KR100893860B1 - 광대역 무선 접속 시스템에 적용되는 핸드오버 수행 방법및 핸드오버 실패시 통신 재개 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에 적용되는 핸드오버 수행 방법및 핸드오버 실패시 통신 재개 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 이동국(MSS; Mobile Subscriber Station) 및 적어도 하나의 기지국(BS; Base Station)을 구비하는 광대역 무선 접속 시스템(Broadband Wireless Access System)에서, 제 1 기지국에서 제 2 기지국으로 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 상기 제 1 기지국이 상기 이동국으로부터 상기 이동국과의 연결 해제에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 지시자 메시지를 수신하는 단계와, 상기 제 1 기지국이 상기 이동국과 연결을 유지한 상태에서, 상기 제 2 기지국으로부터 핸드오버 성공 여부를 알리는 핸드오버 결과 메시지를 수신하는 단계 및 상기 핸드오버 결과 메시지에 따라, 상기 이동국과의 연결을 해제(release)하거나 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 핸드오버 수행 방법에 관한 것으로써, 이동국이 핸드오버 과정 중 어떤 이유에 의해 핸드오버에 실패한 경우, 종전의 서비스 제공 기지국으로 복귀하여 통신을 재개하고자 할 때 효율적으로 통신을 재개할 수 있는 효과가 있다.
Figure R1020040042642
광대역 무선 접속 시스템, 핸드오버, 통신 재개

Description

광대역 무선 접속 시스템에 적용되는 핸드오버 수행 방법 및 핸드오버 실패시 통신 재개 방법{Method for Handover and Resuem Communication in Failing Handover applying to Broadband Wireless Access System}
도 1 은 종래 기술에 따라, 이동국(MSS; Mobile Subscriber Station)의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도.
도 2 는 종래 기술에 따라, 기지국(BS; Base Station)의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도.
도 3 은 종래 기술에 따라, 핸드오버 실패(call drop)가 일어난 경우, 이동국이 이전의 서비스 제공 기지국에 재진입 하는 과정을 나타낸 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따라, 이동국의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따라, 기지국의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따라, 핸드오버 실패(call drop)가 일어난 경우, 이동국이 이전의 서비스 제공 기지국과 통신을 재개하는 과정을 나타내는 일실시예 흐름도.
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템(Broadband Wireless Access System)에서, 핸드오버 실패시 종전의 서비스 제공 기지국으로 복귀하기 위한 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 핸드오버 목적 기지국으로부터 핸드오버 결과 메시지를 받은 후에 이동국과 연결을 해제 하도록 함으로써, 핸드오버가 실패한 경우, 보다 효율적으로 서비스 제공 기지국과 통신을 재개할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
광대역 무선 접속 시스템에 있어서, 종래 기술에 따른 핸드오버 절차를 설명하면 다음과 같다.
1. 핸드오버를 위한 전처리 과정
IEEE802.16e의 핸드오버를 위한 전처리 과정으로는 주변 기지국에 관련된 정보를 기지국에서 방송하여 셀 내의 모든 이동국들에게 알리는 과정과(Network Topology Advetisement), 이 정보를 바탕으로 인접기지국의 채널 품질을 측정하는 과정과 (MSS scanning of neighbor BS), 선택적으로 인접기지국과 초기 이동국 전력값, 동기를 위한 시간차 값등을 맞추는 과정(Association Procedures)을 포함하여 이루어진다.
① 네트워크 토폴로지 광고(Network Topology Advetisement)
기지국은 망구성 정보에 관련된 정보를 MOB_NBR-ADV MAC 메시지를 통해서 셀내의 모든 이동국에 방송(Broadcasting)함으로써 셀 내의 모든 이동국들에 주변 기 지국의 정보를 알려준다.
② 주변 기지국 스캐닝(MSS scanning of neighbor BS)
이동국은 핸드오버를 위해서 주변 기지국을 스캐닝(scanning) 해야 하는데 주변 기지국을 스캐닝하기 위한 스캐닝 주기(scanning interval)를 MOB_SCN-REQ MAC 메시지를 통해서 기지국으로 요청하고, 기지국은 이에 대한 응답으로 MOB_SCN-RSP MAC 메시지를 전송하여 이동국이 주변 기지국을 스캐닝할 수 있는 주기를 할당한다. 또한, 기지국은 이동국의 요청없이 직접 MOB_SCN_RSP MAC 메시지를 전송할 수도 있다(Unsolicited request). 이때 기지국이 할당하는 스캐닝 주기 및 스캐닝 시작을 위한 오프셋 단위는 모두 프레임 단위로 할당된다.
