KR20080106936A - 기지국 및 핸드오버 제어방법 - Google Patents

기지국 및 핸드오버 제어방법 Download PDF

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KR20080106936A
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KR
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base station
handover
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mobile station
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마사유키 모테기
야스히로 카토
유리 안다르마원티 햅사리
타케히로 나카무라
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가부시키가이샤 엔티티 도코모
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Abstract

기지국에, 전송경로 제어장치로부터 송신된 이동국 앞으로의 데이터를 축적하는 데이터 축적수단과, 핸드오버 처 기지국으로부터의 상기 이동국 앞으로의 데이터의 요구에 따라서, 해당 이동국 앞으로의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 데이터 전송수단을 구비하며, 상기 데이터 축적수단은, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지를 수신한 경우에, 상기 이동국 앞으로의 데이터의 축적을 종료하도록 하는 것에 의해 달성된다.
기지국, 이동국, 핸드오버, 무선통신

Description

기지국 및 핸드오버 제어방법{BASE STATION AND HANDOVER CONTROL METHOD}
본 발명은, 이동국이 핸드오버 할 때, 로스리스 핸드오버(lossless handover)를 제공하는 핸드오버 제어기술에 관한 것으로, 특히, 이동국이 터널 등에 들어가서, 핸드오버를 실패한 경우에 있어서의 기지국 및 핸드오버 제어방법에 관한 것이다.
IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)이 적용되는 시스템에서는, 이동국(UE: User Equipment)이 이동하고, 무선 네트워크 제어장치(RNC: Radio Network Controller)를 걸치는 핸드오버가 수행되는 경우에, "SRNS Relocation"(SRNS 리로케이션)으로 불리는 프로시져(procedure)가 실행된다.
"SRNS Relocation" 프로시져에는, UE와 RNC와의 사이에서, 종단(終端)되는 패킷 데이터 컨버젼스 프로토콜(PDCP: Packet Data Convergence Protocol)로, UE와 RNC와의 사이에서, 송신 시퀀스 넘버, 수신 시퀀스 넘버의 교환을 수행하며, 송신측, 수신측의 상태를 인식하고, 송신 개시 시퀀스 넘버를 결정하고, 해당 PDCP PDU(프로토콜 데이터 유닛)를 소스 RNC로부터 타겟 RNC로 전송하는 기능이 포함된다. 이때, 소스 RNC는, 타켓 RNC로 전송을 개시한 PDCP PDU를 로컬로(locally) 버퍼하지 않는다.
발명의 개시
발명이 해결하려는 하는 과제
그러나, 상술한 배경기술에는 이하의 문제가 있다.
IMT-2000이 적용되는 시스템에서는, 핸드오버가 제 사정에 의해 실패한 경우의 리커버리(recovery), 예를 들어 PDCP PDU의 재전송 등에 대해서는 구체적으로 기술되지 않는다.
실제의 환경에서는, 이동중에, 이동국이, 터널 등의 전파가 도달하지 않는 에리어에 들어가고, 소스 NB(sNB)(핸드오버 원 기지국)로부터의 핸드오버 커맨드(HO Command), 예를 들어 리소스 블럭 리컨피겨레이션(RB reconfiguration) 메시지의 수신 미스(reception error), 혹은 타겟 NB(tNB)(핸드오버 처 기지국)으로 핸드오버 커맨드 컴플리트(HO Command Complete), 예를 들어 리소스 블럭 리컨피겨레이션 컴플리트(RB reconfiguration complete)의 송신 미스(transmission error) 또는 타겟 NB에서의 HO Command Complete 메시지의 수신 미스 등으로, 핸드오버 프로시져가 실패하는 케이스가 왕왕 생각될 수 있다.
이러한 케이스에서, UE는, 셀서치(cell search)를 수행하고, 전파가 수신가능한 타겟 NB로 핸드오버 리퀘스트(request)를 송신하고, 에러 회피 프로시져(error avoidance procedure)를 실행한다. 이 경우, 타겟 NB는, 원래의 핸드오버의 타겟 NB와는 다를 수도 있다. 또한, 타겟 NB는, 원래의 핸드오버의 타겟 NB와 같아도 좋다.
이 프로시져에서, 타겟 NB는, 소스 NB에 대하여, 컨텍스트(context)의 전송요청을 수행한다. IMT-2000이 적용되는 시스템의 SRNS Relocation에서는, 소스 NB에, 전송 완료한 유저 데이터 패킷을 축적하고 있지 않으므로, 재접속적으로 핸드오버를 수행한 경우, 데이터 결락(缺落)이 발생하고, 상위 레이어, 예를 들어 트랜스포트 레이어(TCP: Transmission Control Protocol 레이어)의 스루풋(throughput)의 저하 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 핸드오버를 실패한 경우에도, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있는 기지국 및 핸드오버 제어방법을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기지국은,
전송경로 제어장치로부터 송신된 이동국 앞으로의 데이터를 축적하는 데이터 축적수단과,
핸드오버 처 기지국(handover destination base station)으로부터의 상기 이동국 앞으로의 데이터의 요구에 따라서, 해당 이동국 앞으로의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 데이터 전송수단을 구비하며,
상기 데이터 축적수단은, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지를 수신한 경우에, 상기 이동국 앞으로의 데이터의 축적을 종료하는 것을 특징의 하나로 한다.
