(57)【要約】  広帯域無線接続（ＢＷＡ）通信システムにおける周期的レンジングのためのシステムを提供する。このようなシステムにおいて、無線通信システムのスリープモードに滞在している受信器は、送信器から周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを受信してスリープモードへ遷移し、第１の情報に該当する時点で、周期的レンジングを遂行する。従って、スリープモードに滞在している受信器の周期的レンジングを遂行することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムのスリープモードで受信器が周期的レンジングを遂行する方法であって、
前記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを受信するステップと、
前記スリープモード遷移メッセージを受信した後に、前記スリープモードへ遷移し、前記第１の情報に該当する時点で前記周期的レンジングを遂行するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の情報に該当する時点で前記周期的レンジングを遂行するステップは、
前記受信器が前記第１の情報に該当する時点で前記スリープモードに滞在している場合、前記スリープモードからアウェイクモードへ遷移して、前記周期的レンジングを遂行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
次の周期的レンジングを遂行する時点に関連した第２の情報を含む周期的レンジング完了通知を受信するステップと、
前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が前記スリープモードに該当する時点である場合に、前記アウェイクモードから前記スリープモードへ遷移するステップと
をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が、前記スリープモードに該当する時点ではない場合に、前記アウェイクモードを維持するステップをさらに具備することを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第１の情報は、前記スリープモード遷移メッセージを受信する時点で、前記周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１の情報は、前記周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第２の情報は、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点で、前記次の周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記第２の情報は、前記次の周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項９】
前記第１の情報に該当する時点で前記周期的レンジングを遂行するステップは、
前記受信器が前記第１の情報に該当する時点でアウェイクモードに滞在している場合に、前記アウェイクモードで前記周期的レンジングを遂行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記周期的レンジングを遂行する間に、次の周期的レンジングを遂行する時点に関連した第２の情報を含む周期的レンジング完了通知を受信するステップと、
前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が、前記スリープモードに該当する時点である場合に、前記アウェイクモードから前記スリープモードへ遷移するステップと
をさらに具備することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が、前記スリープモードに該当する時点ではない場合に、前記アウェイクモードを維持するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の情報は、前記スリープモード遷移メッセージを受信する時点で、前記周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の情報は、前記周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の情報は、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点で、前記次
の周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の情報は、前記次の周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
無線通信システムのスリープモードで送信器が周期的レンジングを遂行する方法であって、
前記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを送信するステップと、
前記スリープモード遷移メッセージを送信した後に、前記第１の情報に該当する時点で前記周期的レンジングを遂行するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記周期的レンジングを遂行する間に、前記周期的レンジングを完了しなければならないことを検出すると、次の周期的レンジングを遂行する時点に関連した第２の情報を含む周期的レンジング完了通知を送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の情報は、受信器が前記スリープモード遷移メッセージを受信する時点で、前記周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の情報は、前記周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の情報は、受信器が前記周期的レンジング完了通知を受信する時点で、前記次の周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の情報は、前記次の周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
無線通信システムのスリープモードで周期的レンジングを遂行するシステムであって、
前記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを送信する送信器と、
前記スリープモード遷移メッセージを受信すると、前記スリープモードへ遷移し、前記第１の情報に該当する時点で前記周期的レンジングを遂行する受信器と
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記受信器は、前記第１の情報に該当する時点で前記スリープモードに滞在している場合に、前記スリープモードからアウェイクモードへ遷移して、前記周期的レンジングを遂行することを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
前記送信器は、前記周期的レンジングを遂行する間に、前記周期的レンジングを完了しなければならないことを検出すると、次の周期的レンジングを遂行する時点に関連した第２の情報を含む周期的レンジング完了通知を送信することを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
前記受信器は、前記周期的レンジングを遂行する間に、前記周期的レンジング完了通知を受信すると、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が、前記スリープモードに該当する時点である場合に、前記アウェイクモードから前記スリープモードへ遷移することを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記受信器は、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が前記スリープモードに該当する時点ではない場合に、前記アウェイクモードを維持することを特徴とする請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の情報は、前記スリープモード遷移メッセージを受信する時点で、前記周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の情報は、前記周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項２６記載のシステム。
【請求項２９】
前記第２の情報は、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点で、前記次の周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項２６記載のシステム。
【請求項３０】
前記第２の情報は、前記次の周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項２６記載のシステム。
【請求項３１】
前記受信器は、前記第１の情報に該当する時点で前記アウェイクモードに滞在している場合に、前記アウェイクモードで前記周期的レンジングを遂行することを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項３２】
前記送信器は、前記周期的レンジングを遂行する間に、前記周期的レンジングを完了しなければならないことを検出すると、次の周期的レンジングを遂行する時点に関連した第２の情報を含む周期的レンジング完了通知を送信することを特徴とする請求項３１記載のシステム。
【請求項３３】
前記受信器は、前記周期的レンジングを遂行する間に、前記周期的レンジング完了通知を受信すると、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が、前記スリープモードに該当する時点である場合に、前記アウェイクモードから前記スリープモードへ遷移することを特徴とする請求項３２記載のシステム。
【請求項３４】
前記受信器は、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点が前記スリープモードに該当する時点ではない場合に、前記アウェイクモードを維持することを特徴とする請求項３３記載のシステム。
【請求項３５】
前記第１の情報は、前記スリープモード遷移メッセージを受信する時点で、前記周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項３４記載のシステム。
【請求項３６】
前記第１の情報は、前記周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項３４記載のシステム。
【請求項３７】
前記第２の情報は、前記周期的レンジング完了通知を受信した時点で、前記次の周期的レンジングを遂行する時点間の時間オフセットを含むことを特徴とする請求項３４記載のシステム。
【請求項３８】
前記第２の情報は、前記次の周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項３４記載のシステム。
【請求項３９】
前記第２の情報は、前記次の周期的レンジングを遂行する時点を含むことを特徴とする請求項３４記載のシステム。
【請求項４０】
無線通信システムのスリープモードで受信器が周期的レンジングを遂行する方法であって、
前記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むレンジング応答メッセージを受信するステップと、
前記レンジング応答メッセージを受信した後に、スリープモードへ遷移し、前記第１の情報に該当する時点で周期的レンジングを遂行するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項４１】
前記第１の情報は、次の周期的レンジング動作が開始されるフレーム番号を示すことを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の情報は、前記レンジング応答メッセージが送信されたフレームに対して、前記周期的レンジングが遂行されるフレームのオフセットを示すことを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４３】
前記レンジング応答メッセージは、前記第１の情報及びレンジング状態を含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４４】
