JP3869829B2 - 移動通信システムにおけるハンドオフ実行方法 - Google Patents

移動通信システムにおけるハンドオフ実行方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムにおけるハンドオフ方法に係り、特に、ハンドオフ時間を短縮させるための方法に関する。
図１は一般的な移動通信システムの網構成を示している。これは一般的な移動通信網構造であるが、構成要素の名称のみ変更されるだけで、ＩＳ(International Standard)-９５Ａ/Ｂ、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)、ＩＳ-２０００、ＷＣＤＭＡ(Wide Code Division Multiple Access)及びＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication Service)などにも共通的に適用される。
図１を参照すれば、移動局(ＭＴ:Mobile Terminal)１０１は移動通信端末を意味する。前記移動局１０１は音声中心の既存端末(Legacy Terminal)やＩＰ(Internet Protocol)を支援するＩＰ端末(IP Terminal)となり得る。基地局(ＢＴＳ:Base Transceiver SubSystem)１０２は無線資源を管理し、実質的に無線リンクを通じて自分のサービス領域、すなわち、セル内に位置する前記端末１０１とデータパケット及び制御情報を交換する。制御局(ＢＳＣ:Base Station Controller)１０３は、下位の基地局１０２-Ａ，１０２-Ｂを制御する設備であり、呼設定及び呼解除のような信号プロトコル(signaling protocol)を支援する。ゲートウェイ(ＧＷ:Gateway)/交換局(ＭＳＣ:Mobile Switching Center)１０５は、移動通信網、インターネット、ＰＳＴＮ(Public Switched Telephone Network)及びＰＳＤＮ(Public Switched Data Network)を連結する設備であり、相異なる網間のプロトコル変換などを支援する。前記ゲートウェイ(ＧＷ)は論理的な名称であり、通常はＰＤＳＮ(Packet Data Service Node)、ＡＧＷ(Access Gateway)又はＭＧＷ(Media Gateway)と呼ばれることもある。
前記移動通信網の構造において、前記制御局/基地局１０３/１０２と前記ゲートウェイ/交換局１０５との間のリンクは、既存の移動通信網のようにＥ１/Ｔ１などの専用回線を用いる回線型網や、ＩＰルーターを用いて構築したＩＰパケット網で構成されうる。前者の場合はＥ１/Ｔ１で前記制御局１０３と前記基地局１０２を連結した状態で上位伝送階層としてＩＰを使用し、後者の場合は前記制御局１０３と前記基地局１０２が直接連結されず、ルーターなどの装置を通じてそれぞれＩＰ網に連結される構造である。
図２は、図１に示した制御局(ＢＳＣ)１０３に対する具体的な構成を示している。図２を参照すれば、制御器(BSC Main Controller)２１３は前記制御局１０３の資源と前記下位の基地局１０２-Ａ,１０２-Ｂの一部資源を管理し、前記制御局１０３の全般的な動作を制御する。第１インターフェース２２３は前記ゲートウェイ１０５と前記制御局１０３との間の信号をインターフェースする機能を行う。スイッチ(Intra-BSC Switch)２３３は前記制御局１０３内のルーティング及びスイッチング機能を行うルーターである。第２インターフェース２４３は前記制御局１０３と前記基地局１０２-Ａ,１０２-Ｂとの間の信号をインターフェースする機能を行う。ここで、第１インターフェース２２３及び第２インターフェース２４３はそれぞれ前記ゲートウェイ１０５と前記基地局１０２-Ａ，１０２-Ｂとの連結のためのネットワークインターフェースカード(ＮＩＣ:Network Interface Card)又はラインインターフェースカード(ＬＩＣ:Line Interface Card)を使用する。ＳＤＵ(Service Data Unit)/ＲＬＰ(Radio Link Protocol)プロセッサ２５３は前記端末１０１とトラフィックを送受信する機能を行う。ここで、ＳＤＵはサービスの種類に応じて区別される所定単位のデータを示し、ＲＬＰはデータの無線伝送のためのプロトコルを示す。前記ＲＬＰにより伝送されるデータパケットをＲＬＰパケットという。
図３は図１に示した基地局１０２-Ａ，１０２-Ｂの具体的な構造を示している。基地局１０２-Ａ、１０２-Ｂは同じ構造を有するので、ここでは基地局１０２-Ａの場合のみを説明する。
図３を参照すれば、制御器３１２は前記基地局１０２の有/無線資源を管理し、前記基地局１０２-Ａの全般的な動作を制御する。第１インターフェース３２２は前記制御局１０３と前記基地局１０２-Ａとの間の信号をインターフェースする機能を行う。スイッチ３３２は前記基地局１０２の内部のルーティング及びスイッチング機能を行うルーターである。ＲＦ(Radio Frequency)スケジューラー(RF-scheduler)３４２は前記基地局１０２-Ａで無線資源を効率的に使用するためにパケットの伝送をスケジューリングするプロセッサである。前記ＲＦスケジューラー３４２は別途のボード又はチャンネルカード３５２-１〜３５２-ｎの一部で具現されうる。前記複数のチャンネルカード３５２-１〜３５２-ｎは前記制御局１０３内のＳＤＵ/ＲＬＰプロセッサ２５３と連係して前記端末１０１に送信されるデータをコーディングして拡散するか、前記端末１０１から受信される信号を逆拡散してデコーディングする。ＲＦ装置３６２は前記複数のチャンネルカード３５２-１〜３５２-ｎからのベースバンド信号をアップコンバート(up-convert)して前記端末１０１に送信するか、逆に前記端末１０１から受信される無線周波数(ＲＦ)信号をダウンコンバート(down-convert)して該当チャンネルカードに伝える。