이와 같이 구성하는 것에 의해, 핸드오버 원 기지국(handover source base station)은, 핸드오버 처 기지국에 있어서 핸드오버가 완료할 때까지, 이동국 앞으로의 유저 데이터를 축적하고, 해당 유저 데이터를 핸드오버 처 기지국으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 핸드오버 제어방법은,
핸드오버 원 기지국이, 전송경로 제어장치로부터 송신된 이동국 앞으로의 데이터를 축적하는 데이터 축적단계와,
핸드오버 원 기지국이, 핸드오버 처 기지국으로부터의 상기 이동국 앞으로의 데이터의 요구에 따라서, 당해 이동국 앞으로의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 데이터 전송단계와,
핸드오버 처 기지국이, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지를 수신하는 핸드오버 확인완료통지 수신단계와,
핸드오버 원 기지국이, 상기 이동국 앞으로의 데이터의 축적을 종료하는 데이터 축적 종료단계를 포함하는 것을 특징의 하나로 한다.
이와 같이 하는 것에 의해, 핸드오버 원 기지국은, 핸드오버 처 기지국에 있어서 핸드오버가 완료할 때까지, 이동국 앞으로의 유저 데이터를 축적하고, 해당 유저 데이터를 핸드오버 처 기지국으로 전송할 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 실시예에 따르면, 핸드오버를 실패한 경우에도, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있는 기지국 및 핸드오버 제어방법을 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크를 나타내는 설명도,
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 나타내는 블럭도,
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크의 동작을 나타내는 흐름도,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 기지국의 동작을 나타내는 흐름도,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 타켓 기지국의 동작을 나타내는 흐름도, 그리고
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크의 동작을 나타내는 흐름도.
부호의 설명
100 무선 액세스 네트워크
200 코어 네트워크
300, 3001, 3002, 3003 액세스 게이트웨이(aGW)
400, 4001, 4002, 4003 기지국(eNB: eNode B)
500 이동국(UE: User Equipment)
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 전 도면에 있어서, 동일 기능을 가지는 것은 동일 부호를 이용하며, 반복의 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 일 예로서 3GPP에서 표준화가 진행되고 있는 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access) 및 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)에 적용한 경우에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크(100)는, 코어 네트워크(200)와, 코어 네트워크(200)와 무선 액세스 네트워크와의 사이의 게이트웨이로서 기능하는 전송경로 제어장치로서의 액세스 게이트웨이(aGW: Access Gateway)(300)(3001, 3002, 3003)와, 액세스 게이트웨이(300) 배하(配下)에 접속된 복수의 기지국(eNodeB)(400)(4001, 4002, 4003)과, 이동국(UE)(500)으로 구성된다.
코어 네트워크(200)는, 예를 들어, IP 백본(IP backbone)(250)을 구비한다.
액세스 게이트웨이(300)는, IMT-2000에 있어서의 게이트웨이 GPRS 서포트 노드(GGSN: Gateway GPRS Support Node) 및 RNC의 적어도 일부의 기능을 통합한 노드이다. 따라서, 액세스 게이트웨이(300)는, 코어 네트워크(200)의 기능과, RNC의 기능을 아울러서 가지는 노드이다.
기지국(400)은, 비약적인 접속시간의 단축, 레이턴시(Latency)의 삭감을 목표로 하며, IMT-2000에 있어서의 RNC 및 NB(Node B)의 적어도 일부의 기능을 통합한 노드이다. 여기서, NB에는, U 플레인(plane)의 기능으로서 MAC(Media Access Control) 프로토콜, RLC(Radio Link Control) 프로토콜 등이 실장(provided)되며, C 플레인의 기능으로서 RRC(Radio Resource Control) 프로토콜 등이 실장된다.
여기서는, 무선 액세스 네트워크의 일 예로서, E-UTRAN에 대해서 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니며, 다른 시스템 아키텍쳐 구성이어도 좋다.
이동국(500)이 핸드오버 할 때, 소스 NB의 Outer ARQ 기능부에서, 버퍼링된 유저 데이터, 예를 들어 아웃터 ARQ 서비스 데이터 유닛(Outer ARQ SDU(Service Data Unit)) 즉 미송신 데이터와 송달 미확인 데이터를, 타켓 NB로 포워딩 가능한 기능이, NB에 실장된다. 아울러, 데이터를 포워딩하기 위한 전송로가 설정된다. 이 전송로는, 무선이어도 유선이어도 좋으며, 무선, 유선으로 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 본 실시예에 따른 기지국(400)에 대해서, 도 2를 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 기지국(400)은, 데이터 전송수단 및 데이터 요구수단으로서의 제어부(402)와, 제어부(402)와 접속된 유선전송부(404), 무선전송부(406), 데이터 축적부(408), C-plane 축적부(410), HO 원 기지국 해석부(414) 및 전송경로 변경요구수단으로서의 HO 제어부(412)를 구비한다.
