KR102105586B1

KR102105586B1 - 이동통신 시스템에서 단말이 시작하는 저지연 핸드오버 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR102105586B1
Application number: KR1020170184219A
Authority: KR
Inventors: 최성현; 김선도; 김준석
Original assignee: 서울대학교 산학협력단
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2020-04-28
Also published as: KR20190081579A

Abstract

이동통신 시스템에서의 저지연 핸드오버 방법은 기존 LTE와는 다르게 단말이 스스로 핸드오버를 판단하여 수행한다. 단말로부터 측정보고를 수신한 기지국은 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 랜덤 접속 메시지를 수신하면 단말을 식별하고 핸드오버 과정을 진행한다. 기지국은 무선 단에서의 핸드오버 과정이 완료되기 전에 코어 망에서의 하향 링크 데이터 경로를 미리 생성하고 수정하여 단말이 핸드오버에 소요되는 지연시간을 크게 줄일 수 있다. 또한 좀 더 일찍 핸드오버를 수행함으로써 안 좋은 링크에서 좋은 링크로 더 빠른 시점에 핸드오버를 통해 이동함으로써 수율의 향상도 기대할 수 있다

Description

이동통신 시스템에서 단말이 시작하는 저지연 핸드오버 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR LOW LATENCY UE-INITIATED HANDOVER IN WIRELESS CELLULAR NETWORK}

이동 통신 시스템에서 핸드오버 방법에 관한 것으로, 특히 5G 이동 통신 시스템에서 저지연 핸드오버를 달성 할 수 있는 방법에 대한 발명이 개시된다.

이동통신 시스템은 단말의 이동성을 보장하기 위해 접속상태(Connected)에서 데이터 흐름이 끊기지 않으면서 기지국간 핸드오버를 지원한다. 단말은 서비스를 받고 있는 동안 주기적으로 기지국과의 신호 세기를 측정하고 기지국에 보고한다.

접속된 기지국과 핸드오버 후보가 되는 기지국과의 신호 세기가 일정시간 동안 차이가 나면 접속된 기지국으로 이 사실을 알리고 접속된 기지국이 핸드오버를 결정하면 단말에 핸드오버 명령(Handover command)를 전송하여 핸드오버 절차를 진행한다. 핸드오버가 진행되는 동안 데이터 흐름은 멈추게 되고 핸드오버가 완료되면 다시 새로운 기지국을 통해 데이터 교환이 이루어 진다.

그러나 종래의 핸드오버 방식은 현재 접속된 기지국보다 이웃한 기지국의 신호 세기가 더 큰 상태가 일정시간 동안 유지되어야 단말이 측정보고를 하고 측정보고를 수신한 기지국이 핸드오버를 결정하여 단말에 핸드오버 명령을 전달하기까지 필요한 시간만큼 핸드오버 지연되는 문제가 있고 지연되는 시간 동안에 무선 링크의 상태가 급격히 안 좋아지면 RLF(Radio Link Failure)가 발생하는 문제가 있다.

또한, 종래의 핸드오버 방식은 한정된 개수의 프리앰블을 사용하여 동시에 핸드오버를 시도하는 단말이 많아지게 되면 무선 단에서의 핸드오버 과정에 발생하는 지연시간이 증가하는 문제가 있다.

또한, 종래의 핸드오버 방식은 단말로부터 무선 단에서의 핸드오버 완료 메시지를 수신한 이후에 실제 데이터 통신을 이동한 기지국을 통해 수행할 수 있도록 하향 링크 데이터 경로를 수정을 개시하여 데이터 통신이 이루어지기까지 추가의 시간이 필요한 문제가 있다.

저지연을 추구하는 5G 이동통신에서는 저지연 통신을 위해 종래 LTE 방식의 핸드오버 방식의 개선이 필요하다.

제안된 발명은 기지국이 핸드오버를 결정하기까지 시간이 걸리는 문제를 해결하기 위해 단말에서 빠른 시점에 측정 보고를 하고 단말이 스스로 핸드오버를 결정하도록 하여 핸드오버를 결정하는 시간을 단축하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 제안된 발명은 무선 단에서 한정된 개수의 프리앰블로 인해 많은 단말이 동시에 핸드오버를 진행할 때 발생할 수 있는 프리앰블 충돌로 인한 핸드오버 지연 문제를 해결하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 제안된 발명은 핸드오버를 위한 시그널링이 완료된 후에도 실제로 데이터 통신을 다시 수행하기 위해서 필요한 하향 링크 데이터 경로 수정에 추가로 시간이 소요되는 문제를 해결하기 위해 단말의 데이터 경로를 미리 생성하고 유지하는 방식으로 무선 단의 핸드오버 완료 이후에 발생하는 추가 지연시간을 단축하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

과제를 해결하기 위한 제안된 발명의 일 양상에 따르면, 이동통신 시스템에서 저지연 핸드오버 방법은 무선 단에서 한정된 개수의 프리앰블로 인해 많은 단말이 동시에 핸드오버를 진행할 때 발생할 수 있는 프리앰블 충돌로 인한 핸드오버 지연 문제를 해결하기 위하여 타겟 기지국이 단말에 고유하게 할당한 프리앰블을 사용하여 기지국이 단말을 빠른 시점에 식별할 수 있는 방법과, 기지국에서 핸드오버 판단하기 까지 시간이 걸리는 문제를 해결하기 위하여 단말이 스스로 핸드오버를 판단하여 단말에서 측정 보고를 하는 시점과 타겟 기지국으로 랜덤 접속 프리앰블을 전송하는 시점을 앞당기는 방법과, 핸드오버를 위한 시그널링이 완료된 후에도 실제로 데이터 통신을 다시 수행하기 위해서 필요한 하향 링크 데이터 경로 수정에 추가로 시간이 소요되는 문제를 해결하기 위해 타겟 기지국이 단말에서 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 MME에 하향 링크 데이터 경로를 수정 요청하는 방법을 사용한다.

제안된 발명에 따른 단말이 스스로 핸드오버를 판단하여 핸드오버 절차를 빠르게 개시하도록 하고, 무선 단에서의 핸드오버 과정이 완료되기 전에 코어 망 쪽에서의 하향 링크 데이터 경로를 미리 생성, 수정하는 방법으로 핸드오버에 소요되는 지연시간을 크게 줄일 수 있다.

또한 제안된 발명은 기지국의 명령 없이 단말이 스스로 판단하여 핸드오버를 수행하기 때문에 기지국의 핸드오버 명령이 내려오기까지 기다리다 발생할 수 있는 RLF(Radio Link Failure)를 막을 수 있다.

