KR20090044106A - 핸드오버 시 경로변경 방법 - Google Patents

Abstract

제1 기지국에서 제2 기지국으로 핸드오버하는 이동국을 위한 게이트웨이의 경로설정 장치는 제2 기지국으로부터 경로 설정 요청을 수신하고, 경로 설정 요청에 대응하여 제1 기지국과의 제1 경로를 유지하면서 제2 기지국과의 제2 경로를 설정한다. 이후 경로설정 장치는 이동국이 제2 기지국에 대한 무선 접속을 수행하도록 제어한다.

핸드오버, 이동국, 경로변경, 기지국

Description

핸드오버 시 경로변경 방법{Method for path switching in handover}

본 발명은 기지국간 핸드오버 시 경로변경 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-404-23, 과제명: 3G Evolution 액세스 시스템 개발].

일반적으로 이동통신 시스템은 이동국, 기지국 및 게이트웨이를 포함한다. 기지국은 이동국이 지상 무선 접속 네트워크(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN)에 접속하기 위한 접속점 역할을 하며, 이동국에 무선 자원 할당 및 관리를 수행한다. 여기서, 이동국 측에서는 기지국을 현재 접속점인 기지국을 소스 기지국으로 정의하고, 핸드 오버(Handover)를 수행할 기지국을 타겟 기지국으로 정의한다. 게이트웨이는 이동성 관리 기능(Mobility Management Entity: MME) 및 사용자 평면 기능(User Plane Entity: UPE)을 포함한다. MME는 인증 및 베어러 관리, NAS 시그널링 제어를 하며, UPE 는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol: PDCP) 및 GTP(GPRS Tunneling Protocol: GTP) 를 포함하며, 패킷 전송, 패킷 필터링을 담당하고, 핸드오버 시 경로 변경(Path Switching)을 수 행한다.

이동국이 타겟 기지국에 대한 무선 접속을 수행하기 이전에 게이트웨이가 타겟 기지국으로 경로를 변경하는 경우, 이동국이 타겟 기지국으로의 무선 접속을 실패하면, 게이트웨이는 소스 기지국으로의 경로 환원을 수행해야 한다. 이 경우, 게이트웨이는 복잡한 신호절차 과정을 수행하여야 한다. 또한, 게이트웨이의 경로가 타겟 기지국으로 변경된 후부터 이동국이 핸드오버를 위해 패킷 데이터 전송을 중지할 때까지 이동국이 소스 기지국으로 전송한 패킷 데이터가 유실되는 문제점이 있다.

한편, 이동국이 타겟 기지국에 대한 무선 접속을 수행한 후에 게이트웨이가 타겟 기지국으로 경로를 변경하는 경우, 핸드오버가 완료되더라도, 게이트웨이가 소스 기지국에서 타겟 기지국으로의 경로 변경을 완료할 때까지의 지연시간이 존재한다. 한편, 이 지연시간 동안에는 전송된 상향링크 패킷 데이터는 유실되므로, 핸드오버 절체시간이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동국이 기지국간 핸드오버를 수행할 때, 이동국으로 전송될 데이터의 손실을 최소화할 수 있는 경로변경 방법을 제공하는 것이다. 또한, 이동국은 기지국간 핸드오버가 실패했을 때, 유연하게 대처할 수 있는 경로변경 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 제1 기지국에서 제2 기지국으로 핸드오버하는 이동국을 위한 게이트웨이의 경로설정 방법에 관한 것이다. 게이트웨이의 경로설정 방법은 상기 제2 기지국으로부터 경로 설정 요청을 수신하는 단계, 상기 경로 설정 요청에 대응하여 상기 제1 기지국과의 제1 경로를 유지하면서 제2 기지국과의 제2 경로를 설정하는 단계 및 상기 이동국이 상기 제2 기지국에 대한 무선 접속을 수행하도록 제어하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 기지국에서 제2 기지국으로 핸드오버하는 이동국을 위한 상기 제2 기지국의 경로 설정 방법에 관한 것이다. 제2 기지국의 경로 설정 방법은 상기 핸드오버를 수락하는 단계, 게이트웨이로 경로 설정 요청을 송신하여 상기 게이트웨이가 상기 제1 기지국과의 제1 경로를 유지하면서 상기 제2 기지국과의 제2 경로를 설정하도록 하는 단계, 상기 게이트웨이로부터 상기 제2 경로의 설정 확인을 수신하는 단계 및 상기 이동국과 무선 접속을 수행하는 단계를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 이동국이 기지국간 핸드오버를 수행할 때, 상향링크 패킷 유실을 방지하는 핸드오버 시 경로변경 방법을 제공한다. 또한, 이동국이 기지국간 핸드오버를 실패했을 때, 불필요한 경로변경을 방지하는 경로변경 방법을 제공한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자 국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node-B), eNB(Evolved Node-B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 시 경로변경 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 기지국간 핸드오버를 나타내는 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신 시스템은 이동국(100), 소스 기지국(210), 타겟 기지국(220), 및 게이트웨이(300)를 포함한다.

