KR20090093951A

KR20090093951A - 멀티홉 네트워크에서 경로 선택을 용이하게 하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20090093951A
Application number: KR1020097009424A
Authority: KR
Inventors: 쉬야말 라마찬드란; 케이스 제이. 골드버그
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-09-02
Also published as: WO2008057669A2; AU2007317700A1; EP2082592A4; BRPI0718826A2; WO2008057669B1; CN101543114A; EP2082592A2; WO2008057669A3; US20080107075A1

Abstract

멀티홉 네트워크에서 경로 선택을 용이하게 하는 시스템 및 방법은, 기지국에 의해서 가입국에 인접하는 복수의 국의 각각과 관련된 경로 메트릭을 수신하는 단계; 경로 메트릭의 각각을 현재의 경로 메트릭과 비교하는 단계; 및 비교한 경로 메트릭이 현재의 경로 메트릭보다 양호한 경우 기지국으로부터 가입국으로 경로 선택 추천을 송신하는 단계를 포함한다.

Description

멀티홉 네트워크에서 경로 선택을 용이하게 하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD TO FACILITATE PATH SELECTION IN A MULTIHOP NETWORK}

본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 좀더 구체적으로 중계국을 이용하는 통신 네트워크의 동작에 관한 것이다.

인프라스트럭처 기반 무선 네트워크는 고정된 유선 게이트웨이를 갖는 통신 네트워크를 포함한다. 다수의 인프라스트럭쳐 기반 무선 네트워크는 유선 네트워크와 결합된 고정된 기지국과 통신하는 모바일 유닛 또는 호스트를 채용한다. 모바일 유닛은, 무선 링크를 통해서 기지국과 통신하는 동안 지리적으로 이동할 수 있다. 모바일 유닛이 한 기지국의 범위를 벗어나서 이동하는 경우, 새로운 기지국에 연결되거나 "핸드오버(handover)"되어서 새로운 기지국을 통한 유선 네트워크와 통신을 시작할 수 있다.

셀룰러 네트워크나 위성 네트워크와 같은 인프라스트럭쳐 기반 무선 네트워크와 비교해서, 애드 혹 네트워크는 고정된 인프라스트럭쳐가 없는 경우에 동작할 수 있는 자가 형성 네트워크(self-forming networks)이고, 어떤 경우에는 애드 혹 네트워크가 완전히 모바일 노드로 형성된다. 애드 혹 네트워크는 일반적으로, 종종 "노드"로 지칭되며, 하나 이상의 링크(예컨대, 무선 주파수 통신 채널)에 의해서 서로 무선으로 연결되는, 지리적으로 분포된, 다수의 잠재적인 모바일 유닛을 포함한다. 노드들은 인프라스트럭처 기반 또는 유선 네트워크의 지원없이 무선 미디어를 통해서 서로 통신할 수 있다. 이러한 노드들 간의 링크 또는 커넥션은, 애드 혹 네트워크 내에서 기존의 노드가 이동함에 따라서, 새로운 노드가 애드 혹 네트워크에 참가하거나 진입함에 따라서, 기존의 노드가 애드 혹 네트워크를 떠나거나 나감에(exit) 따라서 임의의 방식으로 동적으로 변경될 수 있다. 애드 혹 네트워크의 토폴로지(topology)가 기술을 상당히 변경할 수 있기 때문에 애드 혹 네트워크가 동적으로 이들 변화를 조정할 필요가 있을 수 있다. 중앙 컨트롤러의 결여로 인해서, 노드가 토폴로지 변화에 응답하여 자가 조직되고 재조정(reconfigure)할 수 있도록 다수의 네트워크 제어 기능이 노드들 사이에 분포될 수 있다.

애드 혹 네트워크 노드의 한 특성은, 짧은 범위를 통해서 각 노드가 단일 "홉" 떨어진 노드와 직접 통신할 수 있다는 것이다. 그러한 노드는 종종 "인접 노드(neighbor nodes)"로 지칭된다. 노드가 목적지 노드(destination node)에 패킷을 송신하고 노드가 하나 이상의 홉에 의해서 분리되는 경우(즉, 2개 노드 사이의 거리가 노드의 무선 송신 범위를 초과하거나, 물리적 장벽이 노드들 사이에 존재함), 패킷들이 목적지 노드에 도달할 때까지 패킷들은 중간 노드("멀티-호핑(multi-hopping)")를 통해서 중계될 수 있다. 그러한 경우, 중간 노드 각각은, 패킷이 그 최종 목적지에 도달할 때까지, 루트를 따라서 패킷(예컨대, 데이터 및 제어 정보)을 다음 노드로 라우팅한다.

IEEE 802.16은 기지국(BS)과 가입국(SS) 사이의 원 홉(one hop) 링크를 갖는 PMP(point-to-multipoint) 시스템이다. 그러한 네트워크 토폴로지는 셀 경계에서 링크 버짓(link budget)에 심하게 압력을 가하고, 종종 그 라디오가 지원할 수 있는 고순위 변조를 이용하여 통신할 수 없는 셀 경계에 가입자를 렌더링한다. 열악한 커버리지 영역의 포켓은 높은 데이터 레이트 통신이 불가능한 경우에 생성된다. 이것은 전체 시스템 커패시티(capacity)를 차례로 떨어뜨린다. BS를 빽빽하게 배치함으로써 그러한 커버리지 보이드(voids)를 피할 수 있는 한편, 이것은 네트워크 배치를 위한 CAPEX(capital expenditure)와 OPEX(operational expenditure) 모두를 과감하게 증가시킨다. 보다 저렴한 해결책은, 열악한 커버리지를 갖는 영역 내에 중계국(RSs)(또한 중계기 또는 리피터로 공지됨)을 배치하고, 셀 경계 내의 가입자가 높은 데이터 레이트 링크를 이용하여 연결할 수 있도록 송신을 반복하는 것이다.

첨부한 도면은, 유사한 참조번호는 각 도면에 걸쳐서 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 지칭하며 이하의 상세한 설명과 함께 명세서에 포함되며 명세서의 일부를 형성하고, 본 발명에 따른 다양한 실시예를 도시하고 다양한 원리 및 이점 모두를 설명하도록 제공된다.

도 1은 예시적인 무선 통신 네트워크를 도시한다.

도 2는, 본 발명의 일부 실시에에 따른 도 1의 예시적인 무선 통신 네트워크를 사용하기 위한 예시적인 기지국을 도시한다.

도 3은, 본 발명의 일부 실시에에 따른 도 1의 예시적인 무선 통신 네트워크를 사용하기 위한 예시적인 중계국을 도시한다.

도 4는, 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 1의 예시적인 무선 통신 네트워크를 사용하기 위한 예시적인 가입국을 도시한다.

도 5는 본 발명의 적어도 일부 실시예를 구현하기 위한 도 1의 무선 통신 네트워크의 예시적인 부분이다.

도 6은 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따른 도 4의 가입국의 예시적인 동작을 도시하는 플로우차트이다.

도 7은, 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따른 도 2의 기지국의 예시적인 동작을 도시하는 플로우차트이다.

도 8은 본 발명의 적어도 일부 실시예를 구현하기 위한 도 1의 무선 통신 네트워크의 예시적인 부분이다.

도 9 및 10은, 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따른 도 1의 무선 통신 네트워크의 예시적인 동작을 도시하는 플로우차트이다.

도 11은 본 발명의 적어도 일부 실시예를 구현하기 위한 도 1의 무선 통신 네트워크의 예시적인 부분이다.

