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KR101009776B1 - 통신 시스템에서 인접 기지국 정보 송수신 시스템 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 인접 기지국 정보 송수신 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101009776B1
KR101009776B1 KR1020070049412A KR20070049412A KR101009776B1 KR 101009776 B1 KR101009776 B1 KR 101009776B1 KR 1020070049412 A KR1020070049412 A KR 1020070049412A KR 20070049412 A KR20070049412 A KR 20070049412A KR 101009776 B1 KR101009776 B1 KR 101009776B1
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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 기지국이 상기 기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제1인접 기지국 광고 메시지를 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 모든 이동 단말기들에게 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)하고, 상기 이동 단말기들 중 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 제1이동 단말기에게, 상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자를 사용하여, 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제2인접 기지국 광고 메시지를 유니캐스팅(unicasting)하며, 상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 한다.
IEEE 802.16 통신 시스템, 핸드오버, 인접 기지국 광고(MOB_NBR-ADV: Mobile Neighbor Advertisement) 메시지, 브로드캐스팅, 유니캐스팅, 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection IDentifier), 중요 연결 식별자(PCID: Primary Connection Identifier)

Description

통신 시스템에서 인접 기지국 정보 송수신 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD TO TRANSMIT RECEIVE NEIGHBOR BASE STATION INFORMATION IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 핸드오버 절차를 설명하기 위한 신호 흐름을 도시한 도면.
삭제
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 통신 시스템에서 인접 기지국 정보를 송수신하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템에서는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)을 갖는 서비스들을 고속의 전송 속도로 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 상기 차세대 통신 시스템인 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템에서는 이동성(mobility)과 QoS가 보장된 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 대표적인 통신 시스템의 예로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템을 들 수 있다.
상기 BWA 통신 시스템인 IEEE 802.16e 통신 시스템은 단말기의 고정성뿐만 아니라 이동성까지 고려하는 통신 시스템이다. 따라서 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 고정성 및 이동성을 모두 갖는 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함)는 다중 셀간을 이동할 경우 핸드오버(handover)의 지원으로 인해 이동성을 보장받을 수 있다.
상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)이 MS의 핸드오버를 지원하기 위해 자신이 관장하는 셀, 즉 서빙 셀 내의 모든 MS들에게 상기 서빙 셀과 인접한 셀들을 관장하는 각 인접 BS(Neighbor BS)의 정보를 송신한다. 구체적으로, 상기 BS는 인접 BS들의 정보를 포함하는 이동 인접 기지국 광고(MOB_NBR-ADV: Mobile Neighbor Advertisement, 이하 'MOB_NBR-ADV'라 칭하기로 함) 메시지를 주기적으로 방송하여 인접한 셀들의 상태 정보를 해당 MS들에게 미리 알리게 된다. 즉, 한 셀 내에 위치한 MS가 인접한 셀로 이동할 경우, 상기 MS는 미리 현재 자신이 위치한 셀을 관장하는 BS, 즉 서빙 BS(Serving BS)로부터 방송된 MOB_NBR-ADV 메시지를 수신한다. 이에 따라 상기 MS는 네트워크 ID, 채널 특성과 같은 상기 이동할 인접한 셀을 관장하는 BS, 즉 인접 BS의 정보를 미리 획득하여, 핸드오버를 수행할 수 있게 된다.
삭제
전술한 바와 같이 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 MS의 핸드오버를 지원한다. 그러나 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 MS는 서빙 BS로부터 주기적으로 방송되는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 수신하지 못할 경우, 정상적으로 핸드오버를 수행하지 못하는 문제점이 있다. 구체적으로 설명하면, 인접 BS 정보는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 통해 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection IDentifier, 이하 'BCID'라 칭하기로 함)에 대응하여 주기적으로 단편(fragmentation)화되어 방송된다. 이때 MS는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지의 모든 단편을 수신해야 정상적인 핸드오버를 수행할 수 있다. 따라서 상기 MS는 통신 환경 및 시스템 상황에 따라 상기 MOB_NBR-ADV 메시지의 모든 단편을 수신하지 못하는 경우, 정상적인 핸드오버를 수행할 수 없는 문제가 있다. 또한 MS는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지의 주기가 경과하여 상기 MOB_NBR-ADV 메시지의 모든 단편을 수신할 때까지 핸드오버를 보류함으로써 핸드오버시 지연이 발생하고 연결이 끊기는 문제를 갖게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 MOB_NBR-ADV 메시지가 방송될 때 BCID가 사용됨에 따라, 상기 BCID를 갖는 데이터 버스트들은 셀 내의 모든 MS들이 수신할 수 있도록 가장 강건한(robust) 인코딩 방식으로 인코딩된다. 예를 들어, 상기 BCID를 갖는 데이터 버스트들은 상기 IEEE 802.16e 시스템에서 가장 강건한 인코딩 방식인 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 1/2 방식으로 인코딩되고, 6회 반복(repetitions) 기법으로 방송된다. 이에 따라, 한 프레임에서 방송되는 MOB_NBR-ADV 메시지의 크기는 물리적으로 제약된다. 즉, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지는 서빙 BS와 인접 BS들의 물리적 또는 논리적인 형상의 차이(difference)를 표현하는 방식으로 구성되는데, 상기 서빙 BS와 인접 BS들 간의 차이가 클수록 MOB_NBR-ADV 메시지의 크기가 커지므로 상기 MOB_NBR-ADV 메시지 구성에는 한계가 있다.