제어부(402)는, Node B가 구비하는 각 기능 엔터티(function entity)에 대한 제어를 수행하며, Node B 전체의 동작을 제어한다. 상세한 기능은 후술한다.
유선전송부(404)는, 액세스 게이트웨이(300)로부터 전송된 유저 데이터를 데이터 축적부(408)로 전송한다. 또한, 유선전송부(404)는, 기지국 간의 인터페이스를 통해, 핸드오버를 위한 제어신호를 주고받는다. 또한, 유선전송부(404)는, 기지국 간의 인터페이스를 통해, 데이터 축적부(408)에 축적한 유저 데이터를 전송한다.
무선 전송부(406)는, 이동국(500)으로부터 송신된 핸드오버를 위한 제어신호를 주고받는다.
데이터 축적부(408)는, 액세스 게이트웨이(300)로부터 전송된 유저 데이터를 축적한다. 또한, 데이터 축적부(408)는, 핸드오버가 완료한 경우 혹은 타이머로 미리 결정된 시간이 경과한 경우, 축적된 유저 데이터를 파기(discard)한다.
C-plane 축적부(410)는, U-plane의 설정에 필요한 제어정보를 축적한다.
HO 제어부(412)는, 이동국(500)으로부터 송신된 핸드오버 완료를 나타내는 정보를 인식하고, 해당 정보에 기초하여, 액세스 게이트웨이(300)에 대하여 전송경로를 변경하는 요구를 수행한다. 또한, HO 제어부(412)는, 핸드오버 원의 기지국으로, 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지를 송신한다.
HO 원 기지국 해석부(414)는, 이동국(500)으로부터 무선전송부(406)를 통해 수신된 핸드오버 요구를 분석하고, 해당 핸드오버 요구에 포함되는 핸드오버 원 기지국을 나타내는 ID로부터 핸드오버 원 기지국의 네트워크 상의 어드레스, 예를 들어 IP 어드레스를 구한다.
다음으로, 본 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서의 핸드오 버 시퀀스에 대해서, 도 3을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 이동국(500)이, 액세스 게이트웨이(3001) 배하에 접속된 소스 기지국(4001)으로부터 타켓 기지국(4002)으로 핸드오버하는 경우에 대해서 설명한다.
이동국(500)은, 소스 기지국(4001)이 적절한 핸드오버 처 기지국을 선택할 수 있도록, 소스 기지국(4001)에 대하여 핸드오버 처의 후보가 되는 기지국의 통신품질을 나타내는 정보가 저장된 메저먼트 리포트(measurement report)를 보고한다(단계 S302).
소스 기지국(4001)은, 이동국(500)으로부터의 메저먼트 리포트에 기초하여, 리소스가 빈 상황을 확인하는 적절한 타겟 기지국을 선택한다(HO decision)(단계 S304). 예를 들어, 타겟 기지국으로서 기지국(4002)이 선택된다.
다음으로, 소스 기지국(4001)은, 컨텍스트, 예를 들어 C-plane 관련의 정보를 기지국(4002)으로 전송한다(컨텍스트 트랜스퍼(Context transfer))(단계 S306).
다음으로, 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001)으로부터 전송된 컨텍스트에 포함되는 QoS(Quality of Service) 정보에 기초하여, 리소스를 할당한다(Resource allocation). 또한, 타겟 기지국(4002)은, 할당한 리소스의 예약을 수행한다(단계 S308).
다음으로, 기지국(4002)은, 필요한 리소스의 예약이 성공한 경우에, 소스 기지국(4001)에 대하여, 핸드오버를 위한 준비가 완료한 것을 나타내는 컨텍스트 전송응답(Context transfer response)을 통지한다(단계 S310).
여기서, 기지국(4002)은, 필요한 리소스를 확보할 수 없는 경우에는, 소스 기지국(4001)에 대하여, 이동국(500)으로의 리소스가 확보할 수 없다는 것을 통지한다.
소스 기지국(4001)은, 컨텍스트 전송응답을 수신하면, 기지국(4002)을 핸드오버 처 기지국, 즉 타겟 기지국으로 한다.
한편, 소스 기지국(4001)은, 기지국(4002)으로부터 이동국(500)으로의 리소스가 확보할 수 없는 것을 통지된 경우에는, 이동국(500)으로부터의 메저먼트 레포트에 기초하여, 리소스가 빈 상황을 확인하는 적절한 다른 타겟 기지국을 선택한다. 즉, 단계 S304와 동일의 동작을 수행한다.
다음으로, 소스 기지국(4001)은, 타켓 기지국(4002)으로, 이동국(500)으로 전송해야하는 유저 데이터이고, 또한, 이동국(500)으로부터 ACK(Acknowledge)를 수신하지 않은 유저 데이터 및, 액세스 게이트웨이(3001)로부터 수신하고, 아직 이동국(500)으로 송신하지 않은 유저 데이터의 전송을 개시한다(Start user data forwarding)(단계 S312, 단계 S314).
소스 기지국(4001)은, 이동국(500)에 대하여 타겟 기지국(4002)과 무선회선을 재설정하는 것에 필요한 셀 상세 정보(cell specific information), 즉 셀 고유의 정보를 통지한다(리소스 블럭 컨피겨레이션(RB reconfiguration)).