숙력된 기술자라면, 도면의 구성요소가 간단하고 명확하게 도시되고 반드시 비율에 맞게 그려지지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들면, 도면의 일부 구성요소의 치수는 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해서 다른 구성요소에 비해서 과장될 수 있다.

본 발명에 따라 상세한 실시예를 기술하기에 앞서, 실시예들은 주로 멀티홉 네트워크에서의 경로 선택에 관련된 방법 단계와 장치 컴포넌트의 조합에 존재하는 것으로 관찰될 것이다. 따라서, 장치 컴포넌트와 방법 단계들은, 본 명세서의 설명의 혜택을 갖는 당업자에게는 이미 명백한 본 개시를 애매하게 하지 않도록 본 발명의 실시예를 이해하는데 적절한 특정 세부사항만을 보여주는, 도면 내의 종래의 부호에 의해서 적절한 것을 나타낸다.

본 명세서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등의 관계적인 용어는, 그러한 엔티티 또는 액션 간의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 다른 엔티티나 액션과 하나의 엔티티 또는 액션을 구별하는 데에만 사용될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)" 또는 그 다른 변형은, 구성요소의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 구성요소만을 포함하지 않지만 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 명시적으로 열거되거나 내재되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있도록, 비배타적인 포함물을 커버하도록 의도된다. "하나의 ~를 포함하다"로 진행되는 하나의 구성요소는, 더 이상의 제한없이, 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치 내에 부가적인 동일한 구성요소의 존재를 배제한다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예는, 특정 논-프로세서(non-processor) 회로와 관련하여, 본 명세서에 기술된 멀티홉 네트워크 내의 경로 선택의 일부, 대부분, 또는 모든 기능을 구현하는 하나 이상의 프로세서를 제어하는 하나 이상의 종래 프로세서와 유일하게 저장된 프로그램 명령으로 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 논-프로세서 회로는 라디오 수신기, 라디오 송신기, 신호 드라이버, 클록 회로, 전력원 회로, 및 사용자 입력 디바이스를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 그러한 것으로서, 이러한 기능들은 멀티홉 네트워크 내에서 경로 선택을 행하는 방법의 단계들로서 해석될 수 있다. 대안적으로, 일부 또는 모든 기능들은, 저장된 프로그램 명령어가 없거나, 하나 이상의 ASICs(application specific integrated circuits)에 있는 상태 머신에 의해서 구현될 수 있으며, 각 기능 또는 특정 기능의 일부 조합은 커스텀 로직(custom logic)으로서 구현된다. 물론, 2개의 접근법의 조합이 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 기능을 위한 방법 및 수단이 본 명세서에 기술되었다. 또한, 최소한의 실험만으로 그러한 소프트웨어 명령 및 프로그램 및 ICs를 이미 생성가능하다는 것이 본 명세서에 기술된 개념 및 원리로 유도되는 경우, 당업자에게는, 가능한 상당한 노력 및 다수의 설계 선택에도 불구하고, 예를 들어, 이용가능한 시간, 현재 기술, 및 경제적 고려사항에 의해서 동기가 유발될 것으로 예상된다.

도 1은 본 발명의 적어도 일부 실시예의 구현에 사용되는 예시적인 무선 통신 네트워크를 도시한다. 도 1은 특히 IEEE 802.16 네트워크(100)를 도시한다. 도시한 바와 같이, 네트워크(100)는 복수의 가입국(110-n)과의 통신을 위한 적어도 하나의 기지국(105)을 포함한다. 예시적인 네트워크(100)는 복수의 중계기(115-n)(또한 중계국 또는 리피터(repeaters)로 알려짐)를 더 포함한다. 중계기(115-n)는 열악한 커버리지를 갖는 영역 내에 배치되고, 셀 경계 내의 가입국(110-n)이 높은 데이터 레이트 링크를 사용해서 연결될 수 있도록 송신을 반복한다. 어떤 경우에는, 중계기(115-n)는 또한 기지국(105)의 커버리지 범위를 벗어난 가입국(110-n)을 서빙할 수 있다. 일부 네트워크에서, 중계기(115-n)는 연결을 관리하지 않지만, 단지 데이터 중계만을 보조하는, 기지국(105)의 보다 간단한 버전이다. 대안적으로, 중계기(115-n)는 적어도 기지국(105)만큼 복잡할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적인 기지국(105)을 도시한다. 도시한 바와 같이, 기지국(105)은 복수의 포트(200-n), 컨트롤러(205), 및 메모리(210)를 포함한다.

각 포트(200-n)는 기지국(105)에 의한 네트워크 통신을 위해 엔드포인트(endpoint) 또는 "채널"을 제공한다. 각 포트(200-n)는, 예를 들어 IEEE 802.16 포트 또는 백홀(backhaul) 포트 또는 대안적인 백홀 포트로서 사용되도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 기지국(105)은 IEEE 802.16 포트를 사용하는 802.16 네트워크 내의 하나 이상의 중계국 및/또는 하나 이상의 가입국과 통신할 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.16 포트는 데이터와 관리 정보 모두를 송수신하는데 사용될 수 있다.

백홀 포트는 마찬가지로 기지국(105)에 의해서 백홀 통신에 대한 엔드포인트 또는 채널을 제공할 수 있다. 예를 들면, 기지국(105)은, 백홀 포트를 통해서, 유선 또는 무선일 수 있는 백홀을 이용하는 하나 이상의 기지국과 통신할 수 있다.

각 포트(200-n)는 기지국(105)의 동작을 위한 컨트롤러(205)에 결합된다. 각 포트는, 컨트롤러(205)의 제어하에서, 패킷화된 신호와 같은 통신 신호를 개별적으로 기지국(105)과 송수신하는 종래의 복조 및 변조 기술을 채용한다. 패킷화된 데이터 신호는, 예를 들면 노드 업데이트 정보를 포함하는 음성, 데이터 또는 멀티미디어 정보, 및 패킷화된 제어 신호를 포함할 수 있다.

컨트롤러(205)는, 본 명세서에 상세하게 기술되는 경로/링크 비용 관리 블록(215)을 포함한다. 경로/링크 비용 관리 블록(215)과 거기에 사용된 파라미터는 제조하는 동안 기지국(105)으로 하드 코딩되거나 프로그램될 수 있고, 고객 가입(customer subscription)시에 OTA(over-the-air) 프로그램될 수 있거나, 다운로드가능한 애플리케이션일 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 다른 프로그래밍 방법은 경로/링크 비용 관리 블록(156)을 기지국(105)으로 프로그래밍하는데 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한 경로/링크 비용 관리 블록(215)은 기지국 내의 하드웨어 회로일 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 본 발명에 따르면, 경로/링크 비용 관리 블록(215)은 도시된 바와 같이 컨트롤러(205) 내에 포함되거나, 대안적으로 컨트롤러(205)에 동작가능하게 결합된 개별 블록일 수 있다(도시되지 않음).

기지국(105)의 필요한 기능을 실행하기 위해서, 컨트롤러(205)는, 바람직하게는 RAM, ROM, EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), 및 플래시 메모리를 포함하는 메모리(210)에 결합된다.