상기 MOB_NBR-ADV 메시지는 최대 16개까지 단편화될 수 있으며, 하나의 단편에는 최대 256개의 인접 BS들의 정보가 포함될 수 있다. 즉, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지는 최대 4096개의 인접 BS들의 정보를 포함할 수 있다. 하지만 전술한 바와 같이 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 가장 강건하게 인코딩하는 경우, 하나의 단편에는 10개 미만의 인접 BS들의 정보가 포함되므로 서빙 셀 내에 존재하는 MS들에게 모든 인접 BS들의 정보를 방송하지 못하는 문제점이 있다.
아울러, 전술한 바와 같이 상기 MOB_NBR-ADV 메시지가 방송될 때 BCID가 사용됨에 따라, 서빙 셀 내의 모든 MS들은 상기 MOB_NBR-ADV 메시지에 포함된 모든 BS들의 정보를 획득할 수 있지만, 서빙 BS가 특정 인접 BS에 대한 정보를 특정 MS에게만 송신하고자 하는 경우, 방송 메시지인 상기 MOB_NBR-ADV 메시지로는 수행될 수 없는 문제가 있다. 그리고 상기 MOB_NBR-ADV 메시지는 메시지에 대한 인증 코드(Message Authentication Code)를 사용할 수 없는 방송 메시지이므로, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 수신한 MS는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 방송한 BS와의 인증을 수행할 수 없다. 또한, 상기 IEEE 802.16e 시스템에서는 동일 주파수 내에서 하향링크 프리앰블 인덱스(Preamble Index)가 114개로 정의되어 있다. 그리고 상기 MOB_NBR-ADV 메시지가 BCID에 대응하여 방송되는 경우, 상기 프리앰블 식별자는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지 내에서 유일하므로 특정 BS의 인접 BS들은 동일 주파수 내에서 하향링크 프리앰블 식별자를 재사용(Reuse)할 수 없는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 통신 시스템에서 인접 기지국 정보 송수신 시스템 및 방법을 제안한다.
또한 본 발명은 통신 시스템에서 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 특정 MS로 송수신 하는 시스템 및 방법을 제안한다.
아울러 본 발명은 통신 시스템에서 서빙 BS가 특정 인접 BS의 정보가 포함된 상기 MOB_NBR-ADV 메시지를 특정 MS로 송수신 하는 시스템 및 방법을 제안한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템의 기지국에서 인접 기지국 정보 송신 방법에 있어서, 상기 기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제1인접 기지국 광고 메시지를 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 모든 이동 단말기들에게 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)하는 과정과, 상기 이동 단말기들 중 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 제1이동 단말기에게, 상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자를 사용하여, 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제2인접 기지국 광고 메시지를 유니캐스팅(unicasting)하는 과정을 포함하며, 상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 통신 시스템의 이동 단말기에서 인접 기지국 정보 수신 방법에 있어서, 기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 기지국으로부터 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)되는 제1인접 기지국 광고 메시지를 수신하는 과정과, 상기 이동 단말기가 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 경우, 상기 이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자가 사용되어 유니캐스팅(unicasting)되는 제2인접 기지국 광고 메시지를 수신하는 과정을 포함하며, 상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하고, 상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하며, 상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 인접 기지국 정보 송신 시스템에 있어서, 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제1인접 기지국 광고 메시지를 서비스를 제공하는 모든 이동 단말기들에게 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)하고, 상기 이동 단말기들 중 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 제1이동 단말기에게, 상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자를 사용하여, 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제2인접 기지국 광고 메시지를 유니캐스팅(unicasting)하는 기지국을 포함하며, 상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은 인접 기지국 정보 수신 시스템에 있어서, 기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 기지국으로부터 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)되는 제1인접 기지국 광고 메시지를 수신하고, 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 경우, 전용으로 할당된 식별자가 사용되어 유니캐스팅(unicasting)되는 제2인접 기지국 광고 메시지를 수신하는 이동 단말기를 포함하며, 상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하고, 상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하며, 상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 한다.