이동국(500)은, 타겟 기지국(4002)과 무선동기를 확립하고, 무선채널을 설정한다. 이동국(500)은, 타겟 기지국(4002)과의 무선채널의 설정 후, 타겟 기지국(4002)에 대하여 핸드오버가 완료한 것을 나타내는 핸드오버 완료 커맨드(RB Reconfiguration complete)를 통지한다.
그러나, 이동국(500)이 터널 등으로 들어가고, 약전계(弱電界)가 되며, 소스 기지국(4001)과의 사이의 커넥션이 절단(切斷)된 경우, 혹은, 타켓 기지국(4002)에 대하여, 핸드오버 완료 커맨드(RB Reconfiguration complete)의 송신의 실패 등으로, 핸드오버가 정상으로 종료하지 않았다(HO failure)(단계 S316).
이와 같은 경우, 이동국(500)은, 소스 기지국(4001)과의 커넥션을 로스트(lost)한 후, 셀서치 등으로 자율적으로 핸드오버 에러 리커버리 프로시져를 기동(launch)한다. 이동국(500)은, 셀서치의 결과 가장 통신품질이 좋은 기지국으로 핸드오버 리퀘스트(HO request)를 송신한다(단계 S318). 예를 들어, 이동국(500)은, 기지국(4002)에 대하여, 핸드오버 리퀘스트를 송신한다.
핸드오버 리퀘스트에는, 커넥션을 절단한 소스 기지국(4001)의 ID, 소스 기 지국(4001)에서 사용된 RNTI(Radio Network Temporary Indentifier) 등의 식별정보가 포함된다. RNTI는, 유저를 식별하기 위한 템포러리(temporary)한 식별자이다.
다음으로, 기지국(4002)은, 핸드오버 리퀘스트를 수신하면, 해당 핸드오버 리퀘스트에 포함되는 소스 기지국(4001)의 ID로부터, 해당 소스 기지국(4001)의 어드레스, 예를 들어 IP 어드레스를 해석하고, 컨텍스트를 송신하기 위한 (시큐리티(security)) 터널의 설정을 수행한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 핸드오버 리퀘스트를 수신한 기지국은, 소스 기지국(4001)과의 사이에서 시큐리티 터널(security tunnel)의 설정이 이루어지지 않은 경우에서도, 시큐리티 터널의 설정을 수행할 수 있다. 이 때문에, 핸드오버 리퀘스트를 수신한 기지국은, 소스 기지국(4001)과의 사이에서 안전하게 데이터의 주고받음을 수행할 수 있다.
다음으로, 기지국(4002)은, 핸드오버 리퀘스트를 수신하면, 해당 핸드오버 리퀘스트에 포함되는 식별정보에 기초하여, 소스 기지국(4001)에 대하여, 컨텍스트 전송요구(Context transfer request)를 수행한다(단계 S320).
다음으로, 소스 기지국(4001)은, 이동국(500)에 대한 컨텍스트 및 유저 데이터를 복제하고, 타켓 기지국(4002)으로 전송한다(단계 S322, 단계 S324, 단계 S326). 소스 기지국(4001)은, 이들의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로부터 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지를 수신할 때까지 축적한 다.
타켓 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001)에 의해 송신된 컨텍스트를 수신한다. 또한, 타켓 기지국(4002)은, 핸드오버가 완료한 경우, 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지(HO confirm)을 소스 기지국(4001)으로 송신한다(단계 S328).
핸드오버 확인완료통지를 수신한 소스 기지국(4001)은, 이동국 앞으로의 데이터의 축적을 종료하고, 복제한 컨텍스트를 파기한다(단계 S332).
다음으로, 타겟 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001)에 설정되어 있는 액세스 게이트웨이(3001)로부터의 패스를 타켓 기지국(4002)으로 변경하는 요구(Path switch)를 액세스 게이트웨이(3001)로 송신한다(단계 S330).
Path switch를 수신한 액세스 게이트웨이(3001)는, 소스 기지국(4001)에 대하여, 패스의 해방(Path release)을 통지한다(단계 S334).
이와 같이, 소스 기지국(4001)에 있어서 오리지날(original)의 컨텍스트를 복제하고, 해당 복제를 타켓 기지국(4002)으로 전송하고, 타켓 기지국(4002)으로부터의 핸드오버 확인완료통지의 수신 후에, 오리지날의 컨텍스트를 파기한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 타겟 기지국(4002)으로부터 핸드오버 확인완료통지를 수신할 때까지, 오리지날의 컨텍스트를 확보할 수 있으므로, 예를 들어 이동국(500)이 터 널에 들어가고, 핸드오버가 정상으로 완료하지 않은 경우에도, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서의 기지국(400)의 동작에 대해서 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 소스 기지국과 타켓 기지국으로 나누어서, 그 동작을 설명한다.
소스 기지국의 동작에 대해서, 도 4를 참조하여 설명한다.
액세스 게이트웨이(300)로부터 송신된 이동국 앞으로의 유저 데이터가 데이터 축적부(408)로 축적된다. 또한, U-plane의 설정에 필요한 제어정보는 C-plane 축적부(410)로 축적된다.