또한 제안된 발명은 핸드오버 지연시간을 줄여 빨리 핸드오버가 완료되어 안 좋은 링크에서 좋은 링크로 더 빠른 시점에 이동함으로써 수율의 향상을 기대할 수 있다.

또한 제안된 발명은 단말의 데이터 경로를 미리 설정하고 유지하는 방법을 적용함으로써 핑퐁 핸드오버 현상의 영향을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 LTE의 핸드오버 절차의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 종래 LTE의 핸드오버 결정 메커니즘을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 LTE의 핸드오버의 문제점을 구분하여 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 핸드오버 과정의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 핸드오버 과정으로 타겟 기지국이 프리앰블을 할당하는 경우의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 핸드오버 과정으로 타겟 기지국이 프리앰블을 할당하지 않는 경우 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 단말의 핸드오버 측정 보고 메커니즘을 나타내는 도면이다.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블럭도의 각 블럭은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블럭 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블럭들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.

도 1은 종래 LTE의 핸드오버 절차의 흐름을 나타내는 흐름도이고, 도 2는 종래 LTE의 핸드오버 결정 메커니즘을 나타내는 도면이고, 도 3은 종래 LTE의 핸드오버의 문제점을 구분하여 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3은 종래 이동통신 시스템에서의 핸드오버 절차와 핸드오버 결정 매커니즘과 핸드오버 문제점을 설명하기 위해 도시 되었다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 사용자는 소스 기지국(Source eNB, 200)에 접속하여 서비스를 받고 있다. 단말(User Equipment, UE, 100)은 Measurement 이벤트(A3 이벤트)가 발생하면 자신의 RSRP(Reference Signal Received Power) 값을 측정 보고(Measurement Report)를 통해 소스 기지국(200)에 보고한다. 도 2에 도시된 바와 같이 단말(100)이 접속된 소스 기지국(200)과 핸드오버의 후보가 되는 기지국(Target eNB)의 RSRP 값이 TTT(Time to Trigger) 시간 동안 정해진 임계값(HO margin) 이상 차이가 나게 되면 A3 이벤트가 발생하고 단말(100)은 이 이벤트에 따라 소스 기지국(200)으로 측정 보고 메시지를 전송하게 된다(S1100).

소스 기지국(200)은 측정 보고 메시지에 포함된 이웃 셀의 신호 세기 정보와 자신이 관리하고 있는 이웃 셀 리스트 정보를 기반으로 어느 기지국으로 핸드오버 할 지 타겟 기지국(300)을 결정하고, 타겟 기지국(300)과 X2 통신을 통해서 핸드오버를 결정하게 된다(S1010, S1020, S1030, S1040).

핸드오버가 결정되면 이를 단말(100)에게 알리고(S1050), 단말(100)은 타겟 기지국(300)과 핸드오버 절차를 거치게 된다. 단말(100)은 핸드오버 명령(Handover Command)을 수신하면 기존 통신을 중단하고, 소스 기지국(200)과의 접속을 해제한다(S1070).

핸드오버의 무선 단에서의 과정은 가장 먼저 RACH(Random Access Channel)을 통해 랜덤 접속 프리앰블(Random Access Preamble)을 전송하는 것으로 시작한다(S1090). 타겟 기지국(300)은 랜덤 접속 프리앰블을 올바르게 수신하면, 단말(100)에게 동기화를 위한 정보인 TA(Timing Advance Command)가 포함된 랜덤 접속 응답(Random Access Response)를 보내준다(S1100). 랜덤 접속 응답에 명시된 상향 링크 자원 할당 정보를 바탕으로 단말(100)은 핸드오버가 완료되었다는 메시지를 보내게 되고(S1110), 무선 단에서의 핸드오버 절차는 완료된다.

무선 단에서의 핸드오버 절차가 완료되면, 타겟 기지국(300)은 단말(100)을 위해서 하향 링크 데이터의 경로를 바꿔주게 된다. X2 핸드오버 절차는 소스 기지국(200)이 핸드오버를 결정하여 단말(100)이 타겟 기지국(300)으로 접속을 마칠 때까지 EPC(Evolved Packet Core)로 핸드오버에 대한 아무런 정보도 보고되지 않으므로 단말(100)이 타겟 기지국(300)에 접속을 마치면 MME(Mobility Management Entity, 400)에 Path Switch Request 메시지를 전송하여 하향 링크 데이터 경로 수정을 수행하게 된다(S1120, S1130, S1140, S1150, S1160). 경로가 성공적으로 수정이 되었다면, 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)에게 해당 단말(100)에게 할당되었던 자원을 해제를 요청하고(S1170), 소스 기지국(200)에 쌓여있던 데이터를 포워딩받게 된다(S1180, S1190). 이렇게 핸드오버 과정이 완료되면 단말(100)은 새로운 타겟 기지국(300)과 연결이 완료되고, 데이터 교환이 다시 이루어지게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이 기존 LTE 핸드오버의 문제점은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째로 핸드오버를 결정하기까지 시간이 걸리는 문제가 있고, 이를 Mobility Robustness Problem(이하, P1) 이라고 한다. 두 번째는 무선 단에서 실제로 핸드오버를 수행하는 데에 필요한 시간이 있고, 이 때 데이터 통신이 이루어질 수 없다. 이를 Handover Interruption Time(이하, P2)이라고 한다. 마지막으로 단말(100)의 하향 링크 데이터 경로를 바꿔주기 위해서 소요되는 코어 망 쪽에서의 필요한 시간이 있고, 이를 Path Switch Latency(이하, P3)라고 한다.

P1의 경우, 기존 LTE에서는 단말(100)이 자주 핸드오버를 하는 것을 방지하고 위해서 도 2에 도시된 바와 같이 HO margin을 두어서 그 값 이상 차이가 TTT라는 일정 시간동안 유지 되어야 단말(100)은 기지국에게 측정 보고 메시지를 전송하게 된다. 그러나, 이 시간 동안 무선 링크의 상태가 급격히 나빠지게 되면, RLF (Radio Link Failure)가 발생하게 된다. 이런 상황이 발생한다면 단말(100)은 셀 탐색부터 초기 접속까지 통신을 위해서 모든 과정을 처음부터 다시 거쳐게 된다.

