KR100747913B1 - Method and system for semisoft handoff in cellular internet protocol - Google Patents

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KR100747913B1
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하광림
김도윤
허수영
서동규
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Abstract

A semi-soft handoff method in the cellular IP(Internet Protocol) and a system therefor are provided to transmit the rest of packets to an MS(Mobile Station) after deleting already received packets among packets stored in a new BS(Base Station), thereby prevent overload from being generated on a network. When an MS enters a handoff zone of a new BS, the MS transmits an SSHO(Semi-Soft Handoff) message to an existing BS and the new BS(S110). A crossover node individually broadcasts packets to the existing and new BSs(S120). If an SSHO message is received from the new BS, the crossover node stops broadcasting(S130). If the MS does not receive data packets during preset standby time, the MS performs handoff(S140). If the handoff is completed, the MS delivers a routing update message to the new BS, and the new BS sends the message to the crossover node(S150).

Description

셀룰러 인터넷 프로토콜에서의 세미소프트 핸드오프 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR SEMISOFT HANDOFF IN CELLULAR INTERNET PROTOCOL}METHOOD AND SYSTEM FOR SEMISOFT HANDOFF IN CELLULAR INTERNET PROTOCOL}

도 1은 셀룰러 인터넷 프로토콜에서 사용되고 있는 종래 세미소프트 핸드오프 과정을 나타낸 도면으로서, 새 기지국 경로가 기존 기지국 경로보다 긴 경우이다. 1 is a diagram illustrating a conventional semi-soft handoff process used in the cellular Internet protocol, in which a new base station path is longer than an existing base station path.

도 2는 셀룰러 인터넷 프로토콜에서 사용되고 있는 종래 세미소프트 핸드오프 과정을 나타낸 도면으로서, 새 기지국 경로가 기존 기지국 경로보다 짧은 경우이다.2 is a diagram illustrating a conventional semi-soft handoff process used in the cellular Internet protocol, in which a new base station path is shorter than an existing base station path.

도 3 내지 도 5는 이동통신 시스템에서의 종래 LPM(Last Packet Marking) 방식에 따른 핸드오프 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다. 3 to 5 are diagrams sequentially illustrating a handoff process according to a conventional last packet marking (LPM) scheme in a mobile communication system.

도 6은 종래 이동통신 시스템에서의 종래 LPM 방식에 따른 핸드오프 과정을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a handoff process according to a conventional LPM scheme in a conventional mobile communication system.

도 7 내지 도 12는 이동통신 시스템에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 세미소프트 핸드오프 과정을 순차적으로 나타낸 도면으로서 새 기지국의 경로가 기존 기지국의 경로보다 짧은 경우이다. 7 to 12 are diagrams sequentially illustrating a semi-soft handoff process according to an embodiment of the present invention in a mobile communication system, in which a path of a new base station is shorter than a path of an existing base station.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 세미소프트 핸드오프 과정의 순서도이 다. 13 is a flowchart of a semi-soft handoff process according to an embodiment of the present invention.

도 14 및 도 15는 새 기지국의 경로가 기존 기지국의 경로보다 긴 경우에 수행되는 본 발명에 따른 세미소프트 핸드오프를 나타낸 것이다.14 and 15 illustrate a semisoft handoff according to the present invention performed when the path of the new base station is longer than the path of the existing base station.

본 발명은 세미소프트 핸드오프 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 셀룰러 인터넷 프로토콜(cellular internet protocol; 이하 "셀룰러 IP"라고 한다)이 적용되는 시스템에서 이동 단말기가 세미소프트 핸드오프 하는 경우 패킷의 중복 및 유실을 방지하고, 아울러 네트워크의 과부하 발생을 방지할 수 있는 세미소프트 핸드오프 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semi-soft handoff method and system, and more particularly, to a packet when a mobile terminal performs a semi-soft handoff in a system to which a cellular internet protocol (hereinafter referred to as "cellular IP") is applied. The present invention relates to a semi-soft handoff method and system that can prevent duplication and loss of the network and prevent overload of the network.

현재 유무선 통합망에서 인터넷 서비스를 제공하기 위한 많은 연구가 진행 중인데, 그 중에서 인터넷 프로토콜 이동성(이하 "IP 이동성"이라 한다)은 IP 기반 무선 접속망을 구축하는데 주요한 이슈가 되고 있다. 인터넷 이용자들은 무선 네트워크 시스템에서도 유선과 같이 우수한 품질의 서비스를 기대하고 있으며, 따라서 이동 단말의 접속점이 변경될지라도 IP의 연결은 투명하게 유지될 필요가 있다. Currently, a lot of researches are being conducted to provide Internet services in wired / wireless converged networks. Among them, Internet protocol mobility (hereinafter referred to as "IP mobility") has become a major issue in establishing an IP-based wireless access network. Internet users expect a high quality service even in a wireless network system like wired, so that the connection of the IP needs to be kept transparent even if the access point of the mobile terminal is changed.

이와 관련하여, Mobile IP는 단순하고, 확장성 있는 방법으로 전역 IP 이동성(global IP mobility)를 제공한다. 그러나, 셀룰라 기반의 무선 접속망에서의 잦 은 핸드오프를 처리하는데 있어서, Mobile IP는 여러 가지 제한점을 가진다. 즉, 핸드오프마다 새로운 주소를 얻어야 하고, 이를 멀리 떨어져 있는 홈 에이전트(HA; Home Agent)에게 등록해야 한다. Mobile IP는 핸드오프 기간을 증가시키고, 인터넷에 과부하를 초래한다. 또한 이동 단말은 핸드오프 기간 동안 심각한 서비스 품질의 저하를 겪게 된다.In this regard, Mobile IP provides global IP mobility in a simple, scalable way. However, Mobile IP has several limitations in dealing with frequent handoff in cellular based wireless access networks. That is, a new address must be obtained for each handoff and registered with a remote home agent (HA). Mobile IP increases handoff duration and overloads the Internet. The mobile terminal also suffers from severe degradation of quality of service during the handoff period.

