(57)【要約】  本発明は、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、優先順位に従うレンジング動作を遂行する方法に関する。広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、加入者端末機がレンジング動作を遂行する方法は、基地局から、基地局と加入者端末機との間のレンジングの優先順位に従って決定されたレンジングのそれぞれのバックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信するステップと、基地局とのレンジング動作を遂行し、レンジングに失敗すると、受信されたバックオフドメインのうち、遂行されたレンジングの優先順位に該当するバックオフドメインを選択するステップと、選択されたバックオフドメインに従って、基地局とのレンジング動作を再遂行するステップとを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、加入者端末機がレンジング動作を遂行する方法であって、
基地局から、前記基地局と前記加入者端末機との間のレンジングの優先順位に従って決定された前記レンジングのそれぞれのバックオフ開始時点及び前記バックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信するステップと、
前記基地局とのレンジング動作を遂行し、前記レンジングに失敗すると、前記受信されたバックオフドメインのうち、前記遂行されたレンジングの優先順位に該当するバックオフドメインを選択するステップと、
前記選択されたバックオフドメインに従って、前記基地局とのレンジング動作を再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２】
前記優先順位は、前記加入者端末機へ提供されたデータのサービス品質レベルと、前記加入者端末機のハンドオーバーが遂行されるか否かとに従って決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記選択されたバックオフドメインに従って、前記基地局とのレンジング動作を再遂行するステップは、
前記選択されたバックオフドメインのバックオフ開始時点と前記バックオフ終了時点との間の任意の時点で、前記基地局とのレンジング動作を再遂行することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記バックオフドメインは、最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、前記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が、前記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、共通接続チャンネル上の接続サービスのためのハンドオーバーを遂行する方法であって、
基地局と加入者端末機との間のハンドオーバーを遂行する場合に、前記加入者端末機のそれぞれのバックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信するステップと、
前記受信されたバックオフドメインを確認し、前記バックオフドメインのうち、ハンドオーバーのためのバックオフドメインを選択するステップと、
前記選択されたバックオフドメインに該当するバックオフ値を決定し、前記決定されたバックオフ値だけ待機した後に、レンジングを再要求するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、基地局と加入者端末機との間のレンジングに使用されるバックオフ値を送信する方法であって、
前記レンジングのそれぞれに対して、前記レンジングのそれぞれの優先順位に従って、バックオフ開始時点及び前記バックオフ終了時点を有するバックオフドメインを決定するステップと、
前記レンジングのそれぞれに対して決定されたバックオフドメインを前記加入者端末機へ送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記優先順位は、前記加入者端末機へ提供されたデータのサービス品質レベルと、前記加入者端末機のハンドオーバーが遂行されるか否かとに従って決定されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記レンジングのそれぞれの優先順位に従ってバックオフドメインを決定するステップは、
最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、前記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が、前記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、レンジング動作を遂行する方法であって、
加入者端末機が、共通制御チャンネル上で、検査により、基地局からブロードキャストメッセージ及びアップリンクチャンネル情報（ＵＬ−ＭＡＰ）を周期的に受信するステップと、
前記アップリンクチャンネル情報を介して接続しようとする接続チャンネルをランダムに選択した後に、前記選択された接続チャンネル内の接続のためのレンジング要求メッセージを送信するステップと、
前記基地局からの応答メッセージの受信が応答待機時間を超過する場合に、要求メッセージの再送信の数をあらかじめ定義された値と比較するステップと、
前記再送信の数があらかじめ定義された値よりも小さい場合に、前記再送信の数を許容可能な接続処理時間と比較するステップと、
前記再送信の数が前記許容可能な接続処理時間を超過しない場合に、サービスレベルの優先順位に従ってバックオフドメインを選択するステップと、
前記選択されたバックオフドメインからバックオフ値を選択し、バックオフ時間を計算した後に、前記計算されたバックオフ時間が経過すると、前記接続チャンネルでレンジング要求メッセージを再送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記優先順位は、前記加入者端末機から提供されたデータのサービス品質レベルと、前記加入者端末機のハンドオーバーが遂行されるか否かとに従って決定されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記選択されたバックオフドメインに従って前記基地局とのレンジング動作を再遂行するステップは、
前記選択されたバックオフドメインの前記バックオフ開始時点と前記バックオフ終了時点との間の任意の時点で、前記基地局とのレンジング動作を再遂行するステップを具備することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記バックオフドメインは、最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、前記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が、前記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１３】
上記応答メッセージの受信待機時間の間に、前記基地局から前記応答メッセージを受信すると、前記加入者端末機が前記応答メッセージに従うローカルパラメーターを調節するステップと、
前記ローカルパラメーターを調節した後、前記調節されたパラメーターが正常であるか否かを判断し、前記調節されたパラメーターが異常の場合には、エラー処理を遂行するステップと、
前記調節されたパラメーターが正常の場合には、前記選択された接続チャンネル上の接続要求メッセージを再送信するステップと、をさらに具備することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１４】
移動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ためのネットワークへ進入する場合に、レンジングを要求するハンドオーバー方法であって、
前記要求を受信した基地局がハンドオーバーのためのバックオフ開始情報及びバックオフ終了情報を送信するステップと、
前記バックオフ開始及び終了情報を受信した加入者端末機が前記バックオフ開始及び終了情報に従ってハンドオーバーのためのバックオフ値を決定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記加入者端末機が、ハンドオーバーのためのネットワークへ進入する場合に、レンジングに失敗すると、あらかじめ決定されたバックオフ値だけを待機した後に、レンジングを再要求するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
移動通信システムにおける共通接続チャンネル上でハンドオーバーを遂行する方法であって、
前記基地局が順方向共通制御チャンネルを介して周期的又は要求に従うセルへ情報をブロードキャストするステップを具備し、
前記ブロードキャストするステップは、
前記共通接続チャンネルに対応する接続チャンネルのチャンネル割当て情報を周期的又は要求に従うセルへブロードキャストするステップと、
少なくとも１つの共通接続チャンネルで少なくとも２つのバックオフドメインの分割情報を前記周期的又は要求に従うセルへブロードキャストするステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記ブロードキャストするステップは、
前記加入者端末機の接続要求メッセージを受信するステップと、
前記基地局が前記加入者端末機のために対応する接続サービスを提供することができるシステムであるか否かを確認するステップと、
前記加入者端末機からの接続要求を送信するシステムによって認証された接続識別子（ＣＩＤ）を含む接続要求応答メッセージを送信するステップとを具備することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記加入者端末機は、受信された共通接続チャンネルに関連したチャンネル割当て情報及び少なくとも１つの共通接続チャンネル上に少なくとも２つのバックオフドメインの割当て情報を訂正した後に、共通接続チャンネル上の接続要求を遂行することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記接続要求を遂行するステップは、
接続形態に従ってバックオフドメインを選択するステップと、
前記バックオフドメインに対応する指数バックオフアルゴリズムを介して接続要求を再送信するための時間を計算するステップとを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記加入者端末機は、前記共通接続チャンネル上で、検査により、新たに選択された基地局が位置した前記セルに割り当てられた擬似ランダムコードに関する情報を獲得することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
無線ネットワークシステムにおいて、前記加入者端末機が共通接続チャンネルの割当て情報及びサービスされるセルに知られた少なくとも１つの共通接続チャンネルのための少なくとも２つのバックオフドメインの分割情報を正確に受信した後に、前記加入者端末機が接続要求を初期化すると、選択された共通接続チャンネルで接続要求を再初期化するための時間を決定するバックオフアルゴリズムに対応するバックオフドメインでのバックオフ値をランダムに選択することを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
前記加入者端末機の接続要求メッセージは、
ハンドオーバー処理期間の間に、前記加入者端末機が前記基地局に要求した初期化された接続要求メッセージと、
前記ハンドオーバーを含むハンドオーバー要求形態を示すフィールドのためのネットワーク接続要求メッセージと、
前記加入者端末機からの接続要求メッセージを正常に受信し、前記基地局が前記加入者端末機のために対応する接続サービスを提供することができるか否かを確認した後に、前記基地局が前記加入者端末機へ送信した接続要求応答メッセージとを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
前記ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求メッセージは、最初の接続要求メッセージにハンドオーバー要求形態を定義するフィールドを付加して獲得されることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求メッセージは、あらかじめ割り当てられた擬似ランダムコードに関する情報を使用する接続要求メッセージであることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記接続要求応答メッセージは、前記システムの接続要求によって認証された特定の接続識別子（ＣＩＤ）を送信するメッセージであることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
前記加入者端末機が前記基地局の接続要求メッセージを初期化する場合に、前記ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求メッセージは、展開されたアップリンク接続チャンネルを定義するフィールドと、最初の接続要求メッセージ（ＲＮＧ−ＲＥＱ）のハンドオーバー要求形態を定義するフィールドとを付加することによって獲得されることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