후술할 본 발명의 실시예에서는 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 함) 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템에서의 인접 기지국 정보 송수신 시스템 및 방법에 대하여 설명한다. 그리고 후술할 본 발명의 실시예에서는 상기 통신 시스템을 IEEE 802.16 통신 시스템에서 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 함)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 함) 방식을 적용한 통신 시스템을 일예로 하여 설명한다. 하지만, 본 발명에서 제안하는 인접 기지국 정보 송수신 방법은 다른 통신 시스템들, 예컨대 진화(Evolution) IEEE 802.16 통신 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다.
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후술할 본 발명의 실시예에서는, 통신 시스템에서 서비스 영역을 관장하는 송신기, 예컨대 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 함)과 상기 송신기로부터 통신 서비스를 제공받는 수신기, 예컨대 고정성과 이동성을 모두 갖는 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 함) 간의 인접 기지국 정보 송수신 시스템 및 방법에 대하여 설명한다. 여기서 상기 MS가 다중 셀간을 이동할 경우, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 MS의 핸드오버(handover)를 지원하기 위해 상기 BS 자신이 관장하는 셀, 즉 서빙 셀 내의 모든 MS들에게 이동 인접 기지국 광고(MOB_NBR-ADV: Mobile Neighbor Advertisement, 이하 'MOB_NBR-ADV'라 칭하기로 함) 메시지를 주기적으로 방송한다. 여기서 MOB_NBR_ADV에는 상기 서빙 셀과 인접한 모든 셀들을 관장하는 인접 BS(Neighbor BS)들의 정보가 포함된다. 따라서 IEEE 802.16 통신 시스템은 인접한 셀들의 상태 정보를 MS에 미리 알릴 수 있게 된다. 즉, 한 셀 내에 위치한 MS가 인접한 셀로 이동할 경우, 상기 MS는, 미리 현재 자신이 위치한 셀을 관장하는 BS, 즉 서빙 BS(Serving BS)로부터 방송된 MOB_NBR-ADV 메시지를 수신함으로써 네트워크 ID, 채널 특성과 같은 상기 이동할 인접한 셀을 관장하는 BS, 즉 인접 BS의 정보를 미리 가질 수 있다. 이에 따라 IEEE 802.16e 통신 시스템은 MS의 핸드오버를 지원할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에서는 m개의 제1타입 인접 기지국과 n개의 제2타입 인접 기지국이 존재한다. 따라서 상기 인접 기지국의 타입에 따라 상기 서빙 BS는 서빙 셀 내에 존재하는 다수의 MS들 중 특정 MS에게 MOB_NBR-ADV 메시지를 브로드캐스팅(broadcasting) 방식이 아닌 유니캐스팅(unicasting) 방식으로 송신한다. 또한 본 발명의 실시예에서는, 상기 서빙 BS가 모든 인접 BS들 중에서 특정 타입의 인접 BS들의 정보만을 특정 MS에게 송신할 경우, 상기 특정 타입의 인접 BS들의 정보가 포함된 MOB_NBR-ADV 메시지를 브로드캐스팅 방식이 아닌 유니캐스팅 방식으로 상기 특정 MS에게 송신한다. 이하에 제시될 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1타입 인접 기지국을 공공 인접 기지국으로 가정하고, 상기 제2타입 인접 기지국을 사설 기지국으로 가정하여 설명한다.
그러면 여기서, 도 1을 참조하여 상기 IEEE 802.16 통신 시스템 구조를 설명하기로 한다.
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도 1은 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은, 셀1(100)과 셀2(150)로 구성된 다중 셀 구조를 갖는다. 그리고 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 셀1(100)을 관장하는 BS1(110)과 상기 셀2(150)를 관장하는 BS2(160) 및 다수의 MS들, 즉 MS1(112), MS2(114), MS3(130), MS4(162), MS5(164)를 포함한다. 상기 BS들(110,160)과 상기 MS들(112,114,130,162,164)간의 신호 송수신은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다. 그런데, 상기 MS들(112,114,130,162,164) 중 MS3(130)은 상기 셀1(100)과 상기 셀2(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재한다. 이에 따라 상기 MS3(130)이 상기 BS1(110)과 신호를 송수신하는 중에 상기 BS2(160)가 관장하는 셀2(150)로 이동하는 경우, 상기 MS3(130)의 서빙 BS(Serving BS)는 상기 BS1(110)에서 상기 BS2(160)로 변경되게 된다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 핸드오버 절차를 설명하기로 한다.
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도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 핸드오버 절차를 설명하기 위한 신호 흐름을 도시한 도면이다.
