KR101038174B1

KR101038174B1 - 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법

Info

Publication number: KR101038174B1
Application number: KR1020080132685A
Authority: KR
Inventors: 박진수; 강신하; 이도학; 김봉만
Original assignee: 주식회사 세아네트웍스
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2011-05-31
Also published as: WO2010074505A3; US20120020327A1; KR20100073895A; US8638756B2; CN102265675B; CN102265675A; WO2010074505A2

Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 시스템에 관한 것으로, 특히 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 휴대 인터넷 시스템에서 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법에 있어서, 타겟 기지국에서 서빙 기지국으로부터 핸드오버 확정(HO_Cnf) 메시지를 수신한 시점을 기준으로 액션 타임을 산출하는 단계; 및 상기 액션 타임에 기초하여 단말로 고속 레인징 정보 메시지(Fast Ranging IE)를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

WiMAX, WiBro, handover, Fast Ranging, Fast Ranging IE, Action Time

Description

핸드오버 시 고속 레인징 지원방법{Method for supporting the fast ranging on handover}

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 표준을 기반으로 하는 휴대 인터넷 시스템은 주파수 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 모든 사용자가 채널을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다.

단말(MS: Mobile Station)과 기지국(RAS: Radio Access Station) 간의 데이터 송수신은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/ OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 이용하여 이루어지며, 다중 셀(multi cell) 구조를 통해 단말의 이동성을 지원한다.

도 1을 참조하면, 휴대 인터넷 시스템에서 단말(110)이 현재 서비스가 이루어지고 있는 서빙 기지국(120, Serving RAS)의 셀 영역(130)에서 다른 기지국(121, 122)의 셀 영역(131, 132)으로 이동 시 핸드오버를 통해 단말에게 제공되는 서비스 가 중단되는 것을 방지한다.

휴대 인터넷 시스템에서 단말은 핸드오버 시 셀 재선택(Cell Reselection), 핸드오버 결정 및 개시(HO Decision and Initiation), 타겟 기지국과의 동기화(Synchronization to target BS DL), 레인징(Ranging)과정 등을 수행하게 된다. 핸드오버 시에는 단말이 서빙 기지국 및 타겟 기지국과 핸드오버를 위한 정보들을 송수신하여야 하므로 지연이 발생될 수 있는데, Fast Ranging IE 전송은 이러한 일련의 과정 중에서 레인징 과정으로 인한 지연을 최소화시키기 위한 고속 레인징 과정에 해당한다.

IEEE 802.16e 표준에서 정의된 핸드오버 절차가 정상적으로 이루어질 때에는 고속 레인징(Fast Ranging)이 가능하다. 그러나, 단말이 핸드오버를 결정 한 후, 핸드오버 개시(Initiation)를 단말이 임의적으로 결정 또는 다른 사유로 인해 핸드오버 개시에 지연이 발생될 수 있다. 이러한 경우에는 액션 타임(Action Time) 이후에 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버가 이루어짐으로써, 단말이 타겟 기지국에서 전송한 Fast Ranging IE를 수신하지 못하게 되어 고속 레인징 과정을 수행하지 못할 수 있다. 이로 인해, 핸드오버에 지연이 발생될 수 있다.

또한, 단말이 핸드오버 결정 및 개시 과정 중에 서빙 기지국의 신호 상태가 급격하게 변하거나 매우 나쁜 경우에는 서빙 기지국과의 메시지 교환이 불가능하게 된다. 이러한 경우, 단말과 서빙 기지국 간에 송수신되는 메시지가 누락될 수 있어 핸드오버에 지연이 발생될 수 있다.

또한, 서빙 기지국의 신호 상태가 급격하게 변하여 핸드오버가 불필요하다가 판단되는 경우, 핸드오버 결정 과정 중에 핸드오버를 취소하고 서빙 기지국과 계속 통신할 수 있다. 그러나, Fast Ranging IE 전송을 위한 액션 타임(Action Time)의 결정은 핸드오버 결정(HO Decision) 과정에서 이루어지기 때문에 단말과 서빙 기지국간의 상태와 관계없이 타겟 기지국에서 Fast Ranging IE를 액션 타임에 할당하게 되므로, 무선 자원의 낭비가 발생될 수 있다.

