WO2011149309A2 - 광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버 수행방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버 수행방법 Download PDF

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terminal
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이진
박기원
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엘지전자 주식회사
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    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a broadband wireless access system, and more particularly, to define an efficient handover procedure in an environment in which a relatively narrow base station and a macro base station coexist such as a femto base station.
  • Handover refers to a terminal moving from a radio interface of one base station to a radio interface of another base station.
  • HO Handover procedure
  • a serving base station transmits neighboring base station information to neighboring announcements (MOB_NBR) to inform mobile stations (MSs) of information (topology) about basic network configuration. Broadcast through an ADV message.
  • the MOB_NBR-ADV message includes system information about the serving base station and neighbor base stations, for example, preamble index, frequency, HO optimization possibility, and downlink channel descriptor / DCD. (Uplink Channel Descriptor) information and the like.
  • the DCD / UCD information includes information that the terminal needs to know in order to perform information communication through downlink and uplink in the terminal. For example, there is information such as handover trigger (HO trigger) information, a medium access control version (MAC) of the base station, and media independent handover capability (MIH).
  • HO trigger handover trigger
  • MAC medium access control version
  • MIH media independent handover capability
  • the general MOB_NBR-ADV message includes only information on neighbor base stations of the IEEE 802.16e type. Accordingly, neighbor base station information having a type other than IEEE 802.16e may be broadcast to terminals through a SII-ADV (Service Identity Information ADVertisement) message. Accordingly, the terminal may obtain information on the heterogeneous network base station by requesting the serving base station to transmit the SII-ADV message.
  • SII-ADV Service Identity Information ADVertisement
  • FIG. 1 shows an example of a handover procedure that may be performed in an IEEE 802.16e system.
  • a terminal MS may be connected to a serving base station SBS to perform data exchange (S101).
  • the serving base station may periodically broadcast information about neighboring base stations located therein to the terminal through a MOB_NBR-ADV message (S102).
  • the UE may start scanning for candidate HO BSs using a handover trigger condition while communicating with the serving base station.
  • a handover condition for example, a predetermined hysteresis margin value
  • the terminal may request a serving base station to perform a handover procedure by transmitting a handover request (MOB_MSHO-REQ) message (S103).
  • MOB_MSHO-REQ handover request
  • the serving base station may inform the candidate base station (candidate HO BS) included in the MOB_MSHO-REQ message through the HO-REQ message of the handover request of the terminal (S104).
  • Candidate base stations BS may take preliminary measures for the UE requesting the handover and transmit information related to the handover to the serving base station through the HO-RSP message (S105).
  • the serving base station may transmit information related to handover obtained from candidate base stations through a HO-RSP message to the terminal through a handover response (MOB_BSHO-RSP) message.
  • the MOB_BSHO-RSP message includes information for performing handover such as an action time for handover, a handover identifier (HO-ID), and a dedicated handover CDMA ranging code. It may be included (S106).
  • the terminal may determine one target base station among the candidate stations based on the information included in the MOB_BSHO-RSP message received from the serving base station. Accordingly, the terminal may attempt ranging by transmitting the CDMA code to the determined target base station (S107).
  • the target base station may transmit success of ranging and physical correction values through a ranging response (RNG-RSP) message to the terminal (S108).
  • RNG-RSP ranging response
  • the terminal may transmit a ranging request (RNG-REQ) message for authentication to the target base station (S109).
  • RNG-REQ ranging request
  • the target base station receiving the ranging request message of the terminal may provide the terminal with system ranging information such as CID (Connection IDentifier) that can be used in the corresponding base station through the ranging response message (S110).
  • system ranging information such as CID (Connection IDentifier) that can be used in the corresponding base station through the ranging response message (S110).
  • the target base station may inform the serving base station of the terminal whether the handover is successful through the handover completion message (HO-CMPT) (S111).
  • HO-CMPT handover completion message
  • the terminal may perform information exchange with the target base station which performed the handover (S112).
  • the handover procedure that can be performed in the IEEE 802.16m system is similar to the handover procedure of the IEEE 802.16e system described above. However, the name of each message may be different as shown below.
  • MOB_NBR-ADV-> AAI_NBR-ADV This message includes system information delivered in S-SFH format, not DCD / UCD format.
  • RNG-RSP (ranging status)-> AAI-RNG-ACK (ranging status)
  • RNG-RSP-> AAI-RNG-RSP This message contains the station identifier TSTID or STID instead of CID.
  • AMS following the general handover procedure described above performs handover according to the coverage or channel state of the base station as the overlay network moves.
  • the UE moves to a region where the coverage is relatively small (eg, femtocell, picocell or relay station) within the coverage of the macro base station, handover triggering frequently occurs for a short time.
  • the terminal performs handover from the macro base station to the small base station having excellent signal quality, it may be necessary to perform the handover again due to the narrow coverage of the target base station.
  • Such frequent handover is not only desirable in terms of latency of the terminal, but also undesirable in resource management of the base station. This is because coordination of the base station is required to perform handover of the terminal.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the general technology, and an object of the present invention is to provide a method for performing a more efficient handover and an apparatus for performing the same, which can prevent an unnecessarily frequent handover.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for performing the same, which can prevent an unnecessarily frequent handover in the process of scanning a neighbor base station.
  • a method of performing a handover by a terminal in a broadband wireless access system includes: determining a type of a target base station satisfying a preset handover trigger condition; If the target base station is a first type base station as a result of the determination, the handover procedure to the target base station is initiated; when the target base station is a second type base station having a narrower coverage than the first type base station as a result of the determination Starting; And when the first timer is started, determining whether communication with the target base station is possible after the first timer expires.
  • the method may further include initiating a handover procedure to the target base station.
  • determining whether the communication is possible may include receiving a secondary enhancement preamble (SA-preamble) of the target base station.
  • SA-preamble secondary enhancement preamble
  • the first type base station may include a macro base station
  • the second type base station may include a picocell base station, a femtocell base station, and a relay station.
  • a method for performing a handover by the terminal in a broadband wireless access system scanning the target base station; Applying weights according to the type of the target base station to a result of the scanning; And determining whether a handover triggering condition is satisfied using the weighted scanning result.
  • the weight according to the type may be received from the serving base station through a scan response (AAI-SCN-RSP) message.
  • the method may further include transmitting the weighted scanning result to a serving base station through a scan report (AAI-SCN-REP) message.
  • a scan report (AAI-SCN-REP) message.
  • the type is a method for performing handover, characterized in that determined according to the size of coverage for each base station.
  • a method for supporting a handover of a terminal by a serving base station in a broadband wireless access system it is applied to a result of scanning performed by the terminal according to the type of the target base station. Transmitting a scan response message including a weight to the terminal; Receiving a scan report message from the terminal, the scan report including the weighted scanning result; And determining whether a handover triggering condition is satisfied using the weighted scanning result.
  • the type of the target base station may be determined according to the size of coverage for each base station.
  • a mobile terminal operating in a broadband wireless access system includes a processor; And a radio communication (RF) module for transmitting and receiving a radio signal to and from the outside under the control of the processor.
  • the processor determines a type of the target base station that satisfies a preset handover trigger condition and starts a handover procedure to the target base station when the target base station is the first type base station.
  • the first timer may be started to determine whether or not communication with the target base station is possible after the first timer expires.
  • the processor may control to initiate a handover procedure to the target base station.
  • the processor may determine that it is possible to communicate with the target base station when the secondary enhancement preamble (SA-preamble) of the target base station is successfully received.
  • SA-preamble secondary enhancement preamble
  • the first type base station may include a macro base station
  • the second type base station may include a picocell base station, a femtocell base station, and a relay station.
  • a mobile terminal operating in a broadband wireless access system includes a processor; And a radio communication (RF) module for transmitting and receiving a radio signal to and from the outside under the control of the processor.
  • the processor may be configured to scan a target base station, apply a weight value according to the type of the target base station to the scanning result, and determine whether the handover triggering condition is satisfied using the weighted scanning result.
