KR20050079846A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기의드롭 발생에 따른 서빙 기지국 선택 시스템 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기의드롭 발생에 따른 서빙 기지국 선택 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20050079846A
KR20050079846A KR1020040008153A KR20040008153A KR20050079846A KR 20050079846 A KR20050079846 A KR 20050079846A KR 1020040008153 A KR1020040008153 A KR 1020040008153A KR 20040008153 A KR20040008153 A KR 20040008153A KR 20050079846 A KR20050079846 A KR 20050079846A
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Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 이동 가입자 단말기는 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하고, 상기 타겟 기지국은 상기 레인징 요구를 수신하면 상기 기존 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하고, 상기 검출한 이동 가입자 단말기 정보를 분석하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사한다. 그리고, 상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하고, 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택한다. 이후, 상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하여 상기 이동 가입자 단말기가 직접 상기 신규 서빙 기지국을 선택함으로 인해 발생하는 시그널링 로드 및 서비스 복구 지연 시간을 최소화시킨다.

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기의 드롭 발생에 따른 서빙 기지국 선택 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SELECTING A SERVING BASE STATION ACCORDING TO DROP OF MOBILE SUBSCRIBER STATION IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 서비스를 수행하는 중에 이동 가입자 단말기가 드롭될 경우 서빙 기지국을 선택하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16a 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 상기 OFDM/OFDMA 방식을 적용한 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템은 현재 가입자 단말기(SS: Subscriber Station, 이하 'SS'라 칭하기로 한다)가 고정된 상태, 즉 SS의 이동성을 전혀 고려하지 않은 상태 및 단일 셀 구조만을 고려하고 있는 시스템이다. 이와는 달리 IEEE 802.16e 통신 시스템은 상기 IEEE 802.16a 통신 시스템에 SS의 이동성을 고려하는 시스템이며, 상기 이동성을 가지는 SS를 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)라고 칭하기로 한다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 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 MSS들(111),(113),(130),(151),(153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110),(140)과 상기 MSS들(111),(113),(130),(151),(153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그런데, 상기 MSS들(111),(113),(130),(151),(153) 중 MSS(130)는 상기 셀(100)과 상기 셀(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버(handover) 영역에 존재한다. 즉, 상기 MSS(130)은 상기 기지국(110)과 신호를 송수신하는 중에 상기 기지국(140)이 관장하는 셀(150)쪽으로 이동하게 되면 그 서빙 기지국(serving BS)이 상기 기지국(110)에서 상기 기지국(140)으로 변경되게 된다.
상기 도 1에서는 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭(drop) 발생에 따른 신규 서빙 기지국(Serving BS) 선택 동작에 대해서 설명하기로 한다. 여기서, 상기 신규 서빙 기지국이라 함은 MSS가 상기 드롭 발생에 따라 현재의 서빙 기지국(이하 '기존 서빙 기지국'이라 칭하기로 한다)과 수행하고 있던 서비스를 복구하기 위해 새롭게 선택한 서빙 기지국을 의미한다.
상기 도 2는 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생에 따른 서빙 기지국 선택 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 MSS(200)는 서빙 기지국, 즉 기존 서빙 기지국인 기지국(230)과 서비스를 수행하는 중에(211단계) 드롭이 발생함을 검출하게 된다(213단계). 상기 드롭이 발생된다는 것은 상기 MSS(200)가 기존 서빙 기지국, 즉 기지국(230)과 통신을 수행하는 중에 통신이 단절된다는, 즉 상기 MSS(200)와 기지국(230)간에 셋업되어 있는 링크(link), 즉 호(call)가 해제된다는 것을 나타낸다. 여기서, 상기 MSS(200)가 드롭이 발생함을 검출하는 방식은 다수로 존재하며 이는 상기 신규 서빙 기지국 선택 동작과 구체적인 연관이 없으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 드롭이 발생함을 검출한 MSS(200)는 상기 드롭 발생에 따라 중단된 서비스를 복구하기 위한 신규 서빙 기지국을 선택해야만 한다. 여기서, 상기 MSS(200)가 상기 서비스를 복구할 신규 서빙 기지국을 선택하기 위한 동작은 셀 재선택(cell re-selection) 동작이다. 상기 도 2에 도시하지는 않았으나 상기 MSS(200)는 상기 기지국(230)으로부터 수신한 인접 기지국 광고(NBR-ADV: Neighbor Advertisement, 이하 'NBR-ADV'라 칭하기로 한다) 메시지에 포함되어 있는 인접 기지국(Neighbor BS)들에서 송신하는 파일럿(pilot) 신호를 주기적으로 스캐닝(scanning)한다. 여기서, 상기 '파일럿 신호의 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)를 측정한다'는 표현을 설명의 편의상 '파일럿 신호의 CINR을 스캔(scan)혹은 스캐닝(scanning)한다'고 칭하기로 한다.
그래서, 상기 드롭이 발생함을 검출하면 상기 기지국(230)에서 상기 인접 기지국들중 어느 한 기지국, 즉 타겟 기지국(Target BS)으로 상기 드롭 발생에 따른 서비스 복구를 위해 셀 재선택 및 네트워크 재진입 동작을 수행해야함을 감지하게 된다. 물론, 상기 MSS(200)가 상기 서비스를 복구할 신규 서빙 기지국을 결정하기 위해 상기 타겟 기지국을 결정하는 조건은 다수로 존재할 수 있으나, 상기 도 2에서는 설명의 편의상 상기 인접 기지국들중 최대 CINR을 가지는 인접 기지국을 상기 MSS(200)가 서비스 복구할 타겟 기지국으로 결정한다고 가정하기로 한다. 또한, 상기 도 2에서는 상기 MSS(200)의 인접 기지국들이 제1인접 기지국인 기지국(250)과 제2인접 기지국인 기지국(270)의 2개라고 가정하기로 하며, 상기 제1인접 기지국인 기지국(250)이 최대 CINR을 가지는 기지국이라고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 MSS(200)는 초기 레인징(Initial Ranging) 연결 식별자(CID: Connection ID, 이하 'CID'라 칭하기로 한다)와, 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 어드레스 및 상기 MSS(200)가 현재 속해 있는 기지국(230), 즉 기존 서빙 기지국(230)의 기지국 식별자(Serving BS ID)를 포함한 레인징 요구(RNG-REQ: Ranging-Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 기지국(250)으로 송신한다(Serving BS ID = BS #1)(215단계).