P2의 경우, 무선 단에서 한정된 개수(예, 16개)의 프리앰블이 존재하기 때문에 핸드오버를 시도하는 단말(100)이 많아지면 무선 단에서의 과정 또한 빠르게 이루어 질 수 없다.

마지막으로 P3의 경우, 핸드오버 과정이 완료되더라도 단말(100)이 실제로 데이터 통신을 다시 수행하기 위해서 반드시 하향 링크 데이터 경로를 수정해야 한다. 그러나 무선 단에서의 과정이 완료되기 전에는 핸드오버를 진행하는 단말(100)이 어떤 단말(100)인지 모르기 때문에 미리 하향 링크 데이터 경로를 수정할 수 없다. 이는 P2에서 랜덤 접속 프리앰블이 단말의 신원을 확실히 나타내지 못하기 때문이다. 따라서 무선 단에서의 핸드오버 과정을 완료했음에도 불구하고 실제로 데이터 통신이 다시 이루어지기까지는 추가적인 시간이 필요하게 된다.

도 4는 일 실시 예에 따른 핸드오버 과정의 흐름을 나타내는 흐름도이고 도 5는 또 다른 실시 예에 따른 핸드오버 과정으로 타겟 기지국이 프리앰블을 할당하는 경우의 흐름을 나타내는 흐름도이고 도 6은 또 다른 실시 예에 따른 핸드오버 과정으로 타겟 기지국이 프리앰블을 할당하지 않는 경우 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300) 간의 RACH의 시점이 일치하는 경우의 핸드오버 과정을 나타내고 도 5는 일치하지 않는 경우의 핸드오버 과정을 나타낸다.

기지국 간에는 X2 인터페이스를 통해 주기적으로 정보를 교환하고 있으며 그 중에서 프리앰블 전송 시간에 대한 정보를 교환하는 것으로 RACH 시점의 일치 여부 판단이 가능하다.

도 4를 참조하여 설명하면, 단말(100)은 핸드오버에 앞서 인접한 기지국들의 신호 세기를 항상 측정한다. 단말(100)이 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 신호 세기를 비교하여 두 기지국의 신호 세기가 같아지는 지점에서 핸드오버를 판단하고 추후 설명할 A7 이벤트가 발생되었다는 사실의 측정 보고 메시지를 소스 기지국(200)으로 전송하는 것을 시작으로 핸드오버 과정을 시작하게 된다(S2000). 한편 A7 이벤트는 도 7에 도시된 핸드오버 메커니즘에서 조건을 만족할 때 발생하는 이벤트이다.

소스 기지국(200)은 단말(100)이 전송한 측정 보고 메시지를 수신하면 단말(100)에서의 자신의 신호 세기와 주변의 다른 기지국과 신호 세기가 일치한 것으로 인지한다. 단말(100)에서 수신한 측정 보고 메시지에는 타겟 기지국(300) 정보가 포함되어 있고, 소스 기지국(200)은 이 정보를 통해서 타겟 기지국(300)에게 해당 단말의 정보(일 예로, 단말의 신원과 단말이 사용하는 프리앰블 정보)를 전달하고, 해당 단말(100)이 핸드오버를 수행할 수 있음을 타겟 기지국(300)에게 알린다(S2010).

타겟 기지국(300)은 단말의 정보를 전달받으면 해당 단말(100)의 핸드오버 가능성을 고려하여 미리 하향 링크 데이터 경로를 생성하기 위해서 MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청한다(S2020).

단말(100)은 핸드오버 조건을 만족하면 RACH를 통해서 단말의 신원을 고유하게 표현하는 메시지를 전송하고(S2040, S2050), 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)이 이를 성공적으로 수신하면 두 기지국 모두 핸드오버를 수행한다.

소스 기지국(200)의 경우 해당 단말(100)에게 전송되고 있던 데이터를 모두 타겟 기지국(300)으로 포워딩하고(S2060), 타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)과 새롭게 연결을 맺기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당한다(S2070). 또한 동시에 타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)을 위해 미리 생성한 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME(400)에게 요청한다(S2080).

단말(100)이 핸드오버 완료 메시지를 전송하면(S2120) 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)에게 해당 단말(100)에 할당된 자원을 해제하라고 통지한다(S2130). 소스 기지국(200)은 해당 단말(100)에 할당된 버퍼를 비우고(S2140), 남아있는 데이터를 모두 타겟 기지국(300)으로 전달하고(S2150) 데이터 통신은 타겟 기지국(300)을 통해 다시 수행된다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계를 포함한다.

타겟 기지국(300)에서 단말(100)의 저지연 핸드오버를 지원하기 위해서, 먼저 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신한다. 이때 단말의 정보를 포함하는 메시지는 저지연을 핸드오버를 위해 스스로 핸드오버를 판단한 단말(100)이 소스 기지국(200)으로 측정 보고 메시지를 전송하고 이를 수신한 소스 기지국(200)에 의해 타겟 기지국(300)으로 전송된다.

이후 타겟 기지국(300)은 핸드오버를 판단한 단말(100)의 핸드오버에 대비하여 미리 핸드오버를 판단한 단말(100)과의 하향 링크 데이터 경로를 생성하는 요청을 MME(400)에 전송한다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계를 포함하고 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계의 단말의 정보는 단말의 신원과 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 포함할 수 있다.

단말의 신원은 C-RNTI 등 네트워크에서 단말(100)을 구분하기 위해서 사용되는 여러 ID 들을 포함하고 있다.

제1 랜덤 접속 메시지는 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 메시지이다. 즉, 한번의 전송으로 기지국이 단말을 식별할 수 있는 메시지이다. 해당 랜덤 접속 메시지는 소스 기지국(200)에서 단말에게 고유하게 할당하는 메시지일 수도 있으나 단말의 신원을 유일하게 표현할 수 있는 메시지이면 그 구성에 제한이 없다. 일 예로, 랜덤 접속 메시지는 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있도록 기지국이 할당한 메시지일 수 있다. 또 다른 예로, 랜덤 접속 메시지는 랜덤 접속 채널로 전송되는 랜덤 접속 메시지와 동시에 다른 채널로 전송되는 단말의 신원 데이터로 구성되는 메시지일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

결국, 단말의 신원과 제1 랜덤 접속 메시지로 단말(100)을 식별할 수 있고 단말(100)의 네트워크에서 사용되는 ID를 알 수 있다.

