KR100556896B1 - 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말의 교환기(MSC) 사이의 핸드오프에 의한 유선자원의 패킷 경로를 재 설정할 경우, 핸드오프 수행 중 발생할 수 있는 유선 자원의 낭비를 최소화하면서 패킷의 손실을 방지하기 위한, 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법에 관한 것으로, 핸드오프를 수행할 이동 통신 단말기는 제1 기지국(BS_P)과 제2 기지국(BS_C)에 동시에 핸드오프 신호를 보내는 단계와; 이동할 대상 기지국 쪽 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)에서는 상기 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)와 연결을 확장하는 절차를 수행하여, 확장된 경로를 통해 이동단말이 신속하게 핸드오프를 수행하게 하는 단계와; 상기 제1 기지국(BS_P)에서 핸드오프 대상 영역 쪽으로 경로 재 라우팅을 실시하도록 COS(Crossover Switch)에게 통보하여, 그 COS에서 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)로 경로를 재 설정하는 단계와; 상기 재 라우팅에 의해 새로운 연결이 재 설정되면 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)는, 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)와의 경로를 해제하고 새로운 경로로 연결을 재 설정하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법{PACKET LINK SETTING METHOD AT THE TIME OF HANDOFF FOR MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래의 일반적인 경로 연결 확장 방식과 연결 재 라우팅 방식을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법에 대한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 과정을 보인 흐름도.
본 발명은 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법에 관한 것으로, 특히 이동 통신 단말의 교환기(MSC) 사이의 핸드오프에 의한 유선자원의 패킷 경로를 재 설정할 경우, 핸드오프 수행 중 발생할 수 있는 유선 자원의 낭비를 최소화하면서 패킷의 손실을 방지하기 위한, 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이동 통신 단말의 핸드오프 수행을 위해 유선 자원(이동 통신 교환기(MSC)) 사이의 연결을 재 설정해 주는 것을 경로 재 설정이라고 하는데, 이러한 경로 재 설정은 단말의 이동 지역으로 연결을 빠르게 재 설정할 수 있고, 연결의 설정 및 해제로 인한 신호 트래픽의 증가와 망 노드의 부담이 적어야 한다.
또한, 무선망에서의 유선 구간의 지원은 무선 구간에 비해 상대적으로 풍부하기 때문에, 자원의 효율성보다는 전송중인 셀에 대한 손실을 방지하고 순서를 보장하는 것이 중요하다.
이동 통신 단말의 이동성 지원을 위해 제안되고 있는 경로 재 설정 기법은, 도1에 도시된 바와 같이 크게 경로 확장(Path Extension) 방식과 경로 재 라우팅(Path Rerouting) 방식으로 구분할 수 있다.
먼저, 경로 확장 방식은 도1의 (a)와 같이 핸드오프 시에 이전 기지국에서 새로운 기지국에 이르는 가상 연결의 추가적인 경로를 계속 확장해 나아가는 방식이다. 현재 이동 통신 단말에 서비스를 하고 있는 교환기(MSC)가 COS(Crossover switch, 이동 통신 단말의 패킷 교환을 관장하는 최상위 연결 스위치)가 되어 이동 통신 단말이 이동하는 목적 접속점(access point)까지 계속해서 새로운 경로를 확장하는 방식이다.
상기 경로 확장 방식은 연결 재 설정을 위한 시그널링(Signaling)이 교환기들간의 국부레벨에서 이뤄진다는 것과 기존의 No.7 망에서 쉽게 구현될 수 있으므로, 유선망 시그널링 구조에 많은 영향을 미치지 않으며 핸드오버 수행 시간이 짧아 신속한 핸드오버가 가능하고, 셀 손실 방지 및 순서를 쉽게 보장할 수 있는 장점이 있다.
다음, 경로 재 라우팅 방식은 도1의 (b)와 같이 이전에 설정된 경로 상의 적당한 스위치를 COS(Crossover Switch)로 선택하여, 상대편 단말에서 COS의 경로는 그대로 유지하면서 COS로부터 새로운 기지국에 이르는 구간만을 재 라우팅에 의해 경로를 다시 설정하는 방식이다.
