KR100943077B1 - Packet forwarding method for non-loss handover between base stations - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법에 관한 것으로, 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 패킷의 분할 및 조립을 중지시키고, 분할 및 조립중이던 패킷의 여분의 필드를 0 비트로 채워 사용자 단말기로 전송하고, 분할 및 조립이 중지된 시점부터의 하향링크 패킷을 타겟 기지국으로 포워딩함으로써 시그널링 메시지를 통한 스케쥴링 정보 및 이미 분할 및 조립이 완료된 데이터를 타겟 기지국으로 전송할 필요가 없으므로, 기지국간 핸드오버시 수행되는 패킷 포워딩 복잡도를 감소시킬 수 있어 핸드오버 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a packet forwarding method for lossless handover between base stations, wherein the source base station stops splitting and assembling a packet at the start of handover and fills an extra field of a packet that was being split and assembled with 0 bits. In the case of handover between base stations, it is not necessary to transmit scheduling information and data already divided and assembled through the signaling message to the target base station by forwarding the downlink packet from the time point at which the splitting and assembling is stopped to the target base station. The packet forwarding complexity can be reduced, thereby improving handover performance.

이동통신, 기지국, 핸드오버, 패킷 포워딩 Mobile communication, base station, handover, packet forwarding

Description

기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법{Packet forwarding method for non-loss handover between base stations}Packet forwarding method for non-loss handover between base stations {Packet forwarding method for non-loss handover between base stations}

본 발명은 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법에 관한 것으로, 이동통신 시스템에서 기지국간 해드오버(Handover)시 발생할 수 있는 사용자 단말기의 하향링크 패킷 손실을 방지하기 위한 패킷 포워딩 기술에 관련한 것이다.The present invention relates to a packet forwarding method for lossless handover between base stations. The present invention relates to a packet forwarding technique for preventing downlink packet loss of a user terminal that may occur during handover between base stations in a mobile communication system.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-404-23, 과제명: 3G Evolution 액세스 시스템 개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Ministry of Information and Communication Research and Development. [Task Management Number: 2005-S-404-23, Project Name: 3G Evolution Access System] .

사용자 단말기(UE : User Equipment)가 소스(Source) 기지국으로부터 타겟(Target) 기지국으로 핸드오버(Handover)를 수행할 경우, 핸드오버를 수행하는 시간 동안 사용자 단말기는 데이터를 수신하지 못하기 때문에 이 구간에서는 하향링크(Downlink) 패킷들이 유실될 가능성이 있다.When a user equipment (UE) performs a handover from a source base station to a target base station, the user terminal does not receive data during the time for performing the handover. In DL, downlink packets are likely to be lost.

이를 방지하기 위하여 소스 기지국은 유실될 가능성이 데이터들을 타겟 기지국으로 포워딩(Forwarding)하며, 이를 패킷 포워딩(Packet Forwarding)이라 한다. 소스 기지국으로부터 포워딩된 패킷들을 수신한 타겟 기지국은 이를 사용자 단말기 로 전송함으로써 핸드오버를 수행하는 시간 동안 유실될 가능성이 있는 하향링크(Downlink) 패킷들의 유실을 방지한다.To prevent this, the source base station forwards data that is likely to be lost to the target base station, which is called packet forwarding. The target base station receiving the forwarded packets from the source base station transmits it to the user terminal to prevent the loss of downlink packets that are likely to be lost during the time of handover.

그런데, 패킷 전송시 각 계층(Layer)의 프로토콜 단위 데이터에 맞게 패킷이 분할되고 조립되어 전송되므로, 종래에는 패킷 전송도중 핸드오버가 발생할 경우 전송하지 못한 분할된 데이터의 처리를 위해서는 시그널링 메시지를 통해 이에 대한 스케쥴링 정보를 타겟 기지국으로 전송하고, 이미 분할 및 조립이 완료된 데이터까지 타겟 지기국으로 전송해야만 했으므로, 패킷 포워딩에 대한 복잡도를 증가시키는 요인이 되었다.However, since the packet is divided, assembled and transmitted according to protocol unit data of each layer during packet transmission, in the past, when a handover occurs during packet transmission, a signaling message is used to process the divided data that could not be transmitted. Since scheduling information has to be transmitted to the target base station, and data that has already been divided and assembled has to be transmitted to the target base station, it has become a factor of increasing the complexity of packet forwarding.

