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KR100981965B1 - 이동통신 시스템에서의 인트라 핸드오버 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 인트라 핸드오버 방법 Download PDF

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KR100981965B1 KR1020080101117A KR20080101117A KR100981965B1 KR 100981965 B1 KR100981965 B1 KR 100981965B1 KR 1020080101117 A KR1020080101117 A KR 1020080101117A KR 20080101117 A KR20080101117 A KR 20080101117A KR 100981965 B1 KR100981965 B1 KR 100981965B1
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Abstract

MMR 시스템에서의 인트라 핸드오버 방법이 개시된다. MMR 시스템에서 앵커 중계국 또는 기지국은 이동국에 대한 후보 스테이션 집합에서 타겟 중계국을 선택하여 타겟 중계국에게 이동국에 대한 서비스 준비를 알리고, 액세스 중계국에게 이동국에 대한 서비스 종료를 알린다.

Description

이동통신 시스템에서의 인트라 핸드오버 방법{Intra handover method in mobile communication system}
본 발명은 멀티홉 릴레이(multi hop relay, 이하, MR)에서의 핸드오버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, MAC 계층 핸드오버 방법 및 MAC 관리 메시지 구조에 관한 것이다.
종래 멀티홉 릴레이(Multi-hop Relay, 이하 MR) 시스템은 유효 통신 영역(coverage area)을 확장하고 시스템 용량을 향상시키고 무선 시스템의 데이터율(data rate)을 향상시키기 위하여 제안되었다. MR 시스템에서 이동국(Mobile Station, 이하 MS)을 위한 끊김없는 핸드오버를 지원하기 위하여, 강건한 핸드오버 처리 능력이 요구된다. 프리앰블/FCH/MAP/DCD/UCD를 전송하지 않거나 기지국(Mobile Relay-Base Station, 이하, BS)과 동일한 프리앰블/FCH/MAP/DCD/UCD를 전송하는 중계국(Relay Station, 이하, RS)들 사이에서의 핸드오버에서, MS는 핸드오버 절차를 인지하거나 핸드오버 절차에 참여할 필요가 없다. 그러므로, BS가 MS에 대한 핸드오버를 수행하기로 결정할 때, RS와 BS는 MS의 신호 품질(signal quality)을 측정하고, MS를 위한 타겟 액세스 스테이션(RS 또는 BS)을 선택하여야 한다. 이를 위한 방법으로, BS는 핸드오버를 할 때 MMR(Mobile Multi-hop Relay) 네트워크의 RS 그룹에게 그들 자신의 액세스 스테이션을 갱신하도록 멀티캐스트 메시지를 전송한다. 그러나 이 경우 스펙트럼 효율은 멀티캐스트 메시지의 사용에 따른 오버헤드 때문에 매우 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 핸드오버시 오버헤드를 감소하고 스펙트럼 효율을 증가시키는 이동통신 시스템에서의 인트라 핸드오버 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중계국 멤버 리스트 갱신 방법의 일 실시예는, 중계국 그룹 및 상기 중계국 그룹의 상위 스테이션을 포함하는 이동 통신 시스템에서, 상기 상위 스테이션에 의한 상기 중계국 그룹의 멤버 리스트를 갱신하는 방법에 있어서, 중계국의 기본 연결 식별자를 통해 상기 중계국 그룹의 멤버를 갱신하기 위한 갱신 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 갱신 메시지를 수신한 중계국들로부터 수신 확인 응답을 받는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, BS와 동일한 프리앰블/RCH/MAP를 전송하거나 동일한 MR 셀 내에서 프리앰블을 전송하지 않는 인트라 RS 핸드오버를 위한 핸드오버 절차 및 관리 메시지를 제공한다. 본 발명에 따른 핸드오버는 종래 멀티캐스트 메시지를 이용하는 경우보다 오버헤드를 감소하고 스펙트럼 효율을 증가시킨다. 또한 MS에 대한 트랜스페이런트(transparent)한 특징 때문에, MR 셀에 도입된 인트라 핸드오버는 핸드오버 지연 및 인트라 셀 간섭을 줄일 수 있다.
이하에서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인트라 핸드오버 방법 및 이를 위한 각 메시지 포맷에 대해 상세히 살펴본다.
기지국(BS) 또는 앵커 중계국(Anchor RS)은 본 발명에 따른 인트라 핸드오버를 수행하기 위하여 이동국(MS)을 위한 후보 스테이션(candidate station) 집합을 유지한다. 여기서, 앵커 중계국이라 함은 레인징(ranging) 및 제어 정보를 위한 다운링크 모니터링을 수행하는 중계국을 의미한다. 또한 후보 스테이션은 이동국이 다음 핸드오버 시 접속할 가능성이 있는 스테이션들, 즉 기지국 및 중계국들의 집합을 의미한다.