메모리(210)는 관련 표(220)의 저장을 위한 저장 위치(storage location)를 포함한다. 관련 표(220)는, 본 발명에 따라서, 도메인 하의 각 가입국으로의 단-대-단 경로 메트릭(end-to-end path metrics)에 따른 기지국의 도메인 하의 모든 가입국의 리스팅을 저장한다. 기지국(105)에 직접 결합된 가입국에 대해서, 기지국은 경로/링크 비용 관리 블록(215)을 사용하여 원 홉 RSSI 및/또는 SNR 측정을 링크 메트릭으로 변환하고 결과를 관련 표(220)에 저장한다. 하나 이상의 중계국(115-n)을 통해서 기지국(105)에 결합된 가입국에 대해서, 기지국(105)은 가입국의 액세스 중계국(이것은 가입국이 직접 부착된 중계국임)의 도움으로 경로 메트릭을 안다. 각 중계국은 기지국(105)을 향한 다음-홉 중계국으로의 링크 품질(및 링크 메트릭의 결과로서)을 주기적으로 모니터한다. 그리고 각 중계국은 이 링크 메트릭을 업스트립 중계국에 의해 통지된(advertised) 경로 메트릭에 부가하여 기지국(105)으로의 단-대-단 경로 메트릭을 결정한다. 각 중계국은 또한 기지국(105)에 이값을 통지한다. 따라서, 기지국(105)은 기지국과 중계국 사이의 경로 메트릭을 주기적으로 통지받는다. 기지국(105)의 경로/링크 비용 관리 블록(215)은 이후 가입국으로의 경로 메트릭을 결정하고 관련 표(220) 내에 그것을 저장할 수 있다.

당업자라면, 메모리(210)가 기지국(105) 내에 통합될 수 있고, 또는 대안적으로 메모리 저장 디바이스와 같은 외부 메모리 내에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 메모리 저장 디바이스는 SIM(subscriber identification module) 카드일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적인 중계국(115)을 도시한다. 도시한 바와 같이, 중계국(115)은 복수의 포트(300-n)를 포함한다. 각 포트(300-n)는, 예컨대 IEEE 802.16 포트 또는 백홀 포트 또는 대안적인 백홀 포트로서 사용되도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 복수의 포트(300-n)는, 하나 이상의 기지국, 하나 이상의 중계국 및/또는 하나 이상의 가입국과 통신하는데 사용되는 IEEE 802.16 포트를 포함할 수 있다. 중계국(115)은 컨트롤러(305)와 메모리(310)를 더 포함한다.

예를 들면, IEEE 802.16 포트는 중계국(115)에 의한 802.16 네트워크 통신을 위해서 엔드포인트 또는 "채널"을 제공한다. 예를 들면, 중계국(115)은 IEEE 802.16 포트를 이용하는 802.16 네트워크 내의 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 중계국 및/도는 하나 이상의 가입국과 통신할 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.16 포트는 데이터와 관리 정보 모두를 송수신하는데 사용될 수 있다.

각 포트(300-n)는 중계국(115)의 동작을 위한 컨트롤러(305)에 결합된다. 각 포트는, 컨트롤러(305)의 제어 하에서 패킷화된 신호와 같은 통신 신호를 개별적으로 중계국(115)과 송수신하는 종래의 복조 및 변호 기술을 채용한다. 패킷화된 데이터 신호는, 예컨대, 노드 업데이트 정보를 포함하는 음성, 데이터 또는 멀티미디어 정보, 패킷화된 제어 신호를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 컨트롤러(305)는 경로/링크 비용 관리 블록(315)을 포함한다. 당업자에게는, 경로/링크 비용 관리 블록(315) 및 거기에 사용된 파라미터는 제조하는 동안 중계국(115)으로 하드 코드되거나 프로그램될 수 있고, 고객 가입시 OTA 프로그램될 수 있고, 또는 다운로드가능한 애플리케이션일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다른 프로그래밍 방법이 경로/링크 비용 관리 블록(315)을 중계국(115)으로 프로그램하는데 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 당업자라면 또한, 경로/링크 비용 관리 블록(315)이 중계국(115) 내의 하드웨어 회로일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명에 따르면, 경로/링크 비용 관리 블록(315)은 도시된 바와 같이 컨트롤러(305) 내에 포함될 수 있으며, 또는 대안적으로 컨트롤러(305)에 동작가능하게 결합된 개별 블록일 수 있다(도시되지 않음).

중계국(115)의 필요한 기능을 실행하기 위해서, 컨트롤러(305), 및/또는 경로/링크 비용 관리 블록(315)은 각각, 바람직하게는 RAM, ROM, EEPROM, 및 플래시메모리를 포함하는 메모리(310)에 결합된다. 메모리(310)는 인접표(neighbor table)(320)의 저장을 위한 저장 위치를 포함한다.

동작시, 경로/링크 비용 관리 블록(315)은 관련 기지국을 향한 다음-홉 중계국으로의 링크 품질(및 그 링크 메트릭 결과로서)을 주기적으로 모니터한다. 그 후 경로/링크 비용 관리 블록(315)은 인접 표(320)에 저장된 업스트립 중계국에 의해서 통지된 경로 메트릭에 이 링크 메트릭을 부가하여 기지국으로의 단-대-단 경로 메트릭을 결정한다. 중계국(115)은 또한 기지국에 이 값을 통지한다.

일 실시예에서, 중계국(115)이 관련된 가입국에 대한 액세스 중계국이면, 액세스 중계국(115)의 경로/링크 비용 관리 블록(315)은 관련된 가입국(100) 상에서 측정하여 액세스 링크 상의 링크 메트릭을 결정한다. 그 자체와 관련된 기지국 사이의 집합 경로 메트릭(aggregate path metric)에 이 값을 부가하여 가입국과 기지국 사이의 경로 메트릭을 결정한다. 중계국(115)은 또한 기지국에 이 값을 통지할 수 있다.

당업자라면, 메모리(310)가 중계국(115) 내에 통합될 수 있고, 또는 대안적으로, 메모리 저장 디바이스와 같은 외부 메모리 내에 적어도 일부가 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 메모리 저장 디바이스는, 예를 들면, SIM 카드일 수 있다.

네트워크(100)와 같은 통상의 시스템에서, IEEE 802.16 기지국(BSs)은 IEEE 802.16 무선 인터페이스 상에서 다른 기지국으로 트래픽을 전달하지 않는다. 또한, IEEE 802.16 중계기(RSs)는 트래픽을 기지국, 중계국, 또는 가입국(SSs)에 전달할 수 있다. 전술한 바와 같이, 중계국은 기지국 중의 적어도 하나에 의해서 중계국 자신이 관리/제어된다. 또한 중계국은 고정, 노마딕(nomadic)이거나, 모바일일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 네트워크(100)의 중계국(115-n)은 기지국 커버리지 영역(120) 외부에 통신 커버리지를 제공할 수 있다. 예를 들면, 중계국 3(115-3)은 커버리지 영역(125)을 제공하고, 중계국 4(115-4)는 기지국(105)의 커버리지 영역(120) 외부의 통신 커버리지를 포함하는 커버리지 영역(130)을 제공한다. 따라서, 중계국 3(115-3)에 의한 통신은 가입국 7(110-7)에 대한 통신을 포함할 수 있고, 중계국 4(115-4)에 의한 통신은 가입국 6(110-6)에 대한 통신을 포함할 수 있으며, 그렇지 않으면 직접 기지국(105)에 향할 수 없을 것이다. 가입국 6(110-6)과 가입국 7(110-7)은 기지국(105)에 의해서 직접 제어되기 때문에, 중계국(115-4 및 115-3) 각각에 의해서, 또는 중계국(115-4 및 115-3) 각각을 통해서 기지국(105)에 의해서 완전히 제어된다.

