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JP2007525927A - 広帯域無線接続通信システムのスリープモードにおける周期的レンジングシステム及び方法 - Google Patents

広帯域無線接続通信システムのスリープモードにおける周期的レンジングシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記特定時点で前記周期的レンジングを遂行する段階と、を有する。

Description

本発明は広帯域無線接続通信システムに関するもので、特に、スリープモードで加入者端末機と周期的レンジングを遂行するシステム及び方法に関するものである。
次世代通信システムである４世代(４ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：以下、“４Ｇ”とする)通信システムで、高い伝送速度による多様なサービス品質(Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ：以下、“ＱｏＳ”とする）を有するサービスをユーザーに提供するための活発な研究が進んでいる。最近、４Ｇ通信システムでは、無線近距離通信ネットワーク(Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、“ＬＡＮ”とする)システム、及び無線都市地域ネットワーク(Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、“ＭＡＮ”とする)システムのような広帯域無線接続(Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ：ＢＷＡ)通信システムに、移動性(ｍｏｂｉｌｉｔｙ）とサービス品質(ＱｏＳ）を保証しながら高速サービスを支援するための研究が活発になされている。その代表的な通信システムが、ＩＥＥＥ(Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ)８０２.１６ａ通信システム、及びＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムである。
ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システム、及びＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、無線ＭＡＮシステムの物理チャンネル(ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ)に、広帯域伝送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”とする)方式を適用する。ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システムは、加入者端末機(Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ：以下、“ＳＳ”とする)が固定された状態、すなわちＳＳの移動性を全く考慮しない状態と、単一セル構造だけを考慮している。これに対して、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ８０２.１６ａ通信システムにＳＳの移動性を考慮するシステムである。ここで、移動性を有するＳＳは、ＭＳＳ(Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ)と称する。
図１は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。
図１を参照すると、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、多重セル構造、すなわちセル１００とセル１５０を有する。また、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、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ＭＳＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３とを含む。そして、基地局１１０，１４０とＭＳＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３との間の信号送受信は、ＯＦＤＭ/ＯＦＤＭＡ方式を使用して遂行される。ここで、ＭＳＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３の中のＭＳＳ１３０は、セル１００とセル１５０との境界領域、すなわちハンドオーバー(ｈａｎｄｏｖｅｒ)領域に位置する。したがって、ＭＳＳ１３０が、基地局１１０と信号を送受信する間に、基地局１４０が管理するセル１５０に移動すると、そのＭＳＳ１３０に対するサービング基地局(ｓｅｒｖｉｎｇ ＢＳ）が基地局１１０から基地局１４０に変更される。
ＭＳＳの移動性を考慮するＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムでは、ＭＳＳの電力消耗が、システム全体の性能の重要な要因として作用する。したがって、ＭＳＳの電力消耗を最小化するために、ＭＳＳと基地局との間にスリープモード(ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ)動作、及びアウェイクモード(ａｗａｋｅ ｍｏｄｅ)動作が提案された。また、ＭＳＳと基地局とのチャンネル状態の変化に対応するために、ＭＳＳは、周期的に基地局とのタイミングオフセット(ｔｉｍｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ）、周波数オフセット(ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆｆｓｅｔ)、及び電力を調整するレンジング(ｒａｎｇｉｎｇ)動作を遂行するようになる。特に、ＭＳＳの移動性を考慮するＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムでは、上述のようなレンジングの中の周期的(ｐｅｒｉｏｄｉｃ)レンジングに対する重要度が高くなってきている。
以下に、図２を参照して、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作について説明する。
図２は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作を概略的に示す。
スリープモードは、パケットデータの伝送時に、パケットデータが伝送されない期間が発生するアイドル(ｉｄｌｅ)期間で、ＭＳＳの電力消耗を最小化するために提案された。すなわち、スリープモードは、ＭＳＳと基地局とが同時にスリープモードに状態遷移(ｍｏｄｅ-ｔｒａｎｓｉｔ)することによって、パケットデータが伝送されないアイドル期間でのＭＳＳの電力消耗を最小化する。
一般的に、パケットデータは、バースト(ｂｕｒｓｔ)的に発生する特性を有する。そのため、パケットデータが伝送されない期間とパケットデータが伝送される期間の両方において同一に動作することは不合理であるという理由で、スリープモードが提案された。その反面、スリープモードにおいて伝送するパケットデータが発生すると、基地局とＭＳＳは、同時にアウェイクモードに状態遷移してパケットデータを送受信すべきである。
スリープモードは、電力消耗だけでなくチャンネル信号間の干渉(ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を最小化するための方式としても提案される。しかしながら、パケットデータはトラフィック(ｔｒａｆｆｉｃ)に影響を大きく受けるため、スリープモード動作は、パケットデータのトラフィック特性及び伝送方式特性などを考慮して遂行しなければならない。
図２を参照すると、参照番号２１１は、パケットデータの発生パターンを示すもので、複数のオン/オフ期間で構成される。オン期間はパケットデータ、すなわちトラフィックが発生するバースト期間で、オフ期間はトラフィックが発生しないアイドル期間である。上記のようなトラフィック発生パターンにより、ＭＳＳと基地局は、スリープモードとアウェイクモードとの間を遷移し、ＭＳＳの電力消耗を最小化すると同時にチャンネル信号間の干渉を防止することが可能である。
参照番号２１３は、基地局及びＭＳＳのモード変更(ｍｏｄｅ ｃｈａｎｇｅ)パターンを示すもので、複数のアウェイクモードとスリープモードで構成される。アウェイクモードでは、トラフィックが生成されて、基地局とＭＳＳとは実質的にパケットデータを送受信する。一方、スリープモードでは、トラフィックが生成されず、基地局とＭＳＳとの間にパケットデータの送受信が実質的になされない。
参照番号２１５は、ＭＳＳの電力レベルを示すもので、アウェイクモードにおけるＭＳＳの電力レベルは“Ｋ”で、スリープモードにおけるＭＳＳの電力レベルは“Ｍ”である。ここで、アウェイクモードにおけるＭＳＳの電力レベルＫとスリープモードにおけるＭＳＳの電力レベルＭとを比較すると、Ｍの値がＫの値に比べてはるかに小さい。すなわち、スリープモードでは、パケットデータの送受信がなされないため、ＭＳＳは電力がほとんど消耗されない。
スリープモード動作を支援するための、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムで現在提案している方式を説明すると、次のようである。
まず、スリープモードに状態遷移するためには、ＭＳＳが基地局から状態遷移の許可を受信すべきである。また、基地局は、ＭＳＳがスリープモードに状態遷移をするように許可し、ＭＳＳにパケットデータを送信する。なお、基地局は、ＭＳＳの聴取期間(ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌ)でＭＳＳに伝送されるパケットデータが存在することを知らせなければならない。このとき、ＭＳＳは、スリープモードからアウェイクし、基地局からこのＭＳＳに伝送されるべきパケットデータが存在するか否かを確認する。聴取期間について、下記に、より詳細に説明する。
確認の結果、基地局からＭＳＳに伝送されるパケットデータが存在する場合に、ＭＳＳは、スリープモードからアウェイクモードに状態遷移し、基地局からパケットデータを受信する。一方、確認の結果、基地局からＭＳＳに伝送されるパケットデータが存在しない場合に、ＭＳＳは、スリープモードに復帰するか、或いはアウェイクモードをそのまま維持することが可能である。
以下に、スリープモードとアウェイクモードで動作を支援するために要求されるパラメータ(ｐａｒａｍｅｔｅｒ)を説明する。
(１)スリープ識別子(ＳＬＰＩＤ)
ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムで提案するスリープ識別子(Ｓｌｅｅｐ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＳＬＰＩＤ)は、ＭＳＳがスリープモードに状態遷移する過程で、スリープ応答(Ｓｌｅｅｐ-Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＳＬＰ_ＲＳＰ)メッセージを通じて割り当てられる値で、スリープモードで動作するＭＳＳのみに対する固有の値として使用される。すなわち、スリープ識別子は、聴取期間を含むスリープモードのＭＳＳを区分するのに使用され、該当ＭＳＳがアウェイクモードに遷移するときに、スリープ識別子は、基地局に戻され、スリープ応答メッセージを通じて、スリープモードに遷移しようとする他のＭＳＳに再使用され得る。ここで、スリープ識別子は、１０ビットのサイズを有し、これによって１０２４個のスリープモード動作を遂行するＭＳＳを支援可能になる。
(２)スリープ期間
