JP2008508783A - 無線通信システムにおける制御情報を圧縮する方法 - Google Patents

Abstract

サービング基地局（ＢＳ）の要求によって、端末（ＭＳＳ）が隣接基地局の情報をスキャニングしてサービング基地局へ伝送する無線通信システムにおける上りリンク制御情報を圧縮する方法は、端末が隣接基地局の基地局識別子（ＢＳ ＩＤ）を圧縮して、圧縮された基地局識別子とともに、該当隣接基地局の情報をサービング基地局へ伝送する。サービング基地局は、サービング基地局によって基地局識別子に対応する基地局インデックス及び情報の獲得を希望する、サービング基地局に関する少なくとも一つの隣接基地局の基地局識別子を含む隣接広告メッセージをブロードキャストする。すると、端末は、少なくとも一つの隣接基地局からのチャンネルをスキャニングし、スキャニング結果とともに少なくとも一つの隣接基地局の基地局インデックスをサービング基地局へ伝送する。

Description

本発明は、無線通信システムにおける資源管理に関し、特に、無線通信システムにおける資源効率性の向上のためのアップリンク制御メッセージのオーバーヘッドを減少させる方法に関する。

一般的に、セルラー基盤無線通信システムにおいて、端末（mobile subscriber station；ＭＳＳ）に対する初期網接続及びハンドオーバーを容易に遂行するために隣接基地局（Base Station;ＢＳ）の情報を収集する。このような目的のために、サービング基地局（serving BS）は、無線網を介して隣接ＢＳのチャンネル情報を収集するためのチャンネル要求メッセージを周期的に伝送する。これを受信したＭＳＳは、隣接ＢＳからのチャンネルをスキャニングした後に、隣接ＢＳに関するチャンネル情報メッセージをサービングＢＳへ伝送する。

このように、隣接ＢＳに関する情報をやり取りするために、サービングＢＳ及びＭＳＳは、隣接ＢＳの固有のグローバル識別子（ＩＤ）（global identifier）を用いて隣接ＢＳを区別する。従って、上記チャンネル要求メッセージ及びチャンネル情報メッセージのような制御メッセージは、隣接ＢＳを識別するグローバルＩＤを含む。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ａシステムにおいて、サービングＢＳは、ＭＳＳが最適のセルを選択するように助けるために、隣接広告（neighbor advertisement）メッセージによって隣接ＢＳに関する情報をブロードキャストする。上記隣接広告メッセージは、上記隣接ＢＳを区別するグローバルＩＤを含む。ＭＳＳは、上記隣接広告メッセージに基づいて隣接ＢＳのチャンネルをスキャニングし、チャンネルスキャニング結果を上りリンク報告メッセージを使用してサービングＢＳへ伝送する。また、ＭＳＳは、ハンドオーバーしようとする新たなＢＳをサービングＢＳへ通知する場合にも、グローバルＩＤを使用する。

しかしながら、グローバルＩＤの長さが比較的長いので、上りリンク報告メッセージへの複数のグローバルＩＤの送信は、相当なオーバーヘッドを引き起こす。

さらに、一般的に、ハンドオーバーが隣接ＢＳセット（neighbor BS set）内で行われ、隣接ＢＳセットが隣接広告メッセージを通じて周期的にブロードキャストされるので、サービングＢＳ及びＭＳＳが隣接ＢＳをすでに知っている場合が大部分である。従って、このようなグローバルＩＤの伝送によるオーバーヘッドを減少させる必要がある。

上記背景に鑑みて、本発明の目的は、上りリンク報告メッセージで隣接ＢＳを区別するためのグローバルＩＤを圧縮することによって、上りリンクチャンネルのオーバーヘッドを減少させる制御情報圧縮方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、上りリンクチャンネルのオーバーヘッドを減少させることによって、資源効率性を向上させる制御情報圧縮方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の第１の見地によると、サービングＢＳの要求によって、ＭＳＳが隣接ＢＳの情報をスキャニングして上記サービングＢＳへ伝送する無線通信システムにおける上りリンク制御情報を圧縮する方法は、ＭＳＳが隣接ＢＳのＢＳ ＩＤを圧縮するステップと、上記圧縮されたＢＳ ＩＤとともに、該当ＢＳの情報を上記サービングＢＳへ伝送するステップとを具備することを特徴とする。

