KR101818770B1 - 통신 시스템에서 이동 단말의 고속 핸드오버 방법 및 이를 위한 시스템 - Google Patents

통신 시스템에서 이동 단말의 고속 핸드오버 방법 및 이를 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핸드오버 방법에 관한 것으로서, 특히, 핸드오버 지연을 단축하는 고속 핸드오버 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 이동 단말의 핸드오버 방법에 있어서, 핸드오버하고자하는 제1 기지국을 결정하는 과정과, 상기 제1 기지국으로 핸드오버를 수행하기 위한 채널을 예약하고, 상기 예약된 채널의 정보를 현재 서비스 받고 있는 제2 기지국으로 통보하는 과정과, 상기 제1 기지국으로부터 상기 제1 기지국 채널들의 상태 정보가 수신되면, 상기 제1 기지국으로 핸드오버를 수행하는 과정을 포함한다.

Description

통신 시스템에서 이동 단말의 고속 핸드오버 방법 및 이를 위한 시스템{METHOD FOR FAST HANDOVER OF MOBILE TERMINAL OVER COMMUNICATION SYSTEM AND SYSTEM THEREFOR}
본 발명은 핸드오버 방법에 관한 것으로서, 특히, 핸드오버 지연을 단축하는 통신 시스템에서 이동 단말의 고속 핸드오버 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 핸드오버는 이동 단말이 현재 서비스 받고 있는 기지국의 무선 영역에서 인접한 다른 기지국의 무선 영역으로 이동해 갈 때, 현재 서비스를 제공하는 기지국, 즉 소스 기지국(또는 소스 노드)의 통화 채널을 다른 무선 영역의 인접한 기지국, 즉 타겟 기지국(또는 타겟 노드)의 통화 채널로 전환해 주는 기능을 말한다. 여기서, 기지국은 기지국, 중계기, 릴레이, 펨토셀 기지국, 액세스 포인트 등 다양한 통신 노드를 총칭한다.
이러한, 핸드오버는 이동 단말로의 서비스 종류, 목적, 용도 및 시스템에 따라서 하드 핸드오버(hard handover), 소프트 핸드오버(soft handover), 세미 소프트 핸드오버(semisoft handover), 고속 핸드오버(fast handover)등으로 구분할 수 있다.
고속 핸드오버는 이동 단말의 이동으로 인한 핸드오프 지연을 줄이고, 음성, 비디오 등의 실시간 트래픽의 기지국 간 고속 전환을 제공을 목표로 하고 있다. 이러한 고속 핸드오버는 서비스 받고 있는 기지국(또는 액세스 포인트)을 또 다른 기지국으로 일정한 시간 이내에 빠르게 변경하고, 핸드오버 진행 시간은 관련 서비스에 따라서 다르지만 대개의 경우 수백 ms 정도 된다.
그리고, 이동 단말은 고속 핸드오버에서 타겟 기지국으로 접속하기 위해 임의 접속 과정(Random Access Procedure, RAP)을 수행한다. 이러한 임의 접속 과정은 경쟁 기반 임의 접속 과정과 비 경쟁 기반 임의 접속 과정이 있다. 경쟁 기반 임의 접속 과정은 다수의 이동 단말들이 임의 접속 채널 중 적어도 하나를 선택하여 경쟁적으로 타겟 기지국에 접속을 수행하는 과정을 의미하며, 비 경쟁 기반 임의 접속 과정은 임의 이동 단말이 미리 할당받은 임의 접속 채널을 통해 다른 이동 단말들과 충돌없이 타겟 기지국에 접속하는 과정을 의미한다. 이하, 도 1은 종래 비 경쟁 기반 임의 접속 과정을 이용한 핸드오버 절차를 설명한다.
도 1은 종래 비 경쟁 기반 임의 접속을 이용한 망 중심 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래 비 경쟁 기반 임의 접속을 이용한 망 중심 핸드오버 절차를 설명하면 다음과 같다.
소스 기지국 (Source Base Station, 120)는 이동 단말(110)에게 서비스를 제공하는 기지국으로서, 핸드오버를 수행하고자 하는 이동 단말(110)에게 소스 기지국(120) 자신의 주변에 위치한 기지국들의 정보를 전송한다. 상기 정보는 적어도 하나의 기지국 고유 정보, 셀 아이디, 프리픽스 정보 등을 포함한다. 또한, 상기 소스 기지국(120)은 상기 정보에 포함된 기지국들로부터 수신되는 신호의 세기, SNR (Signal to Noise Ratio), SINR (Signal to Interference plus Noise) 중 적어도 하나를 측정하라는 명령을 상기 이동 단말(110)에게 전송한다(S111).