③ 연합 과정(Association Procedures)
연합 과정(Association Procedures)은 이동국이 기지국과 레인징(Ranging) 과정을(이동국이 기지국으로 부터 통신을 위한 기본적인 정보를 획득하는 과정) 수행하여 셀에 정상적으로 합류하는 과정이다. 즉, 이동국이 기지국을 스캐닝하여 새로운 기지국을 선택하게 되면 상기 연합 과정을 수행한다. 연합(Association)은 RNG_REQ MAC 메시지를 이동국이 전송하고, 기지국이 RNG_RSP MAC 메시지를 전송하여 이동국의 전력 오프셋값 및 타이밍 오프셋값 등을 적절한 값으로 설정하도록 한다. RNG_REQ MAC 메시지를 전송하는 것을 초기 레인징(Initial Ranging) 동작이라고 한다. 이는, 이동국이 네트워크 진입(Network Entry) 과정을 수행하기 위한 기본 동작이 된다. 핸드오버시에 새로운 이동국를 받아들인 목적 기지국(Target Base Station)은 특정 이동국이 자신의 셀에 연합(Association)된 사항을 이동국이 이전 에 속해있던 서비스 제공 기지국(Serving Base Station)으로 전송하고 이동국에 관한 정보를 저장하게 된다.
2. 핸드오버 과정(Handover process)
상기 핸드오버 전처리 과정에서 획득한 인접 기지국과의 채널 품질 정보를 바탕으로 이동국은 핸드오버를 시작하게 된다.
① 셀 선택(Cell Selection)
셀 선택(Cell selection) 동작은 이동국이 셀에 정상적으로 등록하기 전에, 이동국이 현재 셀의 기지국에서 전송하는 신호의 신호 대 간섭잡음비(Signal to Interference Noise Ratio; 이하 'SINR') 보다 우수한 신호의 SINR을 수신할 수 있는 기지국으로 새롭게 등록하기 위해서 셀을 바꾸는 동작이다. 이때, 이동국이 등록과정을 수행하지 않았기 때문에, 기지국에서는 이동국의 이동 상황을 알 수 없는 상태가 된다.
② 핸드오버 시작(HO initiation)
핸드오버 시작은 기지국과 이동국 모두 수행할 수 있다. 즉, 기지국이 핸드오버를 요청하는 경우에는 기지국이 MOB_BSHO-REQ MAC 메시지를 이동국에 전송한다. 그러나, 이동국이 핸드오버를 요청하는 경우에는 MOB_MSSHO-REQ MAC 메시지를 이동국이 기지국에 전송하게 된다.
이동국이 MOB_MSSHO-REQ MAC 메시지를 전송하는 경우에는, 먼저 주변 기지국으로부터 수신한 신호의 SINR을 기지국으로 전송한다. 이를 통해 핸드오버시 목적 기지국이 될 수 있는 후보 기지국(Candidate BS) 현재의 서비스 제공 기지국으로 전송하게 된다.
기지국이 이동국으로부터 MOB_MSSHO-REQ MAC 메시지를 수신하거나, 혹은 기지국이 이동국을 핸드오버 시키기 위해서 전송하는 MOB_BSHO-REQ MAC 메시지를 전송하기 전에, 주변 기지국으로부터 특정 이동국을 핸드오버 시키기 위한 수신 확인 신호(Acknowledgement; 이하 'ACK')을 확인한 후 이동국의 핸드오버를 허용하게 된다. MOB_BSHO/MSSHO-REQ 메시지를 수신한 이동국 또는 기지국은 MOB_MSSHO/BSHO-RSP MAC 메시지를 전송하여 핸드오버를 수행할 목적 기지국을 알려준다.
③ 핸드오버 취소(HO cancellation)
이동국 또는 기지국이 핸드오버를 수행하기 위해서 MOB_MSSHO/BSHO-REQ MAC 메시지를 전송한 후에 이동국은 핸드오버를 취소(Cancel)할 수 있다. 이때, 이동국은 MOB_HO-IND MAC 메시지의 특정 필드를 세팅(HO_Type=01)하여 기지국으로 전송하고, 이를 수신한 기지국은 현재 진행 중인 핸드오버를 취소하게 된다.
④ 핸드오버 종료(Termination with the serving BS)
이동국은 MOB_HO-IND MAC 메시지를 서비스 제공 기지국으로 전송하여 핸드오버가 정상적으로 완료되었음을 알려주고, 핸드오버 동작을 완료한다. 이때, 이동국은 MOB_HOIND MAC 메시지의 특정 필드를 세팅(HO Type=00)하여 정상적으로 핸드오버가 종료되었다는 것을 서비스 제공 기지국으로 전송한다. 기지국은 이동국으로부터 MOB_HOIND MAC 메시지를 수신하고, 즉시 핸드오버를 수행한 이동국에게 할당되었던 MAC 상태 머신(state machine), 자동 재전송 요구(ARQ; Automatic Reqeat Request) 연결 및 데이터 전송과 관련된 모든 연결을 종료하게 된다.
⑤ 핸드오버 거절(HO rejection)
이동국은 기지국이 권고한 핸드오버 거절할 수 있으며, 이 때 이동국은 MOB_HO-IND MAC 메시지의 특정 필드를 세팅(HO Type=10)하여 기지국으로 전송한다. 기지국은 이동국로부터 거절(Reject) 메시지를 수신하면, 목적 기지국(Target BS)을 다시 파악하여 이동국으로 MOB_BSHORSP 메시지를 재전송한다.