上記圧縮ステップにおいて、上記サービングＢＳは、上記サービングＢＳによって上記ＢＳ ＩＤに対応するＢＳインデックス及び情報の獲得を希望する、上記サービングＢＳに関する少なくとも一つの隣接ＢＳのＢＳ ＩＤを含む隣接広告メッセージをブロードキャストして、スキャニング結果とともに上記少なくとも一つの隣接ＢＳの上記ＢＳインデックスを上記サービングＢＳへ伝送する。

上記サービングＢＳは、上記隣接ＢＳのＢＳ ＩＤを上記隣接ＢＳのＢＳインデックスにマッチングさせるマッピングテーブルを保存している。上記隣接広告メッセージは、上記隣接広告メッセージが伝送される時点を示す設定変数を含む。上記設定変数は、上記隣接広告メッセージのフレーム番号を示す。上記隣接広告メッセージに対する広告メッセージは、上記隣接広告メッセージの設定変数を含む。

望ましくは、上記ＢＳインデックスは、上記少なくとも一つの隣接ＢＳのＢＳグローバルＩＤの位置を示すループインデックスであり、上記ＢＳインデックスは、上記少なくとも一つの隣接ＢＳのループインデックスを上記設定変数と組み合わせて生成される。

上記ＢＳインデックスは、上記少なくとも一つの隣接ＢＳのＢＳ ＩＤの位置を示すループインデックスを上記隣接広告メッセージのフレーム番号と組み合わせて生成される。

本発明の上りリンク制御情報圧縮方法は、ＢＳとＭＳＳとが共有する隣接ＢＳに関する情報を交換する場合に長いＢＳアドレスを圧縮することによって無線資源を節約できる。また、上りリンク制御情報圧縮方法は、上りリンク制御情報圧縮を通じて資源効率性を増加させ、これによって、システム容量を増加させることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、公知の機能又は構成についての詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一の構成要素及び部分には、可能な限り同一の符号及び番号を共通使用するものとする。

ＩＥＥＥ８０２．１６標準によると、端末（ＭＳＳ）は、ＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージを通じてスキャニング結果を基地局（ＢＳ）へ伝送する場合に、隣接ＢＳを区別するために４８ビットのＭＡＣ（Medium Access Control）アドレスを使用する。しかしながら、本発明は、ＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージのすべての隣接ＢＳがＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージ内の隣接ＢＳリストのメンバーである場合に、４８ビットのＭＡＣアドレスの代わりに、８ビットの隣接ＢＳインデックスを使用する。この場合に、８ビットの隣接ＢＳインデックスは、隣接ＢＳリストでの該当隣接ＢＳの位置を意味する。

図１は、本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法で隣接広告メッセージの基本構成を示す概念図である。上記隣接広告（neighbor advertisement）メッセージは、隣接ＢＳの数を表示するＮ_Ｎｅｉｇｈｂｏｒフィールド１１と、隣接ＢＳの固有のＭＡＣアドレスを示すグローバルＩＤ１３−１乃至１３−ｎと、上記ＭＡＣアドレスにマッピングされる隣接ＢＳインデックスを示すＮＢＲ ＢＳインデックスとを含む。本発明の制御情報圧縮方法を支援するために、サービングＢＳは、隣接ＢＳのＭＡＣアドレスを隣接ＢＳインデックスにマッピングさせるマッピングテーブルを保存している。

図２は、本発明の好ましい実施形態による制御情報圧縮方法が適用される上りリンク制御メッセージの構成を示す概念図である。図２を参照すると、上記上りリンク制御メッセージは、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージをブロードキャストするフレームの番号を示す参照ＮＢＲ_ＡＤＶ識別子フィールド２１と、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージの隣接ＢＳのＩＤとしてのＮＢＲ_ＢＳ_ｉｎｄｅｘ２３−１乃至２３−ｎと、ＢＳインデックスの数を示すＮ_ＢＳ_ｉｎｄｅｘ２２とを含む。ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージがサービングＢＳによって周期的にブロードキャストされるので、ＭＳＳは、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージに関する参照ＮＢＲ_ＡＤＶフィールド２１に対するＩＤを上りリンク制御メッセージに明確に設定しなければならない。

図３は、本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法を説明するＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージの構成を示す。

図３を参照すると、サービングＢＳによってブロードキャストされるＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージは、２４ビットで表示されるオペレータＩＤ（Operator ID）フィールド３１と、現在伝送されるＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージのインスタンス（instance）を示す設定変数（Configuration Change Count）フィールド３２と、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶに含まれる隣接ＢＳの数を示すＮ_ｎｅｉｇｈｂｏｒｓフィールド３３と、隣接ＢＳの実際のＩＤを列挙するＢＳリストフィールド３５とを含む。