이후, 상기 이동 단말(110)은 소스 기지국(120)으로부터 측정 명령을 수신하면, 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국으로부터 수신되는 신호를 통해서 신호의 세기, SNR, SINR 중 적어도 하나를 측정한다(S112). 그리고, 측정된 결과를 상기 소스 기지국(120)으로 전송한다(S113). 이후, 소스 기지국(120)은 이동 단말(110)로부터 수신된 측정 결과를 이용하여 상기 이동 단말(110)의 핸드오버 여부와 타겟 기지국을 결정한다(S114). 그리고, 상기 소스 기지국(120)는 타겟 기지국(130)으로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S115). 상기 핸드오버 요청 메시지는 이동 단말(110)이 핸드오버를 하고자 하는 기지국 즉, 타겟 기지국(130)으로 핸드오버를 수행하기 위해 전송되는 메시지이다. 상기 핸드오버 요청 메시지는 이동 단말에 대한 정보, 소스 기지국(120)의 정보 등 이동 단말이 핸드오버를 수행하기 위해 필요한 정보를 포함한다. 그리고, 타겟 기지국(130)으로부터 핸드오버 응답 메시지가 수신되면(S116), 상기 소스 기지국(120)은 수신된 핸드오버 응답 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다(S117). 상기 핸드오버 응답 메시지는 이동 단말(110)이 타겟 기지국(130)으로 접속하기 위한 채널에 대한 정보를 포함한다. 상기 채널은 비 경쟁 기반의 임의 접속 채널이다.
이후, 이동 단말(110)은 핸드오버하고자 하는 타겟 기지국(130)과 동기화 과정을 수행하고(S118), 이어서 비 경쟁 기반 임의 접속 과정을 수행한다. 그리고, 이동 단말(110)은 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지를 통해 타겟 기지국과의 연결을 재구성한다(S120).
그리고, 망 중심 핸드오버에서 이동 단말이 타겟 기지국으로 경쟁 기반 임의 접속을 통해 핸드오버를 수행하는 경우, 다른 이동 단말들이 동일한 채널을 선택하여 임의 접속 신호를 전송하면, 채널 충돌이 발생하게 된다. 이러한 채널 충돌이 발생된 경우, 해당 채널을 요청한 이동 단말들은 백-오프(back-off) 시간 후에 다시 임의의 채널을 이용하여 임의 접속을 재시도한다. 이럴 경우 임의 접속 재시도로 인한 핸드오버 지연이 발생되며, 이러한 핸드오버 지연으로 이동 단말 사용자에게 원활한 서비스를 제공하지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 망 중심 핸드오버에서 이동 단말이 타겟 기지국으로 비 경쟁 기반 임의 접속을 통해 핸드오버를 수행하는 경우 타겟 기지국으로부터 미리 지정된 채널을 할당 받은 이동 단말이 충돌없이 타겟 기지국으로 임의 접속을 수행할 수 있기 때문에 빠른 임의 접속을 수행할 수 있다. 그러나, 이동 단말(110)이 소스 기지국(120)을 통하여 타겟 기지국(130)으로부터 미리 지정된 채널을 할당받을 때까지 기다려야 하는 또 다른 지연으로 인하여 핸드오버 지연을 단축하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이동 단말이 적어도 하나의 타겟 기지국에게 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청함으로써 핸드오버 지연을 단축하는 이동 단말의 고속 핸드오버 방법 및 이를 위한 시스템을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 이동 단말의 핸드오버 방법에 있어서, 상기 이동 단말이 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청하는 과정을 포함한다.
또한, 상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 이동 단말의 핸드오버를 제공하는 이동통신 시스템에 있어서, 상기 이동 단말이 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청하는 이동 단말을 포함한다.
본 발명은 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 적어도 하나의 타겟 기지국으로 보안 모드 정보를 포함한 핸드오버 등록 정보를 미리 제공하고, 이동 단말이 타겟 기지국으로 경쟁없이 임의 접속을 수행함으로써 핸드오버 지연 시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 적어도 하나의 타겟 기지국으로 보안 모드 정보를 포함한 핸드오버 등록 정보를 미리 제공함으로써, 보안 설정 절차를 생략할 수 있어 핸드오버 지연 시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이동 단말이 타겟 기지국으로 다수의 임의 접속 채널을 통해서 고속 임의 접속을 수행함으로써 핸드오버를 위한 타겟 기지국으로의 접속 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 비 경쟁 기반 랜덤 액세스를 이용한 망 중심 핸드오버 절차를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 통보 및 예약 접속을 이용한 핸드오버 절차를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 타겟 기지국이 시스템 정보를 통하여 제공되는 RAP 정보를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 통보 및 다중 채널 고속 임의 접속을 이용한 핸드오버 절차를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 통보 및 예약 접속을 이용한 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 적어도 하나의 소스 기지국(220)는 자신의 서비스 영역에서 핸드오버를 수행하고자 하는 이동 단말(210)에게 소스 기지국(220) 자신의 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국들의 정보를 상기 이동 단말(210)에게 전송한다. 상기 소스 기지국(220)은 현재 상기 이동 단말(210)에게 데이터 송수신과 같은 서비스를 제공하는 기지국이다. 그리고, 상기 정보는 기지국 고유 정보, 셀 아이디, 프리픽스 정보, 각 기지국들의 채널 상태를 나타내는 정보를 포함한다. 상기 채널은 임의 접속 채널이거나 트래픽 채널일 수 있다. 또한, 상기 소스 기지국(220)은 상기 이동 단말(210)에게 상기 정보에 포함된 적어도 하나의 기지국들로부터 수신되는 신호의 세기, SNR, SINR 중 적어도 하나를 측정하라는 명령을 전송한다(S211).