도 1 은 종래 기술에 따라, 이동국의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 이동국(11)은 주변 기지국들로부터 전송되는 신호 품질을 측정하는 주변 기지국 스캐닝 과정을 수행한다(S110). 상기 주변 기지국 스캐닝 결과, 핸드오버를 할 필요가 있다고 판단되면, 이동국(11)은 서비스 제공 기지국(12)에 대하여 핸드오버 요청 메시지(MOB-MSS-HO-REQ)를 전송한다(S111).
그리고, 상기 핸드오버 요청 메시지를 수신한 서비스 제공 기지국은 주변의 핸드오버 목적 기지국들(13, 14)에 대하여 이동국이 핸드오버 요청을 하고 있다는 정보를 포함하는 사전 핸드오버 알림 메시지(HO-pre-notification)를 전송한다(S112, S113). 상기 사전 핸드오버 알림 메시지에는 핸드오버를 요청하는 이동국의 식별자(MSS identifier), 연결 파라미터(connection parameters), 지원능력(capabilities), 필요한 대역폭(required bandwidth) 및 서비스 품질에 관한 정보(Quality of Service)를 포함한다.
사전 핸드오버 요청 메시지를 수신한 주변의 핸드오버 목적 기지국(13, 14)은 상기 서비스 제공 기지국(12)에 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지(HO- pre-notification-response)를 전송한다(S114, S115). 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에는 상기 사전 핸드오버 알림 메시지의 수신 확인(acknowledge) 정보 및 요청한 서비스 품질(Quality of Service)에 대한 지원 가능 여부 정보를 포함한다.
서비스 제공 기지국(12)은 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에 따라, 주변의 핸드오버 목적 기지국들(13, 14) 중 어느 하나를 선택하여 핸드오버 확인 메시지(HO-Confirm)를 전송할 수 있다(S116). 그리고, 핸드오버를 수행할 목적 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지(MOB-BSHO-RSP)를 이동국(11)에 전송한다(S117). 상기 핸드오버 응답 메시지를 수신한 이동국(11)은 서비스 제공 기지국과 연결을 해제하기 위한 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 상기 서비스 제공 기지국(12)에 전송한다(S118). 상기 서비스 제공 기지국은 상기 핸드오버 지시자 메시지를 수신하면, 상기 이동국에 대하여 연결을 해제한다(S119).
이동국(11)은 핸드오버가 수행되는 서비스 목적 기지국(14)과 고속 레인징_ IE(Fast Ranging_IE)(S120), 레인징 요청(RNG-REQ)(S121) 및 레인징 응답(RNG-RSP)(S122) 과정을 거치고, 핸드오버 후 초기 네트워크 진입 수행을 완료한다(S123).
도 2 는 종래 기술에 따라, 기지국의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 서비스 제공 기지국(22)은 자신의 판단에 따라 이동국(21)과의 연결 해제를 위한 준비(trigger to release MSS) 과정을 수행한다(S210).
그리고, 상기 서비스 제공 기지국(22)은 주변의 핸드오버 목적 기지국들(23, 24)에 대하여 특정 이동국과의(21) 핸드오버의 필요성을 알리는 사전 핸드오버 알림 메시지(HO-pre-notification)를 전송한다(S211, S212). 상기 사전 핸드오버 알림 메시지에는 핸드오버를 요청하는 이동국의 식별자(MSS identifier), 연결 파라미터(connection parameters), 지원능력(capabilities), 필요한 대역폭(required bandwidth) 및 서비스 품질에 관한 정보(Quality of Service)를 포함한다.
사전 핸드오버 요청 메시지를 수신한 주변의 핸드오버 목적 기지국(23, 24)은 상기 서비스 제공 기지국(22)에 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지(HO-pre-notification-response)를 전송한다(S213, S214). 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에는 상기 사전 핸드오버 알림 메시지의 수신 확인(acknowledge) 정보 및 요청한 서비스 품질(Quality of Service)에 대한 지원 가능 여부 정보를 포함한다.
서비스 제공 기지국(22)은 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지를 통해 수신된 정보를 기초로, 핸드오버가 수행 가능한 주변의 목적 기지국들(23, 24) 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 상기 이동국에 전송한다(S215). 상기 이동국(21)은 상기 핸드오버 응답 메지지를 통해 알게된 주변의 목적 기지국들에 대하여 수신 신호의 품질을 측정하는 주변 기지국 스캐닝 과정을 수행한다(S216).
상기 주변 기지국 스캐닝 결과, 핸드오버를 하려는 목적 기지국(24)이 발견된 경우, 상기 이동국(21)은 핸드오버를 하고자 하는 목적 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 서비스 제공 기지국(22)에 전송한다(S217). 서비스 제공 기지국은(22) 이동국(21)이 핸드오버 핸드오버 하고자 하는 목적 기지국(34)에 핸드오버 확인 메시지를 전송한다(S218).
그리고, 이동국(21)은 서비스 제공 기지국과 연결을 해제하기 위한 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 서비스 제공 기지국(22)에 전송한다(S219). 상기 서비스 제공 기지국은 상기 핸드오버 지시자 메시지를 수신하면, 상기 이동국에 대하여 연결을 해제한다(S220).