저지연 핸드오버 방법에서 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 랜덤 접속 메시지를 사용함으로써 무선 단에서 한정된 프리앰블 수로 인해 발생할 수 있는 P2 문제가 해결될 수 있다. 즉, 동시에 핸드오버를 시도하는 단말(100)이 많아지더라도 무선 단에서의 핸드오버 과정이 실패하지 않고 빠르게 수행될 수 있다.

도 5를 참조하여 설명하면, 단말(100)은 핸드오버를 판단하고 측정 보고 메시지를 소스 기지국(200)으로 전송하는 것을 시작으로 핸드오버 과정을 시작한다(S3000).

소스 기지국(200)은 단말(100)이 전송한 측정 보고 메시지를 수신하면 단말(100)에서의 자신의 신호 세기와 주변의 다른 기지국과 신호 세기가 일치한 것으로 인지한다. 단말(100)에서 수신한 측정 보고 메시지에는 타겟 기지국(300) 정보가 포함되어 있고, 소스 기지국(200)은 이 정보를 통해서 타겟 기지국(300)에게 해당 단말의 정보(단말의 신원과 단말(100)이 사용할 제2 프리앰블 할당 요청)를 전달하고, 해당 단말(100)이 핸드오버를 수행 할 수 있음을 타겟 기지국(300)에게 알린다(S3010).

타겟 기지국(300)은 단말의 정보를 전달받으면 해당 단말(100)의 핸드오버 가능성을 고려하여 미리 하향 링크 데이터 경로를 생성하기 위해서 MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청한다(S3020).

또한 타겟 기지국(300)은 제2 프리앰블 할당 요청에 따라 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제2 프리앰블을 할당하고 이 프리앰블을 포함하는 프리앰블 할당 메시지를 소스 기지국(200)을 경유하여 단말(100)에 전송한다(S3040, S3050).

단말(100)이 핸드오버 조건을 만족하면 RACH를 통해서 소스 기지국(200)으로 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제1 프리앰블을 전송하고(S3060) 타겟 기지국(300)으로 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제2 프리앰블을 전송한다(S3070). 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)이 프리앰블을 성공적으로 수신하면 두 기지국 모두 핸드오버를 수행한다.

소스 기지국(200)의 경우 해당 단말(100)에게 전송되고 있던 데이터를 모두 타겟 기지국(300)으로 포워딩하고(S3080), 타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)과 새롭게 연결을 맺기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당한다(S3090). 또한 동시에 타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)을 위해 미리 생성한 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME(400)에게 요청한다(S3100).

단말(100)이 핸드오버 완료 메시지를 전송하면(S3140) 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)에게 해당 단말(100)에 할당된 자원을 해제하라고 통지한다(S3150). 소스 기지국(200)은 해당 단말(100)에 할당된 버퍼를 비우고(S3160), 남아있는 데이터를 모두 타겟 기지국(300)으로 전달하고(S3170) 데이터 통신은 타겟 기지국(300)을 통해 다시 수행된다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계를 포함하고, 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 전송하는 단계를 더 포함한다.

단말의 정보를 포함하는 메시지에 포함된 단말의 정보는 단말의 신원과 단말(100)이 사용할 제2 랜덤 접속 메시지 할당 요청을 포함한다.

이후 타겟 기지국(300)은 핸드오버를 판단한 단말(100)의 핸드오버에 대비하여 미리 핸드오버를 판단한 단말(100)과의 하향 링크 데이터 경로를 생성하는 요청을 MME(400)에 전송한다. 동시에 타겟 기지국(300)은 수신한 랜덤 접속 메시지 할당 요청에 따라 단말의 신원을 고유하게 표현하도록 제2 랜덤 접속 메시지를 할당하고 제2 랜덤 접속 메시지를 포함하는 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 소스 기지국(200)을 경유하여 핸드오버를 판단한 단말(100)로 전송하여 이를 수신한 단말(100)이 해당 랜덤 접속 메시지를 사용할 수 있도록 한다.

제2 랜덤 접속 메시지는 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 메시지이다. 즉, 한번의 전송으로 기지국이 단말을 식별할 수 있는 메시지이다. 해당 랜덤 접속 메시지는 타겟 기지국(300)에서 단말에게 고유하게 할당하는 메시지일 수도 있으나 단말의 신원을 유일하게 표현할 수 있는 메시지이면 그 구성에 제한이 없다. 일 예로, 랜덤 접속 메시지는 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있도록 기지국이 할당한 메시지일 수 있다. 또 다른 예로, 랜덤 접속 메시지는 랜덤 접속 채널로 전송되는 랜덤 접속 메시지와 동시에 다른 채널로 전송되는 단말의 신원 데이터로 구성되는 메시지일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6을 참조하여 설명하면, 단말(100)은 핸드오버를 판단하고 측정 보고 메시지를 소스 기지국(200)으로 전송하는 것을 시작으로 핸드오버 과정을 시작한다(S4000).

소스 기지국(200)은 단말(100)이 전송한 측정 보고 메시지를 수신하면 단말(100)에서의 자신의 신호 세기와 주변의 다른 기지국과 신호 세기가 일치한 것으로 인지한다. 단말(100)에서 수신한 측정 보고 메시지에는 타겟 기지국(300) 정보가 포함되어 있고, 소스 기지국(200)은 이 정보를 통해서 타겟 기지국(300)에게 단말의 신원을 포함하는 해당 단말의 정보를 전달하여 해당 단말(100)이 핸드오버를 수행 할 수 있음을 타겟 기지국(300)에게 알린다(S4010).

타겟 기지국(300)은 단말의 정보를 전달받으면 해당 단말(100)의 핸드오버 가능성을 고려하여 미리 하향 링크 데이터 경로를 생성하기 위해서 MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청한다(S4020).

단말(100)이 핸드오버 조건을 만족하면 RACH를 통해서 소스 기지국(200)으로 소스 기지국(200)이 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하고(S4040) 타겟 기지국(300)으로 타겟 기지국(300)이 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제2 랜덤 접속 메시지를 전송한다(S4050). 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)이 프리앰블을 성공적으로 수신하면 두 기지국 모두 핸드오버를 수행한다.

소스 기지국(200)의 경우 해당 단말(100)에게 전송되고 있던 데이터를 모두 타겟 기지국(300)으로 포워딩하고(S4060), 타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)과 새롭게 연결을 맺기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당한다(S4070). 또한 동시에 타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)을 위해 미리 생성한 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME(400)에게 요청한다(S4080).