ハンドオーバー期間の間に、ネットワーク接続要求を定義するためのシステムによって使用された擬似ランダムコードを生成して割り当てる方法は、
レンジングコード生成器の結果値に基づく長い擬似雑音コードの部分列をハードハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するためのシステムによって使用された擬似ランダムコードとして獲得することを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
前記ハードハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するためのシステムによって使用された前記擬似ランダムコードとして、前記レンジングコード生成器の結果値に基づく長い擬似雑音コードの部分列を獲得するステップは、
システムによる各セルにハードハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するシステムによって使用された擬似ランダムコードを割り当てるステップと、
各セルの要求に従って、各セルにハードハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するシステムによって使用された擬似ランダムコードを動的に割り当てるステップのうちのいずれか１つを具備することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記ハードハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するシステムによって使用された前記擬似ランダムコードは、長いコードの部分列によって形成されることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記長いコードは、レンジングコードの多項式生成器１＋Ｘ１＋Ｘ４＋Ｘ７＋Ｘ１５の結果物によって形成されることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記ハンドオーバーのための接続要求に従って要求されたＨ擬似ランダムコードは、
前記ＯＦＤＭＡ運用モードの下で、レンジングコードの多項式生成器１＋Ｘ１＋Ｘ４＋Ｘ７＋Ｘ１５の結果物である長い擬似雑音コードの部分列で生成されることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３２】
前記Ｈ擬似ランダムコードのクロックによって形成されたコードは、前記擬似ランダムコードのクロックによって形成されるコードと相互作用しないことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記長い擬似雑音コードの部分列によって形成されたセットは、
開始点でのＮコードを有するセットＡと、前記Ｎコードに続くＭコードを有するセットＢと、前記Ｍコードに続くＬコードを有するセットＣと、前記Ｌコードに続くＨコードを有するセットＤとを含み、
初期レンジング、周期的なレンジング、及び帯域幅要求レンジング、及びハードハンドオーバーのための接続要求機能のために使用された擬似ランダムコードは、個別的な擬似ランダムコードのためのセットを有し、個別的に１つのセットを選択するのに使用されることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記長いコードからあらかじめ出力された前記セットＡに対応する前記Ｎコードの開始は、初期レンジングのために使用され、生成方程式の結果に従って、０番目から（１０６＊Ｎ−１）番目のクロックのうちの１つを有し、
前記セットＢに対応し、前記Ｎコードに続く前記Ｍコードは、周期的なレンジングのために使用され、（１０６＊Ｎ）番目から（１０６＊（Ｎ＋Ｍ）−１）番目のクロックが選択され、
前記セットＣに対応し、前記Ｍコードに続く前記Ｌコードは、帯域幅要求レンジングのために使用され、（１０６＊（Ｎ＋Ｍ）番目から１０６＊（Ｎ＋Ｍ＋Ｌ）−１）番目のクロックが選択され、
前記セットＤに対応し、前記Ｌコードに続く前記Ｈコードは、ハードハンドオーバーのための接続要求機能のために使用され、１０６＊（Ｎ＋Ｍ＋Ｌ）番目から１０６＊（Ｎ＋Ｍ＋Ｌ＋Ｈ）−１）番目のクロックが選択されることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するシステムによって使用された前記擬似ランダムコードは、基地局が有する各セルにシステムを統計的に割り当てることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３６】
前記ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するシステムは、
周期的に又は要求に従って、順方向共通制御チャンネルを介して、各セル内の他の識別（ＩＤ）情報と前記セルに割り当てられた擬似ランダムコードの識別子とを送信し、共通制御チャンネル上で検査を介して、前記加入者端末機によって新たに選択された前記基地局の位置が推定された前記セルに割り当てられた擬似ランダムコードに関する情報のうちの少なくとも１つを獲得することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３７】
前記ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するためのシステムに使用された前記擬似ランダムコードは、
前記各セルの要求に従って、前記システムによって前記各セルに動的に割り当てられ、前記各セルは、前記セルに割り当てられた前記擬似ランダムコードの識別子及び順方向共通制御チャンネルを介して周期的に又は要求に従って、前記セルに他の識別情報のうちの少なくとも１つを送信することを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記加入者端末機が、前記共通接続チャンネルの割当て情報と少なくとも１つの共通接続チャンネルのための少なくとも２つのバックオフドメインの分割情報とを受信した後に、接続要求を初期化する場合に、前記選択された共通接続チャンネルで接続要求を再初期化するための時間を決定するバックオフアルゴリズムに対応するバックオフドメインでのバックオフ値をランダム（random）に選択することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項３９】
移動通信システムにおける共通接続チャンネル上の接続サービスを提供するためのハンドオーバーを遂行する装置であって、
ハンドオーバーのためのネットワークの進入に従ってレンジングを要求する加入者端末機と、
前記加入者端末機へハンドオーバー情報を送信する基地局とを含み、
前記加入者端末機がハンドオーバーのためのネットワークの進入に従ってレンジングを要求する時、前記加入者端末機は、前記基地局からバックオフ開始情報及びバックオフ終了情報を受信し、前記受信されたバックオフ開始情報及びバックオフ終了情報に従って、ハンドオーバーのためのバックオフ値を決定することを特徴とする装置。
【請求項４０】
前記加入者端末機は、
前記レンジングに失敗する場合に、前記決定されたバックオフ値だけを待機した後に、前記基地局へレンジングを再要求することを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
前記バックオフ開始情報は、
ハンドオーバー処理期間の間に、前記加入者端末機の初期レンジングを遂行するための初期バックオフウィンドウサイズで形成されることを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４２】
前記バックオフ終了情報は、
ハンドオーバー処理期間の間に、前記加入者端末機の初期レンジングを遂行するための最終バックオフウィンドウサイズで形成されることを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４３】
広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、レンジング動作を遂行する装置であって、
基地局からそれぞれの優先順位に従って決定されたレンジングのそれぞれに対するバックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信して選択する加入者端末機を含み、
前記加入者端末機は、レンジングの遂行に失敗すると、前記受信されたバックオフドメインのうち、前記レンジングの優先順位に対応するバックオフドメインを選択し、前記選択されたバックオフドメインに従って、前記基地局とのレンジング動作を再遂行することを特徴とする装置。
【請求項４４】
前記優先順位は、前記加入者端末機に提供されたデータのサービス品質レベルと、前記加入者端末機のハンドオーバーが遂行されるか否かとに従って決定されることを特徴とする請求項４３記載の装置。
【請求項４５】
前記選択されたバックオフドメインに従って、前記基地局とのレンジング動作を遂行する動作は、
前記選択されたバックオフドメインに対するバックオフ開始時点と前記バックオフ終了時点との間の任意の時点で、前記基地局とのレンジング動作を再遂行することを特徴とする請求項４３記載の装置。
【請求項４６】
前記バックオフドメインは、最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、前記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が前記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする請求項４３記載の装置。
【請求項４７】
広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、加入者端末機のレンジングに使用されるバックオフ値を送信する装置であって、
前記レンジングのそれぞれに対して、前記レンジングのそれぞれの優先順位に従って、バックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを決定し、前記レンジングのそれぞれに対して決定されたバックオフドメインを前記加入者端末機へ送信する基地局を含むことを特徴とする装置。
【請求項４８】
前記優先順位は、前記加入者端末機へ提供されたデータのサービス品質レベルと、前記加入者端末機のハンドオーバーが遂行されるか否かとに従って決定されることを特徴とする請求項４７記載の装置。
【請求項４９】
前記レンジングのそれぞれの優先順位に従ってバックオフドメインを決定することは、
最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、前記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が前記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする請求項４７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムに関し、特に、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、レンジング（ranging）動作を遂行する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代通信システムのうちの１つである第４世代（4th Generation；以下、“４Ｇ”と称する）通信システムにおいては、約１００Ｍｂｐｓの送信速度で多様なサービス品質（Quality of Service；以下、“ＱｏＳ”と称する）を有するサービスを複数のユーザに提供するための活発な研究が進められている。現在、第３世代（3rd Generation；以下、“３G”と称する）通信システムにおいて、一般的に、比較的品質が悪いチャンネル環境を有する室外チャンネル環境では、約３８４Ｋｂｐｓの送信速度を支援し、比較的品質が良好なチャンネル環境を有する室内チャンネル環境でも、最大２Ｍｂｐｓ程度の送信速度を支援する。
【０００３】
一方、無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network；以下、“ＬＡＮ”と称する）システム及び無線都市地域ネットワーク（Metropolitan Area Network；以下、“ＭＡＮ”と称する）システムは、一般的に、２０Ｍｂｐｓ〜５０Ｍｂｐｓの送信速度を支援する。そして、現在、４Ｇ通信システムは、比較的高い送信速度を保証する無線ＬＡＮシステム及び無線ＭＡＮシステムに移動性及びＱｏＳを保証する形態の新たな通信システムを開発して、上記４Ｇ通信システムから提供される高速サービスを支援しようとする研究が活発に進められている。
【０００４】
しかしながら、上記無線ＭＡＮシステムは、そのサービス領域（coverage）が広く、高速の送信速度を支援するので、高速通信サービスの支援には適合するが、ユーザ、すなわち、加入者端末機（Subscriber Station；ＳＳ）の移動性をまったく考慮しないシステムであるので、加入者端末機の高速移動によるハンドオーバー（handover）もまったく考慮されていない。従って、現在、加入者端末機の高速移動によるハンドオーバーを支援する装置及びシナリオについての研究が活発に進められている。
【０００５】
図１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの構成を示す図である。
【０００６】