이동국(21)은 핸드오버가 수행되는 서비스 목적 기지국(24)과 고속 레인징_ IE(Fast Ranging_IE)(S221), 레인징 요청(RNG-REQ)(S222) 및 레인징 응답(RNG-RSP)(S223) 과정을 거치고, 핸드오버 후 초기 네트워크 진입을 수행을 완료한다(S224).
도 3 은 종래 기술에 따라, 핸드오버 실패(call drop)가 일어난 경우, 이동국이 이전의 서비스 제공 기지국에 재진입 하는 과정을 나타낸 일실시예 흐름도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 이동국(31)은 주변 기지국들로부터 전송되는 신호 품질을 측정하는 주변 기지국 스캐닝 과정을 수행한다(S310). 상기 주변 기지국 스캐닝 결과, 핸드오버를 할 필요가 있다고 판단되면, 이동국(31)은 서비스 제공 기지국(32)에 대하여 핸드오버 요청 메시지(MOB-MSS-HO-REQ)를 전송한다(S311).
그리고, 상기 핸드오버 요청 메시지를 수신한 서비스 제공 기지국은 주변의 핸드오버 목적 기지국들(33, 34)에 대하여 이동국이 핸드오버 요청을 하고 있다는 정보를 포함하는 사전 핸드오버 알림 메시지(HO-pre-notification)를 전송한다(S312, S313). 상기 사전 핸드오버 알림 메시지에는 핸드오버를 요청하는 이동국의 식별자(MSS identifier), 연결 파라미터(connection parameters), 지원능력(capabilities), 필요한 대역폭(required bandwidth) 및 서비스 품질에 관한 정보(Quality of Service)를 포함한다.
사전 핸드오버 요청 메시지를 수신한 주변의 핸드오버 목적 기지국(33, 34)은 상기 서비스 제공 기지국(32)에 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지(HO-pre-notification-response)를 전송한다(S314, S315). 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에는 상기 사전 핸드오버 알림 메시지의 수신 확인(acknowledge) 정보 및 요청한 서비스 품질(Quality of Service)에 대한 지원 가능 여부 정보를 포함한다.
서비스 제공 기지국(32)은 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에 따라, 주변의 핸드오버 목적 기지국들(33, 34) 중 어느 하나를 선택하여 핸드오버 확인 메시지(HO-Confirm)를 전송할 수 있다(S316). 그리고, 핸드오버를 수행할 목적 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지(MOB-BSHO-RSP)를 이동국(31)에 전송한다(S317). 상기 핸드오버 응답 메시지를 수신한 이동국(31)은 서비스 제공 기지국과 연결을 해제하기 위한 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 상기 서비스 제공 기지국(32)에 전송한다(S318). 상기 서비스 제공 기지국은 상기 핸드오버 지시자 메시지를 수신하면, 상기 이동국에 대하여 연결을 해제한다(S319).
이와 같이 종전의 서비스 제공 기지국(32)와 연결을 해제한 상태에서, 핸드 오버 목적 기지국(34)와 연결을 시도하였으나, 실패(call drop)한 경우가 발생할 수 있다(S320).
종래 기술에 의하면, 상기와 같이 핸드오버 수행 중에 새로운 핸드오버 목적 기지국(34)과 연결에 실패한 경우에는, 종전의 서비스 제공 기지국(32)에 재진입 하는 과정을 거치게 된다. 즉, 이동국(31)은 종전의 서비스 제공 기지국(32)에 레인징 요청을 하고(S321), 서비스 제공 기지국으로부터 레인징 응답(S322)을 받아 상기 서비스 제공 기지국(32)과 통신을 재개(S323)하는 과정을 거친다.