요약하면, IEEE 802.16 시스템에 도입된 중계국(RS)은 기지국(BS)의 범위를 연장하고 가입국(SS)이 BS로 멀티홉하도록 허용함으로써 커버리지와 커패시티 이득을 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 가입국(110)의 일 실시예의 전자 블록도이다. 도시한 바와 같이, 가입국(110)은 안테나(400), 트랜스시버(또는 모뎀)(405), 프로세서(410), 및 메모리(415)를 포함한다.

안테나(400)는 네트워크(100) 내의 하나 이상의 기지국(105), 하나 이상의 중계국(115), 및/또는 하나 이상의 가입국(110)으로부터 송신된 신호를 인터셉트한다. 안테나(400)는, 패킷화된 신호와 같은 통신 신호를 가입국(110)과 송수신하는 종래의 복조 기술을 채용하는 트랜스시버(405)에 결합된다. 패킷화된 데이터 신호는, 예컨대, 노드 업데이트 정보를 포함하는 음성, 데이터 또는 멀티미디어 정보, 및 패킷화된 제어 신호를 포함할 수 있다. 트랜스시버(405)가 프로세서(410)로부터 명령을 수신하는 경우, 트랜스시버(405)는 안테나(400)를 통해서 네트워크(100) 내의 하나 이상의 디바이스에 신호를 보낸다. 예를 들면, 가입국(110)은, 안테나(400)와 IEEE 802.16을 이용한 트랜스시버(405)에 의해서 802.16 네트워크 내의 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 중계국 및/또는 하나 이상의 가입국과 통신하여 데이터와 관리 정보를 송수신할 수 있다.

대안적인 일 실시예(도시되지 않음)에서, 가입국(110)은 수신 안테나와 네트워크(100)로부터 신호를 수신하는 수신기와, 송신 안테나와 신호를 네트워크(100)에 송신하는 송신기를 포함한다. 당업자라면, 동일하거나 대안적인 형태의 다른 유사한 전자 블록도가 가입국(110)에 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

수신된 메시지를 처리하는 종래의 신호 처리 기술을 이용하는 프로세서(410)가 트랜스시버(405)에 결합된다. 당업자라면, 부가적인 프로세서가 프로세서(410)의 처리 요구조건을 다루는데 요구되는 대로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명에 따라서, 프로세서(410)는 가입국(110)과 적어도 하나의 기지국(105), 중계국(115), 또는 가입국(110) 사이의 통신을 위한 최적의 경로를 선택하기 위한 경로 선택 블록(420)을 포함한다. 당업자는, 경로 선택 블록(420)이 제조하는 동안 가입국(110)으로 하드 코드되거나 프로그램될 수 있고, 고객 가입시 OTA 프로그램될 수 있고, 또는 다운로드가능한 애플리케이션일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 프로그래밍 방법은 경로 선택 블록(420)을 가입국(110)으로 프로그램하는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 당업자는 또한, 경로 선택 블록(420)이 가입국(110) 내의 하드웨어 회로일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명에 따르면, 경로 선택 블록(420)은 도시된 프로세서(410)에 포함될 수 있고, 또는 대안적으로 프로세서(410)에 동작가능하게 결합된 개별 블록일 수 있다(도시되지 않음). 경로 선택 블록(420)의 다른 동작은 본 명세서에 이하에 기술될 것이다.

가입국(110)의 필요한 기능을 실행하기 위해서, 바람직하게는 프로세서(410)는 RAM, ROM, EEPROM, 및 플래시 메모리를 포함하는 메모리(415)에 결합된다. 본 발명에 따른 메모리(415)는, 본 명세서에 후술되는, 관련 표(425)의 저장을 위한 저장 위치를 포함한다.

동작시, 가입국(110)이 초기에 네트워크에 참가하는 경우, 경로 선택 블록(420)은 관련 표(425)에 저장된 하나 이상의 인접국과 관련된 하나 이상의 링크 메트릭을 사용하여, 도 6에서 보다 상세하게 이하에 기술되는 바와 같이 관련되는 서빙국을 결정한다.

당업자라면, 메모리(415)가 가입국(110) 내에 통합될 수 있고, 또한 대안적으로 메모리 저장 디바이스와 같은 외부 메모리 내에 적어도 일부가 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 메모리 저장 디바이스는, 예컨대 SIM 카드일 수 있다.

원-홉 네트워크(즉, 원-홉 IEEE 802.16 네트워크)에서, 네트워크로 진입하는 동안, 가입국(SS)은 하나 이상의 기지국(BS)으로부터 수신된 신호의 신호 강도 및/또는 SNR(signal-to-noise ratio)를 측정하는데 충분하다. 가입국은 이후 관련된 최선의 기지국을 선택하기 위해서 각 기지국으로부터 측정된 파라미터들을 비교한다.

커버리지 확장 또는 커패시티 개선의 목적으로 중계국(RS)을 채용하는 멀티홉 네트워크(즉, 멀티홉 IEEE 802.16 네트워크)에서, 가입국(SS)이 기지국과 관련하기 전에 (하나 이상의 중계국에 직접 또는 이를 통해서) 단-대-단 경로 메트릭을 고려하는 것이 중요하다. 단-대-단 경로 메트릭은 일반적으로 액세스 링크(BS-SS 또는 RS-SS) 및 모든 중계 링크(BS-RS 또는 RS-RS)의 개별 링크 메트릭들의 전체 합이며, 가입국과 기지국 사이의 단-대-단 경로 상에서 발생한다. 당업자라면 단-대-단 경로 메트릭은 또한 경로의 개별 링크 메트릭의 다른 소정의 함수일 수 있고, 언제나 부가적일 필요는 없다. 액세스 링크 상의 원-홉 신호 강도 또는 SNR 측정만으로는 가입자에게 액세스 노드의 적절성을 제공하지 못할 것이다.

당업자라면, 모든 중계국이 네트워크 내의 가입국 각각에 기지국과 유사한 것으로 나타나는 것이 바람직하다는 것을 이해할 것이다. 또한, 기존의 가입국을 변경없이 사용하여 멀티홉 네트워크에서 동작하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 제한이 주어지면, 본 발명은, 네트워크에 의해서 가입국에 대한 지능형 경로 선택을 용이하게 하는 방법을 제공한다. 가입국에 명백한 방법을 제공함으로써, 기존의 핸드오프 메시지(즉, 기존의 IEEE 802.16 핸드오프 메시지)가 재사용될 수 있다.

당업자라면, 가입국이 핸드 오프하는 타겟 기지국이 궁극적으로 가입국의 결정이라는 것을 이해할 것이다. 서빙 기지국은 다른 기지국을 추천할 것이고, 오히려 가입국이 핸드오프할 것을 강요할 수 있지만, 타겟은 언제나 가입국의 선택이다. 가입국은, 적절한 핸드오프 타겟으로 인식되는 인접국들(neighbors) 중의 어떠한 것도 선택할 수 있다. 가입국은 멀티홉 네트워크의 존재를 인식하지 못하기 때문에, 가입국은 원-홉 다운링크 측정에 기초하여 잘못된 결정을 하기 쉽다.

본 발명은, 중계국(들)이 가입국을 다루기에 적합하지 않다고 판정하는 경우, 가입국의 고려사항으로부터 하나 이상의 중계국을 제거함으로써 가입국에 의한 그러한 잘못된 결정을 최소화하는 방법을 제공한다.