상기 경로 재 라우팅 방식은 기존의 IS-41과 GSM 방식의 셀룰러 전화망에서 사용되는 교환기(anchor)에 의한 핸드오프로부터 발전된 방식들이다. 경로 재 라우팅 방식에서는 COS 선택 알고리즘에 따라 핸드오버 지연과 경로 최적화 등의 특성이 크게 달라지는데, 무선망에서의 핸드오버를 위한 다양한 COS 선택 알고리즘들이 제안되고 있다. 대표적인 동적 COS 선택 알고리즘으로는 NEC의 'WATMnet' 의 핸드오버 기법인 HOS(HandOff Switch)가 있다.
그러나, 상기 경로 확장 방식은 확장 경로로 인한 데이터의 전송 지연 문제 뿐 아니라, 계속되는 유선자원의 연결로 인한 연결 자원의 불필요한 낭비를 초래할 수 있으며, 단말이 이전에 방문한 기지국을 다시 접속할 경우 경로상에 루프(loop)가 발생할 수 있어 잦은 핸드오프 시 자원의 중복사용이 일어나 루프를 제거하는 과정이 필요하다.
또한, 경로 재 라우팅 방식은 새로운 기지국에서부터 원래의 경로를 최적에 가깝도록 설정할 수 있어, 종단간 데이터 지연을 방지하며 망 자원의 이용 효율을 높일 수 있다. 그러나, 핸드오버 요청 시 최적 경로 선택의 핵심인 COS 선택 과정과 선택된 COS에 따른 새로운 경로 선택 수행으로 전체적인 핸드오프 제어시간이 증가하여 정보의 전송이 중간에 차단될 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 핸드오프 시 패킷순서를 보장하기 위해서는 COS에서 스위칭이 일어날 때 이미 전송된 패킷들을 현재 스위치에서 COS로 재 전송해야 한다. 따라서, COS가 현재 스위치로부터 멀리 떨어질수록 그 전송해야 하는 패킷의 양이 많아지고, 이때 COS 버퍼의 오버플로우(Overflow)로 인해 패킷손실이 발생할 수 있다. 또한, 핸드오프 시작 전후에 패킷 지연이 증가하고 패킷의 순서를 보장하는 알고리즘이 매우 복잡해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 이동 통신 단말의 교환기(MSC) 사이의 핸드오프에 의한 유선자원의 패킷 경로를 재 설정할 경우, 핸드오프 수행 중 발생할 수 있는 유선 자원의 낭비를 최소화하면서 패킷의 손실을 방지하기 위한, 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 핸드오프를 수행할 이동 통신 단말기는 제1 기지국(BS_P)과 제2 기지국(BS_C)에 동시에 핸드오프 신호를 보내는 단계와; 이동할 대상 기지국 쪽 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)에서는 상기 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)와 연결을 확장하는 절차를 수행하여, 확장된 경로를 통해 이동단말이 신속하게 핸드오프를 수행하게 하는 단계와; 상기 제1 기지국(BS_P)에서 핸드오프 대상 영역 쪽으로 경로 재 라우팅을 실시하도록 COS(Crossover Switch)에게 통보하여, 그 COS에서 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)로 경로를 재 설정하는 단계와; 상기 재 라우팅에 의해 새로운 연결이 재 설정되면 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)는, 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)와의 경로를 해제하고 새로운 경로로 연결을 재 설정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 한 이동 통신 교환기(MSC_P : 현재 단말 서비스 중인 영역을 담당하는 이동 통신 교환기)가 담당하는 영역에서, 다른 이동 통신 교환기(MSC_C : 단말이 이동하려는 목적지 영역을 담당하는 이동 통신 교환기)가 담당하는 영역으로의 핸드오프를 수행하는, 이동 통신 단말의 효율적인 유선자원의 사용을 위하여, 기존의 경로 확장 방식에 경로 재 라우팅 방식을 혼합한 경로 재 설정 방법의 제공을 요지로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도2는 본 발명에 의한 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법에 대한 개념도로서, 서비스 영역 'A'에 있는 이동 통신 단말(MT)이 서비스 영역 'B'로 핸드오프 할 경우, 단말은 현재 서비스 중인 이동 통신 교환기(MSC_P)가 관장하는 기지국(BS_P : 단말에게 현재 서비스중인 기지국)과 다른 이동 통신 교환기(MSC_C)가 관장하는 이동할 대상 기지국(BS_C : 단말이 이동하려는 대상 기지국)에 자신이 핸드오프 함을 알린다.
