(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける端末の動作方法であって、
前記端末の第１ アンテナを用いて第１ 基地局に接続するための第１ 接続手順 及び前記端末の第２ アンテナを用いて第２ 基地局に接続するための第２ 接続手順を行う段階と、
前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局との通信を、前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局との通信を行う段階と、
前記第１ 基地局及び前記端末の間の第１ 無線リンクの状態と前記第２ 基地局及び前記端末の間の第２ 無線リンクの状態に基づいて前記第１ 基地局と前記第２ 基地局のうち前記第２ 無線リンクに関する制御情報を送信するための基地局を決定する段階と、
前記第２ 無線リンクに関する制御情報を送信するための基地局を前記第１ 基地局に決定することに基づいて、前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局に前記第２ 無線リンクに関する前記制御情報を送信する段階と、を含む方法。
【請求項２】
前記第１ 接続手順及び前記第２ 接続手順を行う段階は、
前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局と無線リソース接続確立手順を行う段階と、
前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局と認証手順を行う段階と、
前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局と無線区間セキュリティ設定手順及び無線リソース接続再設定手順を行う段階と、
前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局と無線リソース接続確立手順、無線区間セキュリティ設定手順、及び無線リソース接続再設定手順を行う段階と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１ 接続手順及び前記第２ 接続手順を行う段階は、
前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局と無線リソース接続確立手順を行う段階と、
前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局及び前記第２ 基地局の両方に対する無線区間セキュリティ設定手順及び無線リソース接続再設定手順を行う段階と、
前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局と無線リソース接続確立手順を行う段階と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記通信を行う段階は、
前記第１ 基地局及び前記第２ 基地局のうち１つの基地局を選択する段階と、
選択された基地局に対応するアンテナを用いて前記選択された基地局にアップリンクデータを送信する段階と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記通信を行う段階は、
前記第１ 無線リンクの状態が前記第２ 無線リンクの状態より良好な場合、遅延に敏感な（ｄｅｌａｙ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）サービスのデータを前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局と通信を行う段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記通信を行う段階は、
前記第２ 無線リンクの状態が前記第１ 無線リンクの状態より良好な場合、前記第２ 基地局に前記第１ 無線リンクの状態及び前記第２ 無線リンクの状態を含むメッセージを送信する段階と、
前記遅延に敏感なサービスの前記データを前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局と通信を行う段階と、を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２ 無線リンク関連の前記制御情報のシグナリングが必要な場合、前記第１ アンテナを用いて前記第１ 基地局と前記第２ アンテナのためのシグナリングを行う段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シグナリングを行う段階は、
ハンドオーバ、位置更新、ネットワーク接続解除のうち１つのためのシグナリングを行う段階を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記端末及び前記第１ 基地局の間の前記第１ 無線リンクの状態を指示するための値が臨界値より少ないか、同じかを決定する段階と、
前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局に前記値が前記臨界値より少ないか、同じかを報告するメッセージを送信する段階と、
前記第１ アンテナに対するセル再接続を要求するメッセージを受信する段階と、
前記第１ 基地局に接続するために割り当てられた第１ アンテナリソースを解除する段階と、
前記第２ 基地局に対する通信モードを単一アンテナモードから多重アンテナモードに変更する段階と、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記端末及び前記第１ 基地局の間の無線リンクの状態を指示するための値が臨界値より少ないか、同じかを決定する段階と、
前記第１ アンテナに対するサービングセルを前記第２ 基地局に変更すると決定する段階と、
前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局に前記第１ アンテナに対するセル再接続を要求するメッセージを送信する段階と、
前記第２ アンテナを用いて前記第２ 基地局から前記第１ アンテナに対するセル再接続を許可することを通知するメッセージを受信する段階と、
前記第１ 基地局に接続するために割り当てられた前記第１ アンテナリソースを解除する段階と、
前記第２ 基地局に対する通信モードを単一アンテナモードから多重アンテナモードに変更する段階と、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１ 基地局及び前記第２ 基地局の両方に対する接続を解除する場合、前記第１ 基地局及び前記第２ 基地局の中から前記基地局を決定する段階と、
前記基地局に対応するアンテナを用いて前記基地局と前記接続を解除するためのシグナリングを行う段階と、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
無線通信システムにおける第１ 基地局の動作方法であって、
端末の第１ アンテナを介して前記端末との接続手順を行う段階と、
前記端末の前記第１ アンテナを介して前記端末と通信を行う段階と、
さらに、第２アンテナを用いて、第２ 基地局に接続して通信を行う前記端末より前記第２ 基地局と前記端末の間の第２ 無線リンクに関する制御情報を前記端末の前記第１ アンテナを用いて受信する段階と、を含み、
前記第２ 無線リンク関連の前記制御情報は、前記端末が前記第２ 無線リンクに関する前記制御情報を送信するための基地局を前記第２ 無線リンクの状態と前記端末と前記第１ 基地局の間の第１無線リンクの状態に基づいて、前記第１ 基地局と、前記第２ 基地局のうち前記第１ 基地局に決定することに基づいて前記第１ アンテナを用いる前記端末より送信される方法。
【請求項１３】
前記接続手順を行う段階は、
ゲートウェイから前記第１ 基地局との通信のための第１ コンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）情報及び前記第２ 基地局との通信のための第２ コンテキスト情報を含むメッセージを受信する段階と、
前記第２ 基地局に前記第２ コンテキスト情報を含むメッセージを送信する段階と、をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の方法を実施するように構成された装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおけるビームフォーミングを用いた通信技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン（ｓｍａｒｔ  ｐｈｏｎｅ）をはじめとする無線インターネット通信機器の急速な普及に伴い、移動通信データの需要が年平均約５０％乃至２００％ずつ急増している。このように急増する移動通信データの需要に対応するために、様々なデータ伝送速度向上技術が開発されている。データ伝送速度を上げる様々な方法の中で最も確実な一方法は、より広い周波数帯域を使用することであるが、現在、移動通信システムのために使われている周波数でさらに広い周波数帯域を確保することは難しい。これに対して、２８ＧＨｚ、３８ＧＨｚ又はそれ以上の高い周波数帯域の場合、周波数の使用頻度が低く、数百ＭＨｚ乃至数ＧＨｚほどの非常に広い周波数帯域を容易に確保することができる。
【０００３】
しかし、無線通信信号は、周波数が高くなるほど信号減衰が増加する性質を有し、２８ＧＨｚ又はそれ以上の超高周波は信号減衰の程度が非常に大きく、セル（ｃｅｌｌ）のサイズ及びサービス領域を大きく制限する。一方、周波数が高くなるほどアンテナのサイズが小さくなるので、超高周波ではいくつかのアンテナ素子を１つのアレイ（Ａｒｒａｙ）に統合してビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技術を適用することが相対的に容易である。これにより、ビームフォーミングによる利得を非常に大きく得ることができる長所がある。したがって、超高周波で広い周波数帯域を使用してデータ伝送速度を上げつつ、超高周波信号の減衰問題をビームフォーミングアンテナを使用して解決する技術が将来の超高速移動通信システムの技術として使用されると予想される。
【０００４】
したがって、超高周波帯域の広い周波数帯域でビームフォーミングに基づいてより効果的な通信を行うための方案が求められる。
【０００５】
上記事項は、本発明の理解を助けるための背景技術として説明されたものに過ぎない。本発明に対する先行技術として適用するか否かについてはいかなる判断や主張も行わないものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記問題点及び短所を解決するためのもので、次のような利点のうち少なくとも１つを提供することにある。したがって、本発明の一実施形態は、無線通信システムでビームフォーミングに基づいてより効果的な通信を行うための装置及び方法を提供する。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、無線通信システムで複数のビームフォーミングアンテナを具備した端末がアンテナごとに最適セルと通信するための装置及び方法を提供する。
【０００８】
本発明のさらに他の実施形態は、無線通信システムで単一セル接続から多重セル接続へ変換するための装置及び方法を提供する。
【０００９】
本発明のさらに他の実施形態は、無線通信システムにおける多重セル接続から単一セル接続へ変換するための装置及び方法を提供する。
【００１０】
本発明のさらに他の実施形態は、無線通信システムにおける同時に多重セル接続を行うための装置及び方法を提供する。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態は、無線通信システムにおける多重セル接続状態でいずれか１つのセルに対する接続を解除するための装置及び方法を提供する。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態は、無線通信システムにおける多重セル接続状態で全ての接続を解除するための装置及び方法を提供する。
【００１３】
本発明のさらに他の実施形態は、無線通信システムにおける多重セル接続状態で最適セルを変更するための装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末の動作方法は、第１アンテナを用いて第１基地局に接続し、第２アンテナを用いて第２基地局に接続するための接続手順を行う段階と、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局との通信を、前記第２アンテナを用いて前記第２基地局との通信を行う段階を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の実施形態による無線通信システムにおける第１基地局の動作方法は、端末の第１アンテナに対するサービングセルとして前記端末との接続手順を行う段階と、前記端末の前記第１アンテナを介して前記端末と通信を行う段階を含み、前記接続手順を行う段階は、前記第１基地局及び前記端末が第２アンテナを用いて接続しようとする第２基地局に関する情報を含むメッセージをゲートウェイに送信する段階を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明のさらに他の実施形態による無線通信システムにおけるゲートウェイの動作方法は、端末が第１アンテナを用いて第１基地局に接続し、前記端末が第２アンテナを用いて第２基地局に接続するための接続手順を行う段階と、前記第１基地局及び前記第２基地局を介して前記端末と通信を行う段階を含み、前記接続手順を行う段階は、前記第１基地局から前記第１基地局及び前記第２基地局に関する情報を含むメッセージを受信する段階を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明のさらに他の実施形態による無線通信システムにおける端末装置であって、第１アンテナを用いて第１基地局に接続し、第２アンテナを用いて第２基地局に接続するための接続手順を行う制御部と、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局と、前記第２アンテナを用いて前記第２基地局と信号を送受信する通信部を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明のさらに他の実施形態による無線通信システムにおける第１基地局装置であって、端末の第１アンテナに対するサービングセルとして前記端末との接続手順を行う制御部と、前記制御部の制御に応じて前記第１基地局及び前記端末が第２アンテナを用いて接続しようとする第２基地局に関する情報を含むメッセージをゲートウェイに送信するバックホール通信部と、前記端末の前記第１アンテナを介して前記端末と信号を送受信する無線通信部と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明のさらに他の実施形態による無線通信システムにおけるゲートウェイ装置は、端末が第１アンテナを用いて第１基地局に接続し、前記端末が第２アンテナを用いて第２基地局に接続するための接続手順を行う制御部と、前記制御部の制御に応じて前記第１基地局から前記第１基地局及び前記第２基地局に関する情報を含むメッセージを受信し、前記第１基地局及び前記第２基地局を介して前記端末とデータを送受信する通信部を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の見地、利益、主な特徴は、以下、添付される本発明の実施形態及び図面と共に説明される詳細な説明によって当業者に明白に認識されるであろう。
【００２１】
本発明の実施形態による本発明の上記見地（ａｓｐｅｃｔ）及び他の見地、特徴、利益は次のような図面と共に説明される詳細な説明によって明白に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のアンテナ特性を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末の各アンテナのセル領域の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるサービングセル選択方法の例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による無線通信システムのネットワーク構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のユーザプレーン（ｕｓｅｒ  ｐｌａｎｅ）に該当するプロトコルスタック（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｓｔａｃｋ）を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のコントロールプレーン（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｅ）に該当するプロトコルスタックを示す図である。
【図７】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクデータ送信手順を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクデータパケット及び信号を送信する例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクデータパケット及び信号を送信する例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンクデータ送信手順を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンクデータパケット及び信号を送信する例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末の位置の例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による無線通信システムにおける単一セル接続手順を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による無線通信システムにおける単一セル接続から多重セル接続への変更手順を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態による無線通信システムにおける基地局又はゲートウェイリソースが存在しない多重セル同時接続手順を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による無線通信システムにおける基地局リソースによる多重セル同時接続手順を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるゲートウェイリソースによる多重セル同時接続手順を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態による無線通信システムにおける最適セル交換手順を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態による無線通信システムにおける最適セル交換手順を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態による無線通信システムにおける最適セル変更手順を示す図である。
【図２１】本発明の他の実施形態による無線通信システムにおける最適セル変更手順を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態による無線通信システムにおける１つのセルに対する接続解除手順を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態による無線通信システムにおける全てのセルに対する接続解除手順を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のブロック構成を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態による無線通信システムにおける基地局のブロック構成を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるゲートウェイのブロック構成を示す図である。  上記図面において、符号は同じ又は類似の要素、特徴、構造を説明するために使用される。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照した説明は特許請求の範囲及びそれと同等なものによって定義される本発明の実施形態の包括的な理解を助けるために提供される。以下の説明は理解を助けるために様々な具体的な細部事項を含むが、単なる例示として扱われるだけである。したがって、本発明の思想や範囲から逸脱しない限度内で実施形態の様々な変形及び修正が可能であることは無論である。なお、周知の機能及び構造の説明は明確性のために省略される。
【００２４】
以下の説明及び特許請求の範囲で使用される用語及び単語は、書誌的な意味に限定されないが、本発明の明白かつ一貫した理解を可能にする本発明者によってのみ使用される。したがって、本発明の好ましい実施形態の以下の説明は例示の目的のためにだけ提供され、添付された特許請求の範囲及びその均等物によって定義されるように本発明を限定する目的に提供されないことが当業者に理解されるべきである。
【００２５】
本発明の様々な実施形態によれば、電子装置は、通信機能を含むことができる。例えば、電子装置は、スマートフォン（ｓｍａｒｔ  ｐｈｏｎｅ）、タブレットＰＣ（ｔａｂｌｅｔ  ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、携帯電話（ｍｏｂｉｌｅ  ｐｈｏｎｅ）、ビデオフォン、電子ブックリーダ（ｅ−ｂｏｏｋ  ｒｅａｄｅｒ）、デスクトップＰＣ（ｄｅｓｋｔｏｐ  ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ラップトップＰＣ（ｌａｐｔｏｐ  ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ネットブックコンピュータ（ｎｅｔｂｏｏｋ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ワークステーション（ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）、サーバ、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＰＭＰ（ｐｏｒｔａｂｌｅ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｐｌａｙｅｒ）、ＭＰ３プレーヤ、モバイル医療機器、カメラ（ｃａｍｅｒａ）、又はウェアラブルデバイス（ｗｅａｒａｂｌｅ  ｄｅｖｉｃｅ）（例：スマートメガネ、ヘッドマウント装置（ｈｅａｄ−ｍｏｕｎｔｅｄ−ｄｅｖｉｃｅ、ＨＭＤ）、電子衣服、電子腕輪、電子ネックレス、電子アプセサリ（ａｐｐｃｅｓｓｏｒｙ）、電子タトゥー（ｔａｔｔｏｏ）、スマートミラー、又はスマートウォッチ（ｓｍａｒｔ  ｗａｔｃｈ）のうち少なくとも１つを含むことができる。
【００２６】
本発明の様々な実施形態によれば、電子装置は、スマート家電製品（ｓｍａｒｔ  ｈｏｍｅ  ａｐｐｌｉａｎｃｅ）である場合がある。スマート家電製品は、例えば、テレビジョン、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｉｄｅｏ  ｄｉｓｋ）プレーヤ、オーディオ、冷蔵庫、エアコン、掃除機、オーブン、電子レンジ、洗濯機、空気清浄機、セットトップボックス（ｓｅｔ−ｔｏｐ  ｂｏｘ）、ホームオートメーションコントロールパネル（ｈｏｍｅ  ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐａｎｅｌ）、セキュリティコントロールパネル（ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐａｎｅｌ）、ＴＶボックス（例：サムスンＨｏｍｅＳｙｎｃTM、アップルＴＶTM、又はグーグルＴＶTM）、ゲームコンソール（例：ＸｂｏｘTM、ＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎTM）、電子辞典、電子キー、カムコーダ（ｃａｍｃｏｒｄｅｒ）、又はデジタルフォトフレームのうち少なくとも１つを含むことができる。
【００２７】