제어부(402)는, 타겟 기지국(4002)으로부터 컨텍스트, 예를 들어 C-plane 제어정보, 유저 데이터 등의 전송요구가 있는지 없는지 판단한다(단계 S402). 여기서, 컨텍스트의 전송요구는, 유선전송부(404)를 통해 수신된다.
타겟 기지국(4002)으로부터의 컨텍스트의 전송요구가 없다고 판단한 경우(단계 S402: NO), 당해 처리를 종료한다.
한편, 타겟 기지국(4002)으로부터의 컨텍스트의 전송요구가 있다고 판단한 경우(단계 S402: YES), 제어부(402)는, C-plane 축적부(410)에 저장된 U-plane의 설정에 필요한 제어정보를 복제하고, 전송을 개시한다. 또한, 제어부(402)는, 데이터 축적부(408)에 축적된 유저 데이터를 복제하고, 전송(포워딩)을 개시한다(단계 S404). 그 결과, 타겟 기지국(4002)에 오리지날의 U-plane의 설정에 필요한 제어정보 및 유저 데이터가 아닌, 복제된(카피의) U-plane의 설정에 필요한 제어정보 및 유저 데이터가 전송된다.
다음으로, 제어부(402)는, 타겟 기지국(4002)으로부터 핸드오버 확인완료통지를 수신하였는지 아닌지를 판단한다(단계 S406). 여기서, 핸드오버 확인완료통지는, 유선전송부(404)를 통해 수신된다.
핸드오버 확인완료통지를 수신하지 않는 경우(단계 S406: NO), 단계 S404로 돌아간다.
한편, 핸드오버 확인완료통지를 수신한 경우(단계 S406: YES), 제어부(402)는, 컨텍스트, 예를 들어 해당 복제가 타켓 기지국(4002)으로 송신된 C-plane 축적부(410)로 축척된 U-plane의 설정에 필요한 제어정보 및 데이터 축적부(408)에 축적된 유저 데이터를 파기한다(단계 S408).
타켓 기지국의 동작에 대해서, 도 5를 참조하여 설명한다.
이동국(500)은, 소스 기지국(4001)과의 커넥션을 로스트한 후, 셀서치 등으로 자율적으로 핸드오버 에러 리커버리 프로시져를 기동한다. 이동국(500)은, 셀서치의 결과 가장 통신품질이 좋은 기지국, 예를 들어 기지국(4002)에 대하여, 핸드오버 리퀘스트를 송신한다.
제어부(402)는, 이동국(500)으로부터 핸드오버 리퀘스트를 수신하였는지 아 닌지를 판단한다(단계 S502). 여기서, 핸드오버 리퀘스트는, 무선전송부(406)를 통해 수신된다.
핸드오버 리퀘스트를 수신하지 않는 것으로 판단한 경우(단계 S502: NO), 당해 처리를 종료한다.
한편, 핸드오버 리퀘스트를 수신하였다고 판단한 경우(단계 S502: YES), HO 원 기지국 해석부(414)는, 핸드오버 리퀘스트 메시지에 포함되는 소스 기지국의 ID로부터, 해당 소스 기지국의 어드레스를 구하며, 컨텍스트를 전송하기 위한 터널을 설정한다(단계 S503).
다음으로, 제어부(402)는, 소스 기지국에 대하여, 컨텍스트의 전송요구를 송신한다(단계 S504). 이 컨텍스트의 전송요구는, 유선전송부(402)를 통해, 소스 기지국에 송신된다.
다음으로, 제어부(402)는, 소스 기지국으로부터 컨텍스트를 수신하였는지 아닌지를 판단한다(단계 S506).
소스 기지국으로부터 컨텍스트를 수신하지 않았다고 판단한 경우(단계 S506: NO), 단계 S504로 돌아간다.
한편, 소스 기지국으로부터 컨텍스트를 수신하였다고 판단한 경우(단계 S506: YES), HO 제어부(412)는, 소스 기지국에 대하여, 핸드오버 확인완료통지를 송신한다. 또한, HO 제어부(412)는, 액세스 게이트웨이에 대하여, 패스절환요구(path switch request)를 송신한다(단계 S508).
이상, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 핸드오버가, 어느 이유로 실패한 경우에 있어서도, 핸드오버 처의 기지국으로부터 컨텍스트를 포워딩하는 것에 의해, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있다.
또한, 핸드오버 처의 기지국으로부터 핸드오버 확인완료통지를 수신할 때까지, 핸드오버 원의 기지국에 있어서 컨텍스트를 유지할 수 있으므로, 터널에 들어가고, 핸드오버가 정상으로 종료하지 않은 경우에 있어서도, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크의 구성은 도 1을 참조하여 설명한 구성과 동일하다.
기지국(400)은, 비약적인 접속시간의 단축, 레이턴시(Latency)의 삭감을 목표로 하며, IMT-2000에 있어서의 RNC 및 NB(Node B)의 적어도 일부의 기능을 통합한 노드이다. 여기서, NB에는, U 플레인의 기능으로서 MAC(Media Access Control) 프로토콜, RLC(Radio Link Control) 프로토콜, PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 등이 실장되며, C 플레인의 기능으로서 RRC(Radio Resource Control) 프로토콜, S1-AP(S1-Application Part), X2-AP(X2-Application Part) 등이 실장된다.
