KR101206078B1

KR101206078B1 - 핸드오버 이후의 타겟 셀에서의 자원 할당

Info

Publication number: KR101206078B1
Application number: KR1020097018612A
Authority: KR
Inventors: 자그딥 싱 알루와리아
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2012-11-28
Also published as: ES2428162T3; CN104469954B; EP2528288A2; GB0702169D0; CN102625385A; EP2528288A3; EP2512079B1; CN105142192B; JP6217948B2; EP2916588B1; EP2119145B1; KR20110057271A; CN102625385B; JP2012110064A; EP3393171B1; JP2017011768A; US20160135098A1; EP2512079A2; ES2618497T3; EP2119145A1

Abstract

구체적으로는 3GPP 네트워크에 적용가능한, 모바일 전자통신 환경에서 핸드오버를 제공하는 시스템이 제안되는데, 모바일폰과 같은 사용자 장치는 핸드오버 프로시저 동안 타겟 기지국에 버퍼 상태 보고를 제공한다. 타겟 기지국은 이 상태 보고를 이용하여 사용자 장치로부터 타겟 기지국으로 전송될 업링크 데이터에 대한 적절한 자원을 할당한다.

핸드오버, 기지국, 모바일폰, 전자통신 네트워크

Description

핸드오버 이후의 타겟 셀에서의 자원 할당{RESOURCE ALLOCATION IN TARGET CELL AFTER HANDOVER}

본 발명은 통신 노드가 소스 기지국으로부터 타겟(target) 기지국으로의 관계(association)를 변경한 이후의 통신 시스템의 자원 할당에 관련된 것이다. 본 발명은 이에 한정되지 않지만 구체적으로 핸드오버 이후의 (E-UTRAN(Evolved Universal Radio Access Network)이라고도 칭하는) UTRAN의 LTE(Long Term Evolution)에서의 UL 자원 할당에 관한 것이다.

모바일 전자통신 네트워크에서는, 사용자 장비(User Equipment; UE)가 한 기지국으로부터 다른 기지국으로의 핸드오버를 필요로 한다. LTE 내(intra LTE) 핸드오버 프로시저(procedure)에 대한 시그널링 시퀀스(signaling sequence)는 그 내용이 본원에 참조로서 포함되어 있는 3GPP 사양서 TS 36.300에 기술되어 있다.

그러나, 타겟 셀의 자원 할당에서의 상세사양들(specifics)은 아직 구체적으로 다루고 있지 않아왔다. 3G 통신에 적용될 수 있는 여러가지 약어들은 당연히 당업자들에게는 친숙하지만 일반 독자를 위하여 용어 설명(glossary)을 첨부하였다.

당업자들의 효과적인 이해를 위하여 본 발명은 구체적으로 3G 시스템에 관련하여 기술될 것이지만, 이 핸드오버 프로시저의 원리는 다른 시스템, 예를 들면, 모바일 장치나 UE(User Equipment)가 필요할 경우 변경되는 대응 시스템 요소들을 구비한 몇 가지 다른 장치 중 하나(eNodeB에 대응)와 통신하는 다른 CDMA 또는 무선 시스템에 적용될 수 있다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 업링크(uplink) 데이터를 소스 통신 노드에 전송하는 단계; 소스 통신 노드로부터 핸드오버 커맨드를 수신할 때 업링크 데이터의 전송을 중지하는 단계; 업링크 데이터의 전송이 중지되는 동안 업링크 데이터를 버퍼링(buffering)하는 단계; 타겟 통신 노드와 동기화하는(synchronise) 단계; 버퍼링된 업링크 데이터의 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 타겟 노드에 전송하는 단계; 및 타겟 통신 노드에 의해 할당된 자원을 이용하여 업링크 데이터의 전송을 재개(resume)하는 단계를 포함하는, 통신 장치에서 수행되는 방법을 제공한다. 핸드오버 프로시저의 종료시에 타겟 노드에게 버퍼 레벨을 알림으로써, 타겟 노드는 UE가 필요로 하는 요구되는 업링크 자원을 정확하게 할당할 수 있다.

업링크 데이터 전송의 중단이나 중지는 핸드오버 커맨드의 수신과 동시에 또는 핸드오버 커맨드가 수신된 이후의 어느 시점에서 수행될 수 있다. 이러한 시점은, 예를 들면, 시스템 상수로서 미리 정의될 수 있거나, 예를 들어, 핸드오버 커맨드로 통신 장치에 신호를 보낼 수 있다.

핸드오버 완료 메시지는 현재 TS36.300 표준에 정의된 핸드오버 확인 메시지와 동일할 수 있거나, 예를 들면, 버퍼 상태 보고가 첨부되기 때문에 핸드오버 완료 메시지와 상기 정의된 핸드오버 확인 메시지가 다를 수 있다.

이 방법은 기지국 간 핸드오버 및 기지국 내 핸드오버 모두에 이용될 수 있다.

본 발명은 또한 타겟 통신 노드에서, 원격 통신 장치의 소스 통신 노드로부터 타겟 통신 노드로의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 수행되는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 원격 통신 장치 내의 버퍼링된 업링크 데이터 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 수신하는 단계; 수신된 버퍼 상태 보고에 따라서 원격 통신 장치에 자원을 할당하는 단계; 및 타겟 통신 노드에 의해 할당된 자원을 이용하여 원격 통신 장치로부터 업링크 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 바람직하게는 자원을 할당하는 단계는 소스 통신 노드에 의해 원격 장치에 제공되는 서비스에 관련된, 소스 통신 노드로부터 수신되는 서비스 데이터에 따라서 할당을 수행한다.