이후, 상기 이동 단말(210)은 소스 기지국(220)으로부터 측정 명령을 수신하면, 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국들로부터 수신되는 신호를 통해서 신호의 세기, SNR, SINR 들 중 적어도 하나를 측정한다(S212). 그리고, 측정 결과를 이용하여 핸드오버 수행 여부와 핸드오버하고자 하는 적어도 하나의 기지국, 즉 타겟 기지국을 결정한다(S213). 상기 결정된 적어도 하나의 타겟 기지국은 이동 단말(210)의 이동성, 방향성 등을 이용하여 결정될 수도 있다. 또한, 상기 이동 단말(210)은 결정된 적어도 하나의 기지국 즉, 타겟 기지국과 임의 접속하기 위한 채널을 선택하여 예약한다. 이와 같이, 타겟 기지국과 임의 접속하기 위해 예약되는 채널은 비 경쟁에 기반한 임의 접속 채널이다. 이때, 이동 단말(210)은 복수의 채널들을 예약할 수 있다. 여기서 타겟 기지국(230)의 임의 접속 채널에 대한 정보는 소스 기지국(220)을 통해서 획득하거나 타겟 기지국의 시스템 정보 메시지를 통해서 획득될 수 있다.
이때, 이동 단말(210)은 예약한 채널 정보를 포함한 핸드오버 등록 정보 메시지를 타겟 기지국(230)으로 제공하기 위해 측정 결과와 타겟 기지국 정보와 예약한 채널 정보를 소스 기지국(220)으로 전송한다(S214). 상기 타겟 기지국 정보는 기지국 고유 정보, 셀 아이디, 프리픽스 정보를 포함한다. 그리고, 이동 단말(210)은 자신이 예약한 채널의 정보를 소스 기지국(220)으로 전송한 직후, 상기 소스 기지국(220)과 연결을 해제하고 타겟 기지국으로의 접속을 시도할 수 있다. 이와는 달리 상기 소스 기지국(220)과의 연결을 유지한 상태에서 타겟 기지국(230)으로의 접속을 시도할 수 있다. 상기 예약된 채널 정보를 수신한 소스 기지국(220)은 상기 예약된 채널과 이동 단말의 보안 모드 정보를 포함한 채널 요청 메시지를 타겟 기지국(230)으로 전송한다(S215). 즉, 소스 기지국(220)은 타겟 기지국(230)에게 전송하는 이동 단말(210)의 채널 예약을 요청하는 메시지에 이동 단말(210)의 보안 모드 정보를 포함하여 전송한다. 상기 보안 모드 정보를 통해서 이동 단말(210)은 타겟 기지국과 초기 연결시 보안 설정을 위한 메시지 교환 절차를 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 이런 이유로 빠른 핸드오버가 가능하다. 이와 같은 방식으로, 이동 단말은 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 등록 정보를 제공한다. 이와는 달리, 이동 단말은 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 등록 정보를 직접 제공할 수도 있다.
상기 핸드오버 등록 정보는 상기 이동 단말(210)과 상기 소스 기지국(220) 간에 설정된 보안 모드 정보, 상기 이동 단말의 식별자, 상기 이동 단말의 고유 인식 번호, 상기 타겟 기지국(230)의 임의 접속 채널 예약 정보, 상기 이동 단말과 상기 타겟 기지국(230) 사이의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 보안 모드 정보는 이동 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하고, 향후, 타겟 기지국으로부터 데이터를 송수신하는데 인증하기 위한 정보이다.
그리고, 상기 과정(S215)에서 이동 단말들로부터 채널 예약 요청 메시지를 수신한 타겟 기지국(230)은 자신의 채널 상태 정보를 자신의 시스템 정보를 통해서 적어도 하나의 이동 단말들에게 제공한다. 상기 채널 상태 정보는 임의 접속 채널의 상태 정보를 나타낸다. 상기 타겟 기지국(230)은 소스 기지국(220)으로부터 이동 단말(210)의 보안 모드 정보를 포함한 채널 요청 메시지가 수신되면, 이용 가능한 채널들 중 이동 단말(210)이 예약한 채널을 마킹함으로써 상기 이동 단말(210)에게 이동 단말 자신이 예약한 채널을 할당한다. 그리고, 이러한 채널들의 예약 또는 할당을 나타내는 채널 상태 정보를 시스템 정보를 통해서 이동 단말에게 제공한다. 만약, 상기 예약된 채널이 적어도 하나의 또 다른 이동 단말들에 의해서도 예약 요청되었다면, 즉, 이동 단말(210)이 예약 요청한 채널이 다른 이동 단말들이 예약 요청한 채널과 일치하여 충돌이 발생되면, 타겟 기지국(230)은 상기 예약 요청된 채널을 할당되지 않은 채널로 구분하고 해당 이동 단말들로 하여금 경쟁 기반 임의 접속을 하도록 제어한다. 이와 같이, 타겟 기지국(230)은 하나의 채널에 대하여 다수의 이동 단말들이 예약하여 충돌이 발생하였으므로 해당 채널은 마킹하지 않는다. 마킹이 되었다는 의미는 해당 채널이 예약 또는 할당되었다는 것을 나타내고, 마킹되지 않았다는 의미는 해당 채널이 예약되거나 할당되지 않았다는 것을 나타낸다. 이와 같은 방식으로, 타겟 기지국은 이동 단말이 미리 예약한 자원을 상기 이동 단말에게 할당하지 못하면 상기 미리 예약된 자원을 할당되지 않은 자원으로 구분한다.