  • the weight according to the type is received from a serving base station through a scan response (AAI-SCN-RSP) message
  • the processor is a scan report (AAI-SCN-REP) message including the weighted scanning result is the serving Control to be transmitted to the base station.
  • the type may be determined according to the size of coverage for each base station.
  • the terminal in the case of fast movement, the terminal may pass without performing a handover to a small cell, thereby reducing downtime and unnecessary waste of radio resources.
  • the handover trigger of the base station can also be prevented by penalizing the small cell in the process of scanning the neighbor base station.
  • the terminal determines whether the corresponding base station can be handed over even when it expires using a timer in the handover triggering process, unnecessary handovers can be prevented.
  • FIG. 1 shows an example of a handover procedure that may be performed in an IEEE 802.16e system.
  • FIG. 2 shows an example of a handover procedure in a general IEEE 802.16m system that can be applied to the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an example of a method for determining whether to perform handover to a target base station in a scanning procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates an example of a method for determining whether to perform a handover to a target base station in a handover trigger procedure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows another example of a method for determining whether to perform a handover to a target base station in a handover trigger procedure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitting end and a receiving end according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention discloses a more efficient handover procedure and apparatus for performing the same.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and an ABS (Advanced BS).
  • eNB eNode B
  • AP access point
  • ABS Advanced BS
  • the term 'terminal' may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), an advanced MS (AMS), or a subscriber station (SS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced MS
  • SS subscriber station
  • Embodiments of the invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document. In particular, embodiments of the present invention may be supported by one or more of P802.16-2004, P802.16e-2005, P802.16Rev2, and IEEE P802.16m documents, which are standard documents of the IEEE 802.16 system.
  • the current HO is divided into three procedures: HO decision and Initiation, HO preparation and HO Execution.
  • a terminal needs to collect information on neighboring base stations.
  • the scanning process for this is similar to that of a typical IEEE 802.16e network.
  • the terminal does not communicate with the S-ABS, it can be used to scan the neighbor base stations.
  • the UE or the base station may initiate the handover procedure.
  • the terminal transmits a handover request (AAI_HO-REQ) message to the serving base station.
  • the UE determines whether to perform EBB handover according to the decision of the base station.
  • the HO preparation procedure exchanges terminal information between the serving base station (S-ABS) and the target base station (T-ABS) and negotiates conditions for the HO execution procedure and resources (dedicated code, STID, security parameters etc) to be allocated to the terminal later. do.
  • the S-ABS may give a plurality of T-ABS to the terminal.
  • the UE initiates the HO, it requests the HO through the AAI-HO-REQ message and receives the above-mentioned information from the base station through the handover command (AAI_HO-CMD) message.
  • the AAI_HO-CMD message includes an action time and a disconnect time.
  • the action time is a time for the UE to perform network re-entry
  • the disconnect time is S-ABS to the UE. This is the time to stop DL / UL resource allocation.
  • network reentry may be performed through a CDMA ranging or a direct ranging request (AAI_RNG-REQ) message.
  • EBB Entry Before Brake
  • AI available interval
  • UAI unavailable interval
  • FIG. 2 shows an example of a handover procedure in a general IEEE 802.16m system.
  • the handover procedure may be initiated by the serving base station (S201a) or may be initiated by the terminal (S201b).
  • the UE initiates a handover, there is a procedure for transmitting a handover request (AAI_HO-REQ) message to request a handover to the serving base station, but the serving base station performs a handover procedure without receiving a corresponding message from the terminal. May be initiated.
  • AAI_HO-REQ handover request
  • the UE When the UE receives the handover command (AAI_HO-CMD) message from the serving base station, it may selectively transmit a handover indication (AAI_HO-IND) message to the serving base station (S202).
  • the UE transmits the handover indication message to the serving base station as follows.
  • the terminal performs network reentry to the target base station (S203).
  • the terminal may perform data exchange with the serving base station during the network re-entry procedure (S204).
  • the target base station When network re-entry is completed, the target base station notifies the serving base station of the end of the handover (S205), and the terminal can normally exchange data with the target base station (S206).
  • the terminal initiates a handover procedure by transmitting a handover request (AAI_HO-REQ) message to the serving base station, and the serving base station transmits a handover command (AAI_HO-CMD) message to the terminal to hand the terminal.
  • a handover request (AAI_HO-REQ) message
  • the serving base station transmits a handover command (AAI_HO-CMD) message to the terminal to hand the terminal.
  • Over can be indicated.
  • the terminal or the base station does not successfully transmit or receive the handover related MAC management message, a problem may occur in the handover procedure.
  • the handover is started through the transmission of an AAI_HO-REQ message, and when the UE receives the AAI_HO-CMD message from the S-ABS, the handover is performed in earnest.
  • the BS retransmits the AAI_HO-CMD or the UE retransmits the AAI_HO-REQ message, thereby ensuring the stability of the handover procedure so that normal handover can be performed. Can be.
  • the terminal (AMS) following the handover procedure defined in the IEEE 802.16m system has a relatively small base station (hereinafter referred to as "small cell” for convenience) of a macro base station such as a femtocell, a picocell or a relay station.
  • small cell a base station
  • a macro base station such as a femtocell, a picocell or a relay station.
  • the present invention provides a method of correcting a scanning result according to a type of a neighboring base station in a process of scanning a neighboring base station as one of preparations for handover and a method of using a timer in a handover triggering process.
  • a target base station to be subjected to scanning or handover is a femto base station (Femto ABS, FBS) existing as an overlay in the macro base station coverage.
  • FBS femto ABS
  • a femto base station is a small version of a macro base station, which performs most of the functions of a macro base station, and is a type of base station that may be installed in an area covered by the macro base station or in a shaded area not covered by the macro base station.
  • a femto base station has a network configuration that operates independently and can be installed much more than a relay base station in the city or indoors.
  • the femto base station is in the form of an open subscriber group (OSG) or a closed subscriber group (CSG), it is assumed that the terminal is a member of the CSG group and thus there is no restriction on handover according to the subscriber group.
  • OSG open subscriber group
  • CSG closed subscriber group
  • the assumption of a femto base station as a target base station is an example, and the present invention is not limited thereto, and may be applied to various small cells such as pico cells, micro cells, or relay stations.
  • the terminal corrects (normalizing or averaging) the result of performing the scanning on the target base station according to the type of the target base station. That is, in order to reduce unnecessary handover to the small cell type base station, the correction may be performed in a direction in which a predetermined penalty is given to the scan result of the small cell.
  • the corrected scanning result may be used to determine whether the terminal and / or serving base station satisfy the handover triggering condition.
  • the correction value applied to correct the scan result of the small cell may be predetermined, or the base station may signal the terminal through a scan response message (AAI-SCN-RSP).
  • the correction value is determined to be specific to the target base station, and the scan result to which the correction value is applied may be used to determine a handover trigger condition, which may be referred to as a "target base station specific trigger averaging value”. have.
  • FIG. 3 illustrates an example of a method for determining whether to perform handover to a target base station in a scanning procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the serving base station is a macro base station (Macro ABS) and the target base station is a femto base station disposed within the coverage of the serving base station.
  • a correction value applied for each type of base station to a scanning result is signaled from the serving base station to the terminal through a scan response message.
  • the terminal While the terminal is normally performing data exchange with the serving base station (S301), the terminal transmits a scan request message (AAI-SCN-REQ) to the serving base station according to a predetermined scanning trigger condition (S302).
  • a scan request message (AAI-SCN-REQ)
  • S302 a predetermined scanning trigger condition
  • the terminal may receive a scan response message (AAI-SCN-RSP) from the serving base station in response to the scan request message to receive scanning related information such as a scanning interval (S303).
  • a scan response message (AAI-SCN-RSP) from the serving base station in response to the scan request message to receive scanning related information such as a scanning interval (S303).
  • the scan response message includes a correction value (TBS type specific) to be applied for each target base station type according to the present embodiment in addition to information such as a scan interval, a list of scan TBSs, and the like. trigger averaging value) information may be included.
  • the scan response message may be transmitted from the serving base station as an unsolicited AAI-SCN-RSP without transmitting a scan request message of the terminal.