スリープ期間は、ＭＳＳが要求し、ＭＳＳの要求により基地局によって割り当てられる期間である。このスリープ期間は、ＭＳＳがスリープモードに状態遷移してから聴取期間が始まるまでスリープモードを維持する時間期間(ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を示す。つまり、スリープ期間は、ＭＳＳがスリープモードで動作する時間として定義される。
スリープ期間以後にも基地局からＭＳＳに伝送されるデータがない場合に、ＭＳＳは、持続的にスリープモードで動作することができる。この場合に、ＭＳＳは、予め設定されている初期スリープウィンドウ(ｉｎｉｔｉａｌ ｓｌｅｅｐ ｗｉｎｄｏｗ)値、及び最終スリープウィンドウ(ｆｉｎａｌ ｓｌｅｅｐ ｗｉｎｄｏｗ)値を用いて、スリープ期間を増加させることによって、スリープ期間をアップデートする。ここで、初期スリープウィンドウ値は最小スリープウィンドウ値を示し、最終スリープウィンドウ値は最大スリープウィンドウ値を示す。また、初期スリープウィンドウ値、及び最終スリープウィンドウ値は、フレームの数で表すことが可能である。下記にこの最小ウィンドウ値及び最大ウィンドウ値を説明するため、ここではその詳細な説明を省略する。
聴取期間は、ＭＳＳが要求し、ＭＳＳの要求により基地局によって割り当てられる期間である。この聴取期間は、ＭＳＳがスリープモードからしばらくウェイクアップした後に、基地局のダウンリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ)信号に同期してトラフィック指示(Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ：以下、“ＴＲＦ_ＩＮＤ”とする)メッセージのようなダウンリンクメッセージを受信する時間期間を示す。ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは、ＭＳＳに伝送されるトラフィック(すなわち、パケットデータ)が存在するか否かを示すメッセージである。このＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは下記に説明するため、ここではその詳細な説明を省略する。
聴取期間の間、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信待機する。ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージに含まれているスリープ識別子ビットマップ上のＭＳＳを示すビットが、ポジティブ指示(ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)を示す値で表記されると、ＭＳＳはアウェイクモードを継続して維持し、結果的にアウェイクモードにモード遷移する。その反対に、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージに含まれているスリープ識別子ビットマップ上のＭＳＳを示すビットが、ネガティブ指示(ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)を示す値で表記されると、再びスリープモードに遷移する。
(３)スリープ期間アップデートアルゴリズム
ＭＳＳは、スリープモードにモード遷移すると、予め設定されている最小ウィンドウ値を最小スリープモード期間として見なして、スリープ期間を決定する。その後、ＭＳＳは、聴取期間でスリープモードからアウェイクし、基地局から伝送されるパケットデータが存在するか否かを確認する。その結果、伝送されるパケットデータが存在しないと、ＭＳＳは、スリープ期間を以前のスリープ期間の２倍の値に設定し、継続してスリープモードで動作する。例えば、最小ウィンドウ値が“２”である場合に、ＭＳＳは、スリープ期間を２フレームに設定し、２フレームの間スリープモードで動作する。２フレームが経過した後に、ＭＳＳは、スリープモードからアウェイクし、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージが受信されるか否かを判定する。ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージが受信されない場合に、すなわち、基地局からＭＳＳに伝送されるパケットデータが存在しない場合に、ＭＳＳは、スリープ期間を２フレームの２倍である４フレームに設定し、４フレームの間スリープモードで動作する。このように、スリープ期間は、初期スリープウィンドウ値から最終スリープウィンドウ値までの間で増加する。上述したようなスリープ期間のアップデートのためのアルゴリズムは、スリープ期間アッアップデートアルゴリズムである。
以下に、スリープモード及びアウェイクモードにおける動作を支援するために、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムで現在定義しているメッセージが説明される。
(１)スリープ要求(Ｓｌｅｅｐ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＳＬＰ_ＲＥＱ)メッセージ
スリープ要求メッセージは、ＭＳＳから基地局に伝送されるメッセージのことを指し、ＭＳＳがスリープモードへのモード遷移を要求するときに使用される。スリープ要求メッセージは、ＭＳＳがスリープモードに遷移するときに要求されるパラメータ、すなわち情報エレメント(Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＩＥ)が含まれる。下記の＜表１＞は、スリープ要求メッセージのフォーマットを示す。
Figure 2007525927
スリープ要求メッセージは、ＭＳＳの接続識別子(Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：以下、“ＣＩＤ”とする)に基づいて伝送される専用メッセージ(ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｍｅｓｓａｇｅ)である。＜表１＞に示すようなスリープ要求メッセージの情報エレメントの各々を説明すると、次のようである。
まず、管理メッセージタイプ(Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ)は、現在伝送されるメッセージのタイプである。この管理メッセージタイプが４５の値を有する場合(管理メッセージタイプ＝４５)に、それはスリープ要求メッセージを示す。初期スリープウィンドウ値はスリープ期間のために要求された開始値を示し、最終スリープウィンドウ値はスリープ期間のために要求された終了値(ｓｔｏｐ ｖａｌｕｅ)を示す。すなわち、スリープ期間アップデートアルゴリズムで説明したように、スリープ期間は、初期スリープウィンドウ値から最終スリープウィンドウ値までの間でアップデートが可能になる。また、聴取期間は、フレーム値で示すことができる。
(２)スリープ応答(Ｓｌｅｅｐ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：ＳＬＰ_ＲＳＰ)メッセージ
スリープ応答メッセージは、スリープ要求メッセージに対する応答メッセージである。このスリープ応答メッセージは、ＭＳＳによって要求されたスリープモードへのモード遷移を許容するか否かを示すメッセージとして使用可能であり、また、非要求指示(ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ)を示すメッセージとしても使用可能である。スリープ応答メッセージは、ＭＳＳがスリープモードで動作するときに要求される情報エレメントが含まれる。スリープ応答メッセージのフォーマットは、下記の＜表２＞のようである。
Figure 2007525927
また、スリープ応答メッセージは、ＭＳＳのＣＩＤに基づいて伝送される専用メッセージで、＜表２＞に示すような情報エレメントを含む。
まず、管理メッセージタイプは、現在伝送されるメッセージのタイプを示す。例えば、管理メッセージタイプが４６の値を有する場合(管理メッセージタイプ＝４６)に、それはスリープ応答メッセージを示す。また、スリープ許可(ｓｌｅｅｐ-ａｐｐｒｏｖｅｄ)値は１ビットで示す。スリープ許可値が‘０’である場合には、スリープモードへの遷移が拒否されることを示す。一方、スリープ許可値が‘１’である場合には、スリープモードへの遷移が許可されることを示す。スリープモードへの遷移に対するＭＳＳの要求が拒否された場合(すなわち、スリープ許可値が‘０’に設定される場合)に、ＭＳＳは、スリープ要求メッセージを基地局に伝送するか、或いは非要求指示を示すスリープ応答メッセージを基地局から受信待機する。スリープ許可値が‘１’である場合に、スリープ応答メッセージは、上記に説明した開始フレーム、初期スリープウィンドウ、最終スリープウィンドウ、聴取期間、及びスリープ識別子を含む。スリープ許可値が‘０’である場合に、スリープ応答メッセージは、再要求動作(ＲＥＱ-Ａｃｔｉｏｎ)と、再要求時間(ＲＥＱ-Ｄｕｒａｔｉｏｎ）の値を含む。
ここで、開始フレーム値は、ＭＳＳが第１のスリープ期間に進入するまでのフレーム(スリープ応答メッセージを受信したフレームは含まれない)の数のことを指す。すなわち、ＭＳＳは、スリープ応答メッセージを受信したフレーム以後、すぐ次のフレームから開始フレーム値に該当するフレームが経過した後で、スリープモードに状態遷移する。スリープ識別子は、スリープモードで動作するＭＳＳを区分するために使用され、全体で１０２４個のスリープモードで動作するＭＳＳを区分することができる。
上述したように、初期スリープウィンドウ値は、スリープ期間のための開始値(フレーム単位で測定される値)を示す。聴取期間は、聴取期間のための値(フレーム単位で測定される値）を示す。最終スリープウィンドウ値は、スリープ期間のための終了値(フレーム単位で測定される値)を示す。再要求動作値は、スリープモードへの遷移が拒否されたときに、ＭＳＳがすべき動作を示す。
(３)トラフィック指示(Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)メッセージ
ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは、聴取期間でＭＳＳに伝送するメッセージであって、基地局からＭＳＳに伝送するパケットデータが存在するか否かを示す。ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのフォーマットは、下記の＜表３＞に示すようである。
Figure 2007525927
ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは、スリープ要求メッセージ又はスリープ応答メッセージとは異なるブロードキャスティング(ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ)方式により伝送されるブロードキャスティングメッセージである。ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは、基地局から所定のＭＳＳに伝送されるパケットデータが存在するか否かを示すメッセージである。ＭＳＳは、ブロードキャスティングされるＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを聴取期間でデコーディングし、アウェイクモードに遷移するか、或いはスリープモードに再び戻るかを決定する。
ＭＳＳがアウェイクモードに遷移する場合に、ＭＳＳはフレーム同期を確認する。その確認の結果、ＭＳＳが予想するフレームシーケンス番号(ｆｒａｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ)と一致しない場合、ＭＳＳは、アウェイクモードで損失されたパケットデータの再伝送を要求することができる。一方、ＭＳＳが聴取期間でＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信しなかった場合、或いはＭＳＳによって受信されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージがポジティブ指示を含まない場合に、ＭＳＳは、スリープモードに復帰する。