前記レンジング状態は、成功状態であることを特徴とする請求項４３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広帯域無線接続通信システムに関するもので、特に、スリープモードで加入者端末機と周期的レンジングを遂行するシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次世代通信システムである４世代(４ｔｈ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：以下、“４Ｇ”とする)通信システムにおいて、高い伝送速度による多様なサービス品質(Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ：以下、“ＱｏＳ”とする）を有するサービスをユーザーに提供するための活発な研究が進んでいる。最近、４Ｇ通信システムでは、無線近距離通信ネットワーク(Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、“ＬＡＮ”とする)システム、及び無線都市地域ネットワーク(Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、“ＭＡＮ”とする)システムのような広帯域無線接続(Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ：ＢＷＡ)通信システムに、移動性(ｍｏｂｉｌｉｔｙ）とサービス品質(ＱｏＳ）を保証しながら高速サービスを支援するための研究が活発になされている。その代表的な通信システムが、ＩＥＥＥ(Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ)８０２.１６ａ通信システム、及びＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムである。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システム、及びＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、無線ＭＡＮシステムの物理チャンネル(ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ)に、広帯域伝送ネットワークを支援するために直交周波数分割多元(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、“ＯＦＤＭ”とする)方式、及び直交周波数分割多元接続(Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ａｃｃｅｓｓ：以下、“ＯＦＤＭＡ”とする)方式を適用する。ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システムは、加入者端末機(Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ：以下、“ＳＳ”とする)が固定された状態、すなわち、ＳＳの移動性を全く考慮しない状態と、単一セル構造のみを考慮している。これに対して、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システムにＳＳの移動性を考慮するシステムである。ここで、移動性を有するＳＳは、ＭＳ(Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ)と称する。
【０００４】
図１は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。
図１を参照すると、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、多重セル構造、すなわち、セル１００とセル１５０を有する。また、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、セル１００を管理する基地局(Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＳ)１１０と、セル１５０を管理する基地局１４０と、複数のＭＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３とを含む。そして、基地局１１０，１４０とＭＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３との間の信号送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用して遂行される。ここで、ＭＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３の中のＭＳ１３０は、セル１００とセル１５０との境界領域、すなわち、ハンドオーバー(ｈａｎｄｏｖｅｒ)領域に位置する。したがって、ＭＳ１３０が基地局１１０と信号を送受信する間に、基地局１４０が管理するセル１５０に移動すると、そのＭＳ１３０に対するサービング基地局(ｓｅｒｖｉｎｇ  ＢＳ)が基地局１１０から基地局１４０に変更される。
【０００５】
ＭＳの移動性を考慮するＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムでは、ＭＳの電力消耗がシステム全体の性能の重要な要因として作用する。したがって、ＭＳの電力消耗を最小化するために、ＭＳと基地局との間にスリープモード(ｓｌｅｅｐ  ｍｏｄｅ)動作、及びアウェイクモード(ａｗａｋｅ  ｍｏｄｅ)動作が提案された。また、ＭＳと基地局とのチャンネル状態の変化に対応するために、ＭＳは、周期的に基地局とのタイミングオフセット(ｔｉｍｉｎｇ  ｏｆｆｓｅｔ)、周波数オフセット(ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆｆｓｅｔ)、及び電力を調整するレンジング(ｒａｎｇｉｎｇ)動作を遂行するようになる。特に、ＭＳの移動性を考慮するＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムでは、上述したようなレンジング動作の間の周期的(ｐｅｒｉｏｄｉｃ)レンジングに対する重要度が高くなってきている。
【０００６】
以下に、図２を参照して、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作について説明する。
図２は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作を概略的に示す。
まず、スリープモードは、パケットデータの伝送時に、パケットデータが伝送されない期間が発生するアイドル(ｉｄｌｅ)期間で、ＭＳの電力消耗を最小化するために提案された。すなわち、スリープモードは、ＭＳと基地局とが同時にスリープモードに状態遷移(ｍｏｄｅ-ｔｒａｎｓｉｔ)することによって、パケットデータが伝送されないアイドル期間でのＭＳの電力消耗を最小化する。
【０００７】
一般的に、パケットデータは、バースト(ｂｕｒｓｔ)的に発生する特性を有する。そのため、パケットデータが伝送されない期間とパケットデータが伝送される期間の両方において同一に動作することは不合理であるという理由で、スリープモードが提案された。その反面、スリープモードで伝送されるパケットデータが発生すると、基地局とＭＳは、同時にアウェイクモードに状態遷移してパケットデータを送受信すべきである。
【０００８】
スリープモードは、電力消耗だけでなく、チャンネル信号間の干渉(ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を最小化するための方式としても提案される。しかしながら、パケットデータはトラヒック(ｔｒａｆｆｉｃ)に影響を大きく受けるため、スリープモード動作は、パケットデータのトラヒック特性及び伝送方式特性などを考慮して遂行しなければならない。
【０００９】
図２を参照すると、参照番号２１１は、パケットデータの発生パターンを示すもので、複数のオン/オフ期間で構成される。オン期間はパケットデータ、すなわち、トラヒックが発生するバースト期間で、オフ期間はトラヒックが発生しないアイドル期間である。上記のようなトラヒック発生パターンにより、ＭＳと基地局は、スリープモードとアウェイクモードとの間を遷移し、ＭＳの電力消耗を最小化すると同時にチャンネル信号間の干渉を防止することが可能である。
【００１０】
参照番号２１３は、基地局及びＭＳのモード変更(ｍｏｄｅ  ｃｈａｎｇｅ)パターンを示すもので、複数のアウェイクモードとスリープモードで構成される。アウェイクモードでは、トラヒックが生成されて、基地局とＭＳとは実質的にパケットデータを送受信する。一方、スリープモードでは、トラヒックが生成されず、基地局とＭＳとの間にパケットデータの送受信が実質的になされない。
【００１１】
参照番号２１５は、ＭＳの電力レベルを示すもので、アウェイクモードにおけるＭＳの電力レベルが“Ｋ”である場合に、スリープモードにおけるＭＳの電力レベルは“Ｍ”である。ここで、アウェイクモードにおけるＭＳの電力レベルＫとスリープモードにおけるＭＳの電力レベルＭとを比較すると、Ｍの値がＫの値に比べてはるかに小さい。すなわち、スリープモードでは、パケットデータの送受信がなされないため、ＭＳは電力がほとんど消耗されない。
【００１２】
スリープモード動作を支援するために、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムで現在提案している方式を説明すると、次のようである。
まず、スリープモードに状態遷移するためには、ＭＳが基地局から状態遷移の許可を受信すべきである。また、基地局は、ＭＳがスリープモードに状態遷移をするように許可し、ＭＳにパケットデータを送信する。なお、基地局は、ＭＳの聴取期間(ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ  ｉｎｔｅｒｖａｌ)でＭＳに伝送されるパケットデータが存在することを知らせなければならない。このとき、ＭＳは、スリープモードからアウェイクし、基地局からＭＳに伝送されるべきパケットデータが存在するか否かを確認する。聴取期間について、下記に、より詳細に説明する。
【００１３】
確認の結果、基地局からＭＳに伝送されるパケットデータが存在する場合に、ＭＳは、スリープモードからアウェイクモードに状態遷移し、基地局からパケットデータを受信する。一方、確認の結果、基地局からＭＳに伝送されるパケットデータが存在しない場合に、ＭＳは、スリープモードに復帰するか、或いはアウェイクモードをそのまま維持することが可能である。
【００１４】
以下に、スリープモードとアウェイクモードで動作を支援するために要求されるパラメータ(ｐａｒａｍｅｔｅｒ)を説明する。
(１)  スリープ識別子(ＳＬＰＩＤ)
ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムで提案するスリープ識別子(Ｓｌｅｅｐ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＳＬＰＩＤ)は、ＭＳがスリープモードに状態遷移する過程で、スリープ応答(Ｓｌｅｅｐ-Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＳＬＰ_ＲＳＰ)メッセージを通じて割り当てられる値で、スリープモードで動作するＭＳのみに対する固有の値として使用される。すなわち、スリープ識別子は、聴取期間を含むスリープモードのＭＳを区分するのに使用され、該当ＭＳがアウェイクモードに遷移するときに、スリープ識別子は、基地局に戻され、スリープ応答メッセージを通じて、スリープモードに遷移しようとする他のＭＳに再使用され得る。ここで、スリープ識別子は、１０ビットのサイズを有し、これによって１０２４個のスリープモード動作を遂行するＭＳを支援可能になる。
【００１５】
(２)  スリープ期間
スリープ期間は、ＭＳが要求し、ＭＳの要求により基地局によって割り当てられる期間である。上記スリープ期間は、ＭＳがスリープモードに状態遷移してから聴取期間が始まるまでスリープモードを維持する時間期間(ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）を示す。つまり、スリープ期間は、ＭＳがスリープモードで動作する時間として定義される。
【００１６】
スリープ期間以後にも基地局からＭＳに伝送されるデータがない場合に、ＭＳは、持続的にスリープモードで動作することができる。この場合に、ＭＳは、予め設定されている初期スリープウィンドウ(ｉｎｉｔｉａｌ  ｓｌｅｅｐ  ｗｉｎｄｏｗ)値、及び最終スリープウィンドウ(ｆｉｎａｌ  ｓｌｅｅｐ  ｗｉｎｄｏｗ)値を用いて、スリープ期間を増加させることによって、スリープ期間をアップデートする。ここで、初期スリープウィンドウ値は最小スリープウィンドウ値を示し、最終スリープウィンドウ値は最大スリープウィンドウ値を示す。また、初期スリープウィンドウ値、及び最終スリープウィンドウ値は、フレームの数で表すことが可能である。上記最小ウィンドウ値及び最大ウィンドウ値については、下記に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００１７】
