KR20090073443A - 이기종망간 핸드 오버 방법 - Google Patents

이기종망간 핸드 오버 방법 Download PDF

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KR20090073443A
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박기원
김용호
류기선
이진
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Abstract

이기종망간 핸드 오버 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이기종망간 핸드 오버 방법은 E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하고, 상기 근원지 기지국으로부터 WiMAX 신호를 포함하는 RRC 메시지가 수신되면, 제2계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 WiMAX 목적지 기지국에 예비 등록하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시 형태들에 의하면, 단말이 이기종 망으로 이동을 하더라도 현재 서비스 품질을 유지하면서 계속해서 서비스를 받을 수 있고, 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행하는데 소모하는 시간을 줄일 수 있으며, 단말이 핸드오버 중 무선 링크가 실패한 경우 빠른 복구를 가능하게 한다.
E-UTRAN, WiMAX, 이기종 망 핸드오버

Description

이기종망간 핸드 오버 방법{Method for Inter RAT handover}
본 발명은 이기종 망간 핸드오버에 관한 것으로, 특히, 3GPP의 E-UTRAN에서 IEEE의 WiMAX로 핸드오버시에 신속성 및 신뢰성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
이기종 망간(Inter RAT (Radio Access Technology)) 핸드오버(Handover) 이동 단말이 자신이 등록되어 있는 망 이외의 이기종 망으로 이동하더라도 현재 사용하고 있는 서비스를 끊김 없이 연속적으로 제공받아 사용자 편의성을 향상시키기 위한 기술이다.
도 1 및 도 2는 이동 단말이 E-UTRAN에서 UTRAN으로 핸드오버를 수행하는 절차를 나타낸 예를 도시한 것이다.
도 1은 이동 단말이 E-UTRAN에서 UTRAN으로 핸드오버를 수행하는 과정의 일부로서 준비단계를 나타낸 예이다.
근원지 기지국(eNodeB)은 이동 단말이 전송한 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 바탕으로 이웃 셀(Inter RAT)의 품질이 현재 셀의 품질보다 더 좋을 경우 이동 단말의 이웃 셀로의 이동을 결정한다(110).
이동 단말의 이기종 망간 핸드오버를 결정한 근원지 기지국은 MME (Mobility Management Entity)에 재배치 요구(Relocation Required) 메시지를 전송하여 핵심망(Core Network) 즉, 목적지(Target) SGSN에 핸드오버를 수행하기 위해 필요한 자원을 설정할 것을 요청한다(120).
MME는 목적지 SGSN에 순방향 재배치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 전송한다(130). 이 메시지에는 근원지 시스템에서 설정된 무선 베어러(Radio Bearer) 정보와 대응되는 모든 PDP 콘텍스트(context) 정보가 포함되며 MME와 서빙 게이트웨이(Serving GW) 간 테이터 전달을 위해 사용하던 파라미터 값 등도 포함된다.
MME로부터 순방향 재배치 요청 메시지를 수신한 목적지 SGSN은 목적지 RNC에 재배치 요청(Relocation Request) 메시지를 전송하여(140) 이동 단말이 핸드오버를 수행하는데 필요한 무선 베어러 정보를 요청하고, 이를 수신한 목적지 RNC는 목적지 SGSN에서 요청한 정보를 포함하는 재배치 요청 응답(Relocation Request Acknowledge) 메시지로 응답한다(145).
목적지 SGSN과 서빙 GW는 베어러 생성 요청/응답(Create Bearer Request/Response) 메시지를 주고받음으로써 서로간 무선 베어러를 생성한다(150, 155).
목적지 SGSN은 목적지 RNC로부터 자원을 할당받고 서빙 GW와 무선 베어러를 생성한 후 MME에 순방향 재배치 응답(Forward Relocation Response) 메시지를 전송한다(160). 여기서, 순방향 재배치 응답 메시지는 145와 155의 메시지를 통해 수신한 정보가 포함된다.
도 2는 이동 단말이 E-UTRAN에서 UTRAN망으로 핸드오버를 수행하는 과정의 일부로서 핸드오버 실행 단계를 나타낸 예이다.
순방향 재배치 응답 메시지를 수신한 MME는 근원지 기지국에 재배치 명령(Relocation Command) 메시지를 전송하여 핸드오버 준비단계를 마친다(210).
MME로부터 재배치 명령 메시지를 수신한 근원지 기지국은 이동 단말에 E-UTRAN에서의 핸드오버 명령(HO from E-UTRAN Command) 메시지를 전송하여 목적지 셀로의 이동을 요청한다(220).
근원지 기지국은 순방향 SRNS(Serving Radio Network Subsystem) 콘텍스트를 MME에 전송하여 목적지 SGSN과 목적지 RNC에서 SRNS 콘텍스트 정보를 알 수 있도록 한다(230-234).
