KR20080032960A - 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법 - Google Patents

휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 휴대인터넷 시스템(portable internet system)의 가입자 단말이 핸드오버 요청 메시지를 재전송하는 방법에 있어서, 서빙 기지국(serving BS)에 제1 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 서빙 기지국으로부터 상기 제1 핸드오버 요청 메시지에 대한 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 핸드오버 응답 메시지에 상기 핸드오버 요청을 거부하는 정보가 포함된 경우, 소정의 시간 동안 타이머를 동작시키는 단계; 상기 타이머의 동작 중 적어도 하나의 인접 기지국의 정보를 수집하는 단계; 상기 타이머의 동작 중 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 어느 기준값(이하 '제1 기준값'이라 함) 이하인지를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이하인 경우, 상기 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 서빙 기지국이 가입자 단말의 핸드오버 요청을 거부한 경우, 효율적으로 핸드오버를 재요청할 수 있다.
휴대인터넷(portable internet), 핸드오버(handover)

Description

휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법{Method of Re-trasferring Handover Request Message in Portable Internet System}
도 1은, 휴대인터넷 시스템의 개요를 도시한 개략도이다.
도 2는, 휴대인터넷 시스템에서의 핸드오버 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 수행 절차를 도시한 흐름도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법의 흐름도이다.
도 5는, 가입자 단말과 서빙 기지국 간에 전송되는 메시지의 흐름을 나타낸 도면이다.
본 발명은, 휴대인터넷 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 서빙 기지국이 가입자 단말의 핸드오버 요청을 거부한 경우, 안정적이고 효율적으로 핸드오버를 재요청할 수 있는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법에 관한 것이다.
휴대인터넷(portable internet)이란, 종래의 무선 LAN과 같이 고정된 액세스 포인트(access point)를 이용하는 근거리 데이터 통신 방식에 이동성(mobility)을 더 지원하는 차세대 통신 방식이다. 이러한 휴대인터넷에 관련하여 다양한 표준들이 제안 및 채택되고 있다. 휴대인터넷과 관련된 대표적인 국제 표준은, IEEE 802.16 규격과 IEEE 802.20 규격이 있다. 이하, IEEE 802.16 규격을 중심으로 휴대인터넷 시스템을 설명하기로 한다.
도 1은, 휴대인터넷 시스템의 개요를 도시한 개략도이다. 일반적인 휴대인터넷 시스템은, 가입자 단말기(mobile station, 10, 11), 상기 가입자 단말기(10, 11)와 무선 통신을 수행하는 기지국(base station, 20, 21), 상기 기지국(20, 21)과 게이트웨이를 통해 접속되는 라우터(30, 31) 및 인터넷 망(40)을 포함하여 구성된다.
IEEE 802.16 그룹 등에서 추진되는 휴대인터넷 시스템은, 도 1에 도시된 가입자 단말(10)이 어느 하나의 기지국(20)이 관장하는 셀에서 다른 기지국(21)이 관장하는 셀로 이동하는 경우에도 그 이동성을 보장하여 끊기지 않는 데이터 통신 서비스를 제공하게 된다.
따라서, 휴대인터넷 시스템은 이동통신 서비스와 같이 가입자 단말(10, 11)의 핸드오버(handover)를 지원하며, 가입자 단말의 이동에 따라 동적인 IP(internet protocol) 어드레스 할당을 수행하게 된다.
도 2는, 휴대인터넷 시스템에서의 핸드오버 프로세스를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하여, 휴대인터넷 시스템에서의 핸드오버 프로세스를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
가입자 단말(10)이 핸드오버를 수행하기 위해서 MAC(media access control) 메시지인 핸드오버 요청(HO/REQ) 메시지를 서빙 기지국(20)에 전송한다. 상기 HO/REQ 메시지를 수신한 서빙 기지국(20)은, 인접 기지국이 가입자 단말(10)의 핸드오버를 수용할 수 있는지 검사한 후 핸드오버가 가능한 하나 이상의 목적 기지국 리스트를 핸드오버 응답(HO/RSP) 메시지를 통해 가입자 단말(10)로 전송한다. 가입자 단말(10)은, 상기 HO/RSP 메시지를 수신하여 추천된 목적 기지국 중 하나를 선택하여 서빙 기지국(20)에 알려준 후 해당 목적 기지국(21)으로 네트워크 재진입을 시도한다. 한편, 핸드오버는, 서빙 기지국(20)이 단말(10)에 먼저 요청함으로써 개시될 수도 있다.
