(57)【要約】  加入者端末機と通信をするサービング基地局と、このサービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムで、加入者端末機のハンドオーバー遂行方法を提供する。該加入者端末機は、サービング基地局及び隣接基地局からダウンリンク信号を受信し、サービング基地局から受信されるダウンリンク信号と隣接基地局から受信されるダウンリンク信号との信号到着時間差を測定し、その測定された信号到着時間差をサービング基地局に伝送する。
2007522759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加入者端末機(ＳＳ)と通信するサービング基地局(ＢＳ)と、前記サービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおける加入者端末機のハンドオーバー遂行方法であって、
前記サービング基地局及び前記隣接基地局からダウンリンク信号を受信するステップと、
前記サービング基地局から受信されたダウンリンク信号と前記隣接基地局から受信されたダウンリンク信号との到着時間差を測定するステップと、
前記測定された到着時間差をサービング基地局に伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記到着時間差を反映したメッセージを通じて前記隣接基地局から高速レンジング情報を受信し、特定基地局へハンドオーバーを遂行することを決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記到着時間差は、前記加入者端末機が前記サービング基地局から離れている距離で選択した基地局との信号送信/受信による往復時間遅延(ＲＴＤ)を補償するための値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記サービング基地局のダウンリンク信号の往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ１)と、前記サービング基地局のダウンリンク信号と前記隣接基地局のダウンリンク信号との到着時間差(ＤＴＰＡ)とを用いて、下記の数式のように推定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項５】
加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記加入者端末機が、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記ターゲット基地局にレンジング要請メッセージを伝送するステップと、
前記レンジング要請メッセージに対する応答として、加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子(ＣＩＤ)の含まれたレンジング応答メッセージを、前記ターゲット基地局から受信するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーを決定すると、前記臨時接続識別子を通じて、前記ターゲット基地局から割り当てられた高速レンジング情報エレメントを受信するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、１６ビットからなることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ターゲット基地局は、所定の時間まで前記割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック接続が存在しなければ、前記臨時接続識別子を回収することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記加入者端末機は、前記高速レンジング情報エレメントが割り当てられると、前記ターゲット基地局に前記割り当てられた高速レンジング情報エレメントを通じて高速レンジングを遂行することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ターゲット基地局から前記レンジング応答メッセージを受信すると、前記サービング基地局に前記ターゲット基地局へのハンドオーバーのためのハンドオーバー要請メッセージを伝送するステップと、
前記サービング基地局からハンドオーバー応答メッセージを受信するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記加入者端末機が、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記サービング基地局から受信されたダウンリンク信号に関連したターゲット基地局から受信されたダウンリンク信号の到着時間差を測定するステップと、
前記測定された到着時間差情報を用いて、前記加入者端末機と前記隣接基地局との往復時間遅延を推定するステップと、
前記推定された往復時間遅延を含むハンドオーバー要請メッセージを、前記サービング基地局に伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記推定された往復時間遅延値の調整された高速レンジング情報エレメントをターゲット基地局から受信するステップと、
高速レンジング情報エレメントを受信すると、ターゲット基地局へのハンドオーバーのための初期レンジングを遂行するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記サービング基地局から受信されたダウンリンク信号と関連したターゲット基地局から受信されたダウンリンク信号の到着時間遅延は、前記加入者端末機が前記サービング基地局から離れている距離で前記ターゲット基地局との信号送信/受信による往復時間遅延(ＲＴＤ)を補償するための値であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ターゲット基地局との往復時間遅延(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ１)に、前記サービング基地局と前記ターゲット基地局との到着時間差(ＤＴＰＡ)を反映して、下記の数式のように計算することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項１４】
前記ターゲット基地局との往復時間遅延は、前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との初期レンジングを通じて、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局への信号伝送時に反映する時間補正のために使用されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ハンドオーバー要請メッセージを伝送した後、前記サービング基地局から前記ハンドオーバー要請メッセージに対する応答として、前記加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子の含まれたハンドオーバー応答メッセージを受信するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーが決定されると、前記ターゲット基地局から高速レンジング情報エレメントを受信するステップと、
前記高速レンジング情報エレメントを受信すると、前記ターゲット基地局と前記臨時接続識別子を通じて初期レンジングを遂行するステップと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記ターゲット基地局が、前記サービング基地局から伝送されるハンドオーバー通知メッセージを通じて前記加入者端末機を認知するステップと、
前記ターゲット基地局が、前記認知された前記加入者端末機に対応する臨時接続識別子を割り当て、前記臨時接続識別子を含むハンドオーバー通知応答メッセージを、前記サービング基地局に伝送するステップと、を含み、
前記サービング基地局は、前記ハンドオーバー応答メッセージを通じて、前記ターゲット基地局から受信された前記臨時接続識別子を、前記加入者端末機に伝送することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、１６ビットからなることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ターゲット基地局は、所定の時間まで前記割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック接続が存在しなければ、前記臨時接続識別子を回収することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記加入者端末機が、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記サービング基地局から伝送される信号のキャリア対干渉雑音比(ＣＩＮＲ)を測定し、前記測定された結果値を所定のしきい値と比較するステップと、
前記測定結果値が前記所定のしきい値より小さい場合、隣接基地局をスキャンし、前記隣接基地局から伝送される信号を感知してサービング基地局から伝送される信号と関連したキャリア対干渉雑音比及び信号到着時間差を測定するステップと、
すべての隣接基地局に関してスキャンした後、前記測定された信号到着時間差を含むハンドオーバー要請メッセージを、前記サービング基地局に伝送するステップと、
前記サービング基地局から、前記ハンドオーバー要請メッセージに対応するハンドオーバー応答メッセージが受信されると、ハンドオーバー指示メッセージを前記サービング基地局に伝送するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーのために、信号到着時間差の反映された往復時間遅延(ＲＴＤ)を用いて再進入過程を遂行するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記信号到着時間差は、前記加入者端末機が前記サービング基地局から離れている距離で前記ターゲット基地局との信号送信/受信による往復時間遅延(ＲＴＤ)を補償するための値であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ターゲット基地局との往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ１)に、前記サービング基地局と前記ターゲット基地局との信号到着時間差(ＤＴＰＡ)を用いて、下記の数式のように計算することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項２２】