이동 단말은 목적지 셀(UTRAN)로 이동하고 2단계 메시지에 포함된 파마리터 값을 이용해 목적지 셀에 액세스한다. 목적지 셀에 액세스를 완료한 후 이동 단말은 목적지 RNC로 UTRAN으로의 핸드오버 완료(Handover to UTRAN Complete) 메시지를 전송한다(240-241). 이동 단말은 이 시점 이후로 목적지 기지국으로의 상향 데이터 전송이 가능하게 된다.
UTRAN으로의 핸드오버 완료 메시지를 수신한 목적지 RNC는 목적지 SGSN에 이동 단말이 핸드오버를 완료하여 목적지 기지국에 액세스하였다는 사실을 재배치 완료(Relocation Complete) 메시지를 통해 알린다(250).
재배치 완료 메시지를 수신한 목적지 SGSN은 MME에 이동 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행을 완료했다는 사실을 알리고(260-261), 서빙 GW에 무선 베 어러 정보의 업데이트를 요청한다(270).
목적지 SGSN으로부터 베어러 업데이트 요청(Update Bearer Request) 메시지를 수신한 서빙 GW는 PDN GW에 이 메시지를 전달하여 무선 베어러 정보를 업데이트 한다(280-281).
PDN GW로부터 베어러 업데이트 응답(Update Bearer Response) 메시지를 수신한 서빙 GW는 목적지 SGSN에 베어러 업데이트 응답 메시지를 전송한다(290). 이후 PDN GW로부터 수신하는 하향 사용자 데이터 및 외부로 전송되는 상향 데이터는 이전에 근원지 기지국에서 송수신 되던 것이 목적지 RNC에서 이루어진다. 즉, 경로 스위칭(Path Switching)이 이루어진다.
MME는 목적지 SGSN으로부터 순방향 재배치 완료 메시지(260)를 수신하면 근원지 기지국에 자원 해제(Release Resources) 메시지를 전송하고(298) 이를 수신한 근원지 기지국은 이동 단말과 통신하기 위해 가지고 있던 자원을 해제한다.
이동 단말은 목적지 SGSN에 라우팅 영역 업데이트 요청(Routing Area Update Request) 메시지를 전송하여 라우팅 영역 업데이트를 수행한다.
종래의 이기종 망간 핸드오버는 동일한 규격 내의 이기종 망간의 이동성 지원을 위한 기술이 개발되었을 뿐, 다른 규격 간 이기종 망간의 핸드오버 지원을 위한 기술은 현재 개발 중에 있으며, 핸드오버를 완료한 후에 목적지 기지국과의 초기 접속(Initial Access) 과정에서 등록 과정을 수행해야하므로 핸드오버 시간이 지연되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이기종 망간의 핸드오버에서 목적지 기지국으로 신속하고 신뢰성 있는 핸드오버를 지원할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이기종망간 핸드 오버 방법은 E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하고, 상기 근원지 기지국으로부터 WiMAX 신호를 포함하는 RRC 메시지가 수신되면, 제2계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 WiMAX 목적지 기지국에 예비 등록하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 RRC 메시지는 이기종망간의 핸드 오버를 나타내는 메시지 타입 및 상기 목적지 기지국의 ID를 포함하는 서브 헤더로 상기 WiMAX 신호를 캡슐화한 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 WiMAX 신호는 상기 WiMAX 를 위한 MAC 헤더 및 WiMAX 페이로드를 포함하는 WiMAX 신호를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 결과를 전송하는 과정에서, 현재 셀의 신호 품질이 상기 WiMAX 셀의 신호 품질을 측정하기 위한 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 상기 WiMAX 셀의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 신호 품질 임계치 및 수신 전력 임계치는 상기 근원지 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 시스템 정보에 포함될 수 있다.
바람직하게는, 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 과정에서, 현재 셀의 신호 품질이 예비등록 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 예비등록 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 목적지 기지국에 예비 등록할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이기종망간 핸드 오버 방법은 E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하고, 상기 근원지 기지국으로부터 WiMAX 신호를 포함하는 RRC 메시지가 수신되면, 제3계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 WiMAX 이기종망간 접속 노드를 통해 목적지 기지국에 예비 등록하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 RRC 메시지는 상기 이기종망간 접속 노드의 IP 주소를 포함하는 IP 헤더로 상기 WiMAX 신호를 캡슐화한 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 WiMAX 신호는 상기 WiMAX 를 위한 MAC 헤더 및 WiMAX 페이로드를 포함하는 WiMAX 신호를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정 결과를 전송하는 과정에서, 현재 셀의 신호 품질이 상기 WiMAX 셀의 신호 품질을 측정하기 위한 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 상기 WiMAX 셀의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 신호 품질 임계치 및 수신 전력 임계치는 상기 근원지 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 시스템 정보에 포함될 수 있다.