聴取期間は、ＭＳが要求し、ＭＳの要求により基地局によって割り当てられる期間である。上記聴取期間は、ＭＳがスリープモードからしばらくウェイクアップした後に、基地局のダウンリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ)信号に同期してトラヒック指示(Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ：以下、“ＴＲＦ＿ＩＮＤ”とする)メッセージのようなダウンリンクメッセージを受信する時間期間を示す。ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージは、ＭＳに伝送されるトラヒック(すなわち、パケットデータ)が存在するか否かを示すメッセージである。上記ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージは、下記に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００１８】
聴取期間の間に、ＭＳは、ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージを受信待機する。ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージに含まれているスリープ識別子ビットマップ上のＭＳを示すビットが、ポジティブ指示(ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)を示す値で表記されると、ＭＳはアウェイクモードを継続して維持し、結果的にアウェイクモードへ遷移する。その反対に、ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージに含まれているスリープ識別子ビットマップ上のＭＳを示すビットが、ネガティブ指示(ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)を示す値で表記されると、再びスリープモードに遷移する。
【００１９】
(３)  スリープ期間アップデートアルゴリズム
ＭＳは、スリープモードへ遷移すると、予め設定されている最小ウィンドウ値を最小スリープモード期間として見なして、スリープ期間を決定する。その後、ＭＳは、聴取期間でスリープモードからアウェイクし、基地局から伝送されるパケットデータが存在するか否かを確認する。その結果、伝送されるパケットデータが存在しないと、ＭＳは、スリープ期間を以前のスリープ期間の２倍の値に設定し、継続してスリープモードで動作する。例えば、最小ウィンドウ値が“２”である場合に、ＭＳは、スリープ期間を２フレームに設定し、２フレームの間スリープモードで動作する。２フレームが経過した後に、ＭＳは、スリープモードからアウェイクし、ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージが受信されるか否かを判定する。ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージが受信されない場合に、すなわち、基地局からＭＳに伝送されるパケットデータが存在しない場合に、ＭＳは、スリープ期間を２フレームの２倍である４フレームに設定し、４フレームの間スリープモードで動作する。このように、スリープ期間は、初期スリープウィンドウ値から最終スリープウィンドウ値までの間で増加する。上述したようなスリープ期間のアップデートのためのアルゴリズムは、スリープ期間アッアップデートアルゴリズムである。
【００２０】
以下に、スリープモード及びアウェイクモードにおける動作を支援するために、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムで現在定義しているメッセージが説明される。
(１)  スリープ要求(Ｓｌｅｅｐ  Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＳＬＰ_ＲＥＱ)メッセージ
スリープ要求メッセージは、ＭＳから基地局に伝送されるメッセージのことを指し、ＭＳがスリープモードへのモード遷移を要求するときに使用される。スリープ要求メッセージは、ＭＳがスリープモードに遷移するときに要求されるパラメータ、すなわち、情報エレメント(Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＩＥ)が含まれる。下記＜表１＞は、スリープ要求メッセージのフォーマットを示す。
【００２１】
【表１】
2007533250.tif 000003
【００２２】
スリープ要求メッセージは、ＭＳの接続識別子(Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：以下、“ＣＩＤ”とする)に基づいて伝送される専用メッセージ(ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｍｅｓｓａｇｅ)である。＜表１＞に示すようなスリープ要求メッセージの情報エレメントの各々を説明すると、次のようである。
【００２３】
まず、管理メッセージタイプ(Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ)は、現在伝送されるメッセージのタイプである。上記管理メッセージタイプが４５の値を有する場合(管理メッセージタイプ＝４５)に、それは、スリープ要求メッセージを示す。初期スリープウィンドウ値は、スリープ期間のために要求された開始値を示し、最終スリープウィンドウ値は、スリープ期間のために要求された終了値(ｓｔｏｐ  ｖａｌｕｅ)を示す。すなわち、スリープ期間アップデートアルゴリズムで説明したように、スリープ期間は、初期スリープウィンドウ値から最終スリープウィンドウ値までの間でアップデートが可能になる。また、聴取期間は、フレーム値で示すことができる。
【００２４】
(２)  スリープ応答(Ｓｌｅｅｐ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＳＬＰ_ＲＳＰ)メッセージ
スリープ応答メッセージは、スリープ要求メッセージに対する応答メッセージである。上記スリープ応答メッセージは、ＭＳによって要求されたスリープモードへのモード遷移を許容するか否かを示すメッセージとして使用可能であり、また、非要求指示(ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ)を示すメッセージとしても使用可能である。スリープ応答メッセージは、ＭＳがスリープモードで動作するときに要求される情報エレメントが含まれる。スリープ応答メッセージのフォーマットは、下記＜表２＞の通りである。
【００２５】
【表２】
2007533250.tif 000004
【００２６】
また、スリープ応答メッセージは、ＭＳのＣＩＤに基づいて伝送される専用メッセージで、＜表２＞に示すような情報エレメントを含む。
【００２７】
まず、管理メッセージタイプは、現在伝送されるメッセージのタイプを示す。例えば、管理メッセージタイプが４６の値を有する場合(管理メッセージタイプ＝４６)に、それは、スリープ応答メッセージを示す。また、スリープ許可(ｓｌｅｅｐ-ａｐｐｒｏｖｅｄ)値が１ビットで表現され、スリープ許可値が‘０’である場合には、スリープモードへの遷移が拒否されることを示す。一方、スリープ許可値が‘１’である場合には、スリープモードへの遷移が許可されることを示す。スリープモードへの遷移に対するＭＳの要求が拒否された場合(すなわち、スリープ許可値が‘０’に設定される場合)に、ＭＳは、スリープ要求メッセージを基地局に伝送するか、或いは非要求指示を示すスリープ応答メッセージを基地局から受信待機する。スリープ許可値が‘１’である場合に、スリープ応答メッセージは、上記に説明した開始フレーム、初期スリープウィンドウ、最終スリープウィンドウ、聴取期間、及びスリープ識別子を含む。スリープ許可値が‘０’である場合に、スリープ応答メッセージは、再要求動作(ＡＦＴＥＲ-ＲＥＱ-Ａｃｔｉｏｎ)と、再要求時間(ＲＥＱ-Ｄｕｒａｔｉｏｎ）の値を含む。
【００２８】
ここで、開始フレーム値は、ＭＳが第１のスリープ期間に進入するまでのフレーム(スリープ応答メッセージを受信したフレームは含まれない)の数のことを指す。すなわち、ＭＳは、スリープ応答メッセージを受信したフレーム以後、すぐ次のフレームから開始フレーム値に該当するフレームが経過した後で、スリープモードに状態遷移する。スリープ識別子は、スリープモードで動作するＭＳを区分するために使用され、全体で１０２４個のスリープモードで動作するＭＳを区分することができる。
【００２９】
上述したように、初期スリープウィンドウ値は、スリープ期間のための開始値(フレーム単位で測定される値)を示す。聴取期間は、聴取期間のための値(フレーム単位で測定される値)を示す。最終スリープウィンドウ値は、スリープ期間のための終了値(フレーム単位で測定される値)を示す。再要求動作値は、スリープモードへの遷移が拒否されたときに、ＭＳがすべき動作を示す。
【００３０】
(３)  トラヒック指示(Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)メッセージ
ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージは、聴取期間でＭＳに伝送するメッセージであって、基地局からＭＳに伝送するパケットデータが存在するか否かを示す。ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージのフォーマットは、下記＜表３＞に示すようである。
【００３１】
【表３】
2007533250.tif 000005
【００３２】
ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージは、スリープ要求メッセージ及びスリープ応答メッセージとは異なるブロードキャスティング(ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ)方式により伝送されるブロードキャスティングメッセージである。ＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージは、基地局から所定のＭＳに伝送されるパケットデータが存在するか否かを示すメッセージである。ＭＳは、ブロードキャスティングされるＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージを聴取期間でデコーディングし、アウェイクモードに遷移するか、或いはスリープモードに再び戻るかを決定する。
【００３３】
ＭＳがアウェイクモードに遷移する場合に、ＭＳはフレーム同期を確認する。その確認の結果、ＭＳが予想するフレームシーケンス番号(ｆｒａｍｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｎｕｍｂｅｒ)と一致しない場合、ＭＳは、アウェイクモードで損失されたパケットデータの再伝送を要求することができる。一方、ＭＳが聴取期間でＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージを受信しなかった場合、或いはＭＳによって受信されたＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージがポジティブ指示を含まない場合に、ＭＳは、スリープモードに復帰することもある。
【００３４】
以下に、上記＜表３＞に示すようなＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージの情報エレメントを各々説明する。
まず、管理メッセージタイプは、現在伝送されるメッセージのタイプを示す。例えば、管理メッセージタイプが４８の値を有する場合(管理メッセージタイプ＝４８)に、それはＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージを示す。スリープ識別子ビットマップは、スリープモードでＭＳを区分するためにＭＳに割り当てられたスリープ識別子別に１ビットずつ割り当てられたビットを有する、指示インデックスの集合を示す。すなわち、スリープ識別子ビットマップは、現在スリープモードで動作するＭＳに割り当てられたスリープ識別子に(最大値-１)、各ＭＳごとに１ビットずつ割り当てられたビットのグループを意味する。スリープ識別子ビットマップは、バイトアラインメントのためにダミー(ｄｕｍｍｙ)ビットが割り当てられることも可能である。
【００３５】
ＭＳに割り当てられたビットは、基地局から該当ＭＳに伝送されるデータの存在有無を示す。そこで、スリープモードのＭＳは、聴取期間で受信したＴＲＦ＿ＩＮＤメッセージから、スリープモードへの遷移時に割り当てられたスリープ識別子とマッピングされたビットを読み取る。その後、スリープ識別子がポジティブ指示値、すなわち、‘１’の値であると、ＭＳは、アウェイクモードを継続して維持することによって、アウェイクモードに遷移する。一方、スリープ識別子がネガティブ指示値、すなわち、‘０’の値であると、ＭＳは、さらにスリープモードへ遷移する。
【００３６】
図２を参照して、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作について説明した。次に、図３を参照して、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのレンジング動作について説明する。