이에 따라, 핸드오버 시 단말과 기지국들 간에 송수신되는 메시지의 유실 및 단말의 핸드오버 결정 지연으로 단말이 Fast Ranging IE를 수신하지 못하는 경우에도 고속 레인징을 위한 지원방법이 요구되지만, 이에 대한 구체적인 방안이 제시되고 있지 못하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 핸드오버 지연 요인을 줄이는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무선자원 낭비를 방지할 수 있는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 휴대 인터넷 시스템에서 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법에 있어서, 핸드오버 결정 과정에서 정해진 제 1 액션 타임에 기초하여 상기 타겟 기지국에서 고속 레인징 정보 메시지(Fast Ranging IE)를 단말로 전송하는 단계; 상기 단말의 핸드오버 지시(MOB_HO-IND) 메시지에 기초한 핸드오버 확정(HO_Cnf) 메시지를 상기 서빙 기지국으로부터 수신하면, 상기 단말의 기지국 스위칭 시간과 상기 핸드오버 확정 메시지 수신 시점에 기초하여 제 2 액션 타임을 산출하는 단계; 및 상기 제 2 액션 타 임을 기초하여 상기 고속 레인징 메시지를 상기 단말로 재 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

실시 예에 따른 본 발명은 핸드오버시 핸드오버 지연 요인을 줄이는 고속 레인징 지원 방법을 제공한다.

실시 예에 따른 본 발명은 단말이 액션 타임 이후에 타겟 기지국으로 진입하여 Fast Ranging IE를 수신하지 못한 경우에도 단말에게 고속 레인징을 지원할 수 있는 효과를 제공한다.

실시 예에 따른 본 발명은 단말이 Fast Ranging IE를 수신하지 못하여 발생되는 레인징 과정의 대기시간을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

실시 예에 따른 본 발명은 단말이 전송한 핸드오버 정보를 서빙 기지국 또는 타겟 기지국이 수신하지 못하여 발생되는 레인징 과정의 대기시간을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

실시 예에 따른 본 발명은 단말이 최종적으로 핸드오버를 결정 시점에 기초하여 Fast Ranging IE를 할당함으로써, 레인징 과정의 대기시간을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

실시 예에 따른 본 발명은 핸드오버를 위한 제어 메시지의 유실 및 액션 타임 이후에 타겟 기지국으로 진입하여 Fast Ranging IE를 수신하지 못함으로 인해 발생될 수 있는 레인징 과정에서의 지연 및 무선자원 낭비를 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법에 대하여 설명하기로 한다.

도면을 참조한 설명에 앞서, 본 발명에서 설명하지 않은 핸드오버와 관련된 절차 및 단말과 기지국 간에 송수신되는 메시지에 관한 사항은 광대역 무선 접속 시스템의 기술 규격인 IEEE 802.16e 문서와 WiMAX Forum NWG(Network Working Group) Stage-3 문서를 참조할 수 있다.

휴대 인터넷 시스템은 단말(MS)의 이동성을 고려하므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 단말(110)이 현재 서비스를 제공받는 서빙 기지국(120)의 셀 영역(130)에서 이동하여 인접한 기지국의 셀 영역에 진입하는 경우 핸드오버를 통해 제공받는 서비스를 유지하게 된다.

단말(110)이 핸드오버를 수행하기 위해서는 단말(110)과 서빙 기지국(120) 간에 핸드오버를 위한 제어 메시지의 송수신이 이루어진 후, 인접한 기지국들(121, 122) 중에서 타겟 기지국을 결정하고, 타겟 기지국은 액션 타임(Action Time)을 설정한 후, 단말(110)에게 액션 타임을 알려준다. 이후, 단말이 액션 타임(Action Time)에 타겟 기지국으로부터 고속 레인징 정보 메시지(이하, "Fast Ranging IE"라 함)를 수신하여 단말(110)과 타겟 기지국 간에 레인징(Ranging) 절차를 수행하여야 한다.

실시 예에 따른 본 발명은 핸드오버를 위한 제어 메시지의 유실 및 단말에서의 핸드오버 결정이 늦어짐으로 인해 액션 타임 이후에 타겟 기지국으로 핸드오버 함으로써, Fast Ranging IE를 수신하지 못해 발생될 수 있는 레인징 과정에서의 지 연 및 무선자원 낭비를 방지할 수 있는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법을 제안한다.

본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 핸드오버를 위한 제어 메시지의 유실 및 액션 타임 이후에 타겟 기지국으로 진입하여 Fast Ranging IE를 수신하지 못한 경우에, 단말이 최종적으로 핸드오버를 결정한 시점을 기준으로 액션 타임을 재 산출하고, 재 산출된 액션 타임을 기준으로 타겟 기지국에서 단말로 Fast Raging IE를 전송하여 고속 레인징을 수행할 수 있도록 한다.