  • the terminal may perform scanning on the target base station according to the scan interval information included in the scan response message.
  • performing scanning may mean receiving a secondary enhancement preamble (SA-preable) of the target base station (S304).
  • SA-preable secondary enhancement preamble
  • the SA preamble indicates a secondary advanced preamble, and may include information such as a cell ID and a base station type.
  • the terminal may determine the base station type of the target base station through base station type information of the SA preamble received from the target base station or the neighbor announcement message (AAI-NBR-ADV) broadcasted by the serving base station.
  • AAA-NBR-ADV neighbor announcement message
  • the terminal applies the correction value obtained through the scan response message to the scanning result performed on the target base station (S305).
  • the target base station is a femto base station as in the assumption
  • the terminal applies a correction value corresponding to the type of the femto base station among the TBS type specific trigger averaging values obtained from the base station to the scanning result for the target femto base station.
  • the corrected scanning result is transmitted to the serving base station through the scan response message (AAI-SCN-REP) (S306).
  • the serving base station may determine whether the target base station is suitable for handover by using the corrected scanning result, and if it is determined that the target base station is not suitable (S307).
  • the terminal may also determine whether to trigger the handover according to the corrected scanning result, and if the target base station determines that it is not suitable to perform the handover (that is, the signal quality according to the corrected scanning result is determined for the handover trigger). If not exceeding the threshold) does not trigger a handover to maintain a data exchange with the serving base station (S308).
  • the handover to the target base station may be triggered when the condition for the handover trigger is satisfied (not shown).
  • the macro base station informs the terminal of an appropriate correction value according to the deployment state of the small cell in the coverage through the above-described method, unnecessary handover of the terminal to the small cell can be reduced.
  • the terminal when the handover trigger condition for the target base station is satisfied, the terminal sends a timer instead of sending a handover request message (AAI-HO-REQ) to the serving base station. Suggest that you start.
  • the started timer expires, it is determined whether communication with the target base station is possible (reachable state), and if the communication is possible even after expiration, it is proposed to start handover, that is, transmit a handover request message. .
  • the terminal may start the handover procedure when the handover trigger condition is satisfied according to a general handover procedure.
  • the timer starts.
  • the timer is referred to as a "HO execution timer”.
  • the handover execution timer may be transmitted from the serving base station to the terminal through a unicast message such as a scan response message, or may be transmitted to the terminal through broadcast information such as a superframe header (SFH). Of course, it may be a predetermined value in the system.
  • a unicast message such as a scan response message
  • broadcast information such as a superframe header (SFH).
  • FSH superframe header
  • FIG. 4 illustrates an example of a method for determining whether to perform a handover to a target base station in a handover trigger procedure according to another embodiment of the present invention.
  • the serving base station is a macro base station (Macro ABS)
  • the target base station is a femto base station disposed within the coverage of the serving base station.
  • the terminal While performing data exchange with the serving base station normally (S401), the terminal transmits a scan request message (AAI-SCN-REQ) to the serving base station according to a predetermined scanning trigger condition (S402).
  • the terminal may receive a scan response message (AAI-SCN-RSP) from the serving base station in response to the scan request message and receive scanning related information such as scanning interval information (S403).
  • a scan response message (AAI-SCN-RSP) from the serving base station in response to the scan request message and receive scanning related information such as scanning interval information (S403).
  • the scan response message may be transmitted from the serving base station as an unsolicited AAI-SCN-RSP without transmitting a scan request message of the terminal.
  • the terminal may perform scanning on the target base station according to the scan interval information included in the scan response message.
  • performing scanning may mean receiving a secondary enhancement preamble (SA-preable) of the target base station (S404).
  • SA-preable secondary enhancement preamble
  • the terminal transmits the scanning result performed on the target base station to the serving base station through a scan report message (AAI-SCN-REP) (S405).
  • the terminal starts the handover execution timer instead of transmitting the handover request message to the serving base station.
  • the UE can know the type of the target BS through the SA preamble or the neighbor announcement message (AAI-NBR-ADV).
  • the terminal If communication with the target base station is possible even after the handover execution timer expires, for example, when a SA preamble or a superframe header (SFH) is successfully received from the target base station (S406), the terminal serves.
  • the handover request message is transmitted to the base station (S407).
  • step S408 to S411 Since the procedure of step S408 to S411 is similar to the step S201a or S201b to S206 of Figure 2 will be omitted the duplicate description for the sake of simplicity of the specification. That is, the remaining steps may be handed over to the target base station according to the procedure defined in the general IEEE 802.16m system.
  • FIG. 5 shows another example of a method for determining whether to perform a handover to a target base station in a handover trigger procedure according to another embodiment of the present invention.
  • Steps S501 to S504 of FIG. 5 are similar to steps S401 to S404 of FIG. 4, respectively, and thus descriptions thereof will be omitted for simplicity.
  • the terminal transmits the scanning result performed on the target base station to the serving base station through a scan report message (AAI-SCN-REP) (S505).
  • the terminal starts the handover execution timer instead of transmitting the handover request message to the serving base station (S506).
  • the terminal When the handover execution timer expires, the terminal attempts to receive a SA preamble or a superframe header (SFH) from the target base station to determine whether communication with the target base station is still possible. In this case, when the terminal fails to communicate with the target base station (TBS unreachable) (S507), the terminal may cancel the handover trigger to the target base station and continue normal communication with the serving base station (S508).
  • TSS unreachable the terminal may cancel the handover trigger to the target base station and continue normal communication with the serving base station (S508).
  • the macro base station notifies the terminal of an appropriate handover execution timer value according to the deployment state of the small cell in the coverage through the above-described method or predetermines the terminal, unnecessary handover of the terminal to the small cell can be reduced.
  • the method according to the present embodiment may be particularly useful when the mobile terminal is moving at a high speed (High mobility AMS), since it is possible to prevent a handover of a small cell that is overwhelmed within a short time.
  • the terminal may operate as a transmitter in uplink and operate as a receiver in downlink.
  • the base station may operate as a receiver in the uplink, and may operate as a transmitter in the downlink. That is, the terminal and the base station may include a transmitter and a receiver for transmitting information or data.
  • the transmitter and receiver may include a processor, module, part, and / or means for carrying out the embodiments of the present invention.
  • the transmitter and receiver may include a module (means) for encrypting the message, a module for interpreting the encrypted message, an antenna for transmitting and receiving the message, and the like.
  • a module for encrypting the message
  • a module for interpreting the encrypted message an antenna for transmitting and receiving the message, and the like.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a structure of a transmitting end and a receiving end according to another embodiment of the present invention.
  • each of the transmitting end and the receiving end includes an antenna 5, 10, a processor 20, 30, a transmission module (Tx module 40, 50), a receiving module (Rx module 60, 70) and a memory 80, 90. It may include.
  • Each component may perform a function corresponding to each other. Hereinafter, each component will be described in more detail.
  • the antennas 5 and 10 transmit the signals generated by the transmission modules 40 and 50 to the outside, or receive the radio signals from the outside and transmit the signals to the receiving modules 60 and 70.
  • MIMO multiple antenna
  • the antenna, the transmission module and the reception module may together constitute a radio communication (RF) module.
  • RF radio communication
  • Processors 20 and 30 typically control the overall operation of the entire mobile terminal.
  • a controller function for performing the above-described embodiments of the present invention a medium access control (MAC) frame variable control function, a handover function, an authentication and encryption function, etc. according to service characteristics and a propagation environment may be used. Can be performed.
  • MAC medium access control
  • processors 20 and 30 may perform overall control for performing the handover procedure illustrated in FIGS. 3 to 5.
  • the processor of the mobile terminal may determine whether the handover trigger condition is satisfied by applying different weights for each type of target base station in the scanning process.
  • the processor of the mobile terminal starts a handover execution timer when the target base station is a small cell base station when the handover trigger condition is satisfied, and starts handover to the target base station if communication with the target base station is possible after the timer expires. Can be controlled.
  • the processor of the terminal may perform the overall control operation of the operation process disclosed in the above embodiments.