図３は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのレンジング過程を概略的に示す信号流れ図である。
図３を参照すると、ＭＳ３００がパワーオン状態になると、ＭＳ３００は、予め設定されているすべての周波数帯域をモニタリングし、最大強度、すなわち、最大キャリア対干渉雑音比(Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：以下、“ＣＩＮＲ”とする)を有するパイロット信号を検出する。そして、ＭＳ３００は、最大ＣＩＮＲを有するパイロット信号を送信した基地局をＭＳ３００が現在属している基地局、すなわち、サービング基地局３２０として判定する。ＭＳ３００は、サービング基地局３２０から伝送されるダウンリンクフレームのプリアンブル(ｐｒｅａｍｂｌｅ)を受信し、サービング基地局３２０とのシステム同期を獲得する。
【００３７】
ＭＳ３００がＭＳ３００とサービング基地局３２０との間のシステム同期を獲得すると、ステップ３１１及びステップ３１３で、サービング基地局３２０は、ＭＳ３００にＤＬ(ＤｏｗｎＬｉｎｋ)_ＭＡＰメッセージとＵＬ(ＵｐＬｉｎｋ)_ＭＡＰメッセージを送信する。ここで、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージは、下記＜表４＞に示すようなフォーマットを有する。
【００３８】
【表４】
2007533250.tif 000006
【００３９】
＜表４＞に示すように、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信されるメッセージのタイプを示す管理メッセージタイプと、同期を獲得するために物理(ＰＨＹ)チャンネルに適用される変調方式及び復調方式に対応して設定されるＰＨＹ同期化セット(Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｓｅｔ)と、ダウンリンクバーストプロファイル(ｂｕｒｓｔ  ｐｒｏｆｉｌｅ)を含んでいるダウンリンクチャンネルディスクリプタ(Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ：ＤＣＤ)メッセージの構成(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)変化に対応するカウントを示すＤＣＤカウントと、基地局識別子を示す基地局ＩＤと、基地局ＩＤ以後に滞在しているエレメントの個数を示すＤＬ_ＭＡＰエレメントの個数ｎ(Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ＵＬ＿ＭＡＰ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  ｎ)とを含む。特に、＜表４＞に示していないが、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージは、ＯＦＤＭＡ通信システムでレンジングに各々割り当てられるレンジングコードに関する情報を含む。特に、ＭＳ３００は、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージを通じて、ダウンリンクフレームを構成するダウンリンクバーストに関する情報を検出することができる。したがって、ＭＳは、ダウンリンクフレーム内のダウンリンクバーストを区分して、上記バースト内のデータ、すなわち、データフレームを受信することが可能になる。
【００４０】
上記ＵＬ＿ＭＡＰメッセージは、下記＜表５＞のようなメッセージフォーマットを有する。
【表５】
2007533250.tif 000007
【００４１】
＜表５＞に示すように、ＵＬ＿ＭＡＰメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信されるメッセージのタイプを示す“Ｍａｎａｂｅｍｅｎｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｔｙｐｅ”と、使用されるアップリンクチャンネル識別子を示す“Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｈａｎｎｅｌ  ＩＤ”と、アップリンクバーストプロファイルを含んでいるアップリンクチャンネルディスクリプタ(Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ：以下、“ＵＣＤ”とする)メッセージの構成変化に対応するカウントを示す“ＵＣＤ  Ｃｏｕｎｔ”と、ＵＣＤ  Ｃｏｕｎｔ以後に滞在しているエレメントの個数を示す“Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ＵＬ＿ＭＡＰ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｎ”とを含む。ここで、“Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｈａｎｎｅｌ  ＩＤ”は、媒体接続制御(Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：以下、“ＭＡＣ”とする)サブ階層(ｓｕｂｌａｙｅｒ)のみで割り当てられる。
【００４２】
一方、ＭＳ３００がサービング基地局３２０との同期を獲得した後、すなわち、ダウンリンク／アップリンク制御情報及び実際のデータ送受信位置を認識した後に、ＭＳ３００は、ステップ３１５で、サービング基地局３２０にレンジング要求(ＲＮＧ＿ＲＥＱ)メッセージを送信する。上記ＲＮＧ＿ＲＥＱメッセージを受信したサービング基地局３２０は、ステップ３１７で、ＭＳ３００にレンジングのための周波数、時間、及び送信電力を補正するための情報を含むレンジング応答(ＲＮＧ＿ＲＳＰ)メッセージを送信する。
【００４３】
一方、図３では、説明の便宜上、１回のＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ送信過程及び上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ送信に対応する１回のＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ送信過程を通してレンジング過程が終了される。しかしながら、実際のレンジング過程に従って、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ送信過程及び上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに対応するＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ送信過程がアップリンクに対する送信電力／タイミング／周波数補正が完了されるときまで、複数回反復されることができ、上記レンジング過程は、周期的に(periodically)遂行される。
【００４４】
上述したＲＮＧ−ＲＥＱメッセージは、＜表６＞に示すようなフォーマットを有する。
【表６】
2007533250.tif 000008
【００４５】
＜表６＞に示すように、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信されるメッセージのタイプを示すＭａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅと、上記ＭＳがＵＣＤメッセージを通して受信したＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに含まれているダウンリンクチャンネル識別子を示すＤｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ ＩＤと、送信されるレンジング応答の優先順位を示すＰｅｎｄｉｎｇ Ｕｎｔｉｌ Ｃｏｍｐｌｅｔｅとを含む。ここで、上記Ｐｅｎｄｉｎｇ Ｕｎｔｉｌ Ｃｏｍｐｌｅｔｅは、８ビットの値を有する。上記Ｐｅｎｄｉｎｇ Ｕｎｔｉｌ Ｃｏｍｐｌｅｔｅが‘００００００００'の値を有すると、以前のレンジング応答が高い優先順位を有する。しかしながら、上記Ｐｅｎｄｉｎｇ Ｕｎｔｉｌ Ｃｏｍｐｌｅｔｅが‘００００００００'の値を有していないと、現在のレンジング応答が高い優先順位を有する。
【００４６】
また、上述したＲＮＧ−ＲＳＰメッセージは、＜表７＞に示すようなフォーマットを有する。
【表７】
2007533250.tif 000009
【００４７】
＜表７＞を参照すると、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信されるメッセージのタイプを示すＭａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅと、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに含まれているアップリンクチャンネル識別子を示すＵｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ ＩＤとを含む。
【００４８】
一方、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの送受信動作の完了、すなわち、レンジング過程の完了は、＜表７＞に示すように、ＴＬＶ（Type，Length，Value）Ｅｎｃｏｄｅｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎのうち、レンジング状態(Ｒａｎｇｉｎｇ Ｓｔａｔｕｓ)パラメーター値で判断されることができる。ここで、上記レンジング状態パラメーターは、＜表８＞に示すような値のうちのいずれか１つの値を有する。
【００４９】
【表８】
2007533250.tif 000010
【００５０】
一方、上記レンジング過程は、上述したように、少なくとも１回以上のＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及び上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換を通して遂行される。すなわち、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及び上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換は、送信電力／タイミング／周波数補正が完了されるときまで反復されることができる。ここで、２回以上のＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換は、基地局から送信された周期的なＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ内のレンジング状態の値によって制御される。
【００５１】
上記ＭＳは、上記基地局から送信されたＲＮＧ−ＲＳＰメッセージ内のレンジング状態の値が１であると、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを付加的に交換する必要があると認識する。すなわち、上記ＭＳは、レンジング過程が進行している(continue)状態であることを認識して、上記ＢＳと送信電力／タイミング／周波数補正を遂行した後、上記ＢＳへ上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信する。上記ＢＳは、上記ＭＳから送信されたＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを受信することに従って、上記ＭＳの送信電力／タイミング／周波数補正の状態に従って付加的な補正が必要とされる場合には、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態をさらに１の値を有するように設定する。上記ＢＳは、上記ＭＳへ上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを送信することによって、付加的なＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換が遂行されることができるようにする。
【００５２】
これとは異なって、上記ＭＳの送信電力／タイミング／周波数補正の状態に従って、付加的な補正が必要とされない場合には、すなわち、レンジング過程が成功した場合には、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態を３の値を有するように設定して、付加的なＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換が遂行されることができないようにする。
【００５３】
以下、上記レンジングについて詳細に説明する。