단말(100)이 핸드오버 완료 메시지를 전송하면(S4120) 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)에게 해당 단말(100)에 할당된 자원을 해제하라고 통지한다(S4130). 소스 기지국(200)은 해당 단말(100)에 할당된 버퍼를 비우고(S4140), 남아있는 데이터를 모두 타겟 기지국(300)으로 전달하고(S4150) 데이터 통신은 타겟 기지국(300)을 통해 다시 수행된다.

단말의 정보를 포함하는 메시지에 포함된 단말의 정보는 단말의 신원을 포함한다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계를 포함하고 제1 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계와, 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 전송하는 단계와, 하향 링크 데이터 경로 전환을 MME(400)에 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.

타겟 기지국(300)은 무선 단에서의 핸드오버 절차로 단말(100)로부터 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제1 랜덤 접속 메시지를 수신한다.

이후 타겟 기지국(300)은 단말(100)과 새롭게 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당한다.

이후 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)으로부터 해당 단말(100)에 전송되고 있던 데이터를 모두 포워딩 받아 버퍼에 저장하고 단말(100)로부터 수신한 제1 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 해당 단말(100)로 전송하여 랜덤 접속 절차를 완료한다.

동시에 타겟 기지국(300)이 해당 단말(100)로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 미리 생성한 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME(400)에 요청한다. 이로써 무선 단에서의 핸드오버 절차가 완료되기 전에 코어 망 쪽의 절차를 병행하여 진행할 수 있다. 이로 인해 P3 문제를 해결하여 전체적인 핸드오버 시간을 줄일 수 있게 된다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계와, 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 전송하는 단계를 포함하고, 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계와, 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 전송하는 단계와, 하향 링크 데이터 경로 전환을 MME(400)에 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또는 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계를 포함하고, 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계와, 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 전송하는 단계와, 하향 링크 데이터 경로 전환을 MME(400)에 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.

타겟 기지국(300)은 무선 단에서의 핸드오버 절차로 단말(100)로부터 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제2 랜덤 접속 메시지를 수신한다.

이후 타겟 기지국(300)은 소스 기지국(200)으로부터 해당 단말(100)에 전송되고 있던 데이터를 모두 포워딩 받아 버퍼에 저장하고 단말(100)로부터 수신한 제2 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 해당 단말(100)로 전송하여 랜덤 접속 절차를 완료한다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계와, 제1 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계와, 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 전송하는 단계와, 하향 링크 데이터 경로 전환을 MME(400)에 요청하는 단계를 포함하고, 핸드오버 완료 메시지를 수신하는 단계와, 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

타겟 기지국(300)은 해당 단말(100)로부터 무선 단에서의 핸드오버가 완료되었음을 알리는 핸드오버 완료 메시지를 수신하고 소스 기지국(200)으로 소스 기지국(200)이 해당 단말(100)에 대해 할당한 자원의 해제를 요청하는 메시지를 전송한다.

이때 자원 해제 요청 메시지를 수신한 소스 기지국(200)은 곧바로 자원을 해제하지 않고 타겟 기지국(300)으로부터 핸드오버 후보 기지국에서 제외되었음을 알리는 통보를 수신하거나 미리 설정된 제1 시간이 경과하여야 단말(100)에 대한 하향 링크 데이터 경로를 해제한다. 이는 단말(100)이 셀의 경계 지역에 있어, 연속적인 핸드오버 상황이 발생하더라도 기지국이 영향을 덜 받기 위함이며 다시 타겟 기지국(300)에서 소스 기지국(200)으로 핸드오버가 되는 경우 핸드오버에 소요되는 시간을 줄여 이러한 핸드오버로 인한 악영향을 줄일 수 있다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템의 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계와, 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 전송하는 단계와, 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계와, 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 전송하는 단계와, 하향 링크 데이터 경로 전환을 MME(400)에 요청하는 단계를 포함하고 핸드오버 완료 메시지를 수신하는 단계와, 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또는 타겟 기지국(300)에서의 핸드오버 지원 방법은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계와, MME(400)에 하향 링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계와, 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계와, 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 전송하는 단계와, 하향 링크 데이터 경로 전환을 MME(400)에 요청하는 단계를 포함하고 핸드오버 완료 메시지를 수신하는 단계와, 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템 단말(100)의 핸드오버 방법은 측정 보고 메시지를 전송하는 단계와, 소스 기지국(200)으로 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계와, 타겟 기지국(300)으로 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 수신하는 단계와, 핸드오버 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

단말(100)은 기지국의 명령 없이 스스로 핸드오버를 판단하고 소스 기지국(200)으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 단말(100)이 스스로의 판단으로 핸드오버를 수행하기 때문에 종래 핸드오버의 문제점 중 하나인 기지국에서의 명령이 내려오기까지 기다리다가 RLF가 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

단말(100)은 소스 기지국(200)으로 RACH을 통해 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하여 소스 기지국(200)이 핸드오버 절차를 진행할 수 있도록 하고, 또한 타겟 기지국(300)으로도 RACH을 통해 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하여 타겟 기지국(300)이 핸드오버 절차를 진행할 수 있도록 한다.

단말(100)은 전송한 제1 랜덤 접속 메시지에 대응하여 타겟 기지국(300)으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하여 타겟 기지국(300)과 랜덤 접속 절차를 완료하고 무선 단에서의 핸드오버 절차를 완료한다.

단말(100)은 타켓 기지국으로 무선 단에서의 핸드오버 절차가 완료되었음을 알리는 핸드오버 완료 메시지를 전송한다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템 단말(100)의 핸드오버 방법은 측정 보고 메시지를 전송하는 단계와, 소스 기지국(200)으로 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계와, 타겟 기지국(300)으로 제2 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계와, 랜덤 접속 응답을 수신하는 단계와, 핸드오버 완료 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

단말(100)은 타겟 기지국(300)과 랜덤 접속 절차에 사용할 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제2 랜덤 접속 메시지를 포함하는 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 타겟 기지국(300)으로부터 소스 기지국(200)을 경유하여 수신할 수 있다. 또는 타겟 기지국(300)으로부터 할당받지 않고 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 메시지를 구성하여 사용할 수도 있다.

단말(100)은 소스 기지국(200)으로 RACH을 통해 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하여 소스 기지국(200)이 핸드오버 절차를 진행할 수 있도록 하고, 타겟 기지국(300)으로 RACH을 통해 제2 랜덤 접속 메시지를 전송하여 타겟 기지국(300)이 핸드오버 절차를 진행할 수 있도록 한다.