상기 RNG-REQ 메시지를 수신한 기지국(250)은 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 기존 서빙 기지국 식별자에 상응하는 기지국, 즉 기지국(230)으로 이동 가입자 단말기 정보 요구(MSS-INFO-REQ: MSS-information-request, 이하 'MSS-INFO-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(217단계). 여기서, 상기 MSS-INFO-REQ 메시지는 상기 MSS(200)에 관련된 정보를 요구하는 메시지이다. 상기 기지국(230)은 상기 MSS-INFO-REQ 메시지를 수신함에 따라 상기 MSS-INFO-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 이동 가입자 단말기 정보 응답(MSS-INFO-RSP: MSS-information-response, 이하 'MSS-INFO-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 기지국(250)으로 송신한다(219단계). 여기서, 상기 MSS-INFO-RSP 메시지에는 상기 MSS(200)에 대한 정보가 포함되어 있다(CONTEXT transfer). 한편, 상기 기지국(250)은 상기 기지국(230)과 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 동안 상기 MSS(200)와 지속적인 레인징 동작을 수행하고 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 기지국(230)과 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 동안 상기 MSS(200)로 레인징 상태(Ranging Status, 이하 'Ranging Status'라 칭하기로 한다) 정보가 성공(success, 이하 'success'라 칭하기로 한다)으로 기재된(Ranging Status = success) 레인징 응답(RNG-RSP: Ranging-Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(220단계). 상기 도 2에서는 상기 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 과정과 상기 RNG-RSP 메시지를 송신하는 과정이 순차적으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의상 순차적으로 기재한 것이며 상기 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 과정과 상기 RNG-RSP 메시지를 송신하는 과정은 동시에 수행된다.
상기 MSS-INFO-RSP 메시지를 수신한 상기 기지국(250)은 상기 MSS-INFO-RSP 메시지에 포함되어 있는 상기 MSS(200)에 대한 정보를 검출하여 상기 기지국(250)이 상기 MSS(200)에 서비스를 제공가능한지를 검사한다(221단계). 상기 검사 결과 상기 MSS(200)에 서비스를 제공가능할 경우 상기 기지국(250)은 상기 MSS(200)와 네트워크 재진입(network re-entry) 동작을 수행한다(225단계). 여기서, 상기 네트워크 재진입 동작은 상기 MSS(200)와 신규 서빙 기지국, 즉 기지국(250)간 등록(registration) 및 인증(authentication)을 위한 동작이다.
한편, 상기 검사 결과 상기 MSS(200)에 대한 서비스를 제공 불가능할 경우 역시 상기 기지국(250)은 상기 MSS(200)로 상기 RNG-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 RNG-RSP 메시지를 송신한다(227단계). 여기서, 상기 RNG-RSP 메시지 역시 Ranging Status를 포함하는데, 상기 기지국(250)이 상기 MSS(200)에 서비스를 제공할 수 없으므로 상기 Ranging Status값은 중지(abort, 이하 'abort'라 칭하기로 한다)로 기록된다(Ranging Status = abort). 상기 Ranging Status가 abort로 기록된 RNG-RSP 메시지를 수신함에 따라 상기 MSS(200)는 상기 기지국(250)이 상기 MSS(200) 자신에 대한 서비스를 제공할 수 없음을 감지하고, 상기 기지국(250) 다음으로 큰 CINR을 가지는 파일럿 신호를 송신하는 기지국, 즉 기지국(270)으로 기존 서빙 기지국 식별자가 포함된 RNG-REQ 메시지를 송신한다(229단계). 상기 MSS(200)와 기지국(270)간의 셀 재선택 동작 및 네트워크 재진입 동작 역시 상기 MSS(200)와 기지국(250)간의 셀 재선택 동작과 동일하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 드롭 발생시 상기 드롭 발생에 따른 서비스를 복구하기 위한 신규 서빙 기지국을 선택하는 동작을 MSS에서 수행하였었다. 즉, 상기 MSS가 랜덤하게(일 예로, 상기 도 2에서는 파일럿 신호의 CINR 크기 순서에 상응하게) 타겟 기지국들을 대상으로 셀 재선택 동작을 수행하여 상기 MSS가 기존 서빙 기지국에서 제공받고 있던 서비스를 제공할 수 있는 신규 서빙 기지국을 선택하였었다. 상기 셀 재선택 동작을 수행할 경우 상기 MSS는 상기 신규 서빙 기지국이 선택될 때까지 상기 타겟 기지국들로 상기 셀 재선택 동작에 따른 메시지들을 송수신해야만 하므로 시그널링 로드(signalling load)가 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 상기 셀 재선택시 사용되는 RNG-REQ 메시지는 경쟁(contention-based, 이하 'contention-based'라 칭하기로 한다) 방식으로 송신되는 메시지이기 때문에, 상기 셀 재선택 동작을 수행하는 MSS 이외의 다른 MSS가 상기 셀 재선택 동작을 수행하는 MSS가 선택한 타임 슬럿(time slot)에서 상기 RNG-REQ 메시지를 송신하였을 경우에는 충돌이 발생할 수 있어 상기 충돌 발생에 따른 지연이 발생할 수 있다. 상기 contention-based 방식의 RNG-REQ 메시지 사용시 충돌 발생에 따른 지연은 상기 드롭 발생에 따른 서비스 복구 역시 지연시킬 수 있어 전체 시스템 성능을 저하시키게 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 통신을 수행하는 중에 드롭된 MSS의 서빙 기지국을 선택하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 드롭된 MSS의 통신을 우선적으로 재개시키는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 현재 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 신규 서빙 기지국을 선택하는 시스템에 있어서, 상기 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 상기 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하고, 이후 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국과 상이한, 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받으면 상기 핸드오버 통보할 것을 통보받은 신규 서빙 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택하는 상기 이동 가입자 단말기와, 상기 레인징 요구를 수신하면 상기 기존 