그리하여, 지역내 이동성에 대한 여러가지 연구가 진행되고 있는데, 그 중 하나가 셀룰러 IP 이다. 이는 Mobile IP를 대치하는 방법이 아니라 보완하는 방법으로서, Mobile IP가 구현된 코어 네트워크와 상호작용 없이 지역내의 이동성을 처리하기 위한 것이다.Thus, various studies on mobility in the region are underway, one of which is cellular IP. This is not a replacement for Mobile IP, but a complementary method to handle mobility in the region without interaction with the core network on which Mobile IP is implemented.

셀룰러 IP 접속망은 여러 기지국(BS; Base Station)들로 구성된다. 각 접속망은 게이트웨이를 통해 코어 네트워크에 연결된다. 기지국은 이동 단말기에게 무선 접속 서비스를 제공하는 이동성 지원기능을 가진 라우터로 볼 수 있다. 셀룰러 IP에서는 라우팅을 보다 쉽게 하기 위해서 접속망을 트리(tree) 형식으로 구성한다. 이동 단말기가 셀룰러 IP 망에 처음 접속하면, 전역 이동성을 지원하기 위해 Mobile IP를 사용한다. 즉, 게이트웨이 라우터 주소를 CoA(Care-of-address)로 하여 이동 단말기의 홈 에이전트에 등록한다. 접속망 내부에서는 이동 단말기의 IP 주소로 이동 단말기를 각각 인식한다. 지역 도메인 내의 이동일 경우, CoA가 바뀌지 않으므로, 셀룰러 IP가 지역 내부의 이동성을 처리하여, 전체 코어 네트워크의 위치정보 갱신 및 관리를 위한 부담을 줄였다. 따라서, 셀룰러 IP 방식이 지역내의 이동성을 보장해 주기 때문에 Mobile IP 시스템은 기존의 방식처럼 매 핸드오프마 다 주소를 바꿔야 하는 부담을 줄일 수가 있다.The cellular IP access network consists of several base stations (BSs). Each access network is connected to the core network through a gateway. The base station may be viewed as a router having mobility support function for providing a wireless access service to a mobile terminal. In cellular IP, the access network is organized in a tree form for easier routing. When a mobile terminal first accesses a cellular IP network, it uses Mobile IP to support global mobility. That is, the gateway router address is registered as a care-of-address (CoA) in the home agent of the mobile terminal. Inside the access network, each mobile terminal is recognized by its IP address. In the case of movement within the regional domain, since the CoA does not change, cellular IP handles mobility within the region, thereby reducing the burden for location information update and management of the entire core network. Therefore, since the cellular IP scheme guarantees mobility in the region, the Mobile IP system can reduce the burden of changing address every handoff like the conventional scheme.

셀룰러 IP의 세미소프트 핸드오프는 새 기지국으로의 새 라우팅 경로가 설정되었을 무렵에 핸드오프 하도록 한다. 그러므로 세미소프트 핸드오프는 핸드오프 이후에 새 라우팅 경로를 설정하는 하드 핸드오프보다 패킷 유실을 줄여서 패킷 처리량(throughput)을 상당히 향상시켰다. 그러나, 세미소프트 핸드오프는 매 핸드오프마다 라우팅 경로설정과 연관한 최적의 핸드오프 시점을 설정하는 것은 아니므로, 패킷 유실이나 패킷 중복을 모두 제거하지는 못하여, TCP(Transmission Control Protocol) 성능저하를 피할 수 없다. Semi-soft handoff of cellular IP allows handoff when a new routing path to a new base station is established. Therefore, semi-soft handoff significantly improves packet throughput by reducing packet loss over hard handoffs that set up new routing paths after handoff. However, semi-soft handoffs do not set the optimal handoff time associated with routing routing at every handoff, and thus do not eliminate packet loss or packet duplication, thereby avoiding TCP (Transmission Control Protocol) performance degradation. Can't.

도 1 및 도 2는 셀룰러 IP 에서 사용되고 있는 종래 세미소프트 핸드오프 과정을 나타낸 도면으로서, 도 1은 새 기지국(new BS)(13)의 경로가 기존 기지국(old BS)(12)의 경로보다 긴 경우이고, 도 2는 반대의 경우이다. 1 and 2 illustrate a conventional semi-soft handoff process used in cellular IP, in which FIG. 1 shows that the path of the new BS 13 is longer than the path of the old BS 12. 2 is the opposite.

도 1의 예에서는 이동 단말기(MS; Mobile Station)(11)가 2번 및 3번 패킷을 중복하여 수신하였는데, 이와 같이 새 기지국(13) 경로가 기존 기지국(12) 경로보다 긴 경우 이동 단말기(11)는 패킷을 중복하여 수신할 수 있다. In the example of FIG. 1, a mobile station (MS) 11 repeatedly receives packets 2 and 3, and thus, when the path of the new base station 13 is longer than the path of the existing base station 12, 11 may duplicately receive the packet.

한편, 도 2의 예에서는 2번 및 3번 패킷이 유실되어 이동 단말기(21)가 이를 수신하지 못하게 되는데, 이와 같이 새 기지국(23) 경로가 기존 기지국(22) 경로보다 짧은 경우 패킷이 유실되어 이동 단말기가 패킷을 수신하지 못할 수 있다.Meanwhile, in the example of FIG. 2, packets 2 and 3 are lost so that the mobile terminal 21 does not receive it. Thus, when the path of the new base station 23 is shorter than the path of the existing base station 22, the packet is lost. The mobile terminal may not receive the packet.