이동 단말(210)은 측정 결과와 예약 채널 정보를 제공한 후, 자신과 타겟 기지국(230) 간에 동기화 과정을 수행한다(S216). 상기 동기화 과정은 상기 이동 단말(210)과 상기 타겟 기지국(230) 간의 프레임 시컨스 및 시간을 동기화하는 것을 의미한다.
그리고, 상기 이동 단말(210)은 상기 타겟 기지국(230)과 자신이 예약한 채널을 통해 임의 접속 신호를 전송함으로써 비 경쟁 기반 임의 접속 과정을 수행한다(S217). 또한, 상기 이동 단말(210)은 예약한 채널이 마킹되어 있지 않을 경우, 상기 과정(S217)에서 경쟁 기반 임의 접속 과정을 수행할 수도 있다. 이와 같은 방식으로 이동 단말이 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 임의 접속을 수행한다. 이때, 상기 이동 단말은 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 미리 예약하여 경쟁 없이 임의 접속하거나, 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 경쟁적으로 임의 접속할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말은 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 적어도 하나의 자원을 이용하여 적어도 하나의 임의 접속 신호를 전송하며, 이동 단말이 상기 적어도 하나의 자원 중 적어도 2개를 이용하여 적어도 하나의 임의 접속 신호를 전송하는 경우 상기 적어도 2개의 자원을 통해 동일한 임의 접속 신호를 전송하거나, 서로 다른 임의 접속 신호들을 전송할 수 있다.
이동 단말(210)은 상기 과정(S217)에서 상기 타겟 기지국(230)과 자신이 예약한 타켓 기지국(230)의 임의 접속 채널을 통해 임의 접속 신호를 전송함으로써 임의 접속 과정을 수행한다. 상기 임의 접속 과정은 상기 이동 단말(210)이 타겟 기지국(230)으로 핸드오버를 수행하는 데 있어서, 다른 이동 단말과 비 경쟁 기반의 접속을 의미한다. 그리고, 이동 단말(210)은 타겟 기지국(230)으로부터 수신된 시스템 정보에 포함된 채널들의 상태 정보를 통해서, 타겟 기지국(230)에 할당된 총 채널들의 수, 할당 또는 예약된 채널들, 및 할당 또는 예약되지 않은 채널들을 파악할 수 있다. 파악 결과, 자신이 예약한 채널이 정상적으로 할당되어 있으면, 타겟 기지국(230)으로 비 경쟁 기반 접속을 수행하여 핸드오버를 수행한다. 만일, 수신된 채널들의 상태 정보에 자신이 예약한 채널이 할당되지 않았으면, 할당되지 않은 채널들 중 적어도 하나를 통해서 임의 접속 신호를 송신하여 타겟 기지국(230)으로 경쟁 기반 접속을 하여 핸드오버를 수행한다.
타겟 기지국(230)으로부터 시스템 정보를 직접 수신한 이동 단말은 자신이 요청한 채널이 마킹된 경우, 즉, 자신이 요청한 채널로 타겟 기지국(230)으로 핸드오버를 수행할 수 있을 경우, 타겟 기지국에게 임의 접속 과정 수행시 해당 채널을 이용하여 임의 접속 신호를 전송함으로써 충돌 또는 경쟁없이(즉, 비 경쟁) 임의 접속을 성공할 수 있다. 만약, 이동 단말이 요청한 채널이 할당되지 않은 경우에는 할당되지 않은 채널들 중에서 적어도 하나의 채널들을 선택하여 다른 이동 단말들과 경쟁 기반 임의 접속 과정을 수행한다. 이러한 경쟁 기반 임의 접속 과정 역시 할당되지 않은 채널을 통해서 임의 접속 신호를 전송함으로써 임의 접속 과정을 수행한다. 이와 같은 방식으로, 이동 단말은 미리 예약한 자원을 할당받지 못하면 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 할당되지 않은 자원들을 이용하여 경쟁 기반 임의 접속을 수행한다.
이후, 이동 단말(210)은 타겟 기지국(230)의 자원을 이용하여 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지를 전송함으로써 타겟 기지국(230)과의 연결을 재구성한다(S218). 상기 무선 자원 제어 메시지는 타겟 기지국(230)으로 핸드오버 수락을 요청하는 메시지를 포함할 수 있다.
