스캐닝 응답(AAI-SCN-RSP) 또는 스캐닝 보고(AAI-SCN-REP) 메시지 교환을 통하여 자신의 상태 보고를 할 수 있다. 또한 단말(210, 220, 230)은 MAC 제어 메시지인 MM-STAT-REP 메시지를 상위 기지국으로 전송하여 자신의 상태보고를 할 수 있다.

상태 정보가 단말(210, 220, 230)의 배터리 잔량 정보의 경우 MAC 시그널링 헤더인 AMS Battery Level Report header를 이용하여 자신의 상태 보고를 할 수 있다. 또한 단말(210, 220, 230)의 상향 링크 파워 상태를 보고할 수 있는 Uplink Power Status Report header를 이용하여 자신의 상태 보고를 할 수 있다.

이때, AMS Battery Level Report header와 MM-STAT-REP 메시지의 세부적인 파라미터는 각각 아래 표 1과 표2와 같다. AMS Battery Level Report header와 MM-STAT-REP 메시지는 공통적으로 단말이 충전 중인지 아닌지를 나타내는 단말의 배터리 상태(AMS Battery Status), 단말의 배터리에 남아 있는 에너지량을 나타내는 단말의 배터리 레벨(AMS Battery Level) 및 단말이 탑재하고 있는 배터리의 최대 용량을 나타내는 단말 배터리 최대 용량(Max Capacity of AMS Battery) 파라미터가 포함된다.

AMS Battery Level Report Header 포맷

Syntax	Size (bits)	Notes
AMS Battery Level Report header () {	-	-
FID	4	Flow Identifier. This field indicates MAC signaling header. Set to 0010.
Type	5	MAC signaling header type = 0b00100
Length	3	Indicates the length of the signaling header in bytes.
AMS Battery Status	1	0b0: The AMS is plugged into a power source. 0b1: The AMS is not plugged into a power source.
Battery Level Indication	1	0b0: Detailed battery level report is not included. 0b1: Detailed battery level report is included.
If (Battery Level Indication == 1) {
AMS Battery Level	3	0b000: Battery level is > 75% and ≤ 100% 0b001: Battery level is > 50% and ≤ 75% 0b010: Battery level is > 25% and ≤ 50% 0b011: Battery level is > 5 % and ≤ 25% 0b100: Battery level is below 5% 0b101-0b111: Reserved
Max Capacity of AMS Battery	4	0b0000: No support 0b0001~0b1110: 1Wh~31Wh (round off to the nearest whole number) 0b1111: The maximum capacity of battery is more than 32Wh or the battery is charging.
Reserved	3	Shall be filled by 0
}
else {
Reserved	2	Shall be filled by 0
}
}

Syntax	Size (bit)	Notes
MM-STAT-REP message format () {	-	-
Management Message Type = [TBD]	8	-
MS Battery Status	1	0b0: The HR-MS is plugged into a power source. 0b1: The HR-MS is not plugged into a power source.
MS Battery Level	3	0b000: Battery level is > 75% and ≤ 100% 0b001: Battery level is > 50% and ≤ 75% 0b010: Battery level is > 25% and ≤ 50% 0b011: Battery level is > 5 % and ≤ 25% 0b100: Battery level is below 5% 0b101-0b111: Reserved
Max Capacity of MS Battery	4	0b0000: No support 0b0001~0b1110: 1Wh~31Wh (round off to the nearest whole number) 0b1111: The maximum capacity of battery is more than 32Wh or the battery is charging.
}

한편, 인접 단말로부터의 전파 간섭 정보 및 단말의 상태에 관련된 정보 등은 다음과 같이 정의한다.

본 발명의 한 실시예에서 이와 같은 상태 정보들 모두 MAC 제어 메시지(AAI-HRBS-REQ, AAI-HRRS-REQ 또는 MM-STAT-REP) 또는 MAC 시그널링 헤더(HRMS Multimode Status Report header, AMS Battery Level Report Header, Uplink Power Status Report)로 정의될 수 있으며, MAC 시그널링 헤더(HRMS Multimode Status Report header)를 예로 들어 설명한다

HRMS Multimode Status Report header에는 위의 두 정보뿐만 아니라 상위 기지국이 최적의 다중기능 단말을 선정하는데 필요한 하위 다중기능 단말의 상태 정보들을 포함한다.

기존에 정의된 각종 MAC 제어 메시지와 각종 MAC 시그널링 헤더, 그리고 본 발명의 한 실시예에서 정의한 MAC 제어 메시지 또는 MAC 시그널링 헤더를 통해 단말(210, 220, 230)들의 상태 정보를 획득한 기지국(100)은 그 상태 정보들을 기반으로 기지국(100)에 정의된 최적 기지국 또는 중계국 선정 방법에 따라 최적의 다중 모드 단말(210)을 선정한다(S140).

