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KR100703517B1 - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을할당하는 시스템 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을할당하는 시스템 및 방법 Download PDF

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KR100703517B1
KR100703517B1 KR20040045891A KR20040045891A KR100703517B1 KR 100703517 B1 KR100703517 B1 KR 100703517B1 KR 20040045891 A KR20040045891 A KR 20040045891A KR 20040045891 A KR20040045891 A KR 20040045891A KR 100703517 B1 KR100703517 B1 KR 100703517B1
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손영문
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Abstract

본 발명은 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 방법에 있어서, 단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 서빙 기지국의 인접 기지국들중 가장 채널 상태가 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청하는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보받으면 상기 통보받은 할당 가능한 안정적 채널을 통해 상기 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
광대역 무선 접속 통신 시스템, 안정적 채널, 핸드오버, 서빙 기지국, 인접기지국

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ALLOCATING A SAFETY CHANNEL IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널이 적용된 프레임 구조
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하여 안정적 채널을 할당하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
삭제
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 서빙 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
삭제
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 인접 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
삭제
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 단말기에게 할당하는 경우 서빙 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 인접 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 안정적(Safety) 채널을 할당 및 안정적 채널 할당을 위한 핸드오버를 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS'라 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활 발한 연구가 진행되고 있다. 현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다.
한편, 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다. 따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
특히, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다)과 직교 주파수 분할 다중 접속 방식 (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다)을 사용하여 무선 도시지역 네트워크(Metropolitan Area Network, 이하 ‘MAN’이라 칭하기로 한다)의 물리 채널에 광대역 전송 네트워크를 지원하는 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 TDD-OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.
이하, 도 1을 참조하여 상세한 시간 분할 광대역 무선 접속 통신 시스템의 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 광대역 무선 접속 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 단말기(Mobile Station)들(111),(113),(130),(151),(153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110),(140)과 상기 단말기들(111),(113),(130),(151),(153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그런데, 상기 단말기들(111),(113),(130),(151),(153) 중 단말기(130)는 상기 셀(100)과 상기 셀(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재하며, 따라서 상기 단말기(130)에 대한 핸드오버를 지원해야만 상기 단말기(130)에 대한 이동성을 지원하는 것이 가능하게 된다.
상기 도 1에서는 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 2을 참조하여 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 프레임 구조를 설명하기로 한다.
도 2는 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
삭제
상기 도 2를 참조하면, 가로축(245)은 OFDMA 심벌 번호(OFDMA symbol number)를 나타내며, 세로축(247)은 서브 채널 번호(sub-channel number)를 나타낸다. 상기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 1개의 OFDMA 프레임은 다수개의 서브 채널들, 일 예로 13개의 OFDMA 심벌들을 포함한다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수 개, 일예로 L+1개의 서브 채널들을 포함한다. 상기 광대역 무선 접속 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16d 통신 시스템에서 사용하는 전체 서브 캐리어들, 특히 데이터 서브 캐리어들을 전체 주파수 대역에 분산시켜 주파수 다이버시티 이득(frequency diversity gain)을 획득하는 것을 목적으로 하는 통신 시스템이다. 또한, 상기 광대역 무선 접속 통신 시스템에서는 송수신기간에 시간 오프셋(time offset) 및 주파수 오프셋(frequency offset)을 조정하고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 레인징(ranging) 동작을 수행한다. 상기와 같은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 다운링크(downlink)에서 업링크(uplink)로의 변환은 송신/수신 천이 공백(TTG: Transmit/receive Transition Gap, 이하 'TTG'라 칭하기로 한다)(151) 동안 이루어진다. 또한, 상기 업링크에서 다운링크로의 변환 과정 역시 상향 링크에서 하향 링크로의 변환 역시 수신/송신 천이 공백(RTG: Receive/transmit Transition Gap, 이하'RTG'라 칭하기로 한다)(255) 동안 이루어진다. 한편, 상기 TTG(251) 및 RTG(255) 이후에는 별도의 프리앰블(preamble) 영역들(211,231,233,235)을 할당하여 송수신기간에 동기를 획득할 수 있도록 한다.
상기 IEEE 802.16d 통신 시스템의 프레임 구조에서는 다운링크 프레임(249)이 프리앰블 영역(211)과, 프레임 관리 헤더(Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역(213)과, 다운링크 MAP(DL-MAP, 이하 'DL-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역(215)과, 업링크 MAP(UL-MAP, 이하 'UL-MAP'이라 칭하기로 한다) 영역들(217,219)과, 다수의 다운링크 버스트(DL burst, 이하 'DL burst'라 칭하기로 한다) 영역들, 즉 DL burst #1 영역(223)과, DL burst #2 영역(225)과, DL burst #3 영역(221)과, DL burst #4 영역(227)과, DL burst #5 영역(229)으로 구성된다.
상기 프리앰블 영역(211)은 송수신 기간에 동기 획득을 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 송신하는 영역이다. 또한, 상기 FCH(213) 영역은 2개의 서브 채널들로 구성되어 서브 채널, 레인징, 변조 방식 등에 대한 기본 정보를 전달한다. 상기 DL_MAP 영역(215)은 DL_MAP 메시지를 송신하는 영역이며, UL_MAP 영역들(217,219)은 UL_MAP 메시지를 송신하는 영역들이다.
광대역 직교 주파수 다중화 접속 방식을 사용하는 다중 셀 시스템에서 인접 셀 역시 동일한 주파수 대역을 사용하여 단말기들이 통신을 하게 된다. 그러므로 가입자 단말기가 셀 경계 지역에 있다면 서로 다른 셀에서 동일한 서브 채널을 사용할 경우 서로에게 큰 간섭 신호로 동작할 수 있다. 따라서 경계 지역에 있는 단말기들에게는 인접 셀에서 사용하지 않는 주파수 대역을 할당해주어 인접 셀로부터의 간섭 신호를 최소화하여 셀 용량을 증대시키고 셀 경계 지역에 존재하는 단말기의 서비스 품질을 보장하고 인접 셀의 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 안정적 채널을 할당하도록 한다.
도 3은 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널이 적용된 프레임 구조이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 프레임 구조에서 전체 서브 캐리어(sub-carrier) 대역은 다수의 밴드(Band, 이하 'Band' 라 칭하기로 한다)로 나누어지며, 상기 Band는 다수의 빈(Bin, 이하 'Bin' 이라 칭하기로 한다) 또는 타일(Tile, 이하 'Tile' 이라 칭하기로 한다)을 포함하며, 상기 Bin 또는 Tile은 다수의 서브 캐리어를 포함한다. 여기서, 상기 Bin은 하나의 OFDM 심볼 안에 연속되는 서브 캐리어를 포함하며, 파일럿 톤들과 데이터 톤들이 존재한다. 또한, 상기 Tile은 연속되는 서브 캐리어로 이루어지며, 파일럿 톤들과 데이터 톤들이 존재한다.
한편, 상기 프레임에서 처음 세 개의 OFDM 심볼들은 각각 레인징 채널, 복합 응답(H-ARQ: Hybrid Automatic Repeat Request) 채널 및 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information, 이하 'CQI'라 칭하기로 한다) 채널에 사용된다. 나머지 Band AMC 채널과 다이버시티(diversity) 채널, 안정적 채널로 할당된다. 따라서 각 프레임의 앞부분은 MAP나 제어 정보들이 포함된 데이터가 분포하며, 뒷부분은 서브 캐리어와 OFDM 심볼로 구성되어진 데이터들이 분포한다. 그리고 앞부분의 Band AMC 채널은 Bin으로 구성된 Band 단위로 할당되며, 뒷부분의 다이버시티 채널은 전체 서브 캐리어 대역에 퍼져있는 세 개의 Tile로 구성된 서브 채널 단위로 할당된다. 상기 Band AMC 채널은 상기 다이버시티 채널보다 큰 영역을 할당함으로써, 수신 품질 상태가 좋은 경우에는 코딩 효율이 높은 변조 기법을 적용하여 대용량의 데이터를 고속으로 송수신하는데 사용할 수 있다. 또한, 상기 안정적 채널은 모든 OFDM 심볼과 하나의 Bin에 걸쳐 있는 부분이 할당된다. 상기 안정적 채널은 한 Bin의 모든 심볼을 할당받는다. 또한, 단말기가 할당받는 안정적 채널은 인접 셀에서 사용하지 않는 안정적 채널 중 상기 기지국에서 할당 가능한 주파수 대역, 즉 할당되지 않고 남아있는 주파수 대역으로 할당받게 된다. AMC 밴드 채널을 사용하는 단말기는 자원을 밴드 단위로 할당받으며 다이버시티 채널을 사용하는 단말기는 서브 채널 단위로 할당받는다. 안정적 채널을 사용하는 단말기는 한 빈의 모든 심볼을 할당받는다. 이 때 할당받는 안정적 채널은 단말기가 인접한 셀에서 사용하지 않는 안정적 채널 중에 할당받게 된다.