상기한 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 이동국이 핸드오버를 수행 할 때, 종전의 서비스 제공 기지국은 이동국으로부터 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 수신하고 곧바로 이동 단말과 관련된 자원과 정보를 해지하다. 따라서, 이동국이 핸드오버 과정 중 핸드오버에 실패하고, 다시 이전 기지국으로 복귀하려는 경우에, 기지국이 이동국과 관련된 자원과 정보가 이미 해제 되었으므로, 새로 네트워크 진입 절차를 수행해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서, 이동국이 핸드오버를 수행할 때, 이동국이 핸드오버 과정 중 어떤 이유에 의해 핸드오버에 실패한 경우, 종전의 서비스 제공 기지국으로 복귀하고자 할 때, 효율적으로 통신을 재개할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나의 이동국(MSS; Mobile Subscriber Station) 및 적어도 하나의 기지국(BS; Base Station)을 구비하는 광대역 무선 접속 시스템(Broadband Wireless Access System)에서, 제 1 기지국에서 제 2 기지국으로 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 상기 제 1 기지국이 상기 이동국으로부터 상기 이동국과의 연결 해제에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 지시자 메시지를 수신하는 단계와, 상기 제 1 기지국이 상기 이동국과 연결을 유지한 상태에서, 상기 제 2 기지국으로부터 핸드오버 성공 여부를 알리는 핸드오버 결과 메시지를 수신하는 단계 및 상기 핸드오버 결과 메시지에 따라, 상기 이동국과의 연결을 해제(release)하거나 유지하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 이동국(MSS; Mobile Subscriber Station) 및 적어도 하나의 기지국(BS; Base Station)을 구비하는 광대역 무선 접속 시스템(Broadband Wireless Access System)에서, 제 1 기지국에서 제 2 기지국으로 핸드오버가 실패한 경우에, 상기 제 1 기지국과 통신을 재개(resume)하는 방법에 있어서, 상기 제 1 기지국이 상기 이동국으로부터 상기 이동국과의 연결 해제에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 지시자 메시지를 수신하는 단계와, 상기 제 1 기지국이 상기 이동국과의 연결을 유지한 상태에서, 상기 이동국으로부터 통신 재개를 위한 메시지를 수신하는 단계 및 상기 제 1 기지국이 상기 이동국과의 통신을 재개하는 단계를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명은 적어도 하나의 이동국(MSS; Mobile Subscriber Station) 및 적어도 하나의 기지국(BS; Base Station)을 구비하는 광대역 무선 접속 시스템(Broadband Wireless Access System)에서, 제 1 기지국에서 제 2 기지국으로 핸드오버 실패시 통신을 재개하는 방법에 있어서, 상기 이동국이 상기 제 1 기지국에 연결 해제에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 지시자 메시지를 전송하는 단계와, 상기 이동국이 상기 제 1 기지국과의 연결을 유지한 상태에서, 제 2 기지국으로의 핸드오버 실패를 인식하는 단계 및 상기 이동국이 상기 제 1 기지국에 통신 재개를 위한 메시지를 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 4 는 본 발명에 따라, 이동국의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 이동국(41)은 주변 기지국들로부터 전송되는 신호 품질을 측정하는 주변 기지국 스캐닝 과정을 수행한다(S410). 상기 주변 기지국 스캐닝 결과, 핸드오버를 할 필요가 있다고 판단되면, 이동국(41)은 서비스 제공 기지국(42)에 대하여 핸드오버 요청 메시지(MOB-MSS-HO-REQ)를 전송한다(S411).
그리고, 상기 핸드오버 요청 메시지를 수신한 서비스 제공 기지국은 주변의 핸드오버 목적 기지국들(43, 44)에 대하여 이동국이 핸드오버 요청을 하고 있다는 정보를 포함하는 사전 핸드오버 알림 메시지(HO-pre-notification)를 전송한다(S412, S413). 상기 사전 핸드오버 알림 메시지에는 핸드오버를 요청하는 이동국의 식별자(MSS identifier), 연결 파라미터(connection parameters), 지원능력(capabilities), 필요한 대역폭(required bandwidth) 및 서비스 품질에 관한 정 보(Quality of Service)를 포함한다.
사전 핸드오버 요청 메시지를 수신한 주변의 핸드오버 목적 기지국(43, 44)은 상기 서비스 제공 기지국(42)에 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지(HO-pre-notification-response)를 전송한다(S414, S415). 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에는 상기 사전 핸드오버 알림 메시지의 수신 확인(acknowledge) 정보 및 요청한 서비스 품질(Quality of Service)에 대한 지원 가능 여부 정보를 포함한다.
서비스 제공 기지국(42)은 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에 따라, 주변의 핸드오버 목적 기지국들(43, 44) 중 어느 하나를 선택하여 핸드오버 확인 메시지(HO-Confirm)를 전송할 수 있다(S416). 그리고, 핸드오버를 수행할 목적 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지(MOB-BSHO-RSP)를 이동국(41)에 전송한다(S417). 상기 핸드오버 응답 메시지를 수신한 이동국(41)은 서비스 제공 기지국과 연결을 해제하기 위한 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 상기 서비스 제공 기지국(42)에 전송한다(S418).
다음 표 1 은 상기 핸드오버 지시자 메시지의 구성을 나타내는 일례이다.
Syntax Size Notes
MOB_HO_IND_Message Format(){
Management Message Type = 56 8 bits
reserved 6 bits Reserved; shall be set to zero
HO_IND_type 2 btis 00 : Serving BS release 01 : HO cancel 10 : HO rejection 11 : Resume communication
Target_BS_ID 48 bits Applicable only when HO_IND_type is set to 00 or 01
HAMC Tuple 21 bytes
}
상기 핸드오버 지시자 (MOB-HO-IND)는, 이동국이 핸드오버 수행 중 어떤 이유에서 핸드오버 목적 기지국으로 핸드오버를 수행하는데 실패하고, 종전의 서비스 제공 기지국으로 복귀할 때, 통신 재개(Resume communication)를 종전의 서비스 제공 기지국에 알려 주기 위한 정보를 포함한다.
이동국(41)은 서비스 제공 기지국(42)과의 연결을 해제하지 않은 상태에서, 핸드오버가 수행되는 서비스 목적 기지국(44)과 고속 레인징_ IE(Fast Ranging_IE)(S419), 레인징 요청(RNG-REQ)(S420) 및 레인징 응답(RNG-RSP)(S421) 과정을 거친다.