이어서 기지국(100)은 선정된 단말(210)에게 MAC 제어 메시지인 AAI-HRBS-CONFIG-CMD 또는 AAI-HRRS-CONFIG-CMD 메시지를 전송하여 선정된 단말(210)이 기지국 또는 중계국 모드로 동작하도록 요청한다(S150).

기지국(100)으로부터 AAI-HRBS-CONFIG-CMD/AAI-HRRS-CONFIG-CMD 메시지를 수신한 단말(210)은 기지국 또는 중계국으로 모드를 전환하고 운용한다(S160).

이제 도 2를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 방법을 도시하는 흐름도이다.

도 2를 참고하면, 기지국(100)은 최적의 다중 모드 단말을 선정해야 하는 경우가 발생할 때 복수의 단말(210, 220, 230)에게 상태 보고 요청을 송신한다(S210, S220, S230). 즉, 기지국(100)은 단말(210, 220, 230)에게 상태 보고 트리거링을 위한 MAC 제어 메시지(AAI-MM-ADV, AAI-HRBS-REQ, AAI-HRRS-REQ 또는 AAI-MMSCN-CMD)를 전송한다. 이와 같은 방식을 이벤트 발생(event-driven) 방식이라고 한다.

이어서 단말(210, 220, 230)은 상태 정보를 기지국(100)에게 송신한다(S240, 250, 260). 이때 상태 정보는 기본 상태 정보를 포함한다.

기지국(100)은 상태 정보를 기초로 최적의 단말(210)을 선정하고(S270), 선정된 단말(210)에게 모드 변경을 요청한다(S280). 이어서 단말(210)은 모드를 변경하여 운용한다(S290).

이제 도 3을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 방법을 설명한다.

도 3은 도 1 및 도 2의 경우와 달리 단말(210, 220, 230)이 기본 상태 정보 만 아니라 세부 상태 정보를 기지국(100)에 전송하는 경우이며, 세부 상태 정보는 해당 단말(210, 220, 230)이 기지국 또는 중계국 역할을 수행할 때 연결될 수 있는 단말들의 정보 및 해당 단말(210, 220, 230)의 상태에 관련된 정보 등을 포함한다. 이러한 방식을 이벤트 발생 및 폴링(event-driven and polling) 방식이라고 한다.

도 3을 참고하면, 기지국(100)은 복수의 단말(210, 220, 230)에게 순차적으로MAC 제어 메시지(AAI-MM-ADV, AAI-HRBS-REQ, AAI-HRRS-REQ 또는 AAI-MMSCN-CMD)를 전송한다(S311, S312, S313). 이때 기지국(100)은 복수의 단말(210, 220, 230)의 목록을 미리 저장하고 있다. AAI-MM-ADV, AAI-HRBS-REQ, AAI-HRRS-REQ 또는 AAI-MMSCN-CMD 메시지 내에는 임시적으로 기지국 또는 중계국 기능을 활성화하여 운영할 수 있는 구간 정보(이하, '기지국 또는 중계국 임시 활성화 구간 정보'라고 한다), 예를 들어 타임 오프셋(time offset) 및 기본적인 시스템 구성 파라미터가 포함된다.

AAI-MM-ADV, AAI-HRBS-REQ, AAI-HRRS-REQ 또는 AAI-MMSCN-CMD 메시지를 수신한 단말(210,220, 230)은 기지국 또는 중계국 임시 활성화 구간 정보에 기초하여 기지국 또는 중계국 모드로 동작한다(S321, S322, S323). 또한 주변 단말(240, 250, 260)들이 자신에게 네트워크 진입 또는 재진입(network entry 또는 re-entry) 및 핸드오버 등을 시도하는지를 스캔한다. 이때 주변 단말(240, 250, 260)들의 네트워크 진입 또는 재진입 등은 허용하지 않는다. 주변 단말(240, 250, 260)은 다중 모드로 동작하지 않는 일반 단말을 포함한다.

단말(210,220, 230)은 기지국 또는 중계국 임시 활성화 구간이 종료되면 기지국 또는 중계국 모드를 종료한다(S331, S332, S333).

그런 후 단말(210, 220, 230)은 기지국(100)에게 상태 보고 및 스캔 정보를 송신한다(S341, S342, S343). 즉, 단말(210, 220, 230)은 상태 보고 및 스캔 정보를 기존의 MAC 제어 메시지 및 기존의 MAC 시그널링 헤더와 함께 본 발명의 한 실시예에서 새롭게 정의한 메시지를 통하여 기지국(100)에게 전송한다. 이때, 단말(210, 220, 230)이 AAI-MM-ADV 또는 AAI-MMSCN-CMD 메시지를 수신한 경우에는, MAC 시그널링 헤더인 HRMS Multimode Status Report header와 MM-STAT-REP 메시지를 통하여 기지국(100)에게 전송하고, 단말(210, 220, 230)이 AAI-MM-ADV, AAI-HRBS-REQ 또는 AAI-HRRS-REQ 메시지를 수신했을 경우에는, MAC 제어 메시지인 AAI-HRBS-RSP 또는 AAI-HRRS-RSP 메시지를 통하여 기지국(100)에게 전송한다.