이와 같은 셀룰러 IP의 세미소프트 핸드오프에서의 패킷 유실 및 패킷 중복의 문제를 해결하기 위한 방법으로서, 추가메시지를 사용한 LPM(Last Packet Marking) 방식의 핸드오프 기술이 제안된 바 있다. As a method for solving the packet loss and packet duplication problem in the semi-soft handoff of cellular IP, a handoff technique using a last packet marking (LPM) method using an additional message has been proposed.

도 3 내지 도 5는 이동통신 시스템에서의 종래 LPM 방식에 따른 핸드오프 과정을 순차적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 이동통신 시스템에서의 종래 LPM 방식에 따른 핸드오프 과정의 순서도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하여 LPM 방식의 핸드오프를 설명하면 다음과 같다. 3 to 5 are diagrams sequentially illustrating a handoff process according to a conventional LPM scheme in a mobile communication system, and FIG. 6 is a flowchart of a handoff process according to a conventional LPM scheme in a mobile communication system. The handoff of the LPM method will be described with reference to FIGS. 3 to 6 as follows.

이동 단말기(31)가 새 기지국(33)의 핸드오프 구간에 진입한 경우, 종래 세미소프트 핸드오프에서와 마찬가지로 세미소프트 핸드오프 메시지(SemiSoft HandOff msg.; 이하 "SSHO 메시지"라 한다)를 새 기지국(33)으로 전송한다(S10). When the mobile terminal 31 enters the handoff period of the new base station 33, the semi-soft handoff message (hereinafter referred to as "SSHO message") is called the new base station as in the conventional semi-soft handoff. Transfer to 33 (S10).

SSHO 메시지를 수신한 새 기지국(33)은 이를 크로스오버 노드(34)로 전송하고, 크로스오버 노드(34)는 SSHO 메시지를 수신하면 세미소프트 응답 메시지(Semisoft rePly Message; 이하 "SPM"이라 한다) 패킷을 기존 기지국(32)으로 전송한다(S20). Upon receiving the SSHO message, the new base station 33 sends it to the crossover node 34, and when the crossover node 34 receives the SSHO message, it receives a Semisoft rePly Message (hereinafter referred to as "SPM"). The packet is transmitted to the existing base station 32 (S20).

그리고, 크로스오버 노드(34)는 SPM 패킷을 전송한 후부터 기존 기지국(32) 및 새 기지국(33)으로 데이터 패킷을 바이캐스트 하기 시작한다(S30). 새 기지국(33)은 상기 바이캐스트에 의해 수신하는 패킷을 버퍼링한다. After the transmission of the SPM packet, the crossover node 34 starts to bicast the data packet to the existing base station 32 and the new base station 33 (S30). The new base station 33 buffers the packet received by the bicast.

SSHO 메시지를 송출했던 이동 단말기(31)는 크로스오버 노드(34)에서 송출한 SPM 패킷을 수신하면 이를 핸드오프 시작시점으로 인지하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 새 기지국(33)으로 핸드오프를 한다(S40).When the mobile terminal 31 which sent the SSHO message receives the SPM packet sent by the crossover node 34, the mobile terminal 31 recognizes this as a handoff start time point, and as shown in FIG. 4, handoffs to the new base station 33. (S40).

핸드오프를 마친 이동 단말기(31)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 새 기지국(33)을 통해 라우팅 업데이트 메시지(Routing Update message)를 상위로 전송한다(S50). 라우팅 업데이트 메시지를 수신한 크로스오버 노드(34)는 바이캐스트를 중 단하고 새 기지국(33)으로만 데이터 패킷을 전송한다(S60). After completing the handoff, as shown in FIG. 5, the mobile terminal 31 transmits a routing update message to the upper level through the new base station 33 (S50). Receiving the routing update message, the crossover node 34 stops bicasting and transmits a data packet only to the new base station 33 (S60).

상기 S30에서 새 기지국(33)에 버퍼링되었던 패킷들은, 이동 단말기(31)가 접속을 하게 되면 이동 단말기(31)로 전송한다(S70). Packets that have been buffered to the new base station 33 in S30 are transmitted to the mobile terminal 31 when the mobile terminal 31 makes a connection (S70).

이처럼 LPM 방식의 세미소프트 핸드오프 과정은, SPM 메시지를 이용하여 이동 단말기(31)에서 데이터 패킷의 중복 또는 유실 없이 모든 패킷을 정상적으로 수신한다. As described above, the LPM type semi-soft handoff process normally receives all packets without duplicate or loss of data packets in the mobile terminal 31 using the SPM message.

그러나, 네트워크의 관점에서는, 이동 단말기(31)가 새 기지국(33)으로 이동한 후에도 크로스오버 노드(34)가 라우팅 업데이트 메시지를 수신하기 전까지는 계속해서 기존 기지국(32)으로 패킷을 전송하므로 네트워크의 과부하를 초래할 수 있다. However, from the network's point of view, the network continues to send packets to the existing base station 32 even after the mobile terminal 31 moves to the new base station 33 until the crossover node 34 receives the routing update message. May cause overload.