このような構成を持つ移動通信システムでは、全体サービス領域を複数のセルに区分し、複数の基地局を用いて前記セルの各々をサービスする。実際の無線環境で前記セルは部分的に互いに重なり、重なり領域で端末は二つ以上の基地局からの信号を受信するようになる。このような構造のセルラー移動通信システムの場合、セルの間を移動する端末の通話を維持するためには基地局の間で通話制御を交換するハンドオフ過程が必須的であり、このようなハンドオフは前記基地局を制御する制御局により行われる。前記移動通信システムで行われる従来のハンドオフ過程を調べると次の通りである。
図４は従来の技術によるハンドオフ過程を示している。図４では、一つの基地局(ＢＴＳ＃１)と通信中の端末(ＭＴ)が他の基地局(ＢＴＳ＃２)に移動しているときにハンドオフを行う手順を説明している。ここで、ＢＴＳ＃１はソース基地局(Source BTS)と称し、ＢＴＳ＃２は目的基地局(Target BTS)と称する。図４を参照すれば、ステップ４０１で、端末(ＭＴ)はソース基地局のサービス領域、すなわち、セル内に位置しており、制御局(ＢＳＣ)は前記ソース基地局と前記端末との間の通信経路のみを制御する。この場合、前記制御局は前記端末に対するデータトラフィックを前記ソース基地局のみに伝える。ステップ４０３で、前記制御局からのＲＬＰパケットは前記ソース基地局を通じて前記端末に伝えられる。前記ＲＬＰパケットのシーケンス番号は括弧内に表記した。
前記端末が移動して前記目的基地局のサービス領域、すなわち、セルに進入するにつれて、前記目的基地局の信号を受信するようになる。ステップ４０５で、前記目的基地局は前記端末に対する活性集合(Active Set)の候補メンバー(candidate member)として登録される。この過程でも、ステップ４０７で前記制御局からのＲＬＰパケットは前記ソース基地局を通じて前記端末に伝送される。
前記端末が前記目的基地局のより近くに移動すると、前記端末は前記目的基地局の信号を所定のハンドオフ決定臨界値より高く受信するようになる。その後、ステップ４０９で、前記端末は前記制御局の制御下で前記ソース基地局から前記目的基地局にハンドオフされる。これにより、ステップ４１１で前記制御局からのＲＬＰパケットは前記目的基地局を通じて前記端末に伝えられる。
ステップ４１３で、前記端末が前記ソース基地局から遠くなるにつれて、前記制御局は前記ソース基地局を前記端末のハンドオフ候補集合から落とす。ステップ４１５で、前記制御局は前記目的基地局のみにＲＬＰパケットを伝送する。その後、前記端末はステップ４１７で前記目的基地局を通じて前記制御局から送信されるＲＬＰパケットを受信するようになる。
図５は図４のステップ４０９に対する詳細な過程を示す。ステップ４０９では、端末がサービス基地局をソース基地局から目的基地局に切り替える。前記制御局は前記端末がサービス基地局をソース基地局から目的基地局に切り替えること(すなわち、ハンドオフの発生)を、前記基地局を通じて又は単独でわかることができる。図５では前記制御局が単独でわかる場合を仮定している。ステップ５０１で、前記制御局は前記ソース基地局に、前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号(すなわち、最後のシーケンス番号)を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(VSHO(Virtual Soft Hand-Off)_Sequence_Retrieve MSG)を伝える。前記ソース基地局はステップ５０３で前記メッセージに対する応答として前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を知らせるシーケンス通報メッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)を前記制御局に伝える。
図４を参照すれば、前記目的基地局(ＢＴＳ＃２)が候補として決定されるときには、前記ソース基地局(ＢＴＳ＃１)は、あらかじめ、前記制御局からシーケンス番号７，８，９のＲＬＰパケットを受信し、そのうち、シーケンス番号７のＲＬＰパケットのみを前記端末に伝送した状態となっている。前記ソース基地局(ＢＴＳ＃１)は前記制御局の要求に応答して前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号が７であることを前記制御局に知らせる。ハンドオフが行われた後に、前記制御局はシーケンス番号８以後のＲＬＰパケットを前記目的基地局(ＢＴＳ＃２)を通じて前記端末(ＭＴ)に伝える。
仮に、基地局を通じて制御局が端末のハンドオフ事実を知らされれば、前記シーケンス番号の問い合わせ過程なしに、前記ソース基地局が前記最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を知らせるメッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)を前記制御局に直ちに伝えることができる。
ここで、前記制御局が前記ソース基地局に伝えるシーケンス問い合わせメッセージ(VSHO_Sequence_Retrieve MSG)の構造が図６に示されている。示したように、前記シーケンス問い合わせメッセージは、メッセージの種類を示すMSG_TYPEフィールド、制御コードを含むCODEフィールド、メッセージの長さを示すLENGTHフィールド及び使用者を識別するためのUSER/FLOW-IDフィールドを含む。
さらに、前記ソース基地局が応答として前記制御局に伝えるシーケンス通報メッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)の構造が図７に示されている。示したように、前記シーケンス通報メッセージは、メッセージの種類を示すMSG_TYPEフィールド、制御コードを含むCODEフィールド、メッセージの長さを示すLENGTHフィールド、使用者又はデータの流れを識別するためのUSER/FLOW-IDフィールド及び端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を示すLAST-XMITED-RLP-SEQUENCEフィールドを含む。
