KR101232953B1 - 핸드오버 레이턴시 성능향상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 핸드오버 레이턴시의 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 단말에서 기지국으로 핸드오버 코드 레인징 메시지를 전송하면, 그에 대한 응답으로 기지국은 핸드오버 코드 레인징 메시지가 후보자 관리 임계치 범위 내에서 전송되면 단말이 적정 임계치 범위 내로 보정될 수 있는 보정값과 'Success' 메시지를 전송하는 핸드오버 레이턴시 성능향상 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 후보자 관리 임계치 범위 내에서 단말이 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 경우에는 한 번에 'Success' 메시지를 응답으로 받을 수 있고, 관리 외 임계치 범위에서 단말이 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 경우에도 후보자 관리 임계치 범위 내로만 보정되면 그 이후에는 한 번에 'Success' 메시지를 응답으로 받을 수 있으므로 단말에서 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 횟수가 줄임으로써 핸드오버 레이턴시가 줄어들기 때문에 빠른 핸드오버가 이루어진다는 효과가 있다.
핸드오버, 코드 레인징, 적정 임계치 범위, 후보자 임계치 범위

Description

핸드오버 레이턴시 성능향상 방법{EFFICIENCY IMPROVING METHOD OF HANDOVER LATENCY}
본 발명은 이동통신 시스템에서 핸드오버 레이턴시의 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
현재 이동통신 시스템에서는 단말(PSS: Portable Subscriber Station)이 고속으로 이동하는 상황에서도 대용량의 데이터 등을 좋은 품질로 제공받을 수 있도록 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러기 위해서는 단말은 현재 통신 중인 서빙(Serving) 기지국에서 타켓(Target) 기지국으로 이동되는 핸드오버(Handover)를 수행하여야 한다.
이때, 서빙 기지국에서 타켓 기지국으로의 핸드오버는 하드 핸드오버(Hard Handover)와 소프트 핸드오버(Soft handover)로 구분되는데, 하드 핸드오버는 서빙 기지국과의 연결을 끊고, 곧바로 타켓 기지국으로 연결하는 핸드오버 방식이다. 그리고 소프트 핸드오버는 서빙 기지국과 타켓 기지국이 동시에 연결되는 과정을 거쳐 서빙 기지국의 연결을 서서히 끊는 방식으로 핸드오버 방식이다.
상기와 같이 핸드오버가 이루어지는 동안에도 단말은 타켓 기지국과 다양한 메시지들을 송수신하는데, 단말이 고속으로 이동하거나, 대용량의 데이터가 송수신되는 경우에는 빠른 핸드오버가 이루어져야 제공되는 서비스의 품질이 저하되지 않을 수 있다.
이와 관련하여, 빠른 핸드오버가 이루어질 수 있도록 하는 기술이 대한민국 특허공개공보 제2008-0014418호에 '이동 통신 시스템에서 핸드오버 성공률 향상 방법'이 제시되었다. 제시된 기술은 타켓 기지국과 핸드오버를 위해 송수신되는 메시지가 유실되는 것을 방지하기 위해 단말에서 타켓 기지국으로 핸드오버와 관련된 메시지를 다수번 반복해서 송신하여 타켓 기지국에서의 메시지의 수신율을 높이는 방법에 대한 것이다.
또한, 도1의 (a)는 종래의 핸드오버를 위해 단말에서 전송하는 메시지에 대해 타켓 기지국에서 응답 메시지를 전송하는 과정을 도시한 흐름도이고, 도1의 (b)는 타켓 기지국에서 적정 임계치 범위와 관리 외 임계치 범위의 관계를 도시한 도면이다.
단말에서는 핸드오버를 위해 코드 레인징(Code Ranging) 메시지(이하, 요청 메시지)를 타켓 기지국으로 전송(S110)한다. 타켓 기지국에서는 정상적으로 핸드오버가 이루어질 수 있는 적정 임계치 범위(10)가 설정되어 있어서, 요청 메시지가 적정 임계치 범위(10)에서 전송된 것인지 판단(S120)하여 적정 임계치 범위(10) 내에서 전송된 경우에는 'Success' 메시지를 응답 메시지(RNG-RSP: Ranging-Response)로 전송(S130)한다.