以下に、上記の＜表３＞に示すようなＴＲＦ_ＩＮＤメッセージの情報エレメントを各々説明する。
まず、管理メッセージタイプは、現在伝送されるメッセージのタイプを示す。例えば、管理メッセージタイプが４８の値を有する場合(管理メッセージタイプ＝４８)に、それはＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを示す。スリープ識別子ビットマップは、スリープモードでＭＳＳを区分するためにＭＳＳに割り当てられたスリープ識別子別に１ビットずつ割り当てられたビットを有する、指示インデックスの集合を示す。すなわち、スリープ識別子ビットマップは、現在スリープモードで動作するＭＳＳに割り当てられたスリープ識別子に(最大値-１)、各ＭＳＳごとに１ビットずつ割り当てられたビットのグループを意味する。スリープ識別子ビットマップは、バイトアラインメントのためにダミー(ｄｕｍｍｙ)ビットが割り当てられることも可能である。
ＭＳＳに割り当てられたビットは、基地局から該当ＭＳＳに伝送されるデータの存在有無を示す。そこで、スリープモードのＭＳＳは、聴取期間で受信したＴＲＦ_ＩＮＤメッセージから、スリープモードへの遷移時に割り当てられたスリープ識別子とマッピングされたビットを読み取る。その後、スリープ識別子がポジティブ指示値、すなわち‘１’の値であると、ＭＳＳは、アウェイクモードを継続して維持することによって、アウェイクモードに遷移する。一方、スリープ識別子がネガティブ指示値、すなわち‘０’の値であると、ＭＳＳは再びスリープモードに遷移する。
図２を参照して、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作について説明した。次に、図３を参照して、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのレンジング動作について説明する。
図３は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのレンジング過程を概略的に示す信号流れ図である。
図３を参照すると、ＭＳＳ３００がパワーオン状態になると、ＭＳＳ３００は、予め設定されているすべての周波数帯域をモニタリングし、最大強度、すなわち最大キャリア対干渉雑音比(Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：以下、“ＣＩＮＲ”とする)を有するパイロット信号を検出する。そして、ＭＳＳ３００は、最大ＣＩＮＲを有するパイロット信号を送信した基地局をＭＳＳ３００が現在属している基地局、すなわちサービング基地局３２０として判定する。ＭＳＳ３００は、サービング基地局３２０から伝送されるダウンリンクフレームのプリアンブル(ｐｒｅａｍｂｌｅ）を受信し、サービング基地局３２０とのシステム同期を獲得する。
ＭＳＳ３００がＭＳＳ３００とサービング基地局３２０との間のシステム同期を獲得すると、サービング基地局３２０は、ＭＳＳ３００にＤＬ(ＤｏｗｎＬｉｎｋ)_ＭＡＰメッセージとＵＬ(ＵｐＬｉｎｋ)_ＭＡＰメッセージを送信する(ステップ３１１，３１３)。ここで、ＤＬ_ＭＡＰメッセージは、下記の＜表４＞に示すようなフォーマットを有する。
Figure 2007525927
＜表４＞に示すように、ＤＬ_ＭＡＰメッセージは、複数のＩＥ、すなわち送信されるメッセージのタイプを示す管理メッセージタイプと、同期を獲得するために物理(ＰＨＹ)チャンネルに適用される変調方式及び復調方式に対応して設定されるＰＨＹ同期化セット(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｅｔ)と、ダウンリンクバーストプロファイル(ｂｕｒｓｔ ｐｒｏｆｉｌｅ）を含んでいるダウンリンクチャンネルディスクリプタ(Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ：ＤＣＤ)メッセージの構成(ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)変化に対応するカウントを示すＤＣＤカウントと、基地局識別子を示す基地局ＩＤと、基地局ＩＤ以後に存在するエレメントの個数を示すＤＬ_ＭＡＰエレメントの個数ｎ(Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＵＬ_ＭＡＰ Ｅｌｅｍｅｎｔ ｎ)とを含む。特に、＜表４＞に示していないが、ＤＬ_ＭＡＰメッセージは、ＯＦＤＭＡ通信システムでレンジングに各々割り当てられるレンジングコードに関する情報を含む。特に、ＭＳＳ３００は、ＤＬ_ＭＡＰメッセージを通じて、ダウンリンクフレームを構成するダウンリンクバーストに関する情報を検出することができる。したがって、ＭＳＳは、ダウンリンクフレーム内のダウンリンクバーストを区分して、このバースト内のデータ、すなわちデータフレームを受信することが可能になる。
このＵＬ_ＭＡＰメッセージは、下記の＜表５＞のようなメッセージフォーマットを有する。
Figure 2007525927
＜表５＞に示すように、ＵＬ_ＭＡＰメッセージは、複数のＩＥ、すなわち送信されるメッセージのタイプを示す“Ｍａｎａｂｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ”と、使用されるアップリンクチャンネル識別子を示す“Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ ＩＤ”と、アップリンクバーストプロファイルを含んでいるアップリンクチャンネルディスクリプタ(Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ：以下、“ＵＣＤ”とする)メッセージの構成変化に対応するカウントを示す“ＵＣＤ Ｃｏｕｎｔ”と、ＵＣＤ Ｃｏｕｎｔ以後に存在するエレメントの個数を示す“Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＵＬ_ＭＡＰ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｎ”とを含む。ここで、“Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ ＩＤ”は、媒体接続制御(Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：以下、“ＭＡＣ”とする)サブ階層(ｓｕｂｌａｙｅｒ)のみで割り当てられる。
一方、ＭＳＳ３００がサービング基地局３２０との同期を獲得した後、すなわちダウンリンク/アップリンク制御情報及び実際のデータ送受信位置を認識した後に、ＭＳＳ３００は、サービング基地局３２０にレンジング要求(ＲＮＧ_ＲＥＱ)メッセージを送信する(ステップ３１５)。このＲＮＧ_ＲＥＱメッセージを受信したサービング基地局３２０は、ＭＳＳ３００にレンジングのための周波数、時間、及び送信電力を補正するための情報を含むレンジング応答(ＲＮＧ_ＲＳＰ)メッセージを送信する(ステップ３１７)。
下記で、レンジングは、初期レンジング(ｉｎｉｔｉａｌ ｒａｎｇｉｎｇ)と、維持管理レンジング(ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｒａｎｇｉｎｇ)、すなわち周期的レンジング(ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｒａｎｇｉｎｇ）と、帯域要求レンジング(ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｒｅｑｕｅｓｔ ｒａｎｇｉｎｇ)とに分類される。ＭＳＳは、前記レンジング動作によって、アップリンクを通じてデータを送信する前に送信電力を調整し、タイミングオフセット及び周波数オフセットを更新することができる。
第１に、初期レンジングについて説明する。
初期レンジングは、基地局との同期獲得のためにＭＳＳによって遂行されるレンジングであって、ＭＳＳと基地局との間で正確な時間オフセットを合せ、送信電力を調整する。すなわち、ＭＳＳは、パワーオンした後に、ＤＬ_ＭＡＰメッセージ及びＵＬ_ＭＡＰメッセージを受信し、基地局との同期を獲得する。したがって、ＭＳＳは、ＭＳＳと基地局との間の時間オフセット及び送信電力を調整するために初期レンジングを遂行する。
第２に、周期的レンジングについて説明する。
周期的レンジングは、初期レンジングを通じてＭＳＳと基地局との間の時間オフセット及び送信電力を調整したＭＳＳが、ＭＳＳと基地局との間のチャンネル状態などを調整するために周期的に遂行するレンジングである。
第３に、帯域要求レンジングについて説明する。
帯域要求レンジングは、初期レンジングを通じてＭＳＳと基地局との間の時間オフセット及び送信電力を調整したＭＳＳが、基地局との実際の通信を遂行するために帯域幅の割り当てを要求するレンジングである。
上述したように、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、ＭＳＳの移動性を考慮するため、ＭＳＳの周期的レンジングは、信頼性あるデータ送受信のために非常に重要な要因として作用する。この周期的レンジングは、ＭＳＳが基地局と信頼性ある通信を遂行するために必要なパラメータの測定及び更新のための動作である。したがって、基地局は、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行することが可能なように、すなわち、ＭＳＳが基地局にレンジング要求メッセージを送信することが可能なように、アップリンクリソースを割り当てなければならない。すなわち、基地局は、ＭＳＳの周期的レンジングのためのアップリンクリソースをＭＳＳに割当てるべく、このアップリンクリソース割り当て情報をＵＬ_ＭＡＰメッセージを通じてＭＳＳに通報しなければならない。すると、ＭＳＳは、割り当てられたアップリンクリソースを通じて基地局にレンジング要求メッセージを送信し、基地局との周期的レンジングを遂行し始めるようになる。ＭＳＳから受信されるレンジング要求メッセージに対応して、基地局は、送信電力、タイミングオフセット、及び周波数オフセットを更新し、ＭＳＳにレンジング要求メッセージに対する応答メッセージであるレンジング応答メッセージを送信する。すると、周期的レンジングが終了する。
しかしながら、現在のＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいて、スリープモード動作と、レンジング動作、特に周期的レンジング動作とは、相互に独立的に動作するように提案されており、相互に全く関連性を有していない。すなわち、スリープモードで動作するＭＳＳも、基地局と信頼性ある通信を遂行するためには、周期的レンジングを遂行しなければならない。しかしながら、スリープモードで動作するＭＳＳは、基地局から送信されるメッセージを全く受信することが不可能であり、周期的レンジングのために割当てられたリソースを受信することが不可能である。したがって、スリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング方式に対する必要性が浮かび上がる。
したがって、上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、広帯域無線接続通信システムのスリープモードで周期的レンジングを遂行するシステム及び方法を提供することにある。