본 발명은 또한 원격 통신 노드들에 데이터를 전송하고 원격 통신 노드들로부터 데이터를 수신하기 위한 트랜시버(transceiver); 및 업링크 데이터를 소스 통신 노드에 전송하고, 소스 통신 노드로부터 핸드오버 커맨드를 수신할 때 상기 업링크 데이터의 전송을 중지하고, 업링크 데이터의 전송이 중지되는 동안 업링크 데이터를 버퍼링하고, 타겟 통신 노드와 동기화하고, 버퍼링된 업링크 데이터의 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 전송하고, 타겟 통신 노드에 의해 할당된 자원을 이용하여 업링크 데이터를 전송하도록 동작가능한 컨트롤러(controller)를 포함하는 통신 장치를 제공한다.

본 발명은 또한 원격 통신 장치에 데이터를 전송하고 원격 통신 장치로부터 데이터를 수신하기 위한 트랜시버; 및 원격 통신 장치로부터 원격 통신 장치 내의 버퍼링된 업링크 데이터 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 수신하고, 수신된 버퍼 상태 보고에 따라서 원격 통신 장치에 자원을 할당하고, 할당된 자원을 이용하여 원격 통신 장치로부터 업링크 데이터를 수신하도록 동작가능한 컨트롤러를 포함하는 통신 노드를 제공한다.

바람직하게는, 컨트롤러는 소스 통신 노드에 의해 원격 장치에 제공되는 서비스에 관련된, 소스 통신 노드로부터 수신된 서비스 데이터에 따라서 자원들을 할당한다.

본 발명의 이들 및 다른 특징 및 양태는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 이하 예시적인 실시예로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 유형의 모바일 전자통신 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 기지국을 개략적으로 도시하는 도면.

도 3은 도 1에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 모바일 통신 장치를 개략적으로 도시하는 도면.

도 4a 및 도 4b는 종래의 핸드오버 프로세스를 도시하는 도면.

도 5a 및 도 5b는 수정된 핸드오버 프로세스를 도시하는 도면.

(개관)

도 1은 모바일폰(MT)(3-0, 3-1 및 3-2)의 사용자들이 기지국들(5-1 또는 5-2) 중 하나와 전화 네트워크(7)를 통하여 다른 사용자(도시 생략)들과 통신할 수 있는 모바일(셀룰러) 전자통신 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 이 실시예에서, 다운링크(downlink; DL)에 대해, 기지국(5)은 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술을 이용하여 데이터를 모바일폰(3(3-0, 3-1, 3-2))에 송신하고; 업링크(uplink; UL)에 대해서는, 모바일폰(3)은 단일 캐리어 FDMA(frequency division multiple access) 기술을 이용하여 데이터를 기지국(5(5-1, 5-2))에 송신한다. 기지국(5)에 의하여 서로 다른 서브-캐리어(sub-carrier)들이 모바일폰(3)의 지원되는 대역폭과 모바일폰(3)으로/으로부터 송신될 데이터 양에 따라 각 모바일폰(3)에 할당된다. 모바일폰(3)이 소스 기지국(예를 들면, 기지국(5-1))의 셀로부터 타겟 기지국(예를 들면, 기지국(5-2))으로 이동한다면, 소스와 타겟 기지국(5)에서 그리고 모바일폰(3)에서 핸드오버(HO) 프로시저(프로토콜)가 수행되어 핸드오버 프로세스를 제어한다.

(시간/주파수 자원들)

이 실시예에서, 이용가능한 전송 대역은 복수의 부-대역(sub-band)들로 나뉘어지는데, 이 부-대역들은 각각 연속적인 블록들로 배치되어 있는 복수의 연속적인 서브-캐리어를 포함한다. 서로 다른 모바일폰들(3)에는 이들의 데이터를 송신하기 위해 서로 다른 시점에서 부-대역 내의 서로 다른 자원 블록(들)(서브-캐리어들)이 할당된다.

(기지국)

도 2는 이 실시예에서 이용되는 기지국(5) 각각의 주요 구성요소들을 도시하는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 각 기지국(5)은 하나 이상의 안테나(23)를 통해 (상술한 서브-캐리어를 이용하여) 모바일폰(3)에 신호를 전송하고 모바일폰(3)으로부터 신호를 수신하도록 동작가능하며 네트워크 인터페이스(25)를 통해 전화 네트워크(7)에 신호를 전송하고 전화 네트워크(7)로부터 신호를 수신하도록 동작가능한 트랜시버 회로(21)를 포함한다. 컨트롤러(27)는 메모리(29)에 저장된 소프트웨어에 따라 트랜시버 회로(21)의 동작을 제어한다. 소프트웨어는, 다른 것들 중에서도 특히, 운영 체제(31), 다운링크 스케줄러(33), 및 자원 할당 모듈(34)을 포함한다. 다운링크 스케줄러(33)는 모바일폰(3)과 통신할 때 트랜시버 회로(21)에 의해 전송될 사용자 데이터 패킷을 스케줄링하도록 동작가능하고; 자원 할당 모듈(34)은 모바일폰(3)이 이들의 업링크 데이터를 기지국(5)에 송신하기 위해 이용할 주파수 자원을 할당하도록 동작가능하다. 소프트웨어는 또한 핸드오버 모듈(35)을 포함하며, 그 동작은 후술될 것이다.