図１を参照すると、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、多重セル構造を有し、すなわち、セル１００及びセル１５０を有し、セル１００を管理する基地局（Base Station；ＢＳ）１１０と、セル１５０を管理する基地局１４０と、複数の加入者端末機１１１、１１３、１３０、１５１、及び１５３とから構成される。そして、基地局１１０及び１４０と加入者端末機１１１、１１３、１３０、１５１、及び１５３との間の送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用してなされる。しかしながら、加入者端末機１１１、１１３、１３０、１５１、及び１５３のうち、加入者端末機１３０は、セル１００とセル１５０との境界地域、すなわち、ハンドオーバー領域に位置する。従って、加入者端末機１３０に対する移動性を支援するために、加入者端末機１３０に対するハンドオーバーを支援する必要がある。
【０００７】
上記無線ＭＡＮシステムは、広帯域無線接続（Broadband Wireless Access；ＢＷＡ）通信システムであって、上記無線ＬＡＮシステムの物理チャンネル（physical channel）に対して広帯域（broadband）送信ネットワークを支援するために、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；以下、“ＯＦＤＭ”と称する）方式及び直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access；以下、“ＯＦＤＭＡ”と称する）方式を適用したシステムがＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムである。ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムは、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムである。ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムは、上記無線ＭＡＮシステムにＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を適用するので、複数の副搬送波（sub-carrier）を使用して物理チャンネル信号を送信することによって、高速のデータ送信を支援することができる。
【０００８】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムに加入者端末機の移動性を考慮するために設計されたシステムである。結果的に、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システム及びＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムのすべては、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システムである。
【０００９】
以下、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムで使用されるレンジング（ranging）、すなわち、初期レンジング（Initial Ranging）、維持管理レンジング（Maintenance Ranging）（又は周期的レンジング（Period Ranging））、及び帯域要求レンジング（Bandwidth Request Ranging）について説明する。
【００１０】
一番目に、上記初期レンジングについて説明する。
【００１１】
上記初期レンジングは、基地局が加入者端末機と同期を獲得するために遂行される。上記初期レンジングは、上記加入者端末機と基地局との間に正確な時間オフセット（offset）を調節し、送信電力（transmit power）を調整するために遂行される。すなわち、上記加入者端末機がパワーオン（power on）され、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージ及びＵＬ＿ＭＡＰメッセージを受信して基地局と同期を獲得した後に、上記基地局と上記時間オフセット及び送信電力を調整するために、上記初期レンジング過程を遂行する。上記基地局と上記時間オフセットとの送信電力を調整するために、上記初期レンジングを遂行する。ここで、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムは、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用するので、上記レンジング手順は、複数のレンジングサブチャンネル（sub−channel）及び複数のレンジングコード（ranging code）を必要とする。基地局は、レンジングの目的、すなわち、レンジングの種類情報に従って、使用可能なレンジングコードを割り当てる。このような動作について具体的に説明すると、下記の通りである。
【００１２】
上記レンジングコードは、まず、所定の長さ、例えば、２１５−１ビットの長さを有する擬似ランダム雑音（Pseudorandom Noise；以下、“ＰＮ”と称する）シーケンスを所定の単位に分割（segmentation）して生成される。一般に、１つのレンジングチャンネルは、５３ビットの長さをそれぞれ有する２つのレンジングサブチャンネルで構成され、１０６ビットの長さを有するレンジングチャンネルを介してＰＮコードを分割してレンジングコードを構成する。このように構成されたレンジングコードは、最大４８個（ＲＣ＃１〜ＲＣ＃４８）まで加入者端末機に割り当てられることができ、加入者端末機当たりの最小２つのレンジングコードが上記３つのレンジング、すなわち、初期レンジング、周期的レンジング、及び帯域要求レンジングにデフォルト（default）値として適用される。このように、上記３つのレンジングのそれぞれの目的に従って、上記加入者端末機に相互に異なるレンジングコードが割り当てられる。例えば、Ｎ個のレンジングコードが初期レンジングのために上記加入者端末機に割り当てられ（“N RC （Ranging Codes）for initial ranging”）、Ｍ個のレンジングコードが周期的レンジングのために上記加入者端末機に割り当てられ（“M RCs for maintenance ranging”）、Ｌ個のレンジングコードが帯域要求レンジングのために上記加入者端末機に割り当てられる（“L RCs for BW-request ranging”）。このように割り当てられたレンジングコードは、上述したように、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージを使用して加入者端末機へ送信され、上記加入者端末機は、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージに含まれているレンジングコードをその目的に従って使用することによってレンジング手順を遂行する。
【００１３】
二番目に、周期的レンジングについて説明する。
【００１４】
上記周期的レンジングは、上記初期レンジングを介して、基地局と時間オフセット及び送信電力を調整した加入者端末機が、上記基地局とのチャンネル状態を調整するために周期的に遂行するレンジングを示す。上記加入者端末機は、上記周期的レンジングのために割り当てられたレンジングコードを用いて、上記周期的レンジングを遂行する。
【００１５】
三番目に帯域要求レンジングについて説明する。
【００１６】
上記帯域要求レンジングは、上記初期レンジングを介して、基地局と時間オフセット及び送信電力を調整した加入者端末機が、上記基地局と実際の通信を遂行するために、帯域幅（bandwidth）割当てを要求するのに使用されるレンジングである。
【００１７】
一方、上記ＤＬ＿ＭＡＰメッセージは、基地局からすべての加入者端末機に周期的にブロードキャストされる。上記加入者端末機が上記ＤＬ＿ＭＡＰメッセージを継続して受信する場合に、上記加入者端末機が基地局と同期したといわれている。すなわち、上記ＤＬ＿ＭＡＰメッセージを受信した加入者端末機は、順方向リンクを介して送信されたすべてのメッセージを受信することができる。
【００１８】
上記基地局は、上記加入者端末機が上記基地局のアクセスに失敗する場合に、使用することができるバックオフ値を示す情報を含んでいるＵＣＤメッセージを上記加入者端末機へ送信する。
【００１９】
一方、上記レンジングを遂行する場合に、上記加入者端末機は、上記基地局へＲＮＧ＿ＲＥＱメッセージを送信し、上記ＲＮＧ＿ＲＥＱメッセージを受信した上記基地局は、上記加入者端末機へ、上述した周波数、時間及び送信パワーを補正するための情報を含んでいるＲＮＧ＿ＲＳＰメッセージを送信する。
【００２０】
上述したように、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムは、現在加入者端末機が固定された状態、すなわち、加入者端末機の移動性をまったく考慮しない状態及び単一のセルの構成のみを考慮している。しかしながら、上述したように、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムに加入者端末機の移動性を考慮したシステムであると規定し、従って、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、多重セル（multi cell）環境での加入者端末機の移動性を考慮しなければならない。このように、多重セル環境での加入者端末機の移動性を提供するためには、上記加入者端末機及び基地局の動作モードの変更が必須的に要求される。特に、上記加入者端末機の移動性を支援するために、多重セル環境を考慮した上記加入者端末機のハンドオーバーについての研究が活発に進められている。
【００２１】
広帯域無線移動通信システムにおいて、上記加入者端末機は、複数の基地局から送信されたプリアンブルを受信する。上記加入者端末機は、上記受信されたプリアンブルのＣＩＮＲを測定する。上記加入者端末機は、上記測定された複数のＣＩＮＲのうち、一番高いＣＩＮＲを有する基地局を選択する。すなわち、上記加入者端末機は、プリアンブルチャンネルを送信している上記複数の基地局のうち、一番良好な受信状態を有する基地局を選択し、これによって、上記加入者端末機は、自身が属している基地局を認識する。ここで、上記加入者端末機が選択した一番良好な受信状態を有する基地局を“サービング基地局（Serving Base Station）”と称する。
【００２２】
上記サービング基地局は、上記加入者端末機へ隣接した基地局通知（Neighbor Advertisement；以下、“ＭＯＢ＿ＮＢＲ＿ＡＤＶ”と称する）メッセージを送信する。
【００２３】
上記ＭＯＢ＿ＮＢＲ＿ＡＤＶメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信メッセージのタイプを示すマネージメントメッセージタイプ（Management Message Type） と、構成（configuration）が変更される数を示すコンフィギュレーションチェンジカウント（Configuration Change Count）と、隣接基地局の個数を示すＮ＿ＮＥＩＧＨＢＯＲＳと、上記隣接基地局の識別子（Identifier；ＩＤ）を示すNeighbor ＢＳ−ＩＤと、上記隣接基地局の物理チャンネル周波数を示す物理周波数（Physical Frequency）と、上述した情報以外の上記隣接基地局に関連した他の情報を示すＴＬＶ（Type／Length／Value）エンコーデッド隣接情報（Encoded Neighbor Information）とを含む。また、上記加入者端末機がハンドオーバーを要求することができる基準ＣＩＮＲを示すヒステリシススレショルド（Hysteresis threshold）及び周期的なスキャン報告のためのＭＡＨＯ報告周期（report period）情報を含む。
【００２４】
上記ＭＯＢ＿ＮＢＲ＿ＡＤＶメッセージを受信した加入者端末機は、上記加入者端末機自身が隣接基地局から送信されたプリアンブル信号のＣＩＮＲをスキャンすることを望む場合に、上記サービング基地局へスキャン要求（Scanning Interval Allocation Request；以下、“ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＥＱ”と称する）メッセージを送信する。ここで、上記加入者端末機がスキャニングを要求する時点は、上記プリアンブル信号のＣＩＮＲをスキャニングする動作に直接的な関連がないので、具体的な説明を省略する。
【００２５】
上記ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＥＱメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信メッセージのタイプを示すマネージメントメッセージタイプと、上記隣接基地局から送信されたプリアンブル信号のＣＩＮＲをスキャニングすることを望むスキャン区間を示すスキャンデュレーション（Scan Duration）とを含む。上記スキャンデュレーションは、フレーム単位で構成される。上記ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＥＱメッセージが送信されるマネージメントメッセージタイプは、現在、未定義の状態である（Management Message Type = undefined）。
【００２６】
上記ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＥＱメッセージを受信したサービング基地局は、上記加入者端末機がスキャンする情報を含むＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＳＰメッセージを上記加入者端末機へ送信する。
【００２７】