예컨대, 상기한 도 3 내지 도 5의 실시예에서, 크로스오버 노드(34)는 SPM 이후 패킷인 3번 패킷부터 라우팅 업데이트 메시지를 수신하기 전까지의 패킷인 7번 패킷을 기존 기지국(32) 및 새 기지국(33)에 바이캐스팅하는데, 이 경우 기존 기지국(32)으로 전송된 상기 3번 내지 7번 패킷은 활용되지 않는다. 즉, 상기 예에서, 바이캐스트 하기 시작한 때(S30)부터 라우팅 업데이트 메시지를 수신하기 전까지 크로스오버 노드에서 종래 기지국으로 전송되는 패킷은 필요치 않는 패킷이다. 이와 같이 불필요한 패킷 전송으로 인해 종래 LPM 방식의 세미소프트 핸드오프는 네트워크의 과부하 문제가 발생될 수 있다. For example, in the above-described embodiment of FIGS. 3 to 5, the crossover node 34 transmits the packet 7 to the existing base station 32 and the new packet from packet 3 after the SPM until the routing update message is received. By-casting to the base station 33, in which case the packets 3 to 7 transmitted to the existing base station 32 are not utilized. That is, in the above example, the packet transmitted from the crossover node to the conventional base station until the routing update message is received from the time when it starts to cast (S30) is an unnecessary packet. Due to such unnecessary packet transmission, the conventional LPM type semi-soft handoff may cause a network overload problem.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 셀룰러 IP의 세미소프트 핸드오프에 있어서, 데이터 패킷의 중복 및 유실 문제를 해결할 뿐만 아니라 네트워크의 과부하 문제를 개선할 수 있는 핸드오프 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은, 이하 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에 의해 보다 명확해질 것이다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a handoff method for semi-soft handoff of cellular IP, which can solve the problem of duplication and loss of data packets as well as the overload problem of the network. . Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 세미소프트 핸드오프 방법은, 이동 단말기로부터 양 방향 송출되어 상기 기존 기지국 및 새 기지국을 각각 거쳐서 도달하는 SSHO 메시지 중에서 먼저 도달하는 제1 SSHO 메시지의 수신 후 나중에 도달하는 제2 SSHO 메시지를 수신하기 전까지 상기 기존 기지국 및 새 기지국으로 데이터 패킷을 바이캐스트 하는 단계; 상기 제2 SSHO 메시지를 수신하면 상기 바이캐스트를 중단하고 상기 새 기지국으로만 데이터 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 이동 단말기의 핸드오프가 완료되었음을 알리는 라우팅 업데이트 메시지를 수신하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. In the semi-soft handoff method according to an embodiment of the present invention that can achieve the above object, the first SSHO message that arrives first from the SSHO message transmitted in both directions from the mobile terminal to reach through the existing base station and the new base station, respectively; Bicasting the data packet to the existing base station and the new base station after receiving a second SSHO message which arrives later after reception of the CRS; Stopping the bycast upon receiving the second SSHO message and sending a data packet only to the new base station; And receiving a routing update message indicating that the handoff of the mobile terminal is completed.

본 발명의 다른 관점에 따른 세미소프트 핸드오프 시스템은, 이동 단말기로부터 송출되어 상기 기존 기지국 및 새 기지국을 각각 거쳐서 도달하는 SSHO 메시지 중에서, 먼저 도달하는 제1 SSHO 메시지의 수신 후 나중에 도달하는 제2 SSHO 메시지를 수신하기 전까지 상기 기존 기지국 및 새 기지국으로 데이터 패킷을 바이캐스트 하는 크로스오버 노드를 포함하여 구성하되, 상기 이동 단말기는 상기 SSHO 메시지 송출 후 미리 설정된 대기 시간동안 상기 기존 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하지 못 하면, 상기 새 기지국으로 핸드오프를 수행하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a semi-soft handoff system includes a second SSHO that arrives later after receiving a first SSHO message that arrives first from among SSHO messages transmitted from a mobile terminal and reached through the existing base station and the new base station, respectively. And a crossover node for bicasting the data packet to the existing base station and the new base station until the message is received, wherein the mobile terminal does not receive the data packet from the existing base station for a preset waiting time after sending the SSHO message. If not, handoff to the new base station.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 세미소프트 핸드오프 방법 및 시스템에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a semi-soft handoff method and system of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 7 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 세미소프트 핸드오프 과정을 순차적으로 나타낸 도면으로서, 새 기지국의 경로가 기존 기지국의 경로보다 짧은 경우를 나타낸다. 도 13은 본 발명에 따른 세미소프트 핸드오프 과정의 순서도이다. 도 7 내지 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 세미소프트 핸드오프 과정을 설명한다. 7 to 12 are diagrams sequentially showing a semi-soft handoff process according to an embodiment of the present invention, showing a case where the path of the new base station is shorter than the path of the existing base station. 13 is a flowchart of a semi-soft handoff process according to the present invention. 7 to 13, a semi-soft handoff process according to the present invention will be described.

먼저, 이동 단말기(71)가 새 기지국(73)의 핸드오프 구간으로 진입한 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(71)는 기존 기지국(72)과 새 기지국(73)에 각각 SSHO 메시지를 전송한다(S110). 새 기지국(73)은 이동 단말기(71)로부터 수신한 SSHO 메시지를 크로스오버 노드(74)로 전송한다. 새 기지국(73)의 경로가 기존 기지국(72)의 경로보다 짧기 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이, 크로스오버 노드(74)가 새 기지국(73)으로부터 SSHO 메시지를 수신한 때 기존 기지국(72)으로부터는 아직 SSHO 메시지가 도착하지 않고 있다. 도 8에서, 크로스오버 노드(74)는 1번 및 2번 패킷을 기존 기지국(72) 쪽으로 전송한 후에 새 기지국(73)으로부터 SSHO 메시지를 수신하였음을 나타낸다. First, when the mobile terminal 71 enters the handoff period of the new base station 73, as shown in Figure 7, the mobile terminal 71 is SSHO to the existing base station 72 and the new base station 73, respectively Send a message (S110). The new base station 73 transmits the SSHO message received from the mobile terminal 71 to the crossover node 74. Since the path of the new base station 73 is shorter than the path of the existing base station 72, as shown in FIG. 8, the existing base station 72 when the crossover node 74 receives the SSHO message from the new base station 73. ), The SSHO message has not arrived yet. In FIG. 8, the crossover node 74 indicates that it has received an SSHO message from the new base station 73 after transmitting packets 1 and 2 toward the existing base station 72.