上記した目的を達成するために、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、前記移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記特定時点で前記周期的レンジングを遂行する段階と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、前記移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記周期的レンジングを遂行する段階と、を有することを特徴とする。
本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行し、制御情報を受信する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に、周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、前記移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信する段階と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出する段階と、前記移動加入者端末機がスリープ期間で前記周期的レンジングを遂行すべきであることを、前記スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出する段階と、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続した後に前記周期的レンジングを遂行すべきであることを、前記スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、を有することを特徴とする。
本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行し、基地局から制御情報を受信する必要性があることを検出する段階と、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続した後に前記周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信すべきであることを、前記スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記スリープ期間の特定時点で基地局と周期的レンジングを遂行する必要性があることを示す前記移動加入者端末機への通報を、スリープ期間以前の聴取期間で受信する段階を有することを特徴とする。
本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、前記スリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に前記基地局と周期的レンジングを遂行する必要性があることを示す前記移動加入者端末機への通報を、スリープ期間以前の聴取期間で受信する段階を有することを特徴とする。
または、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行システムであって、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する基地局と、前記聴取期間で前記基地局からの通報を受信し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記特定時点で前記基地局と前記周期的レンジングを遂行する移動加入者端末機と、を含むことを特徴とする。
さらに、本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行システムであって、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する基地局と、前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記基地局と前記周期的レンジングを遂行する移動加入者端末機と、を含むことを特徴とする。
本発明は、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行システムであって、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行し、制御情報を受信する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に、周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する基地局と、前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記基地局と前記周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信する移動加入者端末機と、を含むことを特徴とする。
本発明は、ＯＦＤＭ/ＯＦＤＭＡ方式を使用する広帯域無線接続通信システム、すなわちＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード及びアウェイクモード動作を支援すると同時に、周期的なレンジング動作も支援することが可能である。特に、本発明は、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング動作を支援することによって、互換性(ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を保証しつつ、最小の消費電力を有し、且つ信頼性が高い通信を提供することができる。その結果、本発明は、サービス品質が向上された通信を提供することができる効果がある。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明では、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
本発明は、広帯域無線接続(Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ：ＢＷＡ)通信システムであるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいて、スリープモード(ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ)で動作する移動加入者端末機(Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ：以下、“ＭＳＳ”とする）の周期的レンジングを提案する。すなわち、本発明は、スリープモードのＭＳＳに周期的レンジングのためのアップリンクリソースを割り当てることによって、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行して信頼性ある通信を遂行する方式を提示する。ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムは、ＯＦＤＭＡ方式を使用するＢＷＡ通信システムで、複数の副搬送波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、高速データ送信が可能で、多重セル構造を支援してＭＳＳの移動性を支援する通信システムである。本発明は、ＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムを一例として説明するが、この通信システムだけでなく、スリープモード動作及び周期的レンジング動作を支援する通信システムすべてに適用可能であることはもちろんである。
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態では、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのフォーマットをそのまま使用するＴＲＦ_ＩＮＤ(Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ)メッセージを用いてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング方式を提案する。すなわち、本発明の第１の実施形態によるＭＳＳの周期的レンジング方式において、ＭＳＳがスリープモードで動作する間に周期的レンジングを遂行するように制御される場合に、スリープ期間(ｓｌｅｅｐ ｉｎｔｅｒｖａｌ)が始まる前の聴取期間(ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌ)で、基地局がブロードキャスティング方式で送信するＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのスリープ識別子(ＳＬＰＩＤ)ビットマップにおいてこのＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビットを、強制的にポジティブ指示として設定して、周期的レンジングを遂行する方式を提案する。
以下に、図４を参照して本発明の第１の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング動作について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング動作を概略的に示す。
ＭＳＳがスリープモードで動作しているため、ＭＳＳは、聴取期間とスリープ期間を反復しつつ、基地局から放送されるＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信し、ＭＳＳをターゲットとするデータが送信される否かを判定する。従来技術の部分で説明したように、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムでは、ＭＳＳをターゲットとして送信されるデータが存在しない場合に、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージに含まれるスリープ識別子ビットマップのＭＳＳを示すスリープ識別子ビットを、ネガティブ指示(ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）に設定して送信する。しかしながら、本発明の第１の実施形態で、ＭＳＳがスリープモードで動作する間、特にＭＳＳがスリープ期間の動作を継続する間に、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行しなければならない場合に、ＭＳＳをターゲットとして送信されるデータが存在しなくても、周期的レンジングを始める以前の聴取期間で、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージに含まれるスリープ識別子ビットマップのＭＳＳを示すスリープ識別子ビットを、ポジティブ指示(ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）に設定して送信する。
ここで、ＭＳＳを示すスリープ識別子ビットをポジティブ指示に設定する理由は、ＭＳＳが実際に受信すべきデータがなくても、周期的レンジングを遂行するために、基地局からＵＬ_ＭＡＰメッセージを受信してアップリンクリソース割り当て情報を認識可能にするためである。すなわち、基地局は、ＭＳＳを示すスリープ識別子ビットをポジティブ指示に設定して送信することによって、ＭＳＳが聴取期間からスリープ期間に戻らず、代わりに聴取期間の動作を継続するように強制的に制御する。すると、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信し、スリープモードからアウェイクモードに強制遷移して基地局との周期的レンジングが遂行可能になる。