따라서, 본 발명자는 기지국간 핸드오버시 수행되는 패킷 포워딩 복잡도를 최소화할 수 있는 패킷 포워딩 기술에 대한 연구를 하게 되었다.Accordingly, the present inventors have studied a packet forwarding technique capable of minimizing the packet forwarding complexity performed during handover between base stations.

본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 기지국간 핸드오버시 수행되는 패킷 포워딩 복잡도를 감소시킬 수 있는 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been invented under the above-described object, and an object thereof is to provide a packet forwarding method for lossless handover between base stations, which can reduce the packet forwarding complexity performed during inter-base station handover.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명은 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 패킷의 분할 및 조립을 중지시키고, 분할 및 조립중이던 패킷의 여분의 필드를 0 비트로 채워 사용자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention, the source base station stops dividing and assembling the packet at the start of performing the handover, and fills the extra field of the packet that was being divided and assembled with zero bits Characterized in that the transmission to the terminal.

본 발명은 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 패킷의 분할 및 조립을 중지시키고, 분할 및 조립중이던 패킷의 여분의 필드를 0 비트로 채워 사용자 단말기로 전송하고, 분할 및 조립이 중지된 시점부터의 하향링크 패킷을 타겟 기지국으로 포워딩함으로써 시그널링 메시지를 통한 스케쥴링 정보 및 이미 분할 및 조립이 완료된 데이터를 타겟 기지국으로 전송할 필요가 없으므로, 기지국간 핸드오버시 수행되는 패킷 포워딩 복잡도를 감소시킬 수 있어 핸드오버 성능을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 가진다.The present invention stops splitting and assembling a packet at the start of the handover of the source base station, and transmits an extra field of a packet that was being split and assembled to zero bits to send to the user terminal. By forwarding the link packet to the target base station, it is not necessary to transmit the scheduling information through the signaling message and the data already divided and assembled to the target base station, thereby reducing the packet forwarding complexity performed during handover between base stations, thereby improving handover performance. Has a useful effect that can be improved.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.

도 1 은 이동통신 시스템의 사용자평면 프로토콜 스택의 일 예를 도시한 도면으로, 3G LTE(3rd Generation Long Term Evolution)의 사용자평면 프로토콜 스택이다.1 is a diagram illustrating an example of a user plane protocol stack of a mobile communication system, and is a user plane protocol stack of 3G Generation Long Term Evolution (LTE).

3G LTE 이동통신 시스템은 크게 사용자 단말기(UE : User Equipment)와, 기지국(ENB : Evolved Node B)와, 액세스 게이트웨이(AGW : Access Gateway)를 포함한다. The 3G LTE mobile communication system includes a user equipment (UE), a base station (ENB: Evolved Node B), and an access gateway (AGW).

기지국(ENB)은 사용자 단말기(UE)가 망에 접속하기 위한 접속점 역할을 하고, 사용자 단말기(UE)에 대한 무선 자원 할당 및 관리를 수행한다. 이때, 사용자 단말기(UE)의 입장에서 보면 현재 접속중인 기지국을 소스(Source) 기지국으로 정의하고, 핸드오버(Handover)될 기지국을 타겟(Target) 기지국으로 정의하여 구분할 수 있다.The base station ENB serves as an access point for the user terminal UE to access the network, and performs radio resource allocation and management for the user terminal UE. In this case, from the standpoint of the user terminal (UE), the base station currently being accessed may be defined as a source base station, and the base station to be handed over may be defined as a target base station.

액세스 게이트웨이(AGW)는 크게 MME(Mobility Management Entity)와 UPE(User Plane Entity)로 나뉘며, MME는 인증 및 베어러 관리, NAS 시그널링 제어등을 담당하고 있으며, UPE는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)와 GTP(GPRS Tunneling Protocol)를 포함하고 있으며, 이들을 통해 패킷 전송, 패킷 필터링 등을 수행하고, 특히 핸드오버시의 패킷 스위칭(라우팅) 역할을 수행한다. The Access Gateway (AGW) is largely divided into Mobility Management Entity (MME) and User Plane Entity (UPE) .The MME is responsible for authentication, bearer management, NAS signaling control, and UPE is the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) and GTP. (GPRS Tunneling Protocol), through which packet transmission, packet filtering, etc. are performed, and in particular, packet switching (routing) during handover.