図８は、従来の技術による制御局の詳細なハンドオフ過程を示したフローチャートである。図８を参照すれば、前記制御局はステップ８０１でハンドオフ(handoff)の発生を待機し、ステップ８０３でハンドオフが発生するかを検査する。仮に、ハンドオフが発生しなければ、ステップ８０１に復帰してハンドオフの発生を待機する。そうでなく、ハンドオフが発生すれば、前記制御局はステップ８０５に進行して最後に伝送したＲＬＰパケットのシーケンス番号(すなわち、最後のシーケンス番号)を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(VSHO_Sequence_Retrieve MSG)をソース基地局に伝送する。その後、前記制御局はステップ８０７で前記メッセージに対する応答を受信待機し、ステップ８０９で前記ソース基地局から応答が受信されるかを検査する。前記ソース基地局から応答メッセージであるシーケンス通報メッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)が受信されると、前記制御局はステップ８１１で前記最後のシーケンス番号以後のＲＬＰパケットを目的基地局に伝える。前記目的基地局は前記最後のシーケンス番号以後のパケットを端末に伝えるようになる。
図９は従来の技術によるソース基地局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャートである。
図９を参照すれば、前記ソース基地局はステップ９０１で端末のハンドオフを検出した制御局から最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号(すなわち、最後のシーケンス番号)を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)の受信を待機し、ステップ９０３で前記メッセージが受信されるかを検査する。仮に、前記メッセージが受信されれば、前記ソース基地局はステップ９０５に進行して最後のシーケンス番号を所定のメモリ領域から読み出す。その後、前記ソース基地局はステップ９０７で前記読み出された最後のシーケンス番号を含むシーケンス通報メッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)を前記制御局に伝送する。
図９に示したステップ９０１，９０３は前記制御局が単独で端末のハンドオフを検出する場合である。他の例として、前記ソース基地局が直ちに前記制御局に最後のシーケンス番号を知らせることもある。この場合、ステップ９０１，９０３は必要でない。すなわち、前記ソース基地局は前記制御局からハンドオフが要請されるか、自体的に端末が自分の領域を超えてハンドオフ領域に進入することを検出すると、自分が前記端末に伝えた最後のＲＬＰパケットのシーケンス番号を前記制御局に通報する。
上述したように、従来の技術では、端末がハンドオフを行い、制御局がハンドオフの発生を検出し、ソース基地局が端末に伝えた最後のＲＬＰパケットのシーケンス番号を制御局に知らせ、そのシーケンス番号に基づいて制御局が新規のＲＬＰパケットを目的基地局に伝えると、目的基地局と端末との通信が再開される順次的な作業過程によるハンドオフ遅延が発生する。すなわち、前記過程中に前記端末と制御局との間のＲＬＰ送受信が中断することがある。
今後の移動通信システムにおいて、端末は無線環境のよい基地局を迅速に選択する。この場合、前記ハンドオフ遅延により円滑な通信が困難になる。例えば、端末が基地局ＢＴＳ_Ａから基地局ＢＴＳ_Ｂに移動しているときに制御局が前記ハンドオフ過程を実行する間に、前記端末が再び前記基地局ＢＳＣ_Ｂから他の基地局ＢＳＣ_Ｃに移動することもある。この場合、続けて通信輻輳が発生して前記端末と制御局との間の通信が切れる。特に、今後の移動通信サービスはサービス品質(ＱｏＳ:Quality Of Service)を保障する技術が非常に重要なので、ハンドオフ時間を短縮させ、ハンドオフ時の品質を向上させるための新たな技術が必要である。
したがって、前記問題点を解決するための本発明の目的は、移動通信システムでハンドオフの発生時に制御局からハンドオフ候補となる基地局にデータトラフィックを予め伝えるための方法を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明の好ましい実施例による方法は、複数の基地局(ＢＴＳ)と制御局(ＢＳＣ)を備える移動通信システムで、前記制御局で前記基地局のセルの間を移動する端末(ＭＴ)のハンドオフを行う方法において、前記端末が通信中のソース基地局のセルから目的基地局のセルに移動しているときに前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補として選択されると、パケットのバッファリングを要求する第１メッセージッセージを前記目的基地局に伝送する過程と、前記端末に伝送するためのパケットを前記ソース基地局と前記目的基地局の両方に伝送する過程と、前記目的基地局が前記端末のサービス基地局として決定されると、前記バッファリングされたパケットのうち、前記ソース基地局が前記端末に最後に伝えたパケットの最後のシーケンス番号以後のパケットを前記端末に伝送することを要求するために前記最後のシーケンス番号を含む第２メッセージを前記目的基地局に伝送する過程とを含むことを特徴とする。
前記目的を達成するための本発明の好ましい実施例による方法は、複数の基地局(ＢＴＳ)と制御局(ＢＳＣ)を備える移動通信システムで、端末(ＭＳ)が通信中のソース基地局のセルから目的基地局のセルに移動しているときに前記目的基地局で前記端末のハンドオフを行う方法において、前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補として選択されると、前記制御局からパケットのバッファリングを要求する第１メッセージを受信する過程と、前記第１メッセージに応答して前記制御局から受信されるパケットをバッファリングする過程と、前記目的基地局が前記端末に対するサービス基地局として選択されると、前記制御局から前記ソース基地局が前記端末に最後に伝えたパケットの最後のシーケンス番号を含む第２メッセージを受信する過程と、前記第２メッセージに応答して前記バッファリングされたパケットのうち、前記第２メッセージに含まれた前記最後のシーケンス番号までのパケットを廃棄し、前記最後のシーケンス番号以後のパケットを前記端末に伝送する過程とを含むことを特徴とする。