상기 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 서빙 셀에서 기지국과 통신을 하던 단말기가 인접 셀 영역으로 이동할 수 있다. 이때 인접 셀의 기지국으로부터 신호 간섭이 증가하는 경우, 현재 인접 셀에서 사용하지 않고 있는 인접 셀의 안정적 채널을 할당 받아 서빙 기지국과 안정적인 통신을 지속할 수 있다. 이때 상기 인접 셀의 안정적 채널을 다른 단말기에게 할당하여 사용하고 있다면, 상기 인접 셀 영역에 접근한 단말기에게는 인접 셀의 기지국 신호로 인한 간섭이 여전히 크게 작용한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 인접셀의 채널 할당 상태에 상응하게 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 직교 주파수 다중 접속 방식에서 인접 셀 경계 지역으로 이동한 단말기의 간섭을 최소화하기 위해 인접 셀의 안정적 채널을 할당하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 서빙 기지국이 인접 셀의 안정적 채널을 이동 단말기에게 할당할 수 없는 경우에 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 상기 이동 단말기에게 할당하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 이동 단말기에게 할당하기 위해, 상기 이동 단말기를 수신 신호가 가장 센 인접 기지국으로 핸드오버시키는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 인접 셀의 안정적 채널을 이동 단말기에게 할당할 수 없는 경우에 두 번째로 수신 신호가 센 인접 기지국의 안정적 채널을 상기 이동 단말기에게 할당하는 시스템 및 방법을 제안함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 방법에 있어서, 단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 서빙 기지국의 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청하는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보 받으면 상기 통보 받은 할당된 안정적 채널을 통해 상기 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 방법에 있어서, 단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청하는 과정과, 상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 없음을 통보 받으면 상기 단말기를 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 상기 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 시스템에 있어서, 단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당 할 수 있음을 통보 받으면 상기 통보 받은 할당된 안정적 채널을 통해 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 서빙 기지국과, 상기 안정적 채널을 할당받아야 함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당 받아야 함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 안정적 채널을 할당 받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 시스템은; 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 시스템에 있어서, 단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당 할 수 없음을 통보 받으면 상기 이동 가입자 단말기를 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 서빙 기지국과, 상기 안정적 채널을 할당받아야 함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야 함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하여 안정적 채널을 할당 받는 단말기를 포함함을 특징으로 한다.
삭제
삭제
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에서 단말기(MS: Mobile Station)가 인접 셀 영역으로 접근하는 경우, 인접 셀에 의한 간섭 신호의 세기가 커지게 되므로 현재 서빙 셀에서의 수신 신호 품질이 저하되는 것을 방지하기 위한 방안을 제안함에 있다. 즉, 본 발명은 인접 셀의 간섭을 줄이기 위해 인접 셀에서 사용하지 않고 있는 채널 즉, 안정적 채널을 단말기에게 할당해주는 방안을 제안한다. 또한 본 발명은 인접 셀의 안정적 채널을 할당하지 못하는 경우, 상기 이동 단말기를 인접 셀로 핸드오버하도록 하고, 이후 인접 셀에서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 사용하도록 하는 방안을 제안한다. 또한 본 발명은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 셀의 안정적 채널을 할당하지 못하는 경우, 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 셀의 안정적 채널을 할당하는 방안을 제안한다.
그러면 단말기와 기지국 간에 안정적 채널을 할당하는 동작에 대해서 하기에 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 광대역 무선 접속ㅌ오신 시스템에서 단말기는 인접 셀의 수신 신호 세기의 변화를 측정하고 상기 단말기의 서빙 기지국에 안정적 채널 할당을 요청한다. 그리고 수신 신호가 가장 센 인접 기지국의 안정적 채널을 할당 한다.
삭제
상기 412단계에서 상기 단말기는(410) 서빙 셀에서 서빙 기지국(450)과 통신을 하는 중에 상기 서빙 기지국(450), 인접 기지국1(460), 인접 기지국2(470)에 대해 스캔하고 414단계로 진행한다. 상기 414단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 상기 412단계의 스캐닝 결과, 서빙 기지국 및 각 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기에 변동이 생긴 경우 상기 서빙 기지국(450)으로 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 사용하여 상기 단말기가 스캐닝한 결과를 상기 서빙 기지국(450)으로 전송하고 416단계로 진행한다.(414단계). 여기서 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지의 구조는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
Figure 112004026582382-pat00001
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지는 다수의 IE(Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 특정 이벤트가 발생한 것을 상기 서빙 기지국으로 보고하기 위해 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지가 전송되었음을 나타내는 Report Mode와 상기 단말기(410)가 기지국들에 대해 스캐닝한 결과를 나타내는 N_NEIGHBORS를 포함한다. 여기서 상기 Management Message Type값은 아직 정해지지 않은 값이다. 또한 상기 N_NEIGHBORS에는 상기 인접 기지국들의 식별자(Neighbor BS-ID)들과, 각 기지국으로부터의 수신 신호의 세기가 포함된다. 또한 상기 N_NEIGHBORS에는 인접 기지국 외에 서빙 기지국도 포함된다.
상기 416단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신하면 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 사용하여 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택한다. 그리고 상기 서빙 기지국(450)은 상기 인접 기지국에게 할당 가능한 안정적 채널 정보를 요청하기 위해 Info-request를 '0'으로 설정(setting)하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송gkrh 418단계로 진행한다. 즉, 상기 416단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 인접 기지국 1이라 가정하면, 상기 인접 기지국 1(460)에게 Info-request를 '0'으로 설정한 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신하게 된다. 여기서 상기 SafetyCH-Info 메시지의 구조는 표 2에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00018
상기 표 2에 나타낸 바와 같이 상기 SafetyCH-Info 메시지는 다수의 IE들 즉, 하나의 기지국이 다른 기지국에게 할당 가능한 안정적 채널 정보를 요청하는 것을 나타내거나 한 기지국이 자신의 안정적 채널을 다른 기지국에게 알려줄 지를 나타내는 Info-request와, 상기 안정적 채널 정보를 지시하는 TLV_Safety_channel_info를 포함한다. 여기서 상기 TLV_Safety_channel_info는 상기 Info-request값이 ‘1’로 설정된 경우에 다른 기지국에게 기지국 자신의 안정적 채널을 알려주기 위한 정보이다. 여기서 상기 TLV_Safety_channel_info의 구조를 표 3에 나타내었다.
Figure 112004026582382-pat00003
상기 표 3에 나타낸 바와 같이 상기 TLV_Safety_channel_info는 상기 단말기(410)에게 할당할 수 있는 안정적 채널의 OFMDA 심볼 오프셋을 나타내는 OFDMA symbol offset과, 안정적 채널 정보 영역의 서브 채널 오프셋을 나타내는 Subchannel offset과, OFMDA 심볼들의 개슈인 No. OFDMA symbols과, 서브 채널들의 개수인 No. subchannels를 포함한다.
상기 416단계에서 상기 인접 기지국 1(460)이 상기 서빙 기지국(450)으로부터 상기 인접 기지국 1(460)이 안정적 채널 정보 요청을 수신하고 418단계로 진행한다. 상기 418단계에서 상기 인접 기지국 1(460)은 상기 서빙 기지국(450)으로 자신의 안정적 채널 중 할당 가능한 채널 정보인 TLV_Safety_channel_info를 포함하고, Info-request를 '1'로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 420단계로 진행한다. 다음으로 420단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 Info-request가 '1'로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하면 상기 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 상기 서빙 기지국(450)의 안정적 채널을 상기 단말기(410)에게 할당할 수 있는지를 판단한다.
이때 상기 서빙 기지국(450)은 상기 인접 기지국 1(460)이 제공한 안정적 채널이 할당 가능한 경우, 선택한 채널 정보를 저장한 DL-MAP메시지를 상기 단말기(410)에게 전송하고 424단계로 진행한다. 여기서 상기 DL-MAP 메시지의 구조는 표 4에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00019
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, DL-MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과, 동기를 획득하기 위해 물리 채널에 적용되는 변조 방식 및 복조 방식에 상응하게 설정되는 PHY(PHYsical) Synchronization과, 하향 링크 버스트 프로파일(burst profile)을 포함하고 있는 하향링크 채널 디스크립트(DCD: Downlink Channel Descript, 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 메시지의 구성(configuration) 변화에 상응하는 카운트(count)를 나타내는 DCD count와, 기지국 식별자(Base Station IDentifier)를 나타내는 Base Station ID와, 각 DL-MAP 엘리먼트들의 버스트 정보를 나타내는 DL-MAP_IE를 포함한다. 상기 DL-MAP_IE의 구조는 표 5에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00020
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 각 DL-MAP_IE는 각 DL-MAP 엘리먼트들이 기록되는 영역의 오프셋을 지정하는 정보를 나타내는 DIUC(Downlink Interval Usage Code; 이하 'DIUC'라 칭하기로 한다) 정보와, 각 DL-MAP 엘리멘트가 할당된 접속 식별자(CID: Connection IDentifier) 정보와, 또한 DL burst에 할당되는 심벌 자원의 오프셋을 나타내는 OFDMA 심벌 오프셋(symbol offset)과, DL burst에 할당되는 서브 채널 자원의 오프셋을 나타내는 서브 채널 오프셋(subchannel offset)과, 송신 전력 시 증가시키는 전력값을 나타내는 부스팅(boosting)과, 할당된 OFDMA 심벌들의 개수를 나타내는 OFDMA 심벌의 개수(No. OFDMA Symbols)와, 할당된 서브 채널들의 개수를 나타내는 서브 채널의 개수(No. Subchannels)와, 상기 버스트에 사용되는 반복 코드의 지시 정보를 나타내는 반복 코딩(repetition coding indication) 정보를 포함한다.