(모바일폰)

도 3은 도 1에 도시된 모바일폰(3) 각각의 주요 구성요소들을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 모바일폰(3)은 하나 이상의 안테나(73)를 통해 기지국(5)으로 신호를 전송하고 기지국(5)으로부터 신호를 수신하도록 동작가능한 트랜 시버 회로(71)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 모바일폰(3)은 또한 모바일폰(3)의 동작을 제어하고 트랜시버 회로(71)와, 확성기(77), 마이크로폰(79), 디스플레이(81), 및 키패드(83)에 접속되는 컨트롤러(75)도 포함한다. 컨트롤러(75)는 메모리(85) 내에 저장된 소프트웨어 명령어에 따라 동작한다. 도시된 바와 같이, 이들 소프트웨어 명령어는, 다른 것들 중에서도 특히, 운영 체제(87)를 포함한다. 이 실시예에서, 메모리는 또한 업링크 데이터 버퍼(89)도 제공한다. 핸드오버 프로세스를 제어하기 위한 소프트웨어는 핸드오버 모듈(91)에 의해 제공되며, 그 동작이 후술될 것이다.

상술한 설명에서, 기지국(5)과 모바일폰(3)은 둘 다, 이해를 용이하게 하기 위하여, 모바일폰(3)이 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 이동할 때 핸드오버 프로시저를 제어하는 각자의 개별적인 핸드오버 모듈을 가지는 것으로 기술되었다. 이 특징은, 예를 들어, 본 발명을 구현하기 위하여 기존의 시스템을 수정한 경우의 특정 애플리케이션들에는 이러한 방식으로 제공될 수 있지만, 예를 들어, 처음부터 본 발명의 특징을 염두해두고 설계한 시스템과 같은, 다른 애플리케이션에서는 이 핸드오버 특징이 전체 운영 체제 또는 코드로 내장되어 있을 수 있어 핸드오버 모듈이 개별적인 실체로서 식별되지 않을 수도 있다. 이는 다른 소프트웨어 모듈에 대해서도 마찬가지이다.

(핸드오버 프로시저)

이제 핸드오버 모듈(35 및 91)의 동작이 설명될 것이다. 이하의 설명은 UTRAN의 LTE에 이용되는 명명법을 이용할 것이다. 따라서, 기지국(5)을 변경하고 있는 모바일폰(3)은 UE라 칭할 것이고, 소스 기지국(5-1)은 소스 eNodeB라 칭할 것이며 타겟 기지국(5-2)은 타겟 eNodeB라 칭할 것이다.

도 4a 및 4b는 eNodeB 간(inter eNodeB) 핸드오버(HO) 프로시저에 대한 제어 플레인(control plane)에 대한 현재 수락된 시그널링 흐름을 도시한다. 도시된 바와 같이, 시퀀스는 다음과 같이 진행된다:

1. UE는 규칙 세트, 즉, 시스템 정보, 사양서 등에 의해 MEASUREMENT REPORTS를 송신하도록 트리거된다.

2. 소스 eNodeB는 이 MEASUREMENT REPORTS 및 RRM(Radio Resource Management) 정보에 기초하여 UE를 타겟 eNodeB에 핸드오프(hand off)할 것을 결정한다. 소스 eNodeB는 핸드오버를 위해 타겟 eNodeB를 준비하고 핸드오버 요청 시에 관련 정보를 전달한다. 관련 정보는 SAE(System Architecture Evolution) 베어러들(bearers)의 QoS 프로파일들 및 가능하다면 이들 베어러들의 AS(Access Stratum) 구성(즉, RLC, MAC 계층 구성)을 포함한다.

3. 타겟 eNodeB는 L1/L2과의 HO를 준비하고 새로운 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 제공함으로써, 소스 eNodeB에 응답하는데, 이 C-RNTI는 셀 내의 각 UE, 가능하다면 일부 다른 파라미터, 즉, 액세스 파라미터, SIB들(System Information Blocks) 등을 고유하게 식별하는 데에 이용된다. HO의 수락된 준비의 수신 이후에, 소스 eNodeB는 타겟 eNodeB에 사용자 데이터 패킷을 전달하기 시작한다.

4. UE는 필요한 파라미터, 예를 들면, 새로운 C-RNTI, 가능한 개시 시간, 타 겟 eNodeB, SIBs 등을 포함한 HANDOVER(HO) COMMAND를 수신한다. 도 4a 및 4b에 도시되지는 않았지만, UE는 RLC 수신확인(acknowledgment) 프로시저를 이용하여 HO COMMAND의 수신을 확인할 수 있다.

5. HO COMMAND에 정의된 개시 시간이 만료된 이후에는, UE는 그 업링크 전송을 중지하고, 타겟 eNodeB에 대한 동기화를 수행한 다음 UL 타이밍 어드밴스(timing advance; TA) 취득을 시작한다.