본 발명에 따른 인트라 BS 핸드오버에서, 모든 RS들은 BS와 동일한 프리앰블을 가지거나 프리앰블을 전송하지 않으므로, MS는 핸드오버를 인식하지 못하며 핸드오버 절차에 참가할 필요가 없다. 그러므로, BS가 MS에 대한 핸드오버를 수행하고자 할 때, RS 및 BS는 이웃한 RS들에서 MS 신호 품질을 측정하고, 후보 스테이션 집합에서 핸드오버 타겟 액세스 스테이션(RS 또는 BS)를 선택하여야 한다. 현 액세스 스테이션(access station)에 대한 MS 액세스를 종료하고, 타겟 액세스 스테이션에 액세스하기 위하여, MMR 시스템에는 새로운 MAC 관리 메시지가 요구된다.
본 발명에서는 BS가 현 액세스 스테이션에게 MS에 대한 서비스를 종료할 것을 알리는 유니캐스트 메시지인 서비스 종료 메시지(일 예로, 도 2에 도시된 MOB-BSHO-DEL 메시지)와 BS가 타겟 RS에게 MS에 대한 서비스 준비를 알리는 유니캐스트 메시지인 서비스 준비 메시지(일 예로, 도 3에 도시된 MOB-BSHO-ADD 메시지)를 정의한다. 만약 동시에 액세스 RS에 대한 하나 이상의 MS 핸드오버가 존재하면, 서비 스 종료 메시지 및 서비스 준비 메시지는 MS에 대한 식별자(즉, MS ID)들을 포함한다. 만약 현 액세스 스테이션이 BS라면, 서비스 종료 메시지의 전송과정은 생략될 수 있다. 또한, 타겟 액세스 스테이션이 BS라면, 서비스 준비 메시지의 전송과정은 생략될 수 있다.
서비스 준비 메시지를 수신한 후, 액세스 RS는 이 메시지의 수신을 알려주시기 위하여 수신 알림 메시지(일 예로, 도 7의 MR_Generic-ACK 메시지)를 BS에게 전송한다. 마찬가지로, 서비스 종료 메시지 수신한 후, RS는 이 메시지의 수신을 알려주기 위하여 수신 알림 메시지(일 예로, 도 7의 MR_Generic-ACK 메시지)를 BS에게 전송한다.
선택적으로, RS는 네트워크 진입 협상 절차 동안 MS에 대한 핸드오버를 시작할 수 있는 능력을 가질 수 있다. 이를 위한 핸드오버 요청 메시지(일 예로, 도 4에 도시된 MOB-RSHO-REQ 메시지) 및 핸드오버 응답 메시지(일 예로, 도 5의 MOB-BSHO-RSP)를 새롭게 정의하여 사용할 수 있다.
핸드오버 후에, BS는 MS의 후보 타겟 액세스 스테이션 집합을 갱신한다.
본 발명에서는 서비스 종료 메시지와 서비스 준비 메시지를 또 다른 유니캐스트 메시지인 서비스 갱신 메시지(일 예로, 도 6에 도시된 MOB-BSHO-UPDATE 메시지) 하나로 대체할 수 있다. 서비스 갱신 메시지는 RS가 새롭게 서비스를 제공하여야 할 MS ID와 서비스가 종료되어야 할 MS ID를 알리는 역할을 수행한다. 즉, 중계국 그룹(RS group)의 상위 스테이션은 중계국 그룹의 멤버 리스트를 갱신하기 위한 서비스 갱신 메시지를 중계국의 기본 연결 식별자(Basic CID)를 통해 전송한다. 서 비스 갱신 메시지는 중계국 그룹의 CID 리스트가 변경될 때마다 전송될 수 있다. 서비스 갱신 메시지를 수신한 RS들은 이 메시지의 수신을 알려주기 위하여 수신 알림 메시지(일 예로, 도 7의 MR_Generic-ACK 메시지)를 응신한다.