本発明の様々な実施形態によれば、電子装置は、各種医療機器（例：各種携帯用医療測定器（血糖測定器、心拍測定器、血圧測定器、又は体温測定器等）、ＭＲＡ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）、ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）、ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、撮影機、又は超音波機等）、ナビゲーション（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）装置、ＧＰＳ受信機（ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）、ＥＤＲ（ｅｖｅｎｔ  ｄａｔａ  ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、ＦＤＲ（ｆｌｉｇｈｔ  ｄａｔａ  ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、自動車インフォテインメント（ｉｎｆｏｔａｉｎｍｅｎｔ）装置、船舶用電子装備（例：船舶用航法装置、ジャイロコンパス等）、アビオニクス（ａｖｉｏｎｉｃｓ）、セキュリティ機器、産業用又は家庭用ロボット等である場合がある。
【００２８】
本発明の様々な実施形態によれば、電子装置は、家具（ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ）又は建物／構造物の一部、電子ボード（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｂｏａｒｄ）、電子署名受信装置（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）、プロジェクタ（ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）、又は各種計測機器（例：水道、電気、ガス、又は電波計測機器等）等であって、通信機能を含むことができる。
【００２９】
本発明の様々な実施形態によれば、電子装置は、上記装置の組み合わせである場合がある。なお、本発明の様々な実施形態による電子装置が上記装置に制限されるものではないことは当業者に自明である。
【００３０】
本発明の様々な実施形態によれば、基地局、端末、ゲートウェイのそれぞれが電子装置である場合がある。
【００３１】
以下、本発明では、無線通信システムにおけるビームフォーミングに基づいてより効果的な通信を行うための技術について説明する。
【００３２】
従来の移動通信システムで端末に具備されたアンテナは、全方向性（Ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）アンテナであって、全ての方向に信号を均等に送受信する特性を有する。１つの端末で全方向性アンテナを複数具備する場合、基地局と端末の距離に比べて同じ端末での複数のアンテナの間の距離は無視するほど小さい。したがって、端末が具備した各アンテナで受信できる基地局信号の周波数及び時間平均的な大きさには差がない。換言すれば、１つの端末で互いに異なるアンテナが経験するセル領域は平均的に同じである。従来のセルラー移動通信技術は、複数の端末アンテナで平均的には同じセル領域を経験する特性を前提に開発されてきた。
【００３３】
本発明で考慮するビームフォーミングアンテナは、ある瞬間には１つのビームを生成して信号を送信又は受信し、その次の瞬間にはビームの方向を変更して信号を送受信できる。しかし、アンテナの物理的特性によって、１つのビームフォーミングアンテナが形成できるビームの方向は３６０度全方向をカバー（ｃｏｖｅｒ）することはできず、一部の方向に制限される。端末は全ての方向に信号を送受信できなければならないので、ビーム方向が制限された複数のビームフォーミングアンテナを互いに異なる方向を向くように配置することで、前記端末は３６０度全方向に信号を送受信できる。本発明の様々な実施形態は、このように複数のビームフォーミングアンテナを使用する端末を含む将来のセルラー移動通信システムの通信方法及び装置に関する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のアンテナ特性を示している。上記図１は、本発明で考慮する端末のアンテナ特性を示し、複数のビームフォーミングアンテナが互いに異なる方向に配置された例を示す。
【００３５】
上記図１を参照すると、各アンテナは、ある瞬間には１つのビームを生成して信号を送受信し、次の瞬間にはビームを変更できる。しかし、各アンテナで生成するビームの方向はアンテナの設置位置、配置方向等によって制限される。上記図１を参照すると、第１アンテナ１１０が生成するビームは左側上端方向に制限され、第２アンテナ１２０の場合は右側上端方向にのみビームを生成し、第３アンテナ１３０は左側下端部分を、第４アンテナ１４０は右側下端部分をそれぞれカバーする。上記図１の場合、各アンテナで生成可能なビームの個数はいずれもＮ個で、同じである。しかし、本発明の他の実施形態によれば、各アンテナで生成可能なビームの個数は異なる場合があり、形成されるビーム幅（ｂｅａｍｗｉｄｔｈ）も異なる場合がある。
【００３６】
端末は、基地局と通信をするために各アンテナで生成できる全てのビームを使用して最適の基地局を探す。しかし、上記図１の例示のように、互いに異なる特性を有するアンテナのそれぞれが生成するビーム範囲は異なるので、各アンテナごとに最適の基地局が異なる場合がある。この場合、各アンテナのセル領域を示すと、下記図２のとおりである。
【００３７】
図２は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末の各アンテナのセル領域の例を示している。上記図２は、端末が複数のビームフォーミングアンテナを具備し、各アンテナで形成されるビームの方向が互いに異なる場合の各アンテナのセル領域を示す。
【００３８】
上記図２を参照すると、端末２００のアンテナＡ１は左側方向にビームを生成し、右側方向にはビームを生成しない。前記端末２００のアンテナＡ２は右側方向にのみビームを生成し、左側方向にはビームを生成しない。この場合、前記端末２００の両側に位置する基地局２１０，２２０のセル領域がアンテナによって異なるように決定されることができる。前記アンテナＡ１は左側に位置する第１基地局２１０の信号をビーム利得だけ増幅して受信することができるが、右側に位置する第２基地局２２０の信号をビームパターン（ｂｅａｍ  ｐａｔｔｅｒｎ）によって減衰された強度で受信する。その結果、前記アンテナＡ１において、前記第１基地局２１０の第１セル領域２１１は非常に大きく、前記第２基地局２２０の第２セルの領域２２１は非常に小さくなる。逆に、前記アンテナＡ２は、前記第２基地局２２０の信号はビーム利得だけ増幅して受信することができるが、前記第１基地局２１０の信号はビームパターンによって減衰された強度で受信する。結果的に、前記アンテナＡ２において、前記第２基地局２２０の第２セルの領域２２２は非常に大きく、前記第１基地局２１０の第１セルの領域２１２は非常に小さくなる。
【００３９】
上記図２のように、複数のビームフォーミングアンテナを具備した前記端末２００において、アンテナごとに実質的なセル領域は異なり、同じ位置でもアンテナごとに最適の基地局及びセルが異なる特性が発生する。セルラー移動通信技術は、各端末アンテナのセル領域は平均的に同じという特性に基づいて端末が１つのサービングセルと通信することを前提とする。したがって、上記技術は各アンテナの最適セルが異なる場合がある本発明の通信環境には適しないので、新しいセルラー移動通信技術が必要である。
【００４０】
以下、本発明では、端末の複数のアンテナの特性を考慮してサービング（ｓｅｒｖｉｎｇ）セルを選択する多重セル通信技法を説明する。さらには、本発明では、多重セル通信のためのネットワーク構造及び各ネットワーク構成要素の機能を説明し、多重セルを用いた制御メッセージとデータの送受信標準を説明する。本発明では、端末の位置による制御メッセージとデータ送受信方法を説明し、多重セル通信のための各ステップごとの動作手順を説明する。
【００４１】
ビームフォーミングアンテナ特性を考慮したサービングセル選択方法は、多様に定義することができる。図３は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるサービングセル選択方法の例を示している。
【００４２】
上記図３の（ａ）を参照すると、端末３００は、全てのアンテナとセルの間の無線品質を考慮して最高の無線品質を提供できる単一サービングセルを選択し、前記単一サービングセルを介してデータ及び制御情報を送受信する。上記図３の（ａ）の場合、第１基地局３１０が選択された。ここで、前記制御情報は、各種物理層制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）信号、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）及びＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御メッセージを含む。上記図３の（ａ）に示した方式は、前記端末３００が１つのサービングセルと通信をする従来のセルラー移動通信方式と類似している。
【００４３】
上記図３の（ｂ）を参照すると、制御情報及びデータに対するサービングセルが互いに異なる。前記制御情報は前記端末３００の全てのアンテナを考慮して１つの最適セルを介して送受信され、前記データは前記端末３００の各アンテナの最適セルを介して送受信される。上記図３の（ｂ）の場合、制御情報は前記第１基地局３１０を介し、データは前記第１基地局３１０及び第２基地局３２０のそれぞれを介して送受信される。したがって、前記制御情報を送受信する前記第１基地局３１０は制御情報だけでなくデータも送受信する。しかし、他のセルである前記第２基地局３２０はデータのみを送受信する。ここで、前記制御情報は各種物理層制御チャネル信号、ＭＡＣ及びＲＲＣ制御メッセージを含む。上記図３の（ｂ）に示した方式は、データは複数のセルを介して送受信されるが、制御情報は１つのセルを介してのみ送受信するという点において、従来のＣｏＭＰ（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ）技術と類似している。
【００４４】
上記図３の（ｃ）を参照すると、前記端末３００は、アンテナごとに最適の無線品質を提供できるセルを各アンテナのサービングセルとして選択する。上記図３の（ｃ）の場合、前記第１基地局３１０が１つのアンテナに対して、前記第２基地局３２０が残りのアンテナに対してサービングセルとして選択された。これにより、各アンテナは対応する最適セルと制御情報及びデータを送受信する。例えば、各アンテナは独立して制御情報及びデータを送受信する。ここで、制御情報は、各種物理層制御チャネル信号、ＭＡＣ及びＲＲＣ制御メッセージを含む。
【００４５】
上記図３を参照して説明した例で、前記物理層制御チャネル信号は、データを送受信するために必要な物理層無線リソース割り当て情報、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）情報、電力制御情報、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）／ＮＡＣＫ（Ｎｏｎ−ＡＣＫ）関連情報、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、ビームフォーミングアンテナのためのアンテナ及びビーム情報、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）又は多重アンテナ方式関連情報、ＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ）のうち少なくとも１つを含む。
【００４６】
下記表１は上記図３を参照して説明したサービングセル選択方式の比較を示す。下記表１で、方式１は上記図３の（ａ）を、方式２は上記図３の（ｂ）を、方式３は上記図３の（ｃ）を意味する。
【００４７】
【表１】
0006461130.tif 000002
【００４８】
上記表１に示したように、方式１は、１つのサービングセルと通信を行うものであって、各アンテナの最適セルと通信を行うものではない。したがって、伝送速度及び容量面では最適の性能が達成できない。しかし、方式１は従来の移動通信システムと類似しているので、方式１は端末、基地局及びネットワークの複雑度が低い長所を有する。
【００４９】
方式２は、データを各アンテナの最適セルと通信するので、方式２は伝送速度及び容量面で最適の性能を達成する。しかし、制御情報、特に、物理層制御チャネルを１つのセルを介して送受信しなければならないが、安定した制御情報の送受信のためには複数の基地局が互いに物理層無線リソース割り当ての段階で協調したり、少なくとも物理層無線リソース割り当て情報を交換して端末に知らせるべきである。このような手順を行う場合、基地局及びネットワークの複雑度が非常に増加する問題がある。
【００５０】
方式３は、各アンテナごとの最適のサービングセルを使用してデータ及び制御情報を送受信するので、方式３は、伝送速度及び容量面で最適の性能を達成する。また、各セルは独立して通信を行うので具現複雑度が幾らか低い長所がある。例えば、１つの端末が２つのアンテナを介して１つのセルと通信する場合と、１つの端末が同時に２つのセルと通信する場合の具現複雑度を比較すると次のとおりである。同じデータ伝送速度を達成する条件を基準に比較すると、端末が１つのセルと通信する場合、２×２ＭＩＭＯ送受信手段が必要であるが、１つの端末が２つのセルとデータを送受信する場合、２つの１×１  ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送受信手段だけが必要である。使用したＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）方式及びＭＩＭＯ受信技術によって若干異なる場合があるが、基本的に２つの１×１  ＳＩＳＯのためのモデムの複雑度と１つの２×２ＭＩＭＯのためのモデムの複雑度は類似している。したがって、最大端末アンテナ個数分のセルと同時に通信する本発明の端末に対する具現は、１つのセルを介してのみ通信する従来の端末に比べてさらに複雑または困難であるとは見なされない。
【００５１】
したがって、総合的に見て、前記方式３が最も効率的であると言えるので、以下、本発明では、前記方式３を適用するための多重セル通信技法を説明する。
【００５２】
本発明の様々な実施形態による多重セル通信技法によれば、端末は各アンテナの最適セルと制御情報及びデータを送受信する。したがって、ビームフォーミング基地局及び端末の最高性能が達成されると予想される。特に、本発明の様々な実施形態によれば、各基地局は端末にデータを送受信するための無線リソースを割り当てる際、他の基地局と協調したり又は各基地局の無線リソース割り当て情報を互いに交換したりせず、互いに独立して動作できる。その結果、本発明の様々な実施形態による無線ネットワーク及び基地局の複雑度は低い。本発明の様々な実施形態による端末の場合も、１つのセルのみと通信する従来の端末に比べて複雑度の増加はきわめて微々たるものである。
【００５３】
本発明の実施形態による多重セル通信のための無線ネットワーク構造は次のとおりである。図４は、本発明の実施形態による無線通信システムのネットワーク構成例を示している。
【００５４】
上記図４を参照すると、ゲートウェイ（Ｇａｔｅｗａｙ）４６０は、複数の基地局４１０，４２０，４３０と接続されており、前記基地局４１０，４２０，４３０及びコアネットワーク（Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に対する通路の役割を行う。前記基地局４１０，４２０，４３０は、所定の物理領域でセル（ｃｅｌｌ）を構成し、前記ゲートウェイ４６０とＳ１インタフェース（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して接続される。また、前記基地局４１０，４２０，４３０は、隣接基地局とＸ２インタフェースを介して論理的に接続され、制御信号及びデータを交換できる。前記Ｘ２インタフェースは、端末４００がハンドオーバ（ｈａｎｄｏｖｅｒ）を行う時、データ伝送の切断を防止するために、前記端末４００のサービング基地局と目標（ｔａｒｇｅｔ）基地局との間で制御情報及びデータを交換することを可能にする。そして、本発明の実施形態によれば、前記端末４００は、各アンテナの最適セルの選択結果によって、１つ又は複数のセルに同時に接続して通信を行う。そのために、前記端末４００は、下位階層でアンテナごとに通信手段を具備しなければならない。前記端末４００のプロトコルスタック（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｓｔａｃｋ）を見てみると、以下の図５のとおりである。
【００５５】
図５は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のユーザプレーン（ｕｓｅｒ  ｐｌａｎｅ）に該当するプロトコルスタックを示している。図５を参照すると、レイヤ（Ｌａｙｅｒ）−１は、ＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）下位層で構成され、レイヤ−２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）下位層で構成され、レイヤ−３以上はＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＡＰＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）層で構成される。前記端末は、アンテナごとに基地局（＝セル）とデータを送受信できるので、前記レイヤ１及び前記レイヤ−２は端末に具備されたアンテナの個数分だけ独立して存在する。前記レイヤ−１のＰＨＹ下位層は、ビット単位データの送受信機能を行い、前記レイヤ−２のＭＡＣ下位層は、論理チャネルと伝送チャネルの間のマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）、ＭＡＣ  ＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）の多重化／逆多重化、スケジューリング情報報告、ＨＡＲＱエラー訂正機能を行い、前記ＲＬＣ下位層は、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）エラー訂正、ＲＬＣ  ＳＤＵの連結（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ）、分割（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）、再組み合わせ（ｒｅａｓｓｅｍｂｌｙ）機能、及びＲＬＣ  ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）の再整列（ｒｅｏｒｄｅｒｉｎｇ）機能を行う。そして、前記ＰＤＣＰ下位層は、データヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）の圧縮及び解除、ハンドオーバの際のＰＤＣＰ  ＳＤＵの再送機能を行う。前記レイヤ−３のＩＰ層は、ＩＰアドレスベースのデータ送受信機能を行い、前記ＡＰＰ層は、エンドツーエンド（Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ）のデータ伝送及び応用サービスを提供する。
【００５６】
図６は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のコントロールプレーン（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｅ）に該当するプロトコルスタックを示している。
【００５７】
上記図６を参照すると、レイヤ−１は、ＰＨＹ層で構成され、レイヤ−２は、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ層で構成され、レイヤ−３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）層で構成される。前記端末は、アンテナごとに基地局（＝セル）とデータを送受信しなければならないので、前記レイヤ−１、前記レイヤ−２、前記レイヤ−３のうち、ＲＲＣ層は端末に具備されたアンテナの個数分だけ独立して存在する。
【００５８】
前記レイヤ−１は、ＰＨＹ層であって、制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）信号の送受信機能を行う。前記レイヤ−２のＭＡＣ及びＲＬＣ層はユーザプレーンと同じ機能を行う。そして、前記ＰＤＣＰ層は、制御情報の暗号化及び完全性テスト機能並びにデータの完全性テスト機能を提供する。前記レイヤ−３のＲＲＣ層は、放送（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）、ページング（Ｐａｇｉｎｇ）、ＲＲＣ接続管理（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、ＲＢ（Ｒａｄｉｏ  Ｂｅａｒｅｒ）制御、移動性制御（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）、測定報告（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ）及び制御機能を行い、ＮＡＳ層は端末とゲートウェイの間の制御情報交換に使用されＥＰＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ベアラ管理（ｂｅａｒｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）、認証（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、端末のアイドル（Ｉｄｌｅ）モード移動性処理、アイドルモード端末のページング機能、セキュリティ制御（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を行う。この時、基地局はＮＡＳ制御情報を使用せず、ＮＡＳ制御情報の中継機能のみを行う。
【００５９】
本発明の様々な実施形態による無線ネットワークは２つのステップのスケジューリングを行う。第１ステップにて、ゲートウェイは、端末にデータパケット（Ｐａｃｋｅｔ）を伝送する１つのセルを選択し、選択されたセルの基地局にデータパケットを伝達する。第２ステップで、前記基地局は、データパケットを端末に送信するための無線リソースを割り当て、レイヤ−２処理段階を行い、レイヤ−１信号を生成及び送信する。本発明の実施形態による無線ネットワークのゲートウェイは各端末が接続した１つ又は複数のセルに関する情報、例えば、セルＩＤ情報及びそのセルに関する情報、例えば、そのセルにある端末の無線リンク（ｌｉｎｋ）品質情報及びそのセルの負荷（ｌｏａｄ）情報を維持及び管理する。例えば、上記情報は、テーブル（ｔａｂｌｅ）として管理されることができる。以降、前記ゲートウェイはコアネットワークで送信されたデータパケットを前記端末に伝達するために前記端末の複数のサービングセルの中から１つのセルを選択し、選択した１つのセルの基地局にダウンリンクデータパケットを伝達する。前記ゲートウェイからダウンリンクデータパケットを受信した基地局は、目標の端末に前記ダウンリンクデータパケットを伝送する。
【００６０】
前記ゲートウェイは、各データパケットごとに所定のスケジューリング基準にしたがってセルを再度選択することができ、この時、選択されるセルは各データパケットごとに異なる場合がある。前記ゲートウェイでセルを選択する基準は各セルで端末の無線リンク品質値、セルの負荷値、データのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）又は遅延（Ｄｅｌａｙ）要求条件のうち少なくとも１つを含む。各セルの基地局は、ダウンリンクデータパケットを前記端末に伝送するために無線リソースを割り当て、物理層信号を生成及び送信する。各セルの基地局は、無線リソースを割り当てて物理層信号を送信する過程で、他の基地局と協調する必要がないので、独立して動作する。前記端末は、複数のアンテナを使用して１つ又は複数のセルから制御情報及びデータパケットを受信する。
【００６１】
図７は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクデータ送信手順を示している。上記図７は、コアネットワーク７７０からダウンリンクデータ＃１及び＃２を受信する場合であって、ダウンリンクデータ＃１は第１基地局７１０（Ｃｅｌｌ−１）を介して端末７００のアンテナ＃１で受信し、ダウンリンクデータ＃２は第２基地局７２０（Ｃｅｌｌ−２）を介して前記端末７００のアンテナ＃２で受信する様々な実施形態を示す。
【００６２】
上記図７を参照すると、ステップ７０１にて、前記ゲートウェイ７６０は、前記コアネットワーク７７０からダウンリンクデータ＃１を受信する。前記ダウンリンクデータ＃１は前記端末７００を目的地とする。
【００６３】