上記ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＳＰメッセージは、複数のＩＥ、すなわち、送信メッセージのタイプを示すマネージメントメッセージタイプ、上記ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＥＱメッセージを送信した加入者端末機の接続識別子（connection ID；以下、“ＣＩＤ”と称する）及びスキャン区間である。上記ＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＳＰメッセージが送信されるマネージメントメッセージタイプは、現在未定義の状態であり、（Management Message Type = undefined）、上記スキャンの区間は、上記加入者端末機が上記パイロットＣＩＮＲのスキャニングを遂行する区間を示す。
【００２８】
上記スキャニング情報を含むＭＯＢ＿ＳＣＮ＿ＲＳＰメッセージを受信した加入者端末機は、上記スキャニング情報パラメーターに従って、上記ＭＯＢ＿ＮＢＲ＿ＡＤＶメッセージを介して認識した隣接基地局に対するパイロットＣＩＮＲをスキャンする。
【００２９】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムにおいて、ハンドオーバーを支援するために、加入者端末機は、隣接基地局（neighbor BSs）及び上記加入者端末機が現在属している基地局、すなわち、サービング基地局から送信されたプリアンブル信号のＣＩＮＲを測定しなければならないし、上記サービング基地局から送信されたプリアンブル信号のＣＩＮＲが、上記隣接基地局から送信されたプリアンブル信号のＣＩＮＲよりも小さくなる場合に、上記加入者端末機は、上記アクティブ基地局へハンドオーバー要求を送信する。
【００３０】
上述したような無線通信システムでは、複数の加入者端末機と基地局との間で情報を交換する。このように、上記複数の加入者端末機が基地局にランダム（random）に接続することを支援する通信システムは、少なくとも１つの逆方向（reverse）共通接続チャンネル（Common Access Channel）を支援する。
【００３１】
すなわち、上記加入者端末機が上記基地局へ接続しようとする場合に、選択された逆方向共通接続チャンネルで接続要求を初期化する。このとき、上記基地局は、上記逆方向共通接続チャンネルで、検査（detecting）により上記加入者端末機からの接続要求情報を獲得する。
【００３２】
上記のように、上記加入者端末機が媒体を共有するために、逆方向共通接続チャンネルによって提供される接続環境により、相互に異なる加入者端末機からの接続要求間の衝突を避けるか、または減少させるための適切なランダム接続方式を採択する必要がある。
【００３３】
ここで、上記ランダム接続方式は、パケットを送信する前に、チャンネルを検査するアロハ（Additive Links Online Hawaii Area；ＡＬＯＨＡ）方式と、パケットを送信する前に、チャンネル検査を遂行しないスロットアロハ（slot ALOHA）方式とに分けられる。
【００３４】
一般的に、パケットを送信する前に、他の加入者端末機からの接続要求を検査しない上記スロットアロハ方式は、相互に異なる加入者端末機からの接続要求間の衝突を避けることができない。このようなアロハ技術では、加入者端末機からの接続要求が衝突されると判断される場合には、上記加入者端末機の接続要求を再初期化する。このような再初期化過程では、バックオフアルゴリズムによって計算されて確定されたバックオフ（backoff）後の時点で発生する接続要求を再初期化する。
【００３５】
上記のようなアロハ方式は、システム内で、システム間の制御メッセージが少なく要求されるに従って、その設計が簡素であるが、加入者端末機からの接続要求間には、衝突が発生する。このような理由により、上記アロハ方式は、接続要求間の衝突がほとんど発生しない光トラヒック環境のシステム構成に適用される。
【００３６】
これとは異なる形態のランダム接続方法であるキャリア検知多重アクセス（Carrier Sense Multiple Access；ＣＳＭＡ）方式は、パケット送信の前にチャンネル検査を要求する。このようなＣＳＭＡプロトコル方式が上記アロハ方式と異なる点は、パケット送信の前にチャンネル検査を必要とするものである。このようなチャンネル検査を介して、上記ＣＳＭＡ方式は、アロハ方式に比べて衝突をさらに減少させることができ、従って、さらに良いトラヒックを提供することができる。しかしながら、上記ＣＳＭＡプロトコル方式がチャンネル検査をまず遂行するに従って、メッセージ要求が増加し、上記メッセージ要求の増加によってシステムの設計が複雑になると共に、上記チャンネル検査のような制御技術を要求するに従って、コストの増加を引き起こす。
【００３７】
一方、通信ネットワーク分野でよく知られたランダムプロトコルである上記アロハプロトコルは、もとは、ハワイ大学で数人の研究者により多重無線パケット端子を相互に接続させるために研究された。上記アロハ及びスロットアロハ構造に基づく方式は、光トラヒック環境に適合し、また、システム情報がさらに少なく要求されることにより、その設計が簡素になる、という長所を有する。
【００３８】
上記のようなアロハ方式は、無線通信システムで広く使用されてきた。例えば、上記アロハ方式は、２と１１ＧＨｚとの間の周波数を使用する広帯域無線接続システムである上述したＩＥＥＥ８０２．１６ａ通信システムに適用されてきた。
【００３９】
上記ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術の主な目的は、固定された広帯域接続方式を提供することにある。ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術は、３種類の動作モードを提供するが、例えば、シングルキャリア（single carrier）、ＯＦＤＭ方式、及びＯＦＭＤＡ方式がある。
【００４０】
ここで、上記シングルキャリア及びＯＦＤＭ動作モードは、加入者端末機の媒体接続制御（Media Access Control；以下、“ＭＡＣ”と称する）階層（layer）でのメッセージ要求による逆方向接続チャンネルで接続要求を初期化する。しかしながら、上記ＯＦＤＭＡ動作モードは、上記加入者端末機が接続要求を遂行するための擬似ランダムコード（pseudo-random code）情報を必要とする。
【００４１】
ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術に従うと、加入者端末機がネットワーク接続を必要とする場合に、上記加入者端末機は、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術で、上記加入者端末機と上記基地局との間で相互に協調して遂行する調整が必要なネットワーク進入手順を遂行する。ここで、上記ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術に含まれたネットワーク進入手順を簡略に説明すると、下記の通りである。
【００４２】
上記加入者端末機は、基地局から送信された順方向制御チャンネルで検査された逆方向チャンネル及び順方向チャンネルのチャンネル割当て情報を含み、基地局との同期を遂行する。上記加入者端末機は、初期レンジング（ranging）手順を遂行するネットワークと相互に協調して動作する。上記加入者端末機は、上記加入者端末機のシステムサービス容量、認証、及び登録ステップのような幾つかの情報を含むネットワークと交渉する。そして、上記加入者端末機は、セッション連結及び他の動作を設定する。このとき、上記ネットワーク進入手順は、初期レンジングの測定手順の間に、アロハプロトコルと類似したランダム接続方式を使用する加入者端末機のために提供される。この後に、上記加入者端末機が衝突によって上記基地局から正確な接続要求を遂行しない場合が発生すると、上記加入者端末機は、バックオフ手順を遂行する。
【００４３】
ここで、上記バックオフ手順を詳細に説明すると、下記の通りである。
【００４４】
接続要求の中止によってバックオフが発生すると、バックオフドメイン上に、あらかじめ指定されたバックオフアルゴリズムによってバックオフタイムが計算される。このような方式にて計算されたバックオフタイムの間に、上記加入者端末機は、遅延を有する。上記バックオフタイムが終了されると、上記加入者端末機は、他の接続要求を介して、ネットワークへ進入するための情報を再初期化する。
【００４５】
上記バックオフドメインの割当て情報は、共通制御チャンネル内の加入者端末機のためのシステムにより周期的に提供される。通常的に、多様なバックオフ時間の割当て及びバックオフアルゴリズムの目的は、すべてのユーザがシステムに公平に接続することを提供するためのものである。
【００４６】
一方、多重セル移動通信システムにおいて、加入者端末機に必然の移動性は、ハンドオーバーの間の通話断絶の問題を引き起こした。これは、加入者端末機が、多重セルが相互にオーバーラップされる地域に位置する場合に、セッションをどのように保持するかに関する方法を提供する。このような問題は、ハードハンドオーバー（hard handover）方法によって解決されることができる。
【００４７】
以下では、上記ハードハンドオーバー手順について説明する。
【００４８】
まず、加入者端末機は、上記ハードハンドオーバー期間の間に前に接続された基地局との接続を切断する。この後に、上記加入者端末機は、ネットワークシステムにさらに接続して、システムからのサービスを受信することができると見なされる時間周期の内に、新たに選択された基地局との接続を設定する。ここで、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅは、加入者端末機の移動性を支援するために、ＩＥＥＥ８０２．１６ａを拡張したもので、このようなＩＥＥＥ８０２．１６ｅは、加入者端末機の固定接続を提供するために、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術を含むことができるように設計される。
【００４９】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいて、ハードハンドオーバー方式は、加入者端末機が新たな基地局を選択するための接続要求を初期化する方法を介して遂行される。また、ＩＥＥＥ８０２．１６ａとの互換性を保持するためのネットワーク進入手順は、ＩＥＥＥ８０２．１６ａのネットワーク進入手順と同一の方式にて遂行されることができる。このようなネットワーク進入手順を説明すると、まず、加入者端末機は、順方向制御チャンネルから検出された逆方向チャンネル及び順方向チャンネルのチャンネル割当て情報を取得する。次に、上記加入者端末機は、基地局との同期を取得することによって該当ネットワークへ進入する。
【００５０】
上記加入者端末機は、新たに選択された基地局の接続手順と相互に協調して動作する。ここで、上記接続手順は、部分的な認証及び加入者端末機の登録ステップを遂行するものと、セッション接続を再設定するものとを含む。
【００５１】
一方、加入者端末機の初期レンジング手順でのハンドオーバーとネットワーク接続手順が要求したハンドオーバーとの間の差異は、下記の通りである。
【００５２】
まず、ネットワーク接続手順での上記ハンドオーバーの目標は、一般的に、短い周期時間の内に決定された加入者端末機の接続サービスを要求するセッションを持続的に保持することにある。一方、加入者端末機の初期レンジング手順でのハンドオーバーの目標は、上記加入者端末機が最初に接続するネットワークを作ることにある。従って、場合によっては、上記加入者端末機の最大接続遅延は、上記加入者端末機の初期レンジングのためのハンドオーバー時間よりもさらに短くなる。従って、加入者端末機の一般的な初期レンジング手順よりは、ネットワークに接続されるハンドオーバー時間がさらに速くなされるようにすることが必要である。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術の目的である、加入者端末機がシステムに公平に接続するようにすることを提供するサービスの観点では、すべての加入者端末機がネットワークへ進入するための接続手順を平均的に遂行するための接続要求がなされなければならない。この場合に、例えば、実際のＩＥＥＥ８０２．１６ａの接続サービス方法が、共通接続チャンネルで不都合に使用される、という問題点がある。これを詳細に説明すると、ネットワーク接続に必要なさらに速いハンドオーバー時間の要求は、ハンドオーバーのための接続時間を増加させ、これに従って、ハンドオーバーの接続要求と他の接続要求との間の莫大な量の衝突を引き起こす。結果的に、このような要求は、ハンドオーバーの速い接続要求を満足させることができない。
【００５３】
また、上記ハンドオーバーによって要求されたネットワークに速く進入するための多様な種類の接続サービス要求を有するＩＥＥＥ８０２．１６ａの場合に、ＩＥＥＥ８０２．１６ａが採択したネットワーク進入手順の実行可能な構造は、システムがハンドオーバーの接続要求のために割り当てられた接続チャンネルを提供する。しかしながら、このような方式は、帯域幅のようなネットワークリソース（resource）を割り当てるので、不必要にリソースを消費する、という問題点がある。
【００５４】
結果的に、上記ハンドオーバーによって要求されたネットワーク進入手順と上記ハンドオーバーによって要求された初期レンジング手順との差は、次の通りである。
【００５５】
まず、上記ハンドオーバーによって要求されたネットワーク進入手順は、ハンドオーバーが発生する前に、加入者端末機と基地局との接続を設定する。次に、上記加入者端末機は、システムの適切なサービス能力及びシステム時間のようなシステム情報をあらかじめ含む。
【００５６】