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사하고, 상기 검사 결과 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하며, 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택한 후, 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하는 상기 타겟 기지국을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 현재 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 신규 서빙 기지국을 선택하는 방법에 있어서, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 상기 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하는 과정과, 상기 타겟 기지국은 상기 레인징 요구를 수신하면 상기 기존 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하고, 상기 검출한 이동 가입자 단말기 정보를 분석하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하는 과정과, 상기 타겟 기지국은 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택하는 과정과, 상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 상기 이동 가입자 단말기가 신규 서빙 기지국을 선택하는 방법에 있어서, 상기 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 상기 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하는 과정과, 이후 상기 타겟 기지국으로부터 상기 서비스를 제공하는 것이 가능함을 나타내는 정보가 포함된 레인징 응답을 수신하거나 혹은 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국과 상이한, 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받는 과정과, 상기 레인징 응답을 수신할 경우 상기 타겟 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택하고, 상기 핸드오버할 것을 통보 받으면 상기 핸드오버 통보할 것을 통보받은 신규 서빙 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은; 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 현재 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 신규 서빙 기지국을 선택하는 방법에 있어서, 상기 이동 가입자 단말기로부터 상기 기존 서빙 기지국과의 드롭 발생에 따른 복구를 위한 레인징 요구를 수신하는 과정과, 상기 레인징 요구 수신후 상기 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하고, 상기 검출한 이동 가입자 단말기 정보를 분석하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 검사 결과 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 타겟 기지국을 제외한 다른 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하는 과정과, 상기 다른 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 다른 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택하는 과정과, 상기 신규 서빙 기지국을 선택한 후 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 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 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템에서 통신을 수행하는 중에 이동 가입자 단말기(MSS: Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)가 드롭(drop)될 경우 서빙(serving) 기지국(BS: Base Station)을 선택하는 방안을 제안한다. 그래서, 본 발명은 통신을 수행하는 중에 MSS가 드롭되는 경우 MSS가 최단 시간내에 신규 서빙 기지국을 선택함으로써 최단 시간내에 통신을 재개하도록 하는 것이다. 여기서, 상기 신규 서빙 기지국이라 함은 MSS가 상기 드롭 발생에 따라 현재의 서빙 기지국(이하 '기존 서빙 기지국'이라 칭하기로 한다)과 수행하고 있던 서비스를 복구하기 위해 새롭게 선택한 서빙 기지국을 의미한다. 또한, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하며, 다중셀(multi-cell) 구조를 지원하여 MSS의 이동성을 지원하는 통신 시스템이다. 한편, 상기 드롭이 발생된다는 것은 상기 MSS가 서빙 기지국과 통신을 수행하는 중에 통신이 단절된다는, 즉 상기 MSS와 서빙 기지국간에 셋업되어 있는 링크(link), 즉 호(call)가 해제된다는 것을 나타낸다. 본 발명에서는 이동 가입자 단말기 인접 기지국 광고(MOB_NBR_ADV: Mobile Neighbor Advertisement, 이하 'MOB_NBR_ADV'라 칭하기로 한다) 메시지를 수신한 이후에 드롭이 발생되는 경우에 대해서만 고려하기로 한다.
그러면 여기서 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 신규 서빙 기지국 선택 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 3a-도3b는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 신규 서빙 기지국 선택 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 먼저 MSS(300)는 기존 서빙 기지국인 기지국(330)과 서비스를 수행하는 중에(311단계) 드롭이 발생함을 검출하게 된다(313단계). 여기서, 상기 MSS(300)가 드롭이 발생함을 검출하는 방식은 다수로 존재하며 이는 상기 신규 서빙 기지국 선택 동작과 구체적인 연관이 없으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 드롭이 발생함을 검출한 MSS(300)는 상기 드롭 발생에 따라 중단된 서비스를 복구하기 위한 신규 서빙 기지국을 선택해야만 한다. 여기서, 상기 MSS(300)가 상기 서비스를 복구할 신규 서빙 기지국을 선택하기 위한 동작은 셀 재선택(cell re-selection) 동작이다. 상기 도 3에 도시하지는 않았으나 상기 MSS(300)는 상기 기지국(330)으로부터 수신한 인접 기지국 광고(NBR-ADV: Neighbor Advertisement, 이하 'NBR-ADV'라 칭하기로 한다) 메시지에 포함되어 있는 인접 기지국(Neighbor BS)들에서 송신하는 파일럿(pilot) 신호를 주기적으로 스캐닝(scanning)한다. 여기서, 상기 '파일럿 신호의 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)를 측정한다'는 표현을 설명의 편의상 '파일럿 신호의 CINR을 스캔(scan)혹은 스캐닝(scanning)한다'고 칭하기로 한다.