특히, 본 발명은 이하의 기존 네트워크 문제점에 대한 해결책을 제공한다.

a. 가입국이 네트워크로 진입하는 경우, 원-홉 다운링크(DL) SNR 또는 RSSI 상의 서빙 기지국의 선택에 기초한다. 이것은 멀티홉 네트워크에 대해서는 불충분하고 네트워크 성능에는 치명적일 수도 있다.

b. 가입국이 서빙 기지국으로부터 다른 인접국으로 핸드오프하는 경우, 그 인접 선택 기준은 일반적으로 가장 강한 원-홉 DL을 선택하는 것을 수반한다. 원 홉 DL 측정은 불충분하다. 네트워크는 가입국이 덜 적합한 것을 통해서 보다 적절한 인접 기지국을 선택하도록 유리하게 보조해야 한다.

도 5는 본 발명의 적어도 일부 실시예를 구현하기 위한 멀티-홉 네트워크의 예시적인 부분이다. 본 명세서에서 전술한 바와 같이, 기지국은 도메인 하의 모든 가입국으로의 단-대-단 경로 메트릭을 유지한다. 기지국에 직접 결합된 가입국에 대해서, 기지국은 링크 메트릭으로의 원 홉 RSSI 또는 SNR 측정에 의해서 링크 메트릭을 안다. 예를 들면, 도 5에서, 기지국(105)은 SS1(110-1)에 대한 링크 메트릭을 Cbs1로 판정하고 기록한다. 기지국(105)으로부터 원 홉이기 때문에, 이것은 또한 SS1(110-1)으로의 전체 경로 메트릭이다.

하나 이상의 중계국(115-n)을 통해서 부가된 가입국(110-n)에 대해서, 기지국(105)은 각 가입국의 액세스 중계국의 보조로 경로 메트릭을 알게 된다. 본 명세서에 전술한 바와 같이, 각 중계국(115-n)은 기지국(105) 쪽의 다음-홉 중계국에의 링크 품질(및 그 링크 메트릭의 결과로서)을 주기적으로 모니터한다. 이후 각 중계국(115-n)은 업스트림 중계국에 의해서 통지된 경로 메트릭에 이 링크 메트릭을 부가하여 기지국(105)으로의 단-대-단 경로 메트릭을 결정한다. 각 중계국(115-n)은 또한 기지국(105)에 이 값을 통지한다. 따라서 기지국(105)은 기지국(105)과 중계국(115-n) 사이의 경로 메트릭을 주기적으로 통지받는다. 예를 들면, 도 5에서, RS2(115-2)는 그 자신과 기지국(105) 사이의 비용을 Cb2로 결정한다. 기지국(105)과 그 자신 사이의 경로 메트릭으로서 이 값을 기지국(105)에 통지한다. 또한 RS3(115-3)에 이 비용, Cb2를 통지한다. RS3(115-3)은 이후 그 자신과 기지국(105) 사이의 경로 메트릭을 (Cb3=Cb2+C23)으로 보고한다. 이 부가적인 경로 메트릭은 본 명세서(및 본 발명 명세서 전체)에 간단하게 사용된 일례일 뿐임에 유의한다. 경로 메트릭은 (Cb2, C23)의 소정의 함수일 수 있다.

본 명세서에 전술한 바와 같이, 액세스 중계국(115-n)은 관련 가입국(110-n) 상에서 측정하여 액세스 링크 상에서 링크 메트릭을 결정한다. 그 자신과 기지국(105) 사이의 집합 경로 메트릭에 이 값을 부가하여 가입국(110-n)과 기지국(105) 사이의 경로 메트릭을 결정한다. 예를 들면, 도 5에서, RS1(115-1)은 그 자신과 SS2(110-2) 사이의 링크 메트릭을 C12로 결정한다. 이것을 기지국(105)으로의 자신의 비용, Cb1에 부가하여, 기지국(105)에 (C12+Cb1)의 경로 메트릭을 보고한다. RS1(115-1)은, 주기적으로 또는 가입국(110-2)이 핸드오프에 관심을 표시할 때, 기지국(105)에 이 가입국 경로 메트릭을 통지한다.

효과적으로, 가입국이 기지국과 직접 또는 하나 이상의 중계국을 통해서 관련되는 경우, 기지국은 기지국과 가입국 사이의 단-대-단 경로 메트릭을 인식한다. 이 값은 기지국에 의해 사용되어 가입국에 대한 인접 통지(neighbor advertisement)를 커스터마이즈하는데(customize) 사용된다.

초기 가입국 네트워크 진입

도 6은, 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따라 초기에 네트워크로 진입하는 경우에 가입국의 동작(600)을 도시하는 플로우차트이다. 특히, 동작(600)은 도 4의 가입국(110)의 경로 선택 블록(420) 내에 구현될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 처음에 네트워크에서 가동하는 가입국과 단계 605로 동작을 시작한다(즉, 핸드오프 하지 않음). 다음으로, 단계 610에서, 가입국은 기지국 및 중계국으로부터 다운링크 프리엠블 송신을 검색한다(예컨대, IEEE 802.16 역호환성 요구조건(backward compatibility requirement)에 따라 기지국이 가입국과 유사하게 보임). 하나 이상의 다운링크 프리엠블 송신을 수신한 후, 단계 615에서 가입국은, 바람직한 서빙국과 같이 가장 강한 다운링크 프리엠블을 갖는 기지국 또는 중계국을 선택한다.

다음으로, 단계 620에서, 가입국은 선택된 서빙국에 의해서 스케줄된 초기 레인징 간격 동안 업링크 상에서 레인징 시퀀스(즉, CDMA(Code division multiple access) 레인징 시퀀스)를 송신함으로써 선택된 서빙국으로 레인지하는 것을 시도한다. 초기 레인징 코드를 수신하는 기지국 또는 중계국은 필요한 보정값을 리턴(return)하여, 가입국에게 본 가입국에 할당된 전용 슬롯에서 "계속(continue)"될 것을 요청해야 한다.

본 발명에 따르면, 가입국이 업링크 상의 RNG-REQ(ranging request) 메시지를 보내는 경우, 서빙국은 "서빙 기지국 식별(BS ID)" 필드를 고려해서 이 가입국이 처음으로 네트워크에 진입하는지 핸드오프하는지를 판정한다. 가입국이 RNG-REQ 내에 유효 BS ID를 갖지 않는 경우, 서빙국은 가입국이 네트워크로의 새로운 진입자(entrant)라고 가정한다. 이후 레인징 코드(ranging code) 상에서 이루어진 업링크 측정은 가입국으로의 예상된 링크 메트릭으로 변환된다. 서빙국이 기지국인 경우, 이 링크 메트릭은 또한 단-대-단 경로 메트릭이다. 서빙국이 중계국인 경우, 링크 메트릭 값은 그 기지국으로의 경로 메트릭과 조합된다. 중계국의 단-대-단 경로 메트릭이 허용 값 이하인 경우, 서빙국은 네트워크에 액세스하는 가입국의 시도를 거절한다. 이를 달성하는 바람직한 메커니즘은 서빙국이 "중단(abort)"의 레인징 상태를 갖는 RNG-RSP(ranging response)을 보내는 것이다. 도 6의 단계 625에서, 레인징 시도가 거절되면, 동작은 가입국이 다운링크를 다시 스캔해서 상이한 서빙국을 선택하는 단계 610으로 돌아간다.

단계 625에서 시도가 거절되지 않는 경우(즉, 수락됨), 동작은, 선택된 서빙국과 가입국 사이에 통신이 확립된 단계 630으로 계속된다.

핸드오프 최적화

본 발명은 후술되는 핸드오프 동안 가입국이 최선 경로를 선택하는 것을 보조하는 다수의 개선책을 제공한다.