まず、上記レンジングは、初期レンジング(Initial Ranging)と、維持管理レンジング(Maintenance Ranging)、すなわち、周期的レンジング(Periodic Ranging)と、帯域要求レンジング(Bandwidth Request Ranging)とに分類される。上記ＭＳは、アップリンクを介してデータを送信するに先立って、上記レンジング動作を通して送信電力を補正し、タイミングオフセット及び周波数オフセットを補正することができる。
【００５４】
一番目に、上記初期レンジングについて説明する。
上記初期レンジングは、ＢＳがＭＳとの同期を獲得するために遂行されるもので、上記ＭＳと上記ＢＳとの間の正確な時間オフセットを合わせ、送信電力を補正するために遂行される。すなわち、上記ＭＳは、パワーオンした後、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ及びＵＬ−ＭＡＰメッセージを受信してＢＳとの同期を獲得する。すると、上記ＭＳは、上記ＢＳと上記時間オフセット及び送信電力を補正するために、上記初期レンジングを遂行する。
【００５５】
二番目に、周期的レンジングについて説明する。
上記周期的レンジングは、上記初期レンジングを通して上記ＢＳと時間オフセット及び送信電力を補正したＭＳが上記ＢＳとチャンネル状態などを補正するために、周期的レンジングを遂行する。
【００５６】
三番目に、帯域要求レンジングについて説明する。
上記帯域要求レンジングは、上記初期レンジングを通してＢＳと時間オフセット及び送信電力を補正したＭＳが上記ＢＳと実際の通信を遂行するために、帯域幅(bandwidth)割当てを要求する。
【００５７】
上述したように、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムがＭＳの移動性を考慮するので、上記ＭＳの周期的レンジングは、データの送受信のために非常に重要な要因として作用する。上記周期的レンジングは、上記ＭＳが上記ＢＳと信頼性ある通信を遂行するために必要とされるパラメーターの測定及び補正のための動作であって、上記ＢＳは、上記ＭＳが上記周期的レンジングを遂行することができるように、すなわち、上記ＭＳが上記ＢＳへＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信することができるように、アップリンクリソースを割り当てなければならない。すなわち、上記ＢＳは、上記ＭＳの周期的レンジングのために、上記ＭＳに上記アップリンクリソースを割り当てなければならず、上記アップリンクリソースの割当てのための情報を、ＵＬ−ＭＡＰメッセージを通して上記ＭＳに通知しなければならない。
【００５８】
すると、上記ＭＳは、上記割り当てられたアップリンクリソースを通して、上記ＢＳへ上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信して、上記ＢＳと周期的レンジング動作を遂行する。上記ＢＳは、上記ＭＳから受信されたＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに従って、上記送信電力、タイミングオフセット、及び周波数オフセットを補正した後、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに応じて、上記ＭＳへＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを送信して、上記周期的レンジングを終了する。
【００５９】
しかしながら、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおけるスリープモード動作及びレンジング動作、特に、周期的レンジング動作は、相互に独立して動作するように提案されており、上記スリープモード動作及び上記周期的レンジング動作は、相互間にまったく連関性がない。すなわち、スリープモードに滞在しているＭＳであっても、上記ＢＳと信頼性ある通信を遂行するためには、上記周期的レンジングを遂行しなければならない。しかしながら、上記スリープモードに滞在しているＭＳは、上記ＢＳから送信されるメッセージをまったく受信することができず、上記周期的レンジングのためのリソースを受信することができない。その結果、上記スリープモードに滞在しているＭＳの周期的レンジングに対する方案を提案する必要性が浮かび上がってきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００６０】
したがって、上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、ＢＷＡ通信システムのスリープモードで周期的レンジングを遂行するためのシステム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００６１】
上記した目的を達成するために、本発明の見地によると、無線通信システムのスリープモードで受信器が周期的レンジングを遂行する方法は、上記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを受信するステップと、上記スリープモード遷移メッセージを受信した後に、上記スリープモードへ遷移し、上記第１の情報に該当する時点で上記周期的レンジングを遂行するステップとを具備することを特徴とする。
【００６２】
本発明の他の見地によると、無線通信システムのスリープモードで送信器が周期的レンジングを遂行する方法は、前記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを送信するステップと、上記スリープモード遷移メッセージを送信した後に、上記第１の情報に該当する時点で上記周期的レンジングを遂行するステップとを具備することを特徴とする。
【００６３】
本発明のさらなる見地によると、無線通信システムのスリープモードで周期的レンジングを遂行するシステムは、上記周期的レンジングを遂行する時点に関連した第１の情報を含むスリープモード遷移メッセージを送信する送信器と、上記スリープモード遷移メッセージを受信すると、上記スリープモードへ遷移し、上記第１の情報に該当する時点で上記周期的レンジングを遂行する受信器とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００６４】
本発明は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システム、すなわち、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード及びアウェイクモード動作を支援すると同時に、周期的なレンジング動作も支援することが可能である。特に、本発明は、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモードで動作するＭＳの周期的レンジング動作を支援することによって、互換性(ｂａｃｋｗａｒｄ  ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ)を保証しつつ、最小の消費電力を有する信頼性高い通信を提供することができる。その結果、本発明は、サービス品質が向上した通信を提供することができる、という長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
本発明は、広帯域無線接続(Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ：ＢＷＡ)通信システムであるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいて、スリープモード(ｓｌｅｅｐ  ｍｏｄｅ)で動作する移動端末機(Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ：以下、“ＭＳ”と称する)の周期的レンジングを提案する。すなわち、本発明は、スリープモードのＭＳに周期的レンジングのためのアップリンクリソースを割り当てることによって、ＭＳが上記スリープモードでも周期的レンジングを遂行して信頼性ある通信を遂行する方式を提示する。ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、ＯＦＤＭ及びＯＦＤＭＡ方式を使用するＢＷＡ通信システムにおいて、複数の副搬送波を使用して物理チャンネル信号を送信することによって、高速のデータ送信が可能であり、多重セル構造を支援してＭＳの移動性を支援する通信システムである。本発明は、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムを一例にして説明しているが、上記のような通信システムだけでなく、スリープモード動作及び周期的レンジング動作を支援する通信システムのすべてに適用可能であることはもちろんである。
【００６７】
以下では、本発明のスリープモードでの周期的レンジング動作を支援するためのメッセージについて説明する。
(１)  スリープ応答（Ｓｌｅｅｐ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ＳＬＰ−ＲＳＰ）メッセージ
上記従来技術で説明したように、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージは、スリープ要求(Ｓｌｅｅｐ−Ｒｅｑｕｅｓｔ；以下、‘ＳＬＰ−ＲＥＱ'と称する)メッセージに対する応答メッセージである。しなしながら、本発明は、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムで使用されたＳＬＰ−ＲＳＰメッセージにあらかじめ定められたフィールド(field)を付加することによって新たなＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを使用する。本発明で提案するＳＬＰ−ＲＳＰメッセージは、＜表９＞に示すようなフォーマットを有する。
【００６８】
【表９】
2007533250.tif 000011
【００６９】
上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージは、上記ＭＳの基本接続識別子（ｂａｓｉｃ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ＩＤ）に基づいて送信される専用メッセージ(ｄｅｄｉｃａｔｅ  ｍｅｓｓａｇｅ)である。＜表９＞に示すＳＬＰ−ＲＳＰメッセージの情報エレメント(Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｅｌｅｍｅｎｔ；以下、‘ＩＥ’と称する)のうち、Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを除いては、上記従来技術で説明した＜表２＞のＳＬＰ−ＲＳＰメッセージ、すなわち、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムで使用しているＳＬＰ−ＲＳＰメッセージのＩＥと同一の値であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇは、アウェイクモード(ＡＷＡＫＥ  ＭＯＤＥ)に滞在しているＭＳがスリープモードへ遷移した後、周期的レンジングを遂行するために、すなわち、上記ＭＳが周期的レンジングを遂行するために、ＢＳからアップリンクバースト(ｕｐｌｉｎｋ  ｂｕｒｓｔ)を受信するために、さらにアウェイクモードへ遷移しなければならないフレーム番号を示すＩＥである。すなわち、上記ＭＳがスリープ期間(ＳＬＥＥＰ ＩＮＴＥＲＶＡＬ)の間に、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレーム番号に到達すると、上記ＭＳは、上記周期的レンジングを遂行するために、上記スリープモードから上記アウェイクモードへ遷移しなければならない。
【００７１】
上述したように、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、上記スリープモードに滞在しているＭＳが上記アウェイクモードへ遷移する時点を通知する役割をする。従って、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、上述したように、上記スリープモードに滞在するＭＳが、アウェイクモードへ遷移しなければならないフレーム番号を示すこともあり、現在の時点、すなわち、現在のフレームから上記アウェイクモードへ遷移するときまでのフレームオフセットを示すこともある。
【００７２】
ここで、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥが上記スリープモードに滞在しているＭＳがアウェイクモードへ遷移するフレーム番号を示す場合には、そのフレーム番号を絶対値で表現する。また、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥが上記スリープモードに滞在しているＭＳがアウェイクモードへ遷移するときまでのフレームオフセットを示す場合には、上記フレームオフセットがそのフレーム番号を絶対値で表現するだけ、実質的に同一の意味を有することに留意しなければならない。
【００７３】