前記目的を達成するための本発明の好ましい実施例による方法は、複数の基地局(ＢＴＳ)と制御局(ＢＳＣ)を備える移動通信システムで、前記基地局のセルの間を移動する端末(ＭＴ)のハンドオフを行う方法において、前記端末が通信中のソース基地局のセルから目的基地局のセルに移動しているときに前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補として選択されると、前記制御局がパケットのバッファリングを要求する第１メッセージを前記目的基地局に伝送し、前記端末に伝送するためのパケットを前記ソース基地局と前記目的基地局の両方に伝送する過程と、前記目的基地局が前記第１メッセージを受信すると、前記制御局から受信されるパケットをバッファリングする過程と、前記目的基地局が前記端末に対するサービス基地局として決定されると、前記制御局が前記ソース基地局に、前記端末に最後に伝えたパケットの最後のシーケンス番号を問い合わせる第２メッセージを伝送する過程と、前記ソース基地局が前記第２メッセージに応答して前記最後のシーケンス番号を含む第３メッセージを前記制御局に伝送する過程と、前記制御局が前記第３メッセージから獲得した前記最後のシーケンス番号を含む第４メッセージを前記目的基地局に伝送する過程と、前記目的基地局が前記第４メッセージに応答して前記バッファリングされたパケットのうち、前記最後のシーケンス番号までのパケットを廃棄し、前記最後のシーケンス番号以後のパケットを前記端末に伝送する過程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、移動通信システムでハンドオフを実行する場合、ハンドオフによる処理遅延時間を最小化することにより、通話品質の低下を防止できる。すなわち、ハンドオフが予想される目的基地局にデータトラフィックを予め伝えることにより、端末がハンドオフ目的基地局に進入するとき、該当端末に対するデータトラフィックの伝送を直ちに再開することができる。
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に参照して詳細に説明する。本発明の説明において、本発明の要旨のみを明瞭するために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。
本発明は移動通信システムでハンドオフの発生が予想される場合、ハンドオフの候補となる基地局にデータトラフィックを予め伝えることにより、ハンドオフ処理時間を短縮させる方法を提供する。
本発明の説明において、適用される移動通信システムの構成、制御局の構成及び基地局の構成は従来の技術で説明した図１乃至図３と同じである。但し、本発明では制御局(ＢＳＣ)及び基地局(ＢＴＳ)で行われる詳細ハンドオフ過程について説明する。さらに、本発明に応じて追加されるメッセージを定義する。
よく知られたように、セルラー移動通信システムでは互いに重なるセルの間を移動する端末の通信を制御するために、各々の端末に対して活性組合せ(Active Set)又は候補組合せ(Candidate Set)として知られた基地局のリストを管理する。活性組合せは端末をサービスする一つ又はそれ以上の活性基地局を含み、候補組合せは活性組合せに含まれる以前の候補基地局を含む。端末が特定の基地局の信号を最初に感知すると、その基地局は制御局の制御下で候補基地局となり、前記基地局の信号強度が所定のハンドオフ決定臨界値を超過すると、前記基地局は前記制御局の制御下で活性基地局となる。
したがって、本発明による制御局は候補基地局として選択されたすべての基地局に活性基地局と同じデータトラフィック(端末に伝送されるための)を伝えて、ハンドオフの完了後に活性基地局として選択された基地局にデータトラフィックを再び伝送せず、端末へのデータ伝送が連続的に行われるようにする。
図１０は本発明の実施例によるハンドオフ過程を示している。図１０では、一つの基地局(ＢＴＳ＃１)と通信中の端末(ＭＴ)が他の基地局(ＢＴＳ＃２)に移動しているときにハンドオフを行う場合を説明している。ここで、前記ＢＴＳ＃１はソース基地局、前記ＢＴＳ＃２は目的基地局と称する。
図１０を参照すれば、ステップ１００１で端末(ＭＴ)はソース基地局のサービス領域、すなわち、セル内に位置しており、制御局(ＢＳＣ)は前記ソース基地局と前記端末との間の通信経路のみを制御する。この場合、前記制御局は前記端末に対するデータトラフィックを前記ソース基地局のみに伝える。ステップ１００３で、前記制御局からのデータパケットは前記ソース基地局を通じて前記端末に伝えられる。前記データパケットのシーケンス番号は括弧内に表記されている。
前記端末が移動して前記目的基地局のサービス領域に進入して前記目的基地局の信号を受信すると、ステップ１００５で前記目的基地局は前記端末に対する活性集合の候補メンバー(member)として登録される。すなわち、前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補として考慮される。ステップ１００７で、前記制御局は前記端末に伝送するためのデータパケットを前記ソース基地局を通じて前記端末に伝送する。さらに、ステップ１００９で前記制御局は前記端末の候補として登録された前記目的基地局に、前記ソース基地局に伝送したものと同じデータパケットを伝送する。この際、前記目的基地局は前記端末と無線チャンネルで連結されないので、前記制御局から受信したデータパケットをバッファリングするだけで、前記端末に伝えない。