ステップ７０３にて、前記ゲートウェイ７６０は、前記ダウンリンクデータ＃１を送信する基地局を選択する。換言すれば、前記ゲートウェイ７６０は、前記端末７００の接続セル情報を保存しているテーブルに基づいて前記ダウンリンクデータ＃１を送信する１つのサービングセルを選択する。この時、前記ゲートウェイ７６０は、前記テーブルに保存された前記端末７００の各サービングセルの無線リンク品質情報、各サービングセルの負荷情報、各サービングセルのサービス情報、サービス類型及びＱｏＳレベルのうち少なくとも１つを考慮することができる。
【００６４】
ステップ７０５にて、前記ゲートウェイ７６０は、選択されたサービングセルに前記ダウンリンクデータ＃１を送信する。本発明は、前記第１基地局７１０が選択されたと仮定する。すなわち、前記ゲートウェイ７６０は、前記第１基地局７１０に前記ダウンリンクデータ＃１を送信する。
【００６５】
ステップ７０７にて、前記ゲートウェイ７６０からダウンリンクデータ＃１を受信した前記第１基地局７１０は、前記ダウンリンクデータ＃１に対するレイヤ−２処理を行う。この時、前記第１基地局７１０は、ＰＤＣＰ下位層で、データパケットの完全性情報を追加し、ヘッダの圧縮を行うことができる。また、前記第１基地局７１０は、ＲＬＣ下位層で、データパケットを連結（ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ）したり分割（ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）することができる。
【００６６】
ステップ７０９にて、前記第１基地局７１０は、前記ダウンリンクデータ＃１を送信するためのリソースを割り当てる。換言すれば、前記第１基地局７１０は、ＭＡＣ下位層で、ダウンリンクデータ＃１を送信するための時間及び周波数リソースを割り当てる。
【００６７】
ステップ７１１にて、前記第１基地局７１０は、前記端末７００に前記ダウンリンクデータ＃１を送信する。具体的には、前記第１基地局７１０は、レイヤ−１のＰＨＹ下位層で前記ダウンリンクデータ＃１を物理的信号に変換し、前記物理的信号を前記端末７００のアンテナ＃１に送信する。前記端末７００は、前記アンテナ＃１を介して前記信号を受信し、レイヤ−２処理を行った後、レイヤ−３に伝達する。
【００６８】
ステップ７１３にて、前記ゲートウェイ７６０は、前記コアネットワーク７７０からダウンリンクデータ＃２を受信する。前記ダウンリンクデータ＃２は前記端末７００を目的地とする。
【００６９】
ステップ７１５にて、前記ゲートウェイ７６０は、前記ダウンリンクデータ＃２を送信する基地局を選択する。換言すれば、前記ゲートウェイ７６０は、前記端末７００の接続セル情報を保存しているテーブルに基づいて前記ダウンリンクデータ＃２を送信する１つのサービングセルを選択する。この時、前記ゲートウェイ７６０は、前記テーブルに保存された前記端末７００の各サービングセルの無線リンク品質情報、各サービングセルの負荷情報、各サービングセルのサービス情報、サービス類型及びＱｏＳレベルのうち少なくとも１つを考慮することができる。
【００７０】
ステップ７１７にて、前記ゲートウェイ７６０は、選択されたサービングセルに前記ダウンリンクデータ＃２を送信する。本発明は、前記第２基地局７２０が選択されたと仮定する。すなわち、前記ゲートウェイ７６０は、前記第２基地局７２０に前記ダウンリンクデータ＃２を送信する。
【００７１】
ステップ７１９にて、前記ゲートウェイ７６０からダウンリンクデータ＃２を受信した前記第２基地局７２０は、前記ダウンリンクデータ＃２に対するレイヤ−２処理を行う。この時、前記第２基地局７２０は、ＰＤＣＰ下位層で、データパケットの完全性情報を追加し、ヘッダの圧縮を行うことができる。また、前記第２基地局７２０は、ＲＬＣ下位層で、データパケットを連結したり分割することができる。
【００７２】
ステップ７２１にて、前記第２基地局７２０は、前記ダウンリンクデータ＃２を送信するためのリソースを割り当てる。換言すれば、前記第２基地局７２０は、ＭＡＣ下位層で、ダウンリンクデータ＃２を送信するための時間及び周波数リソースを割り当てる。
【００７３】
ステップ７２３にて、前記第２基地局７２０は、前記端末７００に前記ダウンリンクデータ＃２を送信する。具体的には、前記第２基地局７２０は、レイヤ−１のＰＨＹ下位層で前記ダウンリンクデータ＃２を物理的信号に変換し、前記物理的信号を前記端末７００のアンテナ＃２に送信する。前記端末７００は、前記アンテナ＃２を介して前記信号を受信し、レイヤ−２処理を行った後、レイヤ−３に伝達する。
【００７４】
図８及び図９は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクデータパケット及び信号を送信する例を示している。
【００７５】
１つの端末が２つのアンテナＡ１及びＡ２を介して第１基地局のセル及び第２基地局のセルに同時に接続した場合、ゲートウェイはコアネットワークから受信したデータパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４等を前記第１基地局及び前記第２基地局を介して前記端末に伝達する。前記端末の２つのアンテナ及びセルに対する無線リンク品質が類似している場合、前記ゲートウェイは２つの基地局に同じ割合でパケットを伝達できる。
【００７６】
上記図８は、本発明の実施形態によって前記ゲートウェイが同じ割合で２つの基地局を選択してパケットを送信する場合を示す。上記図８の例示を参照すると、前記ゲートウェイは、奇数番目パケットＰ１，Ｐ３，Ｐ５等を前記第１基地局に伝達し、偶数番目パケットＰ２，Ｐ４，Ｐ６等を前記第２基地局に伝達する。以降、前記第１基地局は、データパケットを前記端末に送信するための無線リソースを割り当て、レイヤ−２処理過程を経た後、レイヤ−１信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５等を生成し、前記端末に送信する。同様に、前記第２基地局は、信号Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６等を端末に送信する。このように、前記端末は２つのアンテナを介してデータパケットに対する信号を受信するために、ある瞬間には２つのセルのうち１つのセルのみからデータパケットを受信し、ある瞬間には２つのセルから同時に互いに異なるパケットの信号を受信することができる。
【００７７】
前記１つのセルから、又は、同時に複数のセルから信号を受信することは、データパケットのサイズ、パケットが到着する速度、各セルの無線リンク品質及び送信速度等に基づいて決定される。例えば、上記図８の場合、時間ｔ１からｔ２以前の時間区間で、前記第１基地局のみが前記端末に信号Ｓ１を送信する。しかし、時間ｔ２から前記第１基地局が信号Ｓ１の送信を完了するまでの区間で、前記第１基地局及び前記第２基地局はいずれも前記端末に信号を同時に送信する。
【００７８】
上記図９は、上記図８と異なって、端末アンテナＡ１の無線リンク品質がアンテナＡ２に比べてより優れている場合、前記ゲートウェイが前記第１基地局及び前記第２基地局に伝達するデータパケットを約２：１の割合で分配した例を示す。
【００７９】
本発明の様々な実施形態によれば、端末は、必要に応じて周期的又は非周期的に少なくとも１つのサービングセルの無線リンク品質に関する測定情報を基地局に伝達する。これにより、前記基地局は、前記端末の少なくとも１つのサービングセルの最新無線リンク品質情報をゲートウェイに伝達し、前記ゲートウェイは最新の情報を用いてテーブルを変更し、データパケットスケジューリングを行う。ここで、前記無線リンク品質情報は端末に対する平均的なデータ伝送速度、ＣＱＩ、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）、帯域幅のうち少なくとも１つを含む。
【００８０】
従来の３世代WCDMA（登録商標）（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）無線ネットワークは、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）でレイヤ−２ＭＡＣ  ＰＤＵをスケジューリングし、基地局又はノードＢ（ＮｏｄｅＢ）でレイヤ−１  ＰＨＹ信号を生成及び送信する。従来の４世代移動通信の複数基地局間協調送信技術（ＣｏＭＰ）の場合、ゲートウェイ又はＣｏＭＰスケジューラは全ての協調基地局及びセルの無線リソースをスケジューリングして選択する。しかし、本発明の様々な実施形態によるシステムの場合、ゲートウェイはデータパケットを送信する１つのセルを選択し、選択されたセルの基地局にデータパケットを伝達する。そして、前記基地局は、データパケットを端末に送信するための無線リソースを割り当て、レイヤ−２処理過程を経てレイヤ−１信号を生成して送信する。すなわち、本発明は、従来の３世代WCDMA（登録商標）無線ネットワークとは異なるもので、４世代複数基地局間協調送信技術とも異なる。
【００８１】
また、従来のソフトハンドオーバ（Ｓｏｆｔ−Ｈａｎｄｏｖｅｒ）技術は、複数のセルの境界に位置する端末にデータを送信する際に、複数のセルが同じデータを同時に送信する。しかし、本発明の実施形態によるシステムの場合、１つの端末と通信する複数のセルが互いに異なるパケットを端末に送信するので、本発明は、従来のソフトハンドオーバとも異なる。
【００８２】
本発明の様々な実施形態は、基地局及び端末が１つの周波数搬送波（Ｃａｒｒｉｅｒ）を使用する場合に対するものであって、基地局及び端末がいずれも複数の搬送波を同時に使用して通信する従来の搬送波結合（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技術とも異なる。
【００８３】
本発明の様々な実施形態は、端末が複数のアンテナを介して複数の基地局と通信するが、同じ無線接続技術（Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を使用する場合に対するもので、互いに異なる無線接続技術を使用して互いに異なる複数のシステムに同時に接続する、例えば、セルラー移動通信システム及び無線ＬＡＮシステムに同時に接続する従来の技術とは異なる。
【００８４】
上述のように、ゲートウェイで複数のセルに同時に接続している端末へのデータを伝達するセルを選択するためには、セル選択スケジューリング（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）アルゴリズムが要求される。例えば、ＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒ）アルゴリズムを変形したアルゴリズムが一実施形態として使用されることができる。例えば、ゲートウェイでダウンリンクデータを伝送するセルを選択するスケジューリングアルゴリズムの実施形態は下記式１のように表現されることができる。
【００８５】
【数１】
0006461130.tif 000003
【００８６】
上記式１で、前記ｃは、選択されたセルのインデックス（ｉｎｄｅｘ）、前記Ｃｕは、端末ｕが接続したセルのセット、
【数２】
0006461130.tif 000004
は、ｋ番目パケットをセルｃを介して端末ｕに伝送する際のデータ伝送速度、
【数３】
0006461130.tif 000005
は、ｋ−１番目パケットまで考慮してセルｃを介して端末ｕに伝送したデータ量を意味する。
【００８７】
上記式１の
【数４】
0006461130.tif 000006
は、下記式２のように定義できる。
【００８８】
【数５】
0006461130.tif 000007
【００８９】
上記式２で、前記
【数６】
0006461130.tif 000008
は、ｋ−１番目パケットまで考慮してセルｃを介して端末ｕに伝送したデータ量、前記
【数７】
0006461130.tif 000009
は、端末ｕのためのｋ番目パケットの大きさ、
【数８】
0006461130.tif 000010
は、ｋ番目パケットを伝送する時のセルｃの負荷レベルを示す指標であって、０乃至１の間の値を有し、前記ｔ０は、パケットサイズの平均値を求めるための移動平均（ｍｏｖｉｎｇ  ａｖｅｒａｇｅ）の時間常数（ｔｉｍｅ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）を意味する。
【００９０】
上記式２で、前記セルｃに対する
【数９】
0006461130.tif 000011
及び
【数１０】
0006461130.tif 000012
値は、基地局、例えば、セルｃがゲートウェイに知らせる値で、前記ｔ０は、事業者がゲートウェイを運用する際に選択できるシステムパラメータ値である。
【００９１】
本発明の様々な実施形態によれば、前記ゲートウェイでセルを選択するスケジューリングアルゴリズムにおいて、各セルの伝送速度値
【数１１】
0006461130.tif 000013
、負荷レベル値
【数１２】
0006461130.tif 000014
を同時に使用して全無線ネットワークの性能を向上することができる。
【００９２】
アップリンクで、端末は、各データパケットごとに複数のサービングセルのうち１つのセルを選択し、選択した１つのセルを介してアップリンクデータパケットを送信する。アップリンクデータパケットを受信した前記基地局はゲートウェイに前記データパケットを伝達し、前記ゲートウェイは再度コアネットワークにデータを送信する。この時、前記端末によってアップリンクデータパケットの送信のために選択されたセルはデータパケットごとに異なる場合がある。この時、アップリンクデータを受信する際に、基地局は他の基地局と協調する必要はない。１つのアップリンクデータパケットを１つのセルに送信する過程が完了する前、前記端末は、他のアップリンクデータパケットを他のセルに送信できる。又は、１つのセルに１つのパケットを送信することを完了した後、前記端末は、次のパケットを同じセル又は他のセルに送信することもできる。
【００９３】
図１０は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンクデータ送信手順を示している。上記図１０は、端末１０００からアップリンクデータ＃１及び＃２が発生する場合であって、アップリンクデータ＃１は前記端末１０００のアンテナ＃１から、第１基地局１０１０（Ｃｅｌｌ−１）、ゲートウェイ１０６０を介してコアネットワーク１０７０に送信され、アップリンクデータ＃２は前記端末１０００のアンテナ＃２から、第２基地局１０２０（Ｃｅｌｌ−２）、ゲートウェイ１０６０を介して前記コアネットワーク１０７０に送信される実施形態を示す。
【００９４】
上記図１０を参照すると、ステップ１００１にて、前記端末１０００でアップリンクデータ＃１が発生する。前記アップリンクデータ＃１はコアネットワーク１０７０を介して外部ネットワークに伝送されるデータである。
【００９５】
ステップ１００３にて、前記端末１０００は、前記アップリンクデータ＃１を送信する最適セルを選択する。具体的には、前記端末１０００は、複数のサービングセルのうち無線リンク品質、基地局負荷のうち少なくとも１つを考慮して１つの最適セルを選択する。上記図１０の場合、本発明は、前記端末１０００がアンテナ＃１／前記第１基地局１０１０を最適セルとして選択したと仮定する。
【００９６】
ステップ１００５にて、前記端末１０００は、前記第１基地局１０１０に前記アップリンクデータ＃１を送信する。そのために、上記図１０に示していないが、前記端末１０００は、前記第１基地局１０１０に無線リソースの割り当てを要求し、割り当てられたリソースを介して前記アップリンクデータ＃１を送信できる。この時、前記端末１０００はレイヤ−２及びレイヤ−１処理によって物理的信号を生成した後、前記信号を送信する。
【００９７】
ステップ１００７にて、前記アップリンクデータ＃１を受信した前記第１基地局１０１０は前記アップリンクデータ＃１に対するレイヤ−２処理を行う。この時、前記第１基地局１０１０は、ＲＬＣ下位層で、前記アップリンクデータ＃１に対する再組み合わせ（ｒｅａｓｓｅｍｂｌｙ）を行い、ＰＤＣＰ下位層で、前記アップリンクデータ＃１に対するヘッダ圧縮解除を行う。また、前記第１基地局１０１０は、完全性テストを行ってパスできない場合は前記アップリンクデータ＃１を廃棄できる。
【００９８】
ステップ１００９にて、前記第１基地局１０１０は、前記ゲートウェイ１０６０に前記アップリンクデータ＃１を送信する。ステップ１０１１にて、前記ゲートウェイ１０６０は、アップリンクデータ＃１を前記コアネットワーク１０７０に送信する。
【００９９】
ステップ１０１３にて、前記端末１０００でアップリンクデータ＃２が発生する。前記アップリンクデータ＃２はコアネットワーク１０７０を介して外部ネットワークに伝送されるデータである。
【０１００】
ステップ１０１５にて、前記端末１０００は前記アップリンクデータ＃２を送信する最適セルを選択する。具体的には、前記端末１０００は複数のサービングセルのうち無線リンク品質、基地局負荷のうち少なくとも１つを考慮して１つの最適セルを選択する。上記図１０の場合、本発明は、前記端末１０００がアンテナ＃２／前記第２基地局１０２０を最適セルとして選択したと仮定する。
【０１０１】
ステップ１０１７にて、前記端末１０００は前記第２基地局１０２０に前記アップリンクデータ＃２を送信する。このために、上記図１０に示していないが、前記端末１０００は前記第２基地局１０２０に無線リソースの割り当てを要求し、割り当てられたリソースを介して前記アップリンクデータ＃２を送信できる。この時、前記端末１０００はレイヤ−２及びレイヤ−１処理によって物理的信号を生成した後、前記信号を送信する。
【０１０２】
ステップ１０１９にて、前記アップリンクデータ＃２を受信した前記第２基地局１０２０は前記アップリンクデータ＃２に対するレイヤ−２処理を行う。この時、前記第２基地局１０２０は、ＲＬＣ下位層で、前記アップリンクデータ＃２に対する再組み合わせを行い、ＰＤＣＰ下位層で、前記アップリンクデータ＃２に対するヘッダ圧縮解除を行う。また、前記第２基地局１０２０は完全性テストを行ってパスできない場合は前記アップリンクデータ＃２を廃棄できる。
【０１０３】
ステップ１０２１にて、前記第２基地局１０２０は、前記ゲートウェイ１０６０に前記アップリンクデータ＃２を送信する。ステップ１０２３にて、前記ゲートウェイ１０６０は、アップリンクデータ＃２を前記コアネットワーク１０７０に送信する。
【０１０４】
図１１は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンクデータパケット及び信号を送信する例を示している。
【０１０５】
図１１を参照すると、端末は、複数のアンテナＡ１及びＡ２を介して第１基地局及び第２基地局に各アップリンクデータパケットを送信する。前記端末は、ＡＰＰレイヤデータからＩＰパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３等を生成する。続いて、前記端末は、各データパケットを前記第１基地局又は前記第２基地局に送信し、この時、各パケットごとに１つの基地局を選択してデータを送信する。換言すれば、前記端末は、送信しようとするパケットのレイヤ−１信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５等又はＳ２，Ｓ４，Ｓ６等を生成して送信する。前記第１基地局及び前記第２基地局は、前記端末から受信したデータパケットＰ１，Ｐ３，Ｐ５等又はＰ２，Ｐ４，Ｐ６等をゲートウェイに送信し、前記ゲートウェイは、前記第１基地局及び前記第２基地局から受信したデータパケットをコアネットワークに伝達する。
【０１０６】
本発明の実施形態によって、端末が複数のセルの間を移動する時、無線ネットワーク動作によってデータ及び制御情報の送受信性能を上げる方法を説明すれば次のとおりである。
【０１０７】
図１２は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末の位置の例を示している。
【０１０８】
複数のアンテナを具備した１つの前記端末１２００が複数のセルと通信を行う場合、アンテナによって同じ基地局に対するセル範囲が異なる。したがって、特定の位置では前記端末１２００のアンテナＡ１に対してはセルの内部であるから無線リンク品質は非常に優秀であるが、アンテナＡ２に対してはセル境界であるから無線リンク品質が非常に劣悪な場合がある。上記図１２で、地点Ｂの場合、第１基地局１２１０のセルを考慮すれば、前記端末は前記アンテナＡ１に対してはセル内部であるが、前記アンテナＡ２に対してはセル境界に位置する。
【０１０９】
したがって、前記端末１２００が前記地点Ｂに位置する場合、ゲートウェイはダウンリンクデータを前記第１基地局１２１０の第１セル１２１０を介してアンテナＡ１に送信し、アンテナＡ２には送信しないことで、セル境界での劣悪な無線リンク品質によって伝送率が低下する問題を解決する。また、前記端末１２００が前記地点Ｂに位置する場合、前記端末１２００は、アップリンクデータをアンテナＡ１及び第１セル１２１０に送信し、アンテナＡ２を介して送信しない。
【０１１０】
前記端末１２００が前記地点Ｆに位置する場合、前記地点Ｂとは反対に、アンテナＡ１に対する無線リンク品質が悪いのでデータを送信せず、アンテナＡ２及び第２セル１２２０のみを介してデータを送信することで、セル境界でデータ送信速度が低下する問題が解決できる。
【０１１１】
上記図１２で、前記端末１２００が地点Ｃ、地点Ｄ、地点Ｅに位置する場合、アンテナＡ１の最適セルは前記第１セル１２１０で、アンテナＡ２の最適セルは前記第２セル１２２０であるから、各アンテナは最適の互いに異なるセルと通信を行う。
【０１１２】
前記端末１２００が地点Ａに位置する場合、前記アンテナＡ１及び前記アンテナＡ２はいずれも最適セルが前記第１セル１２１０であり、前記端末１２００は２つのアンテナを全て用いて前記第１セル１２１０と通信を行う。反対に、前記端末１２００が地点Ｇに位置する場合、前記アンテナＡ１及び前記アンテナＡ２はいずれも最適セルが前記第２セル１２２０であり、前記端末１２００は２つのアンテナを全て用いて前記第２セル１２２０と通信を行う。
【０１１３】
前記端末１２００が地点Ｃ、地点Ｄ、地点Ｅに位置する場合、前記端末１２００は２つのアンテナをすべて用いて前記第１セル１２１０及び前記第２セル１２２０に同時に接続する。したがって、前記端末１２００のデータを送信するためのセルを選択する際、前記第１セル１２１０及び前記第２セル１２２０の負荷に基づいてデータを分散させることによって、セル負荷分散（Ｃｅｌｌ  ｌｏａｄ  ｂａｌａｎｃｉｎｇ）効果が追加的に得られる。例えば、前記端末１２００が接続している２つのセルに対する前記端末１２００の無線リンク品質は同じであるが、２つのセルの負荷が異なる場合（例：第１セル１２１０の負荷は６０％、第２セル１２２０の負荷は３０％）、前記ゲートウェイ又は前記端末１２００はセル負荷に反比例してパケットを分配することによって（例：第１セル１２１０は３３％を選択、第２セル１２２０は６７％を選択）、２つのセル間の負荷を調節できる。
【０１１４】
上記本発明の様々な実施形態による負荷分散（ｌｏａｄ  ｂａｌａｎｃｉｎｇ）は従来の負荷分散方式とは異なる。従来の負荷分散方式は、アドミッション制御（Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）によってセルの負荷を調節する。代表的な例として、負荷の高いいずれかのセルが負荷を減らすために、基地局は自らにハンドオーバを介して移動して来ようとする端末の要求（ａｄｍｉｓｓｉｏｎ）を許可しなかったり、又は、自らに属する端末のうち一部を強制的に隣接セルにハンドオーバさせる。このような従来の方式によれば、強制的に隣接セルにハンドオーバされた端末に対するアップリンク及びダウンリンク信号の電力をいずれも上げなければならず、端末及び基地局はいずれも電力消耗が増加し、セル間干渉が増加する問題がある。しかし、本発明の様々な実施形態による負荷分散は、ゲートウェイでセル選択を調節してセル負荷を調節できるので、従来の方式のような問題点が発生しない。
【０１１５】
本発明の様々な実施形態によるシステムは、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）やゲーム（Ｇａｍｅ）用データのようなパケットサイズが小さく遅延に敏感なアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）のデータを前記端末１２００の最適セルにのみ伝達されるように制御できる。例えば、上記図１２の地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃにおける前記端末１２００の最適セルは前記第１セル１２１０であるから、前記ゲートウェイ又は前記端末１２００は、前記ＶｏＩＰ又は前記ゲームデータを前記第１セル１２１０及びアンテナＡ１を介して送受信する。図１２の地点Ｅ、地点Ｆ及び地点Ｇにおける前記端末１２００の最適セルは前記第２セル１２２０であるから、前記ゲートウェイ又は前記端末１２００は、前記ＶｏＩＰ又は前記ゲームデータを前記第２セル１２２０及びアンテナＡ２を介して送受信する。図１２の地点Ｄは前記端末１２００の最適セルが変更される境界であるから、前記ゲートウェイ又は前記端末１２００は、ＶｏＩＰ又はゲームデータを送受信する経路を変更する。