도 1은 집중화(centralized) MR 시스템에서 프리앰블 변화없이 RS들 사이의 인트라 BS 핸드오버 절차의 시그널링 시퀀스의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 현 액세스 RS(110)는 자신에게 종속된 MS들을 위한 인트라 핸드오버를 시작할 수 있으며, 이는 옵션사항이다. 현 액세스 RS(110)는 앵커 스테이션(BS 또는 앵커 RS, 즉, RS의 상위 스테이션)(130)에게 핸드오버를 위해 필요한 MS들의 정보(예를 들어, MS ID)를 포함하는 핸드오버 요청 메시지(일 예로, 도 4에 도시된 MOB-RSHO-REQ 메시지)를 전송한다(S150). 그리고 핸드오버 요청 메시지를 수신한 앵커 스테이션(130)은 핸드오버 응답 메시지(일 예로, 도 5에 도시된 MOB-RSHO-RSP 메시지)를 현 액세스 RS(110)에게 거절된 MS 핸드오버를 알려주기 위하여 전송한다(S155). 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 다수의 액세스 RS들이 있을 수 있고, 그 엑세스 RS들의 각각에 대한 다수의 MS 핸드오버가 있을 수 있다. 각 액세스 RS에 관련된 핸드오버에 필요한 MS들의 정보 및 핸드오버가 거절된 MS들의 정보는 함께 그룹화된다.
앵커 스테이션(130)은 핸드오버를 수행할 것으로 결정하고 허락한 MS 핸드오버를 위하여 후보 스테이션 집합으로부터 타겟 RS(120)를 선택한다(S160). 그리고 앵커 스테이션(130)은 서비스 준비 메시지(일 예로, 도 3에 도시된 MOB-BSHO-ADD 메시지)를 해당 타겟 RS(120)에게 각 선택된 MS를 위한 서비스 준비, 즉 연결 준비 를 알려주기 위하여 전송한다(S165). 서비스 준비 메시지를 수신한 후, 타겟 RS(120)는 앵커 스테이션(130)과 MS(100) 사이에 데이터 버스트를 중계함으로써 MS에 대한 서비스를 시작한다. 타겟 RS(120)에 대한 핸드오버가 필요한 다수의 MS들이 존재하면, 타겟 RS(120)는 이 다수의 MS들에 대한 정보(예를 들어, MS ID)를 서비스 준비 메시지를 통해 파악한다. 서비스 준비 메시지를 수신한 후, 타겟 RS(120)는 메시지 수신 사실을 알려주기 위하여 수신 알림 메시지(일 예로, 도 7에 도시된 MR_Generic-ACK 메시지)를 앵커 스테이션(130)에게 전송한다.
앵커 스테이션(130)이 서비스 종료 메시지(일 예로, 도 2에 도시된 MOB-BSHO-DEL 메시지)를 현 액세스 RS(110)에게 MS에 대한 서비스를 종료, 즉 연결 종료하라고 알려주기 위하여 전송한다(S170). 서비스 종료 메시지를 수신한 후, 액세스 RS(110)는 서비스 종료 메시지의 MS ID가 가리키는 MS들에 대한 서비스를 종료한다. 비슷하게, MS에 대한 서비스 종료를 알려주어야 할 다수의 액세스 RS들이 있을 수 있으므로, 이 경우 각각의 액세스 RS는 그 자신이 서비스를 종료하여야 할 MS 들에 대한 정보(MS ID)를 포함하는 서비스 종료 메시지를 각각 수신한다. 서비스 종료 메시지를 수신한 후, 액세스 RS(110)는 이 메시지 수신을 알려주기 위하여, 수신 알림 메시지(일 예로, 도 7에 도시된 MR_Generic-ACK 메시지)를 앵커 스테이션(130)에게 전송한다.
또 다른 예로서, 서비스 종료 메시지와 서비스 준비 메시지는 하나의 유니캐스트 메시지인 서비스 갱신 메시지(일 예로, 도 6에 도시된 MOB-BSHO-UPDATE 메시지)로 대체될 수 있다. 서비스 갱신 메시지는 RS(110,120)에게 새롭게 서비스를 제 공하여야 할 MS ID와 서비스가 종료되어야 할 MS ID를 동시에 알려주는 역할을 수행한다. 즉, 서비스 갱신 메시지는 서비스가 제공 또는 종료되는 이동국의 기본 CID를 포함한다. 서비스 갱신 메시지 수신한 RS(110,120)는 이 메시지 수신을 알려주기 위하여 앵커 스테이션(130)에게 수신 알림 메시지(일 예로, 도 7에 도시된 MR_Generic-ACK 메시지)를 전송한다. 이 외에 RS(110,120)는 확인을 위한 기지국 인지 헤더(MR Acknowledgement Header)를 전송할 수 있다.