타겟 기지국(230)은 상기 핸드오버 수락 요청 메시지를 통해서 이동 단말(210)의 핸드오버 수락 여부를 판정하고, 판정 결과를 이동 단말(210)에 전송한다. 이와 같은 방식으로, 이동 단말은 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청한다. 이때, 핸드오버 수락을 요청하는 핸드오버 수락 요청 정보는 이동 단말과 해당 소스 기지국 간에 설정된 보안 모드 정보, 상기 이동 단말의 식별자, 상기 이동 단말의 고유 인식 번호, 상기 이동 단말과 해당 타겟 기지국 사이의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 또한 이와 같은 방식으로, 타겟 기지국은 이동 단말로부터 핸드오버 수락이 요청되면, 상기 이동 단말의 핸드오버 수락 여부를 판정하고, 판정 결과를 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 상기 이동 단말에게 제공한다.
한편, 상술한 실시 예에서는 이동 단말이 핸드오버 등록 정보를 핸드오버 수락을 요청하는 핸드오버 수락 요청 정보보다 먼저 제공하는 과정으로 설명이 되었으나, 이는 한 가지 실시 예이다. 이동 단말은 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 등록 정보의 일부 또는 전부를 핸드오버 수락 요청 정보와 동시에 제공하거나 순차적으로 제공할 수 있다. 이때, 상기 핸드오버 등록 정보의 일부 또는 전부를 상기 핸드오버 수락 요청 정보와 순차적으로 제공하는 경우 상기 핸드오버 등록 정보의 일부 또는 전부를 상기 핸드오버 수락 요청 정보보다 먼저 제공하거나, 나중에 제공할 수 있다.
또한, 상술한 실시 예에서는 이동 단말이 소스 기지국의 연결을 해제하고 타겟 기지국에게 타겟 기지국 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청하는 과정으로 설명이 되었으나, 이는 한 가지 실시 예이다. 이동 단말은 적어도 하나의 소스 기지국 중 적어도 하나의 연결을 유지하고 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 수락을 요청하거나, 이동 단말은 적어도 하나의 소스 기지국 중 적어도 하나의 연결을 해제하고 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 수락을 요청할 수 있다. 이때, 상기 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국 중 적어도 하나의 연결을 해제하는 경우 상기 이동 단말이 상기 연결이 해제되는 적어도 하나의 소스 기지국의 연결을 해제하기 전에 상기 연결이 해제되는 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 핸드오버 등록 정보를 제공하거나, 상기 이동 단말이 상기 연결이 유지되는 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 핸드오버 등록 정보를 제공할 수 있다. 이와는 별도로 상기 연결 유지 또는 연결 해제 여부와 무관하게 상기 이동 단말이 상기 타겟 기지국에게 상기 타겟 기지국 자원을 이용하여 핸드오버 등록 정보를 직접 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 타겟 기지국이 시스템 정보를 통하여 제공되는 채널 상태 정보를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, 타겟 기지국을 위한 10개의 채널들을 포함한 채널 집합 중에서 채널 3과 채널 5가 마킹되어 시스템 정보 메시지를 통해 이동 단말들에게 제공됨을 알 수 있다. 각각의 채널은 임의 접속 채널이다. 여기서, 핸드오버 수행을 결정한 제1 이동 단말과 제2 이동 단말과 제3 이동 단말이 각각 채널 3과 채널 6과 채널 5와 6을 선택하여 타겟 기지국으로 요청한 경우, 채널 3을 예약 채널로 요청한 제1 이동 단말은 시스템 정보에 채널 3이 마킹되어 있으므로 임의 접속 과정 수행시, 채널 3을 이용하여 비 경쟁 기반으로 타겟 기지국에 접속할 수 있으며, 채널 6을 요청한 제2 이동 단말은 시스템 정보에 채널 6이 충돌로 인하여 마킹되어 있지 않으므로 임의 접속 과정 수행시 마킹되지 않은 8개의 채널들 중 적어도 1개를 임의적으로 선택하여 경쟁 기반 임의 접속을 수행하여야 한다. 그러나 제3 이동 단말의 경우 2개의 채널, 즉 채널 5와 6을 복수로 선택하여 요청하였으므로 채널 5는 충돌이 발생하였지만 채널 6은 충돌이 발생하지 않았으므로 시스템 정보에 채널 6이 마킹되어 있다. 따라서 제3 이동 단말은 임의 접속 과정 수행시, 채널 6을 이용하여 비 경쟁 기반으로 타겟 기지국에 접속할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 통보 및 다중 채널 전송 고속 임의 접속을 이용한 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 이동 단말(410)은 적어도 하나의 소스 기지국(420)으로부터 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국의 정보를 수신 받는다. 또는, 이동 단말(410)은 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국들 각각으로부터 시스템 정보를 수신한다. 상기 정보, 또는 시스템 정보는 각 기지국의 고유 정보, 셀 아이디, 프리픽스 정보, 채널 상태 정보를 포함한다. 상기 채널은 임의 접속 채널이거나 트래픽 채널일 수 있다. 또한, 상기 소스 기지국(420)은 상기 이동 단말(410)에게 상기 정보에 포함된 적어도 하나의 기지국들로부터 수신되는 신호의 세기, SNR, SINR 중 적어도 하나를 측정하라는 명령을 전송한다(S411).