따라서 상기 422단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 선택한 채널 정보를 저장한 DL-MAP 엘리먼트와, 상기 DL-MAP 엘리먼트가 안정적 채널 할당임을 알리는 DIUC 값을 '13'으로 설정한 DL-MAP 메시지를 상기 단말기(410)에게 전송하고 424단계로 진행한다. 그리고 상기 424단계에서 상기 서빙 기지국(450)은 상기 인접 기지국 1(460)이 제공한 안정적 채널을 상기 단말기(410)에게 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 '1'로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 상기 424단계에서 인접 기지국 1(460)이 제공한 안정적 채널을 이동 가입자 단말기(410)에게 실제로 할당하였는지의 여부를 상기 인접기지국 1(460)로 전송하는 것이다. 이것은 상기 인접 기지국 1(460)이 제공한 채널을 서빙셀에서 사용하지 못하게 된 경우에는 상기 서빙 기지국(450)이 다른 할당 가능한 채널을 선택할 수도 있으므로 인접 기지국 1(460)이 제공한 채널을 실제로 이동 가입자 단말기에게 할당하였는지를 확인시키기 위한 것이다. 다시 말해, 상기 서빙셀에서 실제로 사용하지 않는 인접 기지국의 안정적 채널을 인접 기지국 1(460)에게 반환함으로서 상기 인접 기지국 1(460)이 또 다른 이동 가입자 단말기에게 안정적 채널을 할당 가능한지 결정하는데 사용할 수 있다. 여기서, 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 상기 DL-MAP 메시지와 동시에 전송될 수도 있고, 상이한 시점에 전송될 수도 있다. 여기서 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지 구조는 표 6에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00021
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상기 표 6에 나타낸 바와 같이 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 다수의 IE들, 즉 안정적 채널을 할당 받은 단말기의 식별자 정보를 나타내는 MS unique idenfier와, 서빙 기지국이 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널을 실제로 단말기에게 할당하였는지 여부를 나타내는 플래그 정보인 Alloc flagdhk, 단말기에게 할당할 안정적 채널인 TLV_Safety_channel_info를 포함한다. 상기 단말기의 식별자 정보는 인접 기지국의 안정적 채널을 상기 단말기에게 할당할 수 없는 경우, 상기 단말기가 인접 기지국으로 Safety Channel Handover를 수행하여 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 사용할 것임을 상기 인접 기지국으로 알리고, 상기 단말기를 위해 고속 레인징 구간을 할당하도록 하는 목적으로 포함된 정보이다. 또한 상기 플래그 정보 값이 1이면 서빙 기지국은 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널을 단말기에게 할당하였음을 나타내고, 상기 플래그 정보 값이 0이면 서빙 기지국이 인접 기지국에게 제공받은 안정적 채널을 단말기에게 할당할 수 없어서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 이후에 사용가능하도록 상기 단말기에게 할당하였음을 나타낸다. 또한 상기 플래그 정보 값이 0인 경우, 단말기에게 할당한 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 인접 기지국에게 알려주기 위한 TLV_Safety_channel_info 정보를 포함한다. 여기서 상기 TLV_Safety_channel_info의 구조는 상기 표 3에 나타낸 바와 같다.
따라서 상기 424단계에서 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag가 1로 설정된 경우에는 상기 메시지의 다른 필드들, 즉 Safety Channel Handover mode와 단말기 unique identifier와 TLV_Safety_channel_info는 비활성화 된다. 혹은 표6-2의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag가 1로 설정된 경우에는 상기 메시지의 다른 필드들, 즉 MSS unique identifier와 TLV_Safety_channel_info는 비활성화 된다.
한편, 상기 426단계에서 상기 단말기(410)는 상기 서빙 기지국(450)이 전송한 DL-MAP 메시지를 수신하면 단말기(410)는 상기 DL-MAP 엘리먼트 버스트들의 채널 영역을 사용하여 상기 서빙 기지국(450)과 통신을 한다.
상기 도 4는 인접 기지국의 안정적 채널을 단말기에게 할당하는 것이 가능한 경우의 상기 단말기와 기지국들 간의 동작을 설명하였다. 그리고 서빙 기지국에서 인접 기지국의 안정적 채널을 할당하지 못하는 경우 단말기에게 핸드오버를 수행하여 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 할당하는 것을 하기에 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 핸드오버를 수행하여 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 서빙 기지국과 통신 중인 단말기가 상기 서빙 기지국에게 스캐닝 결과를 전송하여 수신 신호 세기가 변화했음을 알린다. 이때 상기 서빙 기지국이 인접 기지국으로부터 안정적 채널을 할당받지 못하는 경우, 상기 단말기가 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 한다. 그리하여 상기 서빙 기지국은 상기 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 사용하여 상기 단말기가 상기 인접 기지국과의 통신을 한다.
상기 512단계에서 상기 단말기(510)는 서빙 셀에서 서빙 기지국(550)과 통신을 하는 중에 상기 서빙 기지국(550), 인접 기지국1(560), 인접 기지국2(570) 즉, 주변 기지국들에 대해 스캔하고 514단계로 진행한다. 상기 514단계에서 상기 512단계의 스캐닝 결과, 상기 서빙 기지국 및 각 인접 기지국들의 신호 세기가 변화하면 상기 단말기(510)는 상기 서빙 기지국(550)에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송하여 상기 512단계의 스캐닝 결과를 상기 서빙 기지국(550)에게 알리고 516단계로 진행한다. 상기 516단계에서 상기 서빙 기지국(550)은 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신하면, 채널 상태가 가장 양호한 즉, 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택한다. 그리고 Info-request를 '0'으로 설정하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송하여 인접 기지국으로부터 안정적 채널 정보를 요청하고 518단계로 진행한다.
즉, 상기 516단계에서 상기 서빙 기지국(550)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국1(560)에게 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신하게 된다. 상기 518단계에서 상기 인접 기지국1(560)은 상기 서빙 기지국(550)에게 자신의 안정적 채널 정보인 표 3의 TLV_Safety_channel_info를 포함하며 Info-request를 '1'로 설정하여SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 520단계로 진행한다. 상기 520단계에서 상기 서빙 기지국(550)은 Info-request가 '1'로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하면 상기 인접 기지국1(560)의 안정적 채널 정보를 통해 상기 인접 기지국1(560)의 안정적 채널에 해당하는 자신의 채널을 상기 단말기(510)에게 할당할 수 있는지를 판단한다. 522단계에서 상기 서빙 기지국(550)이 인접 기지국1(560)에서 제공한 안정적 채널을 이미 사용하고 있는 경우 상기 단말기(510)에게 상기 채널을 할당하는 것이 불가능하다고 판단한다. 이때 상기 서빙 기지국(550)은 기지국 핸드오버 요구(MOB-BSHO-REQ: Mobile BS HandOver Request, 이하 'MOB-BSHO-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 단말기(510)로 전송함으로써 상기 단말기(510)를 상기 인접 기지국1(560)로 핸드오버하도록 지시한다(522단계). 상기 522단계에서 전송하는 MOB-BSHO-REQ 메시지의 구조는 하기 표 7에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00022
상기 표 7에 나타낸 바와 같이 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지 타입을 나타내는 Management Message Type과 서빙 기지국의 요청에 의한 핸드오버 모드(handover mode) 정보와, 서빙 기지국이 선택한 타겟 기지국들에 대한 정보dls 인접 기지국 식별자(Neighbor BS-ID)와, 임시 정보 식별자(Tempoary CID)를 포함한다. 그리고 해쉬 기반의 메시지 인증 코드 튜플(HMAC tuple: Hash-based Message Aduntification Code tuple)을 포함한다. 상기 핸드오버 모드는 네트워크 지원 핸드오버(Network Assisted Handover)인지 혹은 네트워크 지원 해 f오버(Network Assisted Handover)가 아닌지 혹은 안정적 채널 핸드오버(Safety Channel Handover)인지를 나타낸다. 그리고 상기 N_Recommended는 상기 서빙 기지국이 핸드오버 가능한 타겟 기지국으로 선택한 인접 기지국들의 개수를 의미하며, 상기 인접 기지국들 각각에 대한 식별자들과, 상기 인접 기지국들이 단말기에게 제공할 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨에 대한 정보를 포함한다. 또한 상기 핸드오버 모드가 안정적 채널 핸드오버를 수행, 즉 핸드오버 모드가 '10'인 경우에 활성화 되는 임시 접속 식별자와 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지를 인증하기 위한 HMAC tuple을 포함한다.