도 2에서는 서빙 BS가 MOB_NBR-ADV 메시지를 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection IDentifier, 이하 'BCID'라 칭하기로 함)를 이용하여 방송하고, 중요 연결 식별자(PCID: Primary Connection Identifier, 이하 'PCID'라 칭하기로 함)를 이용하여 유니캐스트 방식으로 서빙 셀 내에 존재하는 모든 MS들 중 특정 MS에게 MOB_NBR-ADV 메시지를 송신하는 경우의 핸드오버 절차를 보이고 있다.
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도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 통신 시스템에서 MS(202)는 서빙 BS(204)의 초기 망 접속에 성공하거나, 인접 BS로부터의 핸드오버에 성공하거나, 아니면 서빙 BS(204)에서 페이징 신호를 수신하여 재접속에 성공할 수 있다. 이처럼 상기 서빙 BS(204)는 자신이 관장하는 셀 내에 존재하는 MS(202)가 접속하면(212단계), 상기 접속한 MS(202)의 정보를 확인한다(214단계). 여기서 상기 서빙 BS(204)가 MS(202)의 정보를 확인함은, MS(202)의 위치 정보, 또는 채널 정보 등과 같은 통신 환경 및 시스템 환경 정보에 상응하여 MOB_NBR-ADV 메시지를 유니캐스트 방식으로 송신해야 하는 MS인지를 확인함을 의미한다. 상기 서빙 BS(204)는 인접 BS들 중에서 사설(private) 인접 BS에 대한 사설 MS의 식별자 리스트를 인지하고 있다. 본 발명의 실시 예에서는 MS(202)에 대한 사설 인접 BS가 인접 BS2(208)인 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 이에 따라 상기 서빙 BS(204)는 MS(202)가 사설 인접 BS인 인접 BS2(208)에 대한 사설 MS임을 확인한다. 즉, 상기 사설 MS인 MS(202)는 사설 MOB_NBR-ADV 메시지를 서빙 BS(204)로부터 수신한다.
삭제
그런 다음, 상기 서빙 BS(204)는 자신이 관장하는 셀 내에 존재하는 모든 MS들 중 임의의 MS(202)로 모든 인접 BS들의 정보가 포함된 MOB_NBR-ADV 메시지를 방송한다(216단계). 이때, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지는 서빙 BS(204)와 연결된 모든 MS들, 즉 서빙 셀 내에 존재하는 모든 MS들이 수신하도록 BCID를 통해 방송된다. 또한, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지는 서빙 셀 내에 존재하는 모든 MS들에게 방송되는 공공(public) 인접 BS들에 대한 정보를 포함하고, 최대 16개로 단편(fragmentation)화된다. 이에 따라 상기 MS(202)는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지의 모든 단편을 수신하여 인접 BS들의 정보를 획득한다.
다음으로, 상기 서빙 BS(204)는 앞서 설명한 바와 같이 사설 MS인 MS(202)로 사설 MOB_NBR-ADV 메시지를 PCID를 사용하여 유니캐스트 방식으로 서빙 셀 내에 존재하는 MS들 중에서 특정 MS로서 사설 MS인 MS(202)로 송신한다(218단계). 여기서, 상기 MS(202)는 216단계에서 BCID를 사용하여 브로드캐스팅 방식으로 서빙 BS(204)로부터 송신된 MOB_NBR-ADV 메시지는 수신하지 못하더라도, 218단계에서 PCID를 사용하여 유니캐스팅 방식으로 송신된 사설 MOB_NBR-ADV 메시지는 수신한다. 또한 218단계에서 PCID를 사용하여 유니캐스트 방식으로 송신된 사설 MOB_NBR-ADV 메시지는 사설 인접 BS에 대한 정보인 인접 BS2(208)의 정보를 포함하며, 상기 사설 인접 BS를 제외한 인접 BS들의 정보, 즉 공공 인접 BS들에 대한 정보인 인접 BS1(206)의 정보를 포함하지 않을 수도 있다. 여기서 상기 218단계에서 PCID를 사용하여 유니캐스트 방식으로 송신된 사설 MOB_NBR-ADV 메시지에 포함된 인접 BS들의 정보는 상기 서빙 셀과 인접한 셀들을 관장하는 모든 인접 BS들 중에서 소정개의 인접 BS들의 정보이거나, 214 단계에서 설명한 바와 같이 상기 MS(202)의 정보를 확인하기 위한 정보가 될 수 있다. 그리고 상기 인접 BS들의 정보는 상기 MS(202)의 위치 정보 또는 채널 정보 등에 상응한 소정개의 인접 BS들의 정보이거나, 상기 MS(202)가 인접 BS들 중에서 스캐닝할 인접 BS들의 정보가 될 수 있다.