바람직하게는, 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 과정에서, 현재 셀의 신호 품질이 예비등록 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 예비등록 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 목적지 기지국에 예비 등록할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이기종망간 핸드 오버 방법은 E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하고, 상기 근원지 기지국으로부터 목적지 기지국의 ID를 포함하는 핸드오버 시작 명령이 수신된 경우, 상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이면, 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하며, 상기 근원지 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지가 수신되면, 상기 목적지 기지국에 초기 접속 과정을 수행하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 핸드오버 시작 명령은 상기 근원지 기지국이 관리하는 셀에서 부여되는 단말의 식별자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 핸드오버 준비완료 메시지는 상기 단말의 식별자를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 과정에서, 상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이 아니면, 제2계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 목적지 기지국에 예비 등록할 수 있다.
바람직하게는, 상기 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 과정에서, 상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이 아니면, 제3계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 이기종망간 접속 노드를 통해 상기 목적지 기지국에 예비 등록할 수 있다.
바람직하게는, 상기 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 과정에서, 상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이 아니면, 제3계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 요청 메시지를 전송하고, 상기 이기종망간 접속 노드로부터 핸드오버 응답 메시지가 수신되면, 상기 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 지시 메시지를 전송하여 상기 목적지 기지국에 예비 등록할 수 있다.
바람직하게는, 상기 초기 접속 과정을 수행하는 과정에서, 상기 핸드오버 준비완료 응답 메시지가 수신되면, 현재 셀과의 연결을 끊고 상기 목적지 기지국과 동기를 맞출 수 있다.
본 발명의 실시 형태들에 의하면, 단말이 이기종 망으로 이동을 하더라도 현재 서비스 품질을 유지하면서 계속해서 서비스를 받을 수 있고, 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 수행하는데 소모하는 시간을 줄일 수 있으며, 단말이 핸드오버 중 무선 링크(Radio Link)가 실패(Failure)한 경우 빠른 복구(Fast Recovery)를 가능하게 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 핸드오버를 수행하기 전 목적지 기지국과 예비등록(Pre-registration)을 수행하는 절차와 근원지 기지국과 목적지 기지국 간에 실제 핸드오버를 수행하는 절차로 나누고 이동 단말과 목적지 기지국 사이의 핸드오버를 설명한다.
본 발명의 실시 형태들에서는 이동 단말이 핸드오버를 수행하기 전 목적지 기지국과 예비등록 과정을 미리 수행한다. 또한, 서로 다른 규격의 기술간 이기종 망간 핸드오버(Inter RAT Handover)를 지원하기 위해서 종래의 동일 규격의 이기종 망간 핸드오버 절차(Handover Procedure)의 수정이 불가피하다. 또한 새로운 핸드오버 제어(Handover Signaling) 메시지가 추가된다.
본 발명의 실시 형태들에서는 이동 단말이 E-UTRAN 셀에서 WiMAX셀로 핸드오버를 수행하기 전, 이동 단말이 WiMAX 기지국에 미리 등록될 수 있도록 지원한다.
본 발명의 일 실시 예에 적용되는 제2계층 터널링(L2 Tunneling) 기술은 계층 2 프로토콜에 기반(데이터 링크 계층)하며 전송 단위로 프레임을 사용한다. 모든 페이로드는 PPP 프레임을 캡슐화하여 인터네트워크, 예를 들어, 현재 등록되어 있는 망의 네트워크 엔티티(Network Entity)를 통해 전송된다.
본 발명의 다른 실시 예에 적용되는 제3계층 터널링(L3 Tunneling) 기술은 계층 3 프로토콜에 기반(네트워크 계층)하며 전송 단위로 패킷을 사용한다. 여기 서, IP 패킷을 추가적인 IP 헤더로 캡슐화한 다음에 IP 인터네트워크를 통해 전송한다.
도 3은 이동 단말이 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전 예비등록을 수행하기 위해 제2계층 터널링을 통해 전송하는 E-UTRAN RRC 시그널링(Signaling) 메시지 구조의 일 예이다.
도 3에서 보는 바와 같이 E-UTRAN 셀에 등록되어 있는 이동 단말은 E-UTRAN RRC 메시지에 전달하려고 하는 WiMAX 신호 메시지(WiMAX Signal Message)를 캡슐화하여 매개 노드(Intermediate node), 예를 들어, 기지국, MME, ASN 게이트웨이를 통해 목적지 WiMAX 기지국까지 메시지를 전송한다. E-UTRAN RRC 메시지의 서브 헤더는 이기종망간의 핸드 오버를 나타내는 메시지 타입 및 목적지 기지국의 ID를 포함한다. 또한, WiMAX 신호는 WiMAX을 위한 MAC 헤더 및 WiMAX 페이로드를 포함한다.
매개 노드는 목적지 기지국 ID를 확인하고 다른 매개 노드에 메시지를 전달하여 최종 목적지인 WiMAX 기지국까지 메시지가 전달되도록 한다. 즉, 이동 단말이 초기 패킷을 전송할 때 서브 헤더가 붙는데, 매개 노드에서는 단지 서브헤더에 있는 기지국 ID를 확인해 목적지까지 해당 패킷이 전달될 수 있게 하는 다음 매개 노드에 패킷을 전달한다.