【０１１６】
ここで、最適セルの変更による経路変更は従来のハンドオーバと異なる。従来のハンドオーバは、端末がサービング基地局から目標基地局へ移動する場合、サービング基地局は自らのバッファに残っているデータを目標基地局に伝達し、目標基地局がまた前記データを送信することによって送信遅延が発生する。しかし、本発明の実施形態によるシステムの場合、上記図１２の地点Ｄで最適セルが変更されても、以前の最適セルは残っているデータを送信し続け、最適セルが変更された後は新しい最適セルだけがデータを送受信する。例えば、基地局間のデータ伝達が不要なので、伝送遅延が防止される。
【０１１７】
下記表２は、上記図１２に示す前記端末１２００の位置で、上述のようにアンテナの無線リンク品質を考慮してデータを送受信するセルを選択した結果の例を示す。
【０１１８】
【表２】
0006461130.tif 000015
【０１１９】
上記表２で、地点Ｂの場合はアンテナＡ２が、地点Ｆの場合はアンテナＡ１がセル境界に位置するので、どのセルも選択されない。また、地点Ｄは各アンテナのサービングセルの無線リンク品質が類似している地点であるから、地点Ｄは遅延に敏感なサービスに対してはセル切り替え（ｃｅｌｌ  ｓｗｉｔｃｈ）が行われる地点になることができる。
【０１２０】
本発明の様々な実施形態によって、端末が複数のアンテナを用いて複数のセルとデータを送受信する際、各セルは他のセルと独立してデータ及び制御情報を送受信する。しかし、特定の制御情報の場合、無線リンク品質が最も良好なセルを介して送受信することが有利な場合がある。例えば、ハンドオーバ関連制御情報の場合、前記ハンドオーバ関連制御情報はセル境界で送受信されることが一般的であるので、送受信の信頼性のために無線リンク品質が最も良好なセルを介して送受信することが有利である。以下、本発明では、前記ハンドオーバ関連制御情報を例に挙げて説明する。
【０１２１】
前記制御情報のアンテナごとの独立性を厳格に適用すると、前記端末１２００が上記図１２の地点Ｂに位置する場合、前記端末１２００は、アンテナＡ２のセルを変更するために測定報告を基地局に送信し、前記基地局は、セル変更を指示するＲＲＣ接続再構成（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）メッセージを前記端末１２００に送信するべきである。
【０１２２】
しかし、本発明の実施形態によれば、前記端末１２００は、アンテナごとのサービングセルにかかわらず、ハンドオーバ関連制御情報を無線リンク品質が最も良いセルを介して送受信する。具体的には、前記端末１２００は、セルを変更する前記アンテナＡ２を介してハンドオーバ関連制御メッセージを送受信せず、前記ハンドオーバ関連制御メッセージを無線リンク品質の良いアンテナＡ１及び前記第１セル１２１０を介して送受信する。これにより、前記第１セル１２１０はこのようなハンドオーバ制御メッセージを前記第２セル１２２０にＸ２インタフェースを介して伝達する。
【０１２３】
同様に、前記端末１２００が上記図１２の地点Ｆに位置する場合、前記端末１２００はアンテナＡ１に対するセルを変更しようとする。この時、前記端末１２００はハンドオーバ制御メッセージを、前記アンテナＡ１でなく、前記アンテナＡ２及び前記第２セル１２２０を介して送受信する。そして、前記第２セル１２２０はハンドオーバ制御メッセージを前記第１セル１２１０にＸ２インタフェースを介して伝達する。
【０１２４】
上記図１２のその他の地点ではハンドオーバが行われないので、前記端末１２００はアンテナごとに独立して制御情報及びデータを送受信する。上述のようにハンドオーバメッセージを常に最適の無線リンクを有するアンテナ及びセルを介して送受信することによって、本発明の様々な実施形態によるシステムは、セル境界で制御情報に対する送信速度を上げ、遅延を大きく減少させることができる。
【０１２５】
下記表３は、上記図１２に示す前記端末１２００の位置で、上述のようにアンテナの無線リンク品質を考慮して制御情報を送受信するセルを選択した結果の例を示す。
【０１２６】
【表３】
0006461130.tif 000016
【０１２７】
上記表３を参照すると、地点Ｂの場合は第１セルを介して第２セルに関する制御情報が送受信されることができ、地点Ｆの場合は第２セルを介して第１セルに関する制御情報が送受信されることができる。
【０１２８】
本発明の様々な実施形態によって、前記ハンドオーバ関連制御メッセージの他、端末及びゲートウェイの間で交換される他の制御メッセージも最適セルのみを介して送受信されることができる。例えば、端末位置情報更新メッセージ、ネットワーク接続解除要求メッセージ等が前記最適セルのみを介して送受信できる。
【０１２９】
図１３は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける単一セル接続手順を示している。上記図１３に示す実施形態は、上記図１２で前記端末１３００が地点Ａ又は地点Ｇに位置する場合に実施され得る。上記図１３に示す実施形態によれば、端末１３００はアンテナ＃１及びアンテナ＃２をすべて考慮して最適の単一セルを選択し、初期接続手順を行う。
【０１３０】
上記図１３を参照すると、ステップ１３０１にて、前記端末１３００は、第１基地局１３１０（第１セル）及び第２基地局１３２０（第２セル）からＳＣＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）及びＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信する。前記端末１３００は、前記ＳＣＨを受信することによって基地局同期を獲得する。前記端末１３００は、前記ＢＣＨを介して各基地局のシステム情報を獲得する。
【０１３１】
ステップ１３０３にて、前記端末１３００は全てのアンテナを考慮して無線信号品質、セルの負荷レベル等に基づいて最適セルを選択する。図１３の場合、本発明は前記第１基地局１３１０が選択された場合を仮定する。
【０１３２】
ステップ１３０５にて、前記端末１３００は、前記第１基地局１３１０からアップリンクリソースを獲得するためにＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介してランダムアクセス（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ）手順を行う。前記ランダムアクセス手順は競合ベース（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ）に行うことができる。具体的には、前記端末１３００は、ランダムアクセスプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）を前記第１基地局１３１０に送信する。前記第１基地局１３１０が前記ランダムアクセスプリアンブルの受信に成功した場合、前記第１基地局１３１０はランダムアクセス応答（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を送信することによって、アップリンクリソースを割り当てる。この時、前記端末１３００が送信するプリアンブルは任意に選択されるので、複数の前記端末１３００が同じプリアンブルを用いて送信する場合は衝突が発生し得る。
【０１３３】
ステップ１３０７にて、前記端末１３００は、前記第１基地局１３１０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求（ｒａｄｉｏ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを前記第１基地局１３１０に送信する。図１３で、本発明は、前記端末１３００が第１セル１３１０を選択して前記第１セル１３１０にメッセージを送信する場合を仮定する。
【０１３４】
ステップ１３０９にて、前記第１基地局１３１０は、前記端末１３００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１３００に無線リソース接続メッセージを送信する。もし、接続が可能でないと判断した場合、以下のステップは行われない。
【０１３５】
ステップ１３１１にて、前記端末１３００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第１基地局１３１０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。
【０１３６】
ステップ１３１３にて、前記端末１３００と前記第１基地局１３１０の間の無線リソース接続が完了した後、前記第１基地局１３１０は、前記端末１３００のネットワーク接続のために初期接続要求メッセージをゲートウェイ１３６０に送信する。前記初期接続要求メッセージは、前記端末１３００の識別子及び前記端末１３００が接続したセルの情報を含む。上記図１３で、本発明は、前記端末１３００が第１セル１３１０に接続する場合を仮定する。
【０１３７】
ステップ１３１５にて、前記ゲートウェイ１３６０は、前記端末１３００の識別子情報を用いてＨＳＳ（Ｈｏｍｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｅｒｖｅｒ）１３８０から前記端末１３００の認証のための情報を獲得する。前記ＨＳＳは、「認証サーバ」と称することができる。前記端末１３００の認証のための情報は、ＲＡＮＤ（ＲＡＮＤｏｍ  ｎｕｍｂｅｒ）、ＡＵＴＮ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｏｋｅｎ）、ＸＲＥＳ（Ｅｘｐｅｃｔｅｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、ＫＡＳＭＥ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）のうち少なくとも１つを含む。
【０１３８】
ステップ１３１７にて、前記端末１３００及び前記ＨＳＳ１３８０は、前記ＨＳＳ１３８０から獲得した認証情報に基づいて相互認証手順を行う。前記ゲートウェイ１３６０が送信する認証要求メッセージを介して、前記端末１３００は、前記ＨＳＳ１３８０を認証した後、ＲＥＳ（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を生成することによって認証応答メッセージを生成し、前記認証応答を前記ゲートウェイ１３６０に送信する。前記認証応答を受信した前記ゲートウェイ１３６０は、前記ＲＥＳ及び前記ＸＲＥＳの一致／不一致を確認し、一致する場合は前記端末１３００にアクセス権があると判断する。
【０１３９】
ステップ１３１９にて、前記端末１３００及び前記ゲートウェイ１３６０は、互いに交換するメッセージに対するセキュリティ設定（例：完全性、暗号化）のために非無線区間セキュリティ設定手順を行う。ここで、前記非無線区間セキュリティ設定は端末とゲートウェイの間で直接交換されるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの完全性及び暗号化を行うための手順を意味する。例えば、前記基地局１３１０，１３２０は、前記端末１３００又は前記ゲートウェイ１３６０から受信したＮＡＳメッセージの内容を検査せず、単なる再送機能のみを行う。前記非無線区間セキュリティ設定手順は、前記ゲートウェイ１３６０でセキュリティ設定要求メッセージを伝送すると、前記端末１３００が前記セキュリティ設定要求メッセージを受信し、セキュリティ設定応答メッセージを送信する段階を含む。
【０１４０】
ステップ１３２１にて、前記ゲートウェイ１３６０は、前記ＨＳＳ１３８０から獲得した情報に基づいて無線区間セキュリティキーを生成する。前記セキュリティキー生成の具体的な手順はセキュリティアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０１４１】
ステップ１３２３にて、前記ゲートウェイ１３６０は、前記端末１３００が要求したＱｏＳ情報に基づいてベアラ（Ｂｅａｒｅｒ）情報を設定する。前記ベアラ情報を設定する具体的な手順は前記ゲートウェイ１３６０のスケジューリングポリシー及びアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０１４２】
ステップ１３２５にて、前記ゲートウェイ１３６０は、前記第１基地局１３１０に初期コンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）設定要求メッセージを送信する。前記初期コンテキスト設定要求メッセージは、上記ステップ１３２１にて生成された前記無線区間セキュリティキー情報、上記ステップ１３２３にて生成された前記ベアラ情報を含むことができる。
【０１４３】
ステップ１３２７にて、前記第１基地局１３１０は、前記無線区間セキュリティキーを用いて前記端末１３００と無線区間セキュリティ（例：完全性、暗号化）を設定手順を行う。
【０１４４】
ステップ１３２９にて、前記端末１３００及び前記第１基地局１３１０は、無線リソース接続再設定手順を行う。前記無線リソース接続再設定手順を介して、前記端末１３００及び第１基地局１３１０は、無線区間の品質報告周期及び方法等に関する情報を交換する。
【０１４５】
ステップ１３３１にて、前記端末１３００と前記第１基地局１３１０の間の接続再設定が完了した後、前記第１基地局１３１０は、前記ゲートウェイ１３６０に初期コンテキスト設定応答メッセージを送信する。
【０１４６】
ステップ１３３３にて、前記端末１３００は、前記ゲートウェイ１３６０に接続完了メッセージを送信する。すなわち、前記端末１３００は、前記ゲートウェイ１３６０に最終的なネットワーク接続完了を通報する。
【０１４７】
図１４は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける単一セル接続から多重セル接続への変更手順を示している。上記図１４に示す実施形態は、上記図１２で端末１４００が地点Ｂから地点Ｃへ移動する場合に実施され得る。
【０１４８】
上記図１４に示す本発明の様々な実施形態によれば、アンテナ＃１を介して第１セル１４１０に接続した状態で前記端末１４００が移動してアンテナ＃２の最適セルが第２セル１４２０になる場合、前記端末１４００は、前記アンテナ＃２が第２セル１４２０に接続するための制御メッセージを、無線リンク品質の良いアンテナ＃１及び前記第１セル１４１０を用いて送受信する。これによって、セル容量の減少を防止し迅速な接続速度をサポートできる。
【０１４９】
上記図１４を参照すると、ステップ１４０１にて、前記端末１４００が複数のアンテナを介して単一最適セルに接続した場合であって、前記端末１４００は複数のアンテナを用いて１つのサービングセルを介してデータを送受信する。図１４で、本発明は、前記端末１４００が前記第１基地局１４１０（第１セル）に接続した場合を仮定する。
【０１５０】
ステップ１４０３にて、前記端末１４００の複数のアンテナのうち一部のアンテナに対する無線リンク品質がしきい値以下に低下し、前記端末１４００は無線リンク品質の低下を認識する。例えば、前記端末１４００は、該当無線リンクでパケットエラーが頻繁に発生したり、受信電力が基準値以下に低くなるか否かを判断することによって、前記無線リンク品質の低下を認識できる。上記図１４で、本発明は、前記アンテナ＃２の無線リンク品質がしきい値以下に低下した場合を仮定する。
【０１５１】
ステップ１４０５にて、前記端末１４００は、無線区間の品質測定を介して品質が低下したアンテナに対する最適セルを探索する。上記図１４で、本発明は、前記アンテナ＃２に対する最適セルを探索する場合を仮定する。例えば、前記端末１４００は、無線区間の品質を測定する。
【０１５２】
ステップ１４０７にて、前記端末１４００の無線リンク品質が低下した前記アンテナ＃２はリンク品質低下イベントを品質が良好な前記アンテナ＃１に伝達する。ここで、前記アンテナ＃２に対する無線区間品質の測定結果が共に伝達される。
【０１５３】
ステップ１４０９にて、前記端末１４００は、リンク品質が良好な前記アンテナ＃１を用いてリンク品質代理報告メッセージを前記第１基地局１４１０に送信する。前記リンク品質代理報告メッセージは、リンク品質の低いアンテナ＃２のＩＤ、前記アンテナ＃２を用いた品質測定情報を含むことができる。
【０１５４】
ステップ１４１１にて、前記第１基地局１４１０は、前記端末１４００が測定した無線リンク品質情報に基づいてサービングセルを前記第２基地局１４２０に変更するか否かを判断する。もし、変更しないと決定された場合、以下のステップは行われない。上記図１４で、本発明は、前記アンテナ＃２のサービングセルを前記第２基地局１４２０に変更すると決定した場合を仮定する。
【０１５５】
ステップ１４１３にて、前記第１基地局１４１０が前記端末１４００の前記アンテナ＃２に対するサービングセル変更を承諾することによって、前記第１基地局１４１０は、前記第２基地局１４２０にセル接続要求メッセージを送信する。
【０１５６】
ステップ１４１５にて、前記第２基地局１４２０は、セル接続要求に対する許可／不許可を判断する。もし、前記セル接続要求が許可されなかった場合、以下のステップは行われない。上記図１４で、本発明は、前記セル接続要求が許可される場合を仮定する。
【０１５７】
ステップ１４１７にて、前記第２基地局１４２０でセル接続要求が許可されたことによって、前記第２基地局１４２０は、セル接続要求応答メッセージを以前のサービングセルである前記第１基地局１４１０に送信する。この時、新規セルである前記第２基地局１４２０へのアクセス時間を短縮するために、前記セル接続要求応答メッセージは専用（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）プリアンブル情報、前記第２基地局１４２０のＢＣＨ情報のうち少なくとも１つを含むことができる。
【０１５８】
ステップ１４１９にて、前記第１基地局１４１０は、セル接続指示メッセージを前記端末１４００の品質が良好なアンテナに送信する。上記図１４の場合、前記セル接続指示メッセージは、前記アンテナ＃１に送信される。前記セル接続指示メッセージは、前記専用プリアンブル情報、前記第２基地局１４２０の前記ＢＣＨ情報のうち少なくとも１つを含むことができる。
【０１５９】
ステップ１４２１にて、前記セル接続指示メッセージを受信した前記端末１４００は、サービングセル変更イベント（ｅｖｅｎｔ）を品質が低い前記アンテナ＃２に伝達する。上記図１４で、本発明は、前記アンテナ＃１が前記アンテナ＃２にイベントを伝達する場合を仮定する。
【０１６０】
ステップ１４２３にて、前記端末１４００の品質が低い前記アンテナ＃２は、既存のサービングセルである前記第１基地局１４１０との接続を解除し、新規セルである前記第２基地局１４２０と同期化手順を行う。
【０１６１】
ステップ１４２５にて、前記端末１４００の前記アンテナ＃２は新規セルからアップリンクリソースを獲得するためにＲＡＣＨを介してランダムアクセス手順を行う。この時、前記端末１４００は、上記ステップ１４１９にて        前記第１基地局１４１０から受信した前記専用プリアンブル及び前記ＢＣＨ情報を用いて他の端末と衝突しない迅速な接続が可能である。具体的には、前記端末１４００は、前記専用プリアンブルを前記第２基地局１４２０に送信する。前記第２基地局１４２０が前記専用プリアンブルの受信に成功した場合、前記第２基地局１４２０は、ランダムアクセス応答を送信することによって、アップリンクリソースを割り当てる。
【０１６２】
ステップ１４２７にて、前記端末１４００は、セル接続完了メッセージを前記第２基地局１４２０に送信する。換言すれば、前記端末１４００は、前記第２基地局１４２０にセル接続が完了したことを知らせる。
【０１６３】
ステップ１４２９にて、前記端末１４００は、複数のアンテナを用いてアップリンクデータの分散送信を開始する。具体的には、前記端末１４００は、前記アンテナ＃１を介して一部のデータを、前記アンテナ＃２を介して残りのデータを送信するようにデータを分散して割り当てる。
【０１６４】
ステップ１４３１にて、前記端末１４００は、複数のアンテナを用いてアップリンクデータを送信する。具体的には、前記端末１４００は、アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１４１０を介してアップリンクデータを送信し、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１４２０を介してアップリンクデータを送信する。
【０１６５】
ステップ１４３３にて、前記第２基地局１４２０は、ダウンリンクデータの分散送信のためにセル追加要求メッセージを前記ゲートウェイ１４６０に送信する。すなわち、前記第２基地局１４２０は、前記端末の一部のアンテナに対するサービングセルが変更されたこと、具体的には、前記第２基地局１４２０がサービングセルとして追加されたことを通知する。
【０１６６】
ステップ１４３５にて、前記ゲートウェイ１４６０は、ダウンリンクデータの分散送信を開始する。すなわち、前記ゲートウェイ１４６０は、前記第１基地局１４１０を介して一部のデータを、前記第２基地局１４２０を介して残りのデータを送信するようにデータを分散して割り当てる。
【０１６７】
ステップ１４３７にて、前記ゲートウェイ１４６０でダウンリンクデータを前記第１基地局１４１０及び前記第２基地局１４２０に分散送信する。具体的には、前記ゲートウェイ１４６０は、ダウンリンクデータの一部を前記第１基地局１４１０を介して、ダウンリンクデータの残りを前記第２基地局１４２０を介して送信する。これにより、前記端末１４００は、アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１４１０を介してダウンリンクデータを受信し、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１４２０を介してダウンリンクデータを受信する。
【０１６８】
ステップ１４３９にて、前記ゲートウェイ１４６０は、前記第２基地局１４２０にセル追加要求応答メッセージを送信する。すなわち、前記ゲートウェイ１４６０は、前記第２基地局１４２０に前記端末１４００に対するサービングセルが追加されたことを通知する。
【０１６９】
図１５は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける多重セル同時接続手順を示している。上記図１５に示す実施形態は、上記図１２で端末１５００が地点Ｄに位置する場合に実施され得る。上記図１５に示す実施形態によれば、前記端末１５００はアンテナ＃１を介して第１セル１５１０に接続し、アンテナ＃２を介して第２セル１５２０に同時接続する。
【０１７０】
上記図１５を参照すると、ステップ１５０１にて、前記端末１５００は、第１基地局１５１０（第１セル）及び第２基地局１５２０（第２セル）からＳＣＨ及びＢＣＨを受信する。前記端末１５００は、前記ＳＣＨを受信することによって基地局同期を獲得する。前記端末１５００は、前記ＢＣＨを介して各基地局のシステム情報を獲得する。
【０１７１】
ステップ１５０３にて、前記端末１５００は、各アンテナの無線信号品質、セルの負荷レベル等を考慮して各アンテナの最適セルを選択する。図１５で、本発明は、アンテナ＃１に対して前記第１基地局１５１０を選択し、アンテナ＃２に対して前記第２基地局１５２０を選択したと仮定する。
【０１７２】
ステップ１５０５にて、前記端末１５００の前記アンテナ＃１は前記第１基地局１５１０（第１セル）からアップリンクリソースを獲得するためにＲＡＣＨを介してランダムアクセス手順を行う。具体的には、前記端末１５００は、ランダムアクセスプリアンブルを前記第１基地局１５１０に送信する。前記第１基地局１５１０が前記ランダムアクセスプリアンブルの受信に成功した場合、前記第１基地局１５１０は、ランダムアクセス応答を送信することによって、アップリンクリソースを割り当てる。この時、前記端末１５００が送信するプリアンブルは任意に選択されるので、複数の前記端末１５００が同じプリアンブルを用いて送信する場合は衝突が発生し得る。
【０１７３】
ステップ１５０７にて、前記端末１５００は、前記第１基地局１５１０（第１セル）と無線区間の接続設定のために無線リソース接続確立手順を行う。具体的には、前記端末１５００は、前記第１基地局１５１０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求メッセージを前記第１基地局１５１０に送信する。そして、前記第１基地局１５１０は前記端末１５００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１５００に無線リソース接続メッセージを送信する。前記端末１５００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第１基地局１５１０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。
【０１７４】
