KR20080014418A

KR20080014418A - 이동 통신 시스템에서 핸드오버 성공율 향상 방법

Info

Publication number: KR20080014418A
Application number: KR1020060076109A
Authority: KR
Inventors: 박성찬; 김정헌
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-14

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서, 이동국의 핸드오버 방법에 있어서, 제1 레인징 요구 메시지를 일정 시간 간격마다 반복 송신하는 과정과, 레인징 응답 메시지 및 상향링크 자원 할당 정보를 적어도 두번 이상 수신하는 과정과, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 수신한 횟수만큼 제2 레인징 요구 메시지를 송신하는 과정을 포함한다.

핸드오버, 레인징 요구, 레인징 응답, CDMA alloc IE

Description

이동 통신 시스템에서 핸드오버 성공율 향상 방법{METHOD TO IMPROVE A HANDOVER SUCCESS RATE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래의 메시지 유실에 따라 핸드오버가 지연되는 과정을 도시한 신호 흐름도

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 메시지 반복 송신을 나타낸 신호 흐름도

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 메시지 반복 송신을 나타낸 신호 흐름도

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서 핸드오버 성공율을 향상시키기 위한 방법에 관한 것이다.

현재의 이동 통신 시스템은 단말이 이동하는 상황에서도 고속, 대용량 및 다양한 서비스 품질을 상기 단말에게 제공하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이하에서는 이동하는 단말을 '이동국(mobile station)'이라 칭하기로 한다.

상기 이동국은 현재 서비스를 제공받는 기지국으로부터 다른 타겟(target) 기지국으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 이동국은 핸드오버를 수행하여야만 한다. 상기 핸드오버는 소프트 핸드오버와 하드 핸드오버로 구분된다. 상기 소프트 핸드오버는 이동국이 핸드오버 하는 동안 통신을 유지한다. 상기 하드 핸드오버는 이동국이 핸드오버 하는 동안 통신이 끊긴다. 상기 고속, 대용량 및 다양한 서비스 품질을 만족시키기 위해서는 신호 끊김없는(seamless) 핸드오버 및 빠른 핸드오버가 중요하다.

상기 하드 핸드오버를 수행하는 이동국은 핸드오버와 관련된 다양한 메시지들을 서빙 기지국 및 타겟 기지국과 송수신 한다. 그러나, 채널 상태 열악과 같이 정상적으로 메시지 송수신이 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 즉, 이동국 혹은 기지국이 송신한 메시지가 유실되는 경우 해당 이동국 혹은 기지국은 일정 시간이 경과할 때까지 송신한 메시지에 대한 아무런 응답이 없는 경우에 메시지를 재송신 한다. 메시지 재송신에 따른 시간 지연에 의해 빠른 핸드오버가 불가능하게 된다.

도 1은 종래의 메시지 유실에 따라 핸드오버가 지연되는 과정을 도시한 신호 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 이동국(100)은 타겟 기지국(150)으로 레인징 요구(Ranging Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭함) 메시지를 송신하고 메시지 재송신을 위한 T3 타이머를 구동한다(102단계). 상기 RNG-REQ 메시지는 레인징의 목적을 나타내는 코드 정보와 동기 획득을 위한 시간 오프셋(offset) 정보를 포함한다. 상기 타겟 기지국(150)은 상기 RNG-REQ 메시지에 대한 응답으로 상기 이동국(100)으로 레인징 응 답(Ranging Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭함) 메시지를 송신한다. 상기 RNG-RSP 메시지는 시간 오프셋이 일정 오프셋 값 미만이라면 성공(success)을, 일정 오프셋 값 이상이라면 계속(continue)로 설정한 정보를 포함하며, 시간 보정값도 포함한다.

상기 이동국(100)은 계속으로 명시된 RNG-RSP 메시지 수신에 따라 RNG-REQ 메시지를 상기 타겟 기지국(150)으로 송신함과 동시에 T3 타이머를 구동한다(106단계). 하지만, 상기 RNG-REQ 메시지는 유실되고, T3 타이머가 만료된다. 따라서, 상기 이동국(100)은 상기 RNG-REQ 메시지가 유실되었거나 혹은 RNG-RSP 메시지가 유실되었다고 인지하여 RNG-REQ 메시지를 재송신한다(108단계).

상기 타겟 기지국(150)은 상기 RNG-REQ 메시지의 수신에 따라 성공으로 명시한 RNG-RSP 메시지를 상기 이동국(100)으로 송신한다(110단계). 또한, 상기 타겟 기지국(150)은 CDMA alloc IE(Code Division Multiple Access allocation Information Element)를 상기 이동국(100)으로 송신한다(112단계).