ＭＳＳが周期的レンジングを遂行する間に、すなわち、基地局にレンジング要求(Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ：以下、“ＲＮＧ_ＲＥＱ”とする)メッセージを送信し、基地局からＲＮＧ_ＲＥＱメッセージに対する応答メッセージであるレンジング応答(Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：以下、“ＲＮＧ_ＲＳＰ”とする)メッセージを受信する間に、ＭＳＳはスリープモードに遷移することが不可能である。したがって、ＭＳＳが、スリープモードに遷移するためには、ＲＮＧ_ＲＥＱメッセージに対応するＲＮＧ_ＲＳＰを受信するか、或いは基地局から非要求指示タイプのスリープ応答メッセージを受信しなければならない。
図４を参照すると、ＭＳＳは、スリープモードで動作可能なため、聴取期間４０１で基地局から放送するＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ４０３を受信する。ここで、ＭＳＳは、聴取期間４０１の次のスリープ期間４０５で基地局と周期的レンジングを開始(４０７)しなければならない。周期的レンジングを開始(４０７)するために、基地局は、聴取期間４０１で、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ４０３に含まれるＳＬＰＩＤビットマップ上のＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビットをポジティブ指示で表記して放送する。
ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ４０３を受信すると、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージにおけるＭＳＳに対するＳＬＰＩＤビットのポジティブ指示に基づいて、スリープ期間４０５に戻らず、代わりにアウェイクモード４０９に遷移する。アウェイクモード４０９で、ＭＳＳは、基地局との周期的レンジングを遂行する。
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのフォーマットと異なるフォーマットを使用するＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを用いる、スリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング方式を提案する。
本発明の第１の実施形態によるＭＳＳの周期的レンジング方式では、ＭＳＳがスリープモードで周期的レンジングを遂行しなければならない場合に、基地局はスリープ期間の開始前の聴取期間でＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを送信し、それによってＭＳＳがアウェイクモードに遷移可能になる。しかしながら、従来技術の部分で説明したように、スリープ期間アップデートアルゴリズムにより、このスリープ期間が、比較的長い期間に設定され、ＭＳＳが周期的レンジングを始める前までアウェイクモードを維持しなければならないため、不必要な電力が消費される可能性がある。したがって、本発明の第２の実施形態では、周期的レンジングのためのアウェイクモードの維持による不必要な電力消費を防止するために、下記の＜表６＞に示すようなＴＲＦ_ＩＮＤメッセージフォーマットを提案する。
Figure 2007525927
＜表６＞に示すように、本発明の第２の実施形態によって提案されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは、スリープモードで動作するＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビットマップを使用する。しかしながら、本発明の第２の実施形態によって提案されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージは、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのＴＲＦ_ＩＮＤメッセージとは異なり、ＭＳＳが聴取期間で遂行しなければならない動作を区分するために、各ＭＳＳ当り２個のＳＬＰＩＤビットが割り当てられるように構成される。ここで、２個のＳＬＰＩＤビットは、“ＳＬＰＩＤビット対(ＳＬＰＩＤ ｂｉｔ ｐａｉｒ)”と呼ばれる。
以下に、＜表６＞に示すようなＴＲＦ_ＩＮＤメッセージの情報エレメント(ＩＥ)の各々を説明する。
まず、管理メッセージタイプ(Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ)は、現在伝送されるメッセージのタイプを示す情報である。例えば、管理メッセージタイプが４７の値を有する場合(Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ＝４７)に、それはＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを示す。ＳＬＰＩＤビットマップのバイトは、ＳＬＰＩＤビットマップのバイト数を示す。ＳＬＰＩＤビットマップは、スリープモードで動作するＭＳＳのＳＬＰＩＤビット対を示す。各ＳＬＰＩＤビット対を構成する２ビットの中で、先行する１ビットは、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行すべきであるか否かを示し(このビットが、ポジティブ指示に設定されると、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行しなければならないことを示し、ネガティブ指示に設定されると、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行する必要がないことを示す)、次の１ビットは、ＭＳＳをターゲットとするデータが存在するか否かを示す。ここで、ＳＬＰＩＤビットマップは、バイトアラインメントのためにダミー(ｄｕｍｍｙ)ビットを挿入される(ｐａｄｄｅｄ)ことが可能である。ダミービットの挿入(ｐａｄｄｉｎｇ)は、１０ビットのサイズを有するアウェイクフレームオフセットによって発生するバイトアラインメント問題を解決するために、ダミービットを追加することを示し、このアウェイクフレームオフセットは、下記に後述するので、その詳細な説明を省略する。ＭＳＳの周期的レンジングの数(ＮＵＭ_ｏｆ_ＭＳＳ_Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ）は、現在聴取期間でＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信しているＭＳＳの中で、次のスリープ期間に遷移して周期的レンジングを遂行しなければならないＭＳＳの数を示す。
アウェイクフレームオフセット(Ｆｒａｍｅ Ｏｆｆｓｅｔ ｏｆ Ａｗａｋｅ ｆｏｒ Ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｒａｎｇｉｎｇ）は、周期的レンジングを遂行するためにＭＳＳがスリープ期間でアウェイクしなければならないフレームを示す。ここで、アウェイクフレームオフセットは、ＭＳＳが存在(ｓｔａｙ)可能な最大スリープ期間、すなわち最大ウィンドウと同一のサイズを有することが可能であるため、１０ビットのサイズを有し、このアウェイクフレームオフセットの値は、スリープ期間の開始フレームから周期的レンジングの開始フレーム(すなわち、周期的レンジングを始めるフレーム)までのフレームの数を示す。一例として、アウェイクフレームオフセットが１０の値を有する場合に、当該ＭＳＳは、周期的レンジングを開始するために、スリープ期間の２番目のフレームでアウェイクモードに遷移しなければならない。ここで、ＭＳＳが聴取期間でネガティブ指示を示すＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信すると、ＭＳＳは、聴取期間の終了前でもスリープモードに遷移することが可能である。この場合に、スリープモードへの遷移は、アウェイクフレームオフセットの値には含まれない。
下記に、ＳＬＰＩＤビット対について説明する。
まず、ＳＬＰＩＤビット対は、上記に説明したように、相互に異なる情報を示す２ビットを含む。
(２ビット)＝(周期的レンジングを遂行する必要性の要否：トラフィックの存在有無)
ここで、２ビットうちの第１のビットは、周期的レンジングの遂行が必要であるか否かの情報を示し、第２のビットはトラフィックの存在可否の情報を示す。
ＳＬＰＩＤビット対で、先行ビットは、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行すべきであるか否かを示す。先行ビットが１に設定されると、次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行する必要があることを示す。すると、ＭＳＳは、アウェイクフレームオフセット値を読み取り、該当動作を遂行しなければならない。
ＳＬＰＩＤビット対で、次のビットは、先行ビットの値により多様な意味を示す。特に、先行ビットが０として表記される場合、すなわち、先行ビットが次のスリープ期間で周期的レンジングの遂行が不必要であることを示す場合に、その次のビットは、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのＳＬＰＩＤビットと同一の意味を有する。すなわち、次のビットが１として表記される場合には、ＭＳＳをターゲットとするトラフィック、すなわちデータが存在することを意味し、そのため、ＭＳＳはアウェイクモードに遷移しなければならない。その反対に、次のビットが０として表記される場合には、ＭＳＳをターゲットとするトラフィックが存在しないため、ＭＳＳはスリープモードで継続して動作しなければならない。
しかしながら、先行ビットが１として表記される場合、すなわち次のスリープ期間で周期的レンジングの遂行が必要であることを示す場合に、０として表記される次のビットは、ＭＳＳが次のスリープモードで周期的レンジングを完了した後、スリープモードに再び遷移しなければならないことを示す。一方、１として表記される次のビットは、ＭＳＳがアウェイクモードを維持して、基地局から送信されるトラフィックを受信しなければならないことを示す。
基地局は、ＭＳＳと周期的レンジングを遂行した後に、ＭＳＳに追加的に送信するＭＡＣ(Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ)管理メッセージを有する場合、或いはＭＳＳが基地局によって放送されるＭＡＣ管理メッセージを受信する必要がある場合に、基地局は、送信されたＳＬＰＩＤビット対の先行ビットを１として、その次のビットを１として表記する。一例として、ＭＳＳがスリープ期間で周期的レンジングを遂行し、周期的レンジングを通じて変更されたＵＣＤ(Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ)情報を含んでいるＵＣＤメッセージのようなＭＡＣ管理メッセージを受信しなければならない場合に、基地局は、ＳＬＰＩＤビット対を１１(ｂｉｎａｒｙ)として表記して送信する。
１１として表記されたＳＬＰＩＤビット対が含まれているＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信したＭＳＳは、周期的レンジングを終了した後でもアウェイクモードで動作し、基地局から制御情報(すなわち、ＭＡＣ管理メッセージ)を受信しなければならない。その反面、基地局がＭＳＳに送信する制御情報を有していない場合に、基地局は、ＳＬＰＩＤビット対を１０として表記して送信する。
下記に、ＳＬＰＩＤビット対の値に基づくＭＳＳの動作について説明する。
(１)ＳＬＰＩＤビット対が００として表記された場合
ＳＬＰＩＤビット対の先行ビットが０であるため、この場合は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットが、ネガティブ指示で表記された場合と同一である。したがって、ＭＳＳは、スリープ期間の間、スリープ期間アップデートアルゴリズムによってスリープモードで動作する。