그런데, 요청 메시지가 적정 임계치 범위(10)가 아닌 관리 외 임계치 범위(20)에서 전송된 것이라면, 타켓 기지국은 단말에서 전송되는 신호를 적정 임계치 범위(10) 내로 보정하는 보정값을 설정(S140)하여, 보정값과 함께 'Continue' 메시지를 응답 메시지로 전송(S150)한다. 여기서, 보정값은 단말과 타켓 기지국 사이의 필드(Field) 무선 환경에 따라서 적절한 파워, 타이밍 및 주파수 레벨(Frequency Level)을 찾기 위해서 타켓 기지국에서 단말로 전송하는 값이다.
상기에 제시된 대한민국 특허공개공보 제2008-0014418호에서도 타켓 기지국은 도1의 (a)에 도시된 흐름을 따라서 'Success' 메시지나 'Continue' 메시지를 응답 메시지로 전송하도록 하고 있다. 그러므로 요청 메시지가 적정 임계치 범위(10) 내에서 전송되지 않는 경우(즉, 요청 메시지가 관리 외 임계치 범위(20)에서 전송되는 경우)에는 적정 임계치 범위(10) 내에서 요청 메시지가 전송될 때까지 반복하여 기지국에서는 단말로 보정값과 'Continue' 메시지를 응답 메시지로 전송하게 된다.
그러나 일반적으로 상기와 같이, 단말과 타켓 기지국 사이에서 적절한 파워, 타이밍 및 주파수 레벨을 찾기 위해서 단말이 기지국으로 전송하는 요청 메시지가 3회 이상 발생하면 핸드오버 레이턴시(Handover Latency)가 150ms가 넘는 현상이 발생하여 빠른 핸드오버가 이루어지지 않는다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단말에서 타켓 기지국으로 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 횟수를 줄일 수 있는 핸드오버 레이턴시 성능향상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 단말에서 기지국으로 핸드오버 코드 레인징(Handover Code Ranging) 메시지(이하, 요청 메시지)를 전송하는 요청단계; 및 상기 기지국에서 상기 단말로 상기 요청 메시지가 후보자 관리 임계치 범위 내에서 전송되는지 판단하여 상기 단말을 적정 임계치 범위 내로 보정할 수 있는 보정값과 해당하는 응답 메시지를 전송하는 응답단계; 를 포함하고, 상기 후보자 관리 임계치 범위는, 상기 단말이 한 번의 보정으로 정상적으로 핸드오버가 이루어지는 적정 임계치 범위 내로 보정될 수 있는 범위인 것을 특징으로 하는 핸드오버 레이턴시(Latency) 성능향상 방법을 제공한다.
이때, 상기 요청 메시지가 상기 후보자 관리 임계치 범위 내에서 전송되는 경우, 상기 응답 메시지는, 핸드오버가 종료되는 'Success' 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오버 레이턴시 성능향상 방법을 제공한다.
그리고 상기 요청 메시지가 후보자 관리 임계치 범위를 벗어난 관리 외 임계치 범위에서 전송되는 경우, 상기 응답 메시지는, 다시 요청 메시지를 전송할 것을 요구하는 'Continue' 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오버 레이턴시 성능향상 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 후보자 관리 임계치 범위 내에서 단말이 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 경우에는 한 번에 'Success' 메시지를 응답으로 받을 수 있고, 관리 외 임계치 범위에서 단말이 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 경우에도 후보자 관리 임계치 범위 내로만 보정되면 그 이후에는 한 번에 'Success' 메시지를 응답으로 받을 수 있으므로 단말에서 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송하는 횟수를 줄임으로써 핸드오버 레이턴시가 줄어들기 때문에 빠른 핸드오버가 이루어진다는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도2의 (a)는 본 발명의 핸드오버를 위해 단말에서 전송하는 메시지에 대해 타켓 기지국에서 응답 메시지를 전송하는 과정을 도시한 흐름도이고, 도2의 (b)는 타켓 기지국에서 적정 임계치 범위, 후보자 관리 임계치 범위 및 관리 외 임계치 범위의 관계를 도시한 도면이다.