  • the transmission modules 40 and 50 may perform a predetermined encoding and modulation on data scheduled from the processors 20 and 30 to be transmitted to the outside, and then transmit the data to the antenna 10.
  • the receiving module 60, 70 decodes and demodulates a radio signal received through the antennas 5, 10 from the outside to restore the original data to the processor 20, 30. I can deliver it.
  • the memory 80, 90 may store a program for processing and controlling the processor 20, 30, or may perform a function for temporarily storing input / output data.
  • the memory 80, 90 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory). Etc.), random access memory (RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EPEROM), programmable read-only memory (PROM), At least one type of storage medium may include a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk.
  • the base station is a controller function for performing the above-described embodiments of the present invention, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) packet scheduling, time division duplex (TDD) packet scheduling and channel multiplexing function MAC frame variable control function according to service characteristics and propagation environment, high speed traffic real time control function, handover function, authentication and encryption function, packet modulation and demodulation function for data transmission, high speed packet channel coding function and real time modem control function Etc.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • TDD time division duplex
  • MAC frame variable control function according to service characteristics and propagation environment
  • high speed traffic real time control function handover function
  • authentication and encryption function packet modulation and demodulation function for data transmission
  • high speed packet channel coding function and real time modem control function Etc may be performed through at least one of the above-described modules, or may further include additional means, modules or parts for performing such a function.

Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 펨토 기지국과 같이 비교적 커버리지가 좁은 기지국과 매크로 기지국이 공존하는 환경에서 효율적인 핸드오버 절차를 정의하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 방법은, 미리 설정된 핸드오버 트리거 조건을 만족하는 타겟 기지국의 타입을 판단하는 단계; 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 제 1 타입 기지국인 경우 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하고, 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 상기 제 1 타입 기지국보다 커버리지가 좁은 제 2 타입 기지국인 경우 제 1 타이머를 시작하는 단계; 및 상기 제 1 타이머를 시작한 경우, 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신가능 여부를 판단하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버 수행방법
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 펨토 기지국과 같이 비교적 커버리지가 좁은 기지국과 매크로 기지국이 공존하는 환경에서 효율적인 핸드오버 절차를 정의하기 위한 것이다.
핸드오버(Handover, HO)는 단말이 한 기지국의 무선 인터페이스에서 다른 기지국의 무선 인터페이스로 이동하는 것을 말한다. 이하에서는 일반적인 IEEE 802.16e 시스템에서의 핸드오버 절차를 설명한다.
IEEE 802.16 망에서 서빙 기지국(SBS: Serving Base Station)은 이동 단말(MS: Mobile Station, 이하 "단말"이라 칭함)에 기본적인 네트워크 구성에 대한 정보(토폴로지)를 알리기 위하여 인접 기지국 정보를 이웃 공시(MOB_NBR-ADV) 메시지를 통하여 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다.
MOB_NBR-ADV 메시지에는 서빙 기지국과 이웃 기지국들에 대한 시스템 정보, 예를 들면 프리엠블 인덱스(preamble index), 주파수(frequency), 핸드오버 최적화(HO optimization) 가능 정도와 DCD(Downlink Channel Descriptor)/UCD(Uplink Channel Descriptor) 정보 등을 담고 있다.
DCD/UCD 정보는 단말에서 하향링크와 상향링크를 통한 정보 교신을 수행하기 위해 단말이 알아야 할 정보들을 포함 하고 있다. 예를 들면, 핸드오버 트리거(HO trigger) 정보, 기지국의 MAC 버전(Medium Access Control version) 및 MIH 능력(Media Independent Handover capability)과 같은 정보들이 있다.
일반적인 MOB_NBR-ADV 메시지에서는 IEEE 802.16e 유형의 이웃 기지국들에 대한 정보만을 포함하고 있다. 그에 따라, IEEE 802.16e 이외의 유형을 갖는 이웃 기지국 정보들은 SII-ADV(Service Identity Information ADVertisement) 메시지를 통하여 단말들에게 브로드캐스트 될 수 있다. 따라서, 단말은 서빙 기지국에 SII-ADV 메시지를 전송할 것을 요청함으로써 이기종 망 기지국에 대한 정보들을 획득할 수 있다.
상술한 방법을 통하여 이웃 기지국의 정보를 획득한 단말이 IEEE 802.16e 망에서 핸드오버를 수행하는 절차를 도 1을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서 수행될 수 있는 핸드오버 절차의 일례를 보여준다.
도 1을 참조하면, 먼저 단말(MS)은 서빙 기지국(SBS)에 접속되어 데이터 교환을 수행할 수 있다(S101).
서빙 기지국은 주기적으로 자신에 위치하는 이웃 기지국에 대한 정보를 MOB_NBR-ADV 메시지를 통해 단말에 브로드캐스트 할 수 있다(S102).
단말은 서빙 기지국과 교신을 하는 중 핸드오버 트리거(HO trigger) 조건을 이용하여 후보 기지국(candidate HO BS)들에 대한 스캔을 시작할 수 있다. 단말은 핸드오버 조건, 예를 들어 소정의 이력 마진(Hysterisis margin) 값을 초과하였을 경우 핸드오버 요청(MOB_MSHO-REQ) 메시지를 전송하여 서빙 기지국에 핸드오버 절차수행을 요청할 수 있다(S103).
서빙 기지국은 MOB_MSHO-REQ 메시지에 포함 되어있는 후보 기지국(candidate HO BS)들에게 HO-REQ 메시지를 통하여 단말의 핸드오버 요청을 알려줄 수 있다(S104).
후보 기지국(Candidate HO BS)들은 핸드오버를 요청한 단말을 위한 사전 조치를 취하여 핸드오버에 관련된 정보들을 HO-RSP 메시지를 통하여 서빙 기지국에 전달할 수 있다(S105).
서빙 기지국은 후보 기지국들로부터 HO-RSP 메시지를 통하여 획득한 핸드오버에 관련된 정보들을 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP) 메시지를 통하여 단말에 전달할 수 있다. 여기서 MOB_BSHO-RSP 메시지에는 핸드오버를 위한 동작 시간(Action Time), 핸드오버 식별자(HO-ID) 및 전용 핸드오버 CDMA 레인징 코드(Dedicated HO CDMA ranging code) 등의 핸드오버를 수행하기 위한 정보들이 포함될 수 있다(S106).
단말은 서빙 기지국으로부터 수신한 MOB_BSHO-RSP 메시지에 포함된 정보를 토대로, 후보기지국들 중에서 하나의 타겟 기지국을 결정할 수 있다. 그에 따라 단말은 결정된 타겟 기지국에 CDMA 코드를 전송하여 레인징을 시도할 수 있다(S107).
CDMA 코드를 수신한 타겟 기지국은 단말에게 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 통하여 레인징의 성공여부 및 물리 보정 값들을 전송할 수 있다(S108).
다음으로, 단말은 타겟 기지국에 인증을 위한 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지를 전송할 수 있다(S109).
단말의 레인징 요청 메시지를 수신한 타겟 기지국은 단말에게 CID(Connection IDentifier)와 같은 해당 기지국에서 사용될 수 있는 시스템 정보 등을 레인징 응답 메시지를 통하여 제공할 수 있다(S110).
타겟 기지국이 단말의 인증을 성공적으로 마치고 업데이트 정보를 모두 보냈을 경우, 단말의 서빙 기지국에게 핸드오버 완료 메시지(HO-CMPT)를 통하여 핸드오버의 성공 여부를 알릴 수 있다(S111).
이후 단말은 핸드오버를 수행한 타겟 기지국과 정보 교환을 수행할 수 있다(S112).
IEEE 802.16m 시스템에서 수행될 수 있는 핸드오버 절차는 앞서 살펴 본 IEEE 802.16e 시스템의 핸드오버 절차와 유사하다. 다만, 아래와 같이 각 메시지의 명칭은 다를 수 있다.
MOB_NBR-ADV -> AAI_NBR-ADV : 해당 메시지는DCD/UCD 형태가 아닌 S-SFH형태로 전달되는 시스템 정보 등을 포함한다.