이후, 상기 이동 단말(410)은 소스 기지국(420)으로부터 측정 명령이 수신되면, 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국들로부터 수신되는 신호를 통해서 신호의 세기, SNR, SINR들 중 적어도 하나를 측정한다(S412). 그리고, 측정 결과를 이용하여 핸드오버를 수행 여부와 핸드오버하고자 하는 적어도 하나의 기지국, 즉 타겟 기지국을 결정한다(S413). 상기 결정된 적어도 하나의 타겟 기지국은 이동 단말(410)의 이동성, 방향성 등을 이용하여 결정될 수도 있다.
그리고, 이동 단말(410)은 자신의 정보를 포함하여 측정된 결과를 소스 기지국(420)으로 제공한다(S414). 또한, 이동 단말(410)은 측정된 결과를 소스 기지국(420)으로 전송한 직후, 소스 기지국(420)과의 연결을 해제할 수 있다. 이와는 달리 상기 소스 기지국(420)과의 연결을 유지한 상태에서 타겟 기지국(430)으로의 접속을 시도할 수 있다. 상기 과정(S414)에서 소스 기지국(420)은 이동 단말(410)로부터 측정 결과가 수신되면, 타겟 기지국(430)으로 핸드오버 등록 정보 메시지를 전송한다(S415). 상기 핸드오버 등록 정보 메시지는 상기 이동 단말(410)의 정보, 소스 기지국(420)의 정보를 포함한다. 또한, 상기 핸드오버 등록 정보 메시지는 이동 단말의 보안 모드 정보를 포함한다. 이와 같이, 보안 모드 정보를 포함한 핸드오버 등록 정보 메시지를 전송함으로써, 이동 단말(410)이 타겟 기지국(430)과 초기 연결 시 보안 설정을 위한 메시지 교환 절차를 생략할 수 있을 뿐만 아니라 빠른 핸드오버가 가능하다. 이와 같은 방식으로, 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 등록 정보를 제공한다. 이와는 달리, 이동 단말이 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 등록 정보를 직접 제공할 수도 있다.
상기 핸드오버 등록 정보는 상기 이동 단말(410)과 소스 기지국(420) 간에 설정된 보안 모드 정보, 상기 이동 단말의 식별자, 상기 이동 단말의 고유 인식 번호, 상기 이동 단말과 타겟 기지국(430) 사이의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 보안 모드 정보는 이동 단말(410)이 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하고, 타겟 기지국(430)과 데이터를 송수신하는데 인증되는 정보이다.
그리고, 상기 과정(S415) 이후, 이동 단말(410)과 타겟 기지국(430) 간에는 동기화 과정을 수행한다(S416). 상기 동기화 과정은 상기 이동 단말(410)과 상기 타겟 기지국(430) 간의 프레임 시컨스 및 시간을 동기화하는 과정을 의미한다.
상기 과정(S416) 이후, 이동 단말(410)은 타겟 기지국(430)의 임의 접속 채널들 중에서 할당되지 않은 채널들을 파악한다. 상기 할당되지 않은 임의 접속 채널들을 타겟 기지국(430)으로부터 수신되는 시스템 정보를 통해서 파악할 수 있다. 이후, 이동 단말(410)은 타겟 기지국(430)과 경쟁 기반 임의 접속 과정을 수행한다(S417). 상기 과정(S417)은 상기 이동 단말(410)이 상기 타겟 기지국(430)으로 경쟁 기반 임의 접속을 시도하면, 상기 타겟 기지국(430)은 이에 대한 충돌 여부를 상기 이동 단말(410)에게 알린다. 그리고, 이동 단말(410)은 타겟 기지국의 할당되지 않은 채널들 중에서 적어도 하나의 채널을 이용하여 핸드오버를 진행하는 타겟 기지국(430)과 경쟁 기반 임의 접속 과정을 수행한다. 즉, 이동 단말과 타겟 기지국이 수행하는 경쟁 기반 임의 접속 과정은 타겟 기지국(430)의 할당되지 않은 임의 접속 채널들 중에서 적어도 하나의 채널을 이용하여 서로 다른 임의 접속 신호를 타겟 기지국(430)으로 전송하거나 동일한 임의 접속 신호를 전송함으로써 수행될 수 있다. 다시 말하면, 임의 접속 과정은 핸드오버를 진행하기 위해 적어도 하나의 임의 접속 신호를 타겟 기지국(430)으로 송신하는 것이다. 이와 같이, 적어도 하나의 임의 접속 신호를 송신하는 이유는 접속 성공 확률을 높이기 위함이다. 이와 같은 방식으로 이동 단말이 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 임의 접속을 수행한다. 이때, 상기 이동 단말은 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 경쟁적으로 임의 접속할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말은 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 적어도 하나의 자원을 이용하여 적어도 하나의 임의 접속 신호를 전송함으로써 임의 접속을 수행함에 있어서, 이동 단말이 상기 적어도 하나의 자원 중 적어도 2개를 이용하여 적어도 하나의 임의 접속 신호를 전송하는 경우 상기 적어도 2개의 자원을 통하여 동일한 임의 접속 신호를 전송하거나, 서로 다른 임의 접속 신호들을 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 적어도 하나의 임의 접속 신호를 통해서 경쟁 기반 임의 접속을 수행하기 때문에 접속 성공 확률을 향상시킬 수 있다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 적어도 하나의 임의 접속 신호를 전송하여 고속으로 임의 접속하는 과정은 핸드오버를 수행하고자 하는 이동 단말에게 최초 임의 접속 시도가 최대한 성공할 수 있도록 기회를 제공한다. 예를 들어, 핸드오버를 수행하고자 하는 이동 단말이 핸드오버를 수행하기 위해 두 개의 채널을 통해서 임의 접속 과정을 수행하기 위해 임의 접속 신호를 송신하는 경우, 하나의 임의 접속 신호가 다른 이동 단말의 임의 접속 신호와 동일한 임의 접속 채널을 이용하여 충돌하여도, 다른 한 개의 채널을 통한 임의 접속 신호가 다른 이동 단말과 충돌이 발생되지 않기 때문에 이동 단말(410)은 성공적인 임의 접속이 가능하다. 상술한 예시는 단지 두 개의 임의 접속 신호를 통한 임의 접속 과정을 수행하는 특징에 대해서 기술하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명은 2개 이상의 임의 접속 신호를 이용하여 임의 접속을 수행할 수 있음은 자명하다.