일반적으로, 이동국이 최초로 네트워크 진입(network entry)하거나 타겟 기지국으로 핸드오버 하면, 시간 동기, 전력 및 주파수 보정을 수행하여야 한다. 이를 위해 이동국은 상기 RNG-REQ(code) 메시지를 상향링크의 레인징 영역을 통해 송신한다. 상기 이동국은 기지국의 자원 할당없이도 경쟁적으로 상기 RNG-REQ(code) 메시지를 송신할 수 있다.

이후, 상기 기지국과 시간 동기, 전력 및 주파수 보정 수행이 완료되면, 상기 이동국은 기지국으로부터 CID(connection ID)를 할당받아야 한다. 왜냐하면, 상 기 이동국과 기지국간 신호 송수신 절차는 CID를 통해 이루어지기 때문이다. 상기 이동국은 상기 CID를 할당받기 위해 상기 기지국으로 RNG-REQ 메시지를 송신하여야 한다. 그러나, 상기 CID 할당은 중요한 절차이기 때문에 메시지 충돌을 회피하여야 한다. 때문에 메시지 충돌 방지를 위해 상기 이동국은 상기 기지국으로부터 자원을 할당받아야 한다. 즉, 상기 이동국은 CDMA alloc IE 수신을 통해 자원을 할당받고 상기 할당된 자원을 이용하여 RNG-REQ 메시지를 송신한다.

상기 CDMA alloc IE를 수신한 이동국(100)은 RNG-REQ 메시지를 타겟 기지국(150)으로 송신함과 함께 T3 타이머를 구동한다(114단계). 상기 이동국(100)은 T3 타이머가 구동 만료할 때까지 RNG-RSP 메시지를 수신하지 못하였기 때문에(116단계) RNG-REQ(code) 메시지를 재송신한다(118단계).

상기 타겟 기지국(150)은 상기 RNG-REQ(code) 메시지의 수신에 따라 상기 이동국(100)으로 계속으로 명시된 RNG-RSP(code) 메시지를 송신한다(120단계). 상기 이동국(100)은 상기 RNG-RSP(code) 메시지를 수신에 따라 RNG-REQ(code) 메시지를 타겟 기지국(150)으로 송신한다(122단계). 상기 타겟 기지국(150)은 상기 RNG-REQ(code) 메시지를 수신하고, 성공을 명시한 RNG-RSP(code) 메시지를 이동국(100)으로 송신한다(124단계). 또한, 상기 타겟 기지국(150)은 CDMA alloc IE를 이동국(100)으로 송신한다(126단계).

상기 이동국(100)은 상기 CDMA alloc IE를 수신함에 따라 RNG-REQ 메시지를 타겟 기지국(150)으로 송신한다(128단계). 상기 타겟 기지국(150)은 상기 이동국(100)으로 RNG-RSP 메시지를 송신한다(130단계).

도 1에서 설명한 바와 같이, 핸드오버를 위한 레인징 메시지들의 송수신시 메시지 유실이 발생할 수 있다. 이 때, 기지국 혹은 이동국은 미리 설정된 타이머, 예컨대 T3 타이머의 구동 만료시 유실된 메시지를 재송신하게 된다. 상기 T3 타이머는 표준 문서에 default(초기값)로 50ms, max(최대) 200ms로 설정할 수 있다고 개시되어 있다. 일반적으로 핸드오버가 완료되기 까지 핸드오버 레이턴시(latency)가 최대 150ms 미만이어야 하고, 정상적인 핸드오버 완료시 100ms 정도가 걸린다고 가정하면, T3 타이머 구동 만료에 따른 메시지 재송신 절차가 발생하게 되면 핸드오버 완료시까지 300ms~600ms 이상 걸릴 수도 있다. 최악의 경우, 핸드오버가 실패할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 이동 통신 시스템에서 핸드오버 성공율을 향상시키기 위한 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 빠른 핸드오버 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 이동 통신 시스템에서, 이동국의 핸드오버 방법에 있어서, 제1 레인징 요구 메시지를 일정 시간 간격마다 반복 송신하는 과정과, 레인징 응답 메시지 및 상향링크 자원 할당 정보를 적어도 두번 이상 수신하는 과정과, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 수신한 횟수만큼 제2 레인징 요구 메시지를 송신하는 과정을 포함한다.