前記端末が前記目的基地局のより近くに移動すると、前記端末は前記目的基地局の信号を所定のハンドオフ決定臨界値より高く受信するようになる。その後、ステップ１０１1で前記端末は前記制御局の制御下で前記ソース基地局から前記目的基地局にハンドオフされる。すなわち、前記目的基地局が活性基地局として登録されて前記端末に無線チャンネルで連結される。この際、前記ソース基地局は前記端末に連結された無線チャンネルを解除し、候補基地局となる。これにより、ステップ１０１３で前記目的基地局は前記バッファリングされたパケットを無線チャンネルを通じて前記端末に伝える。この際、前記目的基地局は前記ソース基地局とのシーケンス同期化のために前記ソース基地局が伝送したシーケンス番号以後のデータパケットを前記端末に伝送する。
その後、ステップ１０１５で、前記制御局は前記目的基地局に前記以後のデータパケットを伝送する。ステップ１０１７で、前記制御局は前記ソース基地局に、前記目的基地局に伝えたデータパケットと同じパケットを伝送する。これは前記ソース基地局が前記端末のハンドオフ候補として登録されているからである。この際、前記ソース基地局は前記端末と無線チャンネルで連結されないので、前記制御局から受信したデータパケットをバッファリングするだけで、前記受信したデータパケットを前記端末に伝えない。
ステップ１０１９で、前記端末が前記ソース基地局から遠くなるにつれて、前記ソース基地局が前記端末のハンドオフ候補組合せから落ちる。これにより、ステップ１０２１で前記制御局は前記目的基地局のみにデータパケットを伝送する。さらに、ステップ１０２３で前記端末は前記目的基地局を通じて前記制御局から送信されるデータパケットを受信する。
図１１は図１０のステップ１００９に対する詳細な過程を示す。ステップ１００９は制御局がソース基地局に伝えたものと同じデータパケットをハンドオフ候補として登録された目的基地局に伝える過程である。図１１を参照すれば、ステップ１１０１で、制御局は端末に対するハンドオフ候補として登録された目的基地局にデータパケットを伝送しながら、前記データパケットの無線チャンネル伝送中止を要請する伝送保留メッセージ(FVSHO_Sequence MSG)を伝送する。ステップ１１０３で、前記制御局は前記ソース基地局が周期的又は非周期的に知らせた最後のシーケンス番号以後からのデータパケットを前記目的基地局に伝える。これにより、前記制御局は前記ソース基地局に伝えるものと同じデータパケットを前記目的基地局に伝えるようになる。
前記伝送保留メッセージの構造は図１２に示されている。示したように、前記メッセージはメッセージの種類を示すMSG_TYPEフィールド、制御コードを含むCODEフィールド、メッセージの長さを示すLENGTHフィールド及び使用者又はデータ流れを識別するためのUSER/FLOW-IDフィールドを含む。
図１３は、本発明の実施例による制御局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャートである。図１３を参照すれば、前記制御局はステップ１３０１で端末に対するハンドオフ候補の発生を待機し、ステップ１３０３でハンドオフ候補が発生するか、すなわち、前記端末が現在サービス進行中のソース基地局でないハンドオフ目的基地局の信号を感知するかを検査する。仮に、前記端末が目的基地局の信号を感知すると、前記制御局はステップ１３０５で前記目的基地局を前記端末のハンドオフ候補として登録し、前記目的基地局に以後に伝えるデータパケットのバッファリングを要求する前記伝送保留メッセージ(FVSHO_Suspended MSG)を伝送する。ステップ１３０７で、前記制御局は前記ソース基地局に伝えるものと同じデータパケットを前記目的基地局にも伝える。
図１４は、本発明の実施例による目的基地局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャートである。図１４を参照すれば、前記目的基地局はステップ１４０１で前記伝送保留メッセージ(FVSHO_Suspended MSG)の受信を待機し、ステップ１４０３で前記伝送保留メッセージが受信されるかを検査する。仮に、前記伝送保留メッセージが受信されると、前記目的基地局はステップ１４０５で該当端末に対する連結状態を“保留状態(Suspended State)”として規定する。その後、前記目的基地局はステップ１４０７で前記制御局から受信される該当端末に対するＲＬＰパケットを内部バッファ(internal buffer)に貯蔵する。前記目的基地局は前記制御局から伝送再開要求時まで前記ＲＬＰパケットをバッファリングする。
図１５は、図１０のステップ１０１１に対する詳細過程を示す。ステップ１０１１では、端末がサービス基地局をソース基地局から目的基地局に切り替える。図１５を参照すれば、前記制御局は前記端末がサービス基地局をソース基地局から目的基地局に変更すること(すなわち、ハンドオフの発生)を前記基地局を通じて又は単独でわかる。図１５は前記制御局がハンドオフの発生を単独でわかる場合を仮定している。ステップ１５０１で、前記制御局が前記ソース基地局に、前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号(すなわち、最後のシーケンス番号)を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(FVSHO_Sequence_Retrieve MSG)を伝送する。その後、ステップ１５０３で、前記ソース基地局は前記シーケンス問い合わせメッセージに対する応答として前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を知らせるシーケンス通報メッセージ(FVSHO_Sequence_Notification MSG)を前記制御局に伝える。
図１０を参照すれば、前記目的基地局(ＢＴＳ＃２)が候補として決定されるときには、前記ソース基地局(ＢＴＳ＃１)は、あらかじめ、前記制御局からシーケンス番号７，８，９のＲＬＰパケットを受信し、そのうち、シーケンス番号７のＲＬＰパケットのみを前記端末に伝送した状態となっている。前記ソース基地局(ＢＴＳ＃１)は前記制御局の要求に応答して前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号が７であることを前記制御局に知らせる。ハンドオフが行われた後に、前記目的基地局は既に受信してバッファリングされたパケットのうち、シーケンス番号が８以後であるＲＬＰパケットを前記端末に伝える。