6. 타겟 eNodeB는 UL 할당 및 타이밍 어드밴스 정보를 이용하여 응답한다. 이들은 UE가 타겟 eNodeB에, UE에 대한 핸드오버 프로시저를 완료하는 HANDOVER COMPLETE 메시지를 송신하는 데에 이용된다. 도시되지 않았지만, 타겟 eNodeB는 RLC 수신확인 프로시저를 이용하여 HO COMPLETE의 수신을 확인할 수 있다.

7a. 타겟 eNodeB는 소스 eNodeB에 HO의 성공을 알리고, 그 다음 소스 eNodeB는 자신의 버퍼로부터 이미 전달한 데이터를 제거할 수 있다. 소스 eNodeB의 버퍼에 일부가 남아 있거나 네트워크 UPE(User Plane Entity)가 아직도 데이터를 전달하고 있을 경우 소스 eNodeB는 여전히 UE 데이터 전달을 계속한다.

7b. 타겟 eNodeB는 UPE가 타겟 eNodeB로 직접 적절한 사용자 패킷을 전달하도록 네트워크 MME(Mobility Management Entity)/UPE에 UE 위치 정보를 업데이트한다.

(핸드오버 프로시저를 상세히 살펴보기)

핸드오버 실행 단계는 UE에서 소스 eNodeB로부터 스텝 4에서 RRC 핸드오버 커맨드를 수신할 때 시작된다. 핸드오버 커맨드를 수신할 때, UE는 업링크 전송을 중지하고, 업링크 패킷을 버퍼링하기 시작하고, 구(old) 셀로부터 벗어나서 스텝 5에서 타겟 셀에 대한 동기화를 시도한다.

UE가 업링크 동기화를 달성한 후, 타겟 eNodeB는 핸드오버 완료 메시지를 송신하기 위해 업링크 할당을 이용하여 응답한다. UE는 스텝 6에서 UE에서 HO 프로시저를 완료하였다는 핸드오버 완료 메시지를 송신한다.

타겟 eNodeB의 핸드오버 완료 메시지의 수신 이후에, 다운링크 버퍼의 상태 및 (소스 eNodeB에 의해 UE에 제공되고 있었던 서비스를 식별하는) 소스 eNodeB로부터 수신된 QoS 파라미터에 기초하여, 다운링크 U-플레인 데이터에 대한 자원이 적절하게 할당된다. 타겟 eNodeB는 UE에 대한 업링크 U-플레인 자원을 할당해야 한다. 이는 QoS 파라미터 및 UE 내의 업링크 버퍼 상태의 추측에 기초하여 행할 수 있다. 그러나, 핸드오버 직후의 타겟 셀 내의 이러한 업링크 U-플레인 자원 할당은 UE가 타겟 셀과의 동기화를 시도하고 있었을 때는 어떠한 UL 전송도 수행할 수 없었다는 것을 고려해볼 때 차선책(suboptimal)이 될 수 있다. UE가 업링크 데이터를 전송할 수 없는 기간 동안에, UE는 자신의 내부 버퍼(89)에 데이터를 버퍼링한다. UE가 타겟 eNodeB에 업링크 데이터를 송신할 수 있을 때까지는 업링크 버퍼(89)에 상당 수의 업링크 데이터 패킷이 있을 수 있다. UE가 자신의 버퍼 레벨을 빠르게 낮출 수 있기 위하여, 타겟 eNodeB는 그 업링크 U-플레인 데이터를 위하여 타겟 셀에 충분한 자원을 할당해야 한다.

상술한 핸드오버 실행 프로시저는 eNodeB 간 핸드오버 시나리오에 관한 것이지만, UL에서의 자원 할당 및 스케줄링이 관련되는 한 eNodeB 내(intra eNodeB) 핸 드오버에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

요구되는 업링크 자원 수요(needs)를 추측하는 것에 대한 대안으로서, 타겟 eNodeB는 UE에 의해 소스 eNodeB에 송신된 마지막 버퍼 상태 보고 및 QoS 파라미터에 기초하여 UE에 대한 초기 할당을 할 수 있다. 그 다음 UE는 업링크 전송 중단에 의해 증가된 버퍼 레벨을 낮추기 위하여 업링크 버퍼 상태 보고를 송신함으로써 추가적인 업링크 자원을 요청할 수 있다. 그러나, 이는 소스 eNodeB가 각 UE에 대한 가장 최근의 업링크 버퍼 상태 보고를 저장하고 핸드오버 프로시저 동안에 이 보고를 타겟 eNodeB에 전송해야 하는 것을 요구한다.

따라서, 바람직한 실시예에서, 상술한 핸드오버 프로시저는 UE가 HANDOVER COMPLETE 메시지를 송신할 때, 가장 최근의 업링크 버퍼 상태 보고를 이 메시지에 첨부하도록 약간 수정하였다. 그 다음 타겟 eNodeB는 이 정보를 이용하여 UE가 필요로 하는 요구되는 업링크 자원들을 정확하게 할당할 수 있다. 이 수정된 핸드오버 프로시저는 도 5a 및 5b에 도시되며 상술한 다른 기술들 보다 많은 이점을 가지고 있다.