이하에서는, 크로스오버 노드(74)에 먼저 도달한 SSHO 메시지를 '제1 SSHO 메시지'라 명명하고, 나중에 도달한 SSHO 메시지를 '제2 SSHO 메시지'라 명명한다. Hereinafter, an SSHO message that first reaches the crossover node 74 will be referred to as a 'first SSHO message', and a later SSHO message will be referred to as a 'second SSHO message'.

새 기지국(73)으로부터 제1 SSHO 메시지를 수신한 크로스오버 노드(74)는 새 기지국(73) 및 기존 기지국(72)으로 각각 데이터 패킷을 바이캐스트 한다(S120). 도 8에서, 크로스오버 노드(74)는 1번 및 2번 패킷을 기존 기지국(72) 쪽으로 전송한 후에 SSHO 메시지를 수신하였으므로, 3번 패킷부터 바이캐스트 된다. Receiving the first SSHO message from the new base station 73, the crossover node 74 bicasts data packets to the new base station 73 and the existing base station 72, respectively (S120). In FIG. 8, since the crossover node 74 receives the SSHO message after transmitting the first and second packets toward the existing base station 72, the crossover node 74 is bicast from the third packet.

크로스오버 노드(74)는 기존 기지국(72)으로부터 제2 SSHO 메시지를 수신하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 바이캐스트를 중단하고 새 기지국(73)으로만 패킷을 전송한다(S130). 도 9에서 크로스오버 노드(74)는 3번 및 4번 패킷을 바이캐스트 한 후에 기존 기지국(72)으로부터 SSHO 메시지를 수신하였음을 나타낸다. When the crossover node 74 receives the second SSHO message from the existing base station 72, as shown in FIG. 9, the crossover node 74 stops bicast and transmits a packet only to the new base station 73 (S130). In FIG. 9, the crossover node 74 receives the SSHO message from the existing base station 72 after the by-cast packets 3 and 4.

바이캐스트가 중지됨에 따라 크로스오버 노드(74)는 기존 기지국(72)으로 데이터 패킷을 전송하지 않으며, 따라서 아직 기존 기지국(72)에 접속해 있는 이동 단말기(71)는 이미 크로스오버 노드(74)로부터 송출된 3번 및 4번 패킷 이후의 데이터 패킷은 기존 기지국(72)으로부터 수신할 수 없다. As the bycast is stopped, the crossover node 74 does not transmit data packets to the existing base station 72, so that the mobile terminal 71 that is still connected to the existing base station 72 is already crossover node 74. Data packets after the 3rd and 4th packets transmitted from the base station 72 cannot be received from the existing base station 72.

이 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(71)가 미리 설정된 대기시간 동안 데이터 패킷을 수신하지 못 하면 바이캐스트가 중지된 것으로 인식하고 그 시점에서 핸드오프를 수행하도록 구성할 수 있다(S140). In this case, as shown in FIG. 10, if the mobile terminal 71 does not receive a data packet for a preset waiting time, the mobile terminal 71 may recognize that the bicast is stopped and perform a handoff at that time ( S140).

앞서 LPM 방식에서는 핸드오프 최적시간을 알려주기 위해 SPM 메시지를 이용한 것에 비해, 본 발명에서는 미리 설정한 대기 시간이 경과한 시점을 핸드오프 최 적시간으로 할 수 있다. 여기서 대기시간 SSHO Max time 은, In the LPM method, compared to using an SPM message to inform the handoff optimum time, in the present invention, the time when a preset waiting time elapses may be set as the handoff optimal time. The wait time SSHO Max time is

SSHO Max time = Tdelay (max.) × 2 SSHO Max time = T delay (max.) × 2

으로 설정할 수 있다. Tdelay (max.)는 핸드오프 이전의 패킷 간 최대 지연 시간이다. 대기 시간을 위와 같이 설정할 경우, 세미소프트 핸드오프 메세지를 양쪽 기지국으로 보낸 이동 단말기(71)는 기존 기지국(72)을 통해 지금까지 측정해 온 최대 패킷수신 delay 시간의 2배 만큼의 시간동안 패킷이 수신되지 않으면, 그 시점을 최적의 핸드오프 시간으로 인지하고 핸드오프를 수행한다. Can be set. T delay (max.) Is the maximum delay time between packets before handoff. In the case of setting the waiting time as described above, the mobile terminal 71 sending the semi-soft handoff message to both base stations transmits the packet for twice as long as the maximum packet reception delay time measured by the existing base station 72 so far. If not received, the time is recognized as the optimal handoff time and handoff is performed.

이러한 방식으로 세미소프트 핸드오프를 진행하는 동안에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 기존 기지국(72)으로 바이캐스트되어 전송되는 패킷들이 없음을 알 수 있다. 이는 앞서 설명한 LPM 방식과 비교했을 때 중요한 차이점이다. During the semi-soft handoff in this manner, as shown in FIG. 10, it can be seen that there are no packets that are bicast and transmitted to the existing base station 72. This is an important difference compared to the LPM method described above.

새 기지국(73)으로 핸드오프를 완료한 이동 단말기(71)는 라우팅 업데이트 메시지(Routing Update msg.)를 새 기지국(73)으로 송출하고, 라우팅 업데이트 메시지를 수신한 새 기지국(73)은 이를 크로스오버 노드(74)로 전송한다(S150).The mobile terminal 71 which has completed the handoff to the new base station 73 sends a routing update message to the new base station 73, and the new base station 73 receiving the routing update message crosses it. The transmission is transmitted to the over node 74 (S150).