E-UTRAN에 등록되어 있는 이동 단말은 셀 재선택(Cell Reselection)이나 핸드오버를 수행하기 전에 미리 목적지 WiMAX 기지국에 예비등록을 수행할 수 있다. 이동 단말이 목적지 WiMAX 기지국에 예비등록을 수행하는 방법은 이동 단말의 상태 에 따라 다르게 적용된다. 다시 말해서, 이동 단말이 아이들(LTE_IDLE) 상태에서 셀 재선택을 수행하기 전에 행하는 예비등록은 이동 단말이 자발적으로 목적지 WiMAX 기지국으로 예비등록을 수행하도록 한다. 이동 단말이 액티브(LTE_ACTIVE) 상태에서 핸드오버를 수행하기 전에 행하는 예비등록은 아이들 상태와 마찬가지로 이동 단말이 자발적으로 예비등록을 수행할 수 있고, 기지국에서 이동 단말에 예비등록을 수행하라는 지시를 내린 후 이동 단말이 목적지 WiMAX셀로 예비등록을 수행하도록 할 수도 있다.
WiMAX 이웃 셀의 예비등록의 시작 결정 여부는 기지국으로부터 수신되는 임계치 값에 의해 결정되며, 이동 단말이 측정한 E-UTRAN 서빙 기지국의 셀 품질이 임계치 값 이하로 떨어질 경우 WiMAX 이웃 셀로의 예비등록을 결정한다.
여기서, 조건을 만족하는지 여부를 결정하는 임계치들은 WiMAX 셀로 예비등록을 시작하는 E-UTRAN 신호 품질의 임계치(LTE-WiMAX Start Pre-registration Signal Quality Threshold, 이하 '제1임계치') 및 WiMAX 셀로 예비등록을 시작하는 E-UTRAN 수신 전력 세기의 임계치(LTE-WiMAX Start Pre-registration Rx Power Strength Threshold, 이하 '제2임계치') 등을 사용한다.
즉, 현재 셀에서 측정된 신호 품질(measured Signal Quality of the serving cell)이 제1임계치 보다 작거나 같은 경우, 또는 현재 셀에서 측정된 수신 전력 세기(measured Rx Power Strength of the serving cell)가 제2임계치 보다 작거나 같은 경우, WiMAX 셀에 예비등록을 시작한다.
예비등록을 결정한 후 이동 단말이 측정한 이웃 WiMAX 셀의 셀 품질을 토대 로 목적지 WiMAX 셀을 결정한다. 임계치 값은 WiMAX 셀로의 예비등록을 지원하기 위해 기지국이 가지고 있는 고정된 값이며, 아이들 상태에서 기지국에서 이동 단말로 셀 재선택을 위한 시스템 정보(System Information)를 통해 주기적으로 전송된다. 표 1은 이와 같은 시스템 정보의 예를 나타낸다.
명칭 설명
WiMAX RAT Identifier This field contains the identifier of WiMAX RAT among the RAT IDs (e.g. GSM, CDMA 20001X, etc).
WiMAX Start Measuring E-UTRAN Signal Quality Threshold This field contains the threshold of the signal Quality of the current cell to trigger WiMAX measurements
WiMAX Start Measuring E-UTRAN Rx Power Strength Threshold This field contains the threshold of the Rx Power Strength of the current cell to trigger WiMAX measurements
LTE-WiMAX Start Pre-registration Signal Quality threshold This field contains the threshold of the signal Quality of the current cell to trigger WiMAX Pre-registration
LTE-WiMAX Start Pre-registration Rx Power Strength threshold This field contains the threshold of the Rx Power Strength of the current cell to trigger WiMAX Pre-registration
아이들 상태에 있는 이동 단말은 상술한 조건을 만족할 경우 자신이 측정한 WiMAX 이웃 셀 중 가장 셀 품질이 좋은 셀을 목적지 WiMAX 셀로 결정하고 목적지 셀로 예비등록을 시작한다. 바람직하게는, LTE-WiMAX Start Pre-registration threshold 값이 WiMAX Start Measuring threshold 값보다 크게 할 수 있다.
한편, WiMAX 이웃 셀의 측정은 다음과 같은 방식으로 이루어진다.
이동 단말은 다음의 임계치 값과 조건을 적용하여 이웃 셀의 정보를 위한 시스템 정보를 통해 수신한 WiMAX 이웃 셀 리스트에 있는 셀의 속성을 측정한다. WiMAX 이웃 셀의 측정을 위해 WiMAX 셀에서 측정을 시작하는 E-UTRAN 신호 품질의 임계치(WiMAX Start Measuring E-UTRAN Signal Quality Threshold, 이하 '제3임계치') 및 WiMAX 셀에서 측정을 시작하는 E-UTRAN 수신 전력 세기의 임계치(WiMAX Start Measuring E-UTRAN Rx Power Strength Threshold, 이하 '제4임계치') 등을 사용한다. 즉, 현재 셀에서 측정된 신호 품질이 제3임계치 보다 작거나 같은 경우, 또는 현재 셀에서 측정된 수신 전력 세기가 제4임계치 보다 작거나 같은 경우, WiMAX 셀의 측정을 시작한다. 한편, 제3임계치 및 제4임계치 값은 셀 재선택을 위한 시스템 정보를 통해 E-UTRAN 기지국에서 이동 단말로 브로드캐스트된다.