従って、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥが、上記スリープモードに滞在しているＭＳがアウェイクモードへ遷移するときまでのフレームオフセットを示す場合には、上記ＭＳは、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを受信したフレーム番号に上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥで示された値を加え、これによって、上記ＭＳがアウェイクモードへ遷移しなければならないフレーム番号を計算することができる。ここで、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥが絶対値である上記ＭＳのアウェイクモードへ遷移するフレーム番号自体を示すか、あるいは、相対値である上記ＭＳのアウェイクモードへ遷移するフレームまでのフレームオフセットを示すかは、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、その状況に従って適応的に決定されることができる。
【００７４】
また、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、＜表９＞に示すように、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージに必須的なＩＥとして挿入されることもあり、または、ＴＬＶ（タイプ（Ｔｙｐｅ）、長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、値（Ｖａｌｕｅ））エンコーディング方式によって、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージに選択的なＩＥとして挿入されることもある。
【００７５】
一方、上記ＭＳがすでにアウェイクモードに滞在していると、上記ＭＳは、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレーム番号を有するフレームで、周期的レンジングを遂行すればよい。また、上記ＭＳが周期的レンジングを遂行した後に、やはりスリープ期間に滞在している場合には、上記ＭＳは、上記アウェイクモードから上記スリープモードへさらに遷移することができる。
【００７６】
(２)  レンジング応答(Ｒａｎｇｉｎｇ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ＲＮＧ−ＲＳＰ)メッセージ
上記従来技術で説明したように、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージは、レンジング要求（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ；以下、‘ＲＮＧ−ＲＥＱ'と称する)メッセージに対する応答メッセージである。しかしながら、本発明は、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムで使用されたＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのＴＬＶ Ｅｎｃｏｄｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎフィールドに、＜表９＞で説明したようなＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを付加して得られた新たなＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを使用する。上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを除外したＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの残りのＩＥは、＜表７＞で説明したように、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムで使用されたＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのＩＥと同一の値を有するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。ここで、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのＴＬＶ Ｅｎｃｏｄｉｎｇパラメーターに付加されたＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、＜表１０＞に示される。
【００７７】
【表１０】
2007533250.tif 000012
【００７８】
＜表１０＞に示すように、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、ＴＬＶ Ｅｎｃｏｄｉｎｇタイプパラメーターであるので、必要な場合にのみ、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含まれて上記ＭＳへ送信される。すなわち、上記ＢＳは、上記周期的レンジングが完了される時点で、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのパラメーターのうち、上記従来技術の＜表８＞で説明したようなレンジング状態(Ｒａｎｇｉｎｇ  Ｓｔａｔｕｓ)が３（ｓｕｃｃｅｓｓ）の値を有するように設定された場合に、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含めて上記ＭＳへ送信する。上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを含んでいるＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信したＭＳは、上記周期的レンジング動作の完了を認識し、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含まれているＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを検出して、次の周期的レンジングが開始するフレームを認識する。
【００７９】
また、＜表１０＞では、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥが絶対値である上記ＭＳのアウェイクモードへ遷移するフレーム番号自体を示す形態で説明したが、＜表９＞で説明したように、相対値である上記ＭＳのアウェイクモードへ遷移するフレームまでのフレームオフセットを示すか否かは、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、その状況に従って適応的に決定されることができることはもちろんである。
【００８０】
上述したように、上記周期的レンジング動作が完了された後に、上記ＭＳがスリープ期間に滞在していると、上記ＭＳは、上記アウェイクモードから上記スリープモードへさらに遷移することができる。この後に、上記ＭＳは、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージから検出されたＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに対応して上記周期的レンジングを遂行する。上述したように、上記ＭＳが上記周期的レンジングを遂行する時点でスリープモードに滞在する場合、上記アウェイクモードへ遷移して上記周期的レンジング動作を遂行する。しかしながら、上記ＭＳが上記アウェイクモードに滞在する場合には、上記ＭＳは、上記アウェイクモードで周期的レンジング動作を遂行する。
【００８１】
図４は、本発明の実施形態によるＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、スリープモードに滞在しているＭＳの周期的レンジング動作を概略的に示す図である。
図４を参照すると、まず、ＭＳ４５０は、ステップ４０１で、上記アウェイクモードから上記スリープモードへ遷移するために、ＢＳ４００へＳＬＰ−ＲＥＱメッセージを送信する。上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージは、上記従来技術の＜表１＞で説明したものと同一であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
ＭＳ４５０から上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージを受信したＢＳ４００は、ＢＳ４００及びＭＳ４５０の状況を考慮して、ＭＳ４５０のスリープモードへのモード遷移を承諾することかどうかを判断し、上記判断の結果に対応して、ステップ４０３で、ＢＳ４００は、ＭＳ４５０へＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを送信する。ここで、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージは、＜表９＞で説明したようなＩＥが含まれるが、特に、本発明で新たに提案するＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥが含まれる。ＭＳ４５０がＢＳ４００から上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを受信すると、ＭＳ４５０は、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージに含まれているＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを検出し、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに従って、上記周期的レンジング動作を遂行するための準備をする。
【００８３】
上記従来技術で説明したように、ＭＳ４５０は、スリープ期間アップデートアルゴリズム(ＳＬＥＥＰ ＩＮＴＥＲＶＡＬ ＵＰＤＡＴＥ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ)を通してスリープ期間を増加させながら、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムでのスリープモード動作を遂行する。一方、ＭＳ４５０が上記スリープモードで周期的レンジングを遂行しなければならないフレームに到達した場合、すなわち、ＭＳ４５０がＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレームに到達した場合に、ステップ４０５で、上記スリープモードに滞在しているＭＳ４５０は、上記アウェイクモードへ遷移する。ステップ４０７で、ＭＳ４５０は、上記アウェイクモードで、上記周期的レンジング動作を遂行しなければならない。
【００８４】
まず、上記周期的レンジング動作は、ステップ４１１、ステップ４１３、ステップ４１５、ステップ４１７、ステップ４１９、ステップ４２１、ステップ４２３、及びステップ４２５で、少なくとも１回以上のＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換を通して遂行される。ステップ４０５で、ＭＳ４５０が上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当する周期的レンジングのためのアップリンクバーストをＢＳ４００から受信すると、ステップ４１１で、ＭＳ４５０は、上記受信されたアップリンクバーストを通してＢＳ４００へ上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信する。上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを受信したＢＳ４００は、ステップ４１３で、レンジング応答情報を含むＲＮＧ―ＲＳＰメッセージをＭＳ４５０へ送信する。上記レンジング応答情報は、ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを通して、ＭＳ４５０が補正しなければならない周波数、時間、及び送信電力に関する情報を含む。ここで、上記周波数、時間、及び送信電力を付加的に補正する必要がある場合に、ＢＳ４００は、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態をレンジング過程が進行していることを示す１の値を有するように設定する。
【００８５】
上記１の値を有するレンジング状態を含むＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信したＭＳ４５０は、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージから、上記周波数、時間、及び送信電力の補正に必要とされるパラメーターを検出する。ＭＳ４５０は、上記周波数、時間、及び送信電力に対する補正を遂行する。そして、ＭＳ４５０は、ステップ４１５で、上記未完了された周波数、時間、及び送信電力に対する補正を継続して遂行するために、ＢＳ４００へ上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信する。