前記ターゲット基地局との往復時間遅延値は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局への信号伝送時に反映する時間補正のための時間補正値として使用され、前記ターゲット基地局の前記推定された往復時間遅延値は、前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との初期レンジングを通じて獲得されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ハンドオーバー要請メッセージを伝送した後、前記サービング基地局から前記ハンドオーバー要請メッセージに対する応答として、前記加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子の含まれたハンドオーバー応答メッセージを受信するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーが決定されると、前記ターゲット基地局から高速レンジング情報エレメントを受信するステップと、
前記高速レンジング情報エレメントを受信すると、前記ターゲット基地局と前記臨時接続識別子を通じて初期レンジングを遂行するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、１６ビットからなることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
加入者端末機とデータ通信を行うサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおける前記サービング基地局のハンドオーバー支援方法であって、
選択された前記隣接基地局及び前記サービング基地局からのダウンリンク信号間の到着時間差を前記加入者端末で測定し、その到着時間差を含むハンドオーバー要請メッセージを前記加入者端末機から受信するステップと、
前記信号到着時間差を通じて往復時間遅延(ＲＴＤ)情報を推定するステップと、
前記選択された隣接基地局に前記推定された往復時間遅延情報を伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記往復時間遅延(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延(ＲＴＤ)と、前記到着時間差(ＤＴＰＡ)とを用いて、下記の数式のように推定されることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項２７】
加入者端末機とデータ通信を行うサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおける前記サービング基地局のハンドオーバー支援方法であって、
選択された前記隣接基地局と前記加入者端末機との往復時間遅延を前記加入者端末機で推定し、その往復時間遅延を含むハンドオーバー要請メッセージを前記加入者端末機から受信するステップと、
前記選択された隣接基地局に前記往復時間遅延情報を伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記往復時間遅延(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延(ＲＴＤ)と、前記到着時間差(ＤＴＰＡ)とを用いて、下記の数式のように推定されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項２９】
加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおける前記サービング基地局のハンドオーバー支援方法であって、
特定加入者端末機からハンドオーバー要請メッセージが受信されると、前記ハンドオーバー要請メッセージと関連した情報を用いてハンドオーバーテーブルを生成するステップと、
前記ハンドオーバー要請メッセージを伝送した加入者端末機と関連した情報を含むハンドオーバー通報メッセージを、隣接基地局に伝送するステップと、
前記隣接基地局から、前記ハンドオーバー通報メッセージに対応するハンドオーバー通報応答メッセージが受信されると、前記ハンドオーバー通報応答メッセージに含まれた情報を用いて前記ハンドオーバーテーブルをアップデートするステップと、
前記ハンドオーバー通報応答メッセージに含まれた臨時接続識別子を確認して前記加入者端末機に適宜なサービス水準を提供できるターゲット基地局を設定し、前記ターゲット基地局に前記加入者端末機がハンドオーバーされることを知らせるハンドオーバー確認メッセージを伝送するステップと、
前記ハンドオーバー確認メッセージを伝送した後、前記ターゲット基地局の情報及び臨時接続識別子を含むハンドオーバー応答メッセージを、前記加入者端末機に伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記加入者端末機から前記ハンドオーバー応答メッセージに対応するハンドオーバー指示メッセージが受信されると、前記ハンドオーバー指示メッセージに含まれた最終ターゲット基地局情報を用いて、前記ハンドオーバーテーブルをアップデートするステップをさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ハンドオーバー要請メッセージは、前記加入者端末機がハンドオーバーのために考慮している信号到着時間差と候補ターゲット基地局関連情報とを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記信号到着時間差は、前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との信号送信/受信による往復時間遅延(ＲＴＤ)を補償するための値であって、前記サービング基地局は、前記信号到着時間差を前記ハンドオーバーテーブルにマッピングすることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ターゲット基地局との往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延値(ＲＴＤ_ＢＳ１)に、前記サービング基地局と前記ターゲット基地局との信号到着時間差(ＤＴＰＡ)を反映して、下記の数式のように計算することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項３４】
前記ターゲット基地局との往復時間遅延値は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局への信号伝送時に反映する時間補正のための時間補正値として使用され、前記ターゲット基地局の前記推定された往復時間遅延値は、前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との初期レンジングを通じて獲得されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、１６ビットからことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
特定加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおけるターゲット基地局のハンドオーバー支援方法であって、
前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との推定された往復時間遅延情報を含むハンドオーバー通知メッセージを、サービング基地局から受信するステップと、
前記ハンドオーバー通知メッセージに含まれたハンドオーバーを要請する加入者端末機に対するハンドオーバーを許容するか否かを決定し、前記加入者端末機に提供できる帯域幅及びサービス水準を決定するステップと、
前記決定された情報をハンドオーバー通知応答メッセージに含む前記ハンドオーバー通知応答メッセージを、サービング基地局に伝送するステップと、
前記ハンドオーバー通知応答メッセージに対する応答として、前記サービング基地局からハンドオーバー確認メッセージが受信されると、前記加入者端末機に、高速レンジングのために前記推定された往復時間遅延の反映された高速レンジング情報エレメントを割り当てるステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
前記加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子(ＣＩＤ)を決定するステップと、
前記臨時接続識別子を含むハンドオーバー通知応答メッセージを、前記サービング基地局に伝送するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記往復時間遅延値は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局への信号伝送時に反映する時間補正のための時間補正値として使用され、前記ターゲット基地局と前記加入者端末機との初期レンジングを通じて獲得されることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、１６ビットからなることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記ターゲット基地局は、所定の時間まで前記割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック接続が存在しなければ、前記臨時接続識別子を回収することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記加入者端末機と前記ターゲット基地局との往復時間遅延(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、前記加入者端末機と前記サービング基地局との往復時間遅延(ＲＴＤ_ＢＳ１)に、前記サービング基地局と前記ターゲット基地局との往復時間遅延の往復時間差(ＤＴＰＡ)を反映して、下記の数式のように計算することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
【請求項４２】
加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記加入者端末機が、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記サービング基地局との往復時間遅延値と、前記サービング基地局から受信された信号とターゲット基地局から受信された信号との信号到着時間差とに基づいて、前記ターゲット基地局との往復時間遅延値を推定するステップと、
前記推定された前記ターゲット基地局との往復時間遅延値を、前記サービング基地局に伝送するステップと、
前記ターゲット基地局へのハンドオーバーを決定した後、前記ターゲット基地局から、割り当てられた高速レンジング情報エレメント及び前記推定された往復時間遅延値を含むメッセージを受信するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
前記ターゲット基地局に対する往復時間遅延値は、下記の数式のように計算することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
ここで、ＲＴＤ_ＢＳ２は、ターゲット基地局との往復時間遅延値を示し、ＲＴＤ_ＢＳ１は、サービング基地局との往復時間遅延値を示し、ＤＴＰＡは、サービング基地局から受信された信号とターゲット基地局から受信された信号との到着時間差を示す。
【請求項４４】