사용자 단말기(UE)와 기지국(ENB)간의 무선 구간에 대한 송수신 루트를 Xu 인터페이스로 정의하고, 액세스 게이트웨이(AGW)와 기지국(ENB)간의 데이터 송수신 루트를 S1 인터페이스로 정의하고, 핸드오버시에 패킷 포워딩을 위한 루트를 X2 인터페이스로 정의한다. Define a transmission / reception route for the wireless section between the UE and the base station ENB as an Xu interface, and define a data transmission / reception route between the access gateway AGW and the base station ENB as an S1 interface, Define the route for forwarding as the X2 interface.

3G LTE 이동통신 시스템에서 사용자 단말기(UE)가 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행할 경우, 핸드오버 수행시간 동안 사용자 단말기는 데이터를 수신하지 못하기 때문에 이 구간에서는 액세스 게이트웨이(AGW)에서 소스 기지국으로 송신되는 데이터들의 경우 유실될 가능성이 존재한다.In the 3G LTE mobile communication system, when the UE performs a handover to the target base station, the UE does not receive data during the handover time, and thus is transmitted from the access gateway (AGW) to the source base station during this period. There is a possibility of data being lost.

이를 방지하기 위하여 소스 기지국은 유실될 데이터들을 X2 인터페이스를 통하여 타겟 기지국으로 포워딩하며, 이는 소스 기지국내의 RLC(Radio Link Control)에서 담당한다.To prevent this, the source base station forwards lost data to the target base station through the X2 interface, which is responsible for RLC (Radio Link Control) in the source base station.

도 2 는 RLC(Radio Link Control)의 패킷 처리 개요도이다. RLC(Radio Link Control)는 무선링크의 설정 및 해제 서비스를 제공하고, 상위계층으로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 하향링크 패킷의 분할(Segmentation) 및 조립(Concatenation) 기능을 수행한다.2 is a schematic diagram of packet processing of RLC (Radio Link Control). Radio Link Control (RLC) provides a radio link establishment and release service, and performs segmentation and concatenation of service data unit (SDU) downlink packets transmitted from a higher layer. .

RLC(Radio Link Control)는 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷을 분할하여 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit) 패킷으로 조립하여 MAC(Media Access Control) 계층으로 전송한다. Radio Link Control (RLC) divides a Service Data Unit (SDU) packet, assembles it into a Protocol Data Unit (PDU) packet, and transmits it to a Media Access Control (MAC) layer.

프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷은 MAC 계층과 물리(PHY) 계층을 거쳐 사용자 단말기(UE)로 전송되고, RLC는 사용자 단말기(UE)로부터 이에 대한 확인(Ack) 메시지를 수신했을 때 비로소 패킷 전송 성공으로 규정한다.The protocol data unit (PDU) packet is transmitted to the user terminal (UE) via the MAC layer and the physical (PHY) layer, and the RLC does not successfully transmit the packet when an acknowledgment message is received from the user terminal (UE). It is prescribed by.

또한, RLC는 핸드오버에 의한 송수신 불능구간에서 발생할 수 있는 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷들을 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 포워딩하는 역할을 수행한다.In addition, the RLC forwards service data unit (SDU) packets that may occur in a transmission / reception interval due to handover from a source base station to a target base station.

도 3 은 분할 및 조립된 패킷의 포워딩 개요를 도시한 도면이다. n번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷에서 핸드오버 수행이 시작된다면, 소스 기지국은 버퍼내에 존재하는 n번째부터 그 이후 모든 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 전부 타겟 기지국으로 포워딩해야 한다.3 is a diagram illustrating a forwarding scheme of divided and assembled packets. If the handover is started in the n th service data unit (SDU) packet, the source base station should forward all the service data unit (SDU) packets from the n th present in the buffer to the target base station.

이때, n번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 경우 분할 과정을 거쳐서 k번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷과 k+1번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷으로 분할되었기 때문에 k번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷이 이미 단말로 전송했다고 가정했을 때, 타겟 기지국의 RLC가 포워딩된 패킷을 수신한 후 n번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 중간부분(전송하지 못한 비트)부터 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷을 구성할 수 있도록 하기 위하여, 소스 기지국의 RLC는 시그널링 메시지를 통해 이에 대한 스케줄링 정보를 타겟 기지국으로 전송해야 한다. In this case, the n th service data unit (SDU) packet is divided into a k th protocol data unit (PDU) packet and a k + 1 th protocol data unit (PDU) packet through a partitioning process. Assuming that the packet has already been transmitted to the terminal, the protocol data unit (PDU) packet is received from the middle portion (bit not transmitted) of the nth service data unit (SDU) packet after the RLC of the target base station receives the forwarded packet. In order to be able to configure, the RLC of the source base station should transmit the scheduling information for this to the target base station through a signaling message.