한편, 이동 단말이 액티브 상태에서 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전 예비등록의 수행은 단말에서 자발적으로 수행되거나 E-UTRAN 기지국에 의해서 수행될 수도 있다.
이하에서는 E-UTRAN 기지국에 의해서 수행되는 경우를 가정한다.
이동 단말은 주기적으로 E-UTRAN 기지국에 측정 보고를 전송하며, E-UTRAN 기지국은 이동 단말이 보고한 현재 셀의 품질이 상술한 제1임계치 및 제2임계치 이하인 경우, 단말이 보고한 WiMAX 셀의 품질을 확인한다. 그리고 가장 셀 품질이 좋은 WiMAX 셀을 예비등록을 수행할 목적지 WiMAX 셀로 선택해 RRC 시그널링 메시지를 통해 알린다. 예를 들어, RRC 시그널링 메시지에 예비 등록을 위한 플래그(flag)를 두어 지시정보(indication)이 1일 경우 단말이 예비등록을 수행하게 하고, 그렇지 않을 경우 예비등록을 수행하지 않게 할 수 있다.
이하에서는 단말의 예비등록 과정을 상세히 설명한다.
도 4는 이동 단말이 E-UTRAN 셀에서 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전 제2계층 터널링 기반의 예비등록을 수행하는 과정을 나타낸 실시 예이다.
단말이 액티브 상태에서 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전에, 기지국에서 WiMAX 셀의 예비등록이 필요하다고 판단한 경우 이동 단말에 RRC 시그널링 메시지를 통해 알린다(410).
이동 단말은 목적지 WiMAX 기지국에 레인징 요청/응답(Ranging Request/Response) 메시지를 통해 사용할 Basic CID 와 Primary Management CID를 얻는다(420). 이 단계에서는 WiMAX 에어 인터페이스(Air Interface)를 통한 시그널링이 아니기 때문에, 종래 WiMAX 에어 인터페이스를 통한 RNG-REQ/RSP를 통해 수행할 수 있었던 타이밍 오프셋(Timing Offset) 및 전력(Power) 파라미터의 조정 작업은 수행할 수 없다.
이동 단말은 WiMAX 기지국과 기본 성능(basic capabilities) 협상과정을 수행한다(430).
이동 단말은 인증(Authentication) 및 인가(authorization) 과정을 수행한 후(440), WiMAX 기지국과 등록 과정을 수행한다(450).
이동 단말은 목적지 WiMAX 기지국과 새로운 서비스 흐름(Service Flow)을 설정하기 위해 WiMAX 기지국에 DSA-REQ 메시지를 전송하고 응답을 받는다(460).
도 5는 이동 단말이 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전 예비등록을 수행하기 위해 제3계층 터널링을 통해 전송하는 E-UTRAN RRC 시그널링 메시지 구조를 나타낸 예이다.
도 5에 도시된 바와 같이, IP 헤더는 이기종망간 접속 노드의 IP 주소를 포함한다. E-UTRAN 셀에 등록되어 있는 이동 단말은 E-UTRAN RRC 메시지에 전달하려고 하는 WiMAX 신호 메시지(WiMAX Signal Message)를 IP 헤더로 캡슐화하여 IP 인터네트워크를 통해 이기종망간 접속 노드(Inter RAT Access Node)까지 메시지를 전송한다. 이후 이기종망간 접속 노드는 WiMAX 신호의 WiMAX 기지국 ID를 확인하여 목적지 WiMAX 기지국까지 메시지를 전송한다. 여기서, 이기종망간 접속 노드는 제3계층 터널링을 통해 E-UTRAN에서 WiMAX로의 이기종 망간 핸드오버를 지원하는 기능을 구비한 네트워크 엔티티이다.
도 6은 이동 단말이 E-UTRAN 셀에서 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전 제3계층 터널링 기반의 예비등록을 수행하는 과정을 나타낸 실시 예이다.
제3계층 터널링 기반의 예비등록에서는 제2계층 터널링 방식과는 다르게 이기종 망간 핸드오버를 지원하기 위한 이기종망간 접속 노드를 통해 예비등록 을 수행한다.
단말이 액티브 상태에서 WiMAX 셀로 핸드오버를 수행하기 전, 기지국에서 WiMAX 셀의 예비등록이 필요하다고 판단한 경우, 이동 단말에 시스템 정보 또는 RRC 시그널링 메시지를 통해 예비등록 시작 여부를 알린다(610). 이동 단말이 이기종망간 접속 노드의 IP 주소를 모르는 경우, 이기종망간 접속 노드의 탐색 과정을 수행한다.