前記到着時間差の計算に使用される、前記サービング基地局及びターゲット基地局から受信された信号は、ダウンリンクフレームプリアンブル信号であることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記ハンドオーバー要請メッセージを伝送した後、前記加入者端末機は、前記ターゲット基地局から割り当てられた臨時接続識別子の含まれたハンドオーバー応答メッセージを、前記サービング基地局から受信することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記加入者端末機は、前記割り当てられた臨時接続識別子を用いて前記ターゲット基地局と初期レンジングを遂行することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記臨時接続識別子は、前記加入者端末機が前記ターゲット基地局に初期レンジングを遂行するために一時的に使用する接続識別子であって、１６ビットからなることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記ターゲット基地局は、所定の時間まで前記割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック接続が存在しなければ、前記臨時接続識別子を回収することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記割り当てられた高速レンジング情報エレメントを受信すると、前記加入者端末機は、前記割り当てられた高速レンジング情報エレメントを通じて前記ターゲット基地局との高速レンジングを遂行することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
加入者端末機と通信するサービング基地局と、前記サービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、前記サービング基地局から、前記複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する加入者端末機装置であって、
前記サービング基地局から受信される信号とターゲット基地局から受信される信号との到着時間差値を計算する受信機と、
前記サービング基地局との往復時間遅延値及び前記受信機により計算される前記到着時間差値に基づいて、前記ターゲット基地局との往復時間遅延値を推定する媒体接続制御(ＭＡＣ)処理器と、
前記ＭＡＣ処理器から推定された前記ターゲット基地局との往復時間遅延値を、前記サービング基地局又はターゲット基地局に伝送する送信機と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項５１】
前記受信機は、
前記サービング基地局から周期的に受信される基準信号を処理する基準信号処理モジュールと、
前記基準信号処理モジュールから周期的に受信される信号を通じて、自体クロック情報を発生し、基準時間値を提供するタイミング生成モジュールと、
前記タイミング生成モジュールから提供された前記サービング基地局の基準信号到着時間と、前記基準信号処理モジュールから提供された前記サービング基地局の基準信号到着時間との差値を計算する時間差演算モジュールと、を含むことを特徴とする請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記基準信号はダウンリンクフレームプリアンブルであり、前記基準信号処理モジュールは、前記サービング基地局のキャリア対干渉雑音比(ＣＩＮＲ)を測定し、前記測定された値が所定のしきい値以下となる場合、前記ＭＡＣ処理器に通報することを特徴とする請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記基準信号処理モジュールは、周期的な基準信号の到着時間を、前記タイミング生成モジュールに通報することを特徴とする請求項５１に記載の装置。
【請求項５４】
前記基準信号処理モジュールは、前記ＭＡＣ処理器のスキャン要請に対応して隣接基地局から基準信号を受信して処理し、スキャンを通じて受信された隣接基地局の基準信号到着時間を前記時間差演算モジュールに通報し、前記基準信号以後の受信データを高速フーリエ変換器に伝送することを特徴とする請求項５１に記載の装置。
【請求項５５】
前記往復時間遅延値は、前記時間差演算モジュールで信号到着時間差を通じて推定されることを特徴とする請求項５０に記載の装置。
【請求項５６】
前記ターゲット基地局に対する往復時間遅延値は、下記の数式のように計算することを特徴とする請求項５０に記載の装置。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ
ここで、ＲＴＤ_ＢＳ２は、ターゲット基地局との往復時間遅延値を示し、ＲＴＤ_ＢＳ１は、サービング基地局との往復時間遅延値を示し、ＤＴＰＡは、サービング基地局から受信された信号とターゲット基地局から受信された信号との到着時間差を示す。
【請求項５７】
前記到着時間差の計算に使用される、前記サービング基地局及びターゲット基地局から受信された信号は、ダウンリンクフレームプリアンブル信号であることを特徴とする請求項５０に記載の装置。
【請求項５８】
前記推定された前記ターゲット基地局との往復時間遅延値は、前記サービング基地局に伝送されるハンドオーバー要請メッセージに含まれることを特徴とする請求項５０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線通信システムに係り、特に、高速レンジングを用いた速いハンドオーバー遂行方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16標準化グループで論議されている広帯域無線接続通信システムは、基地局(Base Station:ＢＳ、以下、‘ＢＳ’と称する)と加入者端末機(Subscriber Station:ＳＳ、以下、‘ＳＳ’と称する)との間のポイント・ツー・マルチポイント(Point-to-Multipoint)通信を遂行する。物理(Physical:ＰＨＹ)階層規格は、二重化(Duplex)方式の時間分割二重化(Time Division Duplexing:ＴＤＤ)及び周波数分割二重化(Frequency Division Duplexing:ＦＤＤ)と、多重化方式の単一搬送波を用いた時間分割多重化(Time Division Multiplexing using Single Carrier:ＴＤＭ-ＳＣ)、直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:ＯＦＤＭ)及び直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:ＯＦＤＭＡ)とを定義し、このような様々なＰＨＹ規格のうち、共通に動作可能な媒体接続制御(Medium Access Control:ＭＡＣ)階層規格を定義している。
【０００３】
以下、図１を参照して従来の技術によるＩＥＥＥ 802.16で考慮されている通信システムの構造について説明する。
図１は、セルラー概念を導入した広帯域無線接続通信システムの構造を概略的に示した図であり、特に、ＩＥＥＥ 802.16e通信システムの構造を概略的に示した図である。
図１を参照すると、ＩＥＥＥ 802.16e通信システムは、セルラー構造を有し、一つのセルを管理するＢＳ＃１ １１０,ＢＳ＃２ １３０と、ＢＳ＃１ １１０が管理する複数のＳＳ １２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄと、ＢＳ＃２ １３０が管理する複数のＳＳ １４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃとからなる。該ＳＳは、移動性に応じて固定加入者端末機(Fixed SS:ＦＳＳ)と移動加入者端末機(Mobile SS:ＭＳＳ)とに分類される。
【０００４】
ＢＳ １１０,１３０とＳＳ １２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃとの間で信号の送信/受信が発生する無線リンク１５０は、上述した様々なＰＨＹ方式を用いて実現される。また、ＢＳ １１０とＢＳ １３０は有線で互いに接続され、その相互間の情報を交換することができる。
【０００５】
一方、ＭＳＳ＃４ １２０ｄは、ＢＳ＃１ １１０とＢＳ＃２ １３０がそれぞれ管理するセルの重畳領域へ移動し、ＭＳＳ＃４ １２０ｄをサービスしているＢＳ＃１(サービングＢＳ(Serving ＢＳ)と称する)からＢＳ＃２(ターゲットＢＳ(Target ＢＳ)と称する)の方へ連続して移動すると、ハンドオフ(Handoff)又はハンドオーバー(Handover)が発生する。すなわち、ＭＳＳ＃４ １２０ｄのサービングＢＳがＢＳ＃１からＢＳ＃２に変わる。
【０００６】
図２は、ＴＤＤ ＯＦＤＭＡシステムを一例とする広帯域無線接続通信システムのフレーム構造を概略的に示した図である。
図２を参照すると、横軸はＯＦＤＭシンボル番号を示し、縦軸はサブチャンネル番号(sub-channel number)を示す。図２に示したように、一つのＯＦＤＭＡフレームは、多数(例えば、６個)のＯＦＤＭシンボルからなるダウンリンク(downlink:ＤＬ)サブフレームと、多数(例えば、５個)のＯＦＤＭシンボルからなるアップリンク(uplink:ＵＬ)サブフレームとで構成される。また、一つのＯＦＤＭシンボルは、多数(例えば、Ｍ個)のサブチャンネルからなる。
【０００７】
一方、ＴＤＤ ＯＦＤＭＡフレームの各々は、ダウン/アップリンクサブフレームの資源割り当て情報を示すＤＬ-ＭＡＰ２１０及びＵＬ-ＭＡＰ２２０を有する。ここで、ＤＬ-ＭＡＰメッセージは、ダウンリンクサブフレームを構成する資源がＳＳにどのように割り当てられたかを表示し、ＵＬ-ＭＡＰメッセージは、アップリンクサブフレームを構成する資源がＳＳにどのように割り当てられたかを表示する。
【０００８】
また、ＴＤＤ ＯＦＤＭＡフレームは、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２３０ａ、アップリンクチャンネルディスクリプタ(Uplink Channel Descriptor:ＵＣＤ)メッセージ２３０ｂ及び隣接広告(Neighbor Advertisement:ＮＢＲ-ＡＤＶ)メッセージ２３０ｃを含むことができるが、そのメッセージは周期的にＴＤＤ ＯＦＤＭＡフレームに含まれ、各メッセージの受信周期は互いに異なることがある。ＤＣＤメッセージ２３０ａは、ダウンリンクチャンネルと関連したパラメータを含み、ＵＣＤメッセージ２３０ｂは、アップリンクチャンネルと関連したパラメータを含み、ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージ２３０ｃは隣接基地局の情報を含む。
【０００９】
図３は、広帯域無線接続通信システムにおいて、ＢＳとＳＳとの位置の差による往復時間遅延(Round Trip Delay:ＲＴＤ)を補償するための初期レンジング(Initial Ranging)の手順を示した図である。図３を参照すると、ＢＳ ３１０は、自身の管理するセル領域から最も遠いＳＳ＃ｎ ３３０のＲＴＤを受容できる初期レンジング伝送機会の整数倍に該当する初期レンジング区間(Initial Ranging Interval)３１１を割り当てる。このとき、図３においては、一つの初期レンジング伝送機会を含む。この初期レンジング区間を割り当てた後に、ＵＬ-ＭＡＰを通じてすべてのＳＳにその情報を放送する。