또한, 단말이 실제로 핸드오버를 결정하고, 서빙 기지국으로 핸드오버 정보(제어) 메시지를 전송하였지만, 상기 핸드오버 정보(제어) 메시지가 전송 중 유실된 경우를 고려하기 위하여, 최초 설정된 액션 타임에 기초하여 타겟 기지국에서 단말로 Fast Raging IE를 전송하여 단말이 고속 레인징을 수행할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 2를 참조하면, 단말(MS)이 현재 서비스가 이루어지고 있는 서빙 기지국(Serving RAS)의 셀 영역에서 이동하여 인접한 주변 기지국의 셀 영역에 진입하는 경우, 단말은 인접한 주변 기지국들 중에서 핸드오버를 수행할 타겟 기지국(Target RAS)을 정하기 위해, 서빙 기지국으로 인접 기지국들의 정보(NBR RAS List)가 포함된 핸드오버 요청(이하, "MOB_MSHO-REQ"라 함) 메시지를 전송한다(S110).

서빙 기지국은 단말로부터 MOB_MSHO-REQ 메시지가 수신되면, 주변 기지국들 중에서 타겟 기지국을 정하고, 백본 네트워크(backbone network)를 통해 서빙 기지국과 타겟 기지국 간에 HO_Req 메시지 및 HO_Rsp 메시지를 송수신하여 핸드오버 준비(Handover Preparation) 과정을 수행한다(S115). 이때, 서빙 기지국은 단말로부터의 정보 및 타겟 기지국으로부터의 정보를 이용하여, 고속 레인징을 위한 Fast Ranging IE의 전송 시점이 기준이 되는 액션 타임을 설정한다(S120).

이후, 서빙 기지국은 핸드오버 응답(이하, "MOB_MSHO-RSP"라 함) 메시지를 단말로 전송하여, 단말에게 설정된 액션 타임을 알려준다. 즉, 단말에게 Fast Raging IE가 전송되는 시점을 알려준다. 또한, 상기 HO_Rsp 메시지의 응답으로 HO_Ack 메시지를 타겟 기지국으로 전송하여, 타겟 기지국에게 설정된 액션 타임을 알려준다(S125). 여기서, 상기 MOB_BSHO-RSP 메시지는 단말(110)로부터 수신된 MOB_MSHO-REQ 메시지에 대한 응답 메시지로서 액션 타임 정보, 후보 기지국 정보 등을 포함한다. 여기서, 액션 타임은 단말과 타겟 기지국 간에 핸드오버 실행 시간을 동기 시키기 위한 것으로, 예를 들어, 액션 타임이 10이면 현재부터 10프레임(frame) 후에, 타겟 기지국에서 전송한 신호를 단말이 수신할 수 있음을 의미한다.

이후, 서빙 기지국은 단말이 핸드오버 정보를 전송할 수 있도록, 단말에게 상향링크(UL) 자원을 할당한다(S130).

이후, 단말은 할당된 상향링크(UL) 자원을 이용하여 서빙 기지국으로 핸드오버 지시(이하, "MOB_HO-IND"라 함) 메시지를 전송한다.

서빙 기지국은 핸드오버 모드(Mode), 핸드오버 타입(Type), 타겟 기지국 아 이디(Target RAS ID) 등의 핸드오버 정보가 포함된 MOB_HO-IND 메시지를 단말로부터 수신하고, 이를 토대로 타겟 기지국에 핸드오버 확정(이하, "HO_Cnf"라 함) 메시지를 전송하게 된다. 여기서, 상기 MOB_HO-IND 메시지는 상기 단말(110)이 핸드오버 할 타겟 기지국의 정보를 포함하며, 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 전송되는 HO_Cnf 메시지에는 핸드오버 승인 정보, 서빙 기지국에서 HO_Cnf 메시지를 전송한 시간 정보(Timestamp) 및 단말의 기지국 스위칭 시간(BS Switching Time) 정보가 포함된다.

단말은 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송한 이후에 기지국 스위칭(BS Switching)을 수행하여 타겟 기지국으로부터의 신호(HO_Cnf 메시지)를 수신하게 된다.

단말로부터 MOB_HO-IND 메시지를 수신한 서빙 기지국은 수신된 MOB_HO-IND 메시지에 기초하여 타겟 기지국으로 HO_Cnf 메시지를 전송한다.

타겟 기지국이 서빙 기지국으로부터의 HO_Cnf 메시지를 수신하면(S135), 수신된 HO_Cnf 메시지에 기초하여 액션 타임을 재 산출한다(S140).

여기서, 액션 타임을 재 산출은 다음의 수학식 1을 통해 이루어진다.