커스터마이즈된 인접 리스트

최근의 셀룰러 네트워크에서 각 기지국은, 그 셀 내의 모든 가입국으로의 핸드오프 옵션의 리스트 내의 모든 공지된 기지국 또는 모든 인접 기지국을 포함한다.

도 7은 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따른 기지국의 예시적인 동작(700)을 도시하는 플로우차트이다. 특히, 도 7은, 하나 이상의 중계국에 직접 또는 이를 통해 관련된 각각의 가입국에 송신될 커스터마이즈된 인접 통지 메시지(MOB_NBR-ADV)의 멀티홉 IEEE 802.16j 네트워크에서 기지국에 의한 생성을 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 동작(700)은 파라미터가 N=1로 설정되는 단계 705에서 시작된다. 다음으로, 단계 710에서, 기지국은 N번째 인접국에 대해서 체크한다. N번째 인접국이 기지국 또는 중계국일 수 있다는 것이 이해될 것이다. N번째 인접국이 존재하는 경우, 동작은 N번째 인접국에 대한 가입국으로의 경로 메트릭이 가입국으로의 현재 경로 메트릭과 비교되는 단계 715로 계속된다. 경로 메트릭은, 예컨대 경로 비용일 수 있다. 단계 720에서, N번째 인접국으로의 경로 메트릭이 가입국으로의 현재 경로 메트릭보다 큰 경우, N번째 인접국은 기지국으로부터 가입국으로 보내진 MOB_NBR-ADV 메시지에 포함된 인접의 리스트에 포함되지 않는다. 단계 725에서, N번째 인접국으로의 경로 메트릭이 가입국으로의 현재 경로 메트릭보다 작은 경우, N번째 인접국은 기지국으로부터 가입국에 보내진 MOB_NBR-ADV 메시지에 포함된 인접의 리스트에 포함된다. 다시 말해, MOB_NBR-ADV 메시지에 포함된 인접의 리스트 내의 기지국 또는 중계국을 포함시키는데 사용된 기준은, 기지국과 특정 인접국 사이의 경로 비용(메트릭)이다. 단계 720 및 725 이후, 동작은 파라미터가 N=N+1로 증분하는 단계 730으로 계속된다. 이후 동작은 N번째 인접국에 대해서 체크하는 단계 710으로 되돌아 간다.

N번째 인접국이 존재하지 않는 경우, 동작은, 기지국이 인접 리스트에 포함되는 것으로 식별된 모든 인접국을 포함하는 커스터마이즈된 인접 통지 메시지(MOB_NBR-ADV)를 특정 가입국에 보내는 단계 735로 계속된다. 이 MOB_NBR-ADV 메시지는, 예컨대 가입국의 주된 CID(connection identification) 상에서 보내진다. 예를 들면, 도 5에 도시된 네트워크에서, 기지국(105)은 SS1(110-1)에 대한 인접국으로서 RS1(115-1) 및 RS2(115-2)를 포함하고, Cbs1<Cb2+C23인 경우 RS3(115-3)을 제거할 수 있다.

일반적으로, 도 7의 동작은, 가입국의 현재 홉 카운트보다 기지국으로부터 더 많은 수의 홉만큼 떨어져 있을 수 있고, 기지국으로의 경로 상에 하나 이상의 약한 RF 링크를 가질 수 있고, 또는 심하게 정체되어 더 많은 트래픽을 처리할 수 없기 때문에 후보로서 적합하지 않을 수 있는 중계국은 제거할 것이다. 일 실시예에서, 이 리스트는 가능한 인접국으로서 어떠한 기지국도 제거하지 않을 것이다.

도 8에 도시된 예에서, BS1(105-1)은 SS1(110-1)에 대한 인접국으로서 RS2(115-2)를 포함한다. BS2(105-2)는 각 중계국의 경로 메트릭을 BS1(105-1), 및 인접하는 모든 다른 기지국에 주기적으로 보고한다. 바람직하게는, 기지국은 업계에 공지된 바와 같이 인접하는 기지국에 관한 정보로 구성된다. 결과로서, BS1(105-1)은 SS1(110-1)에 대한 인접국으로서 RS4(115-4)를 포함한다. RS2(115-2)와 RS4(115-4)가 Cbs1보다 낮은 경로 메트릭(BS1(105-1)으로부터 직접 SS1(110-1)으로의 경로 메트릭)을 갖는 단지 2개의 중계국인 것으로 가정하면, BS1(105-1)은 SS1의 기초 관리(basic management) CID 상에서 보내는 MOB_NBR-ADV에 RS2(115-2), RS4(115-4) 및 BS2(105-2)를 포함한다.

BS1(105-1)이 BS2(105-2)에 관련된 하나 이상의 중계국으로의 경로 메트릭을 갖지 않는 경우, 바람직하게는 모든 가입국의 인접 리스트에 그들을 포함한다는 것에 유의한다. 후술하는 바와 같이 핸드오프 프로세스 동안 이들 인접하는 디바이스로의 경로 메트릭은 결정될 수 있다.

멀티홉 핸드오프

기지국은 멀티홉 핸드오프 프로세서에서 사용되는 3개의 연산자-조정가능 파라미터(operator-tunable parameters), 즉 HO_METRIC_OFFSET(Handoff Metric Offset), HO_METRIC_HYS(Handoff Metric Hysteresis), 및 N_HOPS(Threshold Number of Hops)를 유지한다. 이들의 사용은 후술될 것이다.

도 9는 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따른 가입국에 의한 멀티홉 핸드오프에 대한 예시적인 프로시져(900)를 도시하는 플로우차트이다. 도시한 바와 같이, 동작은 가입국 핸드오프가 개시되는 단계 905로 시작한다. 본 발명에 따르면, 핸드오프는 개시된 기지국이거나 대안적으로 개시된 가입국일 수 있다. 예를 들면, 기지국이, 가입국으로의 단-대-단 경로 메트릭이 특정 임계값 HO_METRIC_OFFSET만큼 경로 최상 인접국에 대한 메트릭 이하로 떨어진다고 판정하는 경우, 기지국은 가입국 핸드오프 프로세스를 개시한다. 다른 예에서, 가입국은 (레거시(legacy) 802.16 디바이스이기 때문에, 그 원-홉 링크 특성에 기초하여) 핸드오프의 필요성을 결정하고 기지국으로부터 허락을 요청하여 MOB_SCN-REQ(Mobile Scan Request message)를 이용하여 그 인접국을 스캔할 수 있다.

다음으로, 단계 910에서, 기지국과 가입국 사이의 통신은 가입국이 그 인접국을 스캔하는 것에 대한 동의를 확립한다. 예를 들면, 핸드오프가 개시된 기지국인 경우, 기지국은 가입국에 MOB_SCN-RSP(Mobile Scan Response)를 이용하여 인접국에 대해서 스캔할 것을 요청한다. 대안적으로, 핸드오프가 개시된 가입국인 경우, 기지국은 MOB_SCN-RSP을 이용하여 가입국에 의해서 스캔할 것을 허용한다.

다음으로, 단계 915에서, 기지국은 경로 비용이 상승함에 따라 인접국에 지시함으로써 가입국에 대해서 스캐닝 기회를 스케줄한다. 스케줄링 제한(scheduling constraints)이 유망한(promising) 인접 리스트 내의 모든 인접국을 포함하는 능력을 방해하는 경우, 경로 메트릭에 기초한 최선의 옵션이 먼저 스케줄될 것이다.