이동 단말은 목적지 WiMAX 기지국에 레인징 요청/응답(Ranging Request/Response) 메시지를 통해 사용할 Basic CID 와 Primary Management CID를 얻는다(620).
이동 단말은 이기종망간 접속 노드를 통해 WiMAX 기지국과 기본 성능 협상과정을 수행한다(630).
이동 단말은 인증(Authentication) 인가(authorization) 과정을 수행한 후(640), WiMAX 기지국과 등록 과정을 수행한다(650).
마지막으로, 이동 단말은 목적지 WiMAX 기지국과 새로운 서비스 흐름을 설정하기 위해 이기종망간 접속 노드를 통해 WiMAX 기지국에 DSA-REQ 메시지를 전송하고 응답을 받는다(660).
도 7은 목적지 WiMAX 기지국에 예비등록된 이동 단말이 E-UTRAN에서 WiMAX로 핸드오버를 수행하는 절차를 나타낸 실시 예이다.
이동 단말은 주기적으로 서빙 기지국(S-eNB)에 측정 보고 메시지를 전송한다(710).
이동 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한 기지국은 메시지의 내용을 확인한 후 E-UTRAN 셀의 품질이 WiMAX 셀의 품질보다 좋지 않을 경우 WiMAX 셀로의 핸드오버를 결정한다(720). 또한, 목적지 WiMAX 기지국의 ID를 포함하는 핸드오버 시작 명령(HO Initiate Command) 메시지를 이동 단말로 전송한다(730). 핸드오버 시작 명령 메시지의 내용의 예는 표 2와 같다.
파라미터 명칭 의미 설명
Message Type
C-RNTI eNB가 관리하는 Cell에서 UE를 식별하기 위해 부여하는 식별자
Target WiMAX BS ID 목적지 WiMAX 기지국을 구별하는 유일 식별자
도 7에서는, 이동 단말이 핸드오버를 수행하기 전 예비등록을 수행하기 때문에 근원지 기지국이 핸드오버를 결정하여도 목적지 기지국에 HO REQ 메시지를 전송하지 않고, 이동 단말이 핸드오버를 수행해야 할 목적지 기지국의 ID와 새로운 CRNTI 값을 포함하는 핸드오버 시작 명령 메시지를 이동 단말에 전송한다.
기지국으로부터 핸드오버 시작 명령 메시지를 수신한 이동 단말은 메시지 내의 포함된 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하고 자신과 예비등록 과정을 수행한 기지국인지를 체크한다(731).
이동 단말은 기지국으로부터 수신한 핸드오버 시작 명령 메시지의 내용 중 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하여(731) 목적지 WiMAX 기지국이 이미 이동 단말과 예비등록 과정을 수행한 기지국일 경우 핸드오버 준비완료(HO Preparation Complete) 메시지를 기지국에 전송한다(740). 핸드오버 준비완료 메시지 내용의 예는 표 3과 같다.
파라미터 명칭 의미 설명
Message Type
C-RNTI eNB가 관리하는 Cell에서 UE를 식별하기 위해 부여하는 식별자
Target WiMAX BS ID 목적지 WiMAX 기지국을 구별하는 유일 식별자
Target WiMAX ASN GW ID 목적지 WiMAX 기지국을 관리하는 Gateway ID
핸드오버 준비완료 메시지를 이용하여 근원지 기지국에 이동 단말이 목적지 기지국으로의 핸드오버를 위한 준비가 완료되었음을 알림으로써, 경로 스위칭 전 외부 IP망으로부터 전달받은 하향 사용자 데이터를 목적지 기지국에 전달할 수 있으며, 핸드오버 준비완료 메시지에 대한 응답을 수신한 경우 이동 단말은 근원지 기지국과의 무선 연결(Radio connection)을 정확하게 끊을 수 있다.
핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 메시지 내의 CRNTI 값을 확인하고 핸드오버 시작 명령 메시지에 보낸 CRNTI와 비교한 후 일치할 경우 응답으로써 핸드오버 준비완료 응답(HO Preparation Complete ACK) 메시지를 이동 단말에 전송한다(742). 또한 기지국은 현재 버퍼에 쌓여 있는 하향링크 패킷을 목적지 WiMAX 기지국으로 전달한다(741).
이동 단말은 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 수신한 후 현재 셀과의 연결을 끊고 목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘다(750). 이 과정에서 이동 단말은 목적지 WiMAX 셀의 모니터링 가능한 하향링크 채널을 스캔하고 하향링크(Downlink) 동기를 맞춘다. 이 단계에서 이동 단말은 DL-MAP & DCD, UL-MAP & UCD 메시지를 필요로 하며 이들 메시지를 통해 이동 단말이 데이터를 송수신할 수 있도록 하는데 필요한 상하향 파라미터를 얻는다.