이동국(500)이 핸드오버 할 때, 소스 NB의 PDCP 기능부에서, 버퍼링된 유저 데이터, 예를 들어, 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit) 즉 미송신 데이터와 송달 미확인 데이터를, 타켓 NB로 포워딩 가능한 기능이, NB에 실장된다. 아울러서, 데이터를 포워딩하기 위한 전송로가 설정된다. 이 전송로는, 무선이어도 유선이어도 좋으며, 무선, 유선에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 기지국 장치(400)의 구성은 도 2를 참조하여 설명한 구성과 동일하다.
HO 제어부(412)는, 이동국(500)으로부터 송신된 핸드오버 완료를 나타내는 정보를 인식하고, 해당 정보에 기초하여, 액세스 게이트웨이(300)에 대하여 전송경로를 변경하는 요구를 수행하기 위해, 핸드오버가 완료한 것을 통지하는 핸드오버 완료통지를 수행한다. 또한, HO 제어부(412)는, 핸드오버 원의 기지국으로, 리소스 해방(Resource Release) 메시지에 의해 핸드오버가 완료한 것을 통지한다.
다음으로, 본 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서의 핸드오버 시퀀스에 대해서, 도 6을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 이동국(500)이, 액세스 게이트웨이(3001) 배하에 접속된 소스 기지국(4001)으로부터 타겟 기지국(4002)으로 핸드오버하는 경우에 대해서 설명한다.
이동국(500)은, 소스 기지국(4001)이 적절한 핸드오버 처 기지국을 선택할 수 있도록, 소스 기지국(4001)에 대하여 핸드오버 처의 후보가 되는 기지국의 통신품질을 나타내는 정보가 저장된 메저먼트 리포트(Measurement report)를 보고한다(단계 S602).
소스 기지국(4001)은, 이동국(500)으로부터의 메저먼트 리포트에 기초하여, 리소스가 빈 상황을 확인하는 적절한 타켓 기지국을 선택한다(HO decision)(단계 S604). 예를 들어, 타겟 기지국으로서 기지국(4002)이 선택된다.
다음으로, 소스 기지국(4001)은, 컨텍스트, 예를 들어 C-plane 관련의 정보를 기지국(4002)으로 전송하기 위해 핸드오버 리퀘스트(Handover Request)를 수행한다(단계 S606).
다음으로, 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001)으로부터 전송된 컨텍스트에 포함되는 QoS(Qaulity of Service) 정보에 기초하여, 리소스를 할당한다(Admission Control). 또한, 타겟 기지국(4002)은, 할당한 리소스의 예약을 수행한다(단계 S608).
다음으로, 기지국(4002)은, 필요한 리소스의 예약이 성공한 경우에, 소스 기지국(4001)에 대하여, 무선 회선을 재설정하는 것에 필요한 셀 상세 정보, 즉 셀 고유의 정보를 포함한다. 핸드오버를 위한 준비가 완료한 것을 나타내는 핸드오버 리퀘스트 긍정응답(Handover Request ACK)을 통지한다(단계 S610).
여기서, 기지국(4002)은, 필요한 리소스를 확보할 수 없는 경우에는, 소스 기지국(4001)에 대하여, 이동국(500)으로의 리소스를 확보할 수 없는 것을 통지한다.
소스 기지국(400l)은, 핸드오버 리퀘스트 긍정응답을 수신하면, 기지국(4002)을 핸드오버 처 기지국, 즉 타겟 기지국으로 한다. 한편, 소스 기지 국(4001)은, 기지국(4002)으로부터 이동국(500)으로의 리소스를 확보할 수 없는 것을 통지된 경우에는, 이동국(500)으로부터의 메저먼트 리포트에 기초하여, 리소스가 빈 상황을 확인하는 적절한 다른 타겟 기지국을 선택한다. 즉, 단계 S604와 동일한 동작을 수행한다.
다음으로, 소스 기지국(4001)은, 타겟 기지국(4002)으로, 이동국(500)으로 전송해야하는 유저 데이터, 또한 이동국(500)으로부터 ACK(Acknowledge)를 수신하지 않은 유저 데이터 및, 액세스 게이트웨이(3001)로부터 수신하고, 아직 이동국(500)으로 송신하지 않은 유저 데이터의 전송을 개시한다(Start user data forwarding)(단계 S612, 단계 S614).
소스 기지국(4001)은, 이동국(500)에 대하여 타겟 기지국(4002)과 무선 회선을 재설정하는 것에 필요한 셀 상세 정보, 즉 셀 고유의 정보를 통지한다(핸드오버 커맨드(Handover Command)).
이동국(500)은, 타겟 기지국(4002)과 무선 동기를 확립하고, 무선채널을 설정한다. 이동국(500)은, 타겟 기지국(4002)과의 무선채널의 설정 후, 타겟 기지국(4002)에 대하여 핸드오버가 완료한 것을 나타내는 핸드오버 확인 커맨드(Handover Confirm)를 통지한다.