그래서, 상기 드롭이 발생함을 검출하면 상기 기지국(330)에서 상기 인접 기지국들중 어느 한 기지국, 즉 타겟 기지국(Target BS)으로 상기 드롭 발생에 따른 서비스 복구를 위해 셀 재선택 및 네트워크 재진입(network re-entry) 동작을 수행해야함을 감지하게 된다. 물론, 상기 MSS(300)가 상기 서비스를 복구할 신규 서빙 기지국, 즉 타겟 기지국을 결정하는 조건은 다수로 존재할 수 있으나, 상기 도 3에서는 설명의 편의상 상기 인접 기지국들중 최대 CINR을 가지는 인접 기지국을 상기 MSS(300)가 서비스 복구할 타겟 기지국으로 결정한다고 가정하기로 한다. 또한, 상기 도 3에서는 상기 MSS(300)의 인접 기지국들이 제1인접 기지국인 기지국(350)과, 제2인접 기지국인 기지국(370)과, 제3인접 기지국인 기지국(390)의 3개라고 가정하기로 하며, 상기 제1인접 기지국인 기지국(350)이 최대 CINR을 가지는 기지국이라고 가정하기로 한다. 따라서, 상기 MSS(300)는 초기 레인징(Initial Ranging) 연결 식별자(CID: Connection ID, 이하 'CID'라 칭하기로 한다)와, 매체 접속 제어(MAC: Media Access Control, 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다) 어드레스 및 상기 MSS(300)가 현재 속해 있는 기지국(330), 즉 기존 서빙 기지국(330)의 기지국 식별자(Serving BS ID)를 포함한 레인징 요구(RNG-REQ: Ranging-Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 기지국(350)으로 송신한다(Serving BS ID = BS #1)(315단계). 또한, 상기 RNG-REQ 메시지에는 상기 RNG-REQ 메시지를 송신하는 목적(purpose)이 기재되며, 상기 목적으로 기재될 수 있는 값들을 나타내면 하기 표 1과 같다.
기재값 목적
0x00 셀 선택(cell selection)
0x01 셀 재선택(cell re-selection)(스캐닝)
0x02 네트워크 진입(network entry)
0x03 네트워크 재진입(network re-entry)
0x04 드롭 복구(Recovery from Drop Situation)
0x05~FF 예약(reserved)
상기 MSS(300)는 상기 드롭 발생에 따라 상기 RNG-REQ 메시지를 송신하므로 그 목적을 상기 드롭 복구인 0x04로 표기하여 송신하며, 상기 RNG-REQ 메시지를 수신한 기지국(350)은 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 기재값이 0x04이므로 상기 MSS(300)에 드롭이 발생함을 식별할 수 있다. 또한, 상기 기지국(350)은 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 기존 서빙 기지국 식별자에 상응하는 기지국, 즉 기지국(330)으로 이동 가입자 단말기 정보 요구(MSS-INFO-REQ: MSS-information-request, 이하 'MSS-INFO-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(317단계). 여기서, 상기 MSS-INFO-REQ 메시지는 상기 MSS(300)에 관련된 정보를 요구하는 메시지이다. 상기 기지국(330)은 상기 MSS-INFO-REQ 메시지를 수신함에 따라 상기 MSS-INFO-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 이동 가입자 단말기 정보 응답(MSS-INFO-RSP: MSS-information-response, 이하 'MSS-INFO-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 기지국(350)으로 송신한다(319단계). 여기서, 상기 MSS-INFO-RSP 메시지에는 상기 MSS(200)에 대한 정보가 포함되어 있다(CONTEXT transfer).
한편, 상기 기지국(350)은 상기 기지국(330)과 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 동안 상기 MSS(300)와 지속적인 레인징 동작을 수행하고 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 기지국(330)과 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 동안 상기 MSS(300)로 레인징 상태(Ranging Status, 이하 'Ranging Status'라 칭하기로 한다) 정보가 성공(success, 이하 'success'라 칭하기로 한다)으로 기재된(Ranging Status = success) 레인징 응답(RNG-RSP: Ranging-Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(320단계). 상기 도 3에서는 상기 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 과정과 상기 RNG-RSP 메시지를 송신하는 과정이 순차적으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의상 순차적으로 기재한 것이며 상기 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 과정과 상기 RNG-RSP 메시지를 송신하는 과정은 동시에 수행된다.
상기 MSS-INFO-RSP 메시지를 수신한 상기 기지국(350)은 상기 MSS-INFO-RSP 메시지에 포함되어 있는 상기 MSS(300)에 대한 정보를 검출하여 상기 기지국(350)이 상기 MSS(300)에 서비스를 제공가능한지를 검사한다(321단계). 상기 검사 결과 상기 MSS(300)에 대한 서비스를 제공 가능할 경우 상기 기지국(350)은 상기 MSS(300)와 네트워크 재진입 동작을 수행한다(325단계). 여기서, 상기 네트워크 재진입 동작은 상기 MSS(300)와 신규 서빙 기지국, 즉 기지국(350)간 등록(registration) 및 인증(authentication)을 위한 동작이다.
한편, 상기 검사 결과 상기 MSS(300)에 대한 서비스를 제공 불가능할 경우 상기 기지국(350)은 상기 기지국(350) 자신이 상기 MSS(300)에 대한 서비스를 제공하는 것이 불가능하기 때문에 나머지 인접 기지국들, 즉 제2인접 기지국인 기지국(370)과 제3인접 기지국인 기지국(390)으로 상기 MSS(300)에 대한 서비스를 제공할 수 있는지를 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 최종적으로 결정되는 타겟 기지국, 즉 신규 서빙 기지국에 대한 정보를 상기 MSS(300)로 전달해주게 된다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 검사 결과 상기 MSS(300)에 대한 서비스를 제공 불가능할 경우 상기 기지국(350)은 상기 기지국들(370),(390) 각각으로 핸드오버 사전 통지(HO-PRE-NOTIFICATION, 이하 'HO-PRE-NOTIFICATION'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(327단계, 329단계). 여기서, 상기 HO-PRE-NOTIFICATION 메시지에는 상기 드롭 발생에 따라 핸드오버(handover)하고자 하는 MSS(300)의 식별자(MSS ID)와, 상기 MSS(300)가 핸드오버를 시작할 것으로 예상되는 시각과, 상기 MSS(300)가 신규 서빙 기지국에게 요구하는 대역폭(bandwidth) 및 상기 MSS(300)가 제공받고자 하는 서비스 레벨 예고(Service Level Prediction, 이하 'Service Level Prediction'라 칭하기로 한다) 등의 정보를 포함한다.