仮に、基地局を通じて前記制御局が前記端末のハンドオフ事実を知らされれば、前記最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を問い合わせる過程なしに、前記ソース基地局が最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を知らせるシーケンス通報メッセージ(FVSHO_Sequence_Notification MSG)を前記制御局に直ちに伝えることもできる。
ここで、前記制御局が前記ソース基地局に伝えるシーケンス問い合わせメッセージ(FVHO_Sequence_Retrieve MSG)の構造は図１２のメッセージの構造と同じである。但し、MSG_TYPEフィールドとCODEフィールドを異なる値に設定して伝送保留メッセージ(FVSHO_Sequence MSG)と区分する。
一方、前記ソース基地局が応答として前記制御局に伝えるシーケンス通報メッセージ(FVSHO_Sequence_Notification MSG)の構造が図１６に示されている。示したように、前記シーケンス通報メッセージは、メッセージの種類を示すMSG_TYPEフィールド、制御コードを含むCODEフィールド、メッセージの長さを示すLENGTHフィールド、使用者又はデータ流れを識別するためのUSER/FLOW-IDフィールド及び端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号(LAST-XMITED-RLP-SEQUENCE)を示すフィールドを含む。
図１７は、本発明の実施例による制御局のハンドオフ過程を示したフローチャートである。図１７を参照すれば、前記制御局はステップ１７０１でハンドオフの発生を待機し、ステップ１７０３で端末に対してハンドオフが発生するかを検査する。仮に、ハンドオフが発生しなければ、ステップ１７０１に復帰してハンドオフの発生を待機し、ハンドオフが発生すれば、前記制御局はステップ１７０５で最後に伝送したＲＬＰパケットのシーケンス番号(すなわち、最後のシーケンス番号)を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(FVSHO_Sequence_Retrieve MSG)をソース基地局に伝送する。その後、前記制御局はステップ１７０７で前記シーケンス問い合わせメッセージに対する応答受信を待機し、ステップ１７０９で前記ソース基地局から応答が受信されるかを検査する。前記ソース基地局から最後のシーケンス番号を含むシーケンス通報メッセージが受信されると、前記制御局はステップ１７１１で前記シーケンス通報メッセージに含まれている最後のシーケンス番号を抽出し、前記抽出されたシーケンス番号を含む再開メッセージ(FVSHO_Resume MSG)を前記目的基地局に伝送してバッファリングされたパケットの伝送再開を要求する。
図１８は、本発明の実施例によるソース基地局のハンドオフ過程を示したフローチャートである。図１８を参照すれば、前記ソース基地局はステップ１８０１で端末のハンドオフを検出した制御局から最後に前記端末に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号(すなわち、最後のシーケンス番号)を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(VSHO_Sequence_Retrieve MSG)の受信を待機し、ステップ１８０３で前記シーケンス問い合わせメッセージが受信されるかを検査する。仮に、前記シーケンス問い合わせメッセージが受信されると、前記ソース基地局はステップ１８０５に進行して前記最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号を所定のメモリ領域から読み出す。その後、前記ソース基地局はステップ１８０７で前記読み出された最後のシーケンス番号を含むシーケンス通報メッセージ(VSHO_Sequence_Notification MSG)を前記制御局に伝送する。
図１８に示したステップ１８０１，１８０３は、前記制御局が単独で端末のハンドオフを検出する場合である。他の例として、前記ソース基地局が直ちに前記制御局に最後のシーケンス番号を知らせることもある。この場合、ステップ１８０１，１８０３は必要でない。すなわち、前記ソース基地局は前記制御局からハンドオフが要請されるか、自体的に端末が自分の領域を超えてハンドオフ領域に進入することを検出すると、自分が前記端末に伝えた最後のＲＬＰパケットのシーケンス番号を前記制御局に伝える。
図１９は、図１０のステップ１０１３に対する詳細過程を示す。ステップ１０１３では、目的基地局がバッファリングされたＲＬＰパケットを端末に伝える。
図１９を参照すれば、前記端末がソース基地局から目的基地局に進入する場合、ステップ１９０１で制御局は前記目的基地局に最後のシーケンス番号以後のＲＬＰパケットの伝送開始を要求する前記再開メッセージ(FVSHO_Resume MSG)を伝送する。その後、ステップ１９０３で、前記目的基地局は内部のバッファに貯蔵されているＲＬＰパケットのシーケンス番号を確認して前記最後のシーケンス番号のＲＬＰパケットを含む以前のＲＬＰパケットは廃棄し、前記最後のシーケンス番号以後のパケットは前記端末に伝送を再開する。
この際、前記制御局が前記目的基地局に伝える前記再開メッセージ(FVSHO_Resume MSG)の構造が図２０に示されている。示したように、前記再開メッセージは、メッセージの種類を示すMSG_TYPEフィールド、制御コードを含むCODEフィールド、メッセージの長さを示すLENGTHフィールド、使用者又はデータの流れを識別するためのUSER/FLOW-IDフィールド及び端末に最後に伝えたＲＬＰパケットのシーケンス番号(RESUME_RLP_SEQUENCE)を含む。