(２)ＳＬＰＩＤビット対が０１として表記された場合
ＳＬＰＩＤビット対の先行ビットが０であるため、この場合は、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットが、ポジティブ指示で表記された場合と同一である。したがって、ＭＳＳは、スリープモードからアウェイクモードに遷移する。
(３)ＳＬＰＩＤビット対が１０として表記された場合
ＳＬＰＩＤビット対の先行ビットが１であるため、ＭＳＳは、スリープ期間アップデートアルゴリズムによって増加されたスリープ期間の間スリープモードに戻る。しかしながら、ＭＳＳは、スリープ期間で周期的レンジングを遂行しなければならないので、周期的レンジングを始めるフレーム、すなわち基地局がＭＳＳの周期的レンジングのためにアップリンクリソース(すなわち、アップリンクバースト)を割り当てるＵＬ_ＭＡＰメッセージが送信されるフレームで、一時的にアウェイクモードに遷移しなければならない。したがって、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのアウェイクフレームオフセット値を読み取らなければならない。
特に、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップを読み取り、ＳＬＰＩＤビット対の先行ビットの値を１として表記されたＭＳＳのうち、ＭＳＳ自身の序数(ｏｒｄｉｎａｌ ｎｕｍｂｅｒ)を検出する。すなわち、１０又は１１として表記されたＳＬＰＩＤビット対が割り当てられた各ＭＳＳは、ＭＳＳの中で自身の序数を検出しなければならない。例えば、ＳＬＰＩＤビット対の先行ビットが１として表記された各ＭＳＳの個数が全体でＭ個であると仮定する場合に、Ｋ番目のＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビットマップの次に位置したＭ個のアウェイクフレームオフセットの中でＫ番目のアウェイクフレームオフセットを検出しなければならない。
ＭＳＳは、検出されたアウェイクフレームオフセットに該当する期間の間スリープモードで動作し、周期的レンジングのために一時的にアウェイクモードに遷移する。また、ＳＬＰＩＤビット対の次の値が０として表記されるため、ＭＳＳは、周期的レンジングの完了後に、スリープモードに再び遷移する。もし、周期的レンジングが、スリープ期間が終了する時点まで遂行されると、ＭＳＳは、聴取期間で受信された次のＴＲＦ_ＩＮＤメッセージに対応して動作しなければならない。
(４)ＳＬＰＩＤビット対が１１として表記された場合
ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が１１として表記された場合に、ＳＬＰＩＤビット対が１０として表記された場合とほぼ同一に動作する。但し、ＭＳＳは、周期的レンジングを遂行完了した後でもアウェイクモードを持続的に維持することが異なるだけである。
下記に、図５を参照して、本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジングについて説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジングを概略的に示す図である。
図５の説明に先立ち、一つの基地局内にスリープモードで動作する４個のＭＳＳが存在し、これら４個のＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が各々００，０１，１０，１１（２進数）として表記されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信すると仮定する。まず、４個のＭＳＳは、基地局から送信されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１を受信する。
第１に、聴取期間５１３で０１として表記されたＳＬＰＩＤビット対を含むＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信したＭＳＳは、上記のように、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットがポジティブ指示で表記された場合と同一に動作するため、アウェイクモード５１５に遷移する。
第２に、聴取期間５１７で００として表記されたＳＬＰＩＤビット対を含むＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを受信したＭＳＳは、上記のように、一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットがネガティブ指示で表記された場合と同一に動作するため、更にスリープモード５１９に遷移する。なお、ＭＳＳは、継続してスリープモード動作を遂行するため、他の聴取期間５２１で基地局から放送されるＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５２３を受信する。
第３に、聴取期間５２５で１０として表記されたＳＬＰＩＤビット対を含むＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１を受信したＭＳＳは、聴取期間５２５の次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行する必要性を認識し、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１のアウェイクフレームオフセットを検出して該当動作を遂行する。特に、ＭＳＳが基地局の境界においてスリープモードで動作するＭＳＳの中で、１として表記された先行ビットを有するＳＬＰＩＤビット対が割り当てられた各ＭＳＳの中の最初のＭＳＳであるため、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１の最初のアウェイクフレームオフセットを検出する。そして、ＭＳＳは、検出されたアウェイクフレームオフセットに基づいて、ＭＳＳが次のスリープ期間でアウェイクすべきフレームを計算し、該当フレームで周期的レンジング５２７を始めるために、アウェイクモード５２９に遷移する。しかしながら、周期的レンジングが次のスリープ期間以後に終了するため、ＭＳＳは、基地局から送信されるＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５３１を受信しなければならない。ＭＳＳは、以前に受信されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１によりスリープモードに遷移すべきであるが、既に聴取期間５３３に入っているため、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５３１のＳＬＰＩＤビット対に対応して次の動作を遂行しなければならない。
第４に、聴取期間５３５で１１として表記されたＳＬＰＩＤビット対を含むＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１を受信したＭＳＳは、聴取期間５３５の次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであることを認識し、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１のアウェイクフレームオフセットを検出して該当動作を遂行する。特に、ＭＳＳが基地局の境界においてスリープモードで動作するＭＳＳの中で、１として表記された先行ビットを有するＳＬＰＩＤビット対が割り当てられた各ＭＳＳの中の２番目のＭＳＳであるため、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ５１１の２番目のアウェイクフレームオフセットを検出する。そして、ＭＳＳは、検出されたアウェイクフレームオフセットに基づいて、ＭＳＳが次のスリープ期間でアウェイクすべきフレームを計算し、該当フレームで周期的レンジング５３７を始めるために、アウェイクモード５３９に遷移する。周期的レンジングの終了後に、ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対の次のビットが１として表記されるため、継続してアウェイクモード５４１で動作する。
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおけるＭＳＳの動作過程を示すフローチャートである。
まず、ステップ６１１で、ＭＳＳは、スリープモードで動作を遂行する。ステップ６１３で、ＭＳＳは、スリープ期間が終了したか否かをチェックする。その結果、スリープ期間が終了していない場合に、ＭＳＳは、ステップ６１５に進行する。ステップ６１５で、終了していないスリープ期間で、ＭＳＳが周期的レンジングを遂行したか否かを検査する。その検査の結果、ＭＳＳがスリープ期間内で周期的レンジングを遂行していない場合、すなわち、スリープ期間で周期的レンジングを遂行せずに、一般的なスリープモード動作を遂行していた場合、ＭＳＳは、スリープ期間が終了するまで継続してスリープモード動作を遂行するために、ステップ６１３に戻る。一方、ステップ６１５の検査の結果、ＭＳＳがスリープ期間で周期的レンジングの遂行を完了した場合、すなわちステップ６４３で周期的レンジングの完了後にスリープモードに戻るとの命令を受けた状態で、ＭＳＳがスリープ期間の終了前に周期的レンジングを完了した場合に、ステップ６４５に進行して、残っているスリープ期間での電力の消費を防止する。ステップ６４５で、ＭＳＳは、スリープモードに遷移した後にこれら手順を終了する。
一方、ステップ６１３のチェックの結果、スリープ期間が終了していた場合に、ＭＳＳはステップ６１７に進行する。ステップ６１７で、ＭＳＳは、聴取期間が終了したか否かをチェックする。その結果、聴取期間が終了していた場合に、ＭＳＳはステップ６４５に進行する。ステップ６１７のチェックの結果、聴取期間が終了していない場合に、ＭＳＳはステップ６１９に進行する。ステップ６１９で、ＭＳＳは、基地局からＴＲＦ_ＩＮＤメッセージが受信されたか否かをチェックする。その結果、基地局からＴＲＦ_ＩＮＤメッセージが受信されていない場合に、ＭＳＳはステップ６１７に戻る。
ステップ６１９のチェックの結果、基地局からＴＲＦ_ＩＮＤメッセージが受信されていた場合に、ＭＳＳはステップ６２１に進行する。ステップ６２１で、ＭＳＳは、受信されたＴＲＦ_ＩＮＤメッセージにＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビット対が含まれているか否かをチェックする。その結果、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージがＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビット対を含まない場合に、ＭＳＳはステップ６４７に進行する。ここで、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージにＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビット対が含まれていないことは、ＭＳＳと基地局との間で情報の同期が一致しないことを示す。ステップ６４７で、ＭＳＳは、アウェイクモードに遷移した後にこれら手順を終了する。