목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘 후 이동 단말은 초기 접속 과정을 수행한다(751). 먼저 목적지 WiMAX 기지국과 초기 레인징(Initial Ranging)을 수행함으로써 타이밍 오프셋 및 전력 파라미터를 조정하고, 상하향으로 송수신할 데이터가 있을 경우 대역폭을 할당받아 데이터를 송수신한다. 이때, WiMAX 기지국과 예비등록 과정을 이미 수행한 이동 단말은 네트워크 엔트리(Network Entry) 과정을 간소화하여 목적지 기지국에 액세스할 수 있으므로 핸드오버 레이턴시(Handover latency)를 줄일 수 있다.
이동 단말이 목적지 WiMAX 기지국과 초기 접속 과정을 완료하면 목적지 WiMAX 기지국은 MME에 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 전송하여 이동 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 완료하였음을 알린다(760). 또한 경로 스위칭을 통해 사용자 데이터 전송 경로를 업데이트 한다(761).
WiMAX 접속 망으로부터 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 수신하면 MME는 근원지 기지국에 자원 해제(Release resource) 메시지를 전송하여 이동 단말과 통신을 위해 가지고 있던 자원의 해제를 요청한다(770). 이를 수신한 근원지 기지국은 자원을 해제한다(771).
도 8은 목적지 WiMAX 기지국에 예비등록되지 않은 이동 단말이 E-UTRAN에서 WiMAX로 핸드오버를 수행하는 절차를 나타낸 실시 예이다.
이동 단말은 주기적으로 서빙 기지국(S-eNB)에 측정 보고 메시지를 전송한다(810).
이동 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한 기지국은 메시지의 내용을 확인한 후 E-UTRAN 셀의 품질이 WiMAX 셀의 품질보다 좋지 않을 경우 WiMAX 셀로의 핸드오버를 결정하고(820), 목적지 WiMAX 기지국의 ID와 새로운 CRNTI값을 포함하는 핸드오버 시작 명령 메시지를 이동 단말로 전송한다(830).
기지국으로부터 핸드오버 시작 명령 메시지를 수신한 이동 단말은 메시지 내의 포함된 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하고 자신과 예비등록 과정을 수행한 기지국인지를 체크한다(831).
핸드오버 시작 명령 메시지 내의 목적지 WiMAX 기지국이 이미 이동 단말과 예비등록 과정을 수행한 기지국이 아닐 경우 이동 단말은 제2계층 터널링을 통하여 WiMAX 기지국과 예비등록 과정을 수행한다(840).
이동 단말과 목적지 WiMAX 기지국과의 예비등록 과정이 끝나면 이동 단말은 서빙 기지국에 핸드오버 준비완료 메시지를 전달한다(850). 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 메시지 내의 CRNTI 값을 확인하고 핸드오버 시작 명령 메시지에 보낸 CRNTI와 비교한 후 일치할 경우 응답으로써 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 이동 단말에 전송한다(852). 또한 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 버퍼에 있는 하향링크 패킷을 목적지 WiMAX 기지국에 전달한다(851).
이동 단말은 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 수신한 후 현재 셀과의 연결을 끊고 목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘다(860). 이 과정에서 이동 단말은 목적지 WiMAX 셀의 모니터링 가능한 하향링크 채널을 스캔하고 하향링크 동기를 맞춘다. 이 단계에서 이동 단말은 DL-MAP & DCD, UL-MAP & UCD 메시지를 필요로 하며 이들 메시지를 통해 이동 단말이 데이터를 송수신할 수 있도록 하는데 필요한 상하향 파라미터를 얻는다.
목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘 후 이동 단말은 초기 접속 과정을 수행한다(861). 먼저 목적지 WiMAX 기지국과 초기 레인징을 수행함으로써 타이밍 오프셋 및 전력 파라미터를 조정하고, 상하향으로 송수신할 데이터가 있을 경우 대역폭을 할당받아 데이터를 송수신한다.
이동 단말이 목적지 WiMAX 기지국과 초기 접속 과정을 완료하면 목적지 WiMAX 기지국은 MME에 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 전송하여 이동 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 완료하였음을 알린다(870). 또한 경로 스위칭을 통해 사용자 데이터 전송 경로를 업데이트한다(871).
WiMAX Access 망으로부터 HO Success 메시지를 수신하면 MME는 근원지 기지국에 자원 해제 메시지를 전송하여 이동 단말과 통신을 위해 가지고 있던 자원의 해제를 요청한다(880). 이를 수신한 근원지 기지국은 자원을 해제한다(881).
제3계층 기반 핸드오버에서는 이기종망간 접속 노드를 통해 E-UTRAN에서 WiMAX로의 이기종 망간 핸드오버를 지원한다.
도 9는 목적지 WiMAX 기지국과 예비등록 과정을 수행한 이동 단말이 제3계층 터널링을 통해 E-UTRAN에서 WiMAX로 핸드오버를 수행하는 절차를 나타낸 실시 예이다.
이동 단말은 주기적으로 서빙 기지국(S-eNB)에 측정 보고 메시지를 전송한다(910).