따라서, 상기 522단계에서 전송하는 MOB-BSHO-REQ 메시지의 핸드오버 모드는 안정적 채널 핸드오버를 수행하는 모드 즉 '10'으로 설정된다. 그리고 N_Recommended값은 '1'이 되며, N_Recommended에서 나타내는 인접 기지국 정보에는 상기 인접 기지국1(560)의 식별자 정보가 포함된다. 524단계에서 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신한 후에 상기 단말기(510)는 핸드오버 모드가 안정적 채널 핸드오버(Safety Channel Handover)이면 이에 대한 응답으로 단말기 핸드오버 지시(MOB-HO-IND: Mobile Handover Indication, 이하 'MOB-HO-IND'라 칭하기로 한다) 메시지를 전송하고, 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지의 N_Recommended 영역에서 나타내는 인접 기지국1(560)로의 핸드오버를 수행한다. 상기 MOB-HO-IND 메시지의 구조는 하기의 표 8에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00023
상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 상기 MOB-HO-IND 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type과 단말기가 선택한 최종 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정하였는지 혹은 핸드오버를 취소하였는지 거부하였는지를 나타내는 HO_IND_type과, 핸드오버 시 상기 단말기가 선택한 최종 타겟 기지국의 식별자(Target BS-ID)와, 상기 MOB-HO-IND 메시지를 인증하기 위한 HMAC Tuple을 포함한다. 상기 HO_IND_type에서 단말기가 최종 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행하기로 하였다면 HO_IND_type을 '00'으로 설졍, 혹은 핸드오버를 취소하기로 하였다면 HO_IND_type을 '01'로 설정 혹은 핸드오버를 거부하기로 하였다면 HO_IND_type을 '10'으로 설정한 MOB_HO-IND 메시지를 전송하게 된다. 상기 MOB_HO_type이 '10'이 설정된 MOB-HO-IND 메시지를 수신한 상기 서빙 기지국은 핸드오버 가능 타겟 기지국 리스트를 새로이 작성한다.
이렇게, 상기 단말기(510)는 상기 서빙 기지국(550)으로 인접 기지국1(560)을 타겟 기지국으로 저장한 MOB-HO-IND 메시지를 전송한 후, 상기 단말기(510)는 상기 인접 기지국1(560)로 연결을 전환한다.
523단계에서 상기 서빙 기지국(550)은 상기 인접 기지국1(560)에게 상기 인접 기지국1(560)이 제공한 안정적 채널을 단말기(510)에게 할당할 수 없고, 상기 단말기(510)가 상기 인접 기지국1(560)로 핸드오버를 수행할 것을 알리기 위해 Alloc flag를 '0'으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 여기서 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 상기 표 6에 도시되어 있으며, 상기 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 정보를 포함한다. 상기 523단계의 수행 시점은 상기 522단계와 상기 524단계를 수행하기 이전에 발생할 수도 있고, 이후에 발생할 수도 있고, 혹은 522단계와 524단계를 수행하는 중간에 발생할 수도 있다.
한편, 528단계에서 상기 인접 기지국1(560)이 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하면, 상기 메시지에 포함되어 있는 상기 단말기(510)가 상기 인접 기지국1(560)로 핸드오버를 수행할 것임을 알고, 상기 단말기(510)의 고속 업링크 레인징(Fast UL Ranging)을 지원하기 위해 할당한 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트(Fast UpLink Ranging IE, 이하 ‘Fast_UL_Ranging_IE’라 칭하기로 한다)를 포함한 업링크 맵(UpLink-MAP, 이하 ‘UL-MAP’이라 칭하기로 한다) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 UL-MAP 메시지는 상기 인접 기지국1(560)의 업링크에 관련된 파라미터들을 포함하는 메시지이며, 상기 인접 기지국1(560)이 상기 단말기(510)에게 Fast_UL_Ranging_IE를 전송하는 것는 상기 단말기(510)가 핸드오버를 수행함에 따라 발생할 수 있는 지연을 최소화하는 것이다. 또한 상기 단말기(510)는 상기 Fast_UL_Ranging_IE에 상응하여 비경쟁(contention-free) 방식으로 상기 인접 기지국1(560)과 초기 레인징(initial ranging)을 할 수 있게 되는 것이다. 여기서, 상기 UL-MAP 메시지에 포함되는 Fast_UL_Ranging_IE는 하기 표 9에 나타낸 바와 같다.
Figure 112005037665714-pat00024
상기 표 9의 Fast_UL_ranging_IE는 레인징 기회를 제공받을 단말기(510)의 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 주소(address)와, 상기 Fast_UL_ranging에 대한 시작 오프셋 값을 기록하는 영역 정보를 제공하는 (Uplink Interval Usage Code, 이하 'UIUC'라 한다)와, 상기 단말기(510)에게 할당된 비경쟁 방식의 레인징 기회 구간의 서브 채널 오프셋(Subchannel offset)과, OFDM 심볼들의 개수를 지시하는 No. OFDM symbols, 및 서브 채널들의 개수를 지시하는 No. subchannels등에 대한 정보를 포함하고 있다. 상기 단말기(510)의 MAC 주소는 상기 523단계의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 통해 상기 인접 기지국1(560)에게 통보되어 있다.
상기 530단계에서 상기 UL-MAP 메시지를 수신후에 상기 단말기(510)는 상기 Fast_UL_Ranging_IE트에 상응하게 상기 인접 기지국1(560)로 레인징 요구(RNG_REQ: Ranging Request, 이하 'RNG_REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신하고 532단계로 진행한다. 상기 532단계에서 상기 RNG_REQ 메시지를 수신후에 상기 인접 기지국1(560)은 상기 단말기(510)에게 상기 레인징을 위한 주파수, 시간 및 송신 전력을 보정하기 위한 정보들을 포함한 레인징 응답(RNG_RSP: Ranging Response, 이하 'RNG_RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다. 따라서 상기 서빙 기지국과 통신을 수행중인 상기 단말기(510)가 상기 서빙 기지국(550)으로 스캐닝 결과를 전송하여 수신신호 세기가 변화했음을 알린다. 이때 상기 서빙 기지국(550)이 인접 기지국으로부터 안정적 채널을 할당받지 못하는 경우, 상기 단말기(510)는 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 한다. 이에 상기 단말기(510)는 상기 서빙 기지국(550)의 안정적 채널을 통해 상기 단말기(510)는 인접 기지국과 통신을 수행한다.
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상기 도 5에서는 단말기가 안정적 채널을 할당받지 못하는 경우 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하여 서빙 기지국의 안정적 채널을 할당 받아 인접 기지국과 통신하는 동작 흐름을 설명하였다. 그러면 여기서, 상술한 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당 받는 단말기의 동작 과정을 하기에 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 단말기의 동작 과정을 개랴적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 6을 참조하면, 우선 602단계에서 상기 단말기는 대기상태 1에 있다가 604단계로 진행한다. 그리고 상기 604단계에서 상기 단말기는 대기상태 1에 있다가 서빙 기지국 및 인접 기지국들에 대해 스캔하고 606단계로 진행한다. 다음으로 상기 606단계에서 상기 단말기는 상기의 스캔한 결과, 특정 이벤트가 발생하였는지를 확인한다. 여기서 상기의 특정 이벤트는 예를 들면, 상기 서빙 기지국 및 상기 인접 기지국으로부터의 신호 세기에 변화가 생긴 경우, 즉 상기 인접 기지국으로부터의 신호 세기가 소정의 설정값(SafetyCH_Threshold, 이하 ‘SafetyCH_Threshold’라 칭하기로 한다) 이상이 된 경우가 해당될 수 있다. 상기와 같이 상기 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 이상이 된 경우에는 상기 단말기가 인접 셀로부터의 간섭을 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널을 상기 서빙 기지국으로부터 할당 받아야 한다.