상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 이동 통신 시스템에서, 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법에 있어서, 이동국으로부터 제1 레인징 요구 메시지를 수신하는 과정과, 상기 레인징 요구 메시지에 포함된 시간값이 미리 설정한 시간 범위를 만족하면, 상기 이동국으로 레인징 성공을 나타내는 레인징 응답 메시지 및 상향링크 자원 할당 정보를 적어도 두번 이상 일정 시간 간격을 두고 송신하는 과정을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 핸드오버 성공율을 향상시키면서도 빠른 핸드오버가 가능하도록 하는 방법을 제안한다.

일반적으로, 이동국이 핸드오버 하는 경우, 서빙 기지국과의 시그널링(signaling), 핸드오버 하려는 타겟 기지국과의 시그널링으로 구분할 수 있다. 실제 시스템을 구현하는 경우, 상기 이동국이 상기 서빙 기지국과의 핸드오버 시그널링이 실패하더라도 상기 타겟 기지국과의 시그널링만 성공한다면 핸드오버가 성공되는 것으로 간주한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 이동국과 타겟 기지국간 메시지 수신 성공율 향상을 위해 메시지를 반복 송신하기로 한다.

상기 메시지를 반복 송신하게 되면 메시지 수신 성공율 역시 향상되게 된다. 물론, 상기 메시지가 반복 송신되게 되면 추가적인 시그널링 오버헤드와 약간의 지연이 발생할 수 있다. 하지만, 이러한 지연은 메시지 유실로 인해 T3 타이머 동안 대기하고 시그널링 절차를 다시 수행하는데 따른 지연에 비하면 미미하다 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 메시지 반복 송신을 나타낸 신호 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 이동국(200)은 타겟 기지국(250)으로 레인징 요구(Ranging Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭함) 메시지를 다수번, 일례로 3번씩 일정 시간 간격을 두고 송신한다(201). 여기서, 상기 RNG-REQ 메시지를 송신하는 이유는 상기 타겟 기지국(250)으로부터 CDMA alloc IE를 수신하기 위함이다. 또한, 상기 RNG-REQ 메시지에는 레인징의 목적을 나타내는 코드 정보와 동기 획득을 위한 시간 오프셋(offset) 정보를 포함한다. 한편, 상기 일정 시간 간격은 일 례로 2~3 프레임 간격이 될 수 있다. 1 프레임은 약 5ms의 시간으로 이루어 진다.

상기 타겟 기지국(250)은 상기 이동국(200)으로 계속(continue)으로 명시된 레인징 응답(Ranging Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭함) 메시지를 송신한다(203). 여기서, 상기 RNG-RSP 메시지 역시 상기 타겟 기지국(250)에 의해 일정 시간 간격을 두고 메시지 세번이 반복 송신된다.

상기 이동국(200)은 상기 타겟 기지국(250)으로 세번의 RNG-REQ 메시지를 일정 시간 간격을 두고 반복 송신한다(205). 여기서, 첫번째 송신한 RNG-REQ 메시 지(206)가 유실되더라도 나머지 두개의 RNG-REQ 메시지가 상기 타겟 기지국(250)에 정상적으로 수신된다.

따라서, 상기 타겟 기지국(250)은 성공(success)이 명시된 RNG-RSP 메시지를 상기 이동국(200)으로 송신하고, 이어서 CDMA alloc IE를 송신한다(207). 상기 이동국(200)은 한번의 CDMA alloc IE를 수신하면 한번의 RNG-REQ 메시지를 송신할 수 있다. 여기서는 상기 타겟 기지국(250)이 RNG-RSP 메시지와 CDMA alloc IE를 두번 반복 송신한 것으로 가정한다. 본 발명에서는 이동국이 상기 CDMA alloc IE를 한번만 수신하는 것이 아니라 다수번 수신할 수 있음을 유념하여야 한다. 상기 CDMA alloc IE 각각은 서로 다른 상향링크 자원 할당 정보를 가진다. 또한, RNG-RSP(code)(success) 메시지와 CDMA alloc IE는 채널 상태가 변하지 않는 시간 범위내에서 연속하여 송신되는 것임을 가정한다.

상기 이동국(200)은 상기 두번의 RNG-RSP 메시지 및 CDMA alloc IE를 수신함에 따라 상기 타겟 기지국(250)으로 두번의 RNG-REQ 메시지를 반복 송신한다(209).