【００１０】
一方、初期レンジングを遂行しなければならないＳＳ、例えば、ＳＳ＃１ ３２０及びＳＳ＃ｎ ３３０は、ＵＬ-ＭＡＰにより指定された初期レンジング区間３１１の開始時点に、レンジング要請(Ranging Request:ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージ３２１，３３１を伝送する。ＯＦＤＭＡ方式において、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージは、ＣＤＭＡレンジングコードを含む。
【００１１】
ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ３２１，３３１は競争方式で伝送されるが、これは、ＢＳ ３１０から同じ距離に位置するＳＳ群の場合、メッセージ衝突をもたらすことがある。したがって、ＩＥＥＥ 802.16e通信システム規格では、かかる問題点に鑑みてＳＳが伝送機会をランダムに決定した後に、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを伝送するように規定する。また、ＯＦＤＭＡ方式では、伝送機会のみならず、レンジングコードも一定な集合からランダムに選択した後に伝送するように規定することによって、メッセージ衝突を低減する。しかしながら、ＯＦＤＭＡ方式では依然としてメッセージの衝突が生ずる。
【００１２】
一方、ＳＳ＃１ ３２０及びＳＳ＃ｎ ３３０は、ＢＳ ３１０から離れている位置の差によってＲＮＧ-ＲＥＱ衝突が発生しなくなる。したがって、ＢＳ ３１０は、伝送されたＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを成功的に受信する。このとき、ＢＳ ３１０は、ＳＳ＃１ ３２０から伝送されたＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ３２１の受信時点と、初期レンジング区間３１１の開始時点との時間差を計算することにより、ＳＳ＃１ ３２０のＲＴＤ値３１２ａを測定することができ、また、ＳＳ＃ｎ ３３０から伝送されたＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ３３１の受信時点と、初期レンジング区間３１１の開始時点との時間差を計算することによって、ＳＳ＃ｎ ３３０のＲＴＤ値３１２ｂを測定することが可能である。
【００１３】
ＢＳ ３１０は、その測定されたＲＴＤ値を、ＳＳ＃１ ３２０及びＳＳ＃ｎ ３３０に、レンジング応答(Ranging Response:ＲＮＧ-ＲＳＰ)メッセージ３２２,３３２を通じて通報することにより、各々のＳＳ ３２０,３３０にアップリンク伝送時点を調整せしめる。このような過程は、ＳＳ ３２０,３３０のアップリンク伝送時点が、ＢＳにより規定される範囲内に到達するまで、反復される。このとき、ＢＳは、ＳＳ＃１ ３２０及びＳＳ＃ｎ ３３０にアップリンク資源を割り当てるため、次のＲＮＧ-ＲＥＱ伝送は非競争方式に基づいて遂行されることができる。
【００１４】
図４は、ＩＥＥＥ 802.16e通信システム規格に応じるＭＳＳの初期ネットワーク進入及びハンドオーバー手順を示した図である。図４を参照すると、ＭＳＳは、電源をオンさせた後にセル選択過程を最初に遂行する(ステップ４０１)。該セル選択過程は、アップ/ダウンリンクチャンネルの品質測定過程であって、ダウンリンクの場合には、ＤＬ/ＵＬ-ＭＡＰメッセージ及びＤＣＤ/ＵＣＤメッセージを受信する過程を含み、アップリンクの場合には、初期レンジング過程を含む。また、ＭＳＳは、セル選択過程で収集された複数のセル情報を記録して今後に使用し、そのセルのうち、最も良好なアップ/ダウンリンク品質を提供するセルを選択して後述するネットワーク進入過程を遂行する。
【００１５】
セル選択を完了した後、ＭＳＳは、選択されたセルのＢＳが提供するダウンリンクに同期を合わせ、受信パラメータを獲得する手順を遂行する(ステップ４０３)。該パラメータ獲得手順は、ＤＬ-ＭＡＰを連続して受信し、関連したＤＣＤメッセージを受信する過程からなる。上述したように、ダウンリンクに同期を合わせた後に、ＭＳＳは、可能なアップリンクチャンネルに対する伝送パラメータを獲得するために、ＢＳからＵＣＤメッセージを受信しなければならない(ステップ４０５)。
【００１６】
アップリンクパラメータを獲得したＭＳＳは、初期レンジング過程を通じて時間オフセット(time offset)、周波数オフセット及び電力オフセットのようなアップリンク伝送パラメータを調整する(ステップ４０７)。この初期レンジング手順を遂行しながら、ＭＳＳは、基地局から、今後の制御メッセージの送信/受信に用いられる接続識別子(Connection Identifier:ＣＩＤ)を割り当てられる。
【００１７】
このような初期レンジングが完了した後に、ＭＳＳは自身のトラフィック送信/受信能力をＢＳに通報し、該ＢＳは、ＭＳＳの情報及び自身の送信/受信能力に基づく、今後のＭＳＳ-ＢＳトラフィック送信/受信能力をＭＳＳにメッセージを通じて通報することにより、基本的な容量交渉手順を遂行する(ステップ４０９)。
【００１８】
上記容量交渉手順を遂行したＭＳＳは、ＩＥＥＥ 802.16標準化グループで規定している手順に応じて、ＢＳと認可(authorization)及びキー交換(key exchange)を遂行しなければならない(ステップ４１１)。この認可及びキー交換を完了したＭＳＳは、ＢＳから制御目的の追加ＣＩＤを割り当てられてそのＢＳを登録する(ステップ４１３)。このようなＢＳとの登録を完了したＭＳＳは、トラフィック送信/受信のためのＩＰアドレスを割り当てられた後に(ステップ４１５)、システムの時間設定及びシステム動作パラメータを獲得する過程を遂行する(ステップ４１７)。その後、各サービスフロー(service flow)に対するトラフィック送信/受信に用いられる追加ＣＩＤを割り当てられた後に(ステップ４１９)、トラフィック送信/受信を遂行する正常モードに到達すると、ネットワーク進入手順を終了する(ステップ４２３)。
【００１９】
このような正常モードで、トラフィックの送信/受信が可能なＭＳＳは、アップリンクの同期及び伝送パラメータの維持/補正のために、ＢＳと交渉された時間間隔で周期的なレンジングを遂行する必要がある。また、ＭＳＳは、ＢＳの支援でネットワークトポロジー(Network topology)を獲得しなければならない(ステップ４２１)。これは、ハンドオーバーの際により速いネットワーク再進入過程を可能にする。このネットワークトポロジー獲得(ステップ４２１)は、上記ＢＳによる隣接ＢＳ情報の周期的な放送を通じて達成される。このとき、上記ＢＳによる隣接ＢＳ情報の放送は、ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージの伝送を通じてなされる。
【００２０】
一方、ＭＳＳは、ＢＳ、すなわち、サービングＢＳから伝送されるダウンリンク信号の強さが、規定されたしきい値以下になると、ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージを通じて獲得した周辺ＢＳの情報を用いて、新たなサービングＢＳとしての役割を遂行するＢＳ、すなわち、ターゲットＢＳを検索する。このとき、ＭＳＳは、候補ターゲットＢＳのダウンリンク信号の強さのみを測定するか、ダウンリンク信号の強さ測定と候補ターゲットＢＳにＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを伝送することもできる。以下の説明では、前者の場合、すなわち、ターゲットＢＳからダウンリンク信号の強さのみを測定する場合を受動的スキャン(Passive Scanning)と称し、後者の場合、すなわち、ダウンリンク信号の強さ測定及びＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを伝送する場合を能動的スキャン(Active Scanning)と称する。
【００２１】
このような能動的スキャンを通じて伝送されたＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを受信した候補ターゲットＢＳは、ＲＮＧ-ＲＳＰ伝送を通じてアップリンクパラメータ調整値と推定されたサービスレベルとをＭＳＳに提供する。このＭＳＳは、サービングＢＳのダウンリンク信号強さが、スキャン過程を通じて収集された候補ターゲットＢＳの信号強さより小さい場合、サービングＢＳにハンドオーバー要請(Handover Request:ＨＯ-ＲＥＱ)メッセージを伝送してハンドオーバーを始める(ステップ４２５)。
【００２２】
この際、ＨＯ-ＲＥＱメッセージは、複数の候補ターゲットＢＳ情報を含むことができる。このＨＯ-ＲＥＱメッセージを受信したサービングＢＳは、該候補ターゲットＢＳと情報交換を通じて最適のターゲットＢＳを決定し、選択された最適のターゲットＢＳをハンドオーバー応答(Handover Response:ＨＯ-ＲＳＰ)メッセージを通じてＭＳＳに通報する。ＨＯ-ＲＳＰメッセージを受信したＭＳＳは、ハンドオーバー指示(Handover Indication:ＨＯ-ＩＮＤ)メッセージをサービングＢＳに通報し、そのサービングＢＳは、ＨＯ-ＩＮＤメッセージの受信時に、ＭＳＳに割り当てたすべてのシステム資源を回収する(ステップ４２７)。
【００２３】
上記ＭＳＳは、ターゲットＢＳからのダウンリンクに同期を合わせ、関連パラメータを獲得する過程を始めてターゲットＢＳへのネットワーク再進入過程(ステップ４３１)を開始する。その後、ＭＳＳは、ダウンリンクパラメータ獲得(ステップ４３３)及びレンジング手順(ステップ４３５)によるアップリンクパラメータ調整(ステップ４３７)過程を遂行する。
【００２４】
アップリンクパラメータを成功的に調整したＭＳＳは、新たなサービングＢＳと認可過程(ステップ４３９)を遂行した後に、新たなサービングＢＳとの登録過程を遂行してＭＡＣレベルの接続を設定する(ステップ４４１)。これにより、ＭＳＳは、新たなサービングＢＳと正常的なデータ送信/受信を遂行することができ、今後の過程で新たなＩＰアドレスを割り当てられることが可能となる(ステップ４４３)。
【００２５】
上述したように、従来の技術では、ＲＮＧ-ＲＥＱに対する応答として、ＲＮＧ-ＲＳＰを伝送しながら、該当ＳＳにＣＩＤを割り当てることができ、今後のＲＮＧ-ＲＥＱメッセージの競争のない伝送のために、アップリンク資源を割り当てることもできる。このとき、セル選択及びネットワークトポロジー獲得を目的とするＳＳには、このような資源が不必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
従来の技術の問題点は、ハンドオーバーを遂行するＳＳが、ネットワークトポロジー獲得過程又はネットワーク再進入過程で、競争方式のレンジング伝送を行わなければならないことである。これは、ネットワーク資源の浪費のみならず、思いがけない相当な遅延をもたらすことがあり、ハンドオーバーを試みるＳＳサービストラフィックの品質劣化にも直接的な原因となる。
【００２７】
また、従来の方法では、ターゲットＢＳが高速レンジングのための情報エレメントを割り当てるとき、上述したような最大往復遅延時間値を受容できる資源割り当てが要求されることにより、資源の非効率的な使用をもたらし、スキャン過程で発生する競争方式のレンジング要請によっても、相当な遅延が生ずるという問題点がある。