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따라서 상기 606단계에서 상기 단말기는 일예로 상기 인접 기지국의 수신신호 세기와 소정의 설정 기준값을 비교한다 즉, SafetyCH_Threshold 이상인지를 확인한다. 이때 인접 기지국의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 이상인 경우에는 상기 단말기는 608단계로 진행한다. 그러나 상기 606단계에서 인접 기지국의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 미만인 경우에는 상기 단말기는 상기 602단계로 진행한다. 그리하여 대기상태 1에 머무르면서 상기 서빙 기지국과 일반적인 통신 절차를 수행하게 된다. 또한 상기 608단계에서 상기 단말기는 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하고 610단계로 진행한다. 상기 610단계에서 단말기는 대기상태 2에 머무르고 있다가 612단계로 진행한다. 여기서 상기 대기상태는 2는 상기 대기상태 1과 근본적인 차이가 없으며, 본 발명의 동작 설명을 용이하게 하기 위한 것이다. 상기 612단계에서 상기 단말기는 상기 서빙 기지국으로부터, 안정적 채널 핸드오버(Safety channel handover) 절차임을 나타내는 Handover mode값이 ‘10’으로 설정된 MOB-BSHO-REQ를 수신하였는지를 검사한다. 상기 612단계에서 상기 단말기가 상기와 같이 상기 Handover mode 값이 ‘10’으로 설정된 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신하지 않은 경우 614단계로 진행한다. 그러나 상기 Handover mode 값이 ‘10’으로 설정된 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신한 경우에는 616단계로 진행한다. 상기 614단계에서 상기 단말기는 상기 서빙 기지국에서 전송하는 DL-MAP에서 할당한 채널을 이용하여 상기 서빙 기지국과의 통신을 수행한다. 여기서 상기 DL-MAP에서 할당한 채널은 인접 기지국의 안정적 채널에 해당할 수도 있고, 상기 인접 기지국으로부터 안정적 채널 할당 정보를 받기 이전에 서빙 기지국과의 통신에 이용하던 채널에 해당할 수도 있다.
그러나 상기 612단계에서 상기 단말기가 핸드오버 모드(Handover mode)값이 '10'으로 설정된 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신하면 616단계로 진행한다. 상기 616단계에서 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지에 대한 응답으로 상기 서빙 기지국에게 MOB-HO-IND 메시지를 전송하고 618단계로 진행한다. 그리고 618단계에서 상기 단말기는 상기 MOB-HO-IND 메시지의 타겟 기지국에 해당하는, 즉 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국으로 연결을 전환하고 620단계로 진행한다. 그리고 상기 620단계에서 상기 단말기는 인접 기지국으로부터 고속 레인징 정보 엘리먼트를 포함하는 즉, Fast_UL_Ranging_IE를 포함하는 UL-MAP 메시지를 수신하고 622단계로 진행한다. 상기 622단계에서 상기 단말기는 상기 고속 레인징 정보 엘리먼트가 제공하는 채널 을 이용하여 상기 인접 기지국에게 RNG-REQ 메시지를 전송하고 624단계로 진행한다. 상기 624단계에서 상기 단말기는 상기 단말기가 전송한 RNG-REQ 메시지에 대한 응답으로 RNG-RSP 메시지를 수신하고 626단계로 진행한다. 상기 626단계에서 상기 단말기는 상기 인접 기지국으로부터 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 정보를 포함하는 DL-MAP 메시지를 수신한다. 이후 상기 단말기는 상기 안정적 채널에서 상기 인접 기지국과의 통신을 수행한다. 따라서 인접 셀 영역으로 이동하게 된 상기 단말기는 상기 기지국 신호 세기에 변화가 생겼음을 인지한다. 다음으로 상기 단말기는 서빙 기지국에게 안정적 채널을 할당 받거나 상기 서빙 기지국이 상기 채널을 할당할 수 없는 경우 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한 뒤 상기 인접 기지국과 서빙 기지국의 안정적 채널을 이용하여 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 서빙 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 702단계에서 서빙 기지국은 단말기로부터 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신하고 704단계로 진행한다. 상기 704단계에서 서빙 기지국은 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지로부터 가장 큰 수신 신호 세기를 갖는 인접 기지국을 선택하고 706단계로 진행한다. 706단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국에게 안정적 채널 정보를 요청하는, Info-request를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 708단계로 진행한다. 상기 708단계에서 상기 서빙 기지국은 대기상태에 머무르고 710단계에 진행한다. 여기서 상기 대기상태란 상기 선택한 상기 인접 기지국으로 안정적 채널 정보를 수신하게 될 때까지 상기 단말기, 서빙 기지국, 인접 기지국들 상호간의 일반적인 통신 절차를 수행하는 것을 의미한다. 상기 710단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국으로부터 안정적 채널 정보를 포함하는, Info-request가 ‘1’로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하고 712단계로 진행한다. 상기 712단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 서빙 기지국이 선택한 인접 기지국이 제공하는 안정적 채널을 실제로 상기 단말기에게 할당할 수 있는지의 여부를 판단한다. 이때 상기 서빙 기지국에서 상기 인접 기지국이 제공하는 안정적 채널에 해당하는 서빙 셀의 채널을 상기 단말기에게 할당이 가능한 경우 714단계로 진행하고, 상기 단말기에게 할당이 가능하지 못한 경우 718단계로 진행한다. 상기 714단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국의 안정적 채널에 해당하는 서빙 셀의 해당 채널을 저장한 DL-MAP 메시지를 상기 단말기로 전송하고 716단계로 진행한다. 상기 716단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국의 안정적 채널을 실제로 상기 단말기에게 할당했음을 알리기 위해 Alloc flag를 ‘1’로 설정한 표 6의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송한다. 상기 718단계에서 상기 서빙 기지국은 Alloc flag를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국으로 전송한다. 여기서 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 정보를 포함한다. 상기 서빙 기지국은 Alloc flag를 ‘0’으로 설정함으로써 인접 기지국의 안정적 채널을 할당하지 못하였으며, 상기 단말기를 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행할 것이라는 것을 알린다. 또한 상기 인접 기지국 셀에서 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 사용하여, 상기 단말기와 인접 기지국이 통신을 수행하도록 할 것임을 알린다. 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에는 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행할 단말기의 식별자 정보와 상기 서빙 기지국의 안정적 채널 정보를 나타내는 TLV_Safety_channel_info가 포함된다. 상기 720단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 단말기에게 안정적 채널을 할당할 수 없다. 따라서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국으로의 안정적 채널 핸드오버를 수행하도록 Handover mode값을 ‘10’으로 설정한 MOB-BSHO-REQ 메시지를 전송하고 722단계로 진행한다. 상기 722단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 MOB-BSHO-REQ에 대한 응답으로 상기 단말기로 부터 MOB-HO-IND 메시지를 수신한다. 이에 상기 단말기는 인접 기지국으로 연결 전환할 것임을 인지한다.
따라서, 상기 서빙 기지국은 인접 셀 영역으로 접근한 상기 단말기에 대해 인접 셀로부터의 간섭 신호를 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널을 상기 단말기에게 할당한다. 또는 상기 채널을 상기 단말기에게 할당하지 못하는 경우 상기 단말기를 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 한다.
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도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 인접 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 도 8을 참조하면, 상기 802단계에서 상기 인접 기지국 즉, 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국은 서빙 기지국으로부터 안정적 채널 할당 영역 정보를 요청하는 Info-request가 ‘0’으로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하고 804단계로 진행한다. 상기 804단계에서 상기 인접 기지국은 자신의 안정적 채널 정보를 지시하기 위해 Info-request가 ‘1’로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 서빙 기지국에게 전송하고 806단계로 진행한다. 상기 806단계에서 상기 인접 기지국은 대기상태에 머무르고 808단계로 진행한다. 여기서 상기 대기상태란 상기 서빙 기지국으로부터 실제 채널 할당 정보를 수신하기 전까지 인접 기지국에서 일반적인 통신 절차를 수행하는 것을 의미한다. 상기 808단계에서 상기 인접 기지국은 서빙 기지국으로부터 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하고 810단계로 진행한다. 상기 810단계에서 상기 인접 기지국은 상기 메시지의 Alloc flag값이 ‘0’으로 설정되었는지 판단한다. 이때 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지의 Alloc flag값은 상기 804단계의 SafetyCH-Info 메시지에 포함된, 상기 인접 기지국이 상기 서빙 기지국에게 제공한 안정적 채널을 서빙 기지국이 단말기에게 할당하였는지의 여부를 지시하는 것이다. 이때 상기 810단계에서 상기 인접 기지국은 상기 Alloc flag 값이 ‘1’로 설정되어 있는 경우 812단계로 진행하여 상기 704단계의 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널을 상기 단말기를 위하여 할당하였음을 인지하고 할당 가능한 안정적 채널에 대한 정보를 갱신한다. 그러나, 상기 810단계에서 상기 인접 기지국은 상기 Alloc flag값이 ‘0’으로 설정되어 있다면, 상기 804단계의 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널 을 상기 단말기에게 할당하지 못하였음을 인지하고 814단계로 진행한다. 상기 814단계에서 상기 인접 기지국은 상기 단말기와의 안정적 채널 핸드오버수행을 위해 대기하고 816단계로 진행한다. 상기 816단계에서 상기 인접 기지국은 상기 806단계에서 수신한 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에 포함된 단말기 식별자 정보에 해당하는 단말기와 동기를 획득한 후, 상기 핸드오버를 수행한 상기 단말기로 상기 단말기의 고속 레인징이 가능하도록, Fast_UL_Ranging_IE를 포함한 UL-MAP 메시지를 전송하고 818단계로 진행한다. 상기 818단계에서 상기 인접 기지국은 상기 단말기로부터 RNG-REQ 메시지를 수신하고 820단계로 진행한다. 상기 820단계에서 상기 인접 기지국은 상기 RNG-REQ 메시지의 수신에 대한 응답 메시지로 RNG-RSP 메시지를 전송하고 822단계로 진행한다. 상기 822 단계에서 상기 인접 기지국은 상기 레인징(ranging) 절차를 수행한 이후 상기 단말기와 통신을 수행하기 위한 채널 정보를 포함하는 DL-MAP 메시지를 전송한다. 이때 상기 DL-MAP 메시지에 포함된 채널은 상기 806단계에서 서빙 기지국이 전송한 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지에 포함된, 상기 서빙 기지국의 안정적 채널이다..