다음으로, 단계 920에서, 기지국은 가입국에 스캐닝 지시를 제공한다. 예를 들면, 기지국이 스캔 요청 메시지(MOB_SCN-REQ)에 응답해서, 또는 무작위 방식(unsolicited fashion)으로 다른 기지국(또는 중계국)을 스캔할 것을 가입국에 지시하는 경우, 다른 기지국과 관련된 중계국이 "네트워크 보조와" 관련하여 스캔될 것을 특정한다. 이것은 가입국이 타겟 국의 채널에 보다 짧은 기간동안 머무를 수 있도록 하고, 핸드오프 출력은 서빙 기지국을 통해서 백홀을 통해 전달된다. 다른 예에서, 기지국이 그 자신과 관련된 다른 중계국에 대해서 스캔할 것을 가입국에 지시하는 경우, 그 자신과 관련되고 N_HOPS보다 멀리 떨어진 중계국에 대해서, 가입국이 "네트워크 보조와" 관련하여 스캔되어야 한다는 것을 특정한다. 기지국은 이상적으로는 가입국의 현재 액세스 중계국의 홉 카운트와 동일한 N_HOPS을 사용한다(가입국이 사실상 중계국을 통해서 기지국과 토킹하는 경우).

다음으로, 단계 925에서, 기지국은 인접 중계국과 기지국으로부터 경로 메트릭을 수신한다. 단계 925의 보다 상세한 것이 도 10에 도시된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 단계 925의 동작은 도 9의 노드 A에서 시작하고, 도 10의, 단계 1000에서 가입국은 다운링크 MAP 메시지(DL-MAP)를 스캐닝함으로써 타겟 기지국 또는 중계국과 관련시켜 초기 또는 핸드오프 레인징 기회를 검색할 것을 시도한다. 초기 또는 핸드오프 레인징 기회가 식별되는 경우, 단계 1005에서, 가입국은 CDMA 의사-랜덤(pseudo-random) 레인징 코드 시퀀스를 송신한다. 다음으로, 단계 1010에서, 타겟 기지국 또는 중계국은 이후, 코드 시퀀스 상의 RSSI 또는 CINR 측정에 기초하여 가입국과 그 자신 사이의 원 홉 링크 품질을 측정한다. 링크 품질은 또한 원 홉 경로 비용으로 해석될 수 있다. 타겟 국이 중계국이면, 또한 이 가입국으로부터 서빙 기지국으로 단-대-단 경로 메트릭을 연산한다. 다음으로, 단계 1015에서, 이 값은 가입국의 서빙 기지국에 보고된다. 이후 동작은 단계 1000으로 되돌아 가고, 가입국은 다른 레인징 기회를 검색한다. 어떠한 레인징 기회도 식별되지 않는 경우, 동작은 도 9의 노드 B로 되돌아간다.

다시 도 9를 참조하면, 단계 930에서, 서빙 기지국은 가입국의 현재 경로 메트릭과 하나 이상의 타겟 국에 의해서 보고된 예상 경로 메트릭을 비교하여 핸드오프(HO)가 필요한지를 판정한다. 보고된 최선의 예상 경로 메트릭이 HO_METRIC_HYS에 따라 기존의 경로 메트릭보다 양호하지 않은 경우, 동작은 종료한다. 보고된 최선의 예상 경로 메트릭이 HO_METRIC_HYS에 따라 기존의 경로 메트릭보다 양호한 경우, 동작은 단계 935로 계속되며, 서빙 기지국은 리스트 내의 선택된 최선의 타겟 국과 함께 MOB_BSHO-REQ(Mobile Base Station Handoff Request message)를 발행할 것이다.

전술한 바와 같이 가입국은 여전히 기지국의 추천을 무시하고 그 선택의 소정 타겟 국에 핸드오프를 시도하도록 선택한다. 기지국은, 그 선택이 가능한 한 영예로운 것으로 확신하도록 시도한다. MOB_BSHO-REQ를 보내는 것 이외에, 기지국은 또한, 단계 940에서, "중단"의 레인징 상태를 갖는 원하지 않는 통신국에 대해서 관련 보고 메시지, MOB_ASC-REP(Mobile Association Result Report message)를 선택적으로 보낸다. 이것은 가입국이 멀티홉 단-대-단 메트릭에 기초한 기지국에 의해서 바람직하지 않은 것으로 표시된 통신국에 핸드오프하는 것을 방지하겠지만, 여전히 원-홉 측정에 기초한 가입국에는 매력적인 것으로 보인다. 당업자라면, 본 발명에 따라서 단계 940은 단계 935의 이전, 이후, 또는 그와 동시에 발생할 수 있음을 이해할 것이다.

도 11은, 도 9 및 10에 대해서 본 명세서에 기술한 핸드오프의 예시적인 네트워크 구현이다. 도 11에 도시된 바와 같이, BS1(105-1)은 SS1(110-1)에 대한 서빙 기지국이다. SS1(110-1)이 현재 BS1(105-1)과 직접 관련된다고 가정하면, 경로 메트릭은 Cbs1(이하에서 HO_METRIC_OFFSET)이다. 또한 SS1(110-1)에 대한 인접 리스트는 RS2(115-2), BS2(105-2), 및 RS4(115-4)만을 포함하도록 푸루닝된다(pruned).

본 발명에 따라서, Cb4가 Cb2보다 크다고 가정하면, BS1(105-1)은 SS1(110-1)에게 BS2(105-2), RS2(115-2), 및 RS4(115-4)를 그 순서대로 스캔하도록 지시한다. BS1(105-1)은 또한 SS1(110-1)에게 모든 3개의 유사한 핸드오프 타겟에 대해서 네트워크 보조로 스캔할 것을 지시한다.

SS1(110-1)은 차례대로 3개의 후보 각각과 함께 초기 또는 핸드오프 레인징을 실행한다. 그들 각각은, 가입국에 의해 송신된 CDMA 코드의 SNR(또는 RSSI)를측정하고 측정을 링크 비용으로 변환한다. 예를 들면, BS2(105-2)는 Cbs2의 링크 비용을 연산한다. RS2(115-2) 및 RS4(115-4)는 C21과 C41 각각의 링크 비용을 연산한다. 그들 각각은, 전체 단-대-단 경로 비용을 BS1(105-1)에 보고한다. BS2(105-2)는 Cbs2를 보고하고, RS2(115-2)는 (Cb2+C21)을 보고하고, RS4(115-4)는 (Cb4+C41)을 보고한다.

BS1(105-1)은 HO_METRIC_HYS에 따라서 Cbs1보다 양호한 최선의 보고된 경로 비용을 선택한다. Cbs2<(Cbs1-HO_METRIC_HYS)으로 가정한다. 이 경우 BS1(105-1)는 SS1(110-1)에 보내진 MOB_BSHO_REQ 내의 최선의 핸드오프 후보로서 BS2(105-2)를 추천한다. 또한 RS2(115-2) 및 RS4(115-4)로부터의 레인징 상태로서 "중단"과 함께 MOB_ASC-REP를 보냄으로써 SS1(110-1)이 RS2(115-2) 또는 RS4(115-4)를 선택하는 것을 방해한다.

본 명세서에 기술된 본 발명은 최선의 액세스 노드(기지국 또는 중계국) 선택시에 가입국을 보조하는 메커니즘을 제공한다. 가입국은 네트워크의 원-홉 뷰(one-hop view)만을 갖지만, 가입국과 관련된 기지국은 멀티홉 메트릭에 기초하여 추천한다. 기지국은 또한 가입국이 잘못된 인접국을 통해서 경로를 선택하지 않는 것을 보장한다.