상기 MS(202)는 획득한 인접 BS들의 정보를 이용하여 상기 인접 BS들, 예컨대 인접 BS1(206)과 인접 BS2(208)로부터 송신되는 기준 신호, 예컨대 파일럿(Pilot) 신호들의 신호 품질을 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 함) 또는 수신 신호 세기 강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator, 이하 'RSSI'라 칭하기로 함)를 스캐닝함으로써 측정한다(220 단계). 여기서 상기 MS(202)는 상기 파일럿 신호들의 신호 품질을 측정하기 위하여 인접 BS들(206,208)들로부터의 CINR 또는 RSSI를 스캐닝한다. 이어 상기 MS(202)는 핸드오버해야 함을 감지하면, 즉 현재 자신을 관장하는 서빙 BS(204)에서 다른 BS로 변경해야 함을 결정하면, 상기 서빙 BS(204)로 이동 MS 핸드오버 요청(MOB_MSHO-REQ: Mobile Station Handover Request, 이하 'MOB_MSHO-REQ'라 칭하기로 함) 메시지를 송신한다(222 단계).
이때, 상기 MS(202)는 상기 216단계에서 상기 BCID를 통해 브로드캐스트 방식으로 방송된 MOB_NBR-ADV 메시지로부터 인접 BS들의 정보를 획득한 공공 인접 BS들, 예컨대 인접 BS1(206)에 대해서는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지로부터 검출된 순서에 상응하여 BS 인덱스(BS_Index)를 통해 인접 BS임을 식별한다. 한편, 상기 MS(202)는 상기 218단계에서 PCID를 통해 유니캐스트 방식으로 송신된 MOB_NBR-ADV 메시지로부터 정보를 획득한 사설 인접 BS, 즉 인접 BS2(208)에 대해서는 상기 MOB_NBR-ADV 메시지로부터 검출된 순서와 무관하게 전(full) BS식별자(BSID: BS Identifier, 이하 'BSID'라 칭하기로 함)를 통해 인접 BS임을 식별한다.
상기 MOB_MSHO-REQ 메시지를 수신한 서빙 BS(204)는 상기 MOB_MSHO-REQ 메시지에 포함된 정보 엘리먼트(IE: Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 함)로부터 상기 MS(202)의 핸드오버 가능한 인접 BS들에 대한 추천 인접 BS 리스트를 검출한다. 여기서 상기 추천 인접 BS 리스트에는 상기 MS(202)가 핸드오버하는 것이 바람직하다고 판단되어 추천한 인접 BS들에 대한 정보가 포함된다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 추천 인접 BS 리스트에 인접 BS1(206)과 인접 BS2(208)가 포함되는 경우를 예로 들어 설명한다.
그러면 상기 서빙 BS(204)는 상기 추천 인접 BS 리스트에 포함된 추천 인접 BS들, 즉 인접 BS1(204)과 인접 BS2(208)로 핸드오버 요청(HO_Req: Handover Request, 이하 'HO_Req'라 칭하기로 함) 메시지를 각각 송신한다(224단계, 226단계). 여기서 상기 HO_Req 메시지에는 상기 MS(202)의 새로운 서빙 BS가 될 타겟 BS가 상기 MS(202)로 제공해야 하는 대역폭 및 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)에 대한 정보가 포함된다. 상기 HO_Req 메시지를 수신한 인접 BS1(206)과 인접 BS2(208)는 상기 HO_Req 메시지에 대한 응답으로서 핸드오버 응답(HO_Rsp: Handover Response, 이하 'HO_Rsp'라 칭하기로 함) 메시지를 상기 서빙 BS(204)로 각각 송신한다(228단계, 230단계). 여기서, 상기 HO_Rsp 메시지에는 MS(202)가 사용하는 QoS 중 인접 BS들(206,208)에서 지원 가능한 QoS 정보가 포함된다.
상기 인접 BS1(206)과 인접 BS2(208)로부터 상기 HO_Rsp 메시지를 수신한 서빙 BS(204)는 상기 HO_Rsp 메시지로부터 획득한 인접 BS들(206,208)의 정보, 예컨대 QoS 정보를 이동 기지국 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP: Mobile BS HandOver Response, 이하 'MOB_BSHO-RSP'라 칭하기로 함) 메시지에 포함시켜 상기 MS(202)로 송신한다(232단계).