한편, 상기 바이캐스트 과정(S120)에서 크로스오버 노드(74)로부터 바이캐스트 송출된 3번 및 4번 패킷은 이동 단말기(71)뿐만 아니라 새 기지국(73)에서도 수신하게 된다. 이는 기존 기지국(72) 및 새 기지국(73)의 양방향으로 송신되는 SSHO 메시지가 크로스오버 노드(74)에 도착하는 시간의 차이 즉, 양쪽 경로의 노드 수의 차만큼 중복 패킷의 개수가 나타나는 것이다. Meanwhile, packets 3 and 4, which are transmitted by the bicast from the crossover node 74 in the bicast process S120, are received by the new base station 73 as well as the mobile terminal 71. This indicates that the number of duplicate packets appears by the difference in the time that the SSHO message transmitted in both directions of the old base station 72 and the new base station 73 arrives at the crossover node 74, that is, the difference in the number of nodes in both paths.

이 경우, 새 기지국(73)이 상기 바이캐스트된 3번 및 4번 패킷을 버퍼링하였 다가 새 기지국(73)으로 핸드오프 완료된 이동 단말기(71)로 전송한다면 데이터 패킷의 중복문제가 발생할 것이다. 본 발명에서는 다음의 과정을 통해 이러한 중복 문제를 해결한다. In this case, if the new base station 73 buffers the bicasted packets 3 and 4 and transmits them to the mobile station 71 that has been handoffed to the new base station 73, the data packet duplication problem will occur. In the present invention, the following problem is solved through the following process.

본 발명의 실시예에서, 크로스오버 노드(74)는 양쪽 기지국으로부터 수신하는 SSHO 메시지의 시간차를 통해, 양쪽 기지국 경로의 노드 수의 차이를 알 수 있으며, 크로스오버 노드(74)는 상기 수신 메시지의 시간차 또는 양쪽 기지국 경로의 노드 수의 차에 대한 정보를 새 기지국(73)으로 전송한다. 상기 정보를 수신한 새 기지국(73)은 버퍼링되어 있던 패킷 중에서 먼저 수신한 순서대로 상기 시간차동안 수신한 데이터 패킷 또는 상기 경로의 노드 수의 차에 해당하는 만큼의 패킷을 삭제한다.In the embodiment of the present invention, the crossover node 74 may know the difference in the number of nodes in both base station paths through the time difference of the SSHO message received from both base stations, and the crossover node 74 may determine the received message. Information about the time difference or the difference in the number of nodes in both base station paths is transmitted to the new base station 73. The new base station 73 receiving the information deletes data packets received during the time difference or packets corresponding to the difference in the number of nodes in the path among the buffered packets in the order of first reception.

도 12의 실시예에서는 양쪽 경로의 노드수의 차가 2이므로 새 기지국(73)에 버퍼링 되어있던 패킷들 중에서 먼저 수신한 두 개의 패킷인 3번 및 4번 패킷을 삭제하였다. In the embodiment of FIG. 12, since the difference in the number of nodes in both paths is 2, packets 3 and 4, which are the first two packets received among the packets buffered in the new base station 73, are deleted.

이와 같이, 크로스오버 노드(74)에서 수신하는 SSHO 메시지의 시간차 정보 또는 양쪽 기지국 경로의 노드 수의 차에 대한 정보를 이용하여 그에 해당하는 패킷을 새 기지국(73)에서 삭제함으로써, 핸드오프 수행 후 패킷이 중복되는 문제를 피할 수 있게 된다. As such, by deleting the corresponding packet in the new base station 73 by using the time difference information of the SSHO message received from the crossover node 74 or the information on the difference in the number of nodes in both base station paths, the handover is performed. The problem of packet duplication can be avoided.

한편, 도 5의 종래 LPM 방식에서의 이동단말기의 수신 패킷과 비교했을 때, 도 12의 본 발명에서의 이동 단말기(71)의 수신 패킷에는 SPM 메시지에 해당하는 패킷이 존재하지 않는다. 따라서 그만큼 핸드오프 절차를 간소화 할 수 있으며, 패 킷의 실시간 수신을 좀 더 이음매 없이(seamless) 할 수 있다.On the other hand, compared with the received packet of the mobile terminal in the conventional LPM method of FIG. 5, the packet corresponding to the SPM message does not exist in the received packet of the mobile terminal 71 of the present invention of FIG. 12. Therefore, the handoff procedure can be simplified, and the real-time reception of the packet can be made more seamless.

도 14 및 도 15는 이동통신 시스템에서 새 기지국의 경로가 기존 기지국의 경로보다 긴 경우에 수행되는 본 발명에 따른 세미소프트 핸드오프를 나타낸 것이다. 기존 기지국의 경로가 더 짧은 것으로 인해, 새 기지국의 SSHO 메시지보다 기존 기지국의 SSHO 메시지가 크로스오버 노드에 먼저 도달하는 것 외에는, 앞서 설명한 도 7 내지 도 12의 실시예의 수행과정과 동일하다. 앞서 설명한 도 13의 순서도는 도 14 및 도15의 실시예에도 그대로 적용될 수 있다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 14 and 15 illustrate a semi-soft handoff according to the present invention performed when a path of a new base station is longer than a path of an existing base station in a mobile communication system. Due to the shorter path of the existing base station, the procedure of the embodiment of FIGS. 7 to 12 is the same as the above except that the SSHO message of the existing base station reaches the crossover node before the SSHO message of the new base station. 13 may be applied to the embodiments of FIGS. 14 and 15 as it is. Specifically, it is as follows.

이동 단말기(141)가 새 기지국(143)의 핸드오프 구간으로 진입한 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(141)는 기존 기지국(142)과 새 기지국(143)에 각각 SSHO 메시지를 전송한다(S110). 기존 기지국(142)은 이동 단말기(141)로부터 수신한 SSHO 메시지를 크로스오버 노드(144)로 전송한다. When the mobile terminal 141 enters the handoff period of the new base station 143, as shown in FIG. 14, the mobile terminal 141 sends an SSHO message to the existing base station 142 and the new base station 143, respectively. Transmit (S110). The existing base station 142 transmits the SSHO message received from the mobile terminal 141 to the crossover node 144.