ステップ１５０９にて、前記端末１５００の前記アンテナ＃２は、前記第２基地局１５２０（第１セル）からアップリンクリソースを獲得するためにＲＡＣＨを介してランダムアクセス手順を行う。例えば、前記端末１５００は、ランダムアクセスプリアンブルを前記第２基地局１５２０に送信する。前記第２基地局１５２０が前記ランダムアクセスプリアンブルの受信に成功した場合、前記第２基地局１５２０は、ランダムアクセス応答を送信することによって、アップリンクリソースを割り当てる。この時、前記端末１５００が送信するプリアンブルは任意に選択されるので、複数の前記端末１５００が同じプリアンブルを用いて送信する場合は衝突が発生し得る。
【０１７５】
ステップ１５１１にて、前記端末１５００は、前記第２基地局１５２０（第１セル）と無線区間の接続設定のために無線リソース接続確立手順を行う。例えば、前記端末１５００は、前記第２基地局１５２０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求メッセージを前記第２基地局１５２０に送信する。そして、前記第２基地局１５２０は、前記端末１５００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１５００に無線リソース接続メッセージを送信する。前記端末１５００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第２基地局１５２０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。
【０１７６】
ステップ１５１３にて、前記端末１５００及び前記第１基地局１５１０の間の無線リソース接続が完了した後、前記第１基地局１５１０は、前記端末１５００のネットワーク接続のために初期接続要求メッセージを前記ゲートウェイ１５６０に送信する。この時、前記初期接続要求メッセージは、前記端末１５００の識別子及び前記端末１５００が接続した第１セル１５１０の情報を含む。
【０１７７】
ステップ１５１５にて、前記端末１５００と前記第２基地局１５２０の間の無線リソース接続が完了した場合、前記第２基地局１５２０は、前記端末１５００のネットワーク接続のために初期接続要求メッセージを前記ゲートウェイ１５６０に送信する。この時、初期接続要求メッセージは前記端末１５００の識別子及び前記端末１５００が接続した第２セル１５２０の情報を含む。
【０１７８】
ステップ１５１７にて、前記ゲートウェイ１５６０は、前記端末１５００の識別子情報を用いてＨＳＳ１５８０から前記端末１５００の認証のための情報を獲得する。前記ＨＳＳは「認証サーバ」と称することができる。前記端末１５００認証のための情報は、ＲＡＮＤ、ＡＵＴＮ、ＸＲＥＳ、ＫＡＳＭＥのうち少なくとも１つを含むことができる。
【０１７９】
ステップ１５１９にて、前記ゲートウェイ１５６０は、無線区間品質、セルの負荷レベル等を考慮して最適セルを選択する。図１５の場合、本発明は、前記第１基地局１５１０が選択された場合を仮定する。
【０１８０】
ステップ１５２１にて、前記端末１５００及び前記ＨＳＳ１５８０は、前記ＨＳＳ１５８０から獲得した認証情報に基づいて相互認証手順を行う。この時、前記認証手順は前記第１基地局１５１０を介して行われる。前記ゲートウェイ１５６０が送信する認証要求メッセージを介して、前記端末１５００は、前記ＨＳＳ１５８０を認証した後、ＲＥＳを生成することによって認証応答メッセージを生成し、前記認証応答を前記ゲートウェイ１５６０に送信する。前記認証応答を受信した前記ゲートウェイ１５６０は前記ＲＥＳ及び前記ＸＲＥＳの一致／不一致を確認し、一致する場合は前記端末１５００にアクセス権があると判断する。
【０１８１】
ステップ１５２３にて、前記端末１５００及び前記ゲートウェイ１５６０は、互いに交換するメッセージに対するセキュリティ設定（例：完全性、暗号化）のために非無線区間セキュリティ設定手順を行う。前記非無線区間セキュリティ設定は端末とゲートウェイの間で直接交換されるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの完全性及び暗号化を行うための手順を意味する。例えば、前記基地局１５１０，１５２０は、前記端末１５００又は前記ゲートウェイ１５６０から受信したＮＡＳメッセージの内容を検査せず、単なる再送機能のみを行う。前記非無線区間セキュリティ設定手順は、前記ゲートウェイ１５６０でセキュリティ設定要求メッセージを伝送すると、前記端末１５００が前記セキュリティ設定要求メッセージを受信し、セキュリティ設定応答メッセージを送信する段階を含む。
【０１８２】
ステップ１５２５にて、前記ゲートウェイ１５６０は、前記ＨＳＳ１５８０から獲得した情報に基づいて無線区間セキュリティキーを生成する。前記セキュリティキー生成の具体的な手順はセキュリティアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０１８３】
ステップ１５２７にて、前記ゲートウェイ１５６０は、前記端末１５００が要求したＱｏＳ情報に基づいてベアラ情報を設定する。前記ベアラ情報を設定する具体的な手順は前記ゲートウェイ１５６０のスケジューリングポリシー及びアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０１８４】
ステップ１５２９にて、前記ゲートウェイ１５６０は、前記第１基地局１５１０に初期コンテキスト設定要求メッセージを送信する。前記初期コンテキスト設定要求メッセージは、上記ステップ１５２５にて生成された前記無線区間セキュリティキー情報、上記ステップ１５２７にて生成された前記ベアラ情報を含むことができる。
【０１８５】
ステップ１５３１にて、前記第１基地局１５１０及び前記端末１５００は、前記無線区間セキュリティキーを用いて無線区間セキュリティ（例：完全性、暗号化）を設定手順を行う。
【０１８６】
ステップ１５３３にて、前記端末１５００及び前記第１基地局１５１０は、無線リソース接続再設定手順を行う。前記無線リソース接続再設定手順を介して、前記端末１５００及び第１基地局１５１０は、無線区間の品質報告周期及び方法等に関する情報を交換する。
【０１８７】
ステップ１５３５にて、前記ゲートウェイ１５６０は、前記第２基地局１５２０に初期コンテキスト設定要求メッセージを送信する。前記初期コンテキスト設定要求メッセージは上記ステップ１５２５にて生成された前記無線区間セキュリティキー情報、前記ステップ１５２７にて生成された前記ベアラ情報を含むことができる。
【０１８８】
ステップ１５３７にて、前記第２基地局１５２０は、前記無線区間セキュリティキーを用いて前記端末１５００と無線区間セキュリティ（例：完全性、暗号化）を設定手順を行う。
【０１８９】
ステップ１５３９にて、前記端末１５００及び前記第２基地局１５２０は、無線リソース接続再設定手順を行う。前記無線リソース接続再設定手順を介して、前記端末１５００及び第２基地局１５２０は、無線区間の品質報告周期及び方法等に関する情報を交換する。
【０１９０】
ステップ１５４１にて、前記端末１５００及び前記第１基地局１５１０の間で接続再設定が完了した後、前記第１基地局１５１０は、前記ゲートウェイ１５６０に初期コンテキスト設定応答メッセージを送信する。
【０１９１】
ステップ１５４３にて、前記端末１５００及び前記第２基地局１５２０の間で接続再設定が完了した後、前記第２基地局１５２０は、前記ゲートウェイ１５６０に初期コンテキスト設定応答メッセージを送信する。
【０１９２】
ステップ１５４５にて、前記端末１５００は、前記第１基地局１４１０を介して前記ゲートウェイ１５６０に接続完了メッセージを送信する。すなわち、前記端末１５００は、前記ゲートウェイ１５６０に最終的なネットワーク接続完了を通報する。
【０１９３】
図１６は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける基地局リソースによる多重セル同時接続手順を示している。上記図１６に示す実施形態は、上記図１２で端末１６００が地点Ｄに位置する場合に実施され得る。
【０１９４】
上記図１６に示す本発明の様々な実施形態によれば、前記端末１６００は、アンテナ＃１を介して第１基地局１６１０（第１セル）に接続し、アンテナ＃２を介して第２基地局１６２０（第２セル）に接続する。前記端末１６００は、アンテナごとの別途の基地局を介して接続するものではなく、１つの代表基地局を選択して接続関連制御メッセージを送受信し、基地局１６１０，１６２０間の情報交換を介して単一基地局を用いて迅速かつ効率的な接続手順を提供する。
【０１９５】
上記図１６を参照すると、ステップ１６０１にて、前記端末１６００は、第１基地局１６１０及び第２基地局１６２０からＳＣＨ及びＢＣＨを受信する。前記端末１６００は、前記ＳＣＨを受信することによって基地局同期を獲得する。前記端末１６００は、前記ＢＣＨを介して各基地局のシステム情報を獲得する。
【０１９６】
ステップ１６０３にて、前記端末１６００は、全てのアンテナを考慮して無線信号品質、セルの負荷レベル等に基づいて最適セルを選択する。上記図１６で、本発明は、前記アンテナ＃１に対して前記第１基地局１６１０を最適セルとして、前記アンテナ＃２に対して前記第２基地局１６２０を最適セルとして選択したと仮定する。
【０１９７】
ステップ１６０５にて、前記端末１６００は、各アンテナの無線リンク品質、セルの負荷レベル等を考慮して代表基地局を選択する。上記図１６で、本発明は、前記アンテナ＃１を介して前記第１基地局１６１０を前記代表基地局として選択したと仮定する。
【０１９８】
ステップ１６０７にて、前記端末１６００の前記アンテナ＃１は、前記第１基地局１６１０からアップリンクリソースを獲得するためにＲＡＣＨを介してランダムアクセス手順を行う。例えば、前記端末１６００はランダムアクセスプリアンブルを前記第１基地局１６１０に送信する。前記第１基地局１６１０が前記ランダムアクセスプリアンブルの受信に成功した場合、前記第１基地局１６１０は、ランダムアクセス応答を送信することによって、アップリンクリソースを割り当てる。この時、前記端末１６００が送信するプリアンブルは任意に選択されるので、複数の前記端末１６００が同じプリアンブルを用いて送信する場合は衝突が発生し得る。
【０１９９】
ステップ１６０９にて、前記端末１６００は、前記第１基地局１６１０と無線区間の接続設定のために無線リソース接続確立手順を行う。例えば、前記端末１６００は、前記第１基地局１６１０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求メッセージを前記第１基地局１６１０に送信する。そして、前記第１基地局１６１０は、前記端末１６００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１６００に無線リソース接続メッセージを送信する。前記端末１６００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第１基地局１６１０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。この時、前記無線リソース接続完了要求メッセージは、前記端末１６００が複数のセルに接続を要求することを示す情報を含む。
【０２００】
ステップ１６１１にて、前記端末１６００及び前記第１基地局１６１０間の無線リソース接続が完了した後、前記第１基地局１６１０は、前記端末１６００のネットワーク接続のために初期接続要求メッセージを前記ゲートウェイ１６６０に送信する。この時、前記初期接続要求メッセージは、前記端末１６００の識別子及び前記端末１６００が接続しようとする第１セル１６１０及び第２セル１６２０の情報を含む。また、前記初期接続要求メッセージは、前記端末１６００が複数のセルに接続を要求することを示す情報を含む。例えば、前記初期接続要求メッセージは、前記第１セル１６１０及び前記第２セル１６２０に同時接続するための情報を含む。
【０２０１】
ステップ１６１３にて、前記ゲートウェイ１６６０は、前記端末１６００の識別子情報を用いてＨＳＳ１６８０から前記端末１６００認証のための情報を獲得する。前記ＨＳＳ１６８０は「認証サーバ」と称することができる。前記端末１６００の認証のための情報は、ＲＡＮＤ、ＡＵＴＮ、ＸＲＥＳ、ＫＡＳＭＥのうち少なくとも１つを含むことができる。
【０２０２】
ステップ１６１５にて、前記端末１６００及び前記ＨＳＳ１６８０は、前記ＨＳＳ１６８０から獲得した認証情報に基づいて相互認証手順を行う。この時、前記認証手順は前記代表基地局を介して行われる。前記ゲートウェイ１６６０が送信する認証要求メッセージを介して、前記端末１６００は、前記ＨＳＳ１６８０を認証した後、ＲＥＳを生成することによって認証応答メッセージを生成し、前記認証応答を前記ゲートウェイ１６６０に送信する。前記認証応答を受信した前記ゲートウェイ１６６０は、前記ＲＥＳ及び前記ＸＲＥＳの一致／不一致を確認し、一致する場合は前記端末１６００にアクセス権があると判断する。
【０２０３】
ステップ１６１７にて、前記端末１６００及び前記ゲートウェイ１６６０は、交換するメッセージに対するセキュリティ設定（例：完全性、暗号化）のために非無線区間セキュリティ設定手順を行う。ここで、前記非無線区間セキュリティ設定は端末とゲートウェイの間で直接交換されるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの完全性及び暗号化を行うための手順を意味する。例えば、前記基地局１６１０，１６２０は、前記端末１６００又は前記ゲートウェイ１６６０から受信したＮＡＳメッセージの内容を検査せず、単なる再送機能のみを行う。前記非無線区間セキュリティ設定手順は、前記ゲートウェイ１６６０でセキュリティ設定要求メッセージを伝送すると、前記端末１６００が前記セキュリティ設定要求メッセージを受信し、セキュリティ設定応答メッセージを送信する段階を含む。
【０２０４】
ステップ１６１９にて、前記ゲートウェイ１６６０は、前記ＨＳＳ１６８０から獲得した情報に基づいて無線区間セキュリティキーを生成する。前記セキュリティキー生成の具体的な手順はセキュリティアルゴリズムによって異なる場合がある。ここで、前記ゲートウェイ１６６０は、前記第１基地局１６１０のためのセキュリティキー及び前記第２基地局１６２０のためのセキュリティキーを生成する。前記セキュリティキー生成の具体的な手順はセキュリティアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０２０５】
ステップ１６２１にて、前記ゲートウェイ１６６０は、前記端末１６００が要求したＱｏＳ情報に基づいてベアラ情報を設定する。前記ゲートウェイ１６６０は、前記第１基地局１６１０のためのベアラ情報及び前記第２基地局１６２０のためのベアラ情報を設定する。前記ベアラ情報を設定する具体的な手順は、前記ゲートウェイ１６６０のスケジューリングポリシー及びアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０２０６】
ステップ１６２３にて、前記ゲートウェイ１６６０は、前記第１基地局１６１０に初期コンテキスト設定要求メッセージを送信する。前記初期コンテキスト設定要求メッセージは、上記ステップ１６１９にて生成された前記第１基地局１６１０及び前記第２基地局１６２０のための無線区間セキュリティキー情報、上記ステップ１６２１にて生成された前記第１基地局１６１０及び前記第２基地局１６２０のためのベアラ情報を含むことができる。
【０２０７】
ステップ１６２５にて、前記第１基地局１６１０は、前記第２基地局１６２０にコンテキスト情報伝達メッセージを送信する。前記コンテキスト情報伝達メッセージは、前記第２基地局１６２０のためのセキュリティキー、ベアラ情報を含むことができる。例えば、前記第１基地局１６１０は、前記初期コンテキスト設定要求メッセージに含まれた情報の中から前記第２基地局１６２０のための情報を抽出し、抽出された情報を前記第２基地局１６２０に送信する。
【０２０８】
ステップ１６２７にて、前記第２基地局１６２０は、前記端末１６００が前記アンテナ＃２を介する接続のための無線リソース情報伝達メッセージを前記第１基地局１６１０に送信する。前記端末１６００のアクセス時間を短縮するために、前記無線リソース情報伝達メッセージは、専用プリアンブル情報、ＢＣＨ情報、セキュリティアルゴリズムのうち少なくとも１つを含むことができる。
【０２０９】
ステップ１６２９にて、前記端末１６００及び前記第１基地局１６１０は、前記無線区間セキュリティキーを用いて無線区間セキュリティ（例：完全性、暗号化）設定手順を行う。この時、前記無線区間セキュリティは、前記第１基地局１６１０との無線区間に対しては勿論、前記第２基地局１６２０との無線区間に対しても設定される。
【０２１０】
ステップ１６３１にて、前記第１基地局１６１０は、前記端末１６００のアンテナ＃１を介して前記端末１６００に無線リソース接続再設定メッセージを送信する。前記無線リソース接続再設定メッセージは、前記第２基地局１６２０の無線リソース情報である専用プリアンブル情報、ＢＣＨ情報のうち少なくとも１つを含むことができる。
【０２１１】
ステップ１６３３にて、前記端末１６００は、前記アンテナ＃１を介して無線リソース接続再設定完了メッセージを前記第１基地局１６１０に送信する。
【０２１２】
ステップ１６３５にて、前記端末１６００は、前記アンテナ＃２を介してＲＡＣＨ手順を行う。この時、前記端末１６００は、上記ステップ１６３３にて獲得した前記第２基地局１６２０に関する情報を用いてアップリンクリソース割り当てのために非競合ベースのＲＡＣＨ手順を行うことができる。
【０２１３】
ステップ１６３７にて、前記端末１６００のアンテナ＃２は、上記ステップ１６３７を介して割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続確立手順を行う。例えば、前記端末１６００は、前記第２基地局１６２０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求メッセージを前記第２基地局１６２０に送信する。そして、前記第２基地局１６２０は、前記端末１６００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１６００に無線リソース接続メッセージを送信する。前記端末１６００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第２基地局１６２０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。
【０２１４】
ステップ１６３９にて、前記第２基地局１６２０は、前記第１基地局１６１０でコンテキスト設定完了メッセージを送信する。換言すれば、前記第２基地局１６２０は、前記第１基地局１６１０に前記端末１６００のセル接続が完了したことを通知する。
【０２１５】
ステップ１６４１にて、前記第１基地局１６１０は、初期コンテキスト設定応答メッセージを前記ゲートウェイ１６６０に送信する。
【０２１６】
ステップ１６４３にて、前記端末１６００は、接続完了メッセージを前記ゲートウェイ１６６０に送信する。例えば、前記端末１６００は多重セル接続が完了したことを通知する。この時、前記端末１６００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１６１０を介して前記接続完了メッセージを送信する。
【０２１７】
図１７は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるゲートウェイリソースによる多重セル同時接続手順を示している。上記図１７の実施形態は、上記図１２で端末１７００が地点Ｄに位置する場合に実施され得る。
【０２１８】
上記図１７に示す本発明の様々な実施形態によれば、前記端末１７００は、アンテナ＃１を介して第１基地局１７１０（第１セル）に接続し、アンテナ＃２を介して第２基地局１７２０（第２セル）に接続する。前記端末１７００は、アンテナごとの別途の基地局を介して接続することではなく、１つの代表基地局を選択して接続関連制御メッセージを送受信し、ゲートウェイ１７６０を用いた基地局１７１０，１７２０間の情報交換を介して単一基地局を用いて迅速かつ効率的な接続手順を提供する。
【０２１９】
上記図１７を参照すると、ステップ１７０１にて、前記端末１７００は、第１基地局１７１０及び第２基地局１７２０からＳＣＨ及びＢＣＨを受信する。前記端末１７００は、前記ＳＣＨを受信することによって基地局同期を獲得する。前記端末１７００は、前記ＢＣＨを介して各基地局のシステム情報を獲得する。
【０２２０】
ステップ１７０３にて、前記端末１７００は、全てのアンテナを考慮して無線信号品質、セルの負荷レベル等に基づいて最適セルを選択する。上記図１７で、本発明は前記アンテナ＃１に対して前記第１基地局１７１０を最適セルとして、前記アンテナ＃２に対して前記第２基地局１７２０を最適セルとして選択したと仮定する。
【０２２１】
ステップ１７０５にて、前記端末１７００は、各アンテナの無線リンク品質、セルの負荷レベル等を考慮して代表基地局を選択する。上記図１７で、本発明は、前記アンテナ＃１を介して前記第１基地局１７１０を前記代表基地局に選択したと仮定する。
【０２２２】
ステップ１７０７にて、前記端末１７００の前記アンテナ＃１は、前記第１基地局１７１０からアップリンクリソースを獲得するためにＲＡＣＨを介してランダムアクセス手順を行う。例えば、前記端末１７００は、ランダムアクセスプリアンブルを前記第１基地局１７１０に送信する。前記第１基地局１７１０が前記ランダムアクセスプリアンブルの受信に成功した場合、前記第１基地局１７１０は、ランダムアクセス応答を送信することによって、アップリンクリソースを割り当てる。この時、前記端末１７００が送信するプリアンブルは任意に選択されるので、複数の前記端末１７００が同じプリアンブルを用いて送信する場合は衝突が発生し得る。
【０２２３】
ステップ１７０９にて、前記端末１７００は、前記第１基地局１７１０と無線区間の接続設定のために無線リソース接続確立手順を行う。例えば、前記端末１７００は、前記第１基地局１７１０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求メッセージを前記第１基地局１７１０に送信する。そして、前記第１基地局１７１０は、前記端末１７００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１７００に無線リソース接続メッセージを送信する。前記端末１７００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第１基地局１７１０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。
【０２２４】
ステップ１７１１にて、前記端末１７００及び前記第１基地局１７１０の間の無線リソース接続が完了した後、前記第１基地局１７１０は、前記端末１７００のネットワーク接続のために初期接続要求メッセージを前記ゲートウェイ１７６０に送信する。この時、前記初期接続要求メッセージは、前記端末１７００の識別子及び前記端末１７００が接続した第１セル１７１０及び第２セル１７２０の情報を含む。すなわち、前記初期接続要求メッセージは、前記第１セル１７１０及び前記第２セル１７２０に同時接続するための情報を含む。
【０２２５】
ステップ１７１３にて、前記ゲートウェイ１７６０は、前記端末１７００の識別子情報を用いてＨＳＳ１７８０から前記端末１７００の認証のための情報を獲得する。前記ＨＳＳ１７８０は、「認証サーバ」と称することができる。前記端末１７００認証のための情報は、ＲＡＮＤ、ＡＵＴＮ、ＸＲＥＳ、ＫＡＳＭＥのうち少なくとも１つを含むことができる。
【０２２６】
ステップ１７１５にて、前記端末１７００及び前記ＨＳＳ１７８０は、前記ＨＳＳ１７８０から獲得した認証情報に基づいて相互認証手順を行う。この時、前記認証手順は前記代表基地局を介して行われる。前記ゲートウェイ１７６０が送信する認証要求メッセージを介して、前記端末１７００は、前記ＨＳＳ１７８０を認証した後、ＲＥＳを生成することによって認証応答メッセージを生成し、前記認証応答を前記ゲートウェイ１７６０に送信する。前記認証応答を受信した前記ゲートウェイ１７６０は、前記ＲＥＳ及び前記ＸＲＥＳの一致／不一致を確認し、前記ＲＥＳ及び前記ＸＲＥＳが一致する場合は前記端末１７００にアクセス権があると判断する。
【０２２７】
ステップ１７１７にて、前記端末１７００及び前記ゲートウェイ１７６０は、交換するメッセージに対するセキュリティ設定（例：完全性、暗号化）のために非無線区間セキュリティ設定手順を行う。ここで、前記非無線区間セキュリティ設定は、端末とゲートウェイの間で直接交換されるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）メッセージの完全性及び暗号化を行うための手順を意味する。例えば、前記基地局１７６０は、前記端末１７００又は前記ゲートウェイ１７６０から受信したＮＡＳメッセージの内容を検査せず、単なる再送機能のみを行う。前記非無線区間セキュリティ設定手順は、前記ゲートウェイ１７６０でセキュリティ設定要求メッセージを伝送すると、前記端末１７００が前記セキュリティ設定要求メッセージを受信し、セキュリティ設定応答メッセージを送信する段階を含む。
【０２２８】