1. eNodeB 간 핸드오버에서는, 소스 eNodeB가 각 UE에 대한 가장 최근의 UL 버퍼 상태 보고를 저장하고 이를 타겟 eNodeB에 전송할 필요가 없다. 이는 eNodeB들에서의 메모리 요구량을 줄여주며 eNodeB들 간의 X2 인터페이스에서의 시그널링 로드를 줄여주게 된다.

2. eNodeB 내 핸드오버에서는, 버퍼 상태 보고가 저장되고 소스로부터 타겟 셀 UL 스케줄링 엔티티로 전송될 필요가 없다.

3. 핸드오버 직후에 업링크 자원의 정확한 할당이 수행되기 때문에, UE가 자원을 더 요구할 필요가 없으며, 이에 따라 L2 시그널링 오버헤드가 줄어든다.

(수정들 및 대안들)

앞서 상세한 실시예가 기술되었다. 당업자들은 본원에 실시된 본 발명으로부터 여전히 이득을 얻을 수 있지만 상기 실시예에 대하여 여러가지 수정 및 대안들이 이루어질 수 있다고 인식할 것이다. 이제 여러가지 이들 대안 및 수정이 단지 예로서 기술될 것이다.

상기 실시예에서, 전자통신 시스템에 기초한 모바일폰이 기술되었다. 당업자들은 본 명세서에 기술된 핸드오버 기술이 임의의 통신 시스템에 채용될 수 있다고 인식할 것이다. 구체적으로, 이들 핸드오버 기술 중 다수는 전자기 신호 또는 음향 신호 중 하나를 이용하여 데이터를 반송하는(carry) 통신 시스템에 기초하여 유선 또는 무선으로 이용될 수 있다. 일반적인 경우, 기지국 및 모바일폰은 서로 통신하는 통신 노드 또는 장치로서 고려될 수 있다. eNodeB 내 핸드오버에서, 소스 및 타겟 통신 노드는 하나의 기지국 내의 각각의 스케줄링 엔티티에 의해 형성될 것이다. 다른 통신 노드 및 장치는, 예를 들면, PDA(personal digital assistants), 랩톱 컴퓨터, 웹 브라우저 등과 같은 사용자 장치를 포함할 수 있다.

상술한 실시예에서, 복수의 소프트웨어 모듈이 기술되었다. 당업자들이 인식할 바와 같이, 소프트웨어 모듈들은 컴파일되거나 컴파일되지 않은 형태로 제공될 수 있으며 컴퓨터 네트워크를 통해, 또는 기록 매체 상에서 기지국 또는 모바일폰에 신호로서 제공될 수 있다. 또한, 이러한 소프트웨어 중 일부 또는 모두에 의 해 수행되는 기능성은 하나 이상의 전용 하드웨어 회로를 이용하여 수행될 수 있다. 그러나, 이들 기능성들을 업데이트하기 위하여 기지국(5) 및 모바일폰(3)의 업데이트를 용이하게 하는 것으로서 소프트웨어 모듈들의 사용이 바람직하다.

(3GPP 용어들의 용어 설명)

LTE - (UTRAN의) Long Term Evolution

eNodeB - E-UTRAN Node B

UE - User Equipment - 모바일 통신 장치

DL - downlink - 기지국으로부터 모바일로의 링크

UL - uplink - 모바일로부터 기지국으로의 링크

MME - Mobility Management Entity

UPE - User Plane Entity

HO - Handover

RLC - Radio Link Control

RRC - Radio Resource Control

RRM - Radio Resource Management

SAE - System Architecture Evolution

C-RNTI - Cell-Radio Network Temporary Identifier

SIB - System Information Block

U-플레인 - User Plane

X2 인터페이스 - 2개의 eNodeB 간의 인터페이스

다음은 본 발명이 현재 제안된 3GPP LTE 표준으로 구현될 수 있는 방식의 상세한 설명이다. 여러 특징들이 필수적이거나 필요한 것으로 기술되었지만, 이는 예를 들면, 표준에 의해 부과되는 다른 요건들로 인해 제안된 3GPP LTE 표준의 경우에만 해당될 수 있다. 따라서, 이들 설명들은 본 발명을 어떠한 방법으로도 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

(도입)

LTE 내 핸드오버 프로시저용 시그널링 시퀀스가 TS 36.300에서 포착(capture)되었지만, 타겟 셀에서의 자원 할당에 대한 상세사양은 아직 구체적으로 다루어지지 않았다. 이를 위해 본 출원인은 핸드오버 및 UL 버퍼 상태 보고 핸들링 이후에 타겟 셀에서의 UL 자원 할당에 대한 몇 가지 보다 상세한 사항을 다루기로 한다.

(설명)

모빌리티(mobility)에 대한 "전형적인" 시그널링 흐름을 연구하면서, 본 출원인은 핸드오버 프로시저가 다음으로 구성되었음을 알 수 있었다: 무선 상태들(radio conditions)이 변하고 있고, UE는 측정치 보고를 송신하고, 네트워크는 결정을 하고 타겟 셀을 준비하고, 네트워크는 UE에게 셀을 변경하라고 명령하고, UE는 L1을 재구성하고 타겟 셀에 대한 동기화를 하고, 데이터가 전송되어 타겟 셀에 수신되며 소스 셀의 자원들은 릴리즈(release)된다.

eNodeB 간 핸드오버 프로시저에 대하여 동의하였던 제어 플레인에 대한 시그널링 흐름은 그 요지가 반복되어 다른 논의에 대한 기본으로서 행해진다. 이 시그 널링 시퀀스에 대한 드레프트 스테이지 2 TS로부터의 설명 또한 포함된다.