【００２８】
したがって、本発明の目的は、セルラー方式を用いる広帯域無線接続通信システムにおいて、レンジング過程をより効果的に運用できる方法及び装置を提供することである。
【００２９】
本発明の他の目的は、広帯域無線接続通信システムにおいて、ハンドオーバーのためのスキャンの際に、ターゲット基地局から割り当てられた臨時接続識別子を受信することにより、ハンドオーバーをより迅速に行える方法及び装置を提供することである。
【００３０】
本発明のまた他の目的は、広帯域無線接続通信システムにおいて、加入者端末機がハンドオーバーの際に要求されるターゲット基地局に対する往復時間遅延値を効果的に推定することにより、ハンドオーバーをより迅速に行える方法及び装置を提供することである。
【００３１】
さらに、本発明の他の目的は、広帯域無線接続通信システムにおいて、ハンドオーバーの際に、短い長さの接続識別子に基づいてターゲット基地局と高速レンジングを遂行することにより、ハンドオーバーをより迅速に行える方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
このような目的を達成するために、本発明の第１の特徴によれば、加入者端末機(ＳＳ)と通信するサービング基地局(ＢＳ)と、そのサービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおける加入者端末機のハンドオーバー遂行方法であって、サービング基地局及び隣接基地局からダウンリンク信号を受信するステップと、サービング基地局から受信されたダウンリンク信号と隣接基地局から受信されたダウンリンク信号との到着時間差を測定するステップと、その測定された到着時間差をサービング基地局に伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３３】
本発明の第２の特徴によれば、加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、加入者端末機が、サービング基地局から、複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、ターゲット基地局にレンジング要請メッセージを伝送するステップと、レンジング要請メッセージに対する応答として、加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子(ＣＩＤ)の含まれたレンジング応答メッセージを、ターゲット基地局から受信するステップと、ターゲット基地局へのハンドオーバーを決定すると、臨時接続識別子を通じて、ターゲット基地局から割り当てられた高速レンジング情報エレメントを受信するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３４】
本発明の第３の特徴によれば、加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、加入者端末機が、サービング基地局から、複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、サービング基地局から受信されたダウンリンク信号に関連したターゲット基地局から受信されたダウンリンク信号の到着時間差を測定するステップと、測定された到着時間差情報を用いて、加入者端末機と隣接基地局との往復時間遅延を推定するステップと、推定された往復時間遅延を含むハンドオーバー要請メッセージを、サービング基地局に伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３５】
本発明の第４の特徴によれば、加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、加入者端末機が、サービング基地局から、複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、サービング基地局から伝送される信号のキャリア対干渉雑音比(ＣＩＮＲ)を測定し、その測定された結果値を所定のしきい値と比較するステップと、測定結果値が所定のしきい値より小さい場合、隣接基地局をスキャンし、該隣接基地局から伝送される信号を感知してサービング基地局から伝送される信号と関連したキャリア対干渉雑音比及び信号到着時間差を測定するステップと、すべての隣接基地局に関してスキャンした後、測定された信号到着時間差を含むハンドオーバー要請メッセージを、サービング基地局に伝送するステップと、該サービング基地局から、ハンドオーバー要請メッセージに対応するハンドオーバー応答メッセージが受信されると、ハンドオーバー指示メッセージをサービング基地局に伝送するステップと、ターゲット基地局へのハンドオーバーのために、信号到着時間差の反映された往復時間遅延(ＲＴＤ)を用いて再進入過程を遂行するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明の第５の特徴によれば、加入者端末機とデータ通信を行うサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおけるサービング基地局のハンドオーバー支援方法であって、選択された隣接基地局及びサービング基地局からのダウンリンク信号間の到着時間差を加入者端末で測定し、その到着時間差を含むハンドオーバー要請メッセージを加入者端末機から受信するステップと、該信号到着時間差を通じて往復時間遅延(ＲＴＤ)情報を推定するステップと、選択された隣接基地局に推定された往復時間遅延情報を伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明の第６の特徴によれば、加入者端末機とデータ通信を行うサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する少なくとも一つの隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおけるサービング基地局のハンドオーバー支援方法であって、選択された隣接基地局と加入者端末機との往復時間遅延を加入者端末機で推定し、その往復時間遅延を含むハンドオーバー要請メッセージを加入者端末機から受信するステップと、その選択された隣接基地局に往復時間遅延情報を伝送するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【００３８】
本発明の第７の特徴によれば、加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおけるサービング基地局のハンドオーバー支援方法であって、特定加入者端末機からハンドオーバー要請メッセージが受信されると、ハンドオーバー要請メッセージと関連した情報を用いてハンドオーバーテーブルを生成するステップと、ハンドオーバー要請メッセージを伝送した加入者端末機と関連した情報を含むハンドオーバー通報メッセージを、隣接基地局に伝送するステップと、その隣接基地局から、ハンドオーバー通報メッセージに対応するハンドオーバー通報応答メッセージが受信されると、ハンドオーバー通報応答メッセージに含まれた情報を用いてハンドオーバーテーブルをアップデートするステップと、該ハンドオーバー通報応答メッセージに含まれた臨時接続識別子を確認して加入者端末機に適宜なサービス水準を提供できるターゲット基地局を設定し、そのターゲット基地局に加入者端末機がハンドオーバーされることを知らせるハンドオーバー確認メッセージを伝送するステップと、ハンドオーバー確認メッセージを伝送した後、ターゲット基地局の情報及び臨時接続識別子を含むハンドオーバー応答メッセージを、加入者端末機に伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明の第８の特徴によれば、特定加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおけるターゲット基地局のハンドオーバー支援方法であって、加入者端末機とターゲット基地局との推定された往復時間遅延情報を含むハンドオーバー通知メッセージを、サービング基地局から受信するステップと、ハンドオーバー通知メッセージに含まれたハンドオーバーを要請する加入者端末機に対するハンドオーバーを許容するか否かを決定し、加入者端末機に提供できる帯域幅及びサービス水準を決定するステップと、その決定された情報をハンドオーバー通知応答メッセージに含むハンドオーバー通知応答メッセージを、サービング基地局に伝送するステップと、ハンドオーバー通知応答メッセージに対する応答として、サービング基地局からハンドオーバー確認メッセージが受信されると、加入者端末機に、高速レンジングのために推定された往復時間遅延の反映された高速レンジング情報エレメントを割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。
【００４０】
本発明の第９の特徴によれば、加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、加入者端末機が、サービング基地局から、複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する方法であって、サービング基地局との往復時間遅延値と、サービング基地局から受信された信号とターゲット基地局から受信された信号との信号到着時間差とに基づいて、ターゲット基地局との往復時間遅延値を推定するステップと、推定されたターゲット基地局との往復時間遅延値を、サービング基地局に伝送するステップと、ターゲット基地局へのハンドオーバーを決定した後、ターゲット基地局から、割り当てられた高速レンジング情報エレメント及び推定された往復時間遅延値を含むメッセージを受信するステップと、を含むことを特徴とする。
【００４１】
本発明の第１０の特徴によれば、加入者端末機と通信するサービング基地局と、そのサービング基地局と隣接する複数の隣接基地局とを含む広帯域無線通信システムにおいて、サービング基地局から、複数の隣接基地局のうち、選択された一つのターゲット基地局へハンドオーバーを遂行する加入者端末機装置であって、サービング基地局から受信される信号とターゲット基地局から受信される信号との到着時間差値を計算する受信機と、サービング基地局との往復時間遅延値及び受信機により計算される到着時間差値に基づいて、ターゲット基地局との往復時間遅延値を推定する媒体接続制御(ＭＡＣ)処理器と、ＭＡＣ処理器から推定されたターゲット基地局との往復時間遅延値を、サービング基地局又はターゲット基地局に伝送する送信機と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４２】
上述したように、本発明は、ハンドオーバーの際に、高速レンジング情報エレメントを割り当てる基地局が、該当加入者端末機の４８ビットＭＡＣアドレスの代わりに、１６ビットＣＩＤを使用するようにして、無線資源の使用効率を高める。また、本発明による間接的初期レンジング(ＩＩＲ)方案は、スキャン過程で、加入者端末機が新たな基地局のＤＦＰのみを受信し、これに基づいて推定可能な新たな基地局までのＲＴＤ値を、サービング基地局を通じて新たな基地局に通報することにより、スキャンオーバーヘッド及び遅延を最小化し、ターゲット基地局が高速レンジング情報エレメント割り当てを資源効率よく遂行するようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、関連した公知の機能や構成についての具体的な説明は、適宜省略する。