그러나, 이동국(500)이 터널 등에 들어가고, 약전계가 되며, 소스 기지국(4001)과의 사이의 커넥션이 절단된 경우, 혹은, 타겟 기지국(4002)에 대하여, 핸 드오버 확인 커맨드(Handover Confirm)의 송신의 실패 등으로, 핸드오버가 정상으로 종료하지 않았다(HO failure)(단계 S616).
이와 같은 경우, 이동국(500)은, 소스 기지국(4001)과의 커넥션을 로스트한 후, 셀서치 등으로 자율적으로 핸드오버 에러 리커버리 프로시져를 기동한다. 이동국(500)은, 셀서치의 결과 가장 통신품질이 좋은 기지국으로 핸드오버 리퀘스트(HO request)를 송신한다(단계 S618). 예를 들어, 이동국(500)은, 기지국(4002)에 대하여, 핸드오버 리퀘스트를 송신한다.
핸드오버 리퀘스트에는, 커넥션을 절단한 소스 기지국(4001)의 ID, 소스 기지국(4001)에서 사용된 RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 등의 식별정보가 포함된다. RNTI는, 유저를 식별하기 위한 템포러리한 식별자이다.
다음으로, 기지국(4002)은, 핸드오버 리퀘스트를 수신하면, 해당 핸드오버 리퀘스트에 포함되는 소스 기지국(4001)의 ID, 예를 들어, 셀 ID로부터, 해당 소스 기지국(4001)의 어드레스, 예를 들어 IP 어드레스를 해석하고, 필요에 따라서, 컨텍스트를 송신하기 위한 (시큐리티) 터널, 예를 들어 IPsec(Security Architecture for Internet Protocol)의 설정을 수행한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 핸드오버 리퀘스트를 수신한 기지국은, 소스 기지국(4001)과의 사이에서 시큐리티 터널의 설정이 되어 있지 않은 경우에 있어서도, 시큐리티 터널의 설정을 수행할 수 있다. 이 때문에, 핸드오버 리퀘스트를 수신한 기지국은, 소스 기지국(4001)과의 사이에서 안전하게 데이터의 주고받음을 수행할 수 있다.
다음으로, 기지국(4002)은 핸드오버 리퀘스트를 수신하면, 해당 핸드오버 리퀘스트에 포함되는 식별정보에 기초하여, 소스 기지국(4001)에 대하여, 컨텍스트 전송요구(Context transfer request)를 수행한다(단계 S620).
다음으로, 소스 기지국(4001)은, 이동국(500)에 대한 컨텍스트 및 유저 데이터를 복제하고, 타겟 기지국(4002)에 전송한다(단계 S622, 단계 S624, 단계 S626).
타겟 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001)에 의해 송신된 컨텍스트를 수신한다.
다음으로, 타겟 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001)에 설정되어 있는 액세스 게이트웨이(3001)로부터의 패스를 타겟 기지국(4002)으로 변경하기 위해, 핸드오버가 완료된 것을 통지하는 핸드오버 완료통지(Handover Complete)를 액세스 게이트웨이(3001)로 송신한다(단계 S628).
핸드오버 완료통지를 수신한 액세스 게이트웨이(3001)는, 타겟 기지국(4002)에 대하여, 패스 스위치 완료를 통지하기 위해 핸드오버 완료 긍정응답(Handover Complete ACK)를 통지한다(단계 S630).
핸드오버 완료 긍정응답을 수신한 타겟 기지국(4002)은, 소스 기지국(4001) 으로 리소스 해방 메시지를 송신한다(단계 S632).
리소스 해방 메시지를 수신한 소스 기지국(4001)은, 복제한 컨텍스트를 파기한다(Delete context)(단계 S634).
이와 같이, 소스 기지국(4001)에 있어서, 오리지날의 컨텍스트를 복제하고, 해당 복제를 타겟 기지국(4002)으로 전송하고, 타겟 기지국(4002)으로부터의 리소스 해방 메시지의 수신 후에, 오리지날의 컨텍스트를 파기한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 타겟 기지국(4002)으로부터 리소스 해방 메시지를 수신할 때까지, 오리지날의 컨텍스트를 확보할 수 있으므로, 예를 들어 이동국(500)이 터널에 들어가고, 핸드오버가 정상으로 완료하지 않은 경우에도, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 실시예에 따른 무선 액세스 네트워크(100)에 있어서의 기지국(400)의 동작에 대해서 설명한다.
본 실시예에 있어서는, 소스 기지국과 타겟 기지국으로 나누어서, 그 동작을 설명한다.
소스 기지국의 동작에 대해서는, 도 4를 참조하여 설명한 소스 기지국의 동작에 있어서, 단계 S406에 있어서의 처리가 다르다. 단계 S406에서는, 타겟 기지국(4002)으로부터 리소스 해방 메시지를 수신하였는지 아닌지를 확인한다. 타겟 기지국(4002)으로부터 리소스 해방 메시지를 수신한 경우에, 단계 S408에 있어서, 제어부(402)는, 컨텍스트, 예를 들어 해당 복제가 타겟 기지국(4002)으로 송신된 C- plane 축적부(410)에 축적된 U-plane의 설정에 필요한 제어정보 및 데이터 축적부(408)에 축적된 유저 데이터를 파기한다.