이렇게 상기 MOB_BSHO-RSP 메시지를 수신한 MS(202)는, 상기 인접 BS들(206,208) 중에서 MS(202) 자신이 요구하는 대역폭과 QoS를 제공 가능한 최종 타겟 BS를 결정한다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 MS(202)가 상기 사설 인접 BS인 인접 BS2(206)을 최종 타겟 BS로 결정한 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 인접 BS(206)을 핸드오버 할 최종 타겟 BS로 결정한 MS(202)는 상기 MOB_BSHO-RSP 메시지에 대한 응답 메시지로 이동 핸드오버 지시(MOB_HO-IND: Mobile Handover Indication, 이하 'MOB_HO-IND'라 칭하기로 함) 메시지를 상기 서빙 BS(204)로 송신한다(234단계). 상기 MOB_HO-IND 메시지를 수신한 상기 서빙 BS(204)는 상기 MOB_HO-IND 메시지에 포함된 타겟 BS인 인접 BS2(208)로 핸드오버 확인(HO_Cnf: Handover Confirm, 이하 'HO_Cnf'라 칭하기로 함) 메시지를 송신한다(236단계). 그러면 상기 타겟 BS인 인접 BS2(208)는 수신한 HO_Cnf 메시지에 상응하여 핸드오버를 준비한다.
이하에서는 표 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 서빙 BS가 서빙 셀 내에 존재하는 MS로 송신하는 MOB_NBR-ADV 메시지를 설명하기로 한다.
하기의 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 MOB_NBR-ADV 메시지 구조를 나타낸 것이다.
Figure 112007037256251-pat00001
Figure 112007037256251-pat00002
Figure 112007037256251-pat00003
Figure 112007037256251-pat00004
상기 표 1에서, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지의 헤더 필드로서, MOB_NBR-ADV 메시지의 헤더 타입을 나타내는 Header Type 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지의 암호화 제어를 나타내는 Encryption Control 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지 헤더의 서브헤더를 나타내는 Type 필드와, 서브헤더 필드의 확장을 나타내는 ESF(Extended Subheader Field) 필드와, 순환 잉여 검사(cyclic redundancy check) 코드의 추가 여부를 나타내는 CRC Indicator 필드와, 암호화 키 시퀀스 여부를 나타내는 Encryption Key Sequence 필드와, 헤더의 길이를 나타내는 Length 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지 송신 방식, 즉 BCID를 통해 브로드캐스팅 방식으로 방송된 MOB_NBR-ADV 메시지인지와 특정 MS, 즉 사설 MS로 송신하기 위해 PCID를 통해 유니캐스팅 방식으로 송신된 MOB_NBR-ADV 메시지인지를 나타내는 CID 필드와, 헤더 검사 시퀀스 여부를 나타내는 Header Check Sequence 필드를 포함한다.
또한, 상기 MOB_NBR-ADV 메시지 필드로서, MOB_NBR-ADV 메시지 타입을 나타내는 Management Message Type 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지 필드의 스킵 필드를 나타내는 Skip-optional-fields bitmap 필드와, 운영자 구분을 위해 할당되어 일련의 BS가 공유하기 위해 사용되면 운영자의 식별자를 나타내는 Operator ID 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지 구성을 위한 변경 카운터를 나타내는 Configuration Change Count 필드와, 현재 프레임으로 전송되는 분할된 MOB_NBR-ADV 메시지의 인덱스를 나타내는 Fragmentation Index 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지의 분할 개수를 나타내는 Total Fragmentation 필드와, MOB_NBR-ADV 메시지에 포함된 인접 BS들의 개수를 나타내는 N_NEIGHBORS 필드를 포함한다.
그리고, 인접 BS 정보를 포함하는 MOB_NBR-ADV 메시지의 길이를 나타내는 Length 필드와, Co-located FA Indicator bit, FA Configuration indicator bit, Time/Frequency Synchronization Indicator, BS EIRP Indicator, DCD/UCD Reference Indicator, FA Index Indicator 그리고 FA number 등의 정보를 가지며 BS의 물리 정보를 나타내는 PHY Profile ID 필드와, 상기 PHY Profile ID 필드 셋에서 FA 인덱스를 나타내는 FA Index 필드와, 상기 PHY Profile ID 필드 셋에서 BS EIRP Indicator를 나타내는 BS EIRP 필드와, 인접 BS ID를 나타내는 Neighbor BSID 필드와, 프리앰블 및 서브채널 인덱스를 나타내는 Preamble Index/Subchannel Index 필드와, 최적의 핸드오버 처리를 나타내는 HO Process Optimization 필드와, 서비스 지원 스케쥴링을 나타내는 scheduling Service Supported 필드와, DCD 구성을 위한 변경 카운터를 나타내는 DCD Configuration Change Count 필드와, UCD 구성을 위한 변경 카운터를 나타내는 UCD Configuration Change Count 필드와, 물리적 모드 식별자를 나타내는 PHY Mode ID TLV(Type Length Valu)필드와, DCD 셋을 나타내는 DCD_settings TLV 필드와, UCD 셋을 나타내는 UCD settings TLV 필드와, 인접 BS의 트리거를 나타내는 Neighbor BS trigger TLV 필드, 및 암호 기반 메시지 인증 코드(CMAC: Cipher-based message authentication code, 이하 ‘CMAC’이라 칭하기로 한다) 튜플(Tuple) TLV 필드를 포함한다. 여기서, TLV 필드는 메시지의 사용 목적에 상응하여 포함되거나 불포함이 결정될 수 있는 가변 필드이다.