이에 따라, 이동할 대상 기지국(BS_C)에서는 다른 영역(A)으로부터의 이동 통신 단말의 핸드오프 의사를 확인하고 상위 이동 통신 교환기(MSC_C)에 전달한다. 상위 이동 통신 교환기(MSC_C)는 자신의 자원 할당 상태를 확인하고, 이동 전 영역을 담당하는 이동 통신 교환기(MSC_P)에 이동 단말(MT)로의 연결 확장을 요구한다.
이에 따라, 이전 이동 통신 교환기(MSC_P)는 기존의 연결을 확장하여, 이동할 영역의 담당 이동 통신 교환기(MSC_C)까지 빠른 연결 확장 핸드오프를 수행하고 무선 패킷을 전송한다.
한편, 이웃 영역(B)으로의 핸드오프 의사를 전달받은 기지국(BS_P)은, 이동 단말이 어느 영역으로 핸드오프 하는지를 자신을 담당하는 이동 통신 교환기(MSC_P)에 알린다. 또한 그 이동 통신 교환기(MSC_P)는 다시 기존 경로 상에 있는 상위 이동 통신 교환기에 알려, 최종 COS 역할을 수행하는 이동 통신 교환기(MSC)까지 전달한다.
다음, COS 역할을 수행하는 이동 통신 교환기(MSC)에서는, 단말(MT)이 이동할 영역을 담당하는 이동 통신 교환기(MSC_C)로의 최적 경로를 찾아 경로 재 라우팅을 수행한다.
새로운 연결이 재 설정된 것을 수신한 핸드오프 대상 이동 통신 교환기(MSC_C)는, 이미 연결을 확장시켜 패킷을 전송하고 있는 핸드오프 이전 이동 통신 교환기(MSC_P)와의 경로를 해제하고, 새로운 최적 경로로 연결을 재 설정하여 사용한다.
다음, 도3은 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 과정을 보인 흐름도로서, 임의의 영역에 있는 이동 통신 단말(MT)이 다른 서비스 영역으로 핸드오프 하고자 할 경우, 단말은 현재 서비스 영역을 관장하는 기지국(BS_P) 및 다른 서비스 영역을 관장하는 이동할 대상 기지국(BS_C)에 핸드오프를 요구하고(HO_Request), 기지국은 각기 상위 이동 통신 교환기(MSC_P, MSC_C)로 핸 드오프 요구사실을 전달한다.
이에 따라, 이동할 대상 영역의 이동 통신 교환기(MSC_C)는 자신의 자원 할당 상태를 확인하고, 이동 전 영역을 담당하는 이동 통신 교환기(MSC_P)에 이동 단말(MT)로의 연결 확장을 요구하면(Exten_Setup), 이전 이동 통신 교환기(MSC_P)는 그에 응답하여 기존의 연결을 확장하고(Exten_Connect), COS에 이동할 대상 영역의 이동 통신 교환기(MSC_C)로 재 라우팅을 요구하여(Rerout_Request), 연결 확장 핸드오프가 수행(HO_Exec)되기 이전에 재 라우팅을 위한 준비 작업을 진행한다.
다음, 연결 확장 핸드오프가 수행되면(HO_Exec) 단말(MT)과 이전 기지국(BS_P)과는 연결을 끊는 절차(Radio_Release, Radio_Release_Ack)를 진행하고, 단말(MT)은 새로운 영역의 기지국(BS_C)과 연결이 된다(HO_Complete).
상기와 같이 단말(MT)과 새 영역의 기지국(BS_C)과의 핸드오프가 이루어지면, 이전 기지국(BS_P)과 교환기(MSC_P)간에 경로를 끊는 절차(Release, Release_Ack)가 진행되면서, COS와 새 영역의 교환기(MSC_2, MSC_C)간에 재 라우팅을 위한 셋업절차(Setup)가 진행되어 재 라우팅이 이루어진다(Connect_Switching).