소스 기지국(210)은 핸드오버 이전에 이동국(100)을 서비스하는 기지국이고, 타겟 기지국(220)은 핸드오버 이후에 이동국(100)을 서비스하는 기지국이다. 핸드 오버는 통신이 원활하게 유지되면서 기지국을 변경할 수 있도록 하는 과정을 의미한다. 즉, 핸드오버는 이동국(100)이 게이트웨이(300)에 연동된 소스 기지국(210)에서 타겟 기지국(220)으로 이동하는 것을 의미한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 절차에 대해서 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동국(100)은 핸드오버를 위해 타겟 기지국(220)의 정보 및 측정 정보를 포함하는 측정 보고 메시지(Measurement Report Message)를 소스 기지국(210)으로 전송한다(S201). 소스 기지국(210)은 이동국(100)으로부터 전달받은 정보를 이용하여 핸드오버를 결정한다(S202). 또한, 소스 기지국(210)은 핸드오버 요청 메시지(Handover Request Message)를 타겟 기지국(220)으로 전송하여 이동국(100)에 대한 콘텍스트(context) 정보를 전달한다(S203).

타겟 기지국(220)은 자원할당 및 설정을 위해 핸드오버 호 수락제어를 한다(S204). 핸드오버 호 수락제어 후, 타겟 기지국(220)은 게이트웨이(300)로 소프트 경로 설정 메시지(Soft Path Setup Message)를 전송한다(S205). 소프트 경로 설정 메시지는 핸드오버 후 발생하는 상향링크 패킷 데이터의 유실을 막기 위해 핸드오버 절체구간(T) 발생 전에 게이트웨이(300)와 타겟 기지국(220) 간의 새로운 경로인 부경로의 설정을 요청하는 메시지이다. 여기서, 게이트웨이(300)는 소스 기지국(210)과의 상향링크 패킷 트래픽 경로인 주경로를 유지하며, 동시에 타겟 기지국(220)과의 상향링크 패킷 트래픽 경로인 부경로를 설정한다(S206). 즉, 게이트웨이(300)는 주경로 및 부경로로부터 전달받는 상향링크 패킷 데이터를 동시에 수신 및 처리한다.

게이트웨이(300)는 소프트 경로 설정 확인 메시지(Soft Path Setup Ack Message)를 타겟 기지국(220)으로 전송하여 부경로가 설정되었음을 알린다(S207).

타겟 기지국(220)은 핸드오버 요청 확인 메시지(Handover Request Ack Message)를 소스 기지국(210)으로 전송하여 핸드오버가 완료된 것을 전달한다 (S208). 그러면 소스 기지국(210)은 핸드오버 명령 메시지(Handover Command Message)를 이동국(100)으로 전송한다(S209). 이동국(100)은 상향링크 패킷 데이터 송신하는 것을 중지하고(S210), 타겟 기지국(220)으로의 무선접속을 수행하도록 제어한다(S211). 이때, 소스 기지국(210)은 무선 베어러 설정이 삭제되어 상향링크 및 하향링크로의 송수신이 중지된다.

한편, 이동국(100)이 무선 접속을 실패하면 게이트웨이(300)는 타겟 기지국(220)간의 부경로를 해제하도록 하는 메시지를 게이트웨이(300)로 전송하여 게이트웨이(300)와 타겟 기지국(220)간의 부경로를 해제한다. 게이트웨이(300)는 소스 기지국(210)으로 주경로가 활성 중이기 때문에 부경로를 해제함으로 인하여 단계(S202)의 이전의 상황과 동일하게 된다.

이동국(100)은 무선 접속을 완료하면 핸드오버 확인 메시지(Handover Confirm Message)를 타겟 기지국(220)으로 전송하여 핸드오버가 완료된 것을 전달한다(S212). 여기서, 핸드오버 완료 후, 경로 변경이 이루어지기 전에 이동국(100)으로부터 전송된 상향링크 패킷 데이터는 부경로를 이용하여 게이트웨이(300)로 전송되어, 상향링크 패킷 데이터 유실을 방지한다.