단말(100)은 전송한 제2 랜덤 접속 메시지에 대응하여 타겟 기지국(300)으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하여 타겟 기지국(300)과 랜덤 접속 절차를 완료하고 무선 단에서의 핸드오버 절차를 완료한다.

도 7은 일 실시 예에 따른 단말(100)의 핸드오버 측정 보고 메커니즘을 나타내는 도면이다. 즉, 측정 보고가 어떤 방식으로 이루어지는 지를 나타낸다.

기존 LTE에서 단말(100)은 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 RSRP가 임계값(HO margin) 이상 차이가 나면 A3 이벤트를 시작한다.

하지만 도 7에서는 단말(100)은 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 신호 세기가 같아지는 지점에서 A7 이벤트가 시작됨과 동시에 측정 보고를 한다.

단말(100)은 A7 이벤트가 시작되면 TTT 시간 이후에 HO margin 이상 차이가 나면 무선 단에서 핸드오버를 위한 프리앰블 전송을 시작한다. 이때, TTT 값은 기존 LTE에 정의되어 있는 값과는 달리 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 X2 통신에 필요한 최소 시간(X2 delay) 만큼의 시간으로 정의된다.

또한 HO margin의 경우 기존 LTE와 달리 단말(100)의 이동성을 고려하여 적응적인 값을 선택한다. 예를 들어, 단말(100)의 이동성이 크다면 HO margin은 작은 값을 가질 것이고, 단말(100)의 이동성이 작다면 HO margin은 상대적으로 좀 더 큰 값을 가질 것이다. 이때, 기본적으로 LTE에서 사용되는 HO margin보다 더 작은 값을 사용하여 핸드오버가 더 빨리 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

소스 기지국(200)이 단말(100)의 핑퐁 핸드오버에 영향을 받지 않기 위해서, 핸드오버가 완료되더라도 소스 기지국(200)은 이전에 사용한 단말(100)의 하향 링크 데이터 경로를 바로 해제하지 않는다. 이는 다시 소스 기지국(200)으로 핸드오버를 수행 할 때 소요되는 지연 시간을 줄여 핑퐁 핸드오버의 악영향을 줄이기 위함이다.

소스 기지국(200)은 단말(100)의 하향 링크 데이터 경로를 다음 두 가지 중 하나의 조건을 만족할 경우 해제한다.

첫 번째 조건은 타겟 기지국(300)으로부터 소스 기지국(200)이 향후 핸드오버의 후보에서 제외되었음을 전달 받는 경우이다. 두 번째 조건은 미리 정해진 특정 시간이 경과한 경우이다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템 단말(100)의 핸드오버 방법의 측정 보고 메시지를 전송하는 단계에서 단말(100)이 스스로 핸드오버를 판단하는 방법은 소스 기지국(200)과의 신호 세기와 타겟 기지국(300)과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하는 방법이다.

즉, 기존 LTE 단말(100)이 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 신호 세기의 특정 임계값 이상의 차이가 일정시간 동안 유지될 때 A3 이벤트가 발생하여 소스 기지국(200)으로 측정 보고를 하는 방법과 달리 해당 단말(100)은 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 신호 세기가 같아 지는 지점에서 A7 이벤트를 발생시키고 소스 기지국(200)으로 측정 보고를 한다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법 또한 이동통신 시스템 단말(100)의 핸드오버 방법의 측정 보고 메시지를 전송하는 단계에서 단말이 스스로 핸드오버를 판단하는 방법은 소스 기지국(200)과의 신호 세기와 타겟 기지국(300)과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하는 방법을 사용한다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법과 발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버 방법에서 이동통신 시스템 단말(100)의 핸드오버 방법의 단말(100)이 소스 기지국(200)으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계와 타겟 기지국(300)으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계에서 단말(100)의 랜덤 접속 메시지 전송은 측정 보고 메시지 전송 시점으로부터 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300) 사이에 X2 통신에 필요한 시간인 제2 시간 경과 후에 소스 기지국(200)과의 신호 세기와 타겟 기지국(300)과의 신호 세기 차이가 단말(100)의 이동성에 따라 크기가 결정되는 임계값보다 큰 경우에 시작된다.

종래 LTE 단말(100)은 소스 기지국(200)으로부터 핸드오버 명령(Handover Command)를 수신한 이후 타겟 기지국(300)으로 랜덤 접속 프리앰블을 전송하나 발명의 실시 예에 따르면 해당 단말(100)은 소스 기지국(200)으로부터 핸드오버 명령을 기다리지 않고 측정 보고 메시지를 전송한 시점으로부터 제2 시간 경과할 때까지 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)의 신호 세기 차이가 결정된 임계값보다 큰 경우에 타겟 기지국(300)으로 랜덤 접속 메시지를 전송한다. 또한 종래 LTE 단말(100)과 달리 소스 기지국(200)으로도 랜덤 접속 메시지를 전송한다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국은 RF(Radio Frequency)부와, 제어부를 포함한다.

RF부는 단말(100)과 무선 신호를 송신 또는 수신한다.

제어부는 RF부를 제어하고, 핸드오버를 판단한 단말(100)로부터 측정 보고를 받은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 수신하면 핸드오버에 대비하여 MME(400)에 미리 단말(100)과의 하향링크 데이터 경로 생성을 요청한다. 단말의 정보는 단말의 신원과 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 포함할 수 있다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국은 RF부와, 제어부를 포함한다.

제어부는 핸드오버를 판단한 단말(100)로부터 측정 보고를 받은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 전달하는 메시지를 수신하면 핸드오버에 대비하여 MME(400)에 미리 단말(100)과의 하향링크 데이터 경로 생성을 요청한다. 단말의 정보는 단말의 신원과 단말(100)이 사용할 제2 랜덤 접속 메시지 할당 요청을 포함할 수 있다.

제어부는 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제2 랜덤 접속 메시지를 할당하고, 소스 기지국(200)을 경유하여 단말(100)에 전송하도록 제어할 수 있다.

제어부는 핸드오버를 판단한 단말(100)로부터 측정 보고를 받은 소스 기지국(200)으로부터 단말의 정보를 전달하는 메시지를 수신하면 핸드오버에 대비하여 MME(400)에 미리 단말(100)과의 하향링크 데이터 경로 생성을 요청한다. 단말의 정보는 단말의 신원을 포함할 수 있다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국은 RF부와, 제어부를 포함한다.

제어부는 단말(100)로부터 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제1 랜덤 접속 메시지를 수신하면 단말(100)과 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하고, 단말(100)로부터 수신한 제1 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 단말(100)로 전송하고, 단말(100)로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME(400)에 요청한다.