상기 기지국들(370),(390) 각각은 상기 기지국(350)으로부터 상기 HO-PRE-NOTIFICATION 메시지를 수신함에 따라 상기 HO-PRE-NOTIFICATION 메시지에 대한 응답 메시지인 핸드오버 사전 통지 응답(HO-PRE-NOTIFICATION-RSP(Response), 이하 'HO-PRE-NOTIFICATION-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(331단계, 333단계). 여기서, 상기 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지에는 해당 기지국으로 핸드오버하고자 하는 MSS, 즉 MSS(300)의 식별자(MSS ID)와, 해당 기지국이 상기 MSS(300)에 대해서 핸드오버를 수행할 수 있는지에 대한 응답 정보(ACK/NACK)와, 해당 기지국으로 상기 MSS(300)가 핸드오버할 경우 해당 기지국이 제공할 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨 예고 정보를 포함한다.
상기 기지국(350)은 상기 기지국들(370),(390) 각각으로부터 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들을 수신함에 따라 상기 수신한 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들을 분석하여 상기 MSS(300)가 상기 드롭 발생에 따라 서비스를 복구할 신규 서빙 기지국을 결정한다(335단계). 여기서, 상기 기지국(350)은 상기 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들에 포함되어 있는 대역폭 및 서비스 레벨 예고 정보등을 가지고서 상기 MSS(300)에 최적의 서비스를 제공할 수 있는 기지국을 상기 신규 서빙 기지국으로 선택하게 되는 것이며, 상기 기지국(370)이 신규 서빙 기지국으로 결정되었다고 가정하기로 한다. 그러면 상기 기지국(350)은 상기 기지국(370)으로 핸드오버 확인(HO-CONFIRM, 이하 'HO-CONFIRM'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(337단계). 여기서, 상기 HO-CONFIRM 메시지는 해당 기지국으로 핸드오버하고자 하는 MSS, 즉 MSS(300)의 식별자(MSS ID)와, 해당 기지국으로 상기 MSS(300)가 핸드오버할 경우 상기 해당 기지국으로부터 제공받을 수 있는 대역폭 및 서비스 레벨 예고 정보를 포함한다.
상기 기지국(350)은 상기 기지국(370)으로 상기 HO-CONFIRM 메시지를 송신한 후 상기 MSS(300)로 핸드오버 응답(HO-RSP: HandOver Response, 이하 'HO-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한다(339단계). 물론, 상기 MSS(300)는 상기 기지국(350)으로 핸드오버 요구(HO-REQ: HandOver Request, 이하 'HO-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 송신한 적은 없지만 상기 MSS(300)는 상기 드롭 복구에 따라 신규 서빙 기지국으로 핸드오버를 수행해야만 하므로 상기 기지국(350)은 상기 MSS(300)로 상기 HO-RSP 메시지를 송신하는 것이다. 여기서, 상기 HO-RSP 메시지는 핸드오버 절차를 시작할 것으로 예상되는 시간과, 상기 신규 서빙 기지국으로 선택한 기지국(370)의 기지국 식별자와, 상기 기지국(370)이 상기 MSS(300)에게 제공 가능한 서비스 레벨 예고 정보 등을 포함한다.
상기 HO-RSP 메시지를 수신한 MSS(300)는 상기 HO-RSP 메시지에 대한 응답 메시지로서 핸드오버 지시(HO-IND: Handover-Indication, 이하 'HO-IND'라 칭하기로 한다) 메시지를 상기 기지국(350)으로 송신한다(341단계). 여기서, 상기 HO-IND 메시지는 상기 MSS(300)가 핸드오버할 기지국, 즉 기지국(370)의 기지국 식별자를 포함한다. 한편, 상기 기지국(370)은 상기 기지국(350)으로 MSS-INFO-REQ 메시지를 송신하고(340단계), 상기 기지국(350)은 상기 기지국(370)으로 MSS-INFO-RSP 메시지를 송신하여 상기 MSS(300)에 관련된 정보를 송신한다.
상기 MSS-INFO-RSP 메시지를 수신한 상기 기지국(370)은 상기 MSS(300)의 빠른 서비스 복구를 위해 상기 MSS(300)가 비경쟁(contention-free, 이하 'contention-free'라 칭하기로 한다) 방식으로 상기 RNG-REQ 메시지를 송신할 수 있도록 특정 타임 슬럿을 할당하는 등과 같은 고속 레인징(fast ranging)을 위한 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)들을 할당하고, 그 할당된 고속 레인징 IE를 상기 MSS(300)로 송신한다(345단계). 상기 MSS(300)는 상기 기지국(370)으로부터 수신한 고속 레인징 IE에 상응하게 RNG-REQ 메시지를 상기 기지국(370)으로 송신하고, 상기 기지국(370)은 상기 RNG-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 RNG-RSP 메시지를 상기 MSS(300)로 송신한다(347단계, 349단계). 상기 MSS(300)가 상기 RNG-RSP 메시지까지 수신한 이후의 네트워크 재진입 동작은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 도 3a 및 도 3b에서는 상기 기지국(350)이 나머지 인접 기지국들로부터 수신되는 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들을 분석하여 1개의 신규 서빙 기지국을 결정하여 그 정보를 HO-RSP 메시지를 통해 MSS(300)에게 송신하는 경우를 설명하였다. 그러나, 상기 기지국(350)이 상기 신규 서빙 기지국을 결정하지 않고 상기 MSS(300)가 신규 서빙 기지국을 결정할 수도 있다. 즉, 상기 기지국(350)은 상기 나머지 인접 기지국들로부터 수신되는 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들로부터 분석한 내용들을 상기 HO-RSP 메시지를 통해 상기 MSS(300)에게 알려준다. 그러면, 상기 MSS(300)은 상기 HO-RSP 메시지에 포함되어 있는 인접 기지국 정보들을 참조하여 최종적으로 1개의 신규 서빙 기지국을 결정하게 되는 것이다. 또한, 이 경우 상기 기지국(350)은 상기 인접 기지국들, 즉 기지국(370)과 기지국(390) 모두에게 HO-CONFIRM 메시지를 송신하게 된다.