도 3은, 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 수행 절차를 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가입자 단말은, 초기 망 진입 때보다 간소화된 절차를 거쳐 신속하게 목적 기지국으로의 망 진입 절차를 수행한다. 망 진입 후, 가입자 단말에 설정되었던 서비스 플로우들은 목적 기지국에서 새롭게 설정된 연결들로 재조정된다.
한편, 서빙 기지국은 가입자 단말의 핸드오버 요청을 거부할 수 있다(예를 들어, IEEE P802.16e/D12 (2005.10.14)의 표 108o에 규정된 MOB_BSHO-RSP 메시지 포맷 중 Mode가 "0b111"인 경우). 이때, 가입자 단말은 휴대인터넷망과 안정적으로 통신하기 위한 절차가 필요한데, 현재 논의되고 있는 휴대인터넷 표준 규격에는 이러한 절차가 정의되어 있지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명은, 휴대인터넷 시스템의 가입자 단말의 핸드오버 요청을 기지국이 거부한 경우, 상기 휴대인터넷 시스템과의 안정적이고 원활한 통신을 유지하기 위한 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 기지국이 가입자 단말의 핸드오버 요청을 거부한 경우, 타이머(timer)와 인접 기지국에 대한 스캔(scan) 결과와 통신상태에 대한 기준값(emergency trigger condition)을 이용함으로써, 효율적으로 핸드오버를 수행하기 위한 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법은, 휴대인터넷 시스템(portable internet system)의 가입자 단말이 핸드오버 요청 메시지를 재전송하는 방법에 있어서, 서빙 기지국(serving BS)에 제1 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 서빙 기지국으로부터 상기 제1 핸드오버 요청 메시지에 대한 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 핸드오버 응답 메시지에 상기 핸드오버 요청을 거부하는 정보가 포함된 경우, 소정의 시간 동안 타이머를 동작시키는 단계; 상기 타이머의 동작 중 적어도 하나의 인접 기지국의 정보를 수집하는 단계; 상기 타이머의 동작 중 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 어느 기준값(이하 '제1 기준값'이라 함) 이하인지를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이하인 경우, 상기 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법은, 상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이상이고 상기 타이머의 동작이 완료된 경우, 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값과 다른 어느 기준값(이하 '제2 기준값'이라 함)이상이면 상기 서빙 기지국과의 통신을 유지하고, 상기 통신 상태가 상기 제2 기준값 이하이면 상기 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 핸드오버 요청 메시지는, 상기 수집된 인접 기지국 정보 중 목적 기지국 선정 기준에 부합하는 적어도 하나의 인접 기지국 정보를 포함하는 것을 그 세부적 특징으로 한다. 또한, 상기 목적 기지국 선정 기준은, 기지국이 출력하는 전력 레벨 혹은 신호의 세기인 것을 그 세부적 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명이 적용될 수 있는 휴대인터넷 시스템은, IEEE 802.16 규격 혹은 IEEE 802.20에 기반한 휴대인터넷 시스템이 대표적이다. 예를 들어, IEEE 802.16(e)에 기반한 WiBRO, Mobile WiMAX가 있다. 이 밖에 본 발명은, 이동성이 제공되는 모든 무선 휴대인터넷 시스템에 적용될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법의 흐름도이다. 도 5는, 가입자 단말과 서빙 기지국 간에 전송되는 메시지의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 4와 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
가입자 단말은, 서빙 기지국(serving BS)에 핸드오버 요청(MSHO/REQ) 메시지(이하 '제1 핸드오버 요청 메시지'라고 함)를 전송한다[S40, S51]. 상기 S40 단계는 종래 기술에 따른 핸드오버 수행 절차에 따라 상기 제1 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 것이다.