제어부는 단말(100)로부터 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하면 단말(100)과 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하고, 단말(100)로부터 수신한 제2 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 단말(100)로 전송하고, 단말(100)로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME(400)에 요청한다.

제어부는 단말(100)로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하면 소스 기지국(200)으로 자원 해제 요청 메시지를 전송한다.

자원 해제 요청 메시지를 수신한 소스 기지국은 단말에 대한 하향 링크 데이터 경로를 바로 해제하지 않고 핑퐁 핸드오버의 영향을 줄이기 위해 핸드오버 후보 기지국에서 제외 통보를 수신하거나 미리 설정된 제1 시간이 경과하면 단말에 대한 하향 링크 데이터 경로를 해제한다.

발명의 일 실시 예에 따른 저지연 핸드오버를 하는 단말(100)은 RF부와, 제어부를 포함한다.

RF부는 기지국과 무선 신호를 송신 또는 수신하여 통신한다.

제어부는 RF부를 제어하고, 스스로 핸드오버를 판단하여 소스 기지국(200)으로 측정 보고를 전송한다.

또한 제어부는 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)으로 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 전송한다.

또한 제어부는 타겟 기지국(300)으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하면 핸드오버 완료 메시지를 타겟 기지국(300)으로 전송하고 무선 단에서 핸드오버 절차를 완료한다.

발명의 또 다른 실시 예에 따른 저지연 핸드오버를 하는 단말(100)은 RF부와, 제어부를 포함한다.

제어부는 스스로 핸드오버를 판단하여 소스 기지국(200)으로 측정 보고를 전송한다.

또한 제어부는 소스 기지국(200)으로부터 타겟 기지국(300)이 전송한 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제2 랜덤 접속 메시지를 포함하는 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 수신할 수 있다. 또한, 타겟 기지국(300)이 할당한 제2 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 수신하지 않고, 단말의 신원을 고유하게 표현할 수 있는 제2 랜덤 접속 메시지를 구성할 수도 있다.

또한 제어부는 소스 기지국(200)으로 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하고, 타겟 기지국(300)으로 제2 랜덤 접속 메시지를 전송한다.

또한 제어부는 타겟 기지국(300)으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하면 핸드오버 완료 메시지를 타겟 기지국(300)으로 전송하고 무선 단에서 핸드오버 절차를 완료한다..

제어부가 핸드오버를 판단하는 방법은 소스 기지국(200)과의 신호 세기와 타겟 기지국(300)과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하는 방법이다.

제어부의 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300)으로 제1 랜덤 접속 메시지 전송은 측정 보고 메시지 전송 시점으로부터 제2 시간 경과 후에 소스 기지국(200)과의 신호 세기와 타겟 기지국(300)과의 신호 세기 차이가 임계값보다 큰 경우에 시작된다.

제2 시간은 소스 기지국(200)과 타겟 기지국(300) 사이에 X2 통신에 필요한 시간이고, 임계값은 단말(100)의 이동성에 따라 크기가 결정되는 값이 사용된다.

제어부의 소스 기지국(200)으로 제1 랜덤 접속 메시지 전송과 타겟 기지국(300)으로 제2 랜덤 접속 메시지 전송은 측정 보고 메시지 전송 시점으로부터 제2 시간 경과 후에 소스 기지국(200)과의 신호 세기와 타겟 기지국(300)과의 신호 세기 차이가 임계값보다 큰 경우에 시작된다.

이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다.