상기 도 3a 및 도 3b에서는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 신규 서빙 기지국 선택 동작에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 MSS의 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 MSS의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 411단계에서 MSS는 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하는 중에 413단계에서 드롭이 발생하는지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 드롭이 발생하지 않았을 경우 상기 MSS는 상기 411단계로 되돌아가고, 만약 상기 검사 결과 상기 드롭이 발생하였을 경우 상기 MSS는 415단계로 진행한다. 상기 415단계에서 상기 MSS는 상기 드롭이 발생함에 따라 상기 서비스를 복구할 신규 서빙 기지국을 선택하기 위해 인접 기지국들중 임의의 한 타겟 기지국을 선택하고 417단계로 진행한다. 여기서, 상기 인접 기지국들중 한 타겟 기지국을 선택하는 기준은 다수로 존재할 수 있으며, 일 예로 상기에서 설명한 바와 같이 상기 인접 기지국들중 최대 CINR을 가지는 인접 기지국을 상기 타겟 기지국으로 선택한다고 가정하기로 한다.
상기 417단계에서 상기 MSS는 상기 선택한 타겟 기지국으로 상기 초기 레인징 CID와, MAC 어드레스와, 상기 MSS가 현재 속해 있는 기지국, 즉 기존 서빙 기지국의 기지국 식별자를 포함한 RNG-REQ 메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하고 419단계로 진행한다. 상기 419단계에서 상기 MSS는 상기 타겟 기지국으로부터 상기 RNG-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 RNG-RSP 메시지를 수신하고 421단계로 진행한다. 상기 421단계에서 상기 MSS는 상기 수신한 RNG-RSP 메시지를 분석하여 상기 그 Ranging Status가 success로 표기되어 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 Ranging Status가 success로 표기되어 있지 않을 경우 상기 MSS는 431단계로 진행한다. 상기 431단계에서 상기 MSS는 상기 Ranging Status가 지속(continue, 이하 'continue'라 칭하기로 한다)으로 표기되어 있는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 Ranging Status가 continue로 표기되어 있을 경우 상기 MSS는 상기 417단계로 되돌아간다. 상기 431단계에서 검사 결과 상기 Ranging Status가 continue로 표기되어 있지 않을 경우, 즉 상기 Ranging Status가 중지(abort, 이하 'abort'라 칭하기로 한다) 상기 MSS는 상기 415단계로 되돌아간다.
한편, 상기 421단계에서 검사 결과 상기 Ranging Status가 success로 표기되어 있을 경우 상기 MSS는 423단계로 진행한다. 상기 423단계에서 상기 MSS는 상기 타겟 기지국으로부터 HO-RSP 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 타겟 기지국으로부터 상기 HO-RSP 메시지가 수신되지 않을 경우 상기 MSS는 424단계로 진행한다. 상기 424단계에서 상기 MSS는 네트워크 재진입 동작을 수행하고 종료한다.
만약, 상기 423단계에서 검사 결과 상기 타겟 기지국으로부터 상기 HO-RSP 메시지가 수신되었을 경우 상기 MSS는 425단계로 진행한다. 여기서, 상기 HO-RSP 메시지는 상기에서 설명한 바와 같이 1개의 신규 서빙 기지국에 대한 정보만 포함할 수도 있고 또는 다수개의 신규 서빙 기지국 후보들에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 상기 도 4에서는 상기 HO-RSP 메시지에 다수개의 신규 서빙 기지국 후보들에 대한 정보가 포함된 경우를 가정하기로 한다. 상기 425단계에서 상기 MSS는 상기 HO-RSP 메시지에 포함되어 있는 다수개의 신규 서빙 기지국 후보들중 최적의 신규 기지국 후보를 선택하고, 상기 선택한 신규 기지국 후보를 최종 신규 기지국으로 결정하여 상기 타겟 기지국에게 HO-IND 메시지를 전송함으로써 상기 신규 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보한 후 429단계로 진행한다. 상기 429단계에서 상기 MSS는 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버하여 상기 신규 서빙 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하면서 드롭 상태로부터 복구를 완료하고 종료한다.
상기 도 4에서는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 MSS의 동작에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 기존 서빙 기지국 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 기존 서빙 기지국의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 511단계에서 기존 서빙 기지국은 MSS와 서비스를 수행하는 중에 513단계에서 상기 MSS의 드롭이 발생되는지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 MSS의 드롭이 발생되지 않았을 경우 상기 MSS는 상기 511단계로 되돌아간다. 만약 상기 검사 결과 상기 MSS의 드롭이 발생하였을 경우 상기 MSS는 515단계로 진행한다. 상기 515단계에서 상기 기존 서빙 기지국은 상기 MSS의 드롭이 발생함에 따라 타이머(timer)를 구동 시작하고 517단계로 진행한다. 여기서, 상기 타이머는 상기 MSS의 드롭 발생을 검출한 시점부터 구동 시작되며, 미리 설정한 설정 시간 동안 상기 MSS로부터의 업링크 신호 수신 여부를 대기하게 된다. 상기 517단계에서 상기 기존 서빙 기지국은 상기 타이머 구동이 완료되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 타이머 구동이 완료되지 않았을 경우 상기 기존 서빙 기지국은 519단계로 진행한다.
상기 519단계에서 상기 기존 서빙 기지국은 상기 기존 서빙 기지국이 아닌 다른 기지국, 즉 타겟 기지국으로부터 MSS-INFO-REQ 메시지가 수신되는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 타겟 기지국으로부터 상기 MSS-INFO-REQ 메시지가 수신되지 않았을 경우 상기 기존 서빙 기지국은 상기 517단계로 되돌아간다. 만약 상기 검사 결과 상기 타겟 기지국으로부터 상기 MSS-INFO-REQ 메시지가 수신되었을 경우 상기 기존 서빙 기지국은 521단계로 진행한다. 상기 521단계에서 상기 기존 서빙 기지국은 상기 MSS-INFO-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 MSS-INFO-RSP 메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하고 523단계로 진행한다. 상기 523단계에서 상기 기존 서빙 기지국은 상기 기존 서빙 기지국 자신이 관리하고 있는 자원 할당 리스트에서 상기 MSS에 대한 정보를 삭제하고 종료한다. 한편, 상기 517단계에서 상기 검사 결과 상기 타이머 구동이 완료되었을 경우 상기 기존 서빙 기지국은 상기 523단계로 진행한다.