MSHO-REQ -> AAI-HO-REQ
BSHO-RSP -> AAI-HO-CMD
RNG-REQ(CDMA code) -> Ranging preamble code
RNG-RSP(ranging status) -> AAI-RNG-ACK(ranging status)
RNG-REQ (MAC message) -> AAI-RNG-REQ
RNG-RSP -> AAI-RNG-RSP : 해당 메시지는 CID 대신 스테이션 식별자인 TSTID 혹은 STID를 포함한다.
상술한 일반적인 핸드오버 절차를 따르는 단말(AMS)은 오버레이 네트워크를 이동함에 따라 기지국의 커버리지나 채널 상태에 따라 핸드오버를 수행하게 된다. 그런데, 커버리지가 비교적 작은 기지국(예를 들어, 펨토셀, 피코셀이나 중계국 등)들이 매크로 기지국의 커버리지 내에 존재하는 지역을 단말이 이동하는 경우에는 핸드오버 트리거링이 단 시간 동안 빈번히 발생하게 된다.
단말은 일단 매크로 기지국에서 신호 품질이 우수한 작은 기지국으로 핸드오버를 수행하게 되나, 타겟 기지국의 좁은 커버리지 때문에 또다시 핸드오버를 수행해야할 수 있다. 이러한 잦은 핸드오버는 단말의 중단 시간(latency) 측면에서 바람직하지 않을 뿐 아니라 기지국의 자원 운용에도 바람직하지 않다. 이는 단말의 핸드오버 수행에는 기지국의 조정(coordination)이 요구되기 때문이다.
따라서, 상술한 바와 같이 서로 다른 크기의 커버리지를 갖는 기지국들이 공존하는 상황에서 스캔 과정이나 핸드오버 트리거 과정에서 불필요한 핸드오버를 방지할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 불필요하게 잦은 핸드오버를 방지할 수 있는 보다 효율적인 핸드오버 수행 방법 및 그를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이웃 기지국을 스캔하는 과정에서 불필요하게 잦은 핸드오버를 방지할 수 있는 방법 및 그를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 핸드오버 트리거 과정에서 불필요하게 잦은 핸드오버를 방지할 수 있는 방법 및 그를 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 방법은, 미리 설정된 핸드오버 트리거 조건을 만족하는 타겟 기지국의 타입을 판단하는 단계; 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 제 1 타입 기지국인 경우 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하고, 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 상기 제 1 타입 기지국보다 커버리지가 좁은 제 2 타입 기지국인 경우 제 1 타이머를 시작하는 단계; 및 상기 제 1 타이머를 시작한 경우, 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신가능 여부를 판단하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신이 가능한 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 교신가능 여부를 판단하는 단계는 상기 타겟 기지국의 세컨더리 개선 프리엠블(SA-preamble)을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제 1 타입 기지국은 매크로 기지국을 포함하고, 상기 제 2 타입 기지국은 피코셀 기지국, 펨토셀 기지국 및 중계국을 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 방법은, 타겟 기지국을 스캐닝하는 단계; 상기 스캐닝의 결과에 상기 타겟 기지국의 타입에 따른 가중치를 적용하는 단계; 및 상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 트리거링 조건의 만족 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 타입에 따른 가중치는 서빙 기지국으로부터 스캔 응답(AAI-SCN-RSP) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.
또한, 상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 스캔 보고(AAI-SCN-REP) 메시지를 통하여 서빙 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 타입은 기지국별 커버리지의 크기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행방법.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 서빙 기지국이 단말의 핸드오버를 지원하는 방법에 있어서, 타겟 기지국의 타입에 따라 단말이 수행하는 스캐닝의 결과에 적용될 가중치를 포함하는 스캔 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 상기 가중치가 적용된 스캐닝 결과를 포함하는 스캔 보고 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 가중치가 적용된 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 트리거링 조건의 만족 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 타겟 기지국의 타입은 기지국별 커버리지의 크기에 따라 결정되는 것일 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 동작하는 이동 단말기는 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 프로세서는 미리 설정된 핸드오버 트리거 조건을 만족하는 타겟 기지국의 타입을 판단하여 상기 타겟 기지국이 제 1 타입 기지국인 경우 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하고, 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 상기 제 1 타입 기지국보다 커버리지가 좁은 제 2 타입 기지국인 경우 제 1 타이머를 시작하여 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신가능 여부를 판단하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 프로세서는 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신이 가능한 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 타겟 기지국의 세컨더리 개선 프리엠블(SA-preamble)이 성공적으로 수신되면 상기 타겟 기지국과 교신가능한 것으로 판단할 수 있다.
아울러, 상기 제 1 타입 기지국은 매크로 기지국을 포함하고, 상기 제 2 타입 기지국은 피코셀 기지국, 펨토셀 기지국 및 중계국을 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 동작하는 이동 단말기는 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 프로세서는 타겟 기지국을 스캐닝하고, 상기 스캐닝의 결과에 상기 타겟 기지국의 타입에 따른 가중치를 적용하여, 상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 트리거링 조건의 만족 여부를 판단하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 타입에 따른 가중치는 서빙 기지국으로부터 스캔 응답(AAI-SCN-RSP) 메시지를 통하여 수신되고, 상기 프로세서는 상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 포함하는 스캔 보고(AAI-SCN-REP) 메시지가 상기 서빙 기지국으로 전송되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 타입은 기지국별 커버리지의 크기에 따라 결정될 수 있다.
[유리한 효과]
본 발명의 실시예들에 따르면, 고속 이동의 경우 단말이 소형 셀로 핸드오버를 수행하지 않고 지나칠 수 있어 중단시간이 감소되며 불필요한 무선 자원낭비가 방지될 수 있다.
특히, 이웃 기지국을 스캔하는 과정에서 소형 셀에 페널티를 주는 방법으로 기지국의 핸드오버 트리거 또한 방지할 수 있다.
아울러, 핸드오버 트리거 과정에서 타이머를 이용하여 만료시에도 단말이 해당 기지국의 핸드오버 가능 여부를 판단하기 때문에 불필요하게 잦은 핸드오버를 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서 수행될 수 있는 핸드오버 절차의 일례를 보여준다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에서의 핸드오버 절차의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 절차에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 수행 여부를 판단하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 트리거 절차에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 수행 여부를 판단하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 트리거 절차에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 수행 여부를 판단하는 방법의 다른 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 보다 효율적인 핸드오버 수행 절차 및 이를 수행하기 위한 장치를 개시한다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(AP: Access Point), ABS (Advanced BS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), AMS (Advanced MS) 또는 SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005, P802.16Rev2 및 IEEE P802.16m 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하에서는 IEEE 802.16m 시스템에서의 핸드오버 절차를 설명한다.
IEEE 802.16m에서는 현재 HO는 크게 세가지 절차로 나뉘어 지고 있다: HO decision and Initiation, HO preparation과 HO Execution이다. 이 세가지 절차를 수행 하기 이전에는 단말이 주변 기지국에 대한 정보를 수집하는 절차가 필요한데, 이를 위한 스캐닝(scanning) 과정은 일반적인 IEEE 802.16e 망에서의 스캐닝 과정과 유사하다. 단, 단말이 S-ABS와 교신 하지 않는 구간이 있을 시, 이를 사용하여 주변 기지국들을 스캐닝 할 수 있다.
HO decision and Initiation 절차에서는 단말 또는 기지국이 핸드오버 절차를 개시(initiation)할 수 있다. 단말이 핸드오버를 개시하는 경우, 단말은 서빙 기지국에 핸드오버 요청(AAI_HO-REQ) 메시지를 전송한다. 이때 단말은 기지국의 결정에 따라 EBB 핸드오버를 수행할지 여부가 결정된다.