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상기 도 4 내지 도 8에서는 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국의 안정적 채널을 단말기에게 할당하거나 상기의 채널을 할당하지 못하는 경우 상기 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국으로 상기 단말기가 안정적 채널 핸드오버(Safety Channel Handover)를 수행하도록 한 뒤, 서빙 기지국 자신의 안정적 채널을 상기 단말기에게 할당하는 과정에 대해 설명하였다. 다음으로 도 9를 참조하여, 서빙 기지국이 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국의 안정적 채널을 상기 단말기에게 할당하지 못하는, 즉 서빙 기지국이 도 4의 420단계 또는 도 5의 520단계에서 안정적 채널의 할당을 실패할 경우에 안정적 채널을 할당하는 동작을 설명하기로 한다.
상기 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 9를 참조하면, 912단계에서 상기 단말기(910)는 서빙 셀에서 서빙 기지국(950)과 통신을 하는 중에 상기 단말기의 상기 서빙 기지국(910)을 포함한 인접 기지국들에 대해 스캔하고 914단계로 진행한다. 상기 914단계에서 상기 단말기(910)는 상기 스캐닝 결과, 서빙 기지국 및 각 인접 기지국들로부터의 수신 신호 세기에 변동이 생기면 서빙 기지국(950)으로 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송하여 상기 912단계의 스캐닝 결과를 상기 서빙 기지국에게 전송하고 916단계로 진행한다. 상기 916단계에서 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신후에 상기 서빙 기지국(950)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택하고 상기 인접 기지국으로 안정적 채널 정보를 요청하기 위해 Info-request를 ‘0’으로 설정하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 918단계로 진행한다. 다시 말해 상기 서빙 기지국(950)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국인 인접 기지국1(960)로 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신한다. 상기 918단계에서 상기 인접 기지국1(960)은 상기 서빙 기지국(950)으로부터 안정적 채널 정보 요청에 대응하여 상기 인접 기지국1(960)의 안정적 채널 정보인 TLV_Safety_channel_info를 포함한 Info-request를 ‘1’로 설정하여 SafetyCH-Info 메시지를 상기 서빙 기지국(950)으로 전송하고 920단계로 진행한다. 상기 920단계에서 상기 서빙 기지국(950)은 상기 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 상기 인접 기지국1(960)의 안정적 채널에 해당하는 자신의 채널을 상기 단말기(910)에게 할당해줄 수 있는지를 확인한다. 이때 상기 채널을 이미 다른 단말기가 사용하고 있으면 상기 채널을 할당하는 것이 불가능하다고 결정하고 922단계로 진행한다. 상기 922단계에서 상기 서빙 기지국(950)은 상기 채널을 제공한 인접 기지국1(960)으로 Alloc flag를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국1(960)로 전송하고 924단계로 진행한다. 여기서 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송함으로서 상기 단말기(910)에게 상기 인접 기지국1(960)의 안정적 채널을 할당하지 못한 것을 알린다. 다음으로 상기 924단계에서 상기 서빙 기지국(950)은 두 번째로 수신 신호 세기가 큰 인접 기지국 2(970)를 선택하여 Info-request를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 926단계로 진행한다. 이때 상기 SafetyCH-Alloc-Info를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 전송하는 것은 상기 인접 기지국2(970)의 안정적 채널 정보를 요청하는 것이다. 상기 926단계에서 상기 인접 기지국2(970)는 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신후에, 상기 인접 기지국2(970)의 안정적 채널 정보를 포함한, Info-request를 ‘1’로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 서빙 기지국(950)에게 전송하고 928단계로 진행한다. 상기 928단계에서 상기 서빙 기지국(950)은 상기 단말기(910)에게 상기 인접 기지국2(970)의 안정적 채널 정보를 포함하는 DL-MAP 메시지를 전송하고 930단계로 진행한다. 상기 930단계에서 상기 서빙 기지국(950)은 상기 인접 기지국2(970)의 안정적 채널을 상기 단말기(910)에게 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 ‘1’로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국2(970)에게 전송한다. 한편, 상기 인접 기지국2(970)가 제공하는 안정적 채널을 상기 단말기(910)에게 역시 할당할 수 없는 경우가 발생한다면, 상기 서빙 기지국(950)은 상기 단말기(910)에게 인접 기지국의 안정적 채널을 할당하는 동작을 유보하고 현재 할당된 채널을 사용하여 계속해서 통신을 수행한다. 또는 상기 도 5의 경우와 같이 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국으로의 핸드오버를 지시할 수 있다.
다음으로 단말기가 인접 셀의 수신 신호 세기에 변화가 생겼음을 서빙 기지국에게 알리고, 서빙 기지국으로부터 수신 신호 세기가 두 번째로 큰 인접 기지국의 안정적 채널을 할당 받는 과정을 도 10를 참조하여 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 단말기의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 10을 참조하면, 1002단계에서 상기 단말기는 대기상태에 있다가 1004단계로 진행한다. 1004단계에서 상기 단말기는 서빙 기지국 및 인접 기지국들에 대해 스캔하고 1006단계로 진행한다. 상기 1006단계에서 상기 단말기는 상기의 스캔한 결과, 특정 이벤트가 발생하였는지를 확인한다. 여기서 상기 특정 이벤트는 예를 들어, 상기 서빙 기지국과 인접 기지국들로부터의 수신 신호 세기에 변화가 생긴 경우, 즉 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 이상이 된 경우가 해당될 수 있다. 상기와 같이 인접 기지국으로부터의 수신 신호 세기가 SafetyCH_Threshold 이상이 된 경우에는 상기 단말기는 인접 셀로부터의 간섭을 최소화할 수 있도록 인접 셀의 안정적 채널을 상기 서빙 기지국으로부터 할당 받아야 한다. 이에 상기 1006단계에서 특정 이벤트가 발생하였다고 확인한 상기 단말기는 1008단계로 진행한다. 상기 1008단계에서 상기 단말기는 상기 서빙 기지국에게 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송하고 1010단계로 진행한다. 그러나 상기 1006단계에서 상기 단말기가 특정 이벤트가 발생하지 않았다고 확인한 경우에상기 단말기는 상기 1002단계로 진행한다. 그리고 상기 단말기는 1002단계의 대기상태에 머무르면서 서빙 기지국과 일반적인 통신 절차를 수행한다. 상기 1010단계에서 상기 단말기는 상기 서빙 기지국으로부터 상기 인접 기지국의 안정적 채널 정보를 포함하는 DL-MAP을 수신하고, 상기 할당한 채널을 이용하여 상기 서빙 기지국과의 통신을 수행한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 서빙 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 11을 참조하면, 1102단계에서 상기 서빙 기지국은 단말기로부터 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신하고 1104단계로 진행한다. 상기 1104단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 MOB-SCAN-REPORT 메시지로부터 가장 큰 수신 신호 세기를 갖는 인접 기지국1을 선택하고 1106단계로 진행한다. 상기 1106단계에서 상기 서빙 기지국은 선택한 상기 인접 기지국1에게 안정적 채널 정보를 요청하는, Info-request를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 1108단계로 진행한다. 상기 1108단계에서 상기 서빙 기지국은 대기상태 1에 머무르다가 1110단계로 진행한다. 그리고 상기 1110단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국1로부터 안정적 채널 정보를 포함하는, Info-request가 ‘1’로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하고 1112단계로 진행한다. 상기 1112단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국1이 제공하는 안정적 채널을 실제로 단말기에게 할당할 수 있는지의 여부를 판단한다. 이때 상기 안정적 채널을 할당할 수 있는 경우에는 상기 도 4 및 도 5에서 상술한 바와 같은 동작을 수행한다. 그리하여 상기 인접 기지국1의 안정적 채널을 서빙 기지국이 이미 다른 단말기를 위해 사용하고 있다면, 상기 선택한 인접 기지국1이 제공하는 안정적 채널에 해당하는 서빙 셀의 채널을 할당할 수 없다고 결정하고 1114단계로 진행한다. 상기 1114단계에서 상기 서빙 기지국은 Alloc flag를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국 1로 전송함으로써 인접 기지국1의 안정적 채널을 할당하지 못했음을 지시하고 1116단계로 진행한다. 상기 1116단계에서 상기 서빙 기지국은 수신 신호 세기가 두 번째로 큰 인접 기지국2를 선택하고 1118단계로 진행한다. 상기 1118단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국2에게 안정적 채널 정보를 요청하는 Info-request를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 한다. 상기 1120단계에서 상기 서빙 기지국은 대기상태에 머무르다가 1122단계로 진행한다. 여기서 상기 대기상태 2는 상기 대기상태 1과 근본적으로 동일한 상태이며, 상기 서빙 기지국이 선택한 상기 인접 기지국 2로부터 안정적 채널 정보를 수신하게 될 때까지 상기 단말기, 서빙 기지국, 인접 기지국들 상호간의 일반적인 통신 절차를 수행하는 것을 의미한다. 상기 1122단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 선택한 인접 기지국2로부터 안정적 채널 정보를 포함하는, Info-request가 ‘1’로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 수신하고 1124단계로 진행한다. 상기 1124단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국2의 안정적 채널 정보를 포함한 DL-MAP 메시지를 상기 단말기로 전송한다. 다음으로 상기 1126단계에서 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국2가 제공한 안정적 채널을 상기 단말기에게 할당하였음을 알리는, Alloc flag를 ‘1’로 설정한 표 6a의 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국2로 송신한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 경우 인접 기지국의 동작 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.