図２１は、本発明の実施例に応じて上述した図１９の過程を実行するための目的基地局のハンドオフ過程を示したフローチャートである。ここで、前記目的基地局は端末の候補基地局として登録されて前記端末に伝送されるためのＲＬＰパケットを既に受信してバッファリングすると仮定する。
図２１を参照すれば、前記目的基地局はステップ２１０１で前記端末にパケットの伝送開始を要求する再開メッセージ(FVSHO_Resume MSG)の受信を待機し、ステップ２１０３で前記再開メッセージが制御局から受信されるかを検査する。仮に、前記再開メッセージが受信されれば、前記目的基地局はステップ２１０５に進行して前記再開メッセージに含まれている最後のシーケンス番号を抽出し、前記制御局から既に受信してバッファリングされているＲＬＰパケットのうち、前記最後のシーケンス番号(Resume_RLP_Sequence)を含めてそれ以前の番号を有するすべてのパケットを廃棄する。その後、前記目的基地局はステップ２１０７で前記最後のシーケンス番号以後のＲＬＰパケットを前記端末に伝送し始める。
図２２は、本発明の実施例に応じて落ちた(drop)候補基地局(ＢＴＳ＃１)のハンドオフ過程を示している。ここで、落ちた候補基地局は端末のハンドオフ候補基地局として登録されたが、前記端末が実際にそのサービス領域に進入せず、ハンドオフ候補組合せから落ちた基地局を意味する。
図２２を参照すれば、ステップ２２０１で制御局は前記落ちた候補基地局にバッファリングされたＲＬＰパケットの廃棄を要求する廃棄メッセージ(FVSHO_Discard MSG)を伝送する。この際、前記制御局から前記落ちた候補基地局(ＢＴＳ＃１)に伝送される前記廃棄メッセージ(FVSHO_Discard MSG)の構造が図２３に示されている。示したように、前記廃棄メッセージは、メッセージの種類を示すMSG_TYPEフィールド、制御コードを含むCODEフィールド、メッセージの長さを示すLENGTHフィールド、使用者又はデータの流れを識別するためのUSER/FLOW-IDフィールド及びパケット廃棄の基準となる最後のシーケンス番号を示すフィールド(DISCARD_TO_RLP_SEQUENCE)を含む。
図２４は、本発明の実施例に応じて上述した図２２の過程を実行するための制御局の詳細ハンドオフ過程を示している。図２４を参照すれば、制御局はステップ２４０１で端末のハンドオフ候補組合せに登録された基地局の各々の脱落状態(drop situation)を検査し、ステップ２４０３で前記ハンドオフ候補基地局のうち、落ちる基地局が存在するかを検査する。仮に、ハンドオフ候補組合せから落ちる候補基地局が検出されると、前記制御局はステップ２４０５に進行して前記落ちた候補基地局にバッファリングされているＲＬＰパケットの廃棄を要求する廃棄メッセージ(FVSHO_Discard MSG)を伝送する。
ここで、仮に、落ちた候補基地局と端末が通信を再開する確率がほとんどないと判断されれば、制御局は前記廃棄メッセージのDISCARD_TO_LAST_RLP_SEQUENCEフィールドをシーケンス番号でない所定の値に設定してバッファリングされているすべてのＲＬＰパケットの廃棄を要求する。そうでない場合、前記制御局は前記廃棄メッセージのDISCARD_TO_LAST_RLP_SEQUENCEフィールドを最後のシーケンス番号に設定して前記シーケンス番号を含む以後のＲＬＰパケットの廃棄を要求する。
図２５は、本発明の実施例による脱落候補基地局のハンドオフ過程を示したフローチャートである。図２５を参照すれば、落ちた候補基地局はステップ２５０１でバッファリングされたＲＬＰパケットの廃棄を要求する廃棄メッセージ(FVSHO_Discard MSG)の受信を待機し、ステップ２５０３で制御局から前記廃棄メッセージが受信されるかを検査する。仮に、前記廃棄メッセージが受信されれば、前記脱落候補基地局はステップ２５０５に進行してバッファリングされたＲＬＰパケットのうち、前記廃棄メッセージに含まれている最後のシーケンス番号までのＲＬＰパケットを廃棄する。仮に、前記最後のシーケンス番号が設定されない場合、すなわち、有効でない値(例えば、−１)に設定されていると、バッファリングされたすべてのＲＬＰパケットを廃棄する。
上述した内容に基づいて本発明によるハンドオフの全般的な動作を調べると次の通りである。
ソース基地局によりサービス進行中の端末が目的基地局のサービス領域に移動して前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補基地局として選択されれば、制御局は前記端末に伝送するＲＬＰパケット(データトラフィック)を前記ソース基地局と前記目的基地局に同時に伝える。この際、前記制御局は前記伝送するＲＬＰパケットのバッファリングを要求する伝送保留メッセージ(FVSHO_Suspended MSG)を前記目的基地局に伝える。したがって、前記目的基地局は前記端末に伝えるＲＬＰパケットを無線で伝送せず、自体の内部バッファに貯蔵する。
前記端末が前記目的基地局のサービス領域に完全に進入しているときに前記目的基地局が前記端末に対するサービス基地局として決定されると、前記制御局は前記ソース基地局に、前記端末に最後に伝えたＲＬＰパケットの最後のシーケンス番号を問い合わせるシーケンス問い合わせメッセージ(FVSHO_Sequence_Retrieve MSG)を伝送する。前記ソース基地局は前記シーケンス問い合わせメッセージに対する応答として最後のシーケンス番号を知らせるシーケンス通報メッセージ(FVSHO_sequence_Notification MSG)を前記制御局に伝送する。
前記ソース基地局から前記シーケンス通報メッセージを受信すれば、前記制御局は前記シーケンス通報メッセージから最後のシーケンス番号を抽出し、前記抽出された最後のシーケンス番号を含む再開メッセージ(FVSHO_Resume MSG)を前記目的基地局に伝送してバッファリングされたＲＬＰパケットを前記端末に伝送することを要求する。前記目的基地局は前記再開メッセージに含まれた最後のシーケンス番号を抽出し、前記最後のシーケンス番号以前のＲＬＰパケットは廃棄し、残りＲＬＰパケットを前記端末に伝送するようになる。さらに、前記制御局は前記ソース基地局を前記端末に対する活性集合から取り除き、前記端末のためのＲＬＰパケットを前記目的基地局のみに伝送することにより、ハンドオフを完了する。