【００８６】
ＭＳ４５０から上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを受信したＢＳ４００は、ステップ４１７、ステップ４１９、ステップ４２１、及びステップ４２３で、上述したようなＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換動作を反復しつつ、上記周期的レンジング動作を遂行する。しかしながら、ＢＳ４００が、ＭＳ４５０の周波数、時間、及び送信電力に対する補正がこれ以上不必要であると判断すると、ＢＳ４００は、ＭＳ４５０から受信されたＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに対応するＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態が、上記レンジング過程が成功したことを示す３の値を有するように設定する。その後、ＢＳ４００は、ステップ４２５で、次の周期的レンジングが遂行されなければならないフレームを示すＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに付加して、ＭＳ４５０へ送信する。
【００８７】
上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥ及び上記３の値を有するレンジング状態を含んでいる上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信したＭＳ４５０は、上記周期的レンジングの完了を認識し、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレームで周期的レンジングを遂行する準備をする。また、上記周期的レンジングが完了された状態で、ＭＳ４５０が上記スリープ期間に滞在していると、ＭＳ４５０は、上記アウェイクモードから上記スリープモードへ遷移することができる。
【００８８】
一方、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレームで、ＭＳ４５０自身がスリープモードに滞在している場合には、ＭＳ４５０は、上記スリープモードからアウェイクモードへ遷移して、上記周期的レンジング動作を遂行する。しかしながら、ＭＳ４５０自身がアウェイクモードに滞在している場合には、ＭＳ４５０は、上記アウェイクモードでそのまま周期的レンジング動作を遂行する。
【００８９】
まず、上記周期的レンジング動作が開始される時点で、ＭＳ４５０がアウェイクモードに滞在していると、ＭＳ４５０は、ダウンリンクフレームにＭＳ４５０自身のためのデータバーストが存在するか否かを把握するために、上記＜表４＞で説明したようなＤＬ(ＤｏｗｎＬｉｎｋ)−ＭＡＰメッセージ、あるいは、上記＜表５＞で説明したようなＵＬ(ＵｐＬｉｎｋ)−ＭＡＰメッセージをデコーディングしなければならない。上記ＤＬ−ＭＡＰメッセージ及び上記ＵＬ−ＭＡＰメッセージをデコーディングする過程で、ＢＳ４００が上記周期的レンジングのための周期的レンジング機会（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）、すなわち、アップリンクバーストをＭＳ４５０に割り当てたことを把握する場合に、ＭＳ４５０は、ＢＳ４００が割り当てた周期的レンジング機会を認識する。
【００９０】
これとは異なって、周期的レンジング動作が開始される時点で、ＭＳ４５０がスリープモードに滞在すると、ＭＳ４５０は、上記周期的レンジング動作が開始される時点で、アウェイクモードへ遷移して、ＢＳ４００が割り当てた周期的レンジング機会を認識するために、上記ＤＬ−ＭＡＰメッセージまたはＵＬ−ＭＡＰメッセージをデコーディングしなければならない。
【００９１】
従って、本発明で提案するＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、ステップ４２７で、周期的レンジング動作が遂行される時点の前まで、あるいは、周期的レンジング動作が開始される時点で、ＭＳ４５０のモードがスリープモードであるか、あるいは、アウェイクモードであるかに関係なしに適用される。すなわち、本発明で提案するスリープモードでの周期的レンジング動作は、一般的なＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムと最大の互換性を維持しながらも、スリープモードとともに周期的レンジングを同時に考慮する。
【００９２】
また、ＭＳ４５０は、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージ又はＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを通して受信されたもっとも最近のＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに対応して、ＭＳ４５０が上記アウェイクモードへ遷移するフレームを再計算しなければならない。例えば、ステップ４２７でのように動作する間に、ＭＳ４５０がアウェイクモードへ遷移した後、さらにスリープモードへ遷移する場合に、ＭＳ４５０が受信するＳＬＰ−ＲＳＰメッセージのＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを使用して上記周期的レンジングを遂行するために、さらにアウェイクモードへ遷移するフレームを再計算しなければならない。
【００９３】
図５は、本発明の実施形態によるＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、スリープモードに滞在しているＭＳの周期的レンジング動作に基づくＭＳとＢＳとの間のメッセージ送受信動作を示すフローチャートである。
【００９４】
図５を参照すると、まず、上記アウェイクモードに滞在しているＭＳ５００が上記スリープモードへの遷移を試みる場合に、ＭＳ５００は、ステップ５１１で、上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージをＢＳ５００へ送信する。上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージを受信したＢＳ５５０は、ＢＳ５５０及びＭＳ５００の状況を考慮して、ＭＳ５００のスリープモードへのモード遷移を承諾するか否かを判断する。上記判断の結果に対応して、ＢＳ５５０は、ステップ５１３で、ＭＳ５００へ上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを送信する。ここで、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージは、＜表９＞で説明したようなＩＥ、特に、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを含む。ＢＳ５５０から上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを受信したＭＳ５００は、ステップ５１５で、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージに対応してスリープモード動作を開始する。そして、ＭＳ５００は、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージのＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを検出して、周期的レンジング動作を遂行する時点についても認識する。
【００９５】
ＭＳ５００が上記スリープモードで動作する間に、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレームに到達すると、ＭＳ５００は、ステップ５１７で、ＢＳ５５０と周期的レンジング動作を遂行するために、上記スリープモードから上記アウェイクモードへ遷移する。そして、ＭＳ５００は、ステップ５２３で、ＢＳ５５０からブロードキャストされるＵＬ−ＭＡＰメッセージを通して、ＭＳ５００に割り当てられた上記周期的レンジング機会、 すなわち、アップリンクバーストを認識する。ＭＳ５００は、ステップ５２５で、上記ＵＬ−ＭＡＰメッセージから検出されたアップリンクバーストを通して、ＢＳ５５０へＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信する。
【００９６】
ＭＳ５００から上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを受信したＢＳ５５０は、ステップ５２７で、ＭＳ５００の周波数、時間、及び送信電力に対する補正を遂行するのに必要とされる情報を含む、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに対する応答メッセージであるＲＮＧ−ＲＳＰメッセージをＭＳ５００へ送信する。ここで、ＢＳ５５０がＭＳ５００の周波数、時間、及び送信電力を付加的に補正する必要があると判断されると、ＢＳ５５０は、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態が１(ｃｏｎｔｉｎｕｅ)の値を有するように設定して、上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージをＭＳ５００へ送信する。
【００９７】
上記１の値を有するレンジング状態を含むＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信したＭＳ５００は、ステップ５２９で、上記周期的レンジングが終了されない、すなわち、進行中であることを判断して、ＢＳ５５０へ上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信する。ステップ５２９後の上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのステップ５３１及びステップ５３３での交換動作がステップ５２５乃至ステップ５２７で説明したものと同一であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００９８】
一方、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及び上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換を通して、周期的レンジング動作を遂行する間に、ＢＳ５５０がＭＳ５００の周波数、時間、及び送信電力をこれ以上補正する必要がないと判断すると、すなわち、ＢＳ５００が上記周期的レンジング動作を終了しなければならないと判断すると、ＢＳ５００は、ステップ５３５で、上記３（ｓｕｃｃｅｓｓ）の値を有するレンジング状態及び上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを含む上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージをＭＳ５００へ送信する。
【００９９】
上記３の値を有するレンジング状態及び上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを含むＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信することによって、ＭＳ５００は、上記周期的レンジング動作が終了されることを認識する。上記周期的レンジング動作が完了された後にも、ＭＳ５００がスリープ期間５１９に滞在していると、ステップ５３７で、上記アウェイクモードからスリープモードへさらに遷移する。
【０１００】
一方、ＭＳ５００が上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを通して受信された上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに対応して計算されたフレームに到達すると、ＭＳ５００は、ステップ５３７で、上記スリープモードから上記アウェイクモードへさらに遷移する。ここで、ＭＳ５００が上記スリープモードに存在せず、上記アウェイクモードに滞在している場合には、ＭＳ５００は、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに対応して計算されたフレームで、上記周期的レンジング動作を遂行する。図５のステップ５３９乃至ステップ５４１後の動作が、上述したように、上記周期的レンジング動作と同一であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【０１０１】