그리고, 핸드오버가 성공적으로 수행되면, 핸드오버 목적 기지국(44)은 그 결과를 핸드오버 결과 메시지(HO-Complete)를 통해 서비스 제공 기지국(42)에 전송한다(422). 종전의 서비스 제공 기지국(42)은 상기 핸드오버 결과 메시지를 통해 핸드오버가 성공적으로 수행되었음을 인식하고 나서, 이동국과 연결을 해제 한다(S423). 그리고, 초기 네트워크 진입 과정(initial network entry) 수행을 완료한다(S424).
다음 표 2 는 상기 핸드오버 결과 메시지의 구성을 나타내는 일례이다.
Field Size Notes
Global Header 152-bit
MSS unique identifier 48-bit 48-bit unique identifier used by MSS on initial network entry
Reason 8-bit #0 : Successful Hand Over #1 : Hand Over Failure due to xxx #2 : Hand Over Failure due to yyy #3~7 : reserved
Security field TBD A means to authenticate this message
상기 핸드오버 결과 메시지 (HO-Complete)는 기지국간 백본(Backbone) 메시지로써, 핸드오버하는 단말의 핸드오버 상태를 새 기지국이 이전 기지국으로 알려 주는 메시지이다. 이 메시지를 통해, 종전의 서비스 제공 기지국은 이동국이 핸드오버 목적 기지국으로 핸드오버를 완료 하였는지 여부를 알 수 있고, 핸드오버 목적 기지국에 접속을 시도하다 핸드오버가 실패(call drop)한 경우에는, 실패 이유를 설정해서 종전의 서비스 제공 기지국에 전달 할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에서는, 상기와 같이, 핸드오버 과정이 종료된 후에도, 핸드오버 목적 기지국(새로운 서비스 제공 기지국)의 지시가 없으면, 종전의 서비스 제공 기지국은 일정 시간 동안 이동 단말 관련된 자원과 정보를 유지하도록 한다.
도 5 는 본 발명에 따라, 기지국의 요청에 의한 핸드오버 과정을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 서비스 제공 기지국(52)은 자신의 판단에 따라 이동국(51)과의 연결 해제를 위한 준비(trigger to release MSS) 과정을 수행한다(S510).
그리고, 상기 서비스 제공 기지국(52)은 주변의 핸드오버 목적 기지국들(53, 54)에 대하여 특정 이동국과의(51) 핸드오버의 필요성을 알리는 사전 핸드오버 알림 메시지(HO-pre-notification)를 전송한다(S511, S512). 상기 사전 핸드오버 알림 메시지에는 핸드오버를 요청하는 이동국의 식별자(MSS identifier), 연결 파라미터(connection parameters), 지원능력(capabilities), 필요한 대역폭(required bandwidth) 및 서비스 품질에 관한 정보(Quality of Service)를 포함한다.
사전 핸드오버 요청 메시지를 수신한 주변의 핸드오버 목적 기지국(53, 54)은 상기 서비스 제공 기지국(52)에 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지(HO-pre-notification-response)를 전송한다(S513, S514). 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에는 상기 사전 핸드오버 알림 메시지의 수신 확인(acknowledge) 정보 및 요청한 서비스 품질(Quality of Service)에 대한 지원 가능 여부 정보를 포함한다.
서비스 제공 기지국(52)은 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지를 통해 수신된 정보를 기초로, 핸드오버가 수행 가능한 주변의 목적 기지국들(53, 54) 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 상기 이동국에 전송한다(S515). 상기 이동국(51)은 상기 핸드오버 응답 메지지를 통해 알게된 주변의 목적 기지국들에 대하여 수신 신호의 품질을 측정하는 주변 기지국 스캐닝 과정을 수행한다(S516).
상기 주변 기지국 스캐닝 결과, 핸드오버를 하려는 목적 기지국(54)이 발견된 경우, 상기 이동국(51)은 핸드오버를 하고자 하는 목적 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 서비스 제공 기지국(52)에 전송한다(S517). 서비스 제공 기지국은(52) 이동국(51)이 핸드오버 핸드오버 하고자 하는 목적 기지국(54)에 핸드오버 확인 메시지를 전송한다(S518).
그리고, 이동국(51)은 서비스 제공 기지국과 연결을 해제하기 위한 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 서비스 제공 기지국(52)에 전송한다(S519). 상기 핸드오버 지시자 메시지는 상기 표 1 에 기재된 바와 같이 구성할 수 있다.
이동국(51)은 서비스 제공 기지국(52)과의 연결을 해제하지 않은 상태에서, 핸드오버가 수행되는 서비스 목적 기지국(54)과 고속 레인징_ IE(Fast Ranging_IE)(S520), 레인징 요청(RNG-REQ)(S521) 및 레인징 응답(RNG-RSP)(S522) 과정을 거친다.
그리고, 핸드오버가 성공적으로 수행되면, 핸드오버 목적 기지국(54)은 그 결과를 핸드오버 결과 메시지(HO-Complete)를 통해 서비스 제공 기지국(52)에 전송한다(S523). 상기 핸드오버 결과 메시지는 상기 표 2 에 기재된 바와 같이 구성할 수 있다. 종전의 서비스 제공 기지국(52)은 상기 핸드오버 결과 메시지를 통해 핸드오버가 성공적으로 수행되었음을 인식하고 나서, 이동국과 연결을 해제 한다(S524). 그리고, 초기 네트워크 진입 과정(initial network entry) 수행을 완료한다(S525).