100 : 단말(UE)
200 : 소스 기지국
300 : 타겟 기지국
400 : MME

Claims

이동통신 시스템의 타겟 기지국에서의 핸드오버 지원 방법에 있어서,
타겟 기지국이 핸드오버를 판단한 단말의 측정 보고를 받은 소스 기지국으로부터 단말의 정보를 전달하는 메시지를 수신하는 단계; 및
타겟 기지국이 핸드오버에 대비하여 MME(Mobility Management Entity)에 미리 상기 단말과의 하향링크 데이터 경로 생성을 요청하는 단계;
를 포함하되,
상기 단말은 소스 기지국과의 신호 세기와 타겟 기지국과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하여 측정 보고 메시지를 소스 기지국으로 전송하고,
상기 단말의 정보는 단말의 신원과 랜덤 접속 절차에서 한번의 전송으로도 기지국이 상기 단말을 식별하도록 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 포함하는 저지연 핸드오버 지원 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 단말의 정보가 단말의 신원과 상기 단말이 타겟 기지국과 랜덤 접속 절차에서 사용할 제2 랜덤 접속 메시지 할당 요청을 포함하는 경우,
상기 방법은
타겟 기지국이 상기 소스 기지국을 경유하여 상기 단말로 할당된 제2 랜덤 접속 메시지를 포함하는 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 전송하는 단계;를 더 포함하되,
상기 제2 랜덤 접속 메시지는 랜덤 접속 메시지 할당 요청을 수신한 기지국에 의해 한번의 전송으로도 타겟 기지국이 랜덤 접속 절차에서 상기 단말을 식별하도록 단말의 신원을 고유하게 표현하는 메시지인 저지연 핸드오버 지원 방법.
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제 1 항에 있어서, 상기 방법은
타겟 기지국이 상기 단말로부터 상기 제1 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계;
타겟 기지국이 상기 단말과 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계;
타겟 기지국이 상기 단말로부터 수신한 제1 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 상기 단말로 전송하는 단계; 및
타겟 기지국이 상기 단말로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 상기 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME에 요청하는 단계;
를 더 포함하는 저지연 핸드오버 지원 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 방법은
타겟 기지국이 상기 단말로부터 상기 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하는 단계;
타겟 기지국이 상기 단말과 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하는 단계;
타겟 기지국이 상기 단말로부터 수신한 제2 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 상기 단말로 전송하는 단계; 및
타겟 기지국이 상기 단말로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 상기 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME에 요청하는 단계;
를 더 포함하는 저지연 핸드오버 지원 방법.
제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방법은
타겟 기지국이 상기 단말로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하는 단계; 및
타겟 기지국이 상기 소스 기지국으로 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 단계;
를 더 포함하되,
자원 해제 요청 메시지를 수신한 소스 기지국은 핸드오버 후보 기지국에서 제외 통보를 수신하거나 미리 설정된 제1 시간이 경과하면 단말에 대한 하향 링크 데이터 경로를 해제하는 저지연 핸드오버 지원 방법.
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이동통신 시스템 단말에서의 핸드오버 방법에 있어서,
단말이 스스로 핸드오버를 판단하고 소스 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송하는 단계;
단말이 소스 기지국으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계;
단말이 타겟 기지국으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계;
단말이 타겟 기지국으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하는 단계; 및
단말이 타켓 기지국으로 핸드오버 완료 메시지를 전송하는 단계;
를 포함하되,
상기 측정 보고 메시지를 전송하는 단계에서 단말은 소스 기지국과의 신호 세기와 타겟 기지국과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하고,
소스 기지국으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계와 타겟 기지국으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계에서 랜덤 접속 메시지 전송은 측정 보고 메시지 전송 시점으로부터 제2 시간 경과 후에 소스 기지국과의 신호 세기와 타겟 기지국과의 신호 세기 차이가 임계값보다 큰 경우에 시작되고,
제2 시간은 소스 기지국과 타겟 기지국 사이에 X2 통신에 필요한 시간이며 임계값은 단말의 이동성에 따라 크기가 결정되는 값이 사용되고,
랜덤 접속 메시지는 랜덤 접속 절차에서 한번의 전송으로도 기지국이 상기 단말을 식별하도록 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지인 저지연 핸드오버 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 단말이 소스 기지국을 통해 타겟 기지국으로부터 제2 랜덤 접속 메시지를 포함하는 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 수신한 경우,
상기 방법은
상기 타겟 기지국으로 랜덤 접속 메시지를 전송하는 단계에서 전송하는 랜덤 접속 메시지는 한번의 전송으로도 타겟 기지국이 랜덤 접속 절차에서 상기 단말을 식별하도록 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제2 랜덤 접속 메시지인 저지연 핸드오버 방법.
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이동통신 시스템의 핸드오버를 지원하는 기지국에 있어서,
무선 신호를 송신 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
RF부를 제어하고, 핸드오버를 판단한 단말로부터 측정 보고를 받은 소스 기지국으로부터 단말의 정보를 전달하는 메시지를 수신하면 핸드오버에 대비하여 MME에 미리 상기 단말과의 하향링크 데이터 경로 생성을 요청하도록 제어하는 제어부;
를 포함하되,
상기 단말은 소스 기지국과의 신호 세기와 타겟 기지국과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하여 측정 보고 메시지를 소스 기지국으로 전송하고,
상기 단말의 정보는 단말의 신원과 랜덤 접속 절차에서 한번의 전송으로도 기지국이 상기 단말을 식별하도록 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 포함하는 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국.
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제 13 항에 있어서, 상기 제어부는
핸드오버를 판단한 단말로부터 측정보고를 받은 소스 기지국으로부터 단말의 신원과 상기 단말이 사용할 제2 랜덤 접속 메시지 할당 요청을 포함하는 단말의 정보를 전달하는 메시지를 수신하면 핸드오버에 대비하여 MME에 미리 상기 단말과의 하향링크 데이터 경로 생성을 요청하고, 랜덤 접속 절차에서 한번의 전송으로도 상기 단말을 식별하도록 해당 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제2 랜덤 접속 메시지를 할당하고 소스 기지국을 경유하여 상기 단말에 전송하도록 제어하는 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국.
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제 13 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 단말로부터 상기 제1 랜덤 접속 메시지를 수신하면 상기 단말과 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하고, 상기 단말로부터 수신한 상기 제1 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 상기 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 상기 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME에 요청하도록 제어하는 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국.
제 15 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 단말로부터 상기 제2 랜덤 접속 메시지를 수신하면 상기 단말과 연결하기 위해 동기화 정보 및 상향 링크 자원을 할당하고, 상기 단말로부터 수신한 상기 제2 랜덤 접속 메시지에 대응하여 랜덤 접속 응답을 상기 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하기 전에 상기 하향 링크 데이터 경로로 전환을 MME에 요청하도록 제어하는 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국.
제 13 항에 있어서, 상기 제어부는
상기 단말로부터 핸드오버 완료 메시지를 수신하면 상기 소스 기지국으로 자원 해제 요청 메시지를 전송하도록 제어하되,
자원 해제 요청 메시지를 수신한 소스 기지국은 핸드오버 후보 기지국에서 제외 통보를 수신하거나 미리 설정된 제1 시간이 경과하면 단말에 대한 하향 링크 데이터 경로를 해제하는 저지연 핸드오버를 지원하는 기지국.
이동통신 시스템에서 핸드오버를 하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송신 또는 수신하는 RF부; 및
RF부를 제어하고, 스스로 핸드오버를 판단하여 소스 기지국으로 측정 보고를 전송하고, 소스 기지국과 타겟 기지국으로 랜덤 접속 절차에서 한번의 전송으로도 상기 단말을 식별하도록 해당 단말의 신원을 고유하게 표현하는 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하고, 타겟 기지국으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하면 핸드오버 완료 메시지를 타겟 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는 소스 기지국과의 신호 세기와 타겟 기지국과의 신호 세기를 비교하여 신호 세기가 같아지면 핸드오버 과정을 개시 할 수 있는 조건을 달성한 것으로 판단하고,
소스 기지국과 타겟 기지국으로 랜덤 접속 메시지 전송은 측정 보고 메시지 전송 시점으로부터 제2 시간 경과 후에 소스 기지국과의 신호 세기와 타겟 기지국과의 신호 세기 차이가 임계값보다 큰 경우에 시작되고,
제2 시간은 소스 기지국과 타겟 기지국 사이에 X2 통신에 필요한 시간이며 임계값은 단말의 이동성에 따라 크기가 결정되는 값이 사용되는 저지연 핸드오버를 하는 단말.
제 20 항에 있어서,
상기 제어부가 소스 기지국을 통해 타겟 기지국으로부터 제2 랜덤 접속 메시지를 포함하는 랜덤 접속 메시지 할당 응답을 수신한 경우,
상기 제어부는
소스 기지국으로 상기 제1 랜덤 접속 메시지를 전송하고, 타겟 기지국으로 제2 랜덤 접속 메시지를 전송하고, 타겟 기지국으로부터 랜덤 접속 응답을 수신하면 핸드오버 완료 메시지를 타겟 기지국으로 전송하도록 제어하되,
제2 랜덤 접속 메시지는 타겟 기지국이 랜덤 접속 절차에서 한번의 전송으로도 상기 단말을 식별하도록 해당 단말의 신원을 고유하게 표현하는 메시지인 저지연 핸드오버를 하는 단말.
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