상기 도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 기존 서빙 기지국 동작에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 타겟 기지국 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 타겟 기지국 동작 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 611단계에서 상기 타겟 기지국은 MSS로부터 RNG-REQ 메시지를 수신하고 613단계로 진행한다. 상기 613단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 수신한 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 목적이 드롭 복구를 위한 목적인지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 목적이 드롭 복구를 위한 목적이 아닐 경우 상기 타겟 기지국은 614단계로 진행한다. 상기 614단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 목적에 상응하는 동작을 수행한 후 종료한다.
상기 613단계에서 상기 검사 결과 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 목적이 드롭 복구를 위한 목적일 경우 상기 타겟 기지국은 615단계로 진행한다. 상기 615단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 RNG-REQ 메시지를 송신한 목적이 드롭 복구를 위한 목적이므로 상기 RNG-REQ 메시지에 포함되어 있는 기존 서빙 기지국 식별자에 해당하는 기존 서빙 기지국으로 MSS-INFO-REQ 메시지를 송신하여 상기 MSS 관련 정보를 요구하고 617단계로 진행한다. 상기 617단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 기존 서빙 기지국으로부터 상기 MSS-INFO-REQ 메시지에 대한 응답 메시지인 MSS-INFO-RSP 메시지를 수신한 후 619단계로 진행한다.
상기 619단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 MSS와 상기 레인징 동작을 수행 완료한 후 621단계로 진행한다. 여기서, 상기 도 6에서는 상기 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 과정과 상기 RNG-RSP 메시지를 송신하는 과정이 순차적으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의상 순차적으로 기재한 것이며 상기 MSS-INFO-REQ 메시지 및 MSS-INFO-RSP 메시지를 송수신하는 과정과 상기 레인징 동작을 수행 완료하는 과정은 동시에 수행된다.
상기 621단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 MSS-INFO-RSP 메시지를 분석하여 상기 타겟 기지국 자신이 상기 MSS가 상기 기존 서빙 기지국에서 제공받고 있던 서비스를 제공 가능한지를 검사한다. 상기 검사 결과 상기 MSS가 상기 기존 서빙 기지국에서 제공받고 있던 서비스를 제공가능할 경우 상기 타겟 기지국은 623단계로 진행한다. 상기 623단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 MSS와 네트워크 재진입 동작을 수행한 후 종료한다. 이 경우 상기 타겟 기지국은 드롭 상태에 있었던 MSS의 신규 서빙 기지국으로 동작하게 된다.
한편, 상기 619단계에서 검사 결과 상기 MSS가 상기 기존 서빙 기지국에서 제공받고 있던 서비스를 제공 불가능할 경우 상기 타겟 기지국은 625단계로 진행한다. 상기 625단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 타겟 기지국과 상기 기존 서빙 기지국을 제외한 다른 인접 기지국들 각각으로 HO-PRE-NOTIFICATION 메시지를 송신하고 627단계로 진행한다. 상기 627단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 인접 기지국들 각각으로부터 상기 HO-PRE-NOTIFICATION 메시지에 대한 응답 메시지인 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들을 수신하고 628단계로 진행한다. 상기 628단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 인접 기지국들중 상기 MSS가 핸드오버할 인접 기지국으로 HO-CONFIRM 메시지를 송신한 후 629단계로 진행한다.
상기 629단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 인접 기지국들로부터 수신한 HO-PRE-NOTIFICATION-RSP 메시지들을 분석하여 상기 MSS에 최적의 서비스를 제공할 수 있는 신규 서빙 기지국을 선택하고 631단계로 진행한다. 상기 631단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 MSS와의 초기 레인징 절차를 완료한 후 상기 MSS로 상기 선택한 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 나타내는 HS-RSP 메시지를 송신하고 633단계로 진행한다. 상기 633단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 MSS로부터 상기 HO-RSP 메시지에 대한 응답 메시지인 HO-IND 메시지를 수신하고 634단계로 진행한다. 상기 634단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 신규 서빙 기지국으로부터 MSS-INFO-REQ 메시지를 수신하고 635단계로 진행한다. 상기 635단계에서 상기 타겟 기지국은 상기 신규 서빙 기지국으로 MSS-INFO-RSP 메시지를 송신하고 종료한다.