【００４４】
本発明は、ハンドオーバーの際に、ターゲット基地局との初期レンジング過程にかかる時間遅延を低減するために、間接的な初期レンジング(Indirect Initial Ranging:ＩＩＲ)方法を提案する。
【００４５】
本発明によるＩＩＲ方法は、スキャン過程で、加入者端末機が、ターゲット基地局から受信されるダウンリンクフレームプリアンブル(Downlink Frame Preamble:ＤＦＰ)を通じて往復時間遅延値を推定するようにしてスキャンオーバーヘッドを低減し、時間遅延を最小化する。
【００４６】
本発明は、ハンドオーバーの際に、高速レンジング情報エレメント(Information Element:ＩＥ)を割り当てる基地局が、該当加入者端末機を区別するために、４８ビットのＭＡＣアドレスの代わりに、１６ビットの臨時接続識別子(Temporary Connection ID)を使用するようにして、効率的な資源活用を可能にする。
【００４７】
また、本発明は、加入者端末機が、ハンドオーバーのためのスキャンの際に、ターゲット基地局から臨時接続識別子を割り当てられることにより、ハンドオーバーの際に高速レンジングを可能にする。
【００４８】
以下、添付した図５乃至図１１を参照して本発明の好ましい実施形態について、より詳しく説明する。
まず、図５を参照して広帯域無線接続システムでハンドオーバーが発生する状況を説明する。
図５は、ＭＳＳの移動により発生するハンドオーバー状況を示した図である。図５を参照すると、ＢＳ＃１ ５２０によりサービスされるＭＳＳ＃１ ５１０がＢＳ＃２ ５３０の方へ移動するにつれて、ＢＳ＃１ ５２０は、ＭＳＳ＃１ ５１０のハンドオーバーを、ＢＳ＃２ ５３０へ試みる。この場合、ＢＳ＃１ ５２０、ＭＳＳ＃１ ５１０及びＢＳ＃２ ５３０は、後述する本発明に応じて高速レンジングを遂行する。一方、ＢＳ＃１ ５２０とＢＳ＃２ ５３０は、上述したうに、互いに接続された有線ネットワーク５４０を通じて情報を交換することができる。
【００４９】
このような構造において、従来の高速レンジング方法は、ＭＳＳ＃１ ５１０が、ＢＳ＃２ ５３０へ競争のない初期レンジング要請を伝送するようにして、より速いレンジングを可能にする。しかしながら、ＢＳ＃２ ５３０の非効率的な資源割り当てを引き起こす。すなわち、ＢＳ＃２ ５３０は、ＭＳＳ＃１ ５１０とＢＳ＃２ ５３０との間にＲＴＤを受容できる資源を割り当てなければならない。また、ＵＬ-ＭＡＰメッセージによる資源割り当て通報過程で、ＭＳＳ＃１ ５１０を指定するために、４８ビットのＭＡＣアドレスを使用しなければならない。したがって、本発明は、図６及び図７を通じて、より効率的な高速レンジング方法を提案する。
【００５０】
一方、加入者端末機がハンドオーバーを遂行するために隣接基地局から受信される信号のレベルを測定するスキャン過程は、上述したように、ターゲット基地局のダウンリンク信号強さのみを測定する受動的スキャン(Passive Scanning)と、ダウンリンク信号強さ測定及びＲＮＧ-ＲＥＱメッセージを伝送する能動的スキャン(Active Scanning)とに分かれる。以下、上述した二種類の方法による高速ハンドオーバー方法についての実施形態をそれぞれ詳しく説明する。
【００５１】
第１の実施形態(能動的スキャンハンドオーバー手順)
図６は、本発明の第１の実施形態に応じる高速レンジングによる能動的スキャンハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
図６を参照すると、本発明の第１の実施形態によるハンドオーバー方法は、従来の高速レンジング方法で使用される加入者端末機の４８ビットＭＡＣアドレスの代わりに、１６ビットの接続識別子(ＣＩＤ)を通じてアップリンク資源を割り当てる。
【００５２】
図６を参照すると、ハンドオーバーを必要とするＳＳ＃１ ６１０は、ＢＳ＃１ ６２０に、スキャン要請(Scanning Request:ＳＣＮ-ＲＥＱ)メッセージを伝送した後に(ステップ６４１)、ＢＳ＃１ ６２０からＳＣＮ-ＲＥＱメッセージに対する応答としてスキャン応答(Scanning Response:ＳＣＮ-ＲＳＰ)メッセージを受信する(ステップ６４３)。その後、ＳＳ＃１ ６１０は、能動的スキャン過程に応じてＢＳ＃２ ６３０に初期レンジング要請(Ranging Request:ＲＮＧ-ＲＥＱ)メッセージを伝送する(ステップ６４５)。このとき、ＢＳ＃２ ６３０は、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージに対する応答として初期レンジング応答(Ranging Response:ＲＮＧ-ＲＳＰ)メッセージを伝送するとき、本発明の実施形態に応じて臨時接続識別子(Temporary ＣＩＤ)をＳＳ＃１ ６１０に割り当てることができる(ステップ６４７)。この臨時接続識別子は、ＳＳ＃１ ６１０が、ハンドオーバーのために、ターゲット基地局、すなわち、ＢＳ＃２ ６３０に初期レンジングを遂行するために、一時的に使用できる接続識別子を示す。したがって、ＢＳ＃２ ６３０は、ＳＳ＃１ ６１０から、規定された時間まで割り当てられた臨時接続識別子を使用するトラフィック伝送が存在しない場合、その臨時接続識別子を回収するように実現されることができる。
【００５３】
上述したスキャン手順を完了したＳＳ＃１ ６１０が、ＢＳ＃１ ６２０に、ＢＳ＃２ ６３０へのハンドオーバーを遂行するためのハンドオーバー要請メッセージ(Handover Request:ＨＯ-ＲＥＱ)を伝送すると(ステップ６４９)、ＢＳ＃１ ６２０は、ＢＳ＃２ ６３０にハンドオーバー通知(Handover Notification:HO-Notification)メッセージを用いてＳＳ＃１ ６１０のハンドオーバー要請を通報する(ステップ６５１)。すると、ＢＳ＃２ ６３０は、ハンドオーバーを容認するか否かを、ハンドオーバー通知応答(Handover Notification Response:HO-Notification.Response)メッセージを用いてＢＳ＃１ ６２０に知らせる(ステップ６５３)。その後、ＢＳ＃１ ６２０はHO-Notification.Responseメッセージを受信するが、このとき、ＢＳ＃２ ６３０がハンドオーバーを容認できると決定されると、ＢＳ＃２ ６３０を、ＳＳ＃１ ６１０がハンドオーバーするターゲット基地局として決定する。また、ＢＳ＃１ ６２０は、ＢＳ＃２ ６３０にハンドオーバー確認(Handover Confirm:HO-Confirm)メッセージを伝送する(ステップ６５４)。
【００５４】
その後、ＢＳ＃１ ６２０は、ＳＳ＃１ ６１０のＨＯ-ＲＥＱメッセージに対する応答として、ハンドオーバー応答(Handover Response:ＨＯ-ＲＳＰ)メッセージを用いて、ＢＳ＃２ ６３０がハンドオーバーを容認するか否かを、ＳＳ＃１ ６１０に通報する(ステップ６５５)。すると、ＳＳ＃１ ６１０はハンドオーバー指示(Handover Indication:ＨＯ-ＩＮＤ)メッセージを、ＢＳ＃１ ６２０に伝送して(ステップ６５７)、最終のハンドオーバーを決定する。
【００５５】
一方、ＢＳ＃２ ６３０は、ＳＳ＃１ ６１０のハンドオーバー要請を容認する場合、高速レンジング情報エレメント(Fast Ranging IE)割り当て(ステップ６５９)を通じて、ＳＳ＃１ ６１０に競争のない初期レンジング要請メッセージ伝送機会を与えることができる。このとき、高速レンジング情報エレメントの割り当ては、本発明の実施形態に応じて、ＳＳ＃１ ６１０のＭＡＣアドレスの代わりに、スキャン過程で与えられた臨時接続識別子(Temporary ＣＩＤ)を使用することが可能である。したがって、一般に、ＳＳ＃１ ６１０のＭＡＣアドレスが４８ビット、接続識別子が１６ビットからなることを鑑みると、資源節減の効果がある。
【００５６】
その後、ＳＳ＃１ ６１０は、ＢＳ＃２ ６３０とＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ-ＲＳＰメッセージを送信/受信(ステップ６６１、６６３)して初期レンジングを遂行する。
【００５７】
一方、上述した本発明の第１の実施形態による方法は能動的スキャンに適用される方法であって、上述した過程で競争方式の初期レンジング要請メッセージ伝送が発生するため、速いレンジングを保障することができない。したがって、ハンドオーバー遅延を低減する別途の方法として本発明の第２の実施形態では、間接的初期レンジング(ＩＩＲ)方法を提案する。
【００５８】
このＩＩＲ方法は、ハンドオーバーを遂行しようとする加入者端末機(ＳＳ)が能動的スキャン過程を省略し、ターゲット基地局(Target ＢＳ)が高速レンジング情報エレメント(Fast Ranging IE)を資源効率よく割り当てるようにして、より迅速かつ資源効率よくハンドオーバー遂行を可能にする。以下、図７を参照して本発明の第２の実施形態によるＩＩＲ方法を詳しく説明する。
【００５９】
第２の実施形態(間接的初期レンジングに基づくハンドオーバー手順)
図７は、本発明の第２の実施形態に応じる高速レンジングによる受動的スキャンハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
図７は、本発明で提案される速いハンドオーバー遂行のための間接的初期レンジング手順を示した図であって、加入者端末機が、ハンドオーバーの際に遂行されるネットワークトポロジー(Network Topology)獲得過程で、ターゲット基地局に/からレンジングのためのメッセージを送信/受信せず、サービング基地局及びターゲット基地局から伝送される基準信号間の到着時間差によって、ターゲット基地局のＲＴＤ値を推定するように実現する。
【００６０】
まず、ハンドオーバーを遂行しようとするＳＳ＃１ ７１０は、ＢＳ＃１ ７２０からＴＤＤ/ＦＤＤフレーム持続時間周期を有する周期的なダウンリンクフレームプリアンブル(Downlink Frame Preamble:ＤＦＰ)７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｃ，７４５，７４９を受信する。ＳＳ＃１ ７１０は、ＢＳ＃１ ７２０から周期的に伝送されるＤＦＰ信号７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｃ，７４５，７４９に基づいて自体クロックを生成及び補正することができる。
【００６１】
仮に、ＢＳ＃１ ７２０から伝送されるＤＦＰ ７４１ｂのキャリア対干渉及び雑音比(Carrier-to- Interference and Noise Ratio:ＣＩＮＲ)値が、規定されたしきい値以下になると、ＳＳ＃１ ７１０は、新たな基地局を探索するために、ＢＳ＃１ ７２０にスキャン要請(ＳＣＮ-ＲＥＱ)メッセージを伝送した後、ＢＳ＃１ ７２０からスキャン応答(ＳＣＮ-ＲＳＰ)メッセージを受信してスキャンを遂行する(ステップ７４３)。
【００６２】