ステップ１７１９にて、前記ゲートウェイ１７６０は、前記ＨＳＳ１７８０から獲得した情報に基づいて無線区間セキュリティキーを生成する。前記セキュリティキー生成の具体的な手順はセキュリティアルゴリズムによって異なる場合がある。前記ゲートウェイ１７６０は、前記第１基地局１７１０のためのセキュリティキー及び前記第２基地局１７２０のためのセキュリティキーを生成する。前記セキュリティキー生成の具体的な手順はセキュリティアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０２２９】
ステップ１７２１にて、前記ゲートウェイ１７６０は、前記端末１７００が要求したＱｏＳ情報に基づいてベアラ情報を設定する。前記ゲートウェイ１７６０は、前記第１基地局１７１０のためのベアラ情報及び前記第２基地局１７２０のためのベアラ情報を設定する。前記ベアラ情報を設定する具体的な手順は、前記ゲートウェイ１７６０のスケジューリングポリシー及びアルゴリズムによって異なる場合がある。
【０２３０】
ステップ１７２３にて、前記ゲートウェイ１７６０は、前記第２基地局１７２０にコンテキスト情報伝達メッセージを送信する。前記コンテキスト情報伝達メッセージは、上記ステップ１７１９にて生成された前記第２基地局１７２０のための無線区間セキュリティキー情報、上記ステップ１７２１にて生成された前記第２基地局１７２０のためのベアラ情報のうち少なくとも１つを含む。
【０２３１】
ステップ１７２５にて、前記第２基地局１７２０は、無線リソース情報伝達メッセージを前記ゲートウェイ１７６０に送信する。前記端末１７００のアクセス時間を短縮するために、前記無線リソース情報伝達メッセージは、専用プリアンブル情報、ＢＣＨ情報、セキュリティアルゴリズム情報のうち少なくとも１つを含む。
【０２３２】
ステップ１７２７にて、前記ゲートウェイ１７６０は、前記第１基地局１７１０に初期コンテキスト設定要求メッセージを送信する。前記初期コンテキスト設定要求メッセージは、上記ステップ１７１９にて生成された前記第１基地局１７１０のための無線区間セキュリティキー情報、上記ステップ１７２１にて生成された前記第１基地局１７１０のためのベアラ情報、上記ステップ１７２５にて得られた前記第２基地局１７２０の無線リソース情報のうち少なくとも１つを含む。前記無線リソース情報は、前記専用プリアンブル情報、前記ＢＣＨ情報のうち少なくとも１つを含む。
【０２３３】
ステップ１７２９にて、前記端末１７００及び前記第１基地局１７１０は、前記無線区間セキュリティキーを用いて無線区間セキュリティ（例：完全性、暗号化）設定手順を行う。この時、前記無線区間セキュリティは、前記第１基地局１７１０との無線区間に対しては勿論、前記第２基地局１７２０との無線区間に対しても設定される。
【０２３４】
ステップ１７３１にて、前記第１基地局１７１０は、前記端末１７００のアンテナ＃１を介して前記端末１７００に無線リソース接続再設定メッセージを送信する。前記無線リソース接続再設定メッセージは、前記第２基地局１７２０の無線リソース情報である前記専用プリアンブル情報、前記ＢＣＨ情報のうち少なくとも１つを含むことができる。
【０２３５】
ステップ１７３３にて、前記端末１７００は、前記アンテナ＃１を介して無線リソース接続再設定完了メッセージを前記第１基地局１７１０に送信する。
【０２３６】
ステップ１７３５にて、前記端末１７００は、前記アンテナ＃２を介してＲＡＣＨ手順を行う。この時、前記端末１７００は、上記ステップ１７３１にて獲得した前記第２基地局１７２０に関する情報を用いてアップリンクリソース割り当てのために非競合ベースのＲＡＣＨ手順を行うことができる。
【０２３７】
ステップ１７３７にて、前記端末１７００のアンテナ＃２は、上記ステップ１７３５を介して割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続確立手順を行う。例えば、前記端末１７００は、前記第２基地局１７２０から割り当てられたアップリンクリソースを用いて無線リソース接続要求メッセージを前記第２基地局１７２０に送信する。そして、前記第２基地局１７２０は、前記端末１７００が要求した無線リソース接続が可能か否かを判断し、可能と判断した場合、前記端末１７００に無線リソース接続メッセージを送信する。前記端末１７００は、前記無線リソース接続メッセージを介して獲得した無線リソース情報に基づいて無線リソースを設定した後、前記第２基地局１７２０に無線リソース接続完了メッセージを送信する。
【０２３８】
ステップ１７３９にて、前記第２基地局１７２０は、前記第１基地局１７１０にコンテキスト設定完了メッセージを送信する。換言すれば、前記第２基地局１７２０は、前記第１基地局１７１０に前記端末１７００のセル接続が完了したことを通知する。
【０２３９】
ステップ１７４１にて、前記第１基地局１７１０は、初期コンテキスト設定応答メッセージを前記ゲートウェイ１７６０に送信する。
【０２４０】
ステップ１７４３にて、前記端末１７００は、接続完了メッセージを前記ゲートウェイ１７６０に送信する。例えば、前記端末１７００は、多重セル接続が完了したことを通知する。この時、前記端末１７００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１７１０を介して前記接続完了メッセージを送信する。
【０２４１】
図１８は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける最適セル変更手順を示している。上記図１８の実施形態は、上記図１２で端末１８００が地点Ｄを通過する際に実施され得る。
【０２４２】
上記図１８に示す本発明の様々な実施形態によれば、前記端末１８００は、アンテナ＃１及び第１セル１８１０を介してＶｏＩＰのような遅延に敏感な（ｄｅｌａｙ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）サービスを利用し、アンテナ＃２及び第２セル１８２０を介してＦＴＰ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のような遅延耐性（ｄｅｌａｙ−ｔｏｌｅｒａｎｔ）サービスを用いる場合、前記端末１８００の移動によって前記アンテナ＃１の無線リンク品質が前記アンテナ＃２に比べて低下すると、前記アンテナ＃１及び前記第１セル１８１０を用いて提供されるサービス及び前記アンテナ＃２及び前記第２セル１８２０を用いて提供されるサービスのトラフィック経路を互いに交換することによって、システムはユーザに高いＱｏＥ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）及びＵＸ（Ｕｓｅｒ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）を提供できる。
【０２４３】
上記図１８を参照すると、ステップ１８０１にて、前記端末１８００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１８１０を介して遅延に敏感なサービスのデータ経路を提供される。例えば、前記遅延に敏感なサービスはＶｏＩＰ等のリアルタイム（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ）サービスを含むことができる。この時、前記遅延に敏感なサービスのためのトラフィックは、前記第１基地局１８１０及び前記端末１８００の間で送受信されるトラフィックの２０％を占める。
【０２４４】
ステップ１８０３にて、前記端末１８００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１８１０を介して遅延耐性サービスのデータ経路を提供される。例えば、前記遅延耐性サービスはＦＴＰ等の非リアルタイム （ｎｏｎ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ）サービスを含むことができる。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは前記第１基地局１８１０及び前記端末１８００の間で送受信されるトラフィックの８０％を占める。
【０２４５】
ステップ１８０５にて、前記端末１８００は、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１８２０を介して遅延耐性サービスのデータ経路を提供される。例えば、前記遅延耐性サービスはＦＴＰ等の非リアルタイムサービスを意味する。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは前記第２基地局１８２０及び前記端末１８００の間で送受信されるトラフィックの１００％を占める。
【０２４６】
ステップ１８０７にて、前記端末１８００の前記アンテナ＃１の無線区間信号品質が前記アンテナ＃２に比べて低下し、前記端末１８００は無線リンク品質の低下を認識する。例えば、前記端末１８００は、該当無線リンクでパケットエラーが頻繁に発生したり、受信電力が基準値以下に低くなるか否かを判断することによって、前記無線リンク品質の低下を認識できる。
【０２４７】
ステップ１８０９にて、前記アンテナ＃１の信号品質が劣悪なので、前記端末１８００は相対的に品質が良好な前記アンテナ＃２を用いて接続された前記第２基地局１８２０に無線リンク品質報告メッセージを送信する。前記無線リンク品質報告メッセージは、前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２の無線区間品質情報及び各アンテナごとのサービングセル情報を含む。
【０２４８】
ステップ１８１１にて、前記第２基地局１８２０は、上記ステップ１８０９を介して獲得した品質情報に基づいて前記端末１８００の前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２のダウンリンクデータ送信経路の交換を決定する。換言すれば、前記アンテナ＃１の信号品質が前記アンテナ＃２の信号品質より劣悪なので、前記第２基地局１８２０は、前記遅延に敏感なサービスのデータ経路を前記アンテナ＃２に接続された前記第２基地局１８２０に変更すると判断する。
【０２４９】
ステップ１８１３にて、前記第２基地局１８２０は、無線リンク交換要求メッセージを前記アンテナ＃１のサービングセルである前記第１基地局１８１０に送信する。
【０２５０】
ステップ１８１５にて、前記第１基地局１８１０は、使用可能なリソース情報に基づいてリンク交換要求を許可するかを判断する。もし、前記リンク交換要求が許可されなかった場合、以下のステップは行われない。図１８で、本発明は、前記リンク交換要求が許可されると仮定する。
【０２５１】
ステップ１８１７にて、前記リンク交換要求が許可されることによって、前記第１基地局１８１０は、無線リンク交換要求応答メッセージを前記第２基地局１８２０に送信する。すなわち、前記第１基地局１８１０は、リンク交換が許可されることを知らせる無線リンク交換要求応答メッセージを送信する。もし、前記リンク交換が許可されなかった場合、前記第１基地局１８１０は、リンク交換の拒否を知らせる無線リンク交換要求応答メッセージを送信し、以下のステップは行われないこともできる。
【０２５２】
ステップ１８１９にて、前記第２基地局１８２０は、前記端末１８００の前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２に対応するデータ送信経路を交換するために経路交換要求メッセージを前記ゲートウェイ１８６０に送信する。
【０２５３】
ステップ１８２１にて、前記ゲートウェイ１８６０は、ダウンリンクデータ経路を交換する。例えば、前記ゲートウェイ１８６０は、前記第１基地局１８１０に送信していた遅延に敏感なサービスのデータを前記第２基地局１８２０に送信し、前記第２基地局１８２０に送信していたデータを前記第１基地局１８１０に送信するように、経路設定を変更する。そして、前記ゲートウェイ１８６０は、前記第１基地局１８１０及び前記第２基地局１８２０を介して送受信されるトラフィックの割合を調整する。
【０２５４】
ステップ１８２３にて、データ送信経路交換の結果によって、前記端末１８００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１８１０を介して遅延耐性サービスのデータを送受信する。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは、前記第１基地局１８１０及び前記端末１８００の間で送受信されるトラフィックの１００％を占める。
【０２５５】
ステップ１８２５にて、データ送信経路交換の結果によって、前記端末１８００は、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１８２０を介して遅延に敏感なサービスのデータを送受信する。この時、前記遅延に敏感なサービスのためのトラフィックは、前記第２基地局１８２０及び前記端末１８００の間で送受信されるトラフィックの２０％を占める。
【０２５６】
ステップ１８２７にて、データ送信経路交換の結果によって、前記端末１８００は、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１８２０を介して遅延耐性サービスのデータを送受信する。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは、前記第２基地局１８２０及び前記端末１８００の間で送受信されるトラフィックの８０％を占める。
【０２５７】
ステップ１８２９にて、前記ゲートウェイ１８６０は、前記第２基地局１８２０に経路交換要求応答メッセージを送信する。例えば、前記ゲートウェイ１８６０は、前記第２基地局１８２０に経路交換の完了を通知する。
【０２５８】
図１９は、本発明の他の実施形態による無線通信システムにおける最適セル変更手順を示している。上記図１９の実施形態は、上記図１２で端末１９００が地点Ｄを通過する際に実施され得る。
【０２５９】
上記図１９に示す実施形態によれば、前記端末１９００は、アンテナ＃１及び第１セル１９１０を介してＶｏＩＰのような遅延に敏感な（ｄｅｌａｙ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）サービスを利用し、アンテナ＃２及び第２セル１９２０を介してＦＴＰのような遅延耐性（ｄｅｌａｙ−ｔｏｌｅｒａｎｔ）サービスを用いる場合、前記第１セル１９１０及び前記第２セル１９２０の負荷レベルが変更されることによって前記アンテナ＃１及び前記第１セル１９１０を用いて提供されるサービス及び前記アンテナ＃２及び前記第２セル１９２０を用いて提供されるサービスのトラフィック経路を互いに交換することによって、システムは、ユーザに高いＱｏＥとＵＸを提供できる。
【０２６０】
上記図１９を参照すると、ステップ１９０１にて、前記端末１９００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１９１０を介して遅延に敏感なサービスのデータ経路を提供される。例えば、前記遅延に敏感なサービスは、ＶｏＩＰ等のリアルタイム（ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ）サービスを含むことができる。この時、前記遅延に敏感なサービスのためのトラフィックは、前記第１基地局１９１０及び前記端末１９００の間で送受信されるトラフィックの２０％を占める。
【０２６１】
ステップ１９０３にて、前記端末１９００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１９１０を介して遅延耐性サービスのデータ経路を提供される。例えば、前記遅延耐性サービスは、ＦＴＰ等の非リアルタイム（ｎｏｎ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ）サービスを含むことができる。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは、前記第１基地局１９１０及び前記端末１９００の間で送受信されるトラフィックの８０％を占める。
【０２６２】
ステップ１９０５にて、前記端末１９００は、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１９２０を介して遅延耐性サービスのデータ経路を提供される。例えば、前記遅延耐性サービスは、ＦＴＰ等の非リアルタイムサービスを意味する。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは、前記第２基地局１９２０及び前記端末１９００の間で送受信されるトラフィックの１００％を占める。
【０２６３】
ステップ１９０７にて、前記第１基地局１９１０は、セル負荷情報メッセージを前記ゲートウェイ１９６０に送信する。前記セル負荷情報メッセージは、前記第１基地局１９１０のセル負荷レベルを示す情報を含む。この時、前記第１基地局１９１０のセル負荷レベルは８０％である。ここで、前記８０％は前記第１基地局１９１０の全負荷容量に対する使用中の負荷容量の割合で、前記端末１９００が占める負荷及び他の端末が占める負荷をすべて考慮した値である。これにより、前記ゲートウェイ１９６０は、前記第１基地局１９１０の負荷レベルに関する情報を反映して前記端末１９００のサービングセル管理情報を更新する。
【０２６４】
ステップ１９０９にて、前記第２基地局１９２０は、セル負荷情報メッセージを前記ゲートウェイ１９６０に送信する。前記セル負荷情報メッセージは、前記第２基地局１９２０のセル負荷レベルを示す情報を含む。この時、前記第２基地局１９２０のセル負荷レベルは２０％である。例えば、前記２０％は前記第２基地局１９２０の全負荷容量に対する使用中の負荷容量の割合で、前記端末１９００が占める負荷及び他の端末が占める負荷をすべて考慮した値である。これにより、前記ゲートウェイ１９６０は、前記第２基地局１９２０の負荷レベルに関する情報を反映して前記端末１９００のサービングセル管理情報を更新する。
【０２６５】
ステップ１９１１にて、前記ゲートウェイ１９６０は、ダウンリンクデータ経路を交換する。換言すれば、前記ゲートウェイ１９６０は、前記第１基地局１９１０及び前記第２基地局１９２０の負荷レベルを比較し、相対的に少ない負荷レベルを有する前記第２基地局１９２０を介して前記遅延に敏感なサービスを提供すると判断する。例えば、前記ゲートウェイ１９６０は、前記第１基地局１９１０に送信していた遅延に敏感なサービスのデータを前記第２基地局１９２０に送信し、前記第２基地局１９２０に送信していたデータを前記第１基地局１９１０に送信するように、経路設定を変更する。そして、前記ゲートウェイ１９６０は、前記第１基地局１９１０及び前記第２基地局１９２０を介して送受信されるトラフィックの割合を調節する。
【０２６６】
ステップ１９１３にて、データ送信経路交換の結果によって、前記端末１９００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局１９１０を介して遅延耐性サービスのデータを送受信する。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは、前記第１基地局１９１０及び前記端末１９００の間で送受信されるトラフィックの１００％を占める。
【０２６７】
ステップ１９１５にて、データ送信経路交換の結果によって、前記端末１９００は、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１９２０を介して遅延に敏感なサービスのデータを送受信する。この時、前記遅延に敏感なサービスのためのトラフィックは、前記第２基地局１９２０及び前記端末１９００の間で送受信されるトラフィックの２０％を占める。
【０２６８】
ステップ１９１７にて、データ送信経路交換の結果によって、前記端末１９００は、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局１９２０を介して遅延耐性サービスのデータを送受信する。この時、前記遅延耐性サービスのためのトラフィックは、前記第２基地局１９２０及び前記端末１９００の間で送受信されるトラフィックの８０％を占める。
【０２６９】
図２０は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける最適セル変更手順を示している。上記図２０の実施形態は、上記図１２で端末２０００が地点Ｆから地点Ｇに移動する際に実施され得る。
【０２７０】
上記図２０に示す本発明の様々な実施形態によれば、アンテナ＃１に接続された最適セルである第１セル２０１０を介してサービスを受けていたが、前記端末２０００が移動することによって最適セルを第２セル２０２０に変更しようとする場合、前記端末２０００は相対的に無線リンク品質が良好な前記アンテナ＃２及び前記第２セル２０２０を介して最適セル変更のための制御メッセージを代わりに送信する。これにより、セル容量の増加及び遅延時間の減少の効果が期待される。
【０２７１】
上記図２０を参照すると、ステップ２００１にて、前記端末２０００は、前記アンテナ＃１を用いて第１基地局２０１０に接続し、前記アンテナ＃２を用いて第２基地局２０２０に接続することによって、多重セル接続状態にある。換言すれば、前記端末２０００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局２０１０とデータを送受信し、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局２０２０とデータを送受信する。
【０２７２】
ステップ２００３にて、前記端末２０００の前記アンテナ＃１の無線区間品質がしきい値以下に低下し、前記端末２０００の前記アンテナ＃１の無線区間品質がしきい値以下に低下したことを認知する。
【０２７３】
ステップ２００５にて、前記端末２０００は、無線区間品質を測定してアンテナ＃１に対する最適セルを判断する。上記図２０で、本発明は、前記アンテナ＃１に対する最適セルが前記第１基地局２０１０と判断されたと仮定する。
【０２７４】
ステップ２００７にて、前記端末２０００の前記アンテナ＃１はリンク品質低下イベントを相対的に品質が良好な前記端末２０００の前記アンテナ＃２に伝達する。この時、無線区間品質測定の結果も共に伝達される。
【０２７５】
ステップ２００９にて、前記端末２０００は、前記アンテナ＃２を用いてリンク品質代理報告メッセージを前記アンテナ＃２に接続された前記第２基地局２０２０に送信する。前記リンク品質代理報告メッセージは、前記アンテナ＃１の無線リンク品質測定情報を含む。前記「代理報告」は、前記端末２０００の前記アンテナ＃１の無線リンク品質測定情報を前記第２基地局２０２０を介して迂回して伝達することを意味する。
【０２７６】
ステップ２０１１にて、前記第２基地局２０２０は、情報伝達メッセージを前記第１基地局２０１０に送信する。前記情報伝達メッセージは、前記端末２０００の前記アンテナ＃２から受信したリンク品質代理報告メッセージを含む。
【０２７７】
ステップ２０１３にて、前記第１基地局２０１０は、前記アンテナ＃１のサービングセルの変更を決定する。例えば、前記第１基地局２０１０は、前記端末２０００の前記アンテナ＃１のサービングセルを前記第２基地局２０２０に変更すると判断する。
【０２７８】
ステップ２０１５にて、前記第１基地局２０１０は、セル接続要求メッセージを前記第２基地局２０２０に送信する。例えば、前記第１基地局２０１０は、前記第２基地局２０２０に前記端末２０００の前記アンテナ＃１に対するサービングセルになるように要求する。
【０２７９】
ステップ２０１７にて、前記第２基地局２０２０は、前記端末２０００の前記アンテナ＃１に対するアドミッション制御を行う。換言すれば、前記第２基地局２０２０は、前記第２基地局２０２０の負荷レベル、接続端末数、使用可能リソース等に基づいて前記第２基地局２０２０が前記端末２０００の前記アンテナ＃１に対するサービングセルとして動作できるかを判断する。この時、本発明は、接続が許可されると仮定する。
【０２８０】
ステップ２０１９にて、前記第２基地局２０２０は、セル接続要求応答メッセージを前記第１基地局２０１０に送信する。換言すれば、前記第２基地局２０２０は、前記第１基地局２０１０に前記端末２０００の前記アンテナ＃１に対する接続が許可されることを通知する。もし、前記端末２０００の前記アンテナ＃１に対する接続が拒否されると、以下のステップは行われないこともできる。
【０２８１】
ステップ２０２１にて、前記第１基地局２０１０は、情報伝達メッセージを前記第２基地局２０２０に送信する。前記情報伝達メッセージはセル再接続代理メッセージを含む。前記「代理」は、前記端末２０００に送信される再接続メッセージを前記第２基地局２０２０を介して迂回して伝達することを意味する。
【０２８２】
ステップ２０２３にて、前記第１基地局２０１０は、前記端末２０００の前記アンテナ＃１に送信されるデータをバッファリング（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ）する。例えば、前記第１基地局２０１０は、前記端末２０００の前記アンテナ＃１を用いた信号受信が困難と判断し、前記アンテナ＃１との接続解除に備えて前記データをバッファリングする。
【０２８３】