상기 수학식 1에서, 기지국 스위칭 시간(BS Switching Timer)은 단말이 서빙 기지국으로 MOB_HO-IND 메시지를 전송 한 후, 타겟 기지국으로의 스위칭에 소요되는 기간(프레임)을 의미한다. 예를 들어, 동일 주파수에서 기지국의 스위칭이 이루 어지는 경우 기지국 스위칭 시간(BS Switching Timer)은 2프레임(frame)으로 설정될 있고, 다른 주파수로 기지국의 스위칭이 이루어지는 경우에 기지국 스위칭 시간(BS Switching Timer)은 3프레임으로 설정될 수 있다.

그리고, 핸드오버 정보(제어) 메시지 전송 소요시간은 타겟 기지국에서 상기 HO_Cnf 메시지를 수신한 시점에서 단말이 서빙 기지국으로 상기 MOB_HO-IND 메시지를 전송한 시점(Current Timestamp)을 뺀 값으로, 서빙 기지국과 타겟 기지국 간에 핸드오버 확정 메시지(HO_Cnf message)의 송수신에 소요되는 백본 네트워크 지연(backbone network delay)을 의미한다.

이후, 타겟 기지국은 단말이 핸드오버 시 고속 레인징을 수행할 수 있도록 재 산출된 액션 타임에 기초하여 단말로 Fast Raging IE를 전송한다(S145). 여기서, 단말로 Fast Raging IE을 전송할 수 있는 기간은 액션 타임으로부터 T55 기간까지 확장될 수 있다.

이후, 단말이 Fast Raging IE를 수신한 후, 단말과 타겟 기지국 간에 레인징 요청(이하, "RNG-REQ"라 함) 메시지와 레인징 응답(이하, "RNG-RSP"라 함) 메시지를 송수신하여 레인징 절차를 수행한다(S150). 상술한 S110 내지 S150 절차를 통해 핸드오버를 수행하는 단말의 고속 레인징을 가능케 한다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원 방법은 핸드오버 정보(제어) 메시지가 전송 중에 유실되거나, 단말이 최초 설정된 액션 타임 이후에 타겟 기지국으로 진입한 경우에 단말이 고속 레인징을 수행할 수 있도록 한다. 이를 위해, 단말이 최종적으로 핸드오버를 결정한 시점을 기준으로 액션 타임 을 재 산출하고, 재 산출된 액션 타임을 기준으로 타겟 기지국에서 단말로 Fast Raging IE를 전송하여 단말의 고속 레인징을 지원한다. 이를 통해, 레인징 과정에서의 지연 및 무선자원 낭비를 방지할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법의 구체적인 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

단말(MS)이 현재 서비스가 이루어지고 있는 서빙 기지국(Serving RAS)의 셀 영역에서 이동하여 인접한 주변 기지국의 셀 영역에 진입하는 경우, 단말은 인접한 주변 기지국들 중에서 핸드오버를 수행할 타겟 기지국(Target RAS)을 정하기 위해, 서빙 기지국으로 인접 기지국들의 정보(NBR RAS List)가 포함된 MOB_MSHO-REQ 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S210).

단말로부터 MOB_MSHO-REQ 메시지가 수신되면, 서빙 기지국은 주변 기지국들 중에서 타겟 기지국을 정하고, 백본 네트워크(backbone network)를 통해 타겟 기지국으로 HO_Req 메시지를 전송한다(S220).

서빙 기지국으로부터 HO_Req 메시지를 수신한 타겟 기지국은 제어국(ACR: Access Control Router)으로 Context_Req 메시지를 전송하여 인증키(Authentication Key)를 요청한다(S230). 타겟 기지국으로부터 Context_Req 메시지를 수신한 제어국은 이에 대한 응답으로 Context_Rpt 메시지를 타겟 기지국으로 전송하여 인증키를 부여한다(S240).

이후, 타겟 기지국은 서빙 기지국에서 수신된 HO_Req 메시지에 대한 응답으로 HO_Rsp 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S250). 여기서, 상기 HO_Req 메시지 는 서비스 레벨 예상(Service Level Prediction) 정보, 타겟 기지국 자신의 액션 타임(Action Time) 정보, 타임 스탬프(Timestamp)를 포함한다.

이후, 서빙 기지국은 타겟 기지국에서 수신된 액션 타임 정보를 참조하여, 고속 레인징을 위한 Fast Ranging IE의 전송 시점이 기준이 되는 액션 타임을 설정하고, 상기 액션 타임을 HO_Ack 메시지에 포함하여 타겟 기지국으로 전송한다(S260).

이와 함께, S210에서 수신된 MOB_MSHO-REQ 메시지에 대한 응답으로 MOB_MSHO-RSP 메시지를 단말로 전송하여 설정된 액션 타임을 알려준다(S270). 여기서, 단말로 전송되는 MOB_MSHO-RSP 메시지에는 상기 액션 타임과 함께, 인접한 기지국들 중에서 타겟 기지국으로 적합한 후보 기지국들의 정보(Recommended RAS List) 및 핸드오버 아이디(HO ID)가 포함된다.