도 6 은 본 발명에 따라, 핸드오버 실패(call drop)가 일어난 경우, 이동국이 이전의 서비스 제공 기지국과 통신을 재개하는 과정을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 이동국(61)은 주변 기지국들로부터 전송되는 신 호 품질을 측정하는 주변 기지국 스캐닝 과정을 수행한다(S610). 상기 주변 기지국 스캐닝 결과, 핸드오버를 할 필요가 있다고 판단되면, 이동국(61)은 서비스 제공 기지국(62)에 대하여 핸드오버 요청 메시지(MOB-MSS-HO-REQ)를 전송한다(S611).
그리고, 상기 핸드오버 요청 메시지를 수신한 서비스 제공 기지국은 주변의 핸드오버 목적 기지국들(63, 64)에 대하여 이동국이 핸드오버 요청을 하고 있다는 정보를 포함하는 사전 핸드오버 알림 메시지(HO-pre-notification)를 전송한다(S612, S613). 상기 사전 핸드오버 알림 메시지에는 핸드오버를 요청하는 이동국의 식별자(MSS identifier), 연결 파라미터(connection parameters), 지원능력(capabilities), 필요한 대역폭(required bandwidth) 및 서비스 품질에 관한 정보(Quality of Service)를 포함한다.
사전 핸드오버 요청 메시지를 수신한 주변의 핸드오버 목적 기지국(63, 64)은 상기 서비스 제공 기지국(62)에 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지(HO-pre-notification-response)를 전송한다(S614, S615). 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에는 상기 사전 핸드오버 알림 메시지의 수신 확인(acknowledge) 정보 및 요청한 서비스 품질(Quality of Service)에 대한 지원 가능 여부 정보를 포함한다.
서비스 제공 기지국(62)은 상기 사전 핸드오버 알림에 대한 응답 메시지에 따라, 주변의 핸드오버 목적 기지국들(63, 64) 중 어느 하나를 선택하여 핸드오버 확인 메시지(HO-Confirm)를 전송할 수 있다(S616). 그리고, 핸드오버를 수행할 목적 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지(MOB-BSHO-RSP)를 이동국(61)에 전송한다(S617). 상기 핸드오버 응답 메시지를 수신한 이동국(61)은 서비스 제공 기지국과 연결을 해제하기 위한 핸드오버 지시자 메시지(MOB-HO-IND)를 상기 서비스 제공 기지국(62)에 전송한다(S618).
이 때, 이동국(61)이 핸드오버 목적 기지국(64)과 연결을 시도하였으나, 실패(call drop)하는 경우가 발생할 수 있다(S619). 이동국(61)은 핸드오버 목적 기지국(64)로의 핸드오버 실패를 인식하고, 종전의 서비스 제공 기지국(62)에 핸드오버를 취소하고, 종전의 서비스 제공 기지국(62)과 통신을 재개하기 위한 메시지를 전송한다. 서비스 제공 기지국(62)은 아직 이동국(61)과 연결을 해제 하지 않았으므로, 핸드오버에 실패한 이동국(61)은 서비스 제공 기지국에 재진입 과정을 거치지 않고, 계속해서 연결을 유지할 수 있게 된다. 종전의 서비스 제공 기지국과 통신을 재개하기 위해서 상기 표 1 에 기재된 핸드오버 지시자 메지지를 사용할 수 있다.
본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서, 이동국이 핸드오버 과정 중 어떤 이유에 의해 핸드오버에 실패한 경우, 종전의 서비스 제공 기지국으로 복귀하여 통신을 재개하고자 할 때 효율적으로 통신을 재개할 수 있는 효과가 있다.