전술한 바와 같이, 서빙 BS가 서빙 셀 내에 존재하는 모든 MS들 중에서 특정 MS, 즉 사설 MS에게 PCID를 통해 유니캐스팅 방식으로 MOB_NBR-ADV 메시지는, 상기 Configuration Change Count 필드와, Fragmentation Index 필드, Total Fragmentation 필드가 '0'으로 세팅되어 무시된다. 또한, PCID가 사용되어 상기 MOB_NBR-ADV 메시지가 송신될 경우, 상기 Fragmentation Subheader나 Packing Subheader를 통해 MOB_NBR-ADV 메시지가 분할되어 송신될 수 있다. 이때, MOB_NBR-ADV 메시지의 Fragmentation 관련 필드는 사용되지 않는다. 그리고, 서빙 BS가 사설 MS에게 PCID를 통해 유니캐스팅 방식으로 MOB_NBR-ADV 메시지를 송신할 경우, Skip-optional-fields bitmap 필드의 7번째 비트를 통해 MOB_NBR-ADV 메시지 인증에 필요한 CMAC Tuple 유무를 지시할 수 있다. 즉, 상기 Skip-optional-fields bitmap 필드의 7번째 비트가 '1'로 설정되는 경우, MOB_NBR-ADV 메시지는 CMAC Tuple을 통해서 인증되며, 인증에 실패한 경우 스킵한다.
이렇게 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 서빙 BS는 서빙 셀 내에 존재하는 MS들, 다시 말해 자신에게 접속한 MS들을 확인하여 PCID를 통해 유니캐스팅 방식으로 MOB_NBR-ADV 메시지 수신을 필요로하는 MS, 즉 사설 MS가 존재하면 상기 사설 MS에 상응한 MOB_NBR-ADV 메시지를 구성고, 상기 구성한 MOB_NBR-ADV 메시지를 PCID를 통해 유니캐스팅 방식으로 상기 사설 MS에게 송신한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 서빙 BS가 인접 BS들의 정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 서빙 셀 내에 존재하는 모든 MS들에게 방송하거나, 유니캐스팅 방식으로 상기 모든 MS들 중에서 특정 MS에게 송신함으로써, 서빙 셀 내에 존재하는 모든 MS들에게 인접 BS들의 정보를 제공하여 정상적으로 핸드오버를 지원할 수 있다. 또한, 본 발명은, 유니캐스팅 방식으로 메시지를 송신함으로써 효율적인 부호화 방식의 적용이 가능하며, 그에 따라 자원을 효율적으로 사용하고 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 본 발명은 메시지의 사용 목적에 상응하여 메시지 인증 코드를 사용하여 메시지를 인증할 수 있다.

Claims (56)

  1. 통신 시스템의 기지국에서 인접 기지국 정보 송신 방법에 있어서,
    상기 기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제1인접 기지국 광고 메시지를 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 모든 이동 단말기들에게 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)하는 과정과,
    상기 이동 단말기들 중 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 제1이동 단말기에게, 상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자를 사용하여, 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제2인접 기지국 광고 메시지를 유니캐스팅(unicasting)하는 과정을 포함하며,
    상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지를 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 모든 이동 단말기들에게 브로드캐스팅하는 과정은,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지를 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection Identifier)를 사용하여 주기적으로 상기 모든 이동 단말기들에게 브로드캐스팅하는 과정을 포함하는 인접 기지국 정보 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자는 중요 연결 식별자(PCID: Primary Connection Identifier)임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2인접 기지국 광고 메시지는 각각 상기 제1 또는 제2 인접 기지국 광고 메시지의 인증에 사용되는 인증 정보를 포함하며, 상기 인증 정보는 암호 기반 메시지 인증 코드(CMAC: Cipher-based message authentication code)를 포함함을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 상기 모든 이동 단말기들에게 공통으로 할당된 식별자와, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보가 프레그멘테이션(fragmentation)된 개수를 나타내는 제1필드 및 상기 프레그멘테이션된 인접 기지국 정보의 인덱스를 나타내는 제2필드를 포함하며,
    상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 제1필드와 상기 제2필드를 포함하며, 상기 제1필드와 제2필드의 필드값은 무시됨을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 방법.