図３において、オペレータＩＤは、０ｘ００ｅｃｄｆ、設定変数は、３３、そして、Ｎ_Ｎｅｉｇｈｂｏｒは、１０である。

上記ＢＳリストにおいて、第１乃至第１０の隣接ＢＳ３５−１乃至３５−１０のＩＤは、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０００１２３、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０３２４２４、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０２３４２３、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ５４３５４３、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ２５６４３４、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ８４４３２５、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ４３ｄ２５４、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ５６２６６ｆ、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ８ｄａ０９ｄ、及びＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０４２０ａｃの順に設定される。

これらＢＳ ＩＤ ３５−１乃至３５−１０は、各々２４ビットを有する。上記２４ビットのＩＤ及び２４ビットのオペレータＩＤフィールド３１は、４８ビットのグローバルＩＤ、すなわち、ＭＡＣ ＩＤを構成する。

サービングＢＳは、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージを伝送する際に、上記ＢＳのＩＤとともに、隣接ＢＳインデックス、すなわち、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージでのループインデックス（loop index）“ｊ”を伝送して、ＢＳリストのＢＳ ＩＤに対応する隣接ＢＳインデックスをマッピングさせるマッピングテーブルを貯蔵する。したがって、

ｊ＝０：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０００１２３（３５−１）
ｊ＝１：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０３２４２４（３５−２）
ｊ＝２：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０２３４２３（３５−３）
ｊ＝３：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ５４３５４３（３５−４）
ｊ＝４：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ２５６４３４（３５−５）
ｊ＝５：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ８４４３２５（３５−６）
ｊ＝６：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ４３ｄ２５４（３５−７）
ｊ＝７：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ５６２６６ｆ（３５−８）
ｊ＝８：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ８ｄａ０９ｄ（３５−９）
ｊ＝９：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ０４２０ａｃ（３５−１０）

サービングＢＳからＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージを受信すると、ＭＳＳは、同一のマッピングテーブルを貯蔵し、隣接ＢＳのチャンネルをスキャニングし、スキャニング結果をサービングＢＳへ報告する。

図４は、ＭＳＳが図３に示したＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージに対する応答としてサービングＢＳへ伝送するＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージを示す。ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージは、周期的にブロードキャストされ、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージのＢＳリストに列挙された隣接ＢＳは、ネットワークトポロジーの変化又は通信環境の変化によって変更されることがある。従って、隣接ＢＳのＭＡＣアドレスの代わりに、隣接ＢＳインデックスを使用するためには、設定変数（Configuration Change Count）がＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージに含まれなければならない。

図４を参照すると、ＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージは、ＭＳＳが参照したＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージを示す設定変数フィールド４１と、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージに設定されている隣接ＢＳの数を示すＮ_ＮＥＩＧＨＢＯＲＳフィールド４２と、スキャニングされた隣接ＢＳのグローバルＩＤに対応する隣接ＢＳインデックスを列挙するＢＳインデックスリストフィールド４５とを含む。

図４における設定変数は、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶの設定変数と同一の３３であり、スキャニングを通じて確認された隣接ＢＳの数Ｎ_ＮＥＩＧＨＢＯＲＳは、４である場合の例を示している。

ＢＳインデックスリストフィールド４５は、ＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージに設定されたループインデックス“ｊ”に該当するスキャニングされた隣接ＢＳ４５−１乃至４５−４のインデックスを有する。

これら隣接ＢＳインデックスは、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝５、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝３、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝８、及びＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝０の順にて設定される。

ＭＳＳからＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージを受信すると、サービングＢＳは、設定変数３３に基づいて該当マッピングテーブルを選択して、ＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージに設定されているＢＳインデックスに基づいて隣接ＢＳを確認する。

ＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージに設定されているＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝５、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝３、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝８、及びＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝０は、次のような実際のＢＳグローバルＩＤにマッピングされる。

ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝５：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ００ｅｃｄｆ８４４３２５
ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝３：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ００ｅｃｄｆ５４３５４３
ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝８：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ００ｅｃｄｆ８ｄａ０９ｄ
ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸ＝０：ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤ＝０ｘ００ｅｃｄｆ０００１２３

このような方法にて、上りリンク制御メッセージに含まれるＮＢＲ_ＢＳ_ＩＤをＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸに置き換える場合に減少されるビット数（ＳＢ）は、次のような式（１）を利用して計算される。