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, OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템, 특히 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 기존 서빙 기지국과 통신을 수행하는 중에 MSS가 드롭될 경우 통신 복구를 위한 셀 재선택 과정을 상기 MSS가 선택한 임의의 타겟 기지국에서 수행하도록 제어함으로써 시그널링 로드 및 통신 복구 지연 시간을 최소화할 수 있다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 MSS가 드롭되었다가 통신을 복구함을 상기 통신을 복구하는 신규 서빙 기지국에 통보하여 상기 드롭되었던 MSS가 우선적으로 자원을 할당받게 하여 상기 MSS가 최단 시간내에 통신 재개를 가능하게 하여 서비스 품질을 향상시킨다는 이점을 가진다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생에 따른 서빙 기지국 선택 과정을 도시한 신호 흐름도
도 3a-도3b는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 서빙 기지국 선택 과정을 도시한 신호 흐름도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 MSS의 동작 과정을 도시한 순서도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 서빙 기지국의 동작 과정을 도시한 순서도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 드롭 발생시 타겟 기지국 동작 과정을 도시한 순서도

Claims (23)

  1. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 현재 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 신규 서빙 기지국을 선택하는 방법에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 상기 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하는 과정과,
    상기 타겟 기지국은 상기 레인징 요구를 수신하면 상기 기존 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하고, 상기 검출한 이동 가입자 단말기 정보를 분석하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하는 과정과,
    상기 타겟 기지국은 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택하는 과정과,
    상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 가능할 경우, 상기 서비스를 제공하는 것이 가능함을 나타내는 정보를 포함시켜 상기 이동 가입자 단말기로 상기 레인징 요구에 대한 레인징 응답을 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 요구는 상기 레인징 요구가 상기 드롭 발생에 따라 송신되는 것임을 나타내는 목적 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은 상기 신규 서빙 기지국을 선택한 후 상기 신규 서빙 기지국으로 상기 이동 가입자 단말기가 상기 드롭 복구를 위해 핸드오버할 것임을 통보하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 타겟 기지국으로부터 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받으면 상기 타겟 기지국으로 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로부터 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보받으면 상기 신규 서빙 기지국으로 상기 이동 가입자 단말기 정보를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신규 서빙 기지국은 상기 이동 가입자 단말기 정보를 수신한 후 상기 이동 가입자 단말기가 비경쟁 방식으로 상기 신규 서빙 기지국에 상기 레인징 요구를 송신하도록 자원을 할당하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 상기 이동 가입자 단말기가 신규 서빙 기지국을 선택하는 방법에 있어서,
    상기 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 상기 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하는 과정과,
    이후 상기 타겟 기지국으로부터 상기 서비스를 제공하는 것이 가능함을 나타내는 정보가 포함된 레인징 응답을 수신하거나 혹은 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국과 상이한, 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받는 과정과,
    상기 레인징 응답을 수신할 경우 상기 타겟 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택하고, 상기 핸드오버할 것을 통보 받으면 상기 핸드오버 통보할 것을 통보받은 신규 서빙 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 선택한 신규 서빙 기지국과 네트워크 재진입 동작을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 레인징 요구는 상기 레인징 요구가 상기 드롭 발생에 따라 송신되는 것임을 나타내는 목적 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받으면 상기 타겟 기지국으로 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 현재 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 신규 서빙 기지국을 선택하는 방법에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기로부터 상기 기존 서빙 기지국과의 드롭 발생에 따른 복구를 위한 레인징 요구를 수신하는 과정과,
    상기 레인징 요구 수신후 상기 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하고, 상기 검출한 이동 가입자 단말기 정보를 분석하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 검사 결과 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 타겟 기지국을 제외한 다른 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하는 과정과,
    상기 다른 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 다른 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택하는 과정과,
    상기 신규 서빙 기지국을 선택한 후 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 검사 결과 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 가능할 경우, 상기 서비스를 제공하는 것이 가능함을 나타내는 정보를 포함시켜 상기 이동 가입자 단말기로 상기 레인징 요구에 대한 레인징 응답을 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 레인징 요구는 상기 레인징 요구가 상기 드롭 발생에 따라 송신되는 것임을 나타내는 목적 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 신규 서빙 기지국을 선택한 후 상기 신규 서빙 기지국으로 상기 이동 가입자 단말기가 상기 드롭 복구를 위해 핸드오버할 것임을 통보하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보함에 따라 상기 이동 가입자 단말기로부터 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보받으면 상기 신규 서빙 기지국으로 상기 이동 가입자 단말기 정보를 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 이동 가입자 단말기와, 상기 이동 가입자 단말기와 현재 서비스를 수행하는 기존 서빙 기지국과, 상기 기존 서빙 기지국과 상이한 다수의 인접 기지국들을 가지는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 상기 이동 가입자 단말기에 드롭 발생시 신규 서빙 기지국을 선택하는 시스템에 있어서,
    상기 기존 서빙 기지국과 서비스를 수행하고 있는 중에 드롭이 발생함을 검출하면 상기 인접 기지국들중 임의의 한 인접 기지국인 타겟 기지국으로 상기 드롭 복구를 위한 레인징 요구를 송신하고, 이후 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국과 상이한, 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받으면 상기 핸드오버 통보할 것을 통보받은 신규 서빙 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택하는 상기 이동 가입자 단말기와,
    상기 레인징 요구를 수신하면 상기 기존 서빙 기지국으로부터 상기 이동 가입자 단말기에 대한 정보를 검출하여 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 검사하고, 상기 검사 결과 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 불가능할 경우 상기 인접 기지국들중 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각으로 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인하며, 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들 각각에 대한 확인 결과에 상응하게 상기 타겟 기지국을 제외한 인접 기지국들중 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공할 신규 서빙 기지국을 선택한 후, 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스 복구를 위해 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보하는 상기 타겟 기지국을 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로 상기 서비스를 제공하는 것이 가능할 경우, 상기 서비스를 제공하는 것이 가능함을 나타내는 정보를 포함시켜 상기 이동 가입자 단말기로 상기 레인징 요구에 대한 레인징 응답을 송신함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 레인징 응답을 수신할 경우 상기 타겟 기지국을 신규 서빙 기지국으로 선택함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 레인징 요구는 상기 레인징 요구가 상기 드롭 발생에 따라 송신되는 것임을 나타내는 목적 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은 상기 신규 서빙 기지국을 선택한 후 상기 신규 서빙 기지국으로 상기 이동 가입자 단말기가 상기 드롭 복구를 위해 핸드오버할 것임을 통보함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 이동 가입자 단말기는 상기 타겟 기지국으로부터 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것을 통보받으면 상기 타겟 기지국으로 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 타겟 기지국은 상기 이동 가입자 단말기로부터 상기 신규 서빙 기지국으로 핸드오버할 것임을 통보받으면 상기 신규 서빙 기지국으로 상기 이동 가입자 단말기 정보를 송신함을 특징으로 하는 상기 시스템.
KR1020040008153A 2004-02-07 2004-02-07 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이동 가입자 단말기의드롭 발생에 따른 서빙 기지국 선택 시스템 및 방법 KR20050079846A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101450179B1 (ko) * 2008-02-25 2014-10-14 삼성전자주식회사 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 타겟 기지국 선택방법 및 장치

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