또한, 이동국(100)은 패킷 데이터를 타겟 기지국(220)으로 전송한다(S213). 타겟 기지국(220)은 소프트 경로 변경 메시지(Soft Path Switch Message)를 게이트 웨이(300)로 전송한다(S214). 소프트 경로 변경 메시지는 핸드오버 확인 메시지에 대응하여 게이트웨이(300)에 주경로를 해제하도록 제어하는 메시지이다.

게이트웨이(300)는 게이트웨이(300)와 소스 기지국(210)간의 주경로를 해제하고, 게이트웨이(300)와 타겟 기지국(220)간의 부경로를 새로운 주경로로 경로변경한다(S215). 즉, 핸드오버 절체구간(T)은 주경로 및 부경로를 유지하며, 핸드오버가 완료된 후 주경로를 해제하고 부경로를 새로운 주경로로 설정하는 부경로 경로변경이 수행된다.

주경로를 해제한 게이트웨이(300)는 소프트 경로 변경 확인 메시지(Soft Path Switch Ack Message)를 타겟 기지국(220)으로 전송하여, 경로변경이 완료된 것을 공지한다(S216). 그러면, 타겟 기지국(220)은 자원해제 메시지(Resource Release Message)를 소스 기지국(210)으로 전송하여, 소스 기지국(210)에 설정되어 있는 무선 베어러를 해제시킨다(S217).

이와 같이, 이동통신 시스템에서 기지국간 핸드오버 시 데이터를 전송하는 방법은 핸드오버 절체구간 전후에 발생 할 수 있는 상향 링크 패킷 데이터의 유실을 방지하며, 핸드오버 실패 시 소스 기지국으로 접속 시 중복된 경로변경을 수행하지 않도록 하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 기지국간 핸드오버를 나타내는 예시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 절차를 나타내는 흐름도이다.

Claims (11)

1. 제1 기지국에서 제2 기지국으로 핸드오버하는 이동국을 위한 게이트웨이의 경로설정 방법에 있어서,

   상기 제2 기지국으로부터 경로 설정 요청을 수신하는 단계;

   상기 경로 설정 요청에 대응하여 상기 제1 기지국과의 제1 경로를 유지하면서 제2 기지국과의 제2 경로를 설정하는 단계; 및

   상기 이동국이 상기 제2 기지국에 대한 무선 접속을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하는 경로변경 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이동국과 상기 제2 기지국 간의 무선접속이 완료되면, 상기 제1 경로를 해제하는 단계를 더 포함하는 경로변경 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 경로를 해제하는 단계는

   상기 제2 기지국으로부터 경로 변경 요청을 수신하여 상기 제1 경로를 해제하는 단계를 포함하는 경로변경 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 무선접속이 실패하면, 상기 제2 경로를 해제하는 단계를 더 포함하는 경로변경 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어하는 단계는

   상기 제2 기지국으로 상기 제2 경로의 설정에 대한 확인을 전송하여 제어하는 단계를 포함하는 경로변경 방법.
6. 제1 기지국에서 제2 기지국으로 핸드오버하는 이동국을 위한 상기 제2 기지국의 경로 설정 방법에 있어서,

   상기 핸드오버를 수락하는 단계;

   게이트웨이로 경로 설정 요청을 송신하여 상기 게이트웨이가 상기 제1 기지국과의 제1 경로를 유지하면서 상기 제2 기지국과의 제2 경로를 설정하도록 하는 단계;

   상기 게이트웨이로부터 상기 제2 경로의 설정 확인을 수신하는 단계; 및

   상기 이동국과 무선 접속을 수행하는 단계를 포함하는 경로변경 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 이동국과 무선 접속이 완료되면, 상기 이동국으로부터 핸드오버 확인을 수신하는 단계를 더 포함하는 경로변경 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 핸드오버 확인에 대응하여 상기 게이트웨이에 상기 제1 경로를 해제하도록 하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 경로변경 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 게이트웨이로부터 상기 제1 경로의 해제에 대한 확인을 수신하는 단계; 및

   상기 제1 기지국으로 무선 베어러 해제요청을 송신하는 단계를 더 포함하는 경로변경 방법.
10. 제6항에 있어서,

    상기 이동국과 무선 접속이 실패하면, 상기 제2 경로를 해제하도록 하는 메시지를 상기 게이트웨이에 전송하되는 단계를 더 포함하는 경로변경 방법.
11. 제6항에 있어서,

    상기 수락하는 단계는

    상기 제1 기지국으로부터 핸드오버 요청을 수신하는 단계를 포함하는 경로 변경 방법.

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