다음은 MME/UPE 내 HO 프로시저의 보다 상세한 설명이다.

1. UE는 규칙 세트, 즉, 시스템 정보, 사양 등에 의해 MEASUREMENT REPORT를 송신하도록 트리거된다.

2. 소스 eNB는 MEASUREMENT REPORT 및 RRM 정보에 기초하여 UE를 핸드오프할 것을 결정한다. 이 eNB는 핸드오버를 위해 타겟 eNB를 준비하고 핸드오버 요청 시에 관련 정보를 전달한다. 관련 정보는 SAE 베어러들의 QoS 프로파일들 및 가능하다면 이들 베어러들의 AS 구성(FFS)을 포함한다.

3. 타겟 eNB는 L1/L2와의 HO를 준비하고 새로운 C-RNTI 및 가능하다면 일부 다른 파라미터, 즉, 액세스 파라미터, SIB들 등을 제공함으로써 소스 eNB에 응답한다. HO의 수락된 준비의 수신 이후에, 소스 eNB는 타겟 eNB에 데이터 패킷을 전달하기 시작한다.

4. UE는 필요한 파라미터, 즉, 새로운 C-RNTI, 가능한 개시 시간, 타겟 eNB SIB들 등을 포함한 HANDOVER COMMAND를 수신한다. UE는 RLC 수신확인 프로시저를 이용하여 HO COMMAND의 수신을 확인할 필요가 있을 수 있다.

5. HO COMMAND의 개시 시간이 만료된 이후에는, UE는 타겟 eNB에 대한 동기화를 수행한 다음 UL 타이밍 어드밴스 취득을 시작한다.

6. 네트워크는 UL 할당 및 타이밍 어드밴스를 이용하여 응답한다. 이들은 UE가 타겟 eNB에, UE에 대한 핸드오버 프로시저를 완료하는 HANDOVER COMPLETE를 송신하는 데에 이용된다. NW는 RLC 수신확인 프로시저를 이용하여 HO COMPLETE의 수신을 확인할 필요가 있을 수 있다.

7a. 타겟 eNB는 소스 eNB에 HO의 성공을 알리고, 그 다음, 소스 eNB는 자신의 버퍼로부터 이미 전달한 데이터를 제거할 수 있다. 소스 eNB의 버퍼에 일부가 남아 있거나 UPE가 아직도 데이터를 전달하고 있을 경우 소스 eNB는 여전히 UE 데이터 전달을 계속한다.

7b. UPE가 타겟 eNB로 직접 패킷을 전달할 수 있게 하기 위하여 MME/UPE에 UE 위치 정보를 업데이트한다.

4.1. 핸드오버 실행 프로시저를 상세히 살펴보기

핸드오버 실행 단계는 UE에서 소스 eNodeB로부터 스텝 4에서 RRC 핸드오버 커맨드를 수신할 때 시작된다. 핸드오버 커맨드를 수신할 때, UE는 UL 전송을 중지하고, UL 패킷을 버퍼링하기 시작하고, 구 셀로부터 벗어나서 스텝 5에서 타겟 셀에 대한 동기화를 시도할 것이다.

UE가 UL 동기화를 달성한 후에, eNodeB는 핸드오버 완료 메시지를 송신하기 위해 UL 할당으로 응답할 것이다. UE는 스텝 6에서 UE에서 HO 프로시저를 완료할 것이라는 핸드오버 완료 메시지를 송신할 것이다.

타겟 eNodeB의 핸드오버 완료 메시지의 수신 이후에, 소스 eNodeB로부터 수신된 QoS 파라미터들 및 DL 버퍼의 상태에 기초하여, DL U-플레인 데이터에 대한 자원을 적절하게 할당할 것이다. 그러나 UL-U 플레인 데이터에 대해서는, 타겟 eNodeB가 QoS 파라미터 및 UE 내의 UL의 버퍼 상태의 추측에 기초하여 자원을 할당할 수 있다. HO 직후의 타겟 셀 내의 이러한 UL U-플레인 자원 할당은 UE가 타겟 셀과의 동기화를 시도하고 있었을 때는 어떠한 UL 전송도 수행할 수 없었다는 사실을 고려해볼 때 차선책이 될 수 있다. 이는 핸드오버 실행 단계 동안 방대한 양의 UL 데이터 패킷이 UE 내에 버퍼링되게 할 수 있고 타겟 셀의 UL-U 플레인 데이터에 대한 충분한 양의 자원을 할당함으로써 버퍼 레벨이 빠르게 낮추어질 필요가 있다.

상술한 핸드오버 실행 프로시저는 eNB 간 핸드오버 시나리오에 관한 것이지만, UL에서의 자원 할당 및 스케줄링에 관련되는 한 eNB 내 핸드오버에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

4.2 HO 이후에 UL에서의 자원 할당

상술한 양태들을 고려해 볼 때, 핸드오버 실행 단계 직후에 타겟 셀에서 U-플레인 데이터에 대한 UL 자원의 적절한 양이 할당되어야 할 필요가 있다. 이를 수행하는 가능한 방식들은 후술될 2 스텝 접근법 또는 1 스텝 접근법 중 하나를 가질 것이다.