この際、ＳＳ＃１ ７１０は、ＢＳ＃２ ７３０から伝送されるＤＦＰ７４７を受信し、ＢＳ＃１ ７２０から周期的に伝送されるＤＦＰ ７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｃ，７４５，７４９に基づいて生成/補正された自体クロックを通じて、ＢＳ＃１ ７２０によるＤＦＰ ７４５とＢＳ＃２ ７３０によるＤＦＰ７４７との差値(Difference Time of downlink frame Preamble Arrival:ＤＴＰＡ)Δ７７０を測定することが可能である。
【００６３】
ＳＳ＃１ ７１０は、測定されたＤＴＰＡ値７７０を通じてＢＳ＃２ ７３０までのＲＴＤ値(ＲＴＤ_ＢＳ２)を推定できる。これは、ＢＳ＃１ ７２０とのレンジング過程を通じて測定されたＲＴＤ値(ＲＴＤ_ＢＳ１)とＤＴＰＡ値７７０とを用いて、下記の数式１のように測定されることが可能である。
ＲＴＤ＿ＢＳ２＝ＲＴＤ＿ＢＳ１＋２ＤＴＰＡ    ．．．（１）
【００６４】
数式１を参照すると、ＳＳ＃１ ７１０とＢＳ＃２ ７３０とのＲＴＤ値(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、ＳＳ＃１ ７１０とＢＳ＃１ ７２０とのＲＴＤ値(ＲＴＤ_ＢＳ１)に、ＢＳ＃１ ７２０とＢＳ＃２ ７３０との往復時間差(２×ＤＴＰＡ)を反映した値として推定できる。したがって、上述したように推定されたＢＳ＃２ ７３０のＲＴＤ値(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、ＳＳ＃１ ７１０がＢＳ＃２ ７３０に伝送するときに反映可能な時間補正値として使用されることもできる。ここで、ＢＳ＃２ ７３０の推定ＲＴＤ値(ＲＴＤ_ＢＳ２)は、ＳＳ＃１ ７１０とＢＳ＃２ ７３０との初期レンジング要請/応答を通じて獲得が可能な値である。
【００６５】
一方、ＢＳ＃２ ７３０が高速レンジング情報エレメント(Fast Ranging IE)をＳＳ＃１ ７１０に資源効率よく割り当てるためには、ＳＳ＃１ ７１０が、アップリンク伝送に適用する補正値であるＲＴＤ_ＢＳ２値を把握する必要がある。このために、本発明の第２の実施形態では、ＳＳ＃１ ７１０がＨＯ-ＲＥＱメッセージ伝送過程(ステップ７５１)で、上述したように測定されたＤＴＰＡ値７７０又はＲＴＤ_ＢＳ２値を含むことを提案する。
【００６６】
一方、ＨＯ-ＲＥＱメッセージを受信したＢＳ＃１ ７２０は、HO-pre-Notification(すなわち、HO-Notification)メッセージに、上記受信された推定ＤＴＰＡ値又は推定されたＲＴＤ_ＢＳ２(ＥＲＴＤ)値を挿入させてＢＳ＃２ ７３０に伝送する(ステップ７５３)。ＢＳ＃２ ７３０は、ＢＳ＃１ ７２０から受信されたHO-pre-Notificationメッセージを通じてＳＳ＃１ ７１０のＲＴＤ_ＢＳ２補正値を反映することにより、高速レンジング情報エレメント(Fast Ranging IE)割り当てを資源効率よく遂行することが可能である。
【００６７】
上述した本発明の第１の実施形態と同様に、本発明の第２の実施形態でも、ＳＳ＃１ ７１０の４８ビットＭＡＣアドレスの代わりに、１６ビットの接続識別子(ＣＩＤ)を使用することができる。すなわち、ＢＳ＃２ ７３０は、HO-pre-Notificationを通じて認知されたＳＳ＃１ ７１０に臨時接続識別子(temporary ＣＩＤ)を割り当て、該臨時接続識別子の割り当てをHO-pre-Notification．Response(すなわち、HO-Notification．Response)メッセージを通じてＢＳ＃１ ７２０に通報する(ステップ７５５)。すると、このHO-pre-Notification．Responseメッセージを受信したＢＳ＃１ ７２０は、ＢＳ＃２ ７３０がハンドオーバーを容認できると決定し、ＢＳ＃２ ７３０をＳＳ＃１ ７１０がハンドオーバーされるターゲット基地局として選択する。また、ＢＳ＃１ ７２０は、ＢＳ＃２ ７３０にHO-Confirmメッセージを伝送する(ステップ７５６)。その後、ＢＳ＃１ ７２０は、上記受信された臨時接続識別子(temporary ＣＩＤ)をＨＯ-ＲＳＰメッセージを通じてＳＳ＃１ ７１０に通報する(ステップ７５７)。
【００６８】
該ＨＯ-ＲＳＰメッセージを受信したＳＳ＃１ ７１０は、ＢＳ＃１ ７２０にＨＯ-ＩＮＤメッセージを伝送し(ステップ７５９)、ＢＳ＃２ ７３０から高速レンジング情報エレメント(Fast Ranging IE)を受信する(ステップ７６１)。その後、ＳＳ＃１ ７１０とＢＳ＃２ ７３０とは、図６を参照して上述した方法でのように、ＲＮＧ-ＲＥＱメッセージ及びＲＮＧ-ＲＳＰメッセージを互いに交換して(ステップ７６３、７６５)初期レンジングを遂行する。
【００６９】
一方、本発明の第１の実施形態に応じる能動的スキャンによるハンドオーバー方法では、加入者端末機(すなわち、ＳＳ＃１)がターゲット基地局(すなわち、ＢＳ＃２)からＲＮＧ-ＲＳＰメッセージを受信するとき、臨時接続識別子を割り当てられるように実現したが、本発明の第２の実施形態に応じる受動的スキャンによるハンドオーバー方法では、加入者端末機(すなわち、ＳＳ＃１)がターゲット基地局(すなわち、ＢＳ＃２)からＨＯ-ＲＳＰメッセージを受信するとき、臨時接続識別子を割り当てられるように実現することが好ましい。
【００７０】
以下、表１乃至表４は、本発明の実現のために、従来のメッセージ構成に修正又は追加されるべきメッセージを示す。
【００７１】
【表１】
2007522759.tif 000003
【００７２】
【表２】
2007522759.tif 000004
【００７３】
【表３】
2007522759.tif 000005
【００７４】
【表４】
2007522759.tif 000006
【００７５】
表１乃至表４を参照すると、表１のＨＯ-ＲＥＱメッセージ構造は、従来のメッセージ構造に追加されたＤＴＰＡ又は推定ＲＴＤ(Estimated RTD:ＥＲＴＤ)フィールドを有し、表２のＨＯ-ＲＳＰメッセー構造は、従来のメッセージ構造に追加された臨時接続識別子(Temporary ＣＩＤ)フィールドを有し、表３のHO-pre-Notificationメッセージ構造は、従来の構造に追加されたＥＲＴＤフィールドを有するべきである。また、表４のHO-pre-Notification．Responseメッセージ構造は、従来の構造のAck/Nackフィールドを臨時接続識別子(Temporary ＣＩＤ)に取り替えなければならない。
【００７６】
以下、図８を参照して本発明の実施形態によるハンドオーバー方法を遂行するために要求される加入者端末機の送受信装置について説明する。
図８は、図７を参照して上述した加入者端末機の動作を遂行するために要求される装置のブロック図である。図８を参照すると、加入者端末機装置は、受信機８１０、ＭＡＣ処理器８２０及び送信機８３０からなる。また、受信機８１０は、ＤＦＰ処理モジュール(DFP Processing Module:ＤＰＭ)８４０、タイミング生成モジュール(Timing Generation Module:ＴＧＭ)８５０、ＤＴＰＡ演算モジュール(DTPA Calculation Module)８６０、受信データ処理のための高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:ＦＦＴ)器８７０、復調及び復号器８８０からなる。
【００７７】
ＤＰＭ８４０は、現在のサービング基地局から受信される基準信号(ＤＦＰ)を処理するモジュールであって、該サービング基地局のＣＩＮＲを測定し、測定された値がしきい値以下となる場合、ＭＡＣ処理器８２０に通報する。また、ＤＰＭ８４０は、周期的な基準信号(ＤＦＰ)到着時間をＴＧＭ８５０に通報し、ＭＡＣ処理器８２０のスキャン要請に応じて周辺基地局の基準信号(ＤＦＰ)を受信する。さらに、スキャンを通じて受信された隣接基地局の基準信号(ＤＦＰ)到着時間をＤＴＰＡ演算モジュール８６０に通報し、基準信号(ＤＦＰ)以後の受信データをＦＦＴ器８７０に伝送する。
【００７８】
ＴＧＭ８５０は、ＤＰＭ８４０から周期的に受信される信号を通じて自体クロック情報を発生し、ＤＴＰＡ演算モジュール８６０に基準時間値を提供する。ＤＴＰＡ演算モジュール８６０は、ＴＧＭ８５０から提供された基準時間情報に基づいて予想される現在のサービス基地局のＤＦＰ到着時間と、ＤＰＭ８４０から提供された新たな基地局のＤＦＰ到着時間との差、すなわち、ＤＴＰＡ値(Δ)を計算する。
【００７９】
その差値はＭＡＣ処理器８２０に提供される。ＭＡＣ処理器８２０は、ＤＰＭ８４０から新たな基地局検索要請を受けてスキャン要請メッセージを送信機８３０に伝送し、ＤＰＭ８４０に新たな基地局に対する検索を命令する。また、ＤＴＰＡ演算モジュール８６０から計算されたＤＴＰＡ値を受信したＭＡＣ処理器８２０は、受信されたＤＴＰＡ値に基づいて新たな基地局までのＲＴＤ値を推定する。
【００８０】
送信機８３０は、ＭＡＣ処理器８２０からのメッセージをサービング基地局又は新たな基地局に伝送する。
【００８１】
以下、図９乃至図１１を参照して、本発明の実施形態による加入者端末機、サービング基地局及びターゲット基地局のハンドオーバー遂行手順について説明する。
図９は、本発明の実施形態によるハンドオーバーを遂行する加入者端末機の動作手順を示したフローチャートである。図９を参照すると、加入者端末機は、各フレームごとにサービング基地局から伝送されるＤＦＰのＣＩＮＲ値を測定する(ステップ９０１)。その結果、測定値
【数１】
2007522759.tif 000007
が所定のしきい値ＴＨ_ａより小さい場合(ステップ９０３)、加入者端末機は周辺基地局をスキャンし始める(ステップ９０５)。このスキャン過程で、加入者端末機は周辺基地局から伝送されるＤＦＰ信号を感知してＣＩＮＲ値を測定し、図８の装置を通じてＤＴＰＡ値を測定する(ステップ９０７)。
【００８２】
その後、加入者端末機は、サービング基地局から通報されたすべての周辺基地局に対するスキャンを完了した後に(ステップ９０９)、ハンドオーバーを考慮する基地局を設定する。このようなハンドオーバーを考慮する基地局設定は様々な方法で実現されることができる。本発明では、スキャン過程の間、測定したＣＩＮＲ値が、所定のしきい値より大きい基地局のみを考慮して、各基地局による基地局識別子(ＩＤ)、ＣＩＮＲ及びＤＴＰＡ値を含んでＨＯ-ＲＥＱメッセージを構成した後、該ＨＯ-ＲＥＱメッセージをサービング基地局に伝送する(ステップ９１１)。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、基地局設定のために様々な方法を使用可能なのは明らかである。
【００８３】
一方、加入者端末機は、ＨＯ-ＲＥＱメッセージの伝送時にハンドオーバーにかかる予想時間をともに伝送する。その後、加入者端末機は、サービング基地局からＨＯ-ＲＳＰメッセージを受信する(ステップ９１３)。このとき、ＨＯ-ＲＳＰメッセージに含まれている、ターゲット基地局により割り当てられた臨時識別子(Temporary ＣＩＤ)をともに受信する。次いで、加入者端末機は、ＨＯ-ＩＮＤメッセージを再びサービング基地局に伝送する(ステップ９１５)。最後に、加入者端末機は、その選択されたターゲット基地局へのアップリンク伝送時間をＥＲＴＤ値だけ移動させ(ステップ９１７)、ハンドオーバーのためのネットワーク再進入(network re-entry)過程を遂行する(ステップ９１９)。
【００８４】