이후, 서빙 기지국은 단말이 MOB_HO-IND 메시지를 전송할 수 있도록 단말에게 상향링크(UL) 무선자원을 할당한다(S280).

이후, 단말은 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정한 후, 타겟 기지국의 정보(Target RAS ID), 핸드오버 모드(Mode) 및 핸드오버 타입(Type)을 포함하는 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S290).

이때, 단말은 상기 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송한 후, 기지국 스위칭을 수행하여 타겟 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있도록 한다. 기지국 스위칭에 필요한 시간은 초기 접속과정에 단말이 서빙 기지국에게 알려준 기지국 스위칭 타이머(BS Switching Timer)에 의해 결정되며, 단말이 서빙 기지국 에게 상기 기지국 스위칭 타이머를 알려주지 않은 경우 미리 설정된 기본값을 사용한다. 예를 들어, 동일 주파수에서 기지국의 스위칭이 이루어지는 경우 2프레임(frame)으로 설정될 있고, 다른 주파수로 기지국의 스위칭이 이루어지는 경우 3프레임으로 설정될 수 있다.

이후, 서빙 기지국은 단말로부터 MOB_HO-IND 메시지를 수신 한 후, 단말의 기지국 변경에 필요한 시간(BS Switching Timer) 정보가 포함된 HO_Cnf 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S300). 여기서, HO_Cnf 메시지에는 서빙 기지국에서 HO_Cnf 메시지를 전송한 시간 정보(Timestamp)가 포함된다.

이후, 타겟 기지국은 서빙 기지국으로부터 HO_Cnf 메시지가 수신되면, 타겟 기지국은 기지국 스위칭을 수행한 단말에게 고속 레인징을 지원하기 위해, 상기 HO_Cnf 메시지에 포함된 핸드오버 정보에 기초하여 상기 수학식 1과 같이, 기지국 스위칭 시간과 HO_Cnf 메시지 전송에 소요되는 시간(backbone network delay)을 고려하여 액션 타임을 재 산출한다(S310).

이후, 타겟 기지국은 수신된 HO_Cnf 메시지의 응답으로 HO_Ack 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S320).

이와 함께, 타겟 기지국은 백본 네트워크를 통해 제어국으로 데이터 패스 예약 요청(이하, "Path_Prereg_Req"라 함) 메시지를 전송하여 데이터 패스 예약을 요청하고(S330), 타겟 기지국으로부터 Path_Prereg_Req 메시지를 수신한 제어국은 이에 대한 응답으로 데이터 패스 예약 응답(이하, "Path_Prereg_Rsp"라 함) 메시지 전송한다(S340). 이후, 타겟 기지국은 Path_Prereg_Ack 메시지를 제어국으로 전송 하여 Path_Prereg_Rsp 메시지가 수신되었음을 알려준다(S350).

상기 S310에서 서빙 기지국으로부터 수신된 HO_Cnf 메시지에 기초하여 액션 타임의 재 산출이 이루어지면, 타겟 기지국은 재 산출된 액션 타임에 기초하여 단말로 Fast Raging IE를 전송한다(S360).

여기서, 재 산출된 액션 타임은 단말이 최종적으로 핸드오버를 결정한 시점에 기초하여 산출된 것으로, 단말은 MOM_HO-IND 메시지를 전송한 이후에 기지국 스위칭을 수행하여 타겟 기지국에서 전송되는 신호를 수신할 수 있도록 물리계층을 변경하고 있으므로, 단말은 재 산출된 액션 타임에 기초하여 타겟 기지국에서 전송되는 Fast Raging IE를 수신할 수 있게 된다.

이에 따라, 단말이 타겟 기지국에서 전송한 Fast Raging IE를 수신하면, 단말과 타겟 기지국 간에 레인징 절차를 수행하게 된다. 먼저, 단말은 타겟 기지국으로부터 수신된 Fast Raging IE를 이용하여, 상향링크 자원을 할당 받기 위해 RNG-REQ 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S370). 이후, 타겟 기지국은 단말로부터 수신된 RNG-REQ 메시지의 응답으로 RNG-RSP 메시지를 단말로 전송한다(S380).

이후, 타겟 기지국과 제어국 간에 Path_Reg_Req 메시지 및 Path_Reg_Rsp 메시지를 송수신하여 데이터 패스를 형성한다(S390). 그리고, CMAC_Key_Count_Update 메시지 및 CMAC_Key_Count_Update_Ack 메시지를 송수신하여 CMAC(Cipher-base Message Authentication Code) 키(Key) 카운트 값의 업데이트를 수행한다(S400).