또한, 도3은 본 발명의 단말이 타켓 기지국으로 핸드오버를 위해 코드 레인징 메시지를 요청하고, 타켓 기지국에서 응답 메시지를 수신하는 절차를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 핸드오버(Handover) 절차는 단말(PSS: Portable Subscriber Station, 100)에서 타켓 기지국(Target Base Station, 200)으로 핸드오버를 위한 코드 레인징(Code Raging) 메시지(이하, 요청 메시지)를 전송(S210)한다. 그러면 타켓 기지국(200)은 수신된 요청 메시지(Signal)를 분석하여 요청 메시지가 적정 임계치 범위 내에서 전송된 것인지 판단(S220)한다. 이때, 적정 임계치 범위(310)는 단말(100)과 타켓 기지국(200) 사이의 필드(Field) 무선 환경에 따라서 적절한 파워, 타이밍 및 주파수 레벨(Frequency Level)를 만족하는 범위를 의미한다.
요청 메시지가 적정 임계치 범위(310) 내에서 전송된 경우에 타켓 기지국(200)은 요청 메시지에 대한 응답 메시지(RNG-RSP: Ranging-Response)로 'Success' 메시지를 단말(100)로 전송(S230)하여 핸드오버가 마무리된다.
그런데, 요청 메시지가 적정 임계치 범위(310) 내에서 전송되지 않은 경우에는 타켓 기지국(200)은 수신된 요청 메시지가 후보자 관리 임계치 범위(320) 내에서 전송된 것인지를 다시 판단(S240)한다. 이때, 후보자 임계치 범위(320)는 단말(100)에서 한 번의 보정에 의해 적정 임계치 범위(310)로 보정될 수 있는 범위를 의미한다.
요청 메시지가 후보자 임계치 범위(320) 내에서 전송된 경우라면, 타켓 기지국(200)은 요청 메시지에 대한 응답 메시지로 'Success' 메시지를 단말(100)로 전송하면서, 단말(100)이 적정 임계치 범위(310) 내로 보정될 수 있도록 보정값을 설정(S250)하여 'Success' 메시지와 같이 전송(S260)한다. 그럼으로써 단말(100)은 적정 임계치 범위(310) 내에서 요청 메시지를 전송한 것과 마찬가지로 한 번의 요청 메시지만으로 'Success' 메시지를 응답 메시지로 수신하여 핸드오버가 마무리될 수 있기 때문에 그만큼의 핸드오버 절차를 줄일 수 있다.
한편, 요청 메시지가 적정 임계치 범위(310) 내에서 전송되지 않고, 또한, 후보자 임계치 범위(320) 내가 아닌 관리 외 임계치 범위(330)에서 전송되는 경우에는 타켓 기지국(200)은 수신된 요청 메시지에 대한 응답으로 단말(100)이 적정 임계치 범위(310)로 보정될 수 있는 보정값을 설정(S270)하여 보정값과 함께 다시 요청 메시지를 전송할 것을 요구하는 'Continue' 메시지를 응답 메시지로 전송(S280)한다.
물론, 이 경우에 설정된 보정값(S270)에 의해 단말(100)이 적정 임계치 범위(310)나 후보자 관리 임계치 범위(320) 내로 들어온다면 타켓 기지국(200)은 단말(100)로 'Success' 메시지를 전송함으로써, 핸드오버가 마무리된다. 하지만, 설정된 보정값(S270)에 의해서도 단말(100)이 적정 임계치 범위(310)나 후보자 관리 임계치 범위(320) 내로 들어오지 않으면, 단말(100)이 적정 임계치 범위(310)나 후보자 관리 임계치 범위(320) 내로 들어올 때까지 보정값을 설정(S270)하고, 설정된 보정값과 'Continue' 메시지를 단말(100)에 전송한다.
또한, 도3에 도시된 바와 같이, 단말(100)에서 현재 서비스를 받고 있는 서빙 기지국(Serving Base Station)에서 타켓 기지국(200)으로 핸드오버가 발생하면, 단말(100)에서 타켓 기지국(200)으로 핸드오버를 위한 코드 레인징 메시지를 전송한다.