ここで、Ｎ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸは、ＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージのＮ_ＮＥＩＧＨＢＯＲと同一である。

従って、図３及び図４に示された例において、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸを利用することによって節約されるビット資源の数は｛（４８−８）ｘ１０−８｝＝３９２ビットとなる。

表１は、本発明の望ましい実施形態による上りリンク制御メッセージ圧縮方法を使用する場合のＮ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸに対して減少されるビットの数を示すグラフである。

本発明の望ましい実施形態では、ＮＢＲ_ＢＳ_ＩＮＤＥＸを使用する上りリンク制御メッセージ圧縮方法をＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージに適用しているが、これに限定されることなく、ＭＳＳがハンドオーバーを初期化するために使用されるＭＯＢ_ＭＳＳＨＯ_ＲＥＱなどの多様な制御情報伝送メッセージに適用されることが可能である。

なお、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内であれば、種々な変形が可能であることは言うまでもない。よって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められるべきである。

本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法で隣接広告メッセージの基本構成を示す概念図である。 本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法が適用される上りリンク制御メッセージの構成を示す概念図である。 本発明の望ましい実施形態による制御情報圧縮方法を説明するＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージを示す図である。 ＭＳＳが図３に示したＭＯＢ-ＮＢＲ-ＡＤＶメッセージに対する応答としてＢＳへ伝送するＭＯＢ-ＳＣＡＮ-ＲＥＰＯＲＴメッセージを示す図である。

符号の説明

４１ 設定変数フィールド
４２ Ｎ_ＮＥＩＧＨＢＯＲＳフィールド
４５ ＢＳインデックスリストフィールド

Claims (13)

1. サービング基地局の要求によって、端末が隣接基地局の情報をスキャニングしてサービング基地局へ伝送する無線通信システムにおける上りリンク制御情報を圧縮する方法であって、
   端末が隣接基地局の基地局識別子を圧縮するステップと、
   前記圧縮された基地局識別子とともに、該当基地局の情報を前記サービング基地局へ伝送するステップと
   を具備することを特徴とする方法。
2. 前記圧縮ステップは、
   前記サービング基地局が、前記サービング基地局によって前記基地局識別子に対応する基地局インデックス及び情報の獲得を希望する、前記サービング基地局に関する少なくとも一つの隣接基地局の基地局識別子を含む隣接広告メッセージをブロードキャストするステップと、
   前記少なくとも一つの隣接基地局からのチャンネルをスキャニングするステップと、
   前記端末によって、スキャニング結果とともに前記少なくとも一つの隣接基地局の前記基地局インデックスを前記サービング基地局へ伝送するステップと
   を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記基地局インデックスは、前記少なくとも一つの隣接基地局の基地局識別子の位置を示すループインデックスであることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記サービング基地局は、前記隣接基地局の基地局識別子を前記隣接基地局の基地局インデックスにマッチングさせるマッピングテーブルを保存していることを特徴とする請求項２記載の方法。
5. 前記隣接広告メッセージは、前記隣接広告メッセージが伝送される時点を示す設定変数を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
6. 前記設定変数は、前記隣接広告メッセージのフレーム番号を示すことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記隣接広告メッセージに対する応答メッセージは、前記隣接広告メッセージの設定変数を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
8. 前記基地局インデックスは、
   前記少なくとも一つの隣接基地局の基地局識別子の位置を示すループインデックスを前記設定変数と組み合わせて生成されることを特徴とする請求項５記載の方法。
9. 前記基地局インデックスは、前記設定変数及び前記ループインデックスで表現されることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記基地局インデックスの最上位ビット（ＭＳＢ）は、前記設定変数であり、前記基地局インデックスの最下位ビット（ＬＳＢ）は、前記ループインデックスであることを特徴とする請求項８記載の方法。
11. 前記基地局インデックスは、前記少なくとも一つの隣接基地局の基地局識別子の位置を示すループインデックスを前記隣接広告メッセージのフレーム番号と組み合わせて生成されることを特徴とする請求項２記載の方法。
12. 前記基地局インデックスは、前記隣接広告メッセージのフレーム番号及び前記ループインデックスで表現されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 前記基地局インデックスの最上位ビット（ＭＳＢ）は、前記隣接広告メッセージのフレーム番号であり、前記基地局インデックスの最下位ビット（ＬＳＢ）は、前記ループインデックスであることを特徴とする請求項１１記載の方法。

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