ステップ２０２５にて、前記第１基地局２０１０は、バッファリングしたデータを前記第２基地局２０２０に伝達する。すなわち、前記第１基地局２０１０は、前記データを前記第２基地局２０２０を介して送信するために、前記バッファリングしたデータを伝達する。
【０２８４】
ステップ２０２７にて、前記第２基地局２０２０は、前記セル再接続代理メッセージを前記端末２０００の前記アンテナ＃２に送信する。すなわち、前記第２基地局２０２０は、前記端末２０００にアンテナ＃２に対するサービングセルを変更することを指示する。
【０２８５】
ステップ２０２９にて、前記端末２０００の前記アンテナ＃２はセル再接続イベントを前記端末２０００の前記アンテナ＃１に伝達する。この時、再接続の対象が前記第２基地局２０２０であることが共に指示される。
【０２８６】
ステップ２０３１にて、前記端末２０００は、前記アンテナ＃１に対する接続情報を削除し、前記第２基地局２０２０に対するアンテナモードを変更する。換言すれば、前記端末２０００は、前記第１基地局２０１０との接続を解除し、前記第２基地局２０２０に対するアンテナモードをＳＩＳＯモードからＭＩＭＯモードに変更する。
【０２８７】
ステップ２０３３にて、前記端末２０００は、前記アンテナ＃２を使用してアンテナ設定変更通報メッセージを前記第２基地局２０２０に送信する。例えば、前記端末２０００は、前記第２基地局２０２０に対して前記アンテナ＃１が追加的に割り当てられたことを通知する。換言すれば、前記端末２０００は、アンテナモードがＳＩＳＯモードからＭＩＭＯモードに変更されたことを通知する。
【０２８８】
ステップ２０３５にて、前記端末２０００は、アップリンクデータの分散伝送を中断する。例えば、前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２がいずれも前記第２基地局２０２０に接続されているので、前記端末２０００は、前記アップリンクデータを分散しない。
【０２８９】
ステップ２０３７にて、前記端末２０００は、複数のアンテナを用いて前記第２基地局２０２０を介してアップリンクデータを送受信する。
【０２９０】
ステップ２０３９にて、前記第２基地局２０２０は、ゲートウェイ２０６０にセル削除要求メッセージを送信する。換言すれば、前記第２基地局２０２０は、前記ゲートウェイ２０６０に前記端末２０００との前記アンテナ＃１を用いた前記第１基地局２０１０との接続が解除されたことを通知する。例えば、前記第２基地局２０２０は、ダウンリンクデータの分散送信を中断するために、前記端末２０００及び前記第１基地局２０１０の接続解除を通知する。これにより、前記ゲートウェイ２０６０は、前記端末２０００のサービングセル情報を更新する。換言すれば、前記ゲートウェイ２０６０は、各端末が接続した１つ又は複数のセルに関する情報を示すテーブルで、前記端末２０００のサービングセルを更新する。換言すれば、前記端末のサービングセルから前記第１基地局２０１０を削除する。
【０２９１】
ステップ２０４１にて、前記ゲートウェイ２０６０は、前記端末２０００に対するダウンリンクの分散伝送を中断する。例えば、前記端末２０００のサービングセルが１つになることによって、前記ゲートウェイ２０６０は、ダウンリンクデータの分散を中断する。
【０２９２】
ステップ２０４３にて、前記ゲートウェイ２０６０は、前記第２基地局２０２０を介して前記端末２０００のダウンリンクデータを送信する。そして、前記端末２０００は、前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２をすべて用いて前記第２基地局２０２０から前記ダウンリンクデータを受信する。すなわち、前記ゲートウェイ２０６０のダウンリンクデータの分散送信の中断によって、前記端末２０００へのダウンリンクデータはすべて前記第２基地局２０２０を介して送信される。
【０２９３】
ステップ２０４５にて、前記ゲートウェイ２０７０は、セル削除要求応答確認メッセージを前記第２基地局２０２０に送信する。ステップ２０４７にて、前記第２基地局２０２０は、前記第１基地局２０１０に保存された前記端末２０００のコンテキストを削除するように端末コンテキスト解除メッセージを送信する。ステップ２０４９にて、前記第１基地局２０１０は、前記端末２０００のコンテキストを解除する。
【０２９４】
図２１は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける最適セル変更手順を示している。上記図２１の実施形態は、上記図１２で端末２１００が地点Ｆから地点Ｇに移動する際に実施され得る。
【０２９５】
上記図２１に示す本発明の様々な実施形態によれば、アンテナ＃１に接続された最適セルである第１セル２１１０を介してサービスを受けていたが、前記端末２１００が移動することによって最適セルを第２セル２１２０に変更しようとする場合、前記端末２１００は相対的に無線リンク品質が良好な前記アンテナ＃２及び前記第２セル２１２０を介して最適セル変更のための制御メッセージを代わりに送信する。これにより、セル容量の増加及び遅延時間の減少の効果が期待される。
【０２９６】
上記図２１を参照すると、ステップ２１０１にて、前記端末２１００は、前記アンテナ＃１を用いて第１基地局２１１０に接続し、前記アンテナ＃２を用いて第２基地局２１２０に接続することによって、多重セル接続状態にある。換言すれば、前記端末２１００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局２１１０とデータを送受信し、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局２１２０とデータを送受信する。
【０２９７】
ステップ２１０３にて、前記端末２１００の前記アンテナ＃１の無線区間品質がしきい値以下に低下し、前記端末２１００の前記アンテナ＃１の無線区間品質がしきい値以下に低下したことを認知する。
【０２９８】
ステップ２１０５にて、前記端末２１００は、無線区間品質を測定してアンテナ＃１に対する最適セルを判断する。上記図２１で、本発明は、前記アンテナ＃１に対する最適セルが前記第１基地局２１１０と判断された場合を仮定する。
【０２９９】
ステップ２１０７にて、前記端末２１００は、前記アンテナ＃１に対する無線区間品質測定の結果に基づいて最適セルを決定する。換言すれば、前記端末２１００は、前記アンテナ＃１に対するサービングセルを変更すると判断する。この時、本発明は、前記アンテナ＃１に対するサービングセルを前記第２基地局２１２０に変更すると判断したと仮定する。
【０３００】
ステップ２１０９にて、前記端末２１００の前記アンテナ＃１は最適セル変更イベントを前記端末２１００の前記アンテナ＃２に伝達する。
【０３０１】
ステップ２１１１にて、前記端末２１００は、前記アンテナ＃２を用いてセル接続代理要求メッセージを前記アンテナ＃２に接続された前記第２基地局２１２０に送信する。ここで、前記セル接続代理要求メッセージは、前記アンテナ＃１に対する既存のサービングセルが前記第１基地局２１１０であることを示す情報を含む。前記「代理」は、前記端末２１００の前記アンテナ＃１が送信するメッセージを前記アンテナ＃２を介して送信することを意味する。
【０３０２】
ステップ２１１３にて、前記第２基地局２１２０は、前記端末２１００の前記アンテナ＃１に対するアドミッション制御を行う。換言すれば、前記第２基地局２１２０は、前記第２基地局２１２０の負荷レベル、接続端末数、使用可能リソース等に基づいて前記端末２１００の前記アンテナ＃１に対するサービングセルとして動作できるかを判断する。この時、本発明は、接続が許可される場合を仮定する。
【０３０３】
ステップ２１１５にて、前記第２基地局２１２０は、セル接続代理要求応答メッセージを前記第１基地局２１１０に送信する。換言すれば、前記第２基地局２１２０は、前記第１基地局２１１０に前記端末２１００の前記アンテナ＃１に対する接続が許可されることを通知する。前記「代理」は、前記端末２１００の前記アンテナ＃１に送信されるメッセージを前記アンテナ＃２に送信することを意味する。
【０３０４】
ステップ２１１７にて、前記第２基地局２１２０は、データ再送要求メッセージを前記第１基地局２１１０に送信する。例えば、前記第２基地局２１２０は、前記第１基地局２１１０に伝達されるデータを前記第２基地局２１２０に再伝達することを要求する。
【０３０５】
ステップ２１１９にて、前記第１基地局２１１０は、前記端末２１００の前記アンテナ＃１に送信されるデータをバッファリングする。例えば、前記第１基地局２１１０は、前記端末２１００の前記アンテナ＃１のサービングセルが変更されると判断し、前記アンテナ＃１との接続解除に備えて前記データをバッファリングする。
【０３０６】
ステップ２１２１にて、前記第１基地局２１１０は、バッファリングしたデータを前記第２基地局２１２０に伝達する。すなわち、前記第１基地局２１１０は、前記データを前記第２基地局２１２０を介して送信するために、前記バッファリングしたデータを伝達する。
【０３０７】
ステップ２１２３にて、前記端末２１００の前記アンテナ＃２はセル再接続イベントを前記端末２１００の前記アンテナ＃１に伝達する。この時、再接続の対象が前記第２基地局２１２０であることが共に指示される。
【０３０８】
ステップ２１２５にて、前記端末２１００は、前記アンテナ＃１に対する接続情報を削除し、前記第２基地局２１２０に対するアンテナモードを変更する。換言すれば、前記端末２１００は、前記第１基地局２１１０との接続を解除し、前記第２基地局２１２０に対するアンテナモードをＳＩＳＯモードからＭＩＭＯモードに変更する。
【０３０９】
ステップ２１２７にて、前記端末２１００は、前記アンテナ＃２を使用してアンテナ設定変更通報メッセージを前記第２基地局２１２０に送信する。例えば、前記端末２１００は、前記第２基地局２１２０に対して前記アンテナ＃１が追加的に割り当てられたことを通知する。換言すれば、前記端末２１００は、アンテナモードがＳＩＳＯモードからＭＩＭＯモードに変更されたことを通知する。
【０３１０】
ステップ２１２９にて、前記端末２１００は、アップリンクデータの分散伝送を中断する。すなわち、前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２がいずれも前記第２基地局２１２０に接続されているので、前記端末２１００は、前記アップリンクデータを分散しない。
【０３１１】
ステップ２１３１にて、前記端末２１００は、複数のアンテナを用いて前記第２基地局２１２０を介してアップリンクデータを送受信する。
【０３１２】
ステップ２１３３にて、前記第２基地局２１２０は、ゲートウェイ２１６０にセル削除要求メッセージを送信する。換言すれば、前記第２基地局２１２０は、前記ゲートウェイ２１６０に前記端末２１００との前記アンテナ＃１を用いた前記第１基地局２１１０との接続が解除されたことを通知する。例えば、前記第２基地局２１２０は、ダウンリンクデータの分散送信を中断するために、前記端末２１００及び前記第１基地局２１１０の接続解除を通知する。これにより、前記ゲートウェイ２１６０は、前記端末２１００のサービングセル情報を更新する。換言すれば、前記ゲートウェイ２１６０は、各端末が接続した１つ又は複数のセルに関する情報を示すテーブルで、前記端末２１００のサービングセルを更新する。換言すれば、前記端末のサービングセルから前記第１基地局２１１０を削除する。
【０３１３】
ステップ２１３５にて、前記ゲートウェイ２１６０は、前記端末２１００に対するダウンリンクの分散伝送を中断する。例えば、前記端末２１００のサービングセルが１つになることによって、前記ゲートウェイ２１６０は、ダウンリンクデータの分散を中断する。
【０３１４】
ステップ２１３７にて、前記ゲートウェイ２１６０は、前記第２基地局２１２０を介して前記端末２１００のダウンリンクデータを送信する。そして、前記端末２１００は、前記アンテナ＃１及び前記アンテナ＃２をすべて用いて前記第２基地局２１２０から前記ダウンリンクデータを受信する。例えば、前記ゲートウェイ２１６０のダウンリンクデータの分散送信の中断によって、前記端末２１００へのダウンリンクデータはすべて前記第２基地局２１２０を介して送信される。
【０３１５】
ステップ２１３９にて、前記ゲートウェイ２１６０は、セル削除要求応答確認メッセージを前記第２基地局２１２０に送信する。ステップ２１４１にて、前記第２基地局２１２０は、前記第１基地局２１１０に保存された前記端末２１００のコンテキストを削除するように端末コンテキスト解除メッセージを送信する。ステップ２１４３にて、前記第１基地局２１１０は、前記端末２１００のコンテキストを解除する。
【０３１６】
図２２は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける１つのセルに対する接続解除手順を示している。上記図２２に示す実施形態は、特定のアンテナの信号品質が低下したり、障害物によって信号が遮断される場合に実施され得る。
【０３１７】
上記図２２に示す実施形態によれば、アンテナ＃２が非活性化される場合、端末２２００は活性化状態のアンテナ＃１及び第１セル２２１０を介してアンテナ＃２及び第２セル２２２０を介する接続を解除するシグナリングを行う。
【０３１８】
上記図２２を参照すると、ステップ２２０１にて、前記端末２２００は、前記アンテナ＃１を用いて第１基地局２２１０に接続し、前記アンテナ＃２を用いて第２基地局２２２０に接続することによって、多重セル接続状態にある。換言すれば、前記端末２２００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局２２１０とデータを送受信し、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局２２２０とデータを送受信する。
【０３１９】
ステップ２２０３にて、前記端末２２００は、前記アンテナ＃２の非活性化イベントを認知し、前記非活性化イベントを前記アンテナ＃１に伝達する。特定のアンテナの非活性化イベントは特定アンテナの信号品質が低下したり、障害物による信号遮断等によって発生する場合がある。
【０３２０】
ステップ２２０５にて、前記端末２２００の前記アンテナ＃２の通信不能状態を知らせるために、前記端末２２００は、前記アンテナ＃１を用いてセル接続解除代理要求メッセージを前記アンテナ＃１と接続された前記第１基地局２２１０に送信する。前記セル接続解除代理要求メッセージは、接続解除を希望するアンテナ、例えば、前記アンテナ＃２のＩＤ、前記アンテナ＃２を用いて接続されたセルの情報のうち少なくとも１つを含む。
【０３２１】
ステップ２２０７にて、前記第１基地局２２１０は、前記端末２２００の前記アンテナ＃２が接続された前記第２基地局２２２０に情報伝達メッセージを伝達する。前記情報伝達メッセージは、上記ステップ２２０５にて受信したセル接続解除代理要求メッセージを含む。
【０３２２】
ステップ２２０９にて、前記第２基地局２２２０は、前記端末２２００の前記アンテナ＃２に送信されていたデータをバッファリング（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ）する。すなわち、前記第２基地局２２２０は、前記端末の前記アンテナ＃２を用いた信号受信が困難になったと判断し、前記アンテナ＃２との接続解除に備えて前記データをバッファリングする。
【０３２３】
ステップ２２１１にて、前記第２基地局２２２０は、バッファリングしたデータを前記第１基地局２２１０に伝達する。すなわち、前記第２基地局２２２０は、前記データを前記第１基地局２２１０を介して送信するために、前記バッファリングしたデータを伝達する。
【０３２４】
ステップ２２１３にて、前記第２基地局２２２０は、前記第１基地局２２１０に情報伝達メッセージを送信する。前記情報伝達メッセージは、セル接続解除代理要求応答メッセージを含む。
【０３２５】
ステップ２２１５にて、前記第１基地局２２１０は、上記ステップ２２１３にて獲得したセル接続解除代理要求応答メッセージを前記端末２２００の前記アンテナ＃１に送信する。
【０３２６】
ステップ２２１７にて、前記第２基地局２２２０は、ゲートウェイ２２６０にセル削除要求メッセージを送信する。換言すれば、前記第２基地局２２２０は、前記ゲートウェイ２２６０に前記端末２２００との前記アンテナ＃２を用いた接続が解除されたことを通知する。例えば、前記第２基地局２２２０は、ダウンリンクデータの分散送信を中断するために前記端末２２００との接続解除を通知する。
【０３２７】
ステップ２２１９にて、前記ゲートウェイ２２６０は、前記端末２２００のサービングセル情報を更新する。換言すれば、前記ゲートウェイ２２６０は、各端末が接続した１つ又は複数のセルに関する情報を示すテーブルで、前記端末２２００のサービングセルを更新する。換言すれば、前記端末のサービングセルから前記第２基地局２２２０を削除する。これにより、前記ゲートウェイ２２６０は、ダウンリンクデータ分散送信を中断するようになる。
【０３２８】
ステップ２２２１にて、前記端末２２００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局２２１０とデータを送受信する。例えば、前記ゲートウェイ２２６０のダウンリンクデータ分散送信の中断によって、前記端末２２００に送信されるデータはすべて前記アンテナ＃１を介して受信される。
【０３２９】
ステップ２２２３にて、前記ゲートウェイ２２６０は、セル削除要求応答メッセージを前記第２基地局２２２０に送信する。ステップ２２２５にて、前記端末２２００は、前記アンテナ＃２を用いて占有していたリソースを解除する。ステップ２２２７にて、前記第２基地局２２２０は、前記端末２２００の前記アンテナ＃２に対するリソースを解除する。
【０３３０】
図２３は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける全てのセルに対する接続解除手順を示している。上記図２３に示す実施形態は、端末１３００が電源をオフ（ｏｆｆ）にする場合に実施され得る。
【０３３１】
上記図２３に示す本発明の様々な実施形態によれば、前記端末２３００は、最適のアンテナ及び代表基地局を選択し、前記代表基地局に接続解除要求メッセージを送信すると、ゲートウェイ２３６０は、現在前記端末２３００が接続したサービングセルのリストを確認し、前記代表基地局に接続解除メッセージを伝達する。これにより、前記代表基地局は、前記端末２３００に無線解除要求メッセージを送信し、前記端末２３００の接続セルリストに含まれた少なくとも１つの他のセルにリソース解除メッセージを代わりに伝達する。
【０３３２】
上記図２３を参照すると、ステップ２３０１にて、前記端末２３００のアンテナ＃１及び第１基地局２３１０（第１セル）間で無線リソースが割り当てられている。ステップ２３０３にて、前記端末２３００のアンテナ＃２及び第２基地局２３２０（第２セル）間で無線リソースが割り当てられている。
【０３３３】
ステップ２３０５にて、前記端末２３００は、前記アンテナ＃１を用いて第１基地局２３１０に接続し、前記アンテナ＃２を用いて第２基地局２３２０に接続することによって、多重セル接続状態にある。換言すれば、前記端末２３００は、前記アンテナ＃１を用いて前記第１基地局２３１０とデータを送受信し、前記アンテナ＃２を用いて前記第２基地局２３２０とデータを送受信する。
【０３３４】
ステップ２３０７にて、前記端末２３００で多重セル接続解除イベントが発生し、前記端末２３００は、前記多重セル接続解除イベント発生を認知する。例えば、前記端末２３００の電源がオフ（ｏｆｆ）にされる。ステップ２３０９にて、前記端末２３００は、複数のアンテナの信号品質、接続されたセルの負荷レベル等を考慮して代表基地局を選択する。
【０３３５】
ステップ２３１１にて、前記端末２３００は、前記第１基地局２３１０に接続解除要求メッセージを送信する。ステップ２３１３にて、前記第１基地局２３１０は、前記ゲートウェイ２３６０に接続解除要求メッセージを伝達する。ステップ２３１５にて、前記ゲートウェイ２３６０は、接続解除応答メッセージを前記第１基地局２３１０に送信する。ステップ２３１７にて、前記第１基地局２３１０は、上記ステップ２３１５にて受信した前記接続解除応答メッセージを前記端末２３００の最適アンテナに送信する。
【０３３６】
ステップ２３１９にて、前記ゲートウェイ２３６０は、前記端末２３００のサービングセルリストを確認する。換言すれば、前記ゲートウェイ２３６０は、前記端末２３００の各アンテナが接続されたセルを確認する。ステップ２３２１にて、前記ゲートウェイ２３６０は、前記端末２３００が接続されたセルリストを含む端末リソース解除命令メッセージを前記第１基地局２３１０に送信する。ステップ２３２３にて、前記第１基地局２３１０は、前記端末２３００に無線リソース解除メッセージを送信する。ステップ２３２５にて、前記端末２３００は全てのリソースを解除する。
【０３３７】
ステップ２３２７にて、前記第１基地局２３１０は、前記端末２３００に割り当てられたリソースを返し、前記端末２３００のためのリソースが残っている前記第２基地局２３２０に端末リソース解除メッセージを送信する。この時、前記第１基地局２３１０は、上記ステップ２３２１にて受信されたリソース解除命令メッセージに含まれたセルリストによって前記第２基地局２３２０が前記端末２３００のためのリソースを割り当てたことを知ることができる。
【０３３８】
ステップ２３２９にて、前記第１基地局２３１０は、前記第２基地局２３２０に端末リソース解除指示メッセージを送信する。ステップ２３３１にて、前記第２基地局２３２０は、前記端末２３００に割り当てられていたリソースを返す。ステップ２３３３にて、前記第２基地局２３２０（第２セル）は、前記ゲートウェイ２３６０に端末リソース解除完了メッセージを送信する。ステップ２３３５にて、前記ゲートウェイ２３６０は、前記端末２３００に割り当てられたリソースをすべて解除する。
【０３３９】
図２４は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける端末のブロック構成を示している。
【０３４０】
上記図２４を参照すると、前記端末は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部２４１０、基底帯域（ｂａｓｅｂａｎｄ）処理部２４２０、保存部２４３０、制御部２４４０を含む。
【０３４１】
前記ＲＦ処理部２４１０は、信号帯域の変換、増幅など無線チャネルを介して信号を送受信するための機能を行う。例えば、前記ＲＦ処理部２４１０は、前記基底帯域処理部２４２０から提供される基底帯域信号をＲＦ帯域信号にアップコンバートした後、アンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信されるＲＦ帯域信号を基底帯域信号にダウンコンバートする。前記ＲＦ処理部２４１０は、複数のアンテナそれぞれのためのＲＦチェーン（ｃｈａｉｎ）を含み、各ＲＦチェーンは、送信フィルタ、受信フィルタ、増幅器、ミキサ（ｍｉｘｅｒ）、オシレータ（ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）などを含むことができる。
【０３４２】
前記基底帯域処理部２４２０は、システムの物理層規格によって基底帯域信号及びビット列間の変換機能を行う。例えば、データ送信の際、前記基底帯域処理部２４２０は、送信ビット列を符号化及び変調することによって複素シンボルを生成する。また、データ受信の際、前記基底帯域処理部２４２０は、前記ＲＦ処理部２４１０から提供される基底帯域信号を復調及び復号化を介して受信ビット列を復元する。例えば、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｉｔｐｌｅｘｉｎｇ）方式に従う場合、データ送信の際、前記基底帯域処理部２４２０は、送信ビット列を符号化及び変調することによって複素シンボルを生成し、前記複素シンボルを副搬送波にマッピングした後、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算及びＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）挿入を介してＯＦＤＭシンボルを構成する。また、データ受信の際、前記基底帯域処理部２４２０は、前記ＲＦ処理部２４１０から提供される基底帯域信号をＯＦＤＭシンボル単位に分割し、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算を介して副搬送波にマッピングされた信号を復元した後、復調及び復号化を介して受信ビット列を復元する。
【０３４３】
前記基底帯域処理部２４２０及び前記ＲＦ処理部２４１０は、上述のように信号を送信及び受信する。これにより、前記基底帯域処理部２４２０及び前記ＲＦ処理部２４１０は、送信部、受信部、送受信部又は通信部と称することができる。
【０３４４】
前記保存部２４３０は、前記端末の動作のための基本プログラム、アプリケーションプログラム、設定情報などのデータを保存する。例えば、前記保存部２４３０は、各アンテナの無線リンク品質測定情報などを保存することができる。そして、前記保存部２４３０は、前記制御部２４４０の要求に応じて保存されたデータを提供する。
【０３４５】