타겟 기지국의 동작에 대해서는, 도 5를 참조하여 설명한 소스 기지국의 동작에 있어서, 단계 S508에 있어서의 처리가 다르다. 단계 S508에서는, 소스 기지국으로부터 컨텍스트를 수신하였다고 판단한 경우(단계 S506: YES), HO 제어부(412)는, 소스 기지국에 대하여, 리소스 해방 메시지를 송신하고, 액세스 게이트웨이에 대하여, 핸드오버 완료통지를 송신한다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 핸드오버가, 어느 이유로 실패한 경우에 있어서도, 핸드오버 처의 기지국으로부터 컨텍스트를 포워딩하는 것에 의해, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있다.
또한, 핸드오버 처의 기지국으로부터 리소스 해방 메시지를 수신할 때까지, 핸드오버 원의 기지국에 있어서 컨텍스트를 유지할 수 있으므로, 터널에 들어가고, 핸드오버가 정상으로 종료하지 않은 경우에서도, 로스리스 핸드오버를 실현할 수 있다. 본 국제출원은, 2006년 3월 3일에 출원한 일본국 특허출원 2006-57979호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 2006-57979호의 전 내용을 본 국제출원에 수용한다.
본 발명에 따른 기지국 및 핸드오버 제어방법은, 무선통신 시스템에 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 전송경로 제어장치로부터 송신된 이동국 앞으로의 데이터를 축적하는 데이터 축적수단; 및,
    핸드오버 처 기지국(handover destination base station)으로부터의 상기 이동국 앞으로의 데이터의 요구에 따라서, 해당 이동국 앞으로의 데이터를 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 데이터 전송수단;을 구비하며,
    상기 데이터 축적수단은, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지(handover confirm complete report)를 수신한 경우에, 상기 이동국 앞으로의 데이터의 축적을 종료하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  2. 제 1 항에 있어서,
    이동국으로부터의 핸드오버 요구에 따라서, 핸드오버 원 기지국(handover source base station)으로 상기 이동국 앞으로의 데이터를 요구하는 데이터 요구수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 요구수단은, 상기 핸드오버 요구에 저장된 핸드오버 원 기지국을 나타내는 ID 및 핸드오버 원 기지국에 있어서 사용된 이동국을 식별하기 위한 식별자에 기초하여, 핸드오버 원 기지국으로 상기 이동국 앞으로의 데이터를 요구하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 핸드오버 원 기지국을 나타내는 ID로부터, 상기 핸드오버 원 기지국의 어드레스를 구하는 핸드오버 처 기지국 해석수단;을 구비하며,
    상기 데이터 요구수단은, 상기 어드레스를 사용하여, 핸드오버 원 기지국으로 상기 이동국 앞으로의 데이터를 요구하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송경로 제어장치에 대하여 전송경로를 변경하는 요구를 수행하며, 상기 핸드오버 원 기지국에 대하여, 핸드오버 확인완료통지를 송신하는 전송경로 변경요구수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 전송수단은, 상기 이동국 앞으로의 데이터를 복제하고, 상기 복제한 상기 이동국 앞으로의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 축적수단은, 상기 핸드오버 확인완료통지를 소정의 시간 수신할 수 없는 경우에, 축적된 상기 이동국 앞으로의 데이터를 파기하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드오버 확인완료통지는, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 송신되는 리소스 해방 메시지(resource release message)인 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 핸드오버 원 기지국이, 전송경로 제어장치로부터 송신된 이동국 앞으로의 데이터를 축적하는 데이터 축적단계;
    핸드오버 원 기지국이, 핸드오버 처 기지국으로부터의 상기 이동국 앞으로의 데이터의 요구에 따라서, 당해 이동국 앞으로의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 데이터 전송단계;
    핸드오버 원 기지국이, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 핸드오버가 완료한 것을 통지하기 위한 핸드오버 확인완료통지를 수신하는 핸드오버 확인완료통지 수신단계; 및,
    핸드오버 원 기지국이, 상기 핸드오버 확인완료통지의 수신에 따라서, 상기 이동국 앞으로의 데이터의 축적을 종료하는 데이터 축적 종료단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    핸드오버 처 기지국이, 이동국으로부터의 핸드오버 요구에 따라서, 핸드오버 원 기지국에 상기 이동국 앞으로의 데이터를 요구하는 데이터 요구단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 제어방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    핸드오버 처 기지국이, 상기 전송경로 제어장치에 대하여 전송경로를 변경하는 요구를 수행하는 전송경로 변경요구단계; 및,
    핸드오버 처 기지국이, 상기 핸드오버 원 기지국에 대하여, 핸드오버 확인완료통지를 송신하는 전송경로 변경요구단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 제어방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 데이터 전송단계는, 상기 이동국 앞으로의 데이터를 복제하고, 해당 복제한 상기 이동국 앞으로의 데이터를, 핸드오버 처 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 제어방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 핸드오버 확인완료통지는, 상기 핸드오버 처 기지국으로부터 송신되는 리소스 해방 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오버 제어방법.
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