一方、ステップ６２１のチェックの結果、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージがＭＳＳを示すＳＬＰＩＤビット対を含む場合に、ＭＳＳはステップ６２３に進行する。ステップ６２３で、ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が００として表記されているか否かをチェックする。その結果、ＳＬＰＩＤビットが００として表記されている場合に、ＭＳＳはステップ６４５に進行する。もし、ステップ６２３のチェックの結果、ＳＬＰＩＤビット対が００として表記されていない場合に、ＭＳＳはステップ６２５に進行する。ステップ６２５で、ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が０１として表記されているか否かをチェックする。その結果、ＳＬＰＩＤビット対が０１として表記されている場合に、ＭＳＳはステップ６４７に進行する。
一方、ステップ６２５のチェックの結果、ＳＬＰＩＤビット対が０１として表記されていない場合に、ＭＳＳはステップ６２７に進行する。ステップ６２７で、ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が１０として表記されているか否かをチェックする。その結果、ＳＬＰＩＤビット対が１０として表記されていない場合、すなわちＳＬＰＩＤビット対が１１として表記された場合に、ＭＳＳはステップ６３１に進行する。ステップ６３１で、ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が１１として表記されているため、次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行する必要性を認識すると共に、ＭＳＳをターゲットとするトラフィックが存在するため、この周期的レンジングを遂行した後にアウェイクモードにそのまま存在すべきであることを認識した後、ステップ６３３に進行する。
ステップ６２７のチェックの結果、ＳＬＰＩＤビット対が１０として表記されている場合に、ＭＳＳはステップ６２９に進行する。ステップ６２９で、ＭＳＳは、ＳＬＰＩＤビット対が１０として表記されているため、次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行する必要性を認識すると共に、ＭＳＳをターゲットとするトラフィックが存在しないため、周期的レンジングの遂行後にスリープモードに遷移しなければならないことを認識し、その後、ステップ６３３に進行する。
ステップ６３３で、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージに含まれているＭＳＳに該当するアウェイクモードオフセットを検出する。ステップ６３５で、ＭＳＳは、スリープモードに遷移する。ステップ６３７で、ＭＳＳは、アウェイクモードオフセットに該当する時間期間(ｔｉｍｅ ｉｎｅｒｖａｌ)が経過したか否かをチェックする。その結果、アウェイクモードオフセットに該当する期間が経過していた場合に、ＭＳＳはステップ６３９に進行する。ステップ６３９で、ＭＳＳは、基地局と周期的レンジングを遂行する。ステップ６４１で、ＭＳＳは、周期的レンジングが完了したか否かをチェックする。その結果、周期的レンジングが完了していた場合に、ＭＳＳはステップ６４３に進行する。
ステップ６４３で、ＭＳＳは、周期的レンジングの完了後にアウェイクモードに遷移すべきであるか否かをチェックする。ここで、ＭＳＳは、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを通じて受信したＳＬＰＩＤビット対の値により、周期的レンジングを完了した後にアウェイクモードに遷移すべきであるか否かをチェックする。すなわち、ＭＳＳは、ステップ６２９又はステップ６３１でチェックした結果に基づいて、アウェイクモードに遷移すべきであるか否かを判定する。ステップ６４３のチェックの結果、アウェイクモードに遷移する必要がない場合に、ＭＳＳはステップ６１３に戻る。その反面、アウェイクモードに遷移しなければならない場合に、ＭＳＳはステップ６４７に進行する。
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおけるＭＳＳの動作過程について説明した。次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおける基地局の動作過程について説明する。
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおける基地局の動作過程を示すフローチャートである。
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、ステップ７１１で、基地局は、スリープモードで動作するすべてのＭＳＳ端末が遂行すべき動作に関する情報を含んでいる一つのＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを構成するために、すなわち基地局はスリープモードで動作するすべてのＭＳＳに伝送される単一ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを構成するために、該当ＭＳＳに割り当てられたＳＬＰＩＤにマッピングされた２ビットを設定する。ここで、基地局は、ＳＬＰＩＤ１から２ビットの設定を遂行し、基地局がＳＬＰＩＤ１からすべてのＳＬＰＩＤに対して２ビットの設定を遂行した場合に、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージが完全に構成される。ステップ７１３で、基地局は、当該ＳＬＰＩＤが当該ＭＳＳに割り当てられたか否かをチェックする。その結果、当該ＭＳＳにＳＬＰＩＤが割り当てられていない場合、すなわち当該ＳＬＰＩＤを使用する当該ＭＳＳが既にアウェイクモードに遷移したため、当該ＳＬＰＩＤは、今後スリープモードに遷移しようとするＭＳＳのために使用可能である。また、その２ビットの値が意味のない値であるため、基地局はステップ７３５に進行する。ステップ７３５で、基地局は、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップ上の該当ＭＳＳをターゲットとするＳＬＰＩＤビット対を００と表記した後に、ステップ７３９に進行する。
ステップ７１３のチェックの結果、ＳＬＰＩＤが当該ＭＳＳに割り当てられていた場合、すなわちＳＬＰＩＤを使用しているＭＳＳが存在する場合に、基地局はステップ７１５に進行する。ステップ７１５で、基地局は、当該ＳＬＰＩＤを有するＭＳＳを選択し、ステップ７１７に進行する。ステップ７１７で、基地局は、選択したＭＳＳのスリープ期間が終了したか否かをチェックする。その結果、選択されたＭＳＳのスリープ期間が終了していない場合に、基地局はステップ７３５に進行する。一方、ステップ７１７の結果、選択されたＭＳＳのスリープ期間が終了していた場合に、基地局はステップ７１９に進行する。ステップ７１９で、基地局は、選択されたＭＳＳに送信するトラフィックが存在するか否かをチェックする。その結果、該ＭＳＳに送信するトラフィックが存在する場合に、基地局はステップ７２３に進行する。ステップ７２３で、基地局は、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップ上の選択されたＭＳＳをターゲットとするＳＬＰＩＤビット対を０１と表記し、ステップ７３９に進行する。
ステップ７１９のチェックの結果、ＭＳＳに送信するトラフィックが存在しない場合に、基地局はステップ７２１に進行する。ステップ７２１で、基地局は、ＭＳＳが次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであるか否かをチェックする。その結果、ＭＳＳが次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行する必要性がない場合に、基地局はステップ７２５に進行する。ステップ７２５で、基地局は、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップ上の該当ＭＳＳをターゲットとするＳＬＰＩＤビット対を００と表記し、ステップ７３９に進行する。
一方、ステップ７２１のチェックの結果、ＭＳＳが次のスリープ期間で周期的レンジングを遂行しなければならない場合に、基地局はステップ７２７に進行する。ステップ７２７で、基地局は、次のスリープ期間で周期的レンジングのためのアウェイクフレームオフセットを計算し、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップに、この計算されたアウェイクフレームオフセットを追加する。次に、ステップ７２９で、基地局は、ＭＳＳと周期的レンジングを遂行した後に、ＭＳＳに追加制御情報、すなわちＭＡＣメッセージを送信すべきであるか否かをチェックする。その結果、ＭＳＳに追加制御情報を送信する必要性がある場合に、基地局はステップ７３１に進行する。ステップ７３１で、基地局は、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップ上の該当ＭＳＳをターゲットとするＳＬＰＩＤビット対を１１と表記し、ステップ７３９に進行する。一方、その結果、ＭＳＳに追加制御情報を送信する必要性がない場合に、基地局はステップ７３３に進行する。ステップ７３３で、基地局は、ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージのＳＬＰＩＤビットマップ上の該当ＭＳＳをターゲットとするＳＬＰＩＤビット対を１０と表記し、ステップ７３９に進行する。
ステップ７３９で、基地局は、ＭＳＳのＳＬＰＩＤが、基地局が割り当て可能な値のうちの最大値を有するか否かを検査する。その結果、ＭＳＳのＳＬＰＩＤが最大値を有していない場合に、基地局はステップ７３７に進行する。ステップ７３７で、基地局は、ＳＬＰＩＤを１ずつ増加(ＳＬＰＩＤ＝ＳＬＰＩＤ＋１)させた後、次のＭＳＳの動作のための２ビットをセッティングするために、ステップ７１３に戻る。ステップ７３９の結果、ＭＳＳのＳＬＰＩＤが最大値を有する場合に、他のＭＳＳの動作のために設定するこれ以上のビット対が存在しない状態であるため、基地局はステップ７４１に進行する。ステップ７４１で、基地局は、ＭＳＳにＴＲＦ_ＩＮＤメッセージを送信し、この手順を終了する。
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、形式や細部についての様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施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これと均等なものに基づいて定められるべきである。
一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。 一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのスリープモード動作を概略的に示す図である。 一般的なＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムのレンジング過程を概略的に示す信号流れ図である。 本発明の第１の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング動作を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおいてスリープモードで動作するＭＳＳの周期的レンジング動作を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおけるＭＳＳの動作過程を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおけるＭＳＳの動作過程を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおける基地局の動作過程を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるＩＥＥＥ８０２.１６ｅ通信システムにおける基地局の動作過程を示すフローチャートである。