그리고, 상기 가입자 단말은, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 제1 핸드오버 요청 메시지에 대한 핸드오버 응답(BSHO/RSP) 메시지를 수신한다[S41, S52]. 그리고, 상기 수신된 핸드오버 응답 메시지에 상기 핸드오버 요청을 거부하는 정보가 포함되었는지를 판단한다[S42]. 예를 들어, IEEE P802.16e/D12 (2005.10.14)의 표 108o에 규정된 MOB_BSHO-RSP 메시지 포맷 중 Mode가 "0b111"로 표현되어 있으면, 상기 서빙 기지국이 상기 핸드오버 요청을 거부하는 것이다.
상기 서빙 기지국이 상기 가입자 단말의 핸드오버 요청을 거부하는 경우는 다양한 상황에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 가입자 단말이 핸드오버를 요청 하면서 지정한 목적 기지국(target BS)의 용량이 초과하여 상기 가입자 단말을 수용할 수 없는 경우, 상기 목적 기지국과 상기 서빙 기지국의 통신이 불가능한 경우, 전체 네트워크의 과부하로 인해 모든 기지국에서 상기 가입자 단말을 전혀 수용할 수 없는 경우 등이 있다.
상기 S42 단계의 판단 결과, 상기 핸드오버 응답 메시지에 상기 핸드오버 요청을 거부하는 정보가 포함되어 있지 않으면, 종래 기술에 따라 핸드오버를 수행한다[S43].
상기 S42 단계의 판단 결과, 상기 핸드오버 응답 메시지에 상기 핸드오버 요청을 거부하는 정보가 포함되어 있으면, 소정의 시간 동안 타이머를 동작시킨다[S44]. 상기 타이머의 예를 들면, Resource Retain Timer (IEEE P802.16e/D12 (2005.10.14)의 11.15.1 Resource_Retain_Time 참조)가 있다.
상기 타이머의 동작 중 인접 기지국(neighboring BS)을 스캔하여 적어도 하나의 인접 기지국의 정보를 수집한다[S45].
그리고, 상기 타이머의 동작 중 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 어느 기준값(이하 '제1 기준값'이라 함) 이하인지를 판단한다[S46]. 상기 통신 상태는, 상기 서빙 기지국이 출력하는 전력 레벨 혹은 신호의 세기 등을 나타낸다. 즉, 상기 S46 단계에서는, 상기 서빙 기지국이 출력하는 전력 레벨 혹은 신호의 세기 등이 상기 제1 기준값 이하인지를 판단하는 것이다. 상기 제1 기준값은, 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 급격하게 불량해지는 것을 판단하기 위한 기준이 된다.
상기 S46 단계의 판단 결과, 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이하인 경 우, 상기 S45 단계에서 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송한다[S47, S53]. 즉, 상기 통신 상태가 급격하게 불량해지는 경우, 상기 타이머 동작의 종료를 기다릴 필요 없이 상기 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송함으로써 핸드오버를 시도하게 된다.
상기 제2 핸드오버 요청 메시지는, 상기 S45 단계에서 수집된 인접 기지국 정보 중 목적 기지국 선정 기준에 부합하는 적어도 하나의 인접 기지국 정보를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 목적 기지국 선정 기준은 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 목적 기지국 선정 기준은, 기지국이 출력하는 전력 레벨 혹은 신호의 세기일 수 있다. 또한 예를 들어, IEEE P802.16e/D12 (2005.10.14.)에 규정되어 있는 RSSI(received signal strength indicator), CINR(carrier-to-interference-and-noise ratio), Relative Delay 등을 상기 목적 기지국 선정을 위한 기준으로 삼을 수 있다. Relative Delay는, 단말이 측정한 서빙 기지국과 비교하여 특정 인접 기지국의 하향링크 신호의 지연 시간을 나타낸다.
상기 S46 단계의 판단 결과, 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이상인 경우, 상기 타이머의 동작이 완료되었는지를 판단한다[S48].