상기 타겟 기지국(250)은 상기 이동국(200)으로 두번의 RNG-RSP 메시지를 송신한다(211). 여기서, 상기 이동국(200)은 첫번째 RNG-RSP 메시지(213)가 유실되더라도 두번째 RNG-RSP 메시지를 정상적으로 수신함으로써 T3 타이머 동안 메시지 수신을 대기하는 절차 없이도 핸드오버 절차를 완료할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 메시지 반복 송신을 나타낸 신호 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 이동국(300)은 RNG-REQ(code) 메시지를 타겟 기지국(350) 으로 송신한다(301단계). 상기 타겟 기지국(350)은 상기 이동국(300)으로 RNG-RSP(code) 메시지를 송신한다(303단계). 상기 이동국(300)은 상기 타겟 기지국(350)으로 RNG-REQ(code) 메시지를 송신한다(305단계).

본 발명의 제2 실시예에서는 메시지 반복 송신에 따른 오버헤드를 감소시키기 위해 RNG-REQ(code) 및 RNG-RSP(code) 메시지는 한번만 전송하고, 타겟 기지국이 RNG-RSP(code) 성공 메시지를 송신하는 시점부터 이동국 및 기지국이 적어도 두번 이상의 메시지를 반복 송신한다.

따라서, 상기 타겟 기지국(350)은 상기 이동국(300)으로 레인징 성공을 나타내는 RNG-RSP(code) 메시지 및 CDMA alloc IE를 각각 두번씩 송신한다(307).

상기 이동국(300)은 상기 타겟 기지국(350)으로부터의 CDMA alloc IE 메시지를 적어도 한번 수신함에 따라 (307), 상기 타겟 기지국(350)으로 RNG-REQ 메시지를 CDMA alloc IE를 수신한 횟수 만큼 반복 송신한다.

상기 RNG-REQ 메시지에 대한 응답으로 상기 타겟 기지국(350)은 상기 이동국(300)으로 RNG-RSP 메시지를 송신한다(311). 여기서, 상기 타겟 기지국(350)이 송신한 첫번째 RNG-RSP 메시지가 유실되더라도 두번째 RNG-RSP 메시지는 이동국(300)이 정상적으로 수신할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동국의 핸드오버와 관련된 메시지들을 다수번 반복해서 송수신함으로써 메시지 수신율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 이로 인해, 핸드오버 성공율도 향상될 뿐만 아니라 빠른 핸드오버가 가능하게 된다.

Claims

이동 통신 시스템에서, 이동국의 핸드오버 방법에 있어서,

제1 레인징 요구 메시지를 일정 시간 간격마다 반복 송신하는 과정과,

레인징 응답 메시지 및 상향링크 자원 할당 정보를 적어도 두번 이상 수신하는 과정과,

상기 상향링크 자원 할당 정보를 수신한 횟수만큼 제2 레인징 요구 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 이동국의 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 일정 시간은 1 프레임을 기준으로 함을 특징으로 하는 이동국의 핸드오버 방법.
제2항에 있어서,

상기 1 프레임은 약 5ms에 해당함을 특징으로 하는 이동국의 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 상향링크 자원 할당 정보는 코드분할다중접속 할당 정보(CDMA alloc IE: Code Division Multiple Access allocationInformation Element)임을 특징으로 하는 이동국의 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 레인징 요구 메시지는 자원 할당없이 다른 이동국과 경쟁적으로 송신하는 메시지임을 특징으로 하는 이동국의 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 레인징 요구 메시지는 상기 상향링크 자원을 이용하여 비경쟁적으로 송신하는 메시지임을 특징으로 하는 이동국의 핸드오버 방법.
이동 통신 시스템에서, 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법에 있어서,

이동국으로부터 제1 레인징 요구 메시지를 수신하는 과정과,

상기 레인징 요구 메시지에 포함된 시간값이 미리 설정한 시간 범위를 만족하면, 상기 이동국으로 레인징 성공을 나타내는 레인징 응답 메시지 및 상향링크 자원 할당 정보를 적어도 두번 이상 일정 시간 간격을 두고 송신하는 과정을 포함하는 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 일정 시간은 1 프레임을 기준으로 함을 특징으로 하는 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법.
제8항에 있어서,

상기 1 프레임은 약 5ms에 해당함을 특징으로 하는 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 상향링크 자원 할당 정보는 코드분할다중접속 할당 정보(CDMA alloc IE: Code Division Multiple Access allocationInformation Element)임을 특징으로 하는 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 이동국으로부터 상기 상향링크 자원을 이용하여 송신되는 제2 레인징 요구 메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 기지국에서 핸드오버 절차를 수행하는 방법.