(2 스텝 접근법)

스텝 1 : 초기에 타겟 셀에 UL 자원은, UE에 의해 송신된 최근 버퍼 상태 보고 및 QoS 파라미터에 기초하여 할당된다.

스텝 2 : 그 다음 UE는 UL 전송의 중단에 의한 증가된 버퍼 레벨을 낮추기 위해 UL 버퍼 상태 보고를 송신함으로써 추가적인 UL 자원을 후속하여 요청할 것이다.

(1 스텝 접근법)

스텝 1 : UE는 핸드오버 완료 메시지와 함께 UL 버퍼 상태 보고를 송신하고 이에 따라 eNB는 UL 자원을 할당한다.

2개의 접근법들을 비교할 때, 본 출원인은 1 스텝 접근법이 2 스텝 접근법에 비해 큰 이점을 가지고 있다고 생각된다.

1 스텝 접근법에서 본 출원인은 다음과 같은 이점을 발견하였다.

1. eNodeB 간 HO에서는, 소스 eNodeB가 각 UE에 대한 가장 최근의 UL 버퍼 상태 보고를 저장하여 eNodeB 간 핸드오버 동안 이 보고를 타겟 eNodeB에 전송할 필요가 없다. 이는 메모리 요구량을 줄여주며 X2 인터페이스에서의 시그널링 로드를 줄여줄 것이다.

2. eNB 내 핸드오버에서도 마찬가지로, 버퍼 상태 보고가 저장되고 소스로부터 타겟 셀 UL 스케줄링 엔티티로 전송될 필요가 없다.

(결론)

본 명세서에서 본 출원인은 핸드오버 실행 단계를 상세히 살펴보았으며 타겟 셀에서의 UL 자원 할당 및 UL 버퍼 상태 보고의 핸들링을 제안한다.

핸드오버 실행 단계를 시작할 때에는(즉, 핸드오버 커맨드를 수신할 때), UE는 UL 전송을 중지하고 타겟 셀과의 동기화를 시도한다. UE 내의 버퍼는 UE가 타겟 셀에서의 HO 이후에 UL 허가(grant)를 수신할 때까지 데이터 패킷을 계속해서 축적하고 있는다. 네트워크는 UL 전송 중지에 의해 증가된 버퍼 레벨을 빨리 낮추기 위하여 타겟 셀에서의 UL 자원들을 정확하게 할당할 필요가 있다.

타겟 셀에서 UL 자원 할당을 최적화하기 위하여, 본 출원인은 UE에 의해 UL 버퍼 상태 보고가 핸드오버 완료 메시지와 함께 전송되는 것을 제안하였다. 이는 가장 최근의 UL 버퍼 상태 보고를 저장하고 이를 핸드오버 동안에 타겟 셀/eNodeB MAC 엔티티로 전송할 필요성을 없앨 것이다.

이 논의로부터 중요한 요점을 포착하고 본원으로부터 이를 TS 36.300에 포함되도록 제안된다.

본 명세서는 2007년 2월 5일에 출원된, 그 개시물이 전체가 참조로서 포함되는 영국 특허 출원 제0702169.4호의 우선권을 주장하며 이에 기초하고 있다.

Claims

통신 장치에서 수행되는 방법으로서,

업링크(uplink) 데이터를 소스 통신 노드에 전송하는 단계;

상기 소스 통신 노드로부터 핸드오버 커맨드(handover command)를 수신할 때 업링크 데이터의 전송을 중지하는 단계;

상기 업링크 데이터의 전송이 중지되는 동안 업링크 데이터를 버퍼링(buffering)하는 단계;

타겟(target) 통신 노드와 동기화하는(synchronise) 단계;

상기 타겟 통신 노드와의 동기화 이후에, 버퍼링된 업링크 데이터의 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 전송하는 단계; 및

상기 타겟 통신 노드에 의해 할당된 자원을 이용하여 업링크 데이터를 상기 타겟 통신 노드에 전송하는 단계

를 포함하는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 업링크 데이터를 상기 타겟 통신 노드에 전송하는 단계는, 버퍼링된 데이터 레벨을 줄이기 위하여, 상기 업링크 데이터를 상기 소스 통신 노드에 전송하는 단계에서 이용된 자원보다 많은 자원을 이용하는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
제1항에 있어서,

상기 방법은 기지국 간(inter base station) 핸드오버 또는 기지국 내(intra base station) 핸드오버 동안에 수행되는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 상태 보고는 상기 핸드오버 완료 메시지에 첨부되는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
제1항 또는 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 업링크 데이터의 전송을 중지하는 단계는 상기 핸드오버 커맨드를 수신한 후에 상기 업링크 전송을 중지하는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
제6항에 있어서,

상기 업링크 데이터의 전송을 중지하는 단계는 상기 핸드오버 커맨드를 수신한 후에 미리 정의된 시간 기간에 상기 업링크 전송을 중지하는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
제7항에 있어서,

상기 핸드오버 커맨드는 상기 미리 정의된 시간 기간을 정의하는, 통신 장치에서 수행되는 방법.
타겟 통신 노드에서, 원격 통신 장치의 소스 통신 노드로부터 상기 타겟 통신 노드로의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 수행되는 방법으로서,