그리고, 서빙 기지국과 제어국 간에 Path_Dereg_Req 메시지, Path_Dereg_Rsp 메시지를 및 Path_Dereg_Ack 메시지를 송수신하여 서빙 기지국과 제어국 간에 설정 되어있던 데이터 패스를 해제한다(S410).

상술한 S210 내지 S410의 절차를 통해 상기 단말은 고속 레인징을 수행하여, 핸드오버를 완료(HO_Complete)하게 된다(S420).

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 단말이 최종적으로 핸드오버를 결정한 시점을 기준으로 액션 타임을 재 산출하고, 재 산출된 액션 타임을 기준으로 타겟 기지국에서 단말로 Fast Raging IE를 전송하여 단말의 고속 레인징을 지원한다. 이를 통해, 레인징 과정에서의 지연 및 무선자원 낭비를 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법의 구체적인 다른 실시 예를 나타내는 도면이다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법의 구체적인 다른 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

단말(MS)이 현재 서비스가 이루어지고 있는 서빙 기지국(Serving RAS)의 셀 영역에서 이동하여 인접한 주변 기지국의 셀 영역에 진입하는 경우, 단말은 인접한 주변 기지국들 중에서 핸드오버를 수행할 타겟 기지국(Target RAS)을 정하기 위해, 서빙 기지국으로 인접 기지국들의 정보(NBR RAS List)가 포함된 MOB_MSHO-REQ 메시지를 전송한다(S510).

단말로부터 MOB_MSHO-REQ 메시지가 수신되면, 서빙 기지국은 주변 기지국들 중에서 타겟 기지국을 정하고, 백본 네트워크(backbone network)를 통해 타겟 기지국으로 HO_Req 메시지를 전송한다(S520).

서빙 기지국으로부터 HO_Req 메시지를 수신한 타겟 기지국은 제어국(ACR: Access Control Router)으로 Context_Req 메시지를 전송하여 인증키(Authentication Key)를 요청한다(S530). 타겟 기지국으로부터 Context_Req 메시지를 수신한 제어국은 이에 대한 응답으로 Context_Rpt 메시지를 타겟 기지국으로 전송하여 인증키를 부여한다(S540).

이후, 타겟 기지국은 서빙 기지국에서 수신된 HO_Req 메시지에 대한 응답으로 HO_Rsp 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S550). 여기서, 상기 HO_Req 메시지는 서비스 레벨 예상(Service Level Prediction) 정보, 타겟 기지국 자신의 액션 타임(Action Time) 정보, 타임 스탬프(Timestamp)를 포함한다.

이후, 서빙 기지국은 타겟 기지국에서 수신된 액션 타임 정보를 참조하여, 고속 레인징을 위한 Fast Ranging IE의 전송 시점이 기준이 되는 액션 타임을 설정하고, 상기 액션 타임을 HO_Ack 메시지에 포함하여 타겟 기지국으로 전송한다(S560).

이와 함께, S510에서 수신된 MOB_MSHO-REQ 메시지에 대한 응답으로 MOB_MSHO-RSP 메시지를 단말로 전송하여 설정된 액션 타임을 알려준다(S570). 여기서, 단말로 전송되는 MOB_MSHO-RSP 메시지에는 상기 액션 타임과 함께, 인접한 기지국들 중에서 타겟 기지국으로 적합한 후보 기지국들의 정보(Recommended RAS List) 및 핸드오버 아이디(HO ID)가 포함된다.

이후, 서빙 기지국은 단말이 MOB_HO-IND 메시지를 전송할 수 있도록 단말에게 상향링크(UL) 무선자원을 할당한다(S580).

이후, 단말은 최종적으로 핸드오버를 결정한 후, 서빙 기지국으로부터 할당 받은 상향링크 무선자원을 통해 타겟 기지국의 정보(Target RAS ID), 핸드오버 모드(Mode) 및 핸드오버 타입(Type)을 포함하는 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송하게 된다.

여기서, 단말의 핸드오버 결정에 지연이 발생되거나, 단말과 기지국 간에 송수신되는 핸드오버 관련 메시지가 전송 중 유실되는 경우, 고속 레인징 수행에 어려움이 발생될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 핸드오버 결정의 지연 및 핸드오버 관련 메시지가 유실되는 경우에도 단말이 고속 레인징을 수행할 수 있도록 한다.

예를 들어, 단말이 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정한 후, 타겟 기지국의 정보(Target RAS ID), 핸드오버 모드(Mode) 및 핸드오버 타입(Type)을 포함하는 MOB_HO-IND 메시지가 전송 중 유실될 수 있다(S585).