上記ハンドオーバー効率を改善するために、ハンドオーバーによって要求されたネットワーク進入手順は、ＩＥＥＥ８０２．１６ａであらかじめ定義されたいくつかのステップを無視するか、又は、スキップすることができる。さらに、ハンドオーバーのための一定なネットワーク進入ステップを簡素化し、ハンドオーバーによって要求された速い接続サービスを提供するためには、ハンドオーバーの間に、システムが接続要求情報を定義する方法を提供する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５７】
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、接続要求サービスを遂行するための共通接続チャンネルを使用するシステムにおいて、ハンドオーバー期間の間に、ネットワーク接続要求を定義し、多重レベル接続サービスを支援するための方法を提供することにある。
【００５８】
本発明の他の目的は、共通接続チャンネルを使用する速いネットワーク接続のハンドオーバー要求を説明しているＩＥＥＥ８０２．１６ｅによって便利に使用されることができる方法を提供することにある。
【００５９】
本発明のまた他の目的は、アロハ又はスロットアロハ技術に基づくシステムにおいて、加入者端末機が接続形態に従って、バックオフドメインを選択することができる接続要求を計算する動作とこれに対応するバックオフドメインから接続要求を再初期化するための時間を決定する動作との間の衝突を避けるために、要求の時、又は周期的に多重バックオフドメインに対応するそれぞれの接続チャンネルの割当て情報と加入者端末機の共通接続チャンネル情報とを提供するシステムと、共通接続チャンネルを使用する多重レベルの接続サービスを支援するための方法とを提供することにある。
【００６０】
本発明のさらなる目的は、上記方法を使用して少なくとも２つのレベルを有する接続サービスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００６１】
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、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、加入者端末機がレンジング動作を遂行する方法は、基地局から、上記基地局と上記加入者端末機との間のレンジングの優先順位に従って決定された上記レンジングのそれぞれのバックオフ開始時点及び上記バックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信するステップと、上記基地局とのレンジング動作を遂行し、上記レンジングに失敗すると、上記受信されたバックオフドメインのうち、上記遂行されたレンジングの優先順位に該当するバックオフドメインを選択するステップと、上記選択されたバックオフドメインに従って、上記基地局とのレンジング動作を再遂行するステップとを含むことを特徴とする。
【００６２】
また、上記優先順位は、上記加入者端末機へ提供されたデータのサービス品質レベルと、上記加入者端末機のハンドオーバーが遂行されるか否かとに従って決定されることを特徴とする。
【００６３】
さらに、上記選択されたバックオフドメインに従って、上記基地局とのレンジング動作を再遂行するステップは、上記選択されたバックオフドメインのバックオフ開始時点と上記バックオフ終了時点との間の任意の時点で、上記基地局とのレンジング動作を再遂行することを特徴とする。
【００６４】
なお、上記バックオフドメインは、最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、上記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が上記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする。
【００６５】
本発明の第２の特徴によれば、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、共通接続チャンネル上の接続サービスのためのハンドオーバーを遂行する方法は、基地局と加入者端末機との間のハンドオーバーを遂行する場合に、上記加入者端末機のそれぞれのバックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信するステップと、上記受信されたバックオフドメインを確認し、上記バックオフドメインのうち、ハンドオーバーのためのバックオフドメインを選択するステップと、上記選択されたバックオフドメインに該当するバックオフ値を決定し、上記決定されたバックオフ値だけ待機した後に、レンジングを再要求するステップとを含むことを特徴とする。
【００６６】
本発明の第３の特徴によれば、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、基地局と加入者端末機との間のレンジングに使用されるバックオフ値を送信する方法は、上記レンジングのそれぞれに対して、上記レンジングのそれぞれの優先順位に従って、バックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを決定するステップと、上記レンジングのそれぞれに対して決定されたバックオフドメインを上記加入者端末機へ送信するステップと、を含むことを特徴とする。
【００６７】
また、上記レンジングのそれぞれの優先順位に従ってバックオフドメインを決定するステップは、最高の優先順位を有するバックオフドメインが占有する期間が最短の期間になり、上記優先順位が高いバックオフドメインが占有する期間が上記優先順位が低いバックオフドメインが占有する期間よりも短いように決定されることを特徴とする。
【００６８】
本発明の第４の特徴によれば、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、レンジング動作を遂行する方法は、加入者端末機が、共通制御チャンネル上で、検査により、基地局からブロードキャストメッセージ及びアップリンクチャンネル情報（ＵＬ−ＭＡＰ）を周期的に受信するステップと、上記アップリンクチャンネル情報を介して接続しようとする接続チャンネルをランダムに選択した後に、上記選択された接続チャンネル内の接続のためのレンジング要求メッセージを送信するステップと、上記基地局からの応答メッセージの受信が応答待機時間を超過する場合に、要求メッセージの再送信の数をあらかじめ定義された値と比較するステップと、上記再送信の数があらかじめ定義された値よりも小さい場合に、上記再送信の数を許容可能な接続処理時間と比較するステップと、上記再送信の数が上記許容可能な接続処理時間を超過しない場合に、サービスレベルの優先順位に従ってバックオフドメインを選択するステップと、上記選択されたバックオフドメインからバックオフ値を選択し、バックオフ時間を計算した後に、上記計算されたバックオフ時間が経過すると、上記接続チャンネルでレンジング要求メッセージを再送信するステップと、を含むことを特徴とする。
【００６９】
本発明の第５の特徴によれば、移動通信システムにおける共通接続チャンネル上の接続サービスを提供するためのハンドオーバーを遂行する装置は、ハンドオーバーのためのネットワークの進入に従ってレンジングを要求する加入者端末機と、上記加入者端末機へハンドオーバー情報を送信する基地局とを含み、上記加入者端末機がハンドオーバーのためのネットワークの進入に従ってレンジングを要求する時、上記加入者端末機は、上記基地局からバックオフ開始情報及びバックオフ終了情報を受信し、上記受信されたバックオフ開始情報及びバックオフ終了情報に従って、ハンドオーバーのためのバックオフ値を決定することを特徴とする。
【００７０】
また、上記加入者端末機は、上記レンジングに失敗する場合に、上記決定されたバックオフ値だけを待機した後に、上記基地局へレンジングを再要求することを特徴とする。
【００７１】
本発明の第６の特徴によれば、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、レンジング動作を遂行する装置は、基地局からそれぞれの優先順位に従って決定されたレンジングのそれぞれに対するバックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを受信して選択する加入者端末機を含み、上記加入者端末機は、レンジングの遂行に失敗すると、上記受信されたバックオフドメインのうち、上記レンジングの優先順位に対応するバックオフドメインを選択し、上記選択されたバックオフドメインに従って、上記基地局とのレンジング動作を再遂行することを特徴とする。
【００７２】
本発明の第７の特徴によれば、広帯域無線接続方式を使用する移動通信システムにおいて、加入者端末機のレンジングに使用されるバックオフ値を送信する装置は、上記レンジングのそれぞれに対して、上記レンジングのそれぞれの優先順位に従って、バックオフ開始時点及びバックオフ終了時点を有するバックオフドメインを決定し、上記レンジングのそれぞれに対して決定されたバックオフドメインを上記加入者端末機へ送信する基地局を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００７３】
本発明は、共通接続チャンネルにおいて、多重レベル接続サービスを提供する新たな方法に従うと、加入者端末機がレンジング要求に失敗する場合に、次の再要求までの待機時間を示すバックオフ値を調整することができる。すなわち、ハンドオーバーの間に、レンジング要求が失敗すると、優先順位が高い先行するバックオフ時間を選択することによって、速いハンドオーバーを可能にする、という長所がある。
【００７４】
また、本発明は、多重接続要求サービスを遂行するために、共通接続チャンネルを使用することによって、ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するための構造を提案することによって、無線通信システムで発生する衝突を減少させることができ、帯域幅のようなネットワークリソースを節約することができる、という長所がある。
【００７５】
さらに、本発明は、ハードハンドオーバーによる速い接続サービスの要求を相反して、ハンドオーバー処理によって要求されたネットワーク進入手順を簡素化することができる加入者端末機の速い接続サービスを提供することができる、という長所がある。
【００７６】
さらにまた、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ技術と互換可能なシステムは、同数の多項式生成器（the same polynomial generator）を使用する擬似ランダムコードを生成する方法を介して簡素に設計され、二進擬似ランダムコードを割り当てる方法は、ハードハンドオーバーの接続要求を定義するためのシステムの設計を容易にする、という長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００７８】
本発明を詳細に説明するに先立って、本発明は、加入者端末機がレンジング要求に失敗する場合に、次の再要求までの待機時間であるバックオフ値を調整することができるように、基地局がＵＣＤメッセージを介してブロードキャスティングを遂行するようにする。例えば、加入者端末機がハンドオーバーの間に、レンジング要求に失敗すると、優先順位が高い以前の時間のバックオフ時間を選択するようにして、速いハンドオーバーを可能にする。
【００７９】
本発明は、接続サービスを遂行するための共通接続サービスを使用するシステムにおいて、ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義し、多重レベル接続サービス（Multi Level Access Service）を提供するための方法を提供する。これは、共通接続チャンネルを使用するハンドオーバーによって要求された速いネットワーク接続サービスの要求を補充するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ技術によって便利に使用されることができる。
【００８０】
図２を参照して、本発明の実施形態による順方向及び逆方向チャンネルを割り当てるための方法について説明する。
【００８１】
図２は、本発明の実施形態による順方向及び逆方向チャンネルを割り当てるための方法を示す図である。
【００８２】
まず、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ技術によって定義された広帯域無線接続システムのような無線通信システムにおいて、加入者端末機と基地局との間の相互情報は、多重論理チャンネルを介して送信される。このとき、データ情報の送信方向に従って、上記論理チャンネルは、基地局から加入者端末機へ送信された順方向チャンネル（Forward Channel）と、加入者端末機から基地局へ送信された逆方向チャンネル（Reverse Channel）とに区分されることができる。
【００８３】
図２を参照すると、まず、加入者端末機（subscriber station；ＳＳ）１２と基地局（base station；ＢＳ）１１との間の上記順方向チャンネルは、順方向パイロットチャンネル（Ｆ−ＰＣＨ）と、順方向共通制御チャンネル（Ｆ−ＣＣＨ）と、順方向トラヒックチャンネル（Ｆ−ＴｒＣＨ）とを含む。
【００８４】
上記順方向パイロットチャンネルは、加入者端末機１２と基地局１１との間の同期化のために使用される。そして、上記順方向共通制御チャンネルは、基地局１１から加入者端末機１２へ送信された共通制御情報及びネットワークパラメーターを送信するために使用される。ここで、上記共通制御情報は、逆方向及び順方向チャンネルのチャンネル割当て情報を含む。最後に、上記順方向トラヒックチャンネルは、基地局１１から加入者端末機１２へ送信された順方向トラヒック情報を送信するために使用される。