새 기지국(143)으로부터 SSHO 메시지를 수신한 크로스오버 노드(144)는 새 기지국(143) 및 기존 기지국(142)으로 각각 패킷을 바이캐스트 한다(S120). Receiving the SSHO message from the new base station 143, the crossover node 144 bicasts the packet to the new base station 143 and the existing base station 142, respectively (S120).

상기 바이캐스트를 수행하는 동안, 크로스오버 노드(144)가 새 기지국(143)으로부터 SSHO 메시지를 수신하면, 바이캐스트를 중지하고 새 기지국(143)으로만 패킷을 전송한다(S130). 도 15에서 크로스오버 노드(144)는 3번 및 4번 패킷을 바이캐스트 한 후에 새 기지국(143)으로부터 SSHO 메시지를 수신하였음을 나타낸다. While performing the bicast, if the crossover node 144 receives the SSHO message from the new base station 143, it stops the bicast and transmits the packet only to the new base station 143 (S130). In FIG. 15, the crossover node 144 shows that the SSHO message is received from the new base station 143 after bicasting packets 3 and 4.

바이캐스트가 중지됨에 따라 크로스오버 노드(144)는 기존 기지국(142)으로 데이터 패킷을 전송하지 않으며, 따라서 아직 기존 기지국(142)에 접속해 있는 이 동 단말기(141)는 이미 크로스오버 노드(144)로부터 송출된 3번 및 4번 패킷 이후의 데이터 패킷은 기존 기지국(142)으로부터 수신할 수 없다. As the bicast is stopped, the crossover node 144 does not transmit data packets to the existing base station 142, so that the mobile terminal 141, which is still connected to the existing base station 142, is already in the crossover node 144. Data packets after the 3rd and 4th packets transmitted from the ()) can not be received from the existing base station 142.

이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 이동 단말기(141)가 미리 설정된 대기시간 동안 데이터 패킷을 수신하지 못 하면 바이캐스트가 중지된 것으로 인식하고 그 시점에서 핸드오프를 수행하도록 구성할 수 있다(S140). In this case, as described above, if the mobile terminal 141 does not receive the data packet for a preset waiting time, the mobile terminal 141 may recognize that the bicast is stopped and perform a handoff at that time (S140).

새 기지국(143)으로 핸드오프를 완료한 이동 단말기(141)는 라우팅 업데이트 메시지(Routing Update msg.)를 새 기지국(143)으로 송출하고, 라우팅 업데이트 메시지를 수신한 새 기지국(143)은 이를 크로스오버 노드(144)로 전송한다(S150).The mobile terminal 141 which has completed the handoff to the new base station 143 sends a routing update message to the new base station 143, and the new base station 143 receiving the routing update message crosses it. It transmits to the over node 144 (S150).

한편, 상기 바이캐스트 과정(S120)에서 크로스오버 노드(144)로부터 바이캐스트 송출된 3번 및 4번 패킷은 이동 단말기(141)뿐만 아니라 새 기지국(143)에서도 수신하게 된다. 따라서, 패킷의 중복문제를 해결하기 위해, 새 기지국(143)에 버퍼링되어 있던 패킷 중에서 먼저 수신한 순서대로 상기 크로스오버 노드(144)에서 수신한 SSHO 메시지의 수신 시간차동안 수신한 데이터 패킷 또는 상기 새 기지국(143) 경로와 기존 기지국(142) 경로의 노드 수의 차에 해당하는 만큼의 패킷을 삭제한다.On the other hand, the third and fourth packets transmitted by the bicast from the crossover node 144 in the bicast process (S120) is received by the new base station 143 as well as the mobile terminal 141. Accordingly, in order to solve the packet duplication problem, the data packet received during the difference in the time difference between the received SSHO message received by the crossover node 144 in the order of the first buffer among the packets buffered in the new base station 143, or the new packet. As many packets as the difference between the number of nodes in the path of the base station 143 and the path of the existing base station 142 are deleted.

새 기지국의 경로와 기존 기지국의 경로의 노드수가 같은 경우에는 크로스오버 노드가 세미소프트 핸드오프 메세지를 수신하는 순간 바이캐스트를 하지 않고 새 기지국으로 패킷을 전송한다. 이 경우 패킷의 중복문제는 발생하지 않으며, 이동 단말기는 미리 설정된 대기시간 동안 데이터 패킷을 수신하지 못 하면 새 기지국으로 핸드오프를 수행한다. When the number of nodes in the path of the new base station and the path of the existing base station is the same, the crossover node transmits a packet to the new base station without bicasting upon receiving the semisoft handoff message. In this case, packet duplication does not occur, and the mobile terminal performs a handoff to a new base station if it does not receive a data packet for a preset waiting time.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.　 While specific embodiments of the present invention have been illustrated and described, the technical spirit of the present invention is not limited to the accompanying drawings and the above description, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art, and variations of this form will be regarded as belonging to the claims of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

이상 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 세미소프트 핸드오프 방법 및 시스템은, 셀룰러 인터넷 프로토콜이 적용되는 시스템에서 이동 단말기가 세미소프트 핸드오프 하는 경우 패킷의 중복 및 유실을 방지하고, 아울러 네트워크의 과부하 발생을 방지할 수 있다.As described above, the semi-soft handoff method and system according to the present invention prevents packet duplication and loss when the mobile terminal is semi-soft handoff in a system to which the cellular Internet protocol is applied, and also causes an overload of the network. Can be prevented.