상기 S48 단계의 판단 결과, 상기 타이머의 동작이 완료되지 않았으면 상기 S45 단계로 회귀하여 인접 기지국의 정보를 계속 수집하고, 상기 타이머의 동작이 완료되었으면 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값과 다른 어느 기준값(이하 '제2 기준값'이라 함) 이하인지를 판단한다[S49]. 여기서, 상기 제2 기준값은, 상기 제1 기준값 이상인 것이 바람직하다.
상기 S49 단계의 판단 결과, 상기 통신 상태가 상기 제2 기준값 이하인 경우, 상기 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송한다[S47, S53].
상기 S49 단계의 판단 결과, 상기 통신 상태가 상기 제2 기준값 이상인 경우, 핸드오버 수행을 더 이상 진행하지 않고 상기 서빙 기지국과의 통신을 유지한다[S50]. 즉, 상기 통신 상태가 상기 제2 기준값 이상이면, 상기 통신 상태가 핸드오버를 수행할 필요가 없으므로 상기 서빙 기지국과의 통신을 유지하게 된다.
결국 상기와 같은 과정을 통하게 되면, 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 상기 제1 기준값을 넘어 더욱 나빠지고 있는 경우 상기 타이머의 동작이 종료되는 것을 기다리게 되면, 핸드오버도 불가능하고 상기 서빙 기지국과의 연결(connection)도 잃게 되는 상황을 방지하게 된다. 즉, 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 상기 제1 기준값을 넘어 어느 정도 더 나빠지는 경우, 즉시 상기 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 의하면, 휴대인터넷 시스템의 가입자 단말의 핸드오버 요청 을 기지국이 거부한 경우, 상기 휴대인터넷 시스템과의 안정적이고 원활한 통신을 유지할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명에 의하면, 기지국이 가입자 단말의 핸드오버 요청을 거부한 경우, 타이머(timer)와 인접 기지국에 대한 스캔(scan) 결과와 통신상태에 대한 기준값(emergency trigger condition)을 이용함으로써, 효율적으로 핸드오버를 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 휴대인터넷 시스템(portable internet system)의 가입자 단말이 핸드오버 요청 메시지를 재전송하는 방법에 있어서,
    서빙 기지국(serving BS)에 제1 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 제1 핸드오버 요청 메시지에 대한 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 핸드오버 응답 메시지에 상기 핸드오버 요청을 거부하는 정보가 포함된 경우, 소정의 시간 동안 타이머를 동작시키는 단계;
    상기 타이머의 동작 중 적어도 하나의 인접 기지국의 정보를 수집하는 단계;
    상기 타이머의 동작 중 상기 서빙 기지국과의 통신 상태가 어느 기준값(이하 '제1 기준값'이라 함) 이하인지를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이하인 경우, 상기 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계를
    포함하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통신 상태는,
    기지국이 출력하는 전력 레벨 혹은 신호의 세기인 것을 특징으로 하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이상이고 상기 타이머의 동작이 완료된 경우, 상기 서빙 기지국과의 통신을 유지하는 단계를
    더 포함하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이상이고 상기 타이머의 동작이 완료된 경우, 상기 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계를
    더 포함하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단 결과 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값 이상이고 상기 타이머의 동작이 완료된 경우, 상기 통신 상태가 상기 제1 기준값과 다른 어느 기준값(이하 '제2 기준값'이라 함)이상이면 상기 서빙 기지국과의 통신을 유지하고, 상기 통신 상태가 상기 제2 기준값 이하이면 상기 수집된 인접 기지국 정보를 이용하여 상기 서빙 기지국에 제2 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계를
    더 포함하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 기준값은,
    상기 제1 기준값 이상인 것을 특징으로 하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  7. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 핸드오버 요청 메시지는,
    상기 수집된 인접 기지국 정보 중 목적 기지국 선정 기준에 부합하는 적어도 하나의 인접 기지국 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 목적 기지국 선정 기준은,
    기지국이 출력하는 전력 레벨 혹은 신호의 세기인 것을 특징으로 하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대인터넷 시스템은,
    IEEE 802.16 규격 혹은 IEEE 802.20 규격에서 규정하는 시스템인 것을 특징으로 하는 휴대인터넷 시스템에서 핸드오버 요청 메시지 재전송 방법.
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