Claims (23)

  1. 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법에 있어서,
    서빙 기지국으로부터 적어도 하나의 후보 목적 기지국에 관한 핸드 오버 정보를 수신하되, 상기 적어도 하나의 후보 목적 기지국에서 처리될 수 있는 적어도 하나의 서비스 품질(Quality of Service: QoS)을 포함하는 상기 핸드 오버 정보를 수신하는 단계;
    상기 핸드 오버 정보에 대응하여 이동 단말이 핸드 오버를 수행하기로 결정하는 목적 기지국으로 핸드 오버를 수행할 것을 나타내는 핸드 오버 지시자(Handover indicator)를 상기 서빙 기지국으로 송신하는 단계;
    상기 서빙 기지국이 일정 시간 동안 상기 이동 단말과 관련된 자원 정보를 유지하는 상태에서, 상기 이동 단말이 결정한 목적 기지국과의 통신 링크를 설정하기 위해 상기 목적 기지국으로 레인징 절차를 수행하되, 상기 이동 단말과 상기 목적 기지국 간의 상향 링크동기 및 전력 조절의 수행을 시도하는 상기 레인징 절차를 수행하는 단계; 및
    상기 이동 단말이 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 취소를 나타내는 핸드 오버 지시자(Handover indicator)를 송신하는 경우 상기 서빙 기지국과의 정상 통신을 재개(resume)하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국과의 정상 통신을 재개할 때 송신하는 상기 핸드 오버 지시자는, 핸드 오버 실패를 나타내는 정보를 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국과의 정상통신을 재개할 때 송신하는 상기 핸드오버 지시자는, 핸드오버 취소 메시지 옵션을 포함하는
    무선통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 일정 시간은, 상기 서빙 기지국이 상기 이동단말과 관련된 정보를 유지하는 시간인
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 목적 기지국으로 핸드 오버 확인 메시지를 송신함에 따라 상기 서빙 기지국으로부터 핸드 오버 응답 메시지를 수신하되, 상기 핸드 오버 응답 메시지는 상기 목적 기지국에 의해 처리되도록 요청된 적어도 하나의 서비스 품질(Quality of Service: QoS)을 포함하는 상기 핸드 오버 응답 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드 오버 응답 메시지를 수신하기 이전에 상기 이동 단말이 제1 통신 링크를 통해 상기 서빙 기지국으로 핸드 오버 요청을 송신하는 단계
    를 더 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동 단말이 핸드 오버를 개시하는 경우,
    상기 서빙 기지국으로부터 수신되는 상기 적어도 하나의 후보 목적 기지국에 대한 핸드 오버 정보는, 상기 이동 단말이 이미 송신한 핸드 오버 요청에 대한 응답으로서 수신되는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 목적 기지국에 대한 핸드 오버 성공을 나타내는 백본 메시지가 상기 서빙 기지국에 전송되는 경우, 상기 이동 단말과 상기 서빙 기지국과의 연결을 해제하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 목적 기지국에 대한 핸드 오버 실패를 나타내는 백본 메시지가 상기 서빙 기지국에 전송되는 경우, 상기 이동 단말은 상기 서빙 기지국과의 정상 통신을 재개하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 절차를 수행하는 단계는,
    고속 레인징 정보 요소를 상기 목적 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 목적 기지국으로 레인징 요청 메시지를 송신하는 단계; 및
    상기 목적 기지국으로부터 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 핸드 오버 지시자는, 서빙 기지국과의 연결 해제와, 핸드 오버 취소(handover cancel) 및 핸드 오버 거절(handover rejection)을 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법에 있어서,
    서빙 기지국이 적어도 하나의 목적 기지국에 사전 핸드 오버 알림(a handover pre-notification)을 송신하는 단계;
    상기 서빙 기지국이 상기 목적 기지국으로부터 사전 핸드 오버에 대한 응답을 수신하는 경우 핸드 오버 응답을 송신하는 단계;
    이동 단말이 핸드 오버를 수행하기로 결정하는 목적 기지국으로 핸드 오버를 수행할 것을 나타내는 핸드 오버 지시자(Handover indicator)를 상기 서빙 기지국이 수신하는 단계;
    상기 서빙 기지국이 일정 시간 동안 상기 이동 단말과 관련된 자원 정보를 유지하는 상태에서, 상기 이동 단말이 결정한 목적 기지국과 상기 이동 단말 간의 통신 링크를 설정하기 위해 상기 이동 단말과의 레인징 절차를 수행하되, 상기 이동 단말과 상기 목적 기지국간의 상향 링크동기 및 전력 조절의 수행을 시도하는 상기 레인징 절차를 수행하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 이동 단말로부터 핸드오버 취소를 나타내는 핸드 오버 지시자(Handover indicator)를 수신하는 경우 상기 서빙 기지국이 상기 이동 단말과 정상 통신을 재개(resume)하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정상 통신을 재개할 때 상기 서빙 기지국이 수신하는 상기 핸드 오버 지시자는, 핸드 오버 실패를 나타내는 정보를 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 정상통신을 재개할 때 수신하는 상기 핸드오버 지시자는, 핸드오버 취소 메시지 옵션을 포함하는
    무선통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 이동 단말로 상기 목적 기지국에 관한 핸드 오버 정보를 송신하는 단계
    를 더 포함하는
    무선통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서,
    상기 목적 기지국으로부터 핸드 오버 성공을 나타내는 백본 메시지가 수신되는 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 이동 단말과의 연결을 해제하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 이동 단말이 핸드 오버를 개시하는 경우,
    상기 서빙 기지국이 상기 핸드 오버 응답을 송신하기 전에, 상기 서빙 기지국이 핸드 오버 요청을 수신하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 레인징 절차를 수행하는 단계는,
    고속 레인징 정보 요소를 상기 목적 기지국이 송신하는 단계;
    상기 목적 기지국이 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 목적 기지국이 레인징 응답 메시지를 송신하는 단계
    를 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 목적 기지국으로부터 핸드 오버 실패를 나타내는 백본 메시지가 수신되는 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 이동 단말과의 정상 통신을 재개하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 핸드 오버 지시자는, 서빙 기지국과의 연결 해제와, 핸드 오버 취소(handover cancel) 및 핸드 오버 거절(handover rejection)을 포함하는
    무선 통신 시스템에서 핸드 오버를 수행하는 방법.
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