이후, 이동 단말(410)은 타겟 기지국(430)의 자원을 이용하여 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 메시지를 통해 타겟 기지국과의 연결을 재구성한다(S418). 상기 무선 자원 제어 메시지는 연결 설정을 위한 식별자, 고유 인식 번호와 같은 이동 단말(410)의 고유 정보를 포함할 뿐만 아니라, 이동 단말(410)이 타겟 기지국(430)으로 핸드오버 수락을 요청하는 메시지도 포함한다. 이와 같은 방식으로 이동 단말은 적어도 하나의 타겟 기지국에게 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청한다. 이때, 핸드오버 수락을 요청하는 핸드오버 수락 요청 정보는 이동 단말과 해당 소스 기지국 간에 설정된 보안 모드 정보, 상기 이동 단말의 식별자, 상기 이동 단말의 고유 인식 번호, 상기 이동 단말과 해당 타겟 기지국 사이의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 상기 타겟 기지국은 상기 핸드오버 수락을 요청하는 메시지가 수신되면, 이동 단말의 핸드오버 요청에 대한 수락 여부를 판정하고, 이를 다시 이동 단말에게 알린다. 이와 같은 방식으로, 타겟 기지국은 이동 단말로부터 핸드오버 수락이 요청되면, 상기 이동 단말의 핸드오버 수락 여부를 판정하고, 판정 결과를 상기 적어도 하나의 타겟 기지국의 자원을 이용하여 상기 이동 단말에게 제공한다.
한편, 상술한 실시 예에서는 이동 단말이 핸드오버 등록 정보를 핸드오버 수락을 요청하는 핸드오버 수락 요청 정보보다 먼저 제공하는 과정으로 설명이 되었으나, 이는 한 가지 실시 예이다. 이동 단말은 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 등록 정보의 일부 또는 전부를 핸드오버 수락 요청 정보와 동시에 제공하거나 순차적으로 제공할 수 있다. 이때, 상기 핸드오버 등록 정보의 일부 또는 전부를 상기 핸드오버 수락 요청 정보와 순차적으로 제공하는 경우 상기 핸드오버 등록 정보의 일부 또는 전부를 상기 핸드오버 수락 요청 정보보다 먼저 제공하거나, 나중에 제공할 수 있다.
또한, 상술한 실시 예에서는 이동 단말이 소스 기지국의 연결을 해제하고 타겟 기지국에게 타겟 기지국 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청하는 과정으로 설명이 되었으나, 이는 한 가지 실시 예이다. 이동 단말은 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국 중 적어도 하나의 연결을 유지하고 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 수락을 요청하거나, 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국 중 적어도 하나의 연결을 해제하고 적어도 하나의 타겟 기지국에게 핸드오버 수락을 요청할 수 있다. 이때, 상기 이동 단말이 적어도 하나의 소스 기지국 중 적어도 하나의 연결을 해제하는 경우 상기 이동 단말이 상기 연결이 해제되는 적어도 하나의 소스 기지국의 연결을 해제하기 전에 상기 연결이 해제되는 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 핸드오버 등록 정보를 제공하거나, 상기 이동 단말이 상기 연결이 유지되는 적어도 하나의 소스 기지국을 통하여 핸드오버 등록 정보를 제공할 수 있다. 이와는 별도로 상기 연결 유지 또는 연결 해제 여부와 무관하게 상기 이동 단말이 상기 타겟 기지국에게 상기 타겟 기지국 자원을 이용하여 핸드오버 등록 정보를 직접 제공할 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 이동 단말이 동일한 RAT(radio access technology)로 구성된 소스 기지국과 타겟 기지국 사이에 핸드오버를 수행하는 과정으로 되었으나, 이는 한 가지 실시 예이다. 상기 이동 단말이 핸드오버를 수행하는 적어도 하나의 소스 기지국과 적어도 하나의 타겟 기지국이 RAT가 서로 상이할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말이 적어도 2개의 소스 기지국들로부터 핸드오버하는 경우 상기 적어도 2개의 소스 기지국들 중 일부 또는 전부의 RAT가 서로 상이하거나, 상기 이동 단말이 상기 적어도 하나의 타겟 기지국 중 적어도 2개의 타겟 기지국들로 핸드오버하는 경우 상기 적어도 2개의 타겟 기지국들 중 일부 또는 전부의 RAT가 서로 상이할 수 있다.