【００８５】
次に、基地局１１と加入者端末機１２との間の逆方向チャンネルは、逆方向接続チャンネル（Ｒ−ＡＣＨ）と逆方向トラヒックチャンネル（Ｒ−ＴｒＣＨ）とを含む。
【００８６】
上記逆方向接続チャンネルは、加入者端末機１２の接続サービスのために使用され、上記逆方向トラヒックチャンネルは、加入者端末機１２から基地局１１へ送信された逆方向トラヒック情報を送信するために使用される。
【００８７】
一方、無線環境で、加入者端末機がシステムに接続しようとする場合に、加入者端末機は、順方向パイロットチャンネルから情報を追跡（tracing）し、キャプチャーリング（capturing）により遂行されることができるダウンリンク（downlink）上の基地局との同期化過程をまず完了しなければならない。また、加入者端末機は、順方向共通制御チャンネルを介して送信された共通制御情報及びネットワークパラメーターを取得する過程を必要とする。ここで、上記共通制御情報は、各チャンネルに関連したパラメーター情報だけではなく、逆方向及び順方向チャンネルのチャンネル割当て情報を含み、加入者端末機は、上記情報に基づいて、選択された接続チャンネルで接続要求を初期化することができる。
【００８８】
図３Ａおよび図３Ｂを参照して、タイムドメインで、ダウンリンク送信信号及びアップリンク送信信号のフレーム形態について説明する。
【００８９】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の実施形態によるフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方法を示す図である。具体的に、図３Ａは、本発明の第１の実施形態によるＴＤＤモードのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図であり、図３Ｂは、本発明の第２の実施形態によるＴＤＤモードのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。
【００９０】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、ＴＤＤモードの間に、フレーム制御情報２２は、基地局１１からダウンリンクチャンネル及びアップリンクチャンネルのマッピング（mapping）情報を含む順方向制御チャンネルを介して加入者端末機へ送信される。ここで、上記ダウンリンクチャンネル情報は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ダウンリンクチャンネル上にダウンリンクサブフレーム２４の割当て位置を反映する。そして、上記アップリンクチャンネル情報は、アップリンクチャンネル上のアップリンクサブフレーム２６の割当て位置を反映する。
【００９１】
加入者端末機へ割当て情報を送信する前に、上記アップリンク情報を送信し始める基地局からアップリンクチャンネル上のアップリンクフレーム２６の割当て情報を定義するのに所定の時間を必要とするので、特定のフレームの送信時間間隔は、基地局から加入者端末機へ送信された信号の最大送信遅延の２倍よりも長い処理のためのシステムを必要とする。図３Ａにおいて、特定のフレームのアップリンクチャンネル情報は、アップリンクチャンネル上の時間周期の後に、同一のフレームの割当て位置を含む。
【００９２】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の実施形態によるフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。具体的に、図４Ａは、本発明の第１の実施形態によるＦＤＤモードのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図であり、図４Ｂは、本発明の第２の実施形態によるＦＤＤモードのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。
【００９３】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、以下で説明するＦＤＤモードは、図３Ａおよび図３ＢのＴＤＤモードと類似した動作にて遂行される。すなわち、フレーム制御情報３２は、ＦＤＤモードのための順方向制御チャンネルを介して基地局１１から加入者端末機１２へ送信されることができる。このとき、フレーム制御情報３２は、ダウンリンクチャンネル及びアップリンクチャンネルのマッピング情報を含む。また、上記ダウンリンクチャンネル情報は、ダウンリンクチャンネル上のダウンリンクサブフレーム３４の割当て位置を反映し、上記アップリンクチャンネル情報は、アップリンクチャンネル上のアップリンクサブフレーム３６の割当て位置を反映する。
【００９４】
図４Ａにおいて、特定のアップリンクチャンネル情報は、アップリンクチャンネル上の時間周期の後に、同一のフレームの割当て位置を含む。また、上記アップリンク又はダウンリンクブロードキャスティング（broadcasting）の助けを受信した基地局は、加入者端末機の接続要求のために定義された少なくとも１つのチャンネル上のパラメーター情報を送信することができる。
【００９５】
一方、各接続チャンネルに対応する多重バックオフドメインに関する情報だけではなく、接続チャンネル上の多重バックオフドメイン割当てを共通接続チャンネルの分割情報を有する加入者端末機へ通知するシステムを発明する必要がある。
【００９６】
図５Ａおよび図５Ｂを参照して、接続チャンネル上の多重バックオフドメインを割り当てる過程について説明する。
【００９７】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の実施形態による各接続チャンネルに個別的に対応する多重バックオフドメイン及び多重接続チャンネルの２種類のマッピング形態を示す図である。具体的に、図５Ａは、多重バックオフドメインを提供するためのアップリンク接続チャンネルのマッピング形態の一実施形態を示す図であり、図５Ｂは、多重バックオフドメインを提供するためのアップリンク接続チャンネルのマッピング形態の他の実施形態を示す図である。
【００９８】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、アップリンク逆方向接続チャンネル（ＵＬ−ＲＡＣＨ−ＭＡＰ）４００は、組み合わせられた他のダウンリンクブロードキャスティング情報又はアップリンクチャンネル上の接続チャンネルに対応するパラメーターを示す。上記アップリンク逆方向接続チャンネル４００の形態は、各アップリンク接続チャンネルに対応するＭ個のバックオフドメイン及びＮ個のアップリンク接続チャンネルの位置を示す。
【００９９】
図５Ａを参照すると、各アップリンク接続チャンネルに対応するパラメーターは、少なくとも１つのアップリンクチャンネルＩＤと、Ｍ個のバックオフドメインのバックオフ開始（start）値及びバックオフ終了（End）値とを含む。ここで、ＩＤ＃１を有するアップリンク（逆方向）接続チャンネルに対応するパラメーターは、アップリンクチャンネル識別子であるＩＤ＃１ ４１０２だけではなく、Ｍ個のバックオフドメインを定義するパラメーターも含む。
【０１００】
ここで、上記Ｍ個のバックオフドメインのパラメーターは、下記の通りである。
【０１０１】
すなわち、上記パラメーターは、Ｍ番目のバックオフドメインの順次的なバックオフ開始値＃Ｍ ４１０８及びバックオフ終了値＃Ｍ ４１１０のようなＭ番目のバックオフドメインのための値のうち、一番目のバックオフドメインのバックオフ終了値＃１ ４１０６及びバックオフ開始値＃１ ４１０４のような一番目のバックオフドメインを定義するパラメーターを含む。
【０１０２】
アップリンク逆方向接続チャンネル４００の形態も他の（Ｎ−１）個のアップリンクチャンネルに対するパラメーターの割当て位置を示す必要がある。各接続チャンネルに対するパラメーターの割当て形態は、上記識別子ＩＤ＃１を有する接続チャンネルのそれと類似している。例えば、Ｎ個の接続チャンネルのための割当て形態は、Ｍ個のバックオフドメインの相互に異なるパラメーターフィールド４１１４〜４１２０とＮ番目の接続チャンネルの識別子（アップリンクチャンネルＩＤ＃Ｎ ）４１１２とを含む。
【０１０３】
すると、上記ハンドオーバーレンジング開始値及びハンドオーバーレンジング終了値について簡略に説明すると、下記の通りである。
【０１０４】
すなわち、初期レンジングを用いたバックオフの開始点を示す、すなわち、ハンドオーバー処理期間の間に、加入者端末機の初期レンジング実行のための最初バックオフウィンドウ（Initial backoff window）サイズを示すＨＯ＿ｒａｎｇｉｎｇ＿ｓｔａｒｔと、上記初期レンジングを用いたバックオフの終了点を示す、すなわち、ハンドオーバー処理期間の間に、加入者端末機の初期レンジング実行のための最終バックオフウィンドウ（Final backoff window）サイズを示すＨＯ＿ｒａｎｇｉｎｇ＿ｅｎｄとを含む。このとき、上記ＨＯ＿ｒａｎｇｉｎｇ＿ｓｔａｒｔの最高の次数のビット（the highest order bits）は、使用されてはいけないし、その値も‘０’に設定される。また、上記ＨＯ＿ｒａｎｇｉｎｇ＿ｅｎｄの最高の次数のビットも使用されてはいけないし、その値も‘０’に設定される。ここで、上記バックオフ値は、加入者端末機がレンジングの要求に失敗する場合に、次回のレンジングのために待機すべき一種の待機時間値を示し、このとき、基地局は、加入者端末機がレンジングの遂行に失敗する場合に、次回のレンジングのために待機すべき時間情報である上記バックオフ値を加入者端末機へ送信する。
【０１０５】
次いで、図５Ｂを参照すると、各アップリンクチャンネルに対応するパラメーターは、少なくとも１つのアップリンクチャンネル識別子だけではなく、一番目のバックオフドメインのバックオフ開始値＃１と各アップリンク接続チャンネル識別子に対応するすべてのバックオフドメインのバックオフ終了値とも含む。
【０１０６】
ここで、上記ＩＤ＃１を有する上記アップリンク（逆方向）接続チャンネルに対応するパラメーターは、Ｍ個のバックオフドメインを定義するパラメーターだけではなく、アップリンクチャンネルＩＤ＃１ ４２０２も含む。
【０１０７】
一方、上記Ｍ個のバックオフドメインのパラメーターは、下記の通りである。
【０１０８】
上記Ｍ個のバックオフドメインは、個別的な一番目のバックオフドメインのバックオフ終了値＃１ ４２０６及びバックオフ開始値＃１ ４２０４を有する一番目のバックオフドメインを定義するパラメーターを含む。
【０１０９】
ここで、二番目のバックオフドメインの開始値は、一番目のバックオフドメインに対するバックオフドメインの終了値＃１から得られることができる。従って、それぞれのバックオフドメインの終了値は、バックオフ終了値＃２ ４２０８からバックオフ終了値＃Ｍ ４２１０まで定められなければならない。   
【０１１０】
一方、アップリンク逆方向接続チャンネル４００の形態で、他の（Ｎ−１）個の接続チャンネルのパラメーターのための割当て形態は、ＩＤ＃１を有する接続チャンネルのパラメーターのそれと類似している。例えば、Ｎ個の接続チャンネルは、Ｎ番目の接続チャンネルのアップリンクチャンネルＩＤ＃Ｎを有し、Ｍ個のバックオフドメインに対して、パラメーターフィールド４２１４〜４２２０を含む。
【０１１１】
次いで、多重レベル接続サービスのためのバックオフアルゴリズムについて説明する。
【０１１２】
上記多重レベルバックオフアルゴリズムは、共通接続チャンネル上で、多重レベル接続サービスを提供するために使用され、上記多重レベルバックオフアルゴリズムは、アロハ技術上のバックオフアルゴリズムを含む。すなわち、上記多重レベルバックオフアルゴリズムは、上記アロハ技術のバックオフアルゴリズムを含むことにより選択されたドメイン上のバックオフ値を選択し、接続形態に従って、バックオフドメインを選択する。ここで、上記のようなアロハ技術では、指数バックオフアルゴリズムが広く使用されるが、例えば ＩＥＥＥ８０２．１６ａで、このようなアルゴリズムが使用される。
【０１１３】
上記多重レベルバックオフアルゴリズムは、２レベルバックオフドメインを例に挙げて説明する。
【０１１４】
まず、順方向共通制御チャンネルで検査により加入者端末機１２は、２レベルバックオフドメインの割当て情報に対応する接続チャンネル上で、２レベルバックオフドメインの割当て情報に関連した逆方向接続チャンネルに関する情報を取得する。このような２レベルバックオフドメインは、アップリンク逆方向接続チャンネル４００の形態で、特定の接続チャンネルに対応する２つの値を有するＭの［０，β］及び［β＋１，γ］として定義される。ここで、上記γ（γ>β）及びβのすべては、正の整数（integer）値を有する。そして、このような接続チャンネルは、共通接続サービス及び速い接続サービスを含む２種類の接続サービスを提供する。このような２種類の接続サービスは、二進指数バックオフアルゴリズムを使用する２個の選択されたドメイン［０，２β］及び［２β＋１，２γ］によって提供される。例えば、加入者端末機が共通接続サービスを必要とする場合には、バックオフドメインタイムは、上記二番目のバックオフドメイン［２β＋１，２γ］からランダム （random）に選択される。また、加入者端末機が速い接続サービスを必要とする場合に、バックオフタイムは、上記一番目のバックオフドメイン［０，２β］からランダムに選択される。
【０１１５】
ここで、上記γ及びβの値は、加入者端末機の数及びサービスの実行に従って選択的に決定される。すなわち、上記γ及びβの選択は、接続要求間の衝突率及び許容可能接続時間のパラメーターのような速い接続サービスに関連した遂行要求を満足しなければならない。また、上記γ及びβの選択は、速い接続要求と共通接続要求との間の衝突率及び共通接続サービスの許容可能接続時間のパラメーターを考慮しなければならない。通常的に、速い接続サービスは、共通接続サービスよりもさらに短い接続サービス時間が保証される。