符号の説明
１００ セル
１１０ 基地局
１４０ 基地局
１５０ セル
１１１，１１３，１３０，１５１，１５３ ＭＳＳ
２１１ パケットデータの発生パターン
２１３ 基地局及びＭＳＳのモード変更パターン
２１５ ＭＳＳの電力レベル
３００ ＭＳＳ
３２０ サービング基地局
４０１ 聴取期間
４０３ ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ
４０５ スリープ期間
４０７ 周期的レンジングを開始
４０９ アウェイクモード
５１１ ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ
５１３ 聴取期間
５１５ アウェイクモード
５１７ 聴取期間
５１９ スリープモード
５２１ 聴取期間
５２３ ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ
５２５ 聴取期間
５２７ 周期的レンジング
５２９ アウェイクモード
５３１ ＴＲＦ_ＩＮＤメッセージ
５３３ 聴取期間
５３５ 聴取期間
５３７ 周期的レンジング
５３９ アウェイクモード
５４１ アウェイクモード

Claims (24)

  1. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、
    前記移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記特定時点で前記周期的レンジングを遂行する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
  2. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、
    前記移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記周期的レンジングを遂行する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
  3. 前記移動加入者端末機が、前記周期的レンジングを遂行した後に前記スリープモードに遷移する段階をさらに有することを特徴とする請求項２記載の方法。
  4. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記基地局により、前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行し、制御情報を受信する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に、周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、
    前記移動加入者端末機により、前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
  5. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出する段階と、
    前記移動加入者端末機がスリープ期間で前記周期的レンジングを遂行すべきであることを、前記スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
  6. 前記移動加入者端末機に通報することは、前記移動加入者端末機にトラフィック指示メッセージを送信することであることを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 前記トラフィック指示メッセージは、前記移動加入者端末機が前記聴取期間の動作を継続しなければならないことを示すポジティブ指示を報告する前記移動加入者端末機のためのスリープ識別子を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
  8. 前記移動加入者端末機に、前記スリープ期間で前記周期的レンジングを遂行すべきであることを通報した後に、前記特定時点で前記移動加入者端末機と前記周期的レンジングを遂行する段階をさらに有することを特徴とする前記請求項５記載の方法。
  9. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出する段階と、
    前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続した後に前記周期的レンジングを遂行すべきであることを、前記スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
  10. 前記移動加入者端末機に前記スリープ期間で前記周期的レンジングを遂行すべきであることを通報した後に、前記スリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に前記特定時点で前記移動加入者端末機と周期的レンジングを遂行する段階をさらに有することを特徴とする請求項９記載の方法。
  11. 前記移動加入者端末機が前記周期的レンジングを遂行した後に前記スリープモードに遷移すべきであることを示す情報を含んで、前記周期的レンジングを遂行する必要性のあることが通報されること特徴とする請求項９記載の方法。
  12. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行し、基地局から制御情報を受信する必要性があることを検出する段階と、
    前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続した後に前記周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信すべきであることを、前記スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する段階と、
    を有することを特徴とする方法。
  13. 前記移動加入者端末機に前記スリープ期間で前記周期的レンジングを遂行すべきであることを通報した後に、予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続し、前記移動加入者端末機と周期的レンジングを遂行した後に前記制御情報を送信する段階をさらに有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
  14. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記スリープ期間の特定時点で基地局と周期的レンジングを遂行する必要性があることを示す前記移動加入者端末機への通報を、スリープ期間以前の聴取期間で受信する段階を有することを特徴とする方法。
  15. 前記通報に対応して、前記特定時点で前記基地局と周期的レンジングを遂行する段階をさらに有することを特徴とする請求項１４記載の方法。
  16. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記スリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に前記基地局と周期的レンジングを遂行する必要性があることを示す前記移動加入者端末機への通報を、スリープ期間以前の聴取期間で受信する段階を有することを特徴とする方法。
  17. 前記通報に対応して、前記スリープ期間の開始時点から前記予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後、前記スリープモードからアウェイクモードに遷移して前記基地局と周期的レンジングを遂行する段階をさらに有することを特徴とする請求項１６記載の方法。
  18. 前記周期的レンジングを遂行した後に、前記アウェイクモードから前記スリープモードに遷移する段階をさらに有することを特徴とする請求項１７記載の方法。
  19. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行方法であって、
    前記スリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に、前記基地局と周期的レンジングを遂行し、制御情報を受信する必要性があることを示す前記移動加入者端末機への通報を、スリープ期間以前の聴取期間で受信する段階を有することを特徴とする方法。
  20. 前記通報に対応して前記スリープ期間の開始時点から前記予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に、前記スリープモードからアウェイクモードに遷移して前記基地局と周期的レンジングを遂行する段階と、
    前記基地局から前記制御情報を受信する段階と、
    をさらに有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
  21. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行システムであって、
    前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間で周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する基地局と、
    前記聴取期間で前記基地局からの通報を受信し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記特定時点で前記基地局と前記周期的レンジングを遂行する移動加入者端末機と、
    を含むことを特徴とするシステム。
  22. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行システムであって、
    前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に周期的レンジングを遂行すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する基地局と、
    前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記基地局と前記周期的レンジングを遂行する移動加入者端末機と、
    を含むことを特徴とするシステム。
  23. 前記移動加入者端末機は、前記周期的レンジングを遂行した後に前記スリープモードに遷移することを特徴とする請求項２２記載のシステム。
  24. 移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在しないスリープモードと、移動加入者端末機と基地局との間で送信されるデータが存在するアウェイクモードとを有し、前記スリープモードが、データの受信が不可能なスリープ期間と、データの受信が可能な聴取期間とを有する広帯域無線接続通信システムにおける周期的レンジングの遂行システムであって、
    前記スリープモードで動作する移動加入者端末機が前記スリープ期間の特定時点で周期的レンジングを遂行し、制御情報を受信する必要性があることを検出すると、前記移動加入者端末機がスリープ期間の開始時点から予め定められた期間の間前記スリープ期間の動作を継続した後に、周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信すべきであることを、スリープ期間以前の聴取期間で前記移動加入者端末機に通報する基地局と、
    前記聴取期間で前記通報を受信し、予め定められた期間の間スリープ期間の動作を継続し、前記スリープモードから前記アウェイクモードに遷移した後に、前記基地局と前記周期的レンジングを遂行し、前記制御情報を受信する移動加入者端末機と、
    を含むことを特徴とするシステム。
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