인터(inter) BS 핸드오버에서, MS는 다른 프리앰블을 감지하므로 핸드오버 절차를 감지할 수 있다. 이 경우 MS는 IEEE 802.16e 섹션 6.3.22.2에서 개시된 동일한 핸드오버 절차를 따른다. RS는 MS와 BS 사이에서 HO 관련 관리 메시지를 중계한다. 이후에, MR 셀들에 대한 토폴로지는 갱신되고, 새로운 후보 스테이션 셋은 타겟 BS에 형성되며, 이전 BS로부터 제거된다.
도 2는 본 발명에 따른 서비스 종료 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 앵커 스테이션은 서비스 종료 메시지인 MOB-BSHO-DEL을 현 액세스 RS에게 이 메시지에 기술된 MS들에 대한 서비스를 종료하도록 알리기 위하여 전송한다. 이 메시지 수신 후, 현 액세스 RS는 이 메시지의 MS ID가 가리키는 MS들에 대한 서비스를 종료한다. 이 메시지는 RS Basic CID로 전송될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 서비스 준비 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 앵커 스테이션은 서비스 준비 메시지인 MOB-BSHO-ADD 메시지를 타겟 RS에게 이 메시지에 기술된 MS들에 대한 서비스 준비를 알려주기 위하여 전송한다. 이 메시지 수신 후, 타겟 RS는 BS와 MS들 사이에서 데이터를 중계함으로 써 MS들에 대한 서비스를 시작한다. 이 메시지는 RS 기본 CID로 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 핸드오버 요청 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 현 액세스 RS는 핸드오버 요청 메시지인 MOB-RSHO-REQ를 앵커 스테이션에게 MS를 위한 핸드오버를 요청하기 위하여 전송한다. 이 메시지 수신 후, 앵커 스테이션은 MS를 위한 핸드오버 절차를 수행할지 여부를 결정한다. 이 메시지는 RS 기본 CID로 전송될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 핸드오버 응답 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 앵커 스테이션은 핸드오버 응답 메시지인 MOB-RSHO-RSP를 핸드오버 요청 메시지를 수신한 현 액세스 RS에게 특정 MS에 대한 핸드오버 요청이 거절되었음을 알려주기 위하여 전송한다. 이 메시지는 RS 기본 CID로 전송될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 서비스 갱신 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 서비스 종료 메시지인 MOB-BSHO-DEL 및 서비스 준비 메시지인 MOB-BSHO-ADD는 서비스 갱신 메시지인 MOB-BSHO-UPDATE 메시지로 대체될 수 있다. 이 메시지는 RS의 서비스에 추가되어야 할 MS ID와 RS로부터 서비스가 삭제되어야 할 MS ID에 대한 정보를 알려주는 기능을 수행한다. MOB-BSHO-UPDATE 메시지 수신 후, RS는 이 메시지 수신을 알려주기 위하여 수신 알림 메시지(MR_Generic-ACH)를 BS에게 전송한다.
도 7은 본 발명에 따른 수신 알림 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 수신 알림 메시지인 MR_Generic-ACK 메시지는 IEEE P802.16j/D1과 동일한 포맷을 사용할 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)에 의한 표시의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 집중화(centralized) MR 시스템에서 프리앰블 변화없이 RS들 사이의 인트라 BS 핸드오버 절차의 시그널링 시퀀스의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 서비스 종료 메시지의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 서비스 준비 메시지의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 핸드오버 요청 메시지의 일 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 핸드오버 응답 메시지의 일 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 서비스 갱신 메시지의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 7은 본 발명에 따른 수신 알림 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.

Claims (4)

  1. 중계국 그룹 및 상기 중계국 그룹의 상위 스테이션을 포함하는 이동 통신 시스템에서, 상기 상위 스테이션에 의한 상기 중계국 그룹의 멤버 리스트를 갱신하는 방법에 있어서,
    중계국의 기본 연결 식별자를 통해 상기 중계국 그룹의 멤버를 갱신하기 위한 갱신 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 갱신 메시지를 수신한 중계국들로부터 수신 확인 응답을 받는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국 멤버 리스트 갱신 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 갱신 메시지는,
    중계국에 연결되는 이동국 또는 중계국에서 연결이 해제되는 이동국에 대한 기본 연결 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국 멤버 리스트 갱신 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 갱신 메시지는 유니캐스트 메시지인 것을 특징으로 하는 중계국 멤버 리스트 갱신 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 수신 확인 응답을 받는 단계는,
    상기 갱신 메시지를 수신한 중계국들로부터 수신 알림 메시지 또는 기지국 인지 헤더를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국 멤버 리스트 갱신 방법.
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