상기 도 12을 참조하면, 1202단계에서 상기 인접 기지국 2는 두 번째로 수신 신호 세기가 크며, 서빙 기지국으로부터 안정적 채널 할당 영역 정보를 요청하는 Info-request Alloc flag가 ‘0’으로 설정된 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하고 1024단계로 진행한다. 상기 1204단계에서 상기 인접 기지국2는 자신의 안정적 채널 정보를 알리기 위해 Info-request가 ‘1’로 설정된 SafetyCH-Info 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하고 1206단계로 진행한다. 상기 1206단계에서 상기 인접 기지국2는 대기상태에 머물다가 1208단계로 진행한다. 이때 상기 대기 상태란 상기 서빙 기지국으로부터 실제 채널 할당 정보를 수신하기 전까지 인접 기지국2에서 수행하는 일반적인 통신 절차를 의미한다. 상기 1208단계에서 상기 인접 기지국 2는 상기 서빙 기지국으로부터 Alloc flag값이 ‘1’로 설정된 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하고 1210단계로 진행한다. 여기서 상기 인접 기지국 2는 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 안정적 채널을 상기 단말기를 위하여 상기 서빙 기지국에서 할당하였음을 인지한다. 상기 1210단계에서 상기 인접 기지국2는 할당 가능한 안정적 채널 정보를 갱신한다. 한편 상술한 도 9의 신호 흐름도에 따른 인접 기지국1의 동작은 상기 도 8의 동작과 유사하게 적용될 수 있다. 상기 도 12에서는 안정적 채널을 할당하는 경우 상기 서빙 기지국이 두 번째로 수신 신호세기가 큰 상기 인접 기지국2로 안정적 채널 정보를 요청하고, 상기 인접 기지국2로부터 수신한 안정적 채널을 상기 단말기에게 할당하는 인접 기지국2의 동작 과정을 설명하였다. 또한 상기 서빙 기지국이 인접 기지국의 안정적 채널을 할당하지 못하는 경우, 상기 서빙 기지국은 상기 단말기를 인접 기지국으로 핸드오버하도록 한다. 이때 상기 서빙 기지국은 상기 단말기가 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국뿐만 아니라 SafetyCH_Threshold보다 큰 수신 신호의 세기, 즉 일예로 캐리어 대 간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio,이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)값을 갖는 인접 기지국으로도 핸드오버할 수 있다. 이러한 경우 상기 서빙 기지국은 상기 인접 기지국들에게 상기 단말기의 핸드오버 정보 및 서빙 기지국의 안정적 채널 정보를 제공할 수 있다. 그러면 여기서 서빙 기지국이 다수의 핸드오버 가능 인접 기지국을 선택하는 경우의 단말기와 기지국들 간의 동작 과정을 하기에 도 13을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 안정적 채널을 할당하는 동작 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 13을 참조하면, 상기 단말기(1310)은 서빙 셀에서 서빙 기지국과 통신 서빙 셀에서 서빙 기지국(1350)과 통신을 하는 중에 상기 서빙 기지국(1350), 인접 기지국1(1360), 인접 기지국2(1370)에 대해 스캔하고 1314단계로 진행한다. 상기 1314단계에서 상기 단말기(1310)는 상기 스캐닝 결과, 서빙 기지국 및 각 인접 기지국들로부터의 수신 신호 세기에 변동이 생기면 서빙 기지국(1350)으로 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 전송하여 상기 1312단계의 스캐닝 결과를 상기 서빙 기지국에게 전송하고 1316단계로 진행한다. 상기 1316단계에서 MOB-SCAN-REPORT 메시지를 수신한 상기 서빙 기지국(1350)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국을 선택하고 상기 인접 기지국으로 안정적 채널 정보를 요청하기 위해 Info-request를 ‘0’으로 설정하여 SafetyCH-Info 메시지를 전송하고 1318단계로 진행한다. 다시 말해 상기 서빙 기지국(1350)은 수신 신호 세기가 가장 큰 인접 기지국인 인접 기지국1(1360)로 상기 SafetyCH-Info 메시지를 송신한다. 상기 1318단계에서 상기 인접 기지국1(1360)은 상기 서빙 기지국(1350)으로부터 안정적 채널 정보 요청에 대응하여 상기 인접 기지국1(1360)의 안정적 채널 정보인 TLV_Safety_channel_info를 포함한 Info-request를 ‘1’로 설정하여 SafetyCH-Info 메시지를 상기 서빙 기지국(1350)으로 전송하고 1320단계로 진행한다. 상기 1320단계에서 상기 서빙 기지국(1350)은 상기 SafetyCH-Info 메시지에 포함된 상기 인접 기지국1(1360)의 안정적 채널에 해당하는 자신의 채널을 상기 단말기(1310)에게 할당해줄 수 있는지를 확인한다. 이때 상기 안정적 채널을 이미 다른 단말기가 사용하고 있으면 상기 채널을 할당할 수 없다고 결정하고 1322단계로 진행한다. 상기 1322단계에서 상기 서빙 기지국(1350)은 상기 단말기(1310)로 MOB-BSHO-REQ 메시지를 전송함으로서 상기 단말기(1310)를 핸드오버하도록 지시하고 1324단계 및 1326단계로 진행한다. 이때 상기 서빙 기지국(1350)은 수신 신호 세기가 가장 센 인접 기지국 외에 CINR이 SafetyCH_Thershold보다 큰 인접 기지국을 핸드오버 후보 인접 기지국으로 선택할 수 있다. 따라서 상기 인접 기지국1(1360)과 인접 기지국2(1370)의 CINR이 SafetyCH_Threshold보다 큰 경우, 서빙 기지국(1350)은 상기 인접 기지국1(1360)과 인접 기지국2(1370)를 핸드오버 후보 인접 기지국으로서 상기 MOB-BSHO-REQ 메시지에 포함할 수 있다. 상기 1324단계에서 상기 서빙 기지국(1350)은 상기 서빙 셀에서 상기 안정적 채널을 단말기에게 할당할 수 없으므로 핸드오버 후보 인접 기지국으로 선택한 상기 인접 기지국1(1360)로 핸드오버를 수행할 것을 알리기 위해서 Alloc flag를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국1(1360)로 전송한다. 또한 상기 1326단계에서 상기 서빙 기지국(1350)은 상기 서빙 셀에서 상기 안정적 채널을 상기 단말기(1310)에게 할당할 수 없으므로 핸드오버 후보 인접 기지국으로 선택한 상기 인접 기지국2(1370)로 핸드오버를 수행할 것을 알리기 위해서 Alloc flag를 ‘0’으로 설정한 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 상기 인접 기지국2(1370)로 전송한다. 1328단계에서 상기 단말기(1310)는 MOB-BSHO-REQ 메시지를 수신 후에 단말기(1310)는 핸드오버 모드가 안정적 채널 핸드오버 임을 인지하면 이에 대한 응답으로 MOB-HO-IND 메시지를 전송하고 1330단계와 1332단계로 진행한다. 여기서 상기 단말기(1310)는 핸드오버할 인접 기지국으로 선택하는 기준으로 인접 기지국과의 수신 신호 세기 혹은 인접 기지국에서 제공 가능한 서비스 레벨 정보 등을 적용할 수 있다. 또한 상기 1328단계에서 전송하는 MOB-HO-IND 메시지에는 최종 선택한 인접 기지국 정보를 반드시 포함하지 않는다. 한편, 상기 SafetyCH-Alloc-Info 메시지는 상기 서빙 기지국(1350)으로 상기 서빙 기지국 자신의 안정적 채널 정보를 포함한다. 1324단계와 1326단계의 수행 시점은 상기 1322단계와 상기 1328단계 이전에 발생할 수 있고, 이후에 발생할 수도 있으며, 또는 상기 1322단계와 상기 1328단계 사이에서 발생할 수도 있다. 상기 1330단계 및 상기 1332단계에서 상기 인접 기지국1(1360) 및 인접 기지국 2(1370)이 각각 SafetyCH-Alloc-Info 메시지를 수신하면, 상기 메시지에 포함되어 있는 상기 단말기(1310)가 자신에게 핸드오버를 수행할 것임을 인지한다. 그리고 상기 단말기의 고속 업링크 레인징을을 지원하기 위해서 할당한 Fast_UL_Ranging_IE를 포함한 UL-MAP 메시지를 상기 단말기로 전송하고 1334단계로 진행한다. 이렇게, 상기 서빙 기지국(1350)에게 상기 MOB-HO-IND 메시지를 전송한 후, 상기 단말기(1310)는 최종적으로 선택한 상기 인접 기지국 1로 연결을 전환 즉, 핸드오버를 수행한다. 따라서 1334단계에서 상기 단말기는 상기 인접 기지국 1(1360)이 전송하는 UL-MAP 메시지를 수신하여 상기 Fast_UL_Ranging_IE에 상응하게 상기 인접 기지국1(1360)으로 RNG-REQ 메시지를 송신하고 1336단계로 진행한다. 상기 1336단계에서 상기 인접 기지국1(1360)은 상기 RNG_REQ 메시지에 상응한 RNG_RSP 메시지를 상기 단말기(1310)으로 송신하고 1338단계로 진행한다. 상기 1338단계에서 상기의 레인징 과정 후에 상기 인접 기지국1(1360)은 DL-MAP 메시지를 전송하여 상기 서빙 기지국(1350)의 안정적 채널을 상기 단말기(1310)에게 할당하고 1340단계로 진행한다. 