  6. 삭제
  7. 통신 시스템의 이동 단말기에서 인접 기지국 정보 수신 방법에 있어서,
    기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 기지국으로부터 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)되는 제1인접 기지국 광고 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 이동 단말기가 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 경우, 상기 이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자가 사용되어 유니캐스팅(unicasting)되는 제2인접 기지국 광고 메시지를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하고, 상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하며,
    상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection Identifier)가 사용되어 주기적으로 브로드캐스팅됨을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자는 중요 연결 식별자(PCID: Primary Connection Identifier)임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2인접 기지국 광고 메시지는 각각 상기 제1 또는 제2인접 기지국 광고 메시지의 인증에 사용되는 인증 정보를 포함하며, 상기 인증 정보는 암호 기반 메시지 인증 코드(CMAC: Cipher-based message authentication code)를 포함함을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 모든 이동 단말기들에게 공통으로 할당된 식별자와, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보가 프레그멘테이션(fragmentation)된 개수를 나타내는 제1필드 및 상기 프레그멘테이션된 인접 기지국 정보의 인덱스를 나타내는 제2필드를 포함하며,
    상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 제1필드와 상기 제2필드를 포함하며, 상기 제1필드와 제2필드의 필드값은 무시됨을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 방법.
  12. 삭제
  13. 인접 기지국 정보 송신 시스템에 있어서,
    인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제1인접 기지국 광고 메시지를 서비스를 제공하는 모든 이동 단말기들에게 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)하고, 상기 이동 단말기들 중 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 이동 단말기인 제1이동 단말기에게, 상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자를 사용하여, 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하는 제2인접 기지국 광고 메시지를 유니캐스팅(unicasting)하는 기지국을 포함하며,
    상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제1인접 기지국 광고 메시지를 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection Identifier)를 사용하여 주기적으로 상기 모든 이동 단말기들에게 브로드캐스팅함을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자는 중요 연결 식별자(PCID: Primary Connection Identifier)임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2인접 기지국 광고 메시지는 각각 상기 제1 또는 제2인접 기지국 광고 메시지의 인증에 사용되는 인증 정보를 포함하며, 상기 인증 정보는 암호 기반 메시지 인증 코드(CMAC: Cipher-based message authentication code)를 포함함을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 상기 모든 이동 단말기들에게 공통으로 할당된 식별자와, 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보가 프레그멘테이션(fragmentation)된 개수를 나타내는 제1필드 및 상기 프레그멘테이션된 인접 기지국 정보의 인덱스를 나타내는 제2필드를 포함하며,
    상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 제1필드와 상기 제2필드를 포함하며, 상기 제1필드와 제2필드의 필드값은 무시됨을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 송신 시스템.
  18. 삭제
  19. 인접 기지국 정보 수신 시스템에 있어서,
    기지국의 인접 기지국들이 m개의 공공(public) 인접 기지국과 n개의 사설(private) 인접 기지국인 경우, 상기 기지국으로부터 주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)되는 제1인접 기지국 광고 메시지를 수신하고, 상기 n개의 사설 인접 기지국 중 어느 하나로부터 서비스를 제공받는 경우, 전용으로 할당된 식별자가 사용되어 유니캐스팅(unicasting)되는 제2인접 기지국 광고 메시지를 수신하는 이동 단말기를 포함하며,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 상기 m개의 공공 인접 기지국에 대한 정보를 포함하고, 상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 n개의 사설 인접 기지국에 대한 정보를 포함하며,
    상기 m과 n은 각각 1 이상인 정수임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 방송 연결 식별자(BCID: Broadcast Connection Identifier)가 사용되어 주기적으로 브로드캐스팅됨을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 이동 단말기에게 전용으로 할당된 식별자는 중요 연결 식별자(PCID: Primary Connection Identifier)임을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 시스템.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2인접 기지국 광고 메시지는 각각 상기 제1 또는 제2인접 기지국 광고 메시지의 인증에 사용되는 인증 정보를 포함하며, 상기 인증 정보는 암호 기반 메시지 인증 코드(CMAC: Cipher-based message authentication code)를 포함함을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 시스템.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 제1인접 기지국 광고 메시지는 모든 이동 단말기들에게 공통으로 할당된 식별자와, 상기 m개의 인접 기지국에 대한 정보가 프레그멘테이션(fragmentation)된 개수를 나타내는 제1필드 및 상기 프레그멘테이션된 인접 기지국 정보의 인덱스를 나타내는 제2필드를 포함하며,
    상기 제2인접 기지국 광고 메시지는 상기 제1필드와 상기 제2필드를 포함하며, 상기 제1필드와 제2필드의 필드값은 무시됨을 특징으로 하는 인접 기지국 정보 수신 시스템.
  24. 삭제
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