이는 이동통신 시스템내에서 핸드오버시 패킷 포워딩 방법에 대한 복잡도를 증가시키는 원인이 된다.This causes the complexity of the packet forwarding method in the handover in the mobile communication system.

또한, n+2번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 분할 및 조립 과정에서 핸드오버 수행이 시작된다면, n+2번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷은 k+1번째 프로토 콜 데이터 단위(PDU) 패킷내에 조립되기 때문에, 결국 k+1번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷을 사용자 단말기(UE)로 전송하지 못하고 핸드오버를 수행하게 된다.In addition, if the handover is started in the process of partitioning and assembling the n + 2th service data unit (SDU) packet, the n + 2nd service data unit (SDU) packet is a k + 1th protocol data unit (PDU) packet. As a result, the K + 1th protocol data unit (PDU) packet cannot be transmitted to the user terminal (UE) and handover is performed.

따라서, k+1번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷을 구성하고 있는 이미 분할 및 조립이 완료된 n번째와 n+1번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 포함한 모든 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 타겟 기지국으로 포워딩해야 한다. Accordingly, the target base station receives all service data unit (SDU) packets including the n-th and n + 1-th service data unit (SDU) packets, which are already divided and assembled, which constitute the k + 1th protocol data unit (PDU) packet. Must be forwarded to

즉, k+1째 프로토콜 데이터 단위(PDU)를 구성하는 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들 중에는 이미 분할 및 조립이 완료된 n번째, n+1번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷이 있기 때문에 이에 대한 스케줄링(Scheduling) 정보가 담긴 시그널링 메시지를 타겟 기지국으로 전송해야 하는 부담이 발생한다.That is, among the service data unit (SDU) packets constituting the k + 1th protocol data unit (PDU), there are n-th and n + 1-th service data unit (SDU) packets that have already been divided and assembled. There is a burden of transmitting a signaling message including scheduling information to a target base station.

위에 예시한 바와 같은 이동통신 시스템의 핸드오버시의 패킷 포워딩에 대한 복잡도를 개선하기 위해, 본 발명에서는 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 패킷의 분할 및 조립을 중지시키고, 분할 및 조립중이던 패킷의 여분의 필드를 0 비트로 채워 사용자 단말기로 전송하고, 핸드오버 완료 전까지 액세스 게이트웨이(AGW : Access Gateway)로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 타겟 기지국으로 포워딩함으로써 소스 기지국의 스케쥴링 정보를 타겟 기지국으로 전송하지 않아도 되므로, 핸드오버시 패킷 포워딩 수행 복잡도를 줄일 수 있게 된다.In order to improve the complexity of packet forwarding during handover of the mobile communication system as illustrated above, in the present invention, the source base station stops dividing and assembling the packet at the start of performing the handover. Fill the extra field with 0 bits to send to the user terminal, and forward the scheduling information of the source base station to the target base station by forwarding service data unit (SDU) packets transmitted from the access gateway (AGW) to the target base station until the handover is completed. Since there is no need to transmit, the complexity of performing packet forwarding can be reduced during handover.

도 4 는 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다. 도 4 를 참조하여 본 발명에 따른 기지국간 무손 실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 절차를 알아본다.4 is a flowchart according to an embodiment of a packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention. A packet forwarding procedure for a lossless handover between base stations according to the present invention will be described with reference to FIG. 4.

핸드오버(Handover)가 수행되면, 먼저 단계 S110 에서 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 분할 및 조립중인 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷까지 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit) 패킷에 포함시키고, 해당 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷의 잔여 필드는 0 비트로 채운다.When a handover is performed, first, in step S110, a protocol data unit (PDU) packet is added to a service data unit (SDU) packet, which is being split and assembled at the start of the handover. The remaining fields of the corresponding PDU packet are filled with 0 bits.