상기 1340단계에서 상기 인접 기지국1(1360)은 Alloc flag를 1로 설정한 SafetyCH_Alloc_Info 메시지를 전송하여 상기 서빙 기지국(1350)에게 상기 서빙 기지국(1350)의 안정적 채널을 상기 MSS(1310)에게 할당하였음을 알린다. 또한 상기 MSS(1310)의 핸드오버를 대기하며 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트를 할당하고 있던 인접 기지국2(1370)는 일정 시간 동안 상기 MSS(1310)가 핸드오버하지 않거나 서빙 기지국(1350)으로부터 상기 MSS가 다른 인접 기지국으로 핸드오버 함을 알리는 정보를 수신하면 상기 MSS에 대한 Fast_UL_Ranging_IE의 할당을 취소한다. 여기서 최종 타겟 기지국으로 선택되지 못한 인접 기지국이 상기 MSS에 대한 고속 업링크 레인징 정보 엘리먼트 할당을 취소하는 판단 과정은 본 발명의 범위를 벗어나므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 상기 도 13에서 상술한 내용은 서빙 기지국이 인접 기지국의 안정적 채널을 할당하지 못하는 경우, 상기 서빙 기지국은 상기 단말기의 스캐닝 결과를 참조하여 핸드오버 가능한 다수의 인접 기지국을 선택하고 상기 단말기가 이들 중 하나의 인접 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 한다. 이에 상기 도 13에 상술한 내용은 상기 도 5내지 도 8에서 상술한 내용과 유사하므로 하기에서는 상기 단말기(1310), 상기 서빙 기지국(1350), 상기 인접 기지국1(1360), 인접 기지국2(1370)의 개별적인 동작 과정에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 상술한 바와 같이 본 발명은, 시간 분할 직교 주파수 다중 접속 시스템에서 인접 셀 경계 지역에 있는 단말기에 대한 인접 셀 간섭 신호를 최소화할 수 있는 안정적 채널을 할당하는 방안 및 채널 상황에 따른 안정적 채널 핸드오버 동작을 제안함으로써 인접 셀 경계 지역에 있는 단말기의 통신 품질을 보장할 수 있다.

Claims (22)

  1. 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 방법에 있어서,
    단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 서빙 기지국의 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청하는 과정과,
    상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 있음을 통보 받으면 상기 통보 받은 할당된 안정적 채널을 통해 상기 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 상태는 단말기에서 각 기지국의 수신 신호의 세기를 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단말기의 통신을 제어하는 경우 상기 타겟 기지국의 안정적 채널을 사용하여 통신을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국은 안정적 채널을 할당하였는지의 여부를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국에서 상기 안정적 채널을 할당할 수 없는 경우 채널 상태가 다음으로 양호한 인접 기지국을 선택하여 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  6. 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 방법에 있어서,
    단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청하는 과정과,
    상기 안정적 채널을 할당해야함을 요청한 후 상기 안정적 채널을 할당할 수 없음을 통보 받으면 상기 단말기를 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 채널 상태는 단말기에서 각 기지국의 수신 신호의 세기를 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 단말기는 핸드오버 한 후 상기 서빙 기지국의 안정적 채널을 할당 받아 상기 타겟 기지국과 통신을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 단말기가 핸드오버를 수행하는 경우 상기 타겟 기지국과 고속 레이징을 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 단말기가 핸드오버를 수행하는 경우 다수의 핸드오버 가능 후보 인접 기지국들을 선택하고 상기 단말기가 상기 핸드오버 후보 인접 기지국들 중 하나의 인접 기지국을 타겟 기지국으로 선택하여 핸드오버하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단말기가 다수의 핸드오버 후보 인접 기지국들을 선택하는 과정은 소정의 설정 값보다 큰 수신 신호 세기를 가지는 인접 기지국들을 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 방법.
  12. 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 상기 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 시스템에 있어서,
    단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당 할 수 있음을 통보 받으면 상기 통보 받은 할당된 안정적 채널을 통해 단말기가 통신을 수행하도록 제어하는 서빙 기지국과,
    상기 안정적 채널을 할당받아야 함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당 받아야 함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 안정적 채널을 할당 받는 상기 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 채널 상태는 단말기에서 각 기지국의 수신 신호의 세기를 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 타겟 기지국의 안정적 채널을 사용하여 통신을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 서빙 기지국은 상기 단말기와 통신을 수행하는 안정적 채널을 할당하였는지의 여부를 상기 타겟 기지국으로 전송함을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 서빙 기지국은 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국에서 상기 안정적 채널을 할당할 수 없는 경우 채널 상태가 다음으로 양호한 인접 기지국을 선택하여 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  17. 단말기에 서비스를 제공하는 서빙 기지국과 인접 기지국들을 포함하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 채널 할당 시스템에 있어서,
    단말기로부터 인접 기지국에서 사용하지 않는 채널인 안정적 채널을 할당 받기를 요청 받으면, 인접 기지국들 중 채널 상태가 가장 양호한 타겟 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당해야 함을 요청한 후 상기 타겟 기지국으로부터 안정적 채널을 할당 할 수 없음을 통보 받으면 상기 이동 가입자 단말기를 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하도록 제어하는 서빙 기지국과,
    상기 안정적 채널을 할당받아야 함을 검출하면 상기 서빙 기지국으로 상기 안정적 채널을 할당받아야 함을 통보한 후, 상기 서빙 기지국의 제어에 따라 상기 서빙 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하여 안정적 채널을 할당 받는 단말기를 포함함을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 채널 상태는 단말기에서 각 기지국의 수신 신호의 세기를 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 단말기는 핸드오버 한 후 상기 서빙 기지국의 안정적 채널을 할당 받아 상기 타겟 기지국과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 타겟 기지국과 고속 레이징을 수행하여 핸드오버하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 단말기는 다수의 핸드오버 후보 인접 기지국들을 선택하고 상기 단말기가 상기 인접 기지국들 중 하나의 인접 기지국을 타겟 기지국으로 선택하여 핸드오버하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 단말기는 다수의 핸드오버 가능 후보 인접 기지국들 중 핸드오버를 수행할 후보 인접 기지국들을 선택하는 경우 소정의 설정 값보다 큰 수신 신호 세기를 가지는 인접 기지국들을 선택하는 것을 특징으로 하는 채널 할당 시스템.
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