단말은 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송한 후, 기지국 스위칭을 수행하여 타겟 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하게 되므로, 상기 액션 타임에 타겟 기지국으로부터의 Fast Raging IE를 수신하면 고속 레인징을 수행할 수 있게 된다.

이러한 경우를 고려하여, 타겟 기지국은 핸드오버 관련 메시지가 유실되는 경우에도 단말이 핸드오버 시 고속 레인징을 수행할 수 있도록 S560에서 서빙 기지국으로부터 수신된 액션 타임에 기초하여 단말로 Fast Raging IE를 전송한다(S590). 여기서, Fast Raging IE는 액션 타임으로부터 최대 +T55 기간 동안에 단말로 전송될 수 있다.

한편, 단말의 핸드오버 결정에 지연이 발생되어 상기 액션 타임 이후에, 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정한 후, 타겟 기지국의 정보(Target RAS ID), 핸드오버 모드(Mode) 및 핸드오버 타입(Type)을 포함하는 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다(S600). 이때, 단말은 상기 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 기지국으로 전송한 후, 기지국 스위칭을 수행하여 타겟 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하게 된다.

단말이 기지국 스위칭에 필요한 시간은 초기 접속과정에 단말이 서빙 기지국에게 알려준 기지국 스위칭 타이머(BS Switching Timer)에 의해 결정되며, 단말이 서빙 기지국에게 상기 기지국 스위칭 타이머를 알려주지 않은 경우 미리 설정된 기본값을 사용한다. 예를 들어, 동일 주파수에서 기지국의 스위칭이 이루어지는 경우 2프레임(frame)으로 설정될 있고, 다른 주파수로 기지국의 스위칭이 이루어지는 경우 3프레임으로 설정될 수 있다.

이후, 서빙 기지국은 단말로부터 MOB_HO-IND 메시지를 수신 한 후, 단말의 기지국 변경에 필요한 시간(BS Switching Timer) 정보가 포함된 HO_Cnf 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S610). 여기서, HO_Cnf 메시지에는 서빙 기지국에서 HO_Cnf 메시지를 전송한 시간 정보(Timestamp)가 포함된다.

이후, 타겟 기지국은 서빙 기지국으로부터 HO_Cnf 메시지가 수신되면, 타겟 기지국은 기지국 스위칭을 수행한 단말에게 고속 레인징을 지원하기 위해, 상기 HO_Cnf 메시지에 포함된 핸드오버 정보에 기초하여 상기 수학식 1과 같이, 기지국 스위칭 시간과 HO_Cnf 메시지 전송에 소요되는 시간(backbone network delay)을 고 려하여 액션 타임을 재 산출한다(S620).

이후, 타겟 기지국은 수신된 HO_Cnf 메시지의 응답으로 HO_Ack 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다(S630).

이와 함께, 타겟 기지국은 백본 네트워크를 통해 제어국으로 Path_Prereg_Req 메시지를 전송하여 데이터 패스 예약을 요청하고(S640), 타겟 기지국으로부터 Path_Prereg_Req 메시지를 수신한 제어국은 이에 대한 응답으로 Path_Prereg_Rsp 메시지 전송한다(S650). 이후, 타겟 기지국은 Path_Prereg_Ack 메시지를 제어국으로 전송하여 Path_Prereg_Rsp 메시지가 수신되었음을 알려준다(S660).

상기 S620에서 서빙 기지국으로부터 수신된 HO_Cnf 메시지에 기초하여 액션 타임의 재 산출이 이루어지면, 타겟 기지국은 재 산출된 액션 타임에 기초하여 단말로 Fast Raging IE를 재 전송한다(S670).

여기서, 재 산출된 액션 타임은 단말이 최종적으로 핸드오버를 결정한 시점에 기초하여 산출된 것으로, 단말은 MOM_HO-IND 메시지를 전송한 이후에 기지국 스위칭을 수행하여 타겟 기지국에서 전송되는 신호를 수신할 수 있도록 물리계층을 변경하고 있으므로, 단말은 재 산출된 액션 타임에 기초하여 타겟 기지국에서 재 전송되는 Fast Raging IE를 수신할 수 있게 된다.

이에 따라, 단말이 타겟 기지국에서 재 전송한 Fast Raging IE를 수신하면, 단말과 타겟 기지국 간에 레인징 절차를 수행하게 된다. 먼저, 단말은 타겟 기지국으로부터 수신된 Fast Raging IE를 이용하여, 상향링크 자원을 할당 받기 위해 RNG-REQ 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S680). 이후, 타겟 기지국은 단말로부터 수신된 RNG-REQ 메시지의 응답으로 RNG-RSP 메시지를 단말로 전송한다(S690).