전술한 명세서에서, 본 발명의 특정 실시예가 기술되었다. 그러나, 당업자라면 이하의 특허청구범위에 기술되는 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 가능함을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되고, 그러한 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 소정의 이익, 이점, 또는 해결책이 발생하도록 하거나 좀더 명백하게 할 수 있는 이익, 이점, 문제의 해결책, 및 소정의 구성요소(들)는, 특허청구 범위의 일부 또는 전부의 중대하고, 필수적이거나, 본질적인 특징이나 구성요소로서 해설되지는 않는다. 본 발명은, 본 출원의 계류중에 이뤄진 임의의 보정을 포함하는 첨부된 특허청구범위 및 발행된 특허청구범위의 모든 균등물에 의해서만 정의된다.

Claims

제7항에 있어서, 비교하는 단계에 앞서,

레인징 코드(ranging code)를 포함하는 레인징 요청 메시지를 가입국으로부터 서빙국(serving station)으로 송신하여 서빙국을 통해서 상기 멀티홉 네트워크를 액세스하는 단계와,

상기 서빙국에 의해서 상기 레인징 코드 상에서 이뤄진 하나 이상의 업링크 측정을 상기 가입국에의 경로 링크 메트릭(path link metric)으로 변환하는 단계와,

상기 경로 링크 메트릭이 임계값 이하인 경우, 상기 서빙국에 의해서 상기 레인징 요청을 거절하는 단계와,

상기 경로 링크 메트릭이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 서빙국을 통해서 상기 가입국을 위한 상기 멀티홉 네트워크에 액세스를 제공하는 단계

를 포함하는, 멀티홉(multihop) 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 가입국에 의해서 다운링크를 스캔하고 상이한 서빙국을 선택하는 단계와,

상기 상이한 서빙국에 의해서 상기 변환, 거절, 및 수락 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 서빙국은 기지국을 포함하고, 또한 상기 경로 링크 메트릭은 단-대-단 경로 메트릭(end-to-end path metric)을 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 서빙국은 중계국을 포함하고, 또한 상기 경로 링크 메트릭은 관련된 기지국으로의 경로 메트릭과 조합된 링크 메트릭 값을 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 거절 단계는, "중단(abort)"의 레인징 상태를 갖는 레인징 응답 메시지를 상기 가입국에 송신하는 상기 서빙국을 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 레인징 요청 메시지를 송신하는 단계에 앞서,

상기 가입국에 의해서 하나 이상의 국으로부터 하나 이상의 다운링크 프리엠블 송신(downlink preamble transmissions)에 대해서 스캐닝하는 단계와,

상기 하나 이상의 국으로부터 하나 이상의 다운링크 프리엠블 송신을 수신하는 단계와,

가장 강한 다운링크 프리엠블을 갖는 상기 서빙국을 선택하는 단계를 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
서빙국에서, 각 가입국에 대해서,

복수의 인접국 각각에 대한 경로 메트릭을 상기 가입국에 대한 현재 경로와 비교하는 단계와,

상기 인접국에 대한 경로 메트릭이 상기 현재 경로 메트릭보다 양호한 경우, 상기 가입국에 대한 인접 리스트 내의 인접국을 포함하는 단계와,

상기 인접국에 대한 경로 메트릭이 상기 현재 경로 메트릭보다 열악한 경우, 상기 가입국에 대한 인접 리스트 내의 인접국을 배제하는 단계와,

상기 가입국에 대한 인접 리스트에 포함되는 것으로 식별된 인접국의 리스트를 포함하는 상기 가입국에 인접 통지 메시지(neighbor advertisement message)를 송신하는 단계

를 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 인접 통지 메시지는 상기 가입국의 주된 관리 CID(primary management connection identification) 상에서 송신되는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 경로 링크 메트릭은, 경로 비용, 홉 카운트, 무선 주파수 링크 품질, 인접 혼잡(neighborhood congestion), 및 링크 혼잡을 포함하는 메트릭의 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 메트릭을 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제7항에 있어서,

각 가입국에 대해서,

상기 서빙국에 의해 경로 메트릭의 오름차 순으로 상기 인접 리스트에 포함된 복수의 인접국에 오더링함으로써(ordering) 상기 가입국에 대한 복수의 스캐닝 기회를 스케줄링하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제10항에 있어서,

각 가입국에 대해서,

상기 서빙국에 의해 상기 최선의 경로 메트릭을 갖는 먼저 상기 인접 리스트에 포함된 복수의 인접국의 하나 이상을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
가입국 핸드오프를 개시하는 단계와,

기지국에 의해서 상기 가입국에 인접하는 복수의 국의 각각과 관련된 경로 메트릭을 수신하는 단계와,

상기 경로 메트릭 각각을 현재의 경로 메트릭과 비교하는 단계와,

경로 선택 추천을 상기 기지국으로부터 상기 가입국으로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 경로 선택 추천은 현재 경로 메트릭보다 양호한 경로 메트릭을 갖는 경로를 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제12항에 있어서,

가입국 핸드오프를 개시하는 단계와,

기지국에 의해서 상기 가입국에 인접하는 복수의 국의 각각과 관련된 경로 메트릭을 수신하는 단계와,

상기 경로 메트릭의 각각을 현재 경로 메트릭과 비교하는 단계와,

상기 기지국으로부터의 경로 선택 추천을 상기 가입국으로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 경로 선택 추천은 상기 현재 경로 메트릭보다 양호한 경로 메트릭을 갖는 경로를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 개시하는 단계는 기지국에서,

상기 가입국으로의 단-대-단 경로 메트릭이 최선의 인접으로의 경로 메트릭 이하로 임계값만큼 떨어졌는지를 판정하는 단계와,

응답하여, 상기 가입국 핸드오프를 개시하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 개시하는 단계는, 상기 가입국에 의해서 상기 가입국 핸드오프를 개시하는 단계를 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 개시하는 단계는 상기 가입국에서,

원 홉 링크(one-hop link) 특성에 기초하여 핸드오프할 필요를 판정하는 단계와,

상기 기지국으로부터 하나 이상의 인접에 허가를 요청하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제12항에 있어서,

상기 개시 단계 이후에,

상기 가입국에 대해서 상기 기지국과 상기 가입국 사이의 동의를 확립하여 상기 가입국의 현재 경로 메트릭보다 양호한 경로 메트릭을 갖는 상기 가입국에 인접하는 복수의 국 각각을 스캔하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 수신하는 단계에 앞서,

상기 기지국에 의해서, 상기 가입국에 인접하는 복수의 국의 스캐닝을 지시하는(ordering) 것을 포함하는 상기 가입국에 대해서 하나 이상의 스캐닝 기회를 스케줄링하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 수신하는 단계에 앞서,

상기 가입국을 하나 이상의 스캐닝 지시를 제공하는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제19항에 있어서,

상기 스캐닝 지시는

하나 이상의 다른 기지국과 관련된 하나 이상의 중계국은 네트워크 보조(network assistance)와 관련하여 스캔되는 상기 가입국에 지시하는 단계를 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제20항에 있어서,

상기 지시를 스캐닝하는 단계는,

상기 가입국에 기지국과 관련된 중계국에 대해서 소정 수의 홉 이상을 떨어지도록 지시하는 단계를 포함하며, 상기 가입국은 네트워크 보조와 관련하여 스캔되어야 하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.
제12항에 있어서,

하나 이상의 원하지 않는 국에 대해서 "중단"으로서 레인징 상태를 포함하는 상기 가입국에 상기 기지국으로부터 관련 보고 메시지를 보내는 단계를 더 포함하는, 멀티홉 네트워크 경로 선택을 용이하게 하는 방법.