前記制御部２４４０は、前記端末の全般的な動作を制御する。例えば、前記制御部２４４０は、前記基底帯域処理部２４２０及び前記ＲＦ処理部２４１０を介して信号を送受信する。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２４４０は、多重セル接続に関連する手順を処理する多重セル接続処理部２４４２を含む。前記多重セル接続に関連する手順は、多重セル接続に基づいたデータ送信及び受信手順、多重セル接続手順、接続解除手順、最適セル交換手順などを含む。例えば、前記制御部２４４０は、前記端末が上記図７、上記図１０、上記図１３乃至上記図２３に示す手順を行うように制御する。本発明の様々な実施形態による前記制御部２４４０の動作は、次のとおりである。
【０３４６】
前記制御部２４４０は、第１アンテナを用いて接続する第１基地局及び第２アンテナを用いて接続する第２基地局を決定し、前記第１基地局及び前記第２基地局に接続するための接続手順を行い、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局と、前記第２アンテナを用いて前記第２基地局と信号を送受信するように制御する。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２４４０は、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局と無線リソース接続確立手順を行い、前記第１アンテナを用いて認証手順を行い、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局と無線区間セキュリティ設定手順、及び無線リソース接続再設定手順を行い、前記第２アンテナを用いて前記第２基地局と無線リソース接続確立手順、無線区間セキュリティ設定手順、及び無線リソース接続再設定手順を行うように制御する。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２４４０は、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局と無線リソース接続確立手順を行い、前記第１アンテナを用いて前記第１基地局及び前記第２基地局の両方に対する無線区間セキュリティ設定手順、無線リソース接続再設定手順を行い、前記第２アンテナを用いて前記第２基地局と無線リソース接続確立手順を行うように制御する。
【０３４７】
上述のように多重セル接続後、アップリンクデータを送信する場合、前記制御部２４４０は、前記第１基地局及び前記第２基地局のうち１つの基地局を選択し、選択された基地局に対応するアンテナを用いて前記選択された基地局に前記データを送信するように制御する。
【０３４８】
また、前記制御部２４４０は、遅延に敏感な（ｄｅｌａｙ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）サービスのデータを無線リンク品質が最も良好なアンテナを用いて対応する基地局を介して送受信する。この時、無線リンク品質が最も良好なアンテナが変更されると、前記制御部２４４０は、無線リンク品質が最も良好なアンテナを用いて接続された基地局に各アンテナの無線リンク品質を報告する。そして、前記制御部２４４０は、前記遅延に敏感なサービスのデータに対するデータ経路を変更する。
【０３４９】
前記特定のアンテナの無線リンク品質がしきい値以下に低下すると、前記制御部２４４０は、他のアンテナを用いて接続された基地局に前記無線リンク品質低下を報告するメッセージを送信し、前記特定のアンテナのリソースを解除し、前記他のアンテナを用いて接続された基地局に対する通信モードを単一アンテナモードから多重アンテナモードに変更する。
【０３５０】
また、１つのアンテナに対する制御メッセージのシグナリングが必要な場合、前記制御部２４４０は、前記シグナリングを他のアンテナを用いて接続された第１基地局と行う。ここで、前記シグナリングは、ハンドオーバ、位置更新、ネットワーク接続解除のうち１つのためのシグナリングを含む。全ての接続を解除する場合、前記制御部２４４０は、サービングセルの中から代表基地局を決定し、前記接続を解除するためのシグナリングを前記代表基地局に対応するアンテナを用いて前記代表基地局と行う。
【０３５１】
図２５は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける基地局のブロック構成を示している。
【０３５２】
上記図２５に示すように、前記基地局はＲＦ処理部２５１０、基底帯域処理部２５２０、バックホール通信部２５３０、保存部２５４０、制御部２５５０を含んで構成される。
【０３５３】
前記ＲＦ処理部２５１０は、信号帯域の変換、増幅など無線チャネルを介して信号を送受信するための機能を行う。例えば、前記ＲＦ処理部２５１０は、前記基底帯域処理部２５２０から提供される基底帯域信号をＲＦ帯域信号にアップコンバートしてからアンテナを介して送信し、前記アンテナを介して受信されるＲＦ帯域信号を基底帯域信号にダウンコンバートする。前記ＲＦ処理部２５１０は、複数のアンテナそれぞれのためのＲＦチェーン（ｃｈａｉｎ）を含み、各ＲＦチェーンは、送信フィルタ、受信フィルタ、増幅器、ミキサ、オシレータ、ＤＡＣ、ＡＤＣなどを含むことができる。
【０３５４】
前記基底帯域処理部２５２０は、システムの物理層規格によって基底帯域信号及びビット列間の変換機能を行う。例えば、ＯＦＤＭ方式に従う場合、データ送信の際、前記基底帯域処理部２５２０は送信ビット列を符号化及び変調することによって複素シンボルを生成し、前記複素シンボルを副搬送波にマッピングした後、ＩＦＦＴ演算及びＣＰ挿入を介してＯＦＤＭシンボルを構成する。また、データ受信の際、前記基底帯域処理部２５２０は、前記ＲＦ処理部２５１０から提供される基底帯域信号をＯＦＤＭシンボル単位に分割し、ＦＦＴ演算を介して副搬送波にマッピングされた信号を復元した後、復調及び復号化を介して受信ビット列を復元する。
【０３５５】
前記基底帯域処理部２５２０及び前記ＲＦ処理部２５１０は、上述のように信号を送信及び受信する。これにより、前記基底帯域処理部２５２０及び前記ＲＦ処理部２５１０は、無線送信部、無線受信部、無線送受信部又は無線通信部と称することができる。
【０３５６】
前記バックホール通信部２５３０は、ネットワーク内の他のノードと通信を行うためのインタフェースを提供する。例えば、前記バックホール通信部２５３０は、前記基地局で他のノード、例えば、他の基地局、コアネットワーク等に送信されるビット列を物理的信号に変換し、前記他のノードから受信される物理的信号をビット列に変換する。前記保存部２５４０は、前記基地局の動作のための基本プログラム、アプリケーションプログラム、設定情報などのデータを保存する。そして、前記保存部２５４０は、前記制御部２５５０の要求に応じて保存されたデータを提供する。
【０３５７】
前記制御部２５５０は、前記基地局の全般的な動作を制御する。例えば、前記制御部２５５０は、前記基底帯域処理部２５２０及び前記ＲＦ処理部２５１０を介して、又は前記バックホール通信部２５３０を介して信号を送受信する。また、前記制御部２５５０は、前記保存部２５４０にデータを記録したり読み取る。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２５５０は、端末の多重セル接続をサポートするための多重セル接続処理部２５５２を含む。前記多重セル接続処理部２５５２は、多重セル接続関連手順のためのシグナリングを制御する。例えば、前記制御部２５５０は、前記基地局が上記図７、上記図１０、上記図１３乃至上記図２３に示す手順を行うように制御する。本発明の様々な実施形態による前記制御部２５５０の動作は、次のとおりである。
【０３５８】
前記制御部２５５０は、端末の第１アンテナに対するサービングセルとして前記端末との接続手順を行い、前記端末の前記第１アンテナを介して前記端末と信号を送受信するように制御する。この時、前記制御部２５５０は、前記基地局及び前記端末が第２アンテナを用いて接続しようとする他の基地局に関する情報を含むメッセージをゲートウェイに送信する。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２５５０は、前記ゲートウェイから前記第１基地局との通信のための第１コンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）情報及び前記第２基地局との通信のための第２コンテキスト情報を含むメッセージを受信し、前記第２基地局に前記第２コンテキスト情報を含むメッセージを送信できる。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２５５０は、前記第２基地局から前記端末及び前記第２基地局の間の無線リソース接続確立のために使用される無線リソース情報を含むメッセージを受信し、前記端末に前記無線リソース情報を含むメッセージを送信できる。本発明のさらに他の実施形態によれば、前記制御部２５５０は、前記第２基地局から前記第１基地局との通信のための第１コンテキスト情報を含むメッセージを受信し、前記第２基地局に前記端末及び前記第１基地局の間の無線リソース接続確立のために使用される無線リソース情報を含むメッセージを送信できる。本発明のさらに他の実施形態によれば、前記制御部２５５０は、前記ゲートウェイから前記第１基地局との通信のためのコンテキスト情報、前記端末及び前記第２基地局の間の無線リソース接続確立のために使用される無線リソース情報を含むメッセージを受信し、前記端末に前記無線リソース情報を含むメッセージを送信できる。
【０３５９】
前記端末から前記第１アンテナ及び前記第１基地局の間の第１無線リンクの品質及び前記第２アンテナ及び前記第２基地局の間の第２無線リンクの品質を含むメッセージが受信されると、前記制御部２５５０は、前記第１無線リンク及び前記第２無線リンクの品質に基づいて前記第１無線リンクで提供されるサービス及び前記第２無線リンクで提供されるサービスのデータ経路を交換すると判断し、前記第２基地局に前記データ経路の交換を要求するメッセージを送信する。また、前記ゲートウェイから前記第１アンテナ及び前記第１基地局の間の第１無線リンクで提供されるサービス及び前記第２アンテナ及び前記第２基地局の間の前記第２無線リンクで提供されるサービスのデータ経路を交換することを要求するメッセージが受信されると、前記制御部２５５０は、前記第２基地局に前記データ経路の交換を要求するメッセージを送信する。
【０３６０】
前記端末から前記第２基地局との無線リンク品質を含むメッセージが受信されると、前記制御部２５５０は、前記第２基地局に前記第２基地局との無線リンク品質を含むメッセージを送信する。前記端末から前記第２基地局を介して前記端末との接続解除を要求するメッセージを受信されると、前記制御部２５５０は、前記第２基地局を介して前記端末に接続解除の要求に応答するメッセージを送信し、前記ゲートウェイに前記端末との接続解除を通知するメッセージを送信する。前記端末から前記第１基地局及び前記第２基地局の両方の接続解除を要求するメッセージが受信されると、前記制御部２５５０は、前記ゲートウェイに前記接続解除を要求するメッセージを送信し、前記ゲートウェイから前記端末のリソース解除を命令するメッセージを受信し、前記端末に対するリソースを解除し、前記第２基地局に前記端末のリソース解除を命令するメッセージを送信する。
【０３６１】
図２６は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるゲートウェイのブロック構成を示している。
【０３６２】
上記図２６に示すように、前記ゲートウェイは、通信部２６１０、保存部２６２０、及び制御部２６３０を含んで構成される。
【０３６３】
前記通信部２６１０は、ネットワーク内の他のノードと通信を行うためのインタフェースを提供する。例えば、前記通信部２６１０は、前記ゲートウェイから他のノード、例えば、基地局、コアネットワーク、認証サーバなどに送信されるビット列を物理的信号に変換し、前記他のノードから受信される物理的信号をビット列に変換する。
【０３６４】
前記保存部２６２０は、前記ゲートウェイの動作のための基本プログラム、アプリケーションプログラム、設定情報などのデータを保存する。特に、前記保存部２６２０は、端末のサービングセル管理情報を保存する。前記サービングセル管理情報は、前記端末それぞれのサービングセルリスト、各サービングセルの無線リンク品質情報、各サービングセルの負荷レベル情報、各サービングセルのサービス情報、提供されるサービスの類型情報、サービスのＱｏＳレベル情報などを含み、テーブルの形態で構成されることができる。そして、前記保存部２６２０は、前記制御部２６３０の要求によって保存されたデータを提供する。
【０３６５】
前記制御部２６３０は、前記ゲートウェイの全般的な動作を制御する。例えば、前記制御部２６３０は、前記通信部２６１０を介して信号を送受信する。また、前記制御部２６３０は、前記保存部２６２０にデータを記録したり読み取る。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２６３０は、端末の多重セル接続をサポートするための多重セル接続処理部２６３２を含む。前記多重セル接続処理部２６３２は、前記端末のダウンリンクデータに対するセルレベルスケジューリングを行い、前記保存部２６２０に保存されたサービングセル管理情報を維持、更新、管理する。例えば、前記制御部２６３０は、前記ゲートウェイが上記図７、上記図１０、上記図１３乃至上記図２３に示す手順を行うように制御する。本発明の様々な実施形態による前記制御部２６３０の動作は次のとおりである。
【０３６６】
前記制御部２６３０は、端末が第１アンテナを用いて第１基地局に接続し、前記端末が第２アンテナを用いて第２基地局に接続するための接続手順を行い、前記第１基地局及び前記第２基地局を介して前記端末とデータを送受信するように制御する。この時、前記制御部２６３０は、前記第１基地局から前記第１基地局及び前記第２基地局に関する情報を含むメッセージを受信する。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２６３０は、前記第１基地局に前記第１基地局との通信のための第１コンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）情報及び前記第２基地局との通信のための第２コンテキスト情報を含むメッセージを送信できる。本発明の様々な実施形態によれば、前記制御部２６３０は、前記第２基地局に前記第２基地局との通信のための第２コンテキスト情報を含むメッセージを送信し、前記第２基地局から前記第２基地局との接続のために使用される無線リソース情報を含むメッセージを受信し、前記第１基地局に前記第１基地局との通信のための第１コンテキスト情報、前記無線リソース情報を含むメッセージを送信できる。
【０３６７】
前記端末にダウンリンクデータを送信する場合、前記制御部２６３０は、前記端末の各アンテナの無線リンク品質、前記第１基地局及び前記第２基地局の負荷レベルのうち少なくとも１つに基づいて前記第１基地局及び前記第２基地局に前記ダウンリンクデータを分配する。また、前記制御部２６３０は、遅延に敏感な（ｄｅｌａｙ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）サービスのデータを相対的にリンク品質が良好なアンテナを用いて接続されたセルを介して送受信するように制御する。
【０３６８】
前記端末の少なくとも１つの接続に対する解除を通知するメッセージが受信されると、前記制御部２６３０は、前記サービングセル管理情報で解除された少なくとも１つのセルに関する情報を削除する。前記端末の各無線リンクで提供されるサービスのデータ経路に対する交換を要求するメッセージが受信されると、前記制御部２６３０は、前記サービングセル管理情報で前記各サービングセルのサービス情報を更新する。前記第１基地局から前記端末の全ての接続に対する解除を通知するメッセージが受信されると、前記制御部２６３０は、前記端末のサービングセルリストを確認し、前記第１基地局に前記サービングセルリストに含まれる基地局のリソース解除を命令するメッセージを送信する。
【０３６９】
本出願の請求項又は明細書に記載された実施形態による方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形態で具現される（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ）ことができる。
【０３７０】
ソフトウェアで具現する場合、１つ以上のプログラム（ソフトウェアモジュール）を保存するコンピュータ可読記録媒体が提供され得る。コンピュータ可読記録媒体に保存される１つ以上のプログラムは、電子装置（ｄｅｖｉｃｅ）内の１つ以上のプロセッサによって実行可能に構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｆｏｒ  ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ）。１つ以上のプログラムは、本出願の請求項又は明細書に記載された実施形態による方法を電子装置が実行するようにする命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を含む。
【０３７１】
このようなプログラム（ソフトウェアモジュール、ソフトウェア）は、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュ（ｆｌａｓｈ）メモリを含む不揮発性（ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ）メモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク記憶装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｄｉｓｃ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、コンパクトディスクロム（ＣＤ−ＲＯＭ：Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤｓ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃｓ）又は他の形態の光学記憶装置、マグネティックカセット（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃａｓｓｅｔｔｅ）に保存されることができる。又は、これらの一部又は全部の組み合わせで構成されたメモリに保存されることができる。また、それぞれの構成メモリは複数個が含まれることができる。
【０３７２】
また、前記プログラムは、インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）、イントラネット（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｄｅ  ＬＡＮ）、又はＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような通信ネットワーク、又はこれらの組み合わせで構成された通信ネットワークを介して接近（ａｃｃｅｓｓ）できる取り付け可能な（ａｔｔａｃｈａｂｌｅ）セキュリティ装置（ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ）に保存されることができる。このような保存装置は、外部ポートを介して本発明の実施形態を行う装置に接続できる。また、通信ネットワーク上の別途の保存装置が本発明の実施形態を行う装置に接続することもできる。
【０３７３】
上記本発明の具体的な実施形態で、発明に含まれる構成要素は提示された具体的な実施形態によって単数又は複数で表現された。しかし、単数又は複数の表現は説明の便宜のために提示した状況に適するように選択されたものであって、本発明が単数又は複数の構成要素に制限されるものではなく、複数で表現された構成要素であっても単数で構成されたり、単数で表現された構成要素であっても複数で構成されることができる。
【０３７４】
本出願の請求項又は明細書に記載された実施形態による方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形態で具現される（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ）ことができる。
【０３７５】
そのようなソフトウェアは、非一時的な（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）コンピュータ可読記録媒体に保存されることができる。前記非一時的なコンピュータ可読記録媒体は、少なくとも１つのプログラム（ソフトウェアモジュール）、電子装置で少なくとも１つのプロセッサによって実行される際に電子装置が本発明の方法を実施するようにする命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を含む少なくとも１つのプログラムを保存する。
【０３７６】
そのようなソフトウェアは、揮発性（ｖｏｌａｔｉｌｅ）又はＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような不揮発性（ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ）記憶装置の形態で、又はＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、メモリチップ（ｍｅｍｏｒｙ  ｃｈｉｐｓ）、装置又は集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）のようなメモリの形態で、又はコンパクトディスクロム（ＣＤ−ＲＯＭ：Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤｓ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃｓ）、磁気ディスク（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｄｉｓｋ）又は磁気テープ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔａｐｅ）などのような光学又は磁気可読媒体に、保存されることができる。保存装置及び保存メディアは、実行の際に一実施形態を具現する命令を含むプログラム又はプログラムを保存することに適した非一時的なマシン−可読記録手段の実施形態である。したがって、様々な実施形態は、本明細書の請求項のいずれか１つで請求される装置又は方法を具現するためのコードを含むプログラムを及びそのプログラムを保存する非一時的なマシン−可読記録存手段を提供する。
【０３７７】
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなくその特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
【符号の説明】
【０３７８】
２４１０、２５１０……ＲＦ処理部
２４２０、２５２０……基底帯域処理部
２４３０、２５４０、２６２０……保存部
２４４０、２５５０、２６３０……制御部
２４４２、２５５２、２６３２……多重セル接続処理部
２５３０……バックホール通信部
２６１０……通信部
【図１】
0006461130.tif 000017
【図２】
0006461130.tif 000018
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006461130.tif 000021
【図６】
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【図７】
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【図８】
0006461130.tif 000024
【図９】
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【図１０】
0006461130.tif 000026
【図１１】
0006461130.tif 000027
【図１２】
0006461130.tif 000028
【図１３】
0006461130.tif 000029
【図１４】
0006461130.tif 000030
【図１５】
0006461130.tif 000031
【図１６】
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【図１７】
0006461130.tif 000033
【図１８】
0006461130.tif 000034
【図１９】
0006461130.tif 000035
【図２０】
0006461130.tif 000036
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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