【０１１６】
一方、本発明で提案された多重レベルバックオフアルゴリズムは、上記Ｍが２より大きい場合にも容易に拡張されることができる。すなわち、一般的な指数バックオフアルゴリズムと比較して、上記多重レベルバックオフアルゴリズムは、異なる形態の接続サービスを分離することが容易であり、バックオフドメインの分割による共通接続チャンネル上で提供された２レベル接続サービスと他の形態の接続サービスとの間の接続要求の衝突を緩和することが容易である、という長所がある。さらに、他の形態の接続要求のために共通接続チャンネルを提供するための方法と比較すると、このような多重レベルバックオフアルゴリズムは、ネットワークリソース及び帯域幅を節約することができる。上記多重レベルバックオフアルゴリズムは、共通接続チャンネルを使用するハードハンドオーバーのための速い接続を提供する要求を満足させるために、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅで容易に展開されることができる。
【０１１７】
以下では、共通接続チャンネル上で、ハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義し、多重レベル接続サービスを提供するための方法について説明する。
【０１１８】
まず、加入者端末機は、他のアップリンクブロードキャスティング情報及びアップリンクチャンネルを検査することによって、各接続チャンネルに対応する接続情報を得ることができる。このとき、通信システムに接続し、サービスを受信するための共通接続チャンネルを使用するにあたって、加入者端末機は、共通接続チャンネル上で選択された基地局に接続要求を初期化することができる。このとき、上記共通接続チャンネル上で多重レベル接続サービスを提供する周期の間に、通信システムは、加入者端末機と協調する必要がある。従って、上記通信システムは、加入者端末機の要求に対応するサービスを効率的に提供し、加入者端末機の接続要求を定義することができる。
【０１１９】
以下、共通接続チャンネル上に多重レベル接続サービスを提供するための方法をＩＥＥＥ８０２．１６ｅの例とともに説明する。
【０１２０】
上記多重レベルサービスは、共通接続要求初期値及びハンドオーバーの処理を含む。ここで、上記共通接続要求初期値を考慮する場合に、ハンドオーバーのための接続要求は、ネットワーク進入サービスを簡素化することによって得られることができる。
【０１２１】
共通接続チャンネル上で、多重レベル接続サービスを提供するための方法において、まず、加入者端末機は、アップリンクブロードキャスティングメッセージを検査する動作を遂行する。
【０１２２】
すなわち、共通接続チャンネル上で、多重レベル接続サービスを提供するために、基地局は、周期的に又は要求に従って、加入者端末機の要求に対応するアップリンク逆方向接続チャンネル上の多重バックオフドメインのマッピング情報とアップリンクチャンネルの割当て情報とを含むセルのチャンネル割当て情報をブロードキャストする。このとき、加入者端末機は、ダウンリンク上の基地局と同期化を完了した後に、他のダウンリンクブロードキャスティング情報又はアップリンクチャンネルを検査することによって、接続チャンネルのパラメーター情報を取得する。
【０１２３】
次いで、上記加入者端末機は、送信要求初期化を遂行する。
【０１２４】
すなわち、加入者端末機は、選択されたアップリンク接続チャンネル上で、選択された基地局の接続要求を初期化することができる。共通接続チャンネル上のハンドオーバーと、ＩＥＥＥ８０２．１６ａとの互換と、接続初期値を含む接続サービスの異なる形態とを提供するために、加入者端末機は、上述した多重レベルバックオフアルゴリズムを採択し、選択されたバックオフドメインのバックオフ時間を決定して計算する。このような方法は、少なくとも２レベルを有する接続サービスを提供し、異なる接続要求の形態間の衝突を容易に緩和するために使用される。
【０１２５】
上記共通接続チャンネル上の加入者端末機のハンドオーバーのためには、接続要求メッセージが必要である。このような接続要求メッセージを定義するのに使用されるシステムのために、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ明細の例と共に、接続要求の他の形態に対する他の接続サービスを提供するために、ＲＮＧ−ＲＥＱのようなＩＥＥＥ８０２．１６ａ接続要求メッセージを加入者端末機の元の接続初期値として継続して使用することができる。ここで、ハンドオーバーのための上記接続要求メッセージは、あらかじめ割り当てられた擬似ランダムコード情報を使用するか、最初のＲＮＧ−ＲＥＱ接続要求メッセージ上のハンドオーバー要求を定義するためのフィールドを付加するか、又は、ハンドオーバー要求ＩＤを有する接続要求メッセージになることができる。
【０１２６】
ここで、上記接続要求メッセージの形態を説明すると、下記の通りである。
【０１２７】
まず、上記接続要求メッセージは、ＭＡＣ階層の接続要求メッセージ形態を含む。すなわち、ハンドオーバーのための接続要求メッセージは、ハンドオーバー要求を定義するフィールドを含む接続要求メッセージであるか、又は、最初の接続要求メッセージＲＮＧ＿ＲＥＱ上のハンドオーバー要求を定義するためのフィールドを付加することができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ上のＯＦＤＭ運用モード又はシングルキャリアのために、ハンドオーバーのための接続要求は、あらかじめ割り当てられた接続要求メッセージを使用することができる。以下、上記ハンドオーバーのためにあらかじめ割り当てられた接続要求メッセージの形態を図６を参照して説明すると、下記の通りである。
【０１２８】
図６は、本発明の実施形態によるハンドオーバーのために用いられる接続要求メッセージのフォーマットを示す図である。
【０１２９】
図６を参照すると、ハンドオーバーのために、あらかじめ割り当てられた接続要求メッセージ（ＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ）５００のフォーマットを示す。ここで、上記あらかじめ割り当てられた接続要求メッセージは、ハンドオーバー接続要求形態ＩＤ５０４と使用されたアップリンク接続チャンネルＩＤ５０２とを含む。上記ハンドオーバーのための接続要求メッセージは、最初のＲＮＧ−ＲＥＱ接続要求メッセージにハンドオーバー要求形態ＩＤ５０４を付加することによって実現されることができる。
【０１３０】
以下では、擬似ランダムコード（pseudo−random code）に基づくハンドオーバーのための接続要求過程について説明する。
【０１３１】
共通接続チャンネルで、加入者端末機は、擬似ランダムコードによってハンドオーバーのためのネットワーク接続要求メッセージを初期化することができる。上記初期化過程を説明すると、下記の通りである。
【０１３２】
まず、上記擬似ランダムコードを生成する。
【０１３３】
このような擬似ランダムコードは、ＩＥＥＥ８０２．１６ａで定義されたＯＦＤＭＡ方式で、加入者端末機の要求によってあらかじめ使用された３種類の擬似ランダムコードのうちの１つとして定義され、このような３種類の形態は、初期レンジングのためのネットワークサービスと、周期的なレンジングと、個別的な帯域幅とを含む。
【０１３４】
上記３種類の形態の擬似ランダムコードは、多項式生成器である式（１）から生成され、長い擬似雑音コード形態の出力値を有する。
【０１３５】
【数１】
2006526308.tif 000002
【０１３６】
上記３種類の形態、すなわち、初期レンジング、周期的なレンジング、及び帯域幅要求レンジングで使用された擬似ランダムコードは、長い擬似雑音コードの出力値を有するが、各擬似ランダムコードで生成されたクロックは、相互に異なる値を有する。ここで、上記デフォルト（default）の場合には、各擬似ランダムコードの大きさは、１０６ビットである。
【０１３７】
一方、ハードハンドオーバーを管理するシステムによって要求されたネットワーク進入手順を簡素化するために、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅＯＦＤＭＡ方式は、ハードハンドオーバーのためのネットワーク接続要求を定義するシステムを使用する。このようなシステムのために、擬似ランダムコードによって定義されたハードハンドオーバーのための接続要求メッセージが使用されることができる。また、ＩＥＥＥ８０２．１６ａとの互換性及びシステムの設計を便利にするために、ハンドオーバーのための接続要求によりＨ擬似ランダムコードが要求される。上記Ｈ擬似ランダムコードの生成が長い擬似雑音コードの結果値を有するとしても、クロックの選択は、上記３種類の擬似ランダムコードから異なる結果値を有することができる。
【０１３８】
ここで、上記ハンドオーバーのための接続要求によって要求されたＨ擬似ランダムコードを生成する方法については、下記のように説明する。
【０１３９】
上記式（１）の多項式生成器の出力から発生する長い擬似雑音コードの出力値、すなわち、上記一番目のＮコードは、初期レンジングのために使用され、０番目から（１０６＊Ｎ−１）番目までのクロックが選択される。
【０１４０】
次に、Ｍコードは、周期的なレンジングのために使用され、（１０６＊Ｎ）番目から（１０６＊（Ｎ＋Ｍ）−１）番目までのクロックが選択される。
【０１４１】
次に、Ｌコードは、帯域幅要求レンジングのために使用され、（１０６＊（Ｎ＋Ｍ））番目から（１０６＊（Ｎ＋Ｍ＋Ｌ）−１）番目までのクロックが選択される。
【０１４２】
最後に、Ｈコードは、ハードハンドオーバーのための接続要求のために使用され、（１０６＊（Ｎ＋Ｍ＋Ｌ））番目から（１０６＊（Ｎ＋Ｍ＋Ｌ＋Ｈ）−１）番目までのクロックが選択される。
【０１４３】
ここで、上記一番目のＮコードは、ハードハンドオーバーの接続要求のために使用されることができ、上記Ｍコードは、初期レンジングのために使用されることができ、上記Ｌコードは、周期的なレンジングのために使用されることができ、上記Ｈコードは、帯域幅要求レンジングのために使用されることができる。また、上記それぞれのコードは、幾つかの種類で配列されることができる。
【０１４４】
以下では、上記擬似ランダムコードを割り当てる過程について説明する。
【０１４５】
まず、ハードハンドオーバーの接続要求を定義するためのシステムを作るために、システムによって生成された上記Ｈ擬似ランダムコードは、一般的に、各セルに割り当てられることができる。このような上記Ｈ擬似ランダムコードを生成する方法は、上述した方法と同一である。また、特定の加入者端末機がハードハンドオーバーを遂行する場合に、速い接続サービスのために新たに選択された基地局によって割り当てられた擬似雑音コードが各セルにランダムに使用される。このような割当て方法は、その構成が簡素であり、加入者端末機とシステムとの間で交換される相互メッセージの数は少ないが、移動性の側面では、その特性がよくない。従って、このような方法は、不規則に分配された加入者端末機に適していない。
【０１４６】
本発明の他の実施形態によるシステムは、セルの要求に応じて、セルのＨ擬似ランダムコードを動的に割り当てることができる。各セルは、周期的に又は要求に従って、識別子を送信するか、又は、順方向共通接続チャンネル上の異なるサイン（sign）を送信する。そして、共通接続チャンネル上で、検査により、加入者端末機は、新たに選択された基地局の位置でのセルに割り当てられた擬似雑音コードに関する情報を取得することができる。このように、加入者端末機の分配が不規則な変化を有する環境でも適用されることができる。例えば、システムは、過度のハンドオーバートラヒックを有するセルに擬似ランダムコードをさらに割り当てることができる。しかしながら、上記システムは、周期的に又は要求に従って、上記擬似ランダムコードの割当て情報を送信しなければならない、という短所がある。
【０１４７】
以下では、接続要求のためのＭＡＣ階層応答メッセージについて説明する。
【０１４８】
まず、基地局は、加入者端末機から接続要求を正確に受信した後に、加入者端末機からの接続要求のための固有の接続識別子（Connection Identifier；ＣＩＤ）を割り当てる。このとき、上記基地局は、ハンドシェイク（HandShake）方式によって、加入者端末機からの接続要求を処理する。加入者端末機からＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ又はＲＮＧ−ＲＥＱ接続要求メッセージを受信した後に、基地局は、加入者端末機によって接続要求を初期化するためのサービスを提供することができるシステムを確認する。上記システムの確認が完了されると、基地局は、ＲＮＧ−ＲＳＰ接続要求応答メッセージを加入者端末機へ送信する。従って、加入者端末機は、このような接続要求のために設定された上記固有の接続識別子ＣＩＤに関する情報を含む。
【０１４９】
以下では、本発明の実施形態に従う共通接続チャンネルで多重レベル接続サービスを提供する方法について説明する。
【０１５０】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいて、ハードハンドオーバーが発生する場合に、加入者端末機は、新たに選択された基地局の接続要求を初期化することができる。このとき、ＩＥＥＥ８０２．１６ａとの互換性のために、加入者端末機の接続手順は、ＩＥＥＥ８０２．１６ａネットワーク進入手順を保持することができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅネットワーク進入手順をＩＥＥＥ８０２．１６ａネットワーク進入手順と比較すると、ハードハンドオーバーのための加入者端末機のネットワーク進入手順は、時間及びシステムのサービス容量のような情報を交換する幾つかの過程で簡単に遂行されることができる、という長所を有する。