Claims (11)

셀룰러 인터넷 프로토콜 하에서 이동 단말기를 기존 기지국으로부터 새 기지국으로 세미소프트 핸드오프시키는 방법에 있어서, A method of semi-soft handoff from an existing base station to a new base station under the cellular Internet protocol, the method comprising: 상기 이동 단말기로부터 양 방향 송출되어 상기 기존 기지국 및 새 기지국을 각각 거쳐서 크로스오버 노드에 도달하는 SSHO 메시지 중에서 먼저 도달하는 제1 SSHO 메시지를 수신한 후부터 나중에 도달하는 제2 SSHO 메시지를 수신하기 전까지 상기 기존 기지국 및 새 기지국으로 데이터 패킷을 바이캐스트 하는 단계; After receiving the first SSHO message which arrives first from among the SSHO messages which are transmitted in both directions from the mobile terminal and reach the crossover node through the existing base station and the new base station, respectively, the existing SSHO message is received until the second SSHO message arrives later. Bicasting the data packet to the base station and the new base station; 상기 제2 SSHO 메시지를 수신하면 상기 바이캐스트를 중단하고 상기 새 기지국으로만 데이터 패킷을 전송하는 단계;Stopping the bycast upon receiving the second SSHO message and sending a data packet only to the new base station; 상기 기존 기지국을 통해 데이터 패킷을 수신하던 상기 이동 단말기에서 기설정된 대기 시간 내에 상기 기존 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하지 못하면, 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료한 후, 상기 새 기지국을 통해 상기 크로스오버 노드로 핸드오프가 완료되었음을 알리는 라우팅 업데이트 메시지를 전송하는 단계;If the mobile terminal that has received the data packet through the existing base station does not receive the data packet from the existing base station within a preset waiting time, after completing handoff to the new base station, the crossover node through the new base station Sending a routing update message indicating that handoff is complete; 상기 라우팅 업데이트 메시지 수신에 따라 상기 새 기지국에서 상기 이동 단말기로 버퍼링된 데이터 패킷을 전송하되, 상기 크로스오버 노드로부터 제공받은 상기 제1 SSHO 메시지와 제2 SSHO 메시지의 수신 시간차에 의거하여 상기 버퍼링된 데이터 패킷 중에서 먼저 수신한 순서대로 상기 수신 시간차에 대응하는 데이터 패킷을 삭제한 후, 상기 이동 단말기로 전송하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세미소프트 핸드오프 방법.In response to receiving the routing update message, the new base station transmits the buffered data packet to the mobile terminal, and the buffered data is based on a difference in the reception time between the first SSHO message and the second SSHO message provided from the crossover node. And deleting the data packet corresponding to the received time difference in the first received order among the packets, and then transmitting the data packet to the mobile terminal. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 대기 시간은, 상기 이동 단말기에서 핸드오프 이전의 패킷 수신에 있어 패킷 간 최대 지연시간의 2배의 시간임을 특징으로 하는 세미소프트 핸드오프 방법.The method of claim 1, wherein the waiting time is twice the maximum delay time between packets in receiving a packet before handoff at the mobile terminal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 셀룰러 인터넷 프로토콜 하에서 이동 단말기를 기존 기지국에서 새 기지국으로 세미소프트 핸드오프 시키기 위한 시스템에 있어서, A system for semi-soft handoff from an existing base station to a new base station under the cellular Internet protocol, 상기 이동 단말기로부터 송출되어 상기 기존 기지국 및 새 기지국을 각각 거쳐서 도달하는 SSHO 메시지 중에서, 먼저 도달하는 제1 SSHO 메시지를 수신한 후부터 나중에 도달하는 제2 SSHO 메시지를 수신하기 전까지 상기 기존 기지국 및 새 기지국으로 데이터 패킷을 바이캐스트하고, 상기 제2 SSHO 메시지를 수신하면 상기 바이캐스트를 중단하고 상기 새 기지국으로만 데이터 패킷을 전송하는 크로스오버 노드와;Of the SSHO messages transmitted from the mobile terminal and reached through the existing base station and the new base station, respectively, after receiving the first SSHO message that arrives first and then receiving the second SSHO message that arrives later, to the existing base station and the new base station. A crossover node that bicasts a data packet and, upon receiving the second SSHO message, stops the bycast and transmits the data packet only to the new base station; 기설정된 시간 내에 상기 기존 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신하지 못하면, 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료한 후, 상기 새 기지국을 통해 상기 크로스오버 노드로 핸드오프가 완료되었음을 알리는 라우팅 업데이트 메시지를 전송하는 이동 단말기와;If a data packet is not received from the existing base station within a preset time, the mobile terminal transmits a routing update message indicating that the handoff is completed to the crossover node through the new base station after completing the handoff to the new base station. Wow; 상기 크로스오버 노드가 전송하는 데이터 패킷을 수신하여 버퍼링하고 있다가, 상기 이동 단말기로부터 라우팅 업데이트 메시지를 수신하면, 상기 이동 단말기로 버퍼링된 데이터 패킷을 전송하되, 상기 크로스오버 노드로부터 제공받은 상기 제1 SSHO 메시지와 제2 SSHO 메시지의 수신 시간차에 의거하여 상기 버퍼링된 데이터 패킷 중에서 먼저 수신한 순서대로 데이터 패킷을 삭제한 후, 상기 이동 단말기로 전송하는 새 기지국을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세미소프트 핸드오프 시스템.Receiving and buffering the data packet transmitted by the crossover node, when receiving a routing update message from the mobile terminal, and transmits the buffered data packet to the mobile terminal, the first received from the crossover node A semi-soft hand comprising a new base station for transmitting data to the mobile terminal after deleting the data packets in the order of receiving the buffered data packets based on the difference in time between the SSHO message and the second SSHO message. Off system. 제7항에 있어서, 상기 대기시간은, 상기 이동 단말기에서 핸드오프 이전의 패킷 수신에 있어 패킷 간 최대 지연시간의 2배의 시간임을 특징으로 하는 세미소프트 핸드오프 시스템.8. The semi-soft handoff system according to claim 7, wherein the waiting time is twice the maximum delay time between packets in receiving a packet before handoff in the mobile terminal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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