그러면, 타켓 기지국(200)에서는 수신된 요청 메시지를 분석하여 적정 임계치 범위(310) 내에서 전송된 것인지를 판단한다. 그런데, 단말(100)에서 전송된 요청 메시지가 후보자 임계치 범위(320)가 아닌 관리 외 임계치 범위(330)에서 전송된 것이라면, 단말(100)이 적정 임계치 범위(310) 내로 들어갈 수 있도록 보정값과 함께 보정된 요청 메시지를 다시 전송할 것을 의미하는 'Continue' 메시지를 요청 메시지에 대한 응답 메시지로 전송한다.
'Continue' 메시지를 수신한 단말(100)은 보정된 요청 메시지를 다시 타켓 기지국(200)으로 전송하고, 타켓 기지국(200)에서는 수신된 요청 메시지를 분석하여 요청 메시지가 후보자 임계치 범위(320) 내에서 전송되면 보정값과 'Success' 메시지를 단말(100)로 전송하여 단말이 적정 임계치 범위(310) 내로 들어가도록 함으로써 핸드오버가 마무리된다. 그러므로 'Success' 메시지와 보정값이 같이 단말(100)로 전송되므로 단말(100)에서는 최종적으로 보정이 이루어지고, 'Success' 메시지를 수신하기 때문에 다시 타켓 기지국(200)으로 요청 메시지를 전송할 필요가 없어진다.
이때, 단말에서 타켓 기지국으로 전송하는 요청 메시지가 반복해서 이루어질 때, 그 간격은 30~40ms 정도의 시간이 소요되는데, 요청 메시지가 타켓 기지국으로 두 번 전송되면, 약 60~80ms의 시간이 소요되므로, 핸드오버 레이턴시를 100ms이하로 줄일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도1의 (a)는 종래의 핸드오버를 위해 단말에서 전송하는 메시지에 대해 타켓 기지국에서 응답 메시지를 전송하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도1의 (b)는 타켓 기지국에서 적정 임계치 범위와 관리 외 임계치 범위의 관계를 도시한 도면이다.
도2의 (a)는 본 발명의 핸드오버를 위해 단말에서 전송하는 메시지에 대해 타켓 기지국에서 응답 메시지를 전송하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도2의 (b)는 타켓 기지국에서 적정 임계치 범위, 후보자 관리 임계치 범위 및 관리 외 임계치 범위의 관계를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 단말이 타켓 기지국으로 핸드오버를 위해 코드 레인징 메시지를 요청하고, 타켓 기지국에서 응답 메시지를 수신하는 절차를 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 단말 200: 타켓 기지국
310: 적정 임계치 범위 320: 후보자 임계치 범위
330: 관리 외 임계치 범위

Claims (3)

  1. 단말에서 기지국으로 핸드오버 코드 레인징(Handover Code Ranging) 메시지(이하, 요청 메시지)를 전송하는 요청단계;
    상기 기지국에서 상기 단말로, 상기 요청 메시지가 적정 임계치 범위 내에서 전송되는 것으로 판단되는 경우, 핸드오버가 종료되는 'Success' 메시지인 응답 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 기지국에서, 상기 요청 메시지가 후보자 관리 임계치 범위 내에서 전송되는 것으로 판단되는 경우, 상기 단말을 적정 임계치 범위 내로 보정할 수 있도록 상기 단말과 상기 기지국 사이의 필드 무선 환경에 따라서 파워, 타이밍 및 주파수 레벨을 보정하기 위한 파워, 타이밍 및 주파수에 관한 보정값에 대한 정보와 핸드오버가 종료되는 'Success' 메시지인 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 응답단계; 를 포함하고,
    상기 적정 임계치 범위는, 상기 단말과 상기 기지국 사이의 무선 환경이 정상적으로 핸드오버가 이루어질 수 있는 범위이며,
    상기 후보자 관리 임계치 범위는, 상기 단말과 상기 기지국 사이의 필드 무선 환경에 따라서 파워, 타이밍 및 주파수 레벨을 한 번의 보정으로 정상적으로 핸드오버가 이루어지는 적정 임계치 범위 내로 보정될 수 있는 범위인 것을 특징으로 하는 핸드오버 레이턴시(Latency) 성능향상 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요청 메시지가 후보자 관리 임계치 범위를 벗어난 관리 외 임계치 범위에서 전송되는 경우,
    상기 응답 메시지는, 다시 요청 메시지를 전송할 것을 요구하는 'Continue' 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오버 레이턴시 성능향상 방법.
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