이어서, 기지국(100)은 자신이 갖고 있는 목록에 포함된 복수의 단말(210, 220, 230)로부터 상태 정보를 수신한 후, 기지국(100)에 정의된 최적의 기지국 또는 중계국 선정 방법에 따라 기지국 또는 중계국으로 동작할 단말을 선정한다(S350).

기지국(100)은 선정된 단말(210)에게 MAC 제어 메시지인 AAI-HRBS-CONFIG-CMD 또는 AAI-HRRS-CONFIG-CMD 메시지를 전송하여 단말(210)이 기지국 또는 중국기 모드로 동작할 수 있도록 요청한다(S360).

그러면 단말(210)은 기지국 또는 중계국으로 동작한다(S370).

이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 단말이 기지국 또는 중계국으로 동작하여 임시망을 구축할 때, 기지국이 최적의 다중 모드 단말을 효율적을 선정하는 과정을 제안함으로써, 임시망 재구성으로 인한 서비스 단절을 방지하고 임시망의 신뢰도를 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

단말의 통신 방법으로서,
상기 단말이 기지국에게 자신의 상태 정보를 송신하는 단계, 그리고
상기 단말이 상기 기지국으로부터 선택 받은 경우, 상기 기지국으로부터 모드 변경 요청을 수신하는 단계
를 포함하는 통신 방법.
제1항에서,
상기 모드 변경 요청을 수신한 후, 기지국으로 동작하는 단계
를 더 포함하는 통신 방법.
제1항에서,
상기 모드 변경 요청을 수신한 후, 중계국으로 동작하는 단계
를 더 포함하는 통신 방법.
제1항에서,
상기 상태 정보는 배터리 잔량 정보(battery level)을 포함하는 통신 방법.
제4항에서,
상기 상태 정보를 송신하는 단계는
상기 배터리 잔량 정보를 배터리 레벨 보고 헤더(AMS battery level report header) 또는 상태 보고(MM-STAT-REP)메시지를 통하여 송신하는 단계
를 포함하는 통신 방법.
제5항에서,
상기 배터리 레벨 보고 헤더 또는 상기 상태 보고 메시지는 각각,
상기 단말의 배터리 상태 및 단말 배터리 최대 용량 파라미터 중 적어도 하나를 더 포함하는 통신 방법.
제1항에서,
상기 기지국으로부터 상기 상태 정보에 대한 보고 요청을 수신하는 단계
를 더 포함하는 통신 방법.
제7항에서,
상기 상태 정보를 송신하는 단계는,
상기 보고 요청을 수신하는 단계 이후에 이루어지는 통신 방법.
제1항에서,
상기 단말은 기지국 또는 중계국으로 동작할 수 있는 다중 모드 단말인 통신 방법.
제1항에서,
상기 상태 정보를 송신하는 단계는 주기적으로 수행되는 통신 방법.
기지국의 통신 방법으로서,
복수의 단말로부터 각각의 상태 정보를 수신하는 단계,
상기 상태 정보를 기초로 상기 복수의 단말 중 타겟 단말을 선정하는 단계, 그리고
상기 타겟 단말에게 모드 변경 요청을 송신하는 단계
를 포함하는 통신 방법.
제11항에서,
상기 모드 변경 요청은 상기 단말이 기지국으로 동작할 것에 대한 요청을 포함하는 통신 방법.
제11항에서,
상기 모드 변경 요청은 상기 단말이 중계국으로 동작할 것에 대한 요청을 포함하는 통신 방법.
제11항에서,
상기 상태 정보는 배터리 잔량 정보(battery level)을 포함하는 통신 방법.
제14항에서,
상기 상태 정보를 수신하는 단계는
상기 배터리 잔량 정보를 배터리 레벨 보고 헤더(AMS battery level report header) 또는 상태 보고(MM-STAT-REP)메시지를 통하여 수신하는 단계
를 포함하는 통신 방법.
제15항에서,
상기 배터리 레벨 보고 헤더 또는 상기 상태 보고 메시지는 각각,
상기 단말의 배터리 상태 및 단말 배터리 최대 용량 파라미터 중 적어도 하나를 더 포함하는 통신 방법.
제11항에서,
상기 복수의 단말에게 상기 상태 정보에 대한 보고 요청을 송신하는 단계
를 더 포함하는 통신 방법.
제11항에서,
상기 단말은 기지국 또는 중계국으로 동작할 수 있는 다중 모드 단말인 통신 방법.
제11항에서,
상기 상태 정보를 수신하는 단계는 주기적으로 수행되는 통신 방법.