一方、前記制御局は前記ソース基地局及びハンドオフ候補集合から脱落した候補基地局に廃棄メッセージ(FVSHO_Discard MSG)を伝送して前記基地局にバッファリングされているＲＬＰパケットを廃棄させる。この際、前記制御局は通信を再開する確立がほとんどないと判断される候補基地局に対してはバッファリングされたすべてのＲＬＰパケットの廃棄を要求し、そうでない場合は最後のシーケンス番号までのＲＬＰパケットのみを廃棄するように要求する。
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づいて説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
一般的な移動通信システムの網構成を示した図。 図１の制御局(ＢＳＣ)に対する具体的な構成を示した図。 図１の基地局(ＢＴＳ)に対する具体的な構成を示した図。 従来の技術による移動通信システムにおけるハンドオフ過程を示した図。 図４のステップ４０９に対する詳細な過程を示した図。 制御局がソース基地局に伝えるシーケンス問い合わせメッセージの構造を示した図。 ソース基地局から制御局に伝えるシーケンス通報メッセージの構造を示した図。 従来の技術による制御局のハンドオフ過程を示したフローチャート。 従来の技術によるソース基地局のハンドオフ過程を示したフローチャート。 本発明の実施例による移動通信システムにおけるハンドオフ過程を示した図。 図１０のステップ１００９に対する詳細な過程を示した図。 制御局から目的基地局に伝えられる伝送保留メッセージの構造を示した図。 本発明の実施例による制御局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。 本発明の実施例による目的基地局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。 図１０のステップ１０１１に対する詳細な過程を示した図。 ソース基地局から制御局に伝えられるシーケンス通報メッセージの構造を示した図。 本発明の実施例による制御局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。 本発明の実施例によるソース基地局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。 図１０のステップ１０１３に対する詳細過程を示した図。 制御局から目的基地局に伝えられる再開メッセージの構造を示した図。 本発明の実施例による目的基地局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。 本発明の実施例に応じて制御局から脱落した候補基地局にパケット廃棄メッセージを伝送するための過程を示した図。 制御局からハンドオフ脱落基地局に伝えられる廃棄メッセージの構造を示した図。 本発明の実施例に応じて上述した図２２の過程実行のための制御局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。 本発明の実施例に応じて上述した図２２の過程実行のための脱落候補基地局の詳細ハンドオフ過程を示したフローチャート。

Claims (4)

  1. 複数の基地局(ＢＴＳ)と制御局(ＢＳＣ)を備える移動通信システムで、前記基地局のセルの間を移動する端末(ＭＴ)のハンドオフを行う方法において、
    前記端末が通信中のソース基地局のセルから目的基地局のセルに移動しているときに前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補として選択されると、前記制御局がパケットのバッファリングを要求する第１メッセージを前記目的基地局に伝送し、前記端末に伝送するためのパケットを前記ソース基地局と前記目的基地局の両方に伝送する過程と、
    前記目的基地局が前記第１メッセージを受信すると、前記制御局から受信されるパケットをバッファリングする過程と、
    前記目的基地局が前記端末に対するサービス基地局として決定されると、前記制御局が前記ソース基地局に、前記端末に最後に伝えたパケットの最後のシーケンス番号を問い合わせる第２メッセージを伝送する過程と、
    前記ソース基地局が前記第２メッセージに応答して前記最後のシーケンス番号を含む第３メッセージを前記制御局に伝送する過程と、
    前記制御局が前記第３メッセージから獲得した前記最後のシーケンス番号を含む第４メッセージを前記目的基地局に伝送する過程と、
    前記最後のシーケンス番号以後のパケットを前記端末に伝送する過程と
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記目的基地局が前記端末に対するハンドオフ候補集合から落ちると、前記制御局が前記バッファリングされたパケットの廃棄を要求する第４メッセージを前記目的基地局に伝送する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記第４メッセージは前記目的基地局に前記バッファリングされたパケットのうち、前記最後のシーケンス番号までのパケットの廃棄を要求するために前記最後のシーケンス番号を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記目的基地局は前記第４メッセージが前記ソース基地局から前記端末に最後に伝えたパケットの最後のシーケンス番号を含むかを確認して前記第４メッセージが前記最後のシーケンス番号を含まない場合、前記バッファリングされたすべてのパケットを廃棄することを特徴とする請求項２に記載の方法。
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