図１０は、加入者端末機からハンドオーバー要請を受けたサービング基地局の動作手順を示したフローチャートである。図１０を参照すると、サービング基地局は、特定加入者端末機からＨＯ-ＲＥＱメッセージを受信する(ステップ１００１)。このとき、ＨＯ-ＲＥＱメッセージには、該加入者端末機がハンドオーバーのために考慮している推定ハンドオーバー時間(Estimated Handover Time:ＥＨＯＴ)及びハンドオーバーを遂行する候補基地局の関連情報(ＣＩＮＲ、ＤＴＰＡ又はＥＲＴＤ)が含まれる。
【００８５】
一方、サービング基地局はＨＯ-ＲＥＱメッセージを受信すると、ＨＯ-ＲＥＱメッセージと関連した情報を用いてハンドオーバーテーブルを作成する(ステップ１００３)。このハンドオーバーテーブルは表５のように表示することができ、サービング基地局は、表５に示したハンドオーバーテーブルで、ＨＯ-ＲＥＱメッセージと関連した情報を管理するように実現されることが可能である(ステップ１００９)。
【００８６】
【表５】
2007522759.tif 000008
【００８７】
表５に示したように、ハンドオーバーテーブルは、サービング基地局の周辺基地局を横軸で示し、ＨＯ-ＲＥＱメッセージを伝送した加入者端末機を縦軸で示すことにより、ＨＯ-ＲＥＱメッセージに含まれている情報及び今後の動作を通じて収集されるべき情報項目を書き込む。
【００８８】
以下、表５を参照してＨＯ-ＲＥＱメッセージを通じて周辺基地局であるＢＳ＃１乃至ＢＳ＃ｉへのハンドオーバーを考慮する加入者端末機ＳＳ#１の場合を例として説明する。
ＳＳ＃１は、ハンドオーバー遂行予想時間(ＥＨＯＴ_１)と、スキャンを通じて選択されたＢＳ＃１乃至ＢＳ＃ｉのＣＩＮＲ_１-１/ＥＲＴＤ_１-１乃至ＣＩＮＲ_１-ｉ/ＤＴＰＡ_１-ｉ情報とを含み、ＨＯ-ＲＥＱメッセージをサービング基地局に伝送し、サービング基地局は、受信された情報を表５に示したハンドオーバーテーブルに書き込む。また、サービング基地局は、ＳＳ＃１の登録情報に基づいてＳＳ＃１により要求される資源割り当て保障量(Ｒ_ＢＷ_１:SS#１'s Requiring Bandwidth)とＱｏＳ要求水準(Ｒ_ＱｏＳ_１:SS#１'s Requiring QoS)とを把握して、表５のＲ_ＢＷ及びＲ_ＱｏＳ欄に書き込む。サービング基地局は、同じ方法で別途の加入者端末機から受信されたＨＯ-ＲＥＱ情報を、表５のハンドオーバーテーブルに書き込む。
【００８９】
その後、サービング基地局は、自身が管理しているハンドオーバーテーブルを完成するために、周辺基地局と通信を試みる。すなわち、表５のハンドオーバーテーブルを管理するサービング基地局は、ＢＳ＃１にHO-pre-Notification(すなわち、HO-Notification)メッセージを伝送するが(ステップ１００５)、そのメッセージには、ＳＳ＃１のＩＤ(ＭＡＣアドレス)/ＥＨＯＴ_１/ＥＲＴＤ_１-１/Ｒ_ＢＷ_１/Ｒ_ＱｏＳ_１乃至ＳＳ＃ｍのＩＤ(ＭＡＣアドレス)/ＥＨＯＴ_ｍ/ＥＲＴＤ_ｍ-１/Ｒ_ＢＷ_ｍ/Ｒ_ＱｏＳ_ｍ情報が含まれる。また、サービング基地局は、ＢＳ#２乃至ＢＳ#ｎにも、HO-pre-Notificationメッセージを、上述した情報を含んで伝送する(ステップ１００５)。
【００９０】
HO-pre-Notificationメッセージを伝送した後、サービング基地局は、上述した周辺基地局からHO-pre-Notification-response(すなわち、HO-Notification．Response)メッセージを受信するが(ステップ１００７)、そのHO-Notification．Responseメッセージメッセージには、HO-pre-Notificationメッセージに含まれた加入者端末機に対する情報が含まれている。該情報は、HO-pre-Notification-responseメッセージを伝送した基地局が、加入者端末機へ提供可能な資源量(Ｐ_ＢＷ:provided Bandwidth)、ＱｏＳ水準(Ｐ_ＱｏＳ:provided QoS)及び臨時接続識別子(Ｔ_ＣＩＤ:temporary CID)などを含む。このとき、Ｔ_ＣＩＤ値が０×００００であれば、HO-Notification-responseメッセージを伝送したＢＳがＳＳを容認できないことを意味する。
【００９１】
その後、サービング基地局は、HO-pre-Notificationメッセージに含まれている情報をハンドオーバーテーブルに反映する(ステップ１００９)。サービング基地局は、その反映された情報に基づいて、周辺基地局が該当加入者端末機へ提供できると予想されるサービス水準(service level prediction:ＳＬＰ)を決定する。次いで、ハンドオーバーを要請した加入者端末機に関して、適宜なＳＬＰ値を提供できる基地局を判断してHO-Confirmメッセージを伝送する(ステップ１０１１)ことにより、HO-Confirmメッセージを受信するＢＳに、加入者端末機がハンドオーバーしようとすることを通報する。
【００９２】
また、サービング基地局は、HO-Confirmメッセージを伝送したＢＳに関連した情報(ＢＳ ＩＤとＳＬＰ)をＨＯ-ＲＳＰメッセージに挿入して該当加入者端末機に伝送する(ステップ１０１３)。上記伝送されたＨＯ-ＲＳＰメッセージに対する応答としてＨＯ-ＩＮＤメッセージを受信すると(ステップ１０１５)、ＨＯ-ＩＮＤメッセージに含まれた最終のターゲット基地局情報を表５のようなハンドオーバーテーブルに反映して、すべての手順を完了する(ステップ１０１７)。
【００９３】
図１１は、加入者端末機からハンドオーバー要請通報を受けたターゲット基地局の動作手順を示したフローチャートである。図１１を参照すると、ターゲット基地局は、サービング基地局から、上述したHO-pre-Notificationメッセージを受信することにより(ステップ１１０１)、ハンドオーバー手順が始まる。ターゲット基地局は、このメッセージに含まれた加入者端末機の情報に基づいて、加入者端末機に対するハンドオーバーを許容するか否かを判断する(ステップ１１０３)。
【００９４】
仮に、ハンドオーバーを許容できると判断すると、ターゲット基地局は、該当加入者端末機に割り当てられる臨時接続識別子(Ｔ_ＣＩＤ＝０×００００以外の値)を決定し(ステップ１１０９)、その加入者端末機に提供可能な資源割り当て量(Ｐ_ＢＷ)とＱｏＳ水準(Ｐ_ＱｏＳ)とを決定する(ステップ１１１１)。その後、ゲット基地局は、決定された情報をHO-pre-Notification-responseメッセージに挿入し、HO-pre-Notificationメッセージを伝送したサービング基地局にHO-pre-Notification-responseメッセージを伝送する(ステップ１１１３)。その後、サービング基地局からHO-Confirmメッセージを受信すると(ステップ１１１５)、ターゲット基地局は、HO-Confirmメッセージに含まれた加入者端末機に高速レンジングのための高速レンジング情報エレメント(Fast Ranging IE)を割り当てる(ステップ１１１７)。
【００９５】
このとき、ターゲット基地局は、自分が管理するセル半径による最大ＲＴＤを受容できるように、高速レンジング情報エレメントを割り当てる代わりに、本発明の実施形態に応じてHO-pre-Notificationメッセージを通じて提供された加入者端末機のＥＲＴＤを反映することにより、資源効率よく区間を割り当てることができる。
【００９６】
しかしながら、HO-pre-Notificationメッセージを通じて通報された加入者端末機のハンドオーバー要請を受容できなければ、ターゲット基地局は、臨時接続識別子(すなわち、Ｔ_ＣＩＤ)を０×００００に設定した後に(ステップ１１０５)、そのＴ_ＣＩＤ情報を含むHO-pre-Notification．Responseメッセージを伝送することにより(ステップ１１０７)、ハンドオーバー要請を拒否する。
【００９７】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記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該記載と同等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】ハンドオーバーを支援する広帯域無線通信システムの構造を概略的に示した図である。
【図２】時分割二重化直交周波数分割多重接続(ＴＤＤ ＯＦＤＭＡ)方式を用いる広帯域無線通信システムのフレーム構造を時間-周波数領域上に示した図である。
【図３】広帯域無線通信システムにおいて、加入者端末機の位置による往復時間遅延を補償するための初期レンジング手順を示した図である。
【図４】ＩＥＥＥ 802．16a通信システム規格による加入者端末機の初期ネットワーク進入及びハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
【図５】加入者端末機の移動に応じて発生するハンドオーバー状況を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による高速レンジングに応じる能動的スキャンハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態による高速レンジングに応じる受動的スキャンハンドオーバー手順を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態による加入者端末機装置の送受信機構造を示したブロック図である。
【図９】本発明の実施形態によるハンドオーバー遂行において、加入者端末機の動作手順を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態によるハンドオーバー遂行において、サービング基地局の動作手順を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態によるハンドオーバー遂行において、ターゲット基地局の動作手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
５１０      ＭＳＳ＃１
５２０      ＢＳ＃１
５３０      ＢＳ＃２
８１０      受信機
８２０      ＭＡＣ処理器
８３０      送信機
８４０      ＤＦＰ処理モジュール(DFP Processing Module:ＤＰＭ)
８５０      タイミング生成モジュール(Timing Generation Module:ＴＧＭ)
８６０      ＤＴＰＡ演算モジュール(DTPA Calculation Module)
８７０      高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:ＦＦＴ)器
８８０      復調及び復号器
【図１】
2007522759.tif 000009
【図２】
2007522759.tif 000010
【図３】
2007522759.tif 000011
【図４】
2007522759.tif 000012
【図５】
2007522759.tif 000013
【図６】
2007522759.tif 000014
【図７】
2007522759.tif 000015
【図８】
2007522759.tif 000016
【図９】
2007522759.tif 000017
【図１０】
2007522759.tif 000018
【図１１】
2007522759.tif 000019
【国際調査報告】
2007522759.tif 000020
2007522759.tif 000021
2007522759.tif 000022