図６は、本発明の実施形態によるＭＳの動作過程を示すフローチャートである。図６を参照すると、まず、ステップ６１１で、スリープモードで動作するＭＳは、ステップ６１３で、スリープ期間が終了されるか否かを検査する。
【０１０２】
上記検査の結果、上記スリープ期間が終了された場合に、上記ＭＳは、ステップ６１５で、現在が聴取期間(ＬＩＳＴＥＮＩＮＧ ＩＮＴＥＲＶＡＬ)であるか否かを検査する。
【０１０３】
上記検査の結果、現在の期間が上記聴取期間ではない場合には、上記ＭＳは、ステップ６２３へ進行する。しかしながら、ステップ６１７で、上記現在の期間が上記聴取期間である場合には、上記ＭＳは、上記ＢＳからトラヒック指示(Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ；ＴＲＦ−ＩＮＤ)メッセージが受信されたか否かを検査する。上記検査の結果、上記ＢＳから上記ＴＲＦ−ＩＮＤメッセージが受信されない場合に、上記ＭＳは、ステップ６１５へ戻る。
【０１０４】
ステップ６１７で、上記検査の結果、上記ＢＳから上記ＴＲＦ−ＩＮＤメッセージが受信された場合に、ステップ６１９で、上記ＭＳは、上記ＭＳを示すビットが上記ＢＳから受信されたＴＲＦ−ＩＮＤメッセージのスリープ識別子(Ｓｌｅｅｐ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ)ビットマップに含まれているか否かを検査する。上記検査の結果、上記ＭＳを示すビットが上記ＳＬＰＩＤビットマップに含まれていない場合に、上記ＭＳは、ステップ６２３へ進行する。
【０１０５】
ステップ６１９で、上記検査の結果、上記ＭＳを示すビットが上記ＳＬＰＩＤビットマップに含まれている場合に、上記ＭＳは、ステップ６２１で、上記ＭＳを示すビットがポジティブ指示(ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)を示す値、すなわち、１を有するかどうかを検査する。上記検査の結果、上記ＭＳを示すビットが１の値を有しない場合に、すなわち、上記ＭＳを示すビットがネガティブ指示(ｅｇａｔｉｖｅ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)を示す値、すなわち、０の値を有する場合に、上記ＭＳは、ステップ６２３へ進行する。
【０１０６】
ステップ６２３で、上記ＭＳは、上記スリープモードへさらに遷移した後に、上記手順を終了する。しかしながら、上記ＭＳを示すビットが１の値を有する場合に、上記ＭＳは、ステップ６２５へ進行する。ここで、上記ＭＳを示すビットが上記ＭＳをターゲットにして送信されるメッセージが存在することを示す１の値を有するので、上記ＭＳは、ステップ６２５で、上記アウェイクモードへ遷移した後に、上記手順を終了する。
【０１０７】
一方、ステップ６１３で、上記検査の結果、上記スリープ期間が終了されない場合に、上記ＭＳは、ステップ６２７で、現在のフレーム番号が上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを通して受信されたＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレーム番号と一致するか否かを検査する。上記検査の結果、現在のフレーム番号が上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを通して受信されたＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレーム番号と同一ではない場合に、上記手順は、ステップ６１３へ戻る。しかしながら、上記現在のフレーム番号が上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを通して受信されたＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレーム番号と同一である場合に、上記ＭＳは、ステップ６２９へ進行する。
【０１０８】
一方、＜表９＞及び＜表１０＞で説明したように、上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥは、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージ、又は、上記３の値を有するレンジング状態を含むＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信した後から、周期的レンジング機会までのフレームオフセットを示すことができる。この場合、図６には、別途に図示されていないが、上記ＭＳは、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージ、又は上記ＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信したフレーム番号に上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥ値を加算して、上記ＭＳがアウェイクモードへ遷移する時点のフレーム番号を計算して認識する。従って、上記現在のフレーム番号が上記ＭＳが計算して認識したフレーム番号と同一である場合、上記ＭＳは、ステップ６２９へ進行する。しかしながら、 上記現在のフレーム番号が上記ＭＳが計算して認識したフレーム番号と同一ではない場合、上記手順は、ステップ６１３へ戻る。
【０１０９】
ステップ６２９で、上記ＭＳが上記Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥに該当するフレームに到達したので、上記ＭＳは、周期的レンジング動作を遂行する。ここで、上記周期的レンジング動作とは、上述したように、上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを上記ＢＳへ送信し、上記ＢＳから上記ＲＮＧ−ＲＥＱメッセージに対するＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを受信する動作を反復して遂行しつつ、周波数、時間、及び送信電力を補正する動作を示す。
【０１１０】
ステップ６３１で、上記ＭＳは、上記周期的レンジング動作が完了されたか否かを検査する。ここで、上記ＭＳは、上述したように、上記ＢＳから受信されたＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態が３の値を有するか否かを検査することによって、上記周期的レンジング動作が完了されたか否かを確認することができる。上記検査の結果、上記周期的レンジング動作が完了されない場合に、上記手順は、ステップ６２９へ戻る。
【０１１１】
ステップ６３１で、上記検査の結果、上記周期的レンジング動作が完了された場合に、上記ＭＳは、ステップ６３３で、上記ＢＳから最後に受信されたＲＮＧ−ＲＳＰメッセージに含まれているＮｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを検出して保存する。
【０１１２】
その後、ステップ６３５で、上記ＭＳは、上記ＭＳが上記周期的レンジング動作を遂行した後に、スリープ期間に滞在しているか否かを検査する。上記検査の結果、上記ＭＳが上記スリープ期間に滞在していない場合に、上記ＭＳは、ステップ６２５へ進行する。しかしながら、ステップ６２３で、上記ＭＳが上記スリープ期間に滞在している場合に、上記ＭＳは、上記アウェイクモードから上記スリープモードへ遷移した後に、上記手順を終了する。
【０１１３】
図７は、本発明の実施形態によるＭＳのスリープ要求に対するＢＳのスリープ応答動作過程を示すフローチャートである。
図７を参照すると、まず、ステップ７１１で、上記ＢＳは、上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージが上記ＭＳから受信されるか否かを検査する。上記検査の結果、 上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージが上記ＭＳから受信される場合に、上記ＢＳは、ステップ７１３へ進行する。ステップ７１３で、上記ＭＳから上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージを受信した上記ＢＳは、上記ＭＳのスリープ要求を承諾するかどうか、すなわち、上記ＭＳのスリープモードへのモード遷移を承諾するかどうかを上記ＢＳ及び上記ＭＳの状況に従って検査する。上記検査の結果、上記ＢＳが上記ＭＳのスリープ要求を承諾する場合に、上記ＢＳは、ステップ７１５へ進行する。
【０１１４】
ステップ７１５で、上記ＢＳは、上記ＳＬＰ−ＲＥＱメッセージに対する応答メッセージであるＳＬＰ−ＲＳＰメッセージに上記ＭＳのスリープ要求を承諾することを示すスリープ承諾(ＳＬＥＥＰ−ＡＰＰＲＯＶＥＤ)の値を１に設定し、Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを設定する。
【０１１５】
ステップ７１９で、上記ＢＳは、上記ＳＬＰ−ＲＳＰメッセージを上記ＭＳへ送信した後に、上記手順を終了する。
【０１１６】
一方、上記ＢＳが上記ＭＳのスリープ要求を承諾しない場合に、上記ＢＳは、ステップ７１７で、上記ＳＬＥＥＰ−ＡＰＰＲＯＶＥＤの値を０に設定し、再要求動作（ＡＦＴＥＲ−ＲＥＱ−Ａｃｔｉｏｎ）値と、再要求時間(ＲＥＱ−Ｄｕｒａｔｉｏｎ)とを設定する。
【０１１７】
図８は、本発明の実施形態によるＭＳとのＢＳの周期的レンジング動作過程を示すフローチャートである。図８を参照すると、まず、ステップ８１１で、上記ＢＳは、上記ＢＳが周期的レンジング期間に到達したか否かを検査する。上記検査の結果、上記ＢＳが上記周期的レンジング期間に到達した場合、上記ＢＳは、ステップ８１３へ進行する。ステップ８１３で、上記ＢＳは、該当ＭＳと周期的レンジング動作を遂行した後、すなわち、上記ＢＳは、該当ＭＳとＲＮＧ−ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ−ＲＳＰメッセージの交換動作を遂行 する。
【０１１８】
ステップ８１５で、上記ＢＳは、上記ＢＳが上記周期的レンジング動作を完了する時点に到達したか、すなわち、上記ＭＳの周波数、時間、及び送信電力をこれ以上補正する必要がないか否かを検査する。上記検査の結果、上記ＢＳが上記周期的レンジング動作を完了する時点に到達しない場合に、上記ＢＳは、ステップ８１３へ戻る。
【０１１９】
ステップ８１５で、上記検査の結果、上記ＢＳが上記周期的レンジング動作を完了する時点に到達した場合に、上記ＢＳは、ステップ８１７で、Ｎｅｘｔ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ ＩＥを含むＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを上記ＭＳへ送信する。ここで、上述したように、上記周期的レンジング動作を完了するためのＲＮＧ−ＲＳＰメッセージのレンジング状態が３の値を有するように設定される。
【０１２０】
ステップ８１９で、上記ＢＳは、上記ＭＳと周期的レンジング動作を終了した後に、上記手順を終了する。
【０１２１】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、形式や細部についての様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】従来のＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。
【図２】従来のＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作を概略的に示す図である。
【図３】従来のＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのレンジング過程を概略的に示す信号フローチャートである。
【図４】本発明の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳの周期的レンジング動作を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳの周期的レンジング動作に基づくＭＳとＢＳとの間のメッセージ送受信動作を概略的に示すフロー図である。
【図６】本発明の実施形態によるＭＳの動作過程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態によるＭＳのスリープ要求に対するＢＳのスリープ応答動作過程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態によるＭＳとのＢＳの周期的レンジング動作過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
４００      ＢＳ
４５０      ＭＳ
５００      ＭＳ
５５０      ＢＳ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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