상기 재 라우팅이 이루어지면 새로운 기지국(MSC_C)과 이전 기지국(MSC_P)은 연결이 끊어지지 않도록 유지하고(Exten_Release), 이전 기지국(MSC_P)으로부터 경로 설정에 필요한 자원을 COS로 전달받아, 이전 이동 통신 교환기(MSC_P)와의 경로를 완전히 해제하고, 새로운 최적 경로로 연결을 재 설정하여 사용한다.
상기와 같이 본 발명은 이동단말이 동시에 이전 기지국(BS_P)과 이동할 대상 기지국(BS_C)에 핸드오프 신호를 보내어 이동할 대상 기지국 쪽 이동 통신 교환기(MSC_C)에서는 이전 이동 통신 교환기(MSC_P)와 연결을 확장하는 절차를 수행하도록 하여 확장된 경로를 통해 이동단말이 신속하게 핸드오프 하게 하고, 이전 기지국(BS_P) 쪽에서는 핸드오프 대상 영역 쪽으로 최적의 경로 재 라우팅을 실시하도록 상위 COS에게 통보하도록 하여, 이동단말의 핸드오프가 수행된 뒤에는 COS에서 이동 통신 교환기(MSC_C)로 최적 경로를 재 설정하여 망 자원 이용의 효율성과 경로 확장에 따른 루핑 현상을 방지하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법은, 이동 통신 단말의 교환기(MSC) 사이의 핸드오프에 의한 유선자원의 패킷 경로를 재 설정할 경우, 핸드오프 수행 중 발생할 수 있는 유선 자원의 낭비를 최소화하고, 종래 경로 확장 방식에서 이전에 방문한 기지국을 다시 방문했을 때 생길 수 있는 루핑 현상을 방지하며, 기존의 경로 재 라우팅 방식에서 패킷전송을 보장하기 위해 현재 서비스 중인 이동 통신 교환기에서 COS로 재 전송하던 패킷의 양을 줄임으로써 패킷 손실 방지 및 순서를 보장할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 핸드오프를 수행할 이동 통신 단말기는 제1 기지국(BS_P)과 제2 기지국(BS_C)에 동시에 핸드오프 신호를 보내는 단계와;
    이동할 대상 기지국 쪽 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)에서는 상기 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)와 연결을 확장하는 절차를 수행하여, 확장된 경로를 통해 이동단말이 신속하게 핸드오프를 수행하게 하는 단계와;
    상기 제1 기지국(BS_P)에서 핸드오프 대상 영역 쪽으로 경로 재 라우팅을 실시하도록 COS(Crossover Switch)에게 통보하여, 그 COS에서 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)로 경로를 재 설정하는 단계와;
    상기 재 라우팅에 의해 새로운 연결이 재 설정되면 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)는, 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)와의 경로를 해제하고 새로운 경로로 연결을 재 설정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연결 확장 절차는 핸드오프 신호를 수신한 제2 기지국(BS_C)에서 가상 연결 셋업 신호(VC_Setup)를 상위 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)에 전달하고, 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)에서 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)에 단말(MT)로의 연결 확장을 요구하고, 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)에서 이동할 영역의 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)까지 연결을 확장하도록 하여 빠르게 핸드오프가 수행되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재 라우팅은 핸드오프 의사를 전달받은 제1 기지국(BS_P)에서 이동 단말이 어느 영역으로 핸드오프 하는지를 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)를 통해 최종 COS 역할을 수행하는 이동 통신 교환기까지 전달하고, COS 역할을 수행하는 이동 통신 교환기에서 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)로의 최적 경로를 찾아 경로 재 라우팅을 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 재 라우팅은 연결 확장 핸드오프가 수행되기 이전에 미리 제1 이동 통신 교환기(MSC_P)에서 COS에 이동할 영역의 제2 이동 통신 교환기(MSC_C)로 재 라우팅을 요구하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 핸드오프 시 패킷 경로 설정 방법.
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