【０１５１】
上記ハンドオーバーのための加入者端末機の接続手順は、下記の通りである。
【０１５２】
上記ハンドオーバーのための加入者端末機の接続手順において、まず、加入者端末機は、順方向チャンネルで検査（detecting）及び追跡（tracing）を介して基地局との同期化を遂行する。その後に、加入者端末機は、順方向及び逆方向チャンネル割当て情報を取得する。このとき、加入者端末機は、接続処理を遂行するために新たに選択された基地局と相互に協調して動作を遂行する。このような接続手順は、加入者端末機の部分認証及び登録ステップを遂行し、セッション接続を再設定することを含む。
【０１５３】
以下では、上述したようなハンドオーバーの発生を含むレンジング手順を図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。
【０１５４】
図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施形態によるハードハンドオーバーが発生する場合のレンジングを処理する手順を示す図である。具体的に、図７Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅハードハンドオーバーが発生する場合のレンジング手順を示す図であり、図７Ｂは、ＯＦＤＭＡ方式のハードハンドオーバーが発生する場合のレンジング手順を示す図である。ここで、ハードハンドオーバーが発生する場合に、上記レンジング手順は、ＩＥＥＥ８０２．１６ａ初期レンジング手順との互換が容易であることを分かる。
【０１５５】
図７Ａを参照すると、タイムｔ０で、基地局１１は、周期的に又は要求に従って、共通接続要求チャンネル上のセルのアップリンクチャンネルメッセージをブロードキャストする。
【０１５６】
タイムｔ１で、セル上の特定の加入者端末機は、アップリンクチャンネルメッセージを受信する。ここで、上記アップリンクチャンネルメッセージは、図４Ａおよび図４Ｂに示すようなＭが２である接続チャンネルとしてアップリンク逆方向接続チャンネルを示す関連パラメーターを含む。このようにして、特定の加入者端末機は、接続チャンネルを選択する。
【０１５７】
タイムｔ２で、上記特定の加入者端末機は、上記選択された接続チャンネル上の基地局にＲＮＧ−ＲＥＱ又はＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ接続要求を初期化する。
【０１５８】
タイムｔ３で、基地局が接続要求メッセージを受信することを仮定する。しかしながら、タイムｔ３の間に、他の加入者端末機からの接続要求メッセージによって発生する衝突は、上記接続要求メッセージの損失を引き起こすことがある。加入者端末機が数回の時間周期の間に待機した後に、基地局から特定の加入者端末機の接続要求に対応する接続要求応答メッセージを正確に受信することができない場合に、上記接続要求が失敗したと決定する。すると、加入者端末機は、接続サービス形態に従って対応するバックオフドメインを選択する。例えば、これは、ハンドオーバーのための一番目のバックオフドメインを選択し、共通接続要求のための二番目のバックオフドメインを選択し、各加入者端末機は、タイムｔ４で、タイムｔ２の間に多重レベルバックオフアルゴリズムでバックオフ時間を計算することができる。
【０１５９】
タイムｔ４で、加入者端末機がＲＮＧ−ＲＥＱ又はＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ接続要求メッセージを初期化すると仮定する。
【０１６０】
タイムｔ５で、基地局が加入者端末機からのＲＮＧ−ＲＥＱ又はＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ接続要求メッセージを正確に受信する。基地局は、このような接続要求のための識別子を割り当て、接続応答メッセージを送信する。
【０１６１】
タイムｔ６で、上記応答メッセージは、応答のための幾つかのサインを含む加入者端末機のためのＩＤ情報を含む。
【０１６２】
タイムｔ７で、加入者端末機が基地局からＲＮＧ−ＲＳＰ応答メッセージを正確に受けたと仮定すると、ＲＮＧ−ＲＥＱ又はＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ接続要求メッセージを初期化する。
【０１６３】
タイムｔ８で、基地局は、加入者端末機が基地局によって送信された関連情報を正確に受信したことを確認するようにしなければならない。従って、加入者端末機は、加入者端末機の接続要求に対応し、基地局によって割り当てられた識別子を送信する。
【０１６４】
タイムｔ９で、基地局が加入者端末機からのＲＮＧ−ＲＥＱ又はＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ接続要求メッセージを受信する間に、加入者端末機は、上記応答を正確に受信したか否かを確認し、システムは、次のステップを継続して遂行する。
【０１６５】
一方、図７Ｂは、本発明によって提案されたＩＥＥＥ８０２．１６でのＯＦＤＭＡモードのためのハードハンドオーバーの発生を支援するレンジング手順を示す。図８Ｂは、図７Ａと比較して、レンジングのために擬似ランダムコードによって接続要求を完成することが異なる点である。共通接続チャンネル上のハードハンドオーバーのための接続要求を定義するためのシステムを使用し、ネットワーク進入手順を簡素化するために、ハードハンドオーバーの発生の時に、加入者端末機は、共通接続チャンネル上の接続要求を完了するためのあらかじめ割り当てられた擬似ランダムコードを選択する。ここで、各セルの割当て方法及び擬似ランダムコードの生成方法は、上述した方法と同一である。
【０１６６】
以下、加入者端末機によるレンジング処理を実現する手順について説明すると、下記の通りである。
【０１６７】
図８は、本発明の実施形態による加入者端末機の接続要求手順を示す図である。
【０１６８】
図８を参照すると、加入者端末機は、共通制御チャンネル上で、検査により、基地局からブロードキャスティングメッセージを周期的に受信する（７０２）。このとき、上記ブロードキャスティングメッセージがタイムｔ１の間に受信されなければ（７０４）、加入者端末機は、エラーを認識して、再初期化を遂行する（７０６）。ここで、上記ｔ１は、上記ブロードキャスティングメッセージを受信するために要求される最大時間を意味する。
【０１６９】
一方、加入者端末機が、基地局からのブロードキャスティングメッセージを正常に受信し、上記タイムｔ１内にアップリンクチャンネル情報ＵＬ−ＭＡＰを受信すると（７０８）、加入者端末機は、上記受信されたアップリンクチャンネル情報から接続チャンネルグループの割当て情報を取得する。このとき、加入者端末機は、上記接続チャンネルグループから接続チャンネルをランダムに選択し、上記選択された接続チャンネル内の接続要求メッセージＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ又はＲＮＧ−ＲＥＱを送信する（７１２）。ここで、上記ＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯの形態は、図５を参照して説明された。上記接続要求メッセージを送信した後に、加入者端末機は、基地局からの応答メッセージＲＮＧ−ＲＳＰの受信を待機する（７１４）。
【０１７０】
基地局から応答メッセージＲＮＧ−ＲＳＰの受信を待機する時間がｔ２を超過する場合（７１６）には、加入者端末機は、再送信数をあらかじめ定義された値と比較する（７１８）。ここで、上記ｔ２は、加入者端末機が応答を待機する最大時間を示す。
【０１７１】
一方、加入者端末機は、基地局から応答メッセージＲＮＧ−ＲＳＰの受信を待機する時間とタイムｔ２とを比較した結果として、上記再送信数があらかじめ定義された値よりも大きい場合には、エラー表示及びエラー処理を遂行する（７２０）。上記比較の結果として、上記再送信数が上記あらかじめ定義された値よりも小さい場合には、加入者端末機は、上記再送信数を許容可能な接続処理時間と比較する（７２２）。このとき、上記再送信数が許容可能な接続処理時間を超過する場合には、加入者端末機は、ステップ７２０に進行して、エラー処理を遂行する（７２０）。上記再送信数が許容可能な接続処理時間を超過しない場合には、加入者端末機は、サービスの優先順位に従って、バックオフドメインを選択する（７２４）。
【０１７２】
ここで、上記優先順位は、上記バックオフの開始点及び終了点で選択される。例えば、ハードハンドオーバーが発生する場合に、加入者端末機は、ハードハンドオーバーの優先順位に従って、バックオフドメインを選択する。
【０１７３】
ステップ７２４を遂行した後に、加入者端末機は、多重レベルバックオフアルゴリズムによって選択されたバックオフドメインからバックオフ値を選択する（７２６）。上記バックオフ値の選択が完了されると、加入者端末機は、上記バックオフ時間を計算するために待機する（７２８）。上記バックオフ時間が終了されると、加入者端末機は、上述したような接続チャンネルでＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ又はＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを再送信した後に（７３０）、ステップ７１４に進行して、次の応答メッセージＲＮＧ−ＲＳＰの受信を待機する。
【０１７４】
一方、加入者端末機は、ステップ７１４で、応答メッセージ受信待機時間ｔ２の間に、基地局から応答メッセージＲＮＧ−ＲＳＰを受信すると、上記応答メッセージＲＮＧ−ＲＳＰに従うローカルパラメーター（Local Parameter）を調節する（７３２）。続いて、加入者端末機は、上記ローカルパラメーターが正確に調節されたか否かを確認する（７３４）。このとき、上記調節されたパラメーターが正常ではない場合には、加入者端末機は、エラー処理を遂行する（７４０）。一方、上記調節されたパラメーターが正常である場合には、加入者端末機は、上記選択された接続チャンネル上の接続要求メッセージＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯ又はＲＮＧ−ＲＥＱを再送信する（７３６）。この後に、加入者端末機は、次のステップに進行して次の処理を遂行する（７３８）。
【０１７５】
一方、上記ＲＮＧ−ＲＥＱ又はＲＮＧ−ＲＥＱ−ＨＯメッセージは、上記接続要求のために割り当てられた基地局の識別子を含み、ここで、上記接続要求は、加入者端末機が基地局によって送信された関連情報を成功的に受信する基地局を意味する。
【０１７６】
以上、本発明の詳細について具体的な実施の形態に基づき説明してきたが、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、上記実施の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】
【０１７７】
【図１】一般的なＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による順方向及び逆方向チャンネルを割り当てるための方法を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態によるＴＤＤのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態によるＴＤＤのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態によるＦＤＤのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態によるＦＤＤのためのフレーム制御情報及びチャンネルマッピング方式を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による各接続チャンネルに個別的に対応する多重バックオフドメイン及び多重接続チャンネルの２種類のうちの一方のマッピング形態を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による各接続チャンネルに個別的に対応する多重バックオフドメイン及び多重接続チャンネルの２種類のうちの他方のマッピング形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によるハンドオーバーのために使用された接続要求メッセージのフォーマットを示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態によるハードハンドオーバーが発生した場合のレンジングを処理する手順を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態によるハードハンドオーバーが発生した場合のレンジングを処理する手順を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による加入者端末機の接続要求手順を示す図である。
【符号の説明】
【０１７８】
１１  基地局
１２  加入者端末機
１００  セル
１１０  基地局
１４０  基地局
１５０  セル
１１１，１１３，１３０，１５１，１５３  加入者端末機
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図８】
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【国際調査報告】
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