이후, 타겟 기지국과 제어국 간에 Path_Reg_Req 메시지 및 Path_Reg_Rsp 메시지를 송수신하여 데이터 패스를 형성한다(S700). 그리고, CMAC_Key_Count_Update 메시지 및 CMAC_Key_Count_Update_Ack 메시지를 송수신하여 CMAC(Cipher-base Message Authentication Code) 키(Key) 카운트 값의 업데이트를 수행한다(S710).

그리고, 서빙 기지국과 제어국 간에 Path_Dereg_Req 메시지, Path_Dereg_Rsp 메시지를 및 Path_Dereg_Ack 메시지를 송수신하여 서빙 기지국과 제어국 간에 설정되어있던 데이터 패스를 해제한다(S720).

상술한 S510 내지 S720의 절차를 통해 상기 단말은 고속 레인징을 수행하여, 핸드오버를 완료하게 된다(S730).

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 단말의 핸드오버 결정에 지연이 발생되거나, 단말과 기지국 간에 송수신되는 핸드오버 관련 메시지가 전송 중 유실되는 경우에도 단말이 고속 레인징을 수행할 수 있도록 한다. 이를 통해, 레인징 과정에서의 지연 및 무선자원 낭비를 방지할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.　이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계 되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.

또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리 고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 휴대 인터넷 시스템의 구성을 간략하게 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법을 나타내는 플로우 차트.

도 3은 본 발명의 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법의 구체적인 실시 예를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법의 구체적인 다른 실시 예를 나타내는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 단말(MS) 120: 서빙 기지국(Serving RAS)

130: 셀(cell) 121, 122: 타겟 기지국(Target RAS)

Claims

삭제
휴대 인터넷 시스템에서 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법에 있어서,

타겟 기지국에서 서빙 기지국으로부터 핸드오버 확정(HO_Cnf) 메시지를 수신한 시점을 기준으로 액션 타임을 산출하는 단계; 및

상기 액션 타임에 기초하여 단말로 고속 레인징 정보 메시지(Fast Ranging IE)를 전송하는 단계를 포함하고,

상기 단말은 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정한 후, 핸드오버 모드(Mode), 핸드오버 타입(Type), 타겟 기지국 아이디(Target RAS ID)의 핸드오버 정보가 포함된 핸드오버 지시(MOB_HO-IND) 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
제 2 항에 있어서, 상기 핸드오버 확정 메시지는

서빙 기지국에서 상기 단말로부터 수신된 핸드오버 지시 메시지에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
제 3 항에 있어서, 상기 액션 타임은

상기 핸드오버 확정 메시지에 포함된 상기 단말의 기지국 스위칭 시간(BS Switching Timer)과 상기 핸드오버 확정 메시지의 전송 소요 시간을 기초로 산출되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
제 4 항에 있어서,

상기 단말이 상기 핸드오버 지시 메시지를 전송한 후, 상기 타겟 기지국으로 스위칭을 수행하여 상기 고속 레인징 정보 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 단말과 타겟 기지국 간에 레인징 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
휴대 인터넷 시스템에서 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법에 있어서,

핸드오버 결정 과정에서 정해진 제 1 액션 타임에 기초하여 타겟 기지국에서 고속 레인징 정보 메시지(Fast Ranging IE)를 단말로 전송하는 단계;

상기 단말의 핸드오버 지시(MOB_HO-IND) 메시지에 기초한 핸드오버 확정(HO_Cnf) 메시지를 서빙 기지국으로부터 수신하면, 상기 단말의 기지국 스위칭 시간과 상기 핸드오버 확정 메시지 수신 시점에 기초하여 제 2 액션 타임을 산출하는 단계; 및

상기 제 2 액션 타임을 기초하여 상기 고속 레인징 메시지를 상기 단말로 재 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 핸드오버 지시 메시지는

핸드오버 모드(Mode), 핸드오버 타입(Type), 타겟 기지국 아이디(Target RAS ID)의 핸드오버 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제 2 액션 타임은

상기 핸드오버 확정 메시지에 포함된 상기 단말의 기지국 스위칭 시간(BS Switching Timer)과 상기 핸드오버 확정 메시지의 전송 소요 시간을 기초로 산출되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
제 6 항에 있어서,

상기 단말이 상기 제 1 액션 타임에 따라 전송된 고속 레인징 정보 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 단말과 타겟 기지국 간에 레인징 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.
제 6 항에 있어서,

상기 단말이 상기 핸드오버 지시 메시지를 전송한 후, 상기 타겟 기지국 스위칭을 수행하여 상기 제 2 액션 타임에 따라 전송된 고속 레인징 정보 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 단말과 타겟 기지국 간에 레인징 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 시 고속 레인징 지원방법.