HO preparation 절차에서는 서빙 기지국(S-ABS)과 타겟 기지국(T-ABS) 간의 단말 정보를 교환하며 추후 HO execution 절차에 대한 조건과 단말에게 할당할 리소스 (dedicated code, STID, security parameters etc) 들을 negotiation 한다. 상황에 따라 S-ABS는 복수개의 T-ABS들을 단말에게 줄 수도 있다. 단말이 HO를 initiation할 경우 AAI-HO-REQ 메시지를 통하여 HO를 요청하게 되며 기지국으로부터 위에서 언급한 정보들을 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 받는다. 이때 AAI_HO-CMD 메시지에 동작 시간(action time)과 연결해제 시간(disconnect time)이 포함되어 전송되는데, action time은 단말이 network re-entry를 수행하는 시간이며, disconnect time은 S-ABS가 단말에게 상/하향링크(DL/UL) 자원 할당을 멈추는 시간을 뜻한다.
HO execution 절차에서는 action time에 맞추어 T-ABS로 망 재진입 절차를 수행하는 시간이다. 이때 CDMA ranging 또는 바로 레인징 요청(AAI_RNG-REQ) 메시지를 통해 망 재진입이 가능하다. 단말이 EBB (Entry Before Brake)를 수행할 경우, 정해진 가능 구간(AI: available interval)에 S-ABS에게 정보를 지속적으로 교신하며, 불가 구간(UAI: unavailable interval)에 T-ABS로의 망 재진입 절차를 수행하게 된다. 단말이 BBE (Break Before Entry) 핸드오버를 수행 할 경우 AI 또는 UAI 이 정해지지 않으며 일반적인 IEEE 802.16e 망의 하드 핸드오버(Hard Handover)와 절차가 같다.
상술한 핸드오버 절차를 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에서의 핸드오버 절차의 일례를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 핸드오버 절차는 서빙 기지국이 개시(S201a)할 수도 있고, 단말이 개시(S201b)할 수도 있다. 단말이 핸드오버를 개시하는 경우에는 서빙 기지국에 핸드오버를 요청하기 위하여 핸드오버 요청(AAI_HO-REQ) 메시지를 전송하는 절차가 있으나, 서빙 기지국은 단말로부터 해당 메시지를 수신하는 절차 없이도 핸드오버 절차를 개시할 수 있다.
단말은 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 수신하면 선택적으로 핸드오버 지시(AAI_HO-IND) 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다(S202). 단말이 핸드오버 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 조건은 다음과 같다.
1) S-ABS가 정해준 조건들을 바탕으로 HO를 취소 하고 싶을 때
2) AAI_HO-CMD 메시지에 포함된 후보 타겟 기지국이 복수개이고, 어느 하나를 선택한 경우
3) AAI_HO-CMD 메시지에 포함된 모든 후보 타겟 기지국에 접속이 불가한 경우
4) disconnect time이 만료되기 전에 서빙 기지국과 연결을 유지할 수 없는 경우
이후 단말은 타겟 기지국으로의 망 재진입을 수행한다(S203).
만일 EBB 핸드오버를 수행하거나, disconnect time이 만료되기 전 서빙 기지국의 스케쥴링이 있는 경우 단말은 망 재진입 절차 중에 서빙 기지국과 데이터 교환을 수행할 수 있다(S204).
망 재진입이 완료되면 타겟 기지국은 서빙 기지국에 핸드오버의 종료를 알리고(S205), 단말은 타겟 기지국과 정상적으로 데이터 교환을 수행할 수 있다(S206).
상술한 핸드오버 절차에서 단말은 핸드오버 요청(AAI_HO-REQ) 메시지를 서빙 기지국으로 전송하여 핸드오버 절차를 개시하고, 서빙 기지국은 단말에 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 전송하여 단말에 핸드오버를 지시할 수 있다. 이때, 단말 또는 기지국이 핸드오버 관련 MAC 관리 메시지를 성공적으로 전송 또는 수신하지 못하였을 경우, 핸드오버 절차에 문제가 생길 수 있다.
예를 들어, 단말이 핸드오버를 개시할 경우 AAI_HO-REQ 메시지 전송을 통해 핸드오버가 시작되며, S-ABS로부터 AAI_HO-CMD 메시지를 수신하면 핸드오버를 본격적으로 수행하게 된다. 이때 AAI_HO-CMD 메시지가 소실되어 단말이 수신하지 못할 경우, 기지국이 AAI_HO-CMD를 재전송하거나, 단말이 AAI_HO-REQ 메시지를 재전송함으로, 정상적인 핸드오버를 수행할 수 있도록 핸드오버 절차의 안정성을 보장 할 수 있다.
전술된 바와 같이, IEEE 802.16m 시스템에서 정의된 핸드오버 절차를 따르는 단말(AMS)은 커버리지가 펨토셀, 피코셀이나 중계국 등과 같이 비교적 작은 기지국(이하, 편의상 "소형 셀"이라 칭함)들이 매크로 기지국의 커버리지 내에 존재하는 지역을 이동하는 경우 빈번한 핸드오버를 방지할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명에서는 이를 위하여 1) 핸드오버를 준비과정의 하나로 주변 기지국을 스캐닝하는 과정에서 주변 기지국의 종류에 따라 스캐닝 결과를 보정하는 방법과 2) 핸드오버 트리거 과정에서 타이머를 이용하는 방법이 제공된다.
이하의 설명에서 스캐닝이나 핸드오버의 대상이 되는 타겟 기지국은 매크로 기지국 커버리지 내에 오버레이(overaly)로 존재하는 펨토 기지국(Femto ABS, FBS)인 것으로 가정한다. 펨토 기지국은 매크로 기지국의 소형 버전으로 매크로 기지국의 기능을 대부분 수행하면서, 매크로 기지국이 커버하는 영역에 설치되거나 매크로 기지국이 커버하지 못하는 음영 지역에 설치될 수 있는 기지국 유형이다. 펨토 기지국은 독립적으로 작동하는 네트워크 구성을 갖추고 있으며, 도심 또는 실내에 릴레이 기지국보다 월등히 많이 설치될 수 있다. 또한, 펨토 기지국은 개가입자그룹(OSG: Open Subscriber Group) 형태이거나, 폐가입자그룹(CSG: Closed Subscriber Group) 형태더라도 해당 단말이 CSG 그룹 멤버라서 가입자 그룹에 따른 핸드오버의 제약은 없는 것으로 가정한다. 물론, 타겟 기지국으로 펨토 기지국을 가정한 것은 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 피코 셀, 마이크로 셀이나 중계국 등 다양한 소형 셀에 적용될 수 있음은 물론이다.
1) 스캐닝 과정에서의 결과 보정
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 과정에서 불필요한 핸드오버를 방지하는 방법을 설명한다. 스캐닝 과정에서 불필요한 핸드오버를 방지하기 위하여, 본 실시예에서는 타겟 기지국에 대한 스캐닝 수행 결과를 단말이 타겟 기지국의 타입에 따라 보정(normalizing 또는 averaging)할 것을 제안한다. 즉, 소형 셀 타입 기지국으로의 불필요한 핸드오버를 감소시키기 위하여 소형 셀의 스캔 결과에 소정의 페널티가 부여되는 방향으로 보정이 수행될 수 있다. 이와 같이 보정된 스캐닝 결과는 단말 및/또는 서빙 기지국의 핸드오버 트리거링 조건 만족 여부를 판단하는데 사용될 수 있다.
이때, 소형 셀의 스캔 결과 보정을 위해 적용되는 보정값은 미리 정해진 것일 수도 있고, 기지국이 단말에 스캔 응답 메시지(AAI-SCN-RSP) 등을 통하여 시그널링해줄 수도 있다. 또한, 보정값은 타겟 기지국 특정으로 정해지며 보정값이 적용된 스캔 결과는 핸드오버 트리거 조건의 판단을 위해 사용될 수 있는 바, "타겟 기지국 특정 트리거 보정 값(TBS type specific trigger averaging value)"이라 칭할 수 있다.
상술한 절차를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 절차에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 수행 여부를 판단하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 3에서는 서빙 기지국은 매크로 기지국(Macro ABS)이며, 타겟 기지국은 서빙 기지국의 커버리지 내에 배치된 펨토 기지국인 것으로 가정한다. 또한, 스캐닝 수행 결과에 기지국의 타입별로 적용되는 보정값은 스캔 응답 메시지를 통해 서빙 기지국으로부터 단말에 시그널링되는 것으로 가정한다.