또한, 상술한 실시 예에서는 이동 단말이 기지국들 사이에 핸드오버를 수행하는 과정으로 한정되어 있으나, 상기 이동 단말이 기지국, 중계기, 릴레이, 펨토셀 기지국 등 다양한 통신 노드들 사이에 핸드오버를 수행할 수 있음은 물론이다. 따라서 상술한 예에서 기지국은 통신 노드로 일반화 될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (36)

  1. 소스 노드에서 타겟 노드로 이동 단말의 핸드오버 방법에 있어서,
    상기 이동 단말이, 상기 타겟 노드에 대한 정보 및 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를, 상기 소스 노드에 제공하는 단계;
    상기 이동 단말이, 상기 타겟 노드에 임의 접속을 수행하는 단계; 및
    상기 임의 접속을 수행하는 단계 이후, 상기 이동 단말이, 상기 타겟 노드에 상기 타겟 노드의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 노드가, 제공 받은 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를 포함하는 핸드오버 등록 정보를 생성하고, 상기 타겟 노드에 상기 생성된 핸드오버 등록 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 방법.
  3. 삭제
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 핸드오버 등록 정보는 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보, 상기 이동 단말과 상기 소스 노드 간에 설정된 보안 모드 정보, 상기 이동 단말의 식별자, 상기 이동 단말의 고유 인식 번호, 상기 이동 단말과 상기 타겟 노드 사이의 채널 품질 정보 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 이동 단말은 상기 타겟 노드에 대한 정보 및 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를 제공한 이후, 상기 소스 노드와의 연결을 유지한 채 또는 상기 소스 노드와의 연결을 해제하고, 상기 타겟 노드에 임의 접속을 수행하는 핸드오버 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 노드는 상기 이동 단말로부터 핸드오버 수락이 요청되면, 상기 이동 단말의 핸드오버 수락 여부를 판정하고, 판정 결과를 상기 타겟 노드의 자원을 이용하여 상기 이동 단말에 제공하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 임의 접속을 수행하는 단계는 상기 이동 단말이 상기 타겟 노드의 자원을 미리 예약하여 경쟁 없이 임의 접속하는 단계 또는 상기 타겟 노드의 자원을 이용하여 경쟁적으로 임의 접속하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 노드는 상기 이동 단말이 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를 통하여, 예약을 요청한 자원을 상기 이동 단말에 할당하지 못하면, 상기 타겟 노드의 할당되지 않은 자원을 이용하여, 상기 이동 단말이 경쟁적으로 임의 접속하도록 유도하는 핸드오버 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 이동 단말은 상기 타겟 노드의 자원 내 적어도 2개의 채널을 이용하여 임의 접속 신호를 각각 전송하되, 상기 각각의 임의 접속 신호는 동일한 임의 접속 신호이거나 서로 다른 임의 접속 신호인 핸드오버 방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 노드와 상기 소스 노드의 RAT(Radio Access Technology)는 서로 상이한 핸드오버 방법.
  15. 소스 노드, 타겟 노드 및 상기 소스 노드에서 상기 타겟 노드로 핸드오버 하는 이동 단말을 포함하는 이동통신 시스템에 있어서,
    상기 이동 단말은 상기 타겟 노드에 대한 정보 및 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를, 상기 소스 노드에 제공하고, 상기 타겟 노드에 임의 접속을 수행하며, 상기 임의 접속을 수행한 이후, 상기 타겟 노드에 상기 타겟 노드의 자원을 이용하여 핸드오버 수락을 요청하는 이동통신 시스템.
  16. 삭제
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 이동 단말은 상기 타겟 노드에 대한 정보 및 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를 제공한 이후, 상기 소스 노드와의 연결을 유지한 채 또는 상기 소스 노드와의 연결을 해제하고, 상기 타겟 노드에 임의 접속을 수행하는 이동통신 시스템.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 타겟 노드는 상기 이동 단말로부터 핸드오버 수락이 요청되면, 상기 이동 단말의 핸드오버 수락 여부를 판정하고, 판정 결과를 상기 타겟 노드의 자원을 이용하여 상기 이동 단말에 제공하는 이동통신 시스템.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 소스 노드는 제공받은 상기 타겟 노드에 예약 접속을 위한 채널 정보를 포함하는 핸드오버 등록 정보를 생성하고, 상기 타겟 노드에 상기 생성된 핸드오버 등록 정보를 제공하는 이동통신 시스템.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 타겟 노드와 상기 소스 노드의 RAT(Radio Access Technology)는 서로 상이한 이동통신 시스템.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
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