그리고, 단계 S120 에서 소스 기지국이 상기 S110 단계에 의해 처리된 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷을 사용자 단말기로 전송한다.In step S120, the source base station transmits the protocol data unit (PDU) packet processed by step S110 to the user terminal.

이 후, 단계 S130 에서 소스 기지국이 핸드오버 완료 전까지 이동통신 시스템측으로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 타겟 기지국으로 포워딩한다.Thereafter, in step S130, the source base station forwards the service data unit (SDU) packets transmitted from the mobile communication system side to the target base station until the handover is completed.

즉, 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 패킷의 분할 및 조립을 중지시키고, 분할 및 조립중이던 패킷의 여분의 필드를 제로 비트 패딩(Zero-Bit Padding) 기법 등을 이용해 0 비트로 채워 사용자 단말기로 전송하고, 이후부터 핸드오버 완료 전까지 이동통신 시스템측으로부터 전송되는 하향 패킷을 타겟 기지국으로 포워딩함으로써 소스 기지국이 타겟 기지국으로 시그널링 메시지를 통한 스케쥴링(Scheduling) 정보를 전송할 필요없이, 핸드오버 수행 시작 시점 이후의 서비스 데이터 단위(SDU)의 하향 패킷에 대해 버퍼링하여 타겟 기지국으로 전송하기만 하면 되므로, 중단된 패킷의 동기화를 위한 스케쥴링(Scheduling) 정보의 생성, 전송 및 처리 절차가 필요없어 패킷 포워딩 수행 복잡도를 줄일 수 있게 되어 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.That is, the source base station stops dividing and assembling packets at the start of handover and transmits the extra fields of the packets being divided and assembled to 0 bits by using zero-bit padding. After that, since the downlink packet transmitted from the mobile communication system side is forwarded to the target base station until the handover is completed, the source base station does not need to transmit scheduling information through a signaling message to the target base station, It only needs to buffer the downlink packet of the service data unit (SDU) and transmit it to the target base station, thereby reducing the complexity of performing packet forwarding by eliminating the need for generating, transmitting, and processing scheduling information for synchronization of the interrupted packet. To achieve the object of the present invention set out above It is possible.

상기 단계 S110 에 의한 0 비트 처리의 일 예를 도 5a 내지 5c 에 도시하였다. 도 5a 내지 도 5c 는 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법의 하향 패킷 0 비트 처리 예를 도시한 도면이다.An example of the 0 bit process by step S110 is shown in Figs. 5A to 5C. 5A to 5C are diagrams illustrating an example of downlink packet 0 bit processing in a packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention.

도 5a 에 도시한 바와 같이, n번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 분할 및 결합 과정에서 핸드오버 수행이 결정된다면, n번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷까지 k+1번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷에 포함시키고, 잔여 필드에 대해 0비트 처리한 후 사용자 단말기(UE)로 전송하고, n+1번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷부터 타겟 기지국으로 패킷 포워딩한다. As shown in FIG. 5A, if the handover is determined during the partitioning and combining of the n th service data unit (SDU) packet, the k + 1 th protocol data unit (PDU) up to the n th service data unit (SDU) packet is determined. The packet is included in the packet, 0 bits are processed for the remaining fields, and then transmitted to the UE, and packet forwarding is performed from the n + 1 th service data unit (SDU) packet to the target base station.

도 5b 에 도시한 바와 같이, n+1번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 분할 및 결합 과정에서 핸드오버 수행이 결정된다면, n+1번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷까지 k+1번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷에 포함시키고, 잔여 필드에 대해 0비트 처리한 후 사용자 단말기(UE)로 전송하고, n+2번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷부터 타겟 기지국으로 패킷 포워딩한다.As shown in FIG. 5B, if the handover is determined during the division and combining of the n + 1 th service data unit (SDU) packet, the k + 1 th protocol data up to the n + 1 th service data unit (SDU) packet is determined. It is included in a unit (PDU) packet, 0 bits are processed for the remaining fields, transmitted to the user terminal (UE), and packet forwarding from the n + 2 th service data unit (SDU) packet to the target base station.