단말은 서빙 기지국과 정상적으로 데이터 교환을 수행하던 중(S301), 미리 결정된 스캐닝 트리거 조건에 따라 스캔 요청 메시지(AAI-SCN-REQ)를 서빙 기지국으로 전송한다(S302).
단말은 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 서빙 기지국으로부터 스캔 응답 메시지(AAI-SCN-RSP)를 수신하여 스캐닝 구간과 같은 스캐닝 관련 정보를 수신할 수 있다(S303).
보다 구체적으로, 스캔 응답 메시지에는 일반적으로 포함되는 스캔 구간(scan interval), 스캔 대상 기지국의 리스트(list of scan TBS) 등의 정보 외에 본 실시예에 따른 타겟 기지국 타입별로 적용될 보정값(TBS type specific trigger averaging value) 정보가 포함될 수 있다.
물론, 스캔 응답 메시지는 단말의 스캔 요청 메시지 전송 없이 비요청(unsolicited AAI-SCN-RSP)으로 서빙 기지국으로부터 전송될 수도 있다.
이후 단말은 스캔 응답 메시지에 포함된 스캔 구간 정보에 따라 타겟 기지국에 대한 스캐닝을 수행할 수 있다. 이때, 스캐닝을 수행한다 함은 타겟 기지국의 세컨더리 개선 프리엠블(SA-preable)을 수신함을 의미할 수 있다(S304).
여기서, SA 프리엠블(SA-Preamble)이란 Secondary advanced preamble을 나타내는 것으로, 셀 식별자(cell ID) 및 기지국 타입 등의 정보가 포함될 수 있다. 단말은 타겟 기지국으로부터 수신되는 SA 프리엠블의 기지국 타입 정보나 서빙 기지국이 방송하는 이웃 공시 메시지(AAI-NBR-ADV)를 통하여 타겟 기지국의 기지국 타입을 판단할 수 있다.
단말은 타겟 기지국에 대하여 수행한 스캐닝의 결과에 스캔 응답 메시지를 통해 획득한 보정값을 적용한다(S305). 구체적으로, 가정과 같이 타겟 기지국이 펨토 기지국이므로, 단말은 기지국으로부터 획득한 보정값(TBS type specific trigger averaging value) 중 펨토 기지국의 타입에 대응되는 보정값을 타겟 펨토 기지국에 대한 스캐닝 결과에 적용한다.
보정된 스캐닝 결과는 스캔 응답 메시지(AAI-SCN-REP)를 통해 서빙 기지국으로 전송된다(S306).
서빙 기지국은 보정된 스캐닝 결과를 이용하여 타겟 기지국이 핸드오버에 적합한지 여부를 판단할 수 있으며, 적합하지 않다고 판단한 경우 핸드오버 트리거링을 수행하지 않는다(S307).
단말 또한, 보정된 스캐닝 결과에 따라 핸드오버 트리거 여부를 결정할 수 있으며, 타겟 기지국이 핸드오버를 수행하기에 적합하지 않다고 판단한 경우(즉, 보정된 스캐닝 결과에 따른 신호 품질 등이 핸드오버 트리거를 위한 문턱값을 넘지 않는 경우) 핸드오버를 트리거하지 않고 서빙 기지국과 데이터 교환을 유지한다(S308).
물론, 타겟 기지국의 타입이 펨토 기지국이기 때문에 페널티가 부여되는 방향으로 스캐닝 결과 보정되더라도, 핸드오버 트리거를 위한 조건을 만족하는 경우에는 타겟 기지국으로의 핸드오버가 트리거될 수 있다(미도시).
결국, 상술한 방법을 통하여 매크로 기지국이 커버리지 내의 소형 셀의 배치(deployment) 상태에 따른 적절한 보정값을 단말에 알려준다면 소형 셀에 대한 단말의 불필요한 핸드오버를 감소시킬 수 있다.
2) 핸드오버 트리거 과정에서의 타이머 적용
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 트리거 과정에서 불필요한 핸드오버를 방지하는 방법을 설명한다. 핸드오버 트리거 과정에서 불필요한 핸드오버를 방지하기 위하여, 본 실시예에서는 타겟 기지국에 대한 핸드오버 트리거 조건이 만족될 때 단말이 서빙 기지국으로 핸드오버 요청 메시지(AAI-HO-REQ)를 전송하는 대신 타이머를 시작하도록 할 것을 제안한다. 또한, 시작된 타이머가 만료되면 해당 타겟 기지국과의 통신 가능 여부(reachable 상태인지 여부)를 판단하고, 만료 후에도 통신 가능한 경우에만 핸드오버를 개시, 즉, 핸드오버 요청 메시지의 전송을 수행할 것을 제안한다.
상술한 절차는 매크로 기지국에도 적용되는 경우 불필요한 지연이 발생할 가능성이 있으므로, 타겟 기지국이 소형 셀인 경우에만 적용되는 것이 바람직하다. 즉, 타겟 기지국이 매크로 기지국인 경우 단말은 일반적인 핸드오버 절차에 따라 핸드오버 트리거 조건이 만족되면 핸드오버 절차를 개시하면 되고, 타겟 기지국이 펨토 기지국 등과 같이 소형셀인 경우에는 상기 타이머를 시작한다. 이하, 편의상 상기 타이머를 "핸드오버 실행 타이머(HO execution timer)"라 칭한다.
핸드오버 실행 타이머는 스캔 응답 메시지와 같은 유니캐스트 메시지를 통해 서빙 기지국으로부터 단말에 전송될 수도 있고, 수퍼프레임 헤더(SFH) 등과 같은 방송 정보를 통해 단말로 전송될 수도 있다. 물론, 시스템에서 미리 정해진 값일 수도 있다.
상술한 절차를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 트리거 절차에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 수행 여부를 판단하는 방법의 일례를 나타낸다.
도 4에서 서빙 기지국은 매크로 기지국(Macro ABS)이며, 타겟 기지국은 서빙 기지국의 커버리지 내에 배치된 펨토 기지국인 것으로 가정한다.
단말은 서빙 기지국과 정상적으로 데이터 교환을 수행하던 중(S401), 미리 결정된 스캐닝 트리거 조건에 따라 스캔 요청 메시지(AAI-SCN-REQ)를 서빙 기지국으로 전송한다(S402).
단말은 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 서빙 기지국으로부터 스캔 응답 메시지(AAI-SCN-RSP)를 수신하여 스캐닝 구간 정보와 같은 스캐닝 관련 정보를 수신할 수 있다(S403).
물론, 스캔 응답 메시지는 단말의 스캔 요청 메시지 전송 없이 비요청(unsolicited AAI-SCN-RSP)으로 서빙 기지국으로부터 전송될 수도 있다.
이후 단말은 스캔 응답 메시지에 포함된 스캔 구간 정보에 따라 타겟 기지국에 대한 스캐닝을 수행할 수 있다. 이때, 스캐닝을 수행한다 함은 타겟 기지국의 세컨더리 개선 프리엠블(SA-preable)을 수신함을 의미할 수 있다(S404).
단말은 타겟 기지국에 대하여 수행한 스캐닝의 결과를 서빙 기지국으로 스캔 보고 메시지(AAI-SCN-REP)를 통하여 전달한다(S405).
이때, 타겟 기지국에 대하여 수행한 스캐닝 결과가 핸드오버 트리거 조건을 만족하지만 타겟 기지국의 타입이 소형 셀인 경우, 단말은 서빙 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 대신 핸드오버 실행 타이머를 시작한다. 단말은 타겟 기지국의 타입을 SA 프리엠블이나 이웃 공시 메시지(AAI-NBR-ADV)를 통하여 알 수 있음은 전술된 바와 같다.
핸드오버 실행 타이머가 만료된 후에도 타겟 기지국과의 통신이 가능한 경우(reachable), 예를 들어, 타겟 기지국으로부터 SA 프리엠블이나 수퍼프레임 헤더(SFH)가 성공적으로 수신되는 경우(S406), 단말은 서빙 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S407).