상기 원격 통신 장치가 상기 타겟 통신 노드와 동기화할 수 있게 하는 데이터를 제공하는 단계;

상기 원격 통신 장치로부터, 상기 원격 통신 장치 내의 버퍼링된 업링크 데이터 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 수신하는 단계;

상기 수신된 버퍼 상태 보고에 따라서 상기 원격 통신 장치에 자원을 할당하는 단계; 및

상기 할당된 자원을 이용하여 상기 원격 통신 장치로부터 업링크 데이터를 수신하는 단계

를 포함하는, 핸드오버를 용이하게 하기 위한 방법.
제9항에 있어서,

상기 자원을 할당하는 단계는 소스 통신 노드에 의해 상기 원격 통신 장치에 제공되는 서비스에 관련된, 상기 소스 통신 노드로부터 수신되는 서비스 데이터에 따라서 할당을 수행하는, 핸드오버를 용이하게 하기 위한 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 버퍼 상태 보고는 상기 핸드오버 완료 메시지에 첨부되는, 핸드오버를 용이하게 하기 위한 방법.
통신 장치로서,

원격 통신 노드들에 데이터를 전송하고 원격 통신 노드들로부터 데이터를 수신하기 위한 트랜시버(transceiver); 및

업링크 데이터를 소스 통신 노드에 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하고,

상기 소스 통신 노드로부터 핸드오버 커맨드를 수신할 때 상기 업링크 데이터의 전송을 중지하고,

상기 업링크 데이터의 전송이 중지되는 동안 업링크 데이터를 버퍼링하고,

타겟 통신 노드와 동기화하고,

상기 타겟 통신 노드와 동기화한 이후에, 버퍼링된 업링크 데이터의 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하고,

상기 타겟 통신 노드에 의해 할당된 자원을 이용하여 업링크 데이터를 상기 타겟 통신 노드에 전송하기 위해 상기 트랜시버를 제어하도록 동작가능한 컨트롤러(controller)

를 포함하는 통신 장치.
삭제
제12항에 있어서,

상기 컨트롤러는 상기 핸드오버 완료 메시지를 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하기 전에 상기 버퍼 상태 보고를 상기 핸드오버 완료 메시지에 첨부하도록 동작가능한 통신 장치.
제12항에 있어서,

상기 컨트롤러는 상기 핸드오버 커맨드를 수신한 이후에 상기 업링크 전송을 중지하도록 동작가능한 통신 장치.
제15항에 있어서,

상기 컨트롤러는 상기 핸드오버 커맨드를 수신한 이후에 미리 정의된 시간 기간에 상기 업링크 전송을 중지하도록 동작가능한 통신 장치.
제16항에 있어서,

상기 시간 기간은 상기 핸드오버 커맨드에 의해 정의되는 통신 장치.
통신 장치로서,

업링크 데이터를 소스 통신 노드에 전송하기 위한 수단;

상기 소스 통신 노드로부터 핸드오버 커맨드를 수신할 때 상기 업링크 데이터의 전송을 중지하기 위한 수단;

상기 업링크 데이터의 전송이 중지되는 동안 업링크 데이터를 버퍼링하기 위한 수단;

타겟 통신 노드와 동기화하기 위한 수단;

상기 타겟 통신 노드와 동기화한 이후에, 버퍼링된 업링크 데이터의 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 상기 타겟 통신 노드에 송신하기 위한 수단;

상기 타겟 통신 노드에 의해 할당된 자원을 이용하여 업링크 데이터를 상기 타겟 통신 노드에 전송하기 위한 수단

을 포함하는 통신 장치.
통신 노드로서,

원격 통신 장치에 데이터를 전송하고 원격 통신 장치로부터 데이터를 수신하기 위한 트랜시버; 및

상기 원격 통신 장치가 상기 통신 노드와 동기화할 수 있게 하는 데이터를 제공하고,

상기 원격 통신 장치 내의 버퍼링된 업링크 데이터 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 수신하고,

상기 수신된 버퍼 상태 보고에 따라서 상기 원격 통신 장치에 자원을 할당하고,

상기 할당된 자원을 이용하여 상기 원격 통신 장치로부터 업링크 데이터를 수신하기 위해 상기 트랜시버를 제어하도록 동작가능한 컨트롤러

를 포함하는 통신 노드.
제19항에 있어서,

상기 컨트롤러는 소스 통신 노드에 의해 상기 원격 통신 장치에 제공되는 서비스에 관련된, 소스 통신 노드로부터 수신된 서비스 데이터에 따라서 상기 자원들을 할당하도록 동작가능한 통신 노드.
타겟 통신 노드로서,

원격 통신 장치가 상기 타겟 통신 노드와 동기화할 수 있게 하는 데이터를 제공하기 위한 수단;

상기 원격 통신 장치 내의 버퍼링된 업링크 데이터 양을 나타내는 버퍼 상태 보고와 함께 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 위한 수단;

상기 수신된 버퍼 상태 보고에 따라서 상기 원격 통신 장치에 자원을 할당하기 위한 수단; 및

상기 할당된 자원을 이용하여 상기 원격 통신 장치로부터 업링크 데이터를 수신하기 위한 수단을 포함하는 타겟 통신 노드.
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