도 5c 에 도시한 바와 같이, n+2번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 분할 및 결합 과정에서 핸드오버 수행이 결정된다면, n+2번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷까지 k+1번째 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷에 포함시키고, 잔여 필드에 대해 0비트 처리한 후 사용자 단말기(UE)로 전송하고, n+3번째 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷부터 타겟 기지국으로 패킷 포워딩한다.As shown in FIG. 5C, if it is determined that handover is performed during the partitioning and combining of the n + 2 th service data unit (SDU) packet, the k + 1 th protocol data up to the n + 2 th service data unit (SDU) packet. It is included in a unit (PDU) packet, 0 bits are processed for the remaining fields, transmitted to the user terminal (UE), and packet forwarding from the n + 3 th service data unit (SDU) packet to the target base station.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법이 상기 단계 S110 에서 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에 타이머(Timer)를 구동시키도록 구현할 수도 있다. 이 타이머(Timer)는 종료시 패킷 포워딩을 수행하는 시점이 될 수 있다.Meanwhile, according to an additional aspect of the present invention, the packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention may be implemented such that the source base station drives a timer at the start point of handover in step S110. . This timer may be a time point at which packet forwarding is performed upon termination.

한편, 상기 단계 S130 은 다음과 같은 세부 과정으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the step S130 may be made of the following detailed process.

먼저, 단계 S131 에서 소스 기지국이 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷의 분할 및 조립을 중지하고, 이동통신 시스템측으로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 버퍼링(Buffering)한다.First, in step S131, the source base station stops dividing and assembling a service data unit (SDU) packet, and buffers service data unit (SDU) packets transmitted from the mobile communication system.

만약, 전송된 모든 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷들에 대한 확인(Ack) 메시지가 사용자 단말기(UE)로부터 수신되거나 또는 상기 타이머가 종료된 경우, 단계 S132 에서 상기 소스 기지국이 타겟 기지국으로 상기 S131 에 의해 버퍼링된 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 포워딩한다.If the acknowledgment (Ack) message for all transmitted protocol data unit (PDU) packets are received from the user terminal (UE) or the timer expires, in step S132 the source base station to the target base station in step S131 Forward the service data unit (SDU) packets buffered by.

따라서, 핸드오버 수행이 결정된 시점부터 이동통신 시스템측으로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU)의 하향 패킷들을 소스 기지국이 버퍼링하고 있다가, 특정 시간이 경과(사용자 단말기로부터의 신호 수신 또는 타이머 종료)후 버퍼링된 서비스 데이터 단위(SDU)의 하향 패킷들을 타겟 기지국으로 패킷 포워딩함으로써 소스 기지국이 타겟 기지국으로 시그널링 메시지를 통한 스케쥴링(Scheduling) 정보를 전송하거나, 이미 분할 및 조립이 완료된 데이터를 타겟 기지국으로 전송할 필요가 없으므로, 기지국간 핸드오버시 수행되는 패킷 포워딩 복잡도를 감소시킬 수 있게 된다.Therefore, the source base station buffers the downlink packets of the service data unit (SDU) transmitted from the mobile communication system from the time point at which the handover is determined, and after a specific time elapses (receiving a signal from the user terminal or ending the timer). By forwarding the downlink packets of the buffered service data unit (SDU) to the target base station, the source base station needs to transmit scheduling information through a signaling message to the target base station or transmit data that has already been divided and assembled to the target base station. Therefore, the complexity of packet forwarding performed during handover between base stations can be reduced.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 S130 단계가 타겟 기지국으로부터 자원 해제(Resource Release) 명령이 수신된 경우, 단계 S133 에서 상기 소스 기지국이 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 포워딩을 종료하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, according to an additional aspect of the present invention, in step S130, when a resource release command is received from a target base station, the source base station terminates forwarding of a service data unit (SDU) packet in step S133 It is preferable to further include.

즉, 핸드오버 과정에서 소스 기지국이 사용자 단말기(UE)로 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 전송한 후, 사용자 단말기(UE)가 타겟 기지국으로 성공적으로 접속하여 경로가 변경되었다면, 타겟 기지국은 소스 기지국으로 자원 해제(Resource Release) 명령을 전송한다. 그러면, 자원 해제(Resource Release) 명령을 수신한 소스 기지국은 패킷 포워딩을 종료한다. 이 후의 패킷 처리는 타겟 기지국과 사용자 단말기(UE)간에서 이루어지게 된다.That is, after the source base station transmits a handover command message to the user terminal (UE) in the handover process, if the user terminal (UE) successfully connected to the target base station and the path is changed, the target base station is the source A resource release command is transmitted to the base station. Then, the source base station receiving the resource release command ends the packet forwarding. Subsequent packet processing is performed between the target base station and the user terminal (UE).