이후 S408 단계 내지 S411 단계의 절차는 도 2의 S201a 또는 S201b 내지 S206 단계와 유사하므로 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 즉, 나머지 단계는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에 정의된 절차에 따라 단말은 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행할 수 있다.
상술한 도 4의 경우는 핸드오버 실행 타이머가 만료된 후에도 타겟 기지국과 통신이 가능한 경우를 설명하였다. 이하에서는 도 5를 참조하여 핸드오버 실행 타이머가 만료된 후 타겟 기지국과 통신이 불가능한 경우(TBS unreachable)를 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 트리거 절차에서 타겟 기지국으로의 핸드오버 수행 여부를 판단하는 방법의 다른 일례를 나타낸다.
도 5에서도 도 4와 동일한 가정이 적용된다.
도 5의 S501 내지 S504 단계는 도 4의 S401 내지 S404 단계와 각각 유사하므로 명세서의 간명함을 위하여 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단말은 타겟 기지국에 대하여 수행한 스캐닝의 결과를 서빙 기지국으로 스캔 보고 메시지(AAI-SCN-REP)를 통하여 전달한다(S505).
이때, 타겟 기지국에 대하여 수행한 스캐닝 결과가 핸드오버 트리거 조건을 만족하지만 타겟 기지국의 타입이 소형 셀인 경우, 단말은 서빙 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 대신 핸드오버 실행 타이머를 시작한다(S506).
핸드오버 실행 타이머가 만료되면 단말은 타겟 기지국과 여전히 통신이 가능한지 여부를 판단하기 위하여 타겟 기지국으로부터 SA 프리엠블이나 수퍼프레임 헤더(SFH)의 수신을 시도한다. 이때, 단말이 타겟 기지국과의 교신에 실패(TBS unreachable)한 경우(S507), 단말은 타겟 기지국으로의 핸드오버 트리거를 취소하고 계속하여 서빙 기지국과 정상적인 통신을 유지할 수 있다(S508).
결국, 상술한 방법을 통하여 매크로 기지국이 커버리지 내의 소형 셀의 배치(deployment) 상태에 따른 적절한 핸드오버 실행 타이머 값을 단말에 알려주거나, 미리 정해준다면 소형 셀에 대한 단말의 불필요한 핸드오버를 감소시킬 수 있다. 본 실시예에 따른 방법은 단말의 빠른 속도로 이동 중(High mobility AMS)인 경우, 빠른 시간 내에 지나칠 소형 셀에 대한 핸드오버를 방지할 수 있으므로 특히 유용할 수 있다.
단말 및 기지국 구조
이하, 본 발명의 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명한다.
단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.
송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(5, 10), 프로세서(20, 30), 전송모듈(Tx module(40, 50)), 수신모듈(Rx module(60, 70)) 및 메모리(80, 90)를 포함할 수 있다. 각 구성 요소는 서로 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 이하 각 구성요소를 보다 상세히 설명한다.
안테나(5, 10)는 전송모듈(40, 50)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(60, 70)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다.
안테나, 전송모듈 및 수신모듈은 함께 무선통신(RF) 모듈을 구성할 수 있다.
프로세서(20, 30)는 통상적으로 이동 단말기 전체의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 프로세서(20, 30)는 도 3 내지 도 5에 나타난 핸드오버 절차를 수행하기 위한 전반적인 제어를 수행할 수 있다.
특히, 이동 단말기의 프로세서는 스캐닝 과정에서 타겟 기지국의 종류별로 서로 다른 가중치를 적용하여 핸드오버 트리거 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 또는, 이동 단말기의 프로세서는 핸드오버 트리거 조건이 만족될 때 타겟 기지국이 소형 셀 기지국인 경우에는 핸드오버 실행 타이머를 개시하고, 타이머 만료후에도 타겟 기지국과 교신이 가능하면 해당 타겟 기지국으로 핸드오버를 개시하도록 제어할 수 있다.
이 외에도 단말의 프로세서는 상술한 실시예들에 개시된 동작 과정의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다.
전송 모듈(40, 50)은 프로세서(20, 30)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(10)에 전달할 수 있다.
수신 모듈(60, 70)은 외부에서 안테나(5, 10)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(20, 30)로 전달할 수 있다.
메모리(80, 90)는 프로세서(20, 30)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(80, 90)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 광대역 무선 접속 시스템에서 보다 효율적인 레인징 수행 절차 및 이를 위한 단말 구조는 IEEE802.16m 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, IEEE802.xx 시스템 이외에도 3GPP/3GPP2와 같은 다른 다양한 이동통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (17)

  1. 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    미리 설정된 핸드오버 트리거 조건을 만족하는 타겟 기지국의 타입을 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 제 1 타입 기지국인 경우 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하고, 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 상기 제 1 타입 기지국보다 커버리지가 좁은 제 2 타입 기지국인 경우 제 1 타이머를 시작하는 단계; 및
    상기 제 1 타이머를 시작한 경우, 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신가능 여부를 판단하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신이 가능한 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 교신가능 여부를 판단하는 단계는,
    상기 타겟 기지국의 세컨더리 개선 프리엠블(SA-preamble)을 수신하는 단계를 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 타입 기지국은 매크로 기지국을 포함하고,
    상기 제 2 타입 기지국은 피코셀 기지국, 펨토셀 기지국 및 중계국을 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  5. 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    타겟 기지국을 스캐닝하는 단계;
    상기 스캐닝의 결과에 상기 타겟 기지국의 타입에 따른 가중치를 적용하는 단계; 및
    상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 트리거링 조건의 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 타입에 따른 가중치는,
    서빙 기지국으로부터 스캔 응답(AAI-SCN-RSP) 메시지를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 스캔 보고(AAI-SCN-REP) 메시지를 통하여 서빙 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 타입은 기지국별 커버리지의 크기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행방법.
  9. 광대역 무선 접속 시스템에서 서빙 기지국이 단말의 핸드오버를 지원하는 방법에 있어서,
    타겟 기지국의 타입에 따라 단말이 수행하는 스캐닝의 결과에 적용될 가중치를 포함하는 스캔 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계;
    상기 가중치가 적용된 스캐닝 결과를 포함하는 스캔 보고 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
    상기 가중치가 적용된 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 트리거링 조건의 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 핸드오버 수행방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 타겟 기지국의 타입은 기지국별 커버리지의 크기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행방법.
  11. 광대역 무선 접속 시스템에서 동작하는 이동 단말기에 있어서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되,
    상기 프로세서는,
    미리 설정된 핸드오버 트리거 조건을 만족하는 타겟 기지국의 타입을 판단하여 상기 타겟 기지국이 제 1 타입 기지국인 경우 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하고, 상기 판단 결과 상기 타겟 기지국이 상기 제 1 타입 기지국보다 커버리지가 좁은 제 2 타입 기지국인 경우 제 1 타이머를 시작하여 상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신가능 여부를 판단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 이동 단말기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 타이머가 만료된 후 상기 타겟 기지국과 교신이 가능한 경우, 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 절차를 개시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 타겟 기지국의 세컨더리 개선 프리엠블(SA-preamble)이 성공적으로 수신되면 상기 타겟 기지국과 교신가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 타입 기지국은 매크로 기지국을 포함하고,
    상기 제 2 타입 기지국은 피코셀 기지국, 펨토셀 기지국 및 중계국을 포함하는, 이동 단말기.
  15. 광대역 무선 접속 시스템에서 동작하는 이동 단말기에 있어서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되,
    상기 프로세서는,
    타겟 기지국을 스캐닝하고, 상기 스캐닝의 결과에 상기 타겟 기지국의 타입에 따른 가중치를 적용하여, 상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 트리거링 조건의 만족 여부를 판단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 타입에 따른 가중치는 서빙 기지국으로부터 스캔 응답(AAI-SCN-RSP) 메시지를 통하여 수신되고,
    상기 프로세서는,
    상기 가중치 적용된 스캐닝 결과를 포함하는 스캔 보고(AAI-SCN-REP) 메시지가 상기 서빙 기지국으로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 타입은 기지국별 커버리지의 크기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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