Channel Variation Tracking based Effective Preferred BS Selection Scheme of Idle Mode Mobile device for Mobile WiMAX System

In the wireless communication systems, the power consumption of a mobile device is very important issue due to its battery limitations. Hence most of the standards for wireless networks including a mobile WiMAX system are supporting their own power saving mode in way that a mobile device is able to reduce its energy usage while in the mode. However, those standards just define the arrangement of special time intervals, called a paging listening interval, during which the device needs to receive the paging-related control messages, and they do not specify how to effectively reduce the power in many different network environments. This means the amount of power spent by the device is very dependent on the implementations of individual device-vendors, and undesirable paging loss may happen according to the channel conditions. To reduce unnecessary power usage and the risk of paging loss, this paper proposes the effective frequency/BS selection algorithm applicable to a mobile device operating in the power saving mode, which serves the device with better BS based on the tracking for channel variation. This algorithm consists of the channel estimation phase during each paging listening interval, the tracking phase for the measured results, the frequency reselection phase based on the tracking activity, and the preferred BS reselection phase. Thus the proposed method can improve the paging performance while the device is moving in the network. Also the simulation result shows that the presented scheme is superior to other candidates in energy efficiency due to the channel-adaptive frequency/BS selection.

Mobile WiMAX시스템에서 채널품질 변동추적을 이용한 유휴모드 이동단말의 효율적인 선호기지국 선택 방안

이동통신 시스템에서 이동단말이 소비하는 전력은 휴대용 배터리의 용량 제약으로 인하여 매우 중요하게 고려되는 이슈이다. 따라서, Mobile WiMAX 시스템을 포함한 대부분의 무선통신 네트워크 규격은 이동단말의 전력소모를 줄이기 위한 전력절약 모드를 지원한다. 그러나 이들 규격에서 제시하는 전력절약 모드는 청취구간의 시간적인 배치만을 정의한다. 따라서 전력절약 모드로 동작하는 단말의 소비전력은 단말제조사의 구현형태에 의존적이며, 채널환경 변화에 따라 페이징 손실의 위험성도 존재한다. 본 논문은 광대역 이동통신 네트워크 환경에서 전력절약 모드로 동작하는 이동단말이 채널품질의 변동추이를 바탕으로 최선의 기지국을 선택하는 방식을 통해 보다 효율적인 전력사용 및 청취구간 동안 페이징 메시지의 손실 위험을 줄이는 실용적인 알고리즘을 제시한다. 이러한 채널적응형 주파수/기지국 재선택 알고리즘은 청취구간 동안 채널품질을 측정하는 과정, 측정된 채널품질의 변동을 추적하는 과정, 추적결과에 따라 이종 주파수 탐색을 수행하는 과정, 탐색결과에 따라 최선의 주파수 및 기지국을 재선택 하는 과정으로 구성되어 있다. 그러므로 제안된 방식은 단말이 이동함에 따라 해당 네트워크의 채널환경이 변하더라도 전력을 합리적으로 사용함과 동시에 양호한 기지국을 선택하게 함으로써, 청취구간에서 페이징 메시지 수신성능을 향상시킨다. 본 알고리즘을 적용한 시뮬레이션 결과는 단말의 이동하는 채널환경에서 다른 후보방안들 보다 페이징 메시지 수신성능이 우수함을 보여주고 있으며 동시에 단말이 평균적으로 보다 양호한 채널환경에서 전력절약 모드를 동작하게 함을 보여준다.