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법을 3G LTE 이동통신 시스템에 적용한 예를 도 6 을 참조하여 알아본다.An example of applying the packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention having the above configuration to a 3G LTE mobile communication system will be described with reference to FIG. 6.

소스 기지국(Source ENB)에서 핸드오버(Handover) 수행이 결정(S210)되면, 소스 기지국의 RLC(Radio Link Control)가 타이머(Timer)를 구동(S220)시키고, 현재 분할 및 조립중인 액세스 게이트웨이(AGW)로부터 수신한 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷까지 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit) 패킷에 포함시키고, 해당 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷의 잔여 필드는 0 비트로 채워 사용자 단말기(UE)로 전송(S230)한다.If it is determined in S210 that a handover is performed in the source ENB, a radio link control (RLC) of the source eNB drives a timer (S220), and an access gateway (AGW) currently being split and assembled. The service data unit (SDU) packet received from the PDU packet is included in the protocol data unit (PDU) packet, and the remaining fields of the corresponding protocol data unit (PDU) packet are filled with 0 bits. (S230).

그 이후, 소스 기지국의 RLC(Radio Link Control)가 액세스 게이트웨이(AGW)로부터 수신한 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷의 분할 및 조립을 중지(S240)하고, 사용자 단말기(UE)로 하향 링크 패킷 전송을 중지하고 액세스 게이트웨이(AGW)로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷의 버퍼링을 시작(S250)한다.After that, the radio link control (RLC) of the source base station stops dividing and assembling the service data unit (SDU) packet received from the access gateway (AGW) (S240) and moves down to the user terminal (UE). The transmission of the link packet is stopped and the buffering of the service data unit (SDU) packet transmitted from the access gateway (AGW) is started (S250).

사용자 단말기(UE)로부터 전송된 모든 하향 패킷에 대한 확인(Ack) 메시지를 수신하거나, 타이머 종료가 검출 될 때까지 대기 후, 사용자 단말기(UE)로부터 전송된 모든 하향 패킷에 대한 확인(Ack) 메시지를 수신하거나, 타이머 종료가 검출(S260)되면, 소스 기지국의 RLC가 X2 인터페이스를 통해 타겟 기지국(Target ENB)으로 버퍼링된 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷을 포워딩(S270)한다.Acknowledgment (Ack) message for all downlink packets transmitted from the user terminal (UE), or wait until the timer end is detected, acknowledgment (Ack) message for all downlink packets transmitted from the user terminal (UE) When receiving the timer or detecting the timer termination (S260), the RLC of the source base station forwards a service data unit (SDU) packet buffered to the target ENB through the X2 interface (S270).

만약, 핸드오버 절차가 성공적으로 이루어져 타겟 기지국으로부터 자원 해제 (Resource Release) 명령이 전송(S280)되면, 소스 기지국이 패킷 포워딩을 종료(S290)한다. 따라서, 본 발명은 분할 또는 조립이 완료된 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷을 타겟 기지국으로 포워딩할 필요가 없으므로 부하를 줄일 수 있으며, 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷의 분할 또는 조립에 관련한 스케줄링 정보를 타겟 기지국으로 전송하지 않아도 되므로, 기지국간 핸드오버시의 패킷 포워딩 수행 복잡도를 줄일 수 있게 된다.If the handover procedure is successful and a resource release command is transmitted from the target base station (S280), the source base station terminates packet forwarding (S290). Accordingly, the present invention does not need to forward a service data unit (SDU) packet, which has been divided or assembled, to a target base station, thereby reducing load, and dividing or splitting a service data unit (SDU) packet. Since the scheduling information related to the assembly does not have to be transmitted to the target base station, it is possible to reduce the complexity of packet forwarding during handover between base stations.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.While the invention has been described with reference to the preferred embodiments, which are referred to by the accompanying drawings, it is apparent that various modifications are possible without departing from the scope of the invention within the scope covered by the following claims from this description. .

본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국간 해드오버(Handover)시 발생할 수 있는 사용자 단말기의 하향링크 패킷 손실을 방지하기 위한 패킷 포워딩 기술 분야 및 이의 응용 기술 분야에서 산업상으로 이용 가능하다.The present invention can be industrially used in the field of packet forwarding technology and its application technology for preventing downlink packet loss of a user terminal that may occur during a handover between base stations in a mobile communication system.

도 1 은 이동통신 시스템의 사용자평면 프로토콜 스택의 일 예를 도시한 도면1 is a diagram illustrating an example of a user plane protocol stack of a mobile communication system;

도 2 는 RLC(Radio Link Control)의 패킷 처리 개요도2 is a schematic diagram of packet processing in RLC (Radio Link Control)

도 3 은 분할 및 조립된 패킷의 포워딩 개요를 도시한 도면3 shows an overview of forwarding of split and assembled packets.

도 4 는 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법의 일 실시예에 따른 흐름도4 is a flowchart according to an embodiment of a packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention.

도 5a 내지 도 5c 는 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법의 하향 패킷 0 비트 처리 예를 도시한 도면5A to 5C illustrate an example of downlink packet 0 bit processing of a packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention.

도 6 은 본 발명에 따른 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법의 적용예를 도시한 도면6 is a diagram illustrating an application example of a packet forwarding method for lossless handover between base stations according to the present invention;

Claims (4)

소스(Source) 기지국과 타겟(Target) 기지국간의 핸드오버(Handover)시의 패킷 포워딩(Packet Forwarding) 방법에 있어서,In the packet forwarding method during handover between a source base station and a target base station, a) 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에서 분할 및 조립중인 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷까지 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit) 패킷에 포함시키고, 해당 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷의 잔여 필드는 0 비트로 채우는 단계와;a) In the protocol data unit (PDU) packet, the source base station includes a service data unit (SDU) packet, which is being split and assembled at the time of performing the handover, and includes the corresponding protocol data unit (PDU) packet. Filling the remaining fields of with 0 bits; b) 소스 기지국이 상기 a) 단계에 의해 처리된 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷을 사용자 단말기로 전송하는 단계와;b) sending, by the source base station, a protocol data unit (PDU) packet processed by step a) to the user terminal; c) 상기 소스 기지국이 상기 b) 단계 이후, 핸드오버 완료 전까지 이동통신 시스템의 액세스 게이트웨이(AGW : Access Gateway)로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 타겟 기지국으로 포워딩하는 단계를;c) forwarding, by the source base station, service data unit (SDU) packets transmitted from an access gateway (AGW: Access Gateway) of the mobile communication system to the target base station after step b) until the handover is completed; 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법.Packet forwarding method for lossless handover between base stations comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 a) 단계에서:In step a): 소스 기지국이 핸드오버 수행 시작 시점에 타이머(Timer)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법.A packet forwarding method for lossless handover between base stations, wherein the source base station drives a timer at the start time of performing the handover. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 c) 단계가:Step c) above: c1) 소스 기지국이 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit) 패킷의 분할 및 조립을 중지하고, 이동통신 시스템의 액세스 게이트웨이(AGW : Access Gateway)로부터 전송되는 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 버퍼링(Buffering)하는 단계와;c1) The source base station stops dividing and assembling a service data unit (SDU) packet and buffers service data unit (SDU) packets transmitted from an access gateway (AGW) of a mobile communication system. ); c2) 전송된 모든 프로토콜 데이터 단위(PDU) 패킷들에 대한 확인(Ack) 메시지가 사용자 단말기(UE)로부터 수신되거나 또는 상기 타이머가 종료된 경우, 상기 소스 기지국이 타겟 기지국으로 상기 c1) 단계에 의해 버퍼링된 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷들을 포워딩하는 단계를;c2) when an acknowledgment (Ack) message for all transmitted protocol data unit (PDU) packets is received from the user terminal (UE) or the timer is expired, the source base station is sent to the target base station by step c1). Forwarding buffered service data unit (SDU) packets; 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법.Packet forwarding method for lossless handover between base stations comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 c) 단계가:Step c) above: c3) 타겟 기지국으로부터 자원 해제(Resource Release) 명령이 수신된 경우, 상기 소스 기지국이 서비스 데이터 단위(SDU) 패킷의 포워딩을 종료하는 단계를;c3) when the Resource Release command is received from the target base station, ending the forwarding of a service data unit (SDU) packet by the source base station; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국간 무손실 핸드오버를 위한 패킷 포워딩 방법.Packet forwarding method for lossless handover between base stations further comprising.
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