이동 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한 기지국은 메시지의 내용을 확인하고 E-UTRAN 셀의 품질이 WiMAX 셀의 품질보다 좋지 않을 경우 WiMAX 셀로의 핸드오버를 결정하고(920), 목적지 WiMAX 기지국의 ID와 새로운 CRNTI값을 포함하는 핸드오버 시작 명령 메시지를 이동 단말로 전송한다(930). 기지국으로부터 핸드오버 시작 명령 메시지를 수신한 이동 단말은 메시지 내의 포함된 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하고 자신과 예비등록 과정을 수행한 기지국인지를 체크한다(931).
이동 단말은 기지국으로부터 수신한 핸드오버 시작 명령 메시지의 내용 중 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하여(931) 목적지 WiMAX 기지국이 이미 이동 단말과 예비등록 과정을 수행한 기지국일 경우 이동 단말은 기지국에 핸드오버 준비완료 메시지를 전송한다(940). 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 메시지 내의 CRNTI 값을 확인하고 핸드오버 시작 명령 메시지에 보낸 CRNTI와 비교한 후 일치할 경우, 응답으로써 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 이동 단말에 전송한다(942). 또한 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 버퍼에 있는 하향링크 패킷을 이기종망간 접속 노드를 통해 목적지 WiMAX 기지국까지 전달한다(941).
이동 단말은 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 수신한 후 현재 셀과의 연결을 끊고 목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘다(950). 이 과정에서 이동 단말은 목적지 WiMAX 셀의 모니터링 가능한 하향링크 채널을 스캔하고 하향링크 동기를 맞춘다. 이 단계에서 이동 단말은 DL-MAP & DCD, UL-MAP & UCD 메시지를 필요로 하며 이들 메시지를 통해 이동 단말이 데이터를 송수신할 수 있도록 하는데 필요한 상하향 파라미터를 얻는다.
목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘 후 이동 단말은 초기 접속 과정을 수행한다(951). 먼저 목적지 WiMAX 기지국과 초기 레인징을 수행함으로써 타이밍 오프셋 및 전력 파라미터를 조정하고, 상하향으로 송수신할 데이터가 있을 경우 대역폭을 할당받아 데이터를 송수신한다.
이동 단말이 목적지 WiMAX 기지국과 초기 접속 과정을 완료하면 목적지 WiMAX 기지국은 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 전송하여 이동 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 완료하였음을 알린다(961). 핸드오버 성공(HO Success)를 수신한 이기종망간 접속 노드는 MME에 이 메시지를 전달하고 또한 경로 스위칭을 통해 사용자 데이터 전송 경로를 업데이트한다(962).
이기종망간 접속 노드로부터 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 수신하면 MME는 근원지 기지국에 자원 해제 메시지를 전송하여 이동 단말과 통신을 위해 가지고 있던 자원의 해제를 요청한다(970). 이를 수신한 근원지 기지국은 자원을 해제한다(971).
도 10은 목적지 WiMAX 기지국과 예비등록 과정을 수행하지 않은 이동 단말이 제3계층 터널링을 통해 E-UTRAN에서 WiMAX로 핸드오버를 수행하는 절차를 나타낸 실시 예이다.
이동 단말은 주기적으로 서빙 기지국(S-eNB)에 측정 보고 메시지를 전송한다(1010).
이동 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한 기지국은 메시지의 내용을 확인하고 E-UTRAN 셀의 품질이 WiMAX 셀의 품질보다 좋지 않을 경우 WiMAX 셀로의 핸드오버를 결정하고(1020), 목적지 WiMAX 기지국의 ID와 새로운 CRNTI 값을 포함하는 핸드오버 시작 명령 메시지를 이동 단말로 전송한다(1030). 기지국으로부터 핸드오버 시작 명령 메시지를 수신한 이동 단말은 메시지 내의 포함된 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하고 자신과 예비등록 과정을 수행한 기지국인지를 체크한다(1031).
핸드오버 시작 명령 메시지 내의 목적지 WiMAX 기지국이 이동 단말과 예비등록 과정을 수행한 기지국이 아닐 경우 이동 단말은 제3계층 터널링을 통해 이기종망간 접속 노드를 경유하여 목적지 WiMAX 기지국과 예비등록 과정을 수행한다(1040).
이동 단말은 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 지시(HO IND) 메시지를 전송한 직후 서빙 기지국에 핸드오버 준비완료 메시지를 전송한다(1050). 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 메시지 내의 CRNTI 값을 확인하고 핸드오버 시작 명령 메시지에 보낸 CRNTI와 비교한다. 이때, 양자가 일치할 경우 응답으로써 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 이동 단말에 전송한다(1052). 또한 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 버퍼에 있는 하향링크 패킷을 이기종망간 접속 노드를 통해 목적지 WiMAX 기지국까지 전달한다(1051).
이동 단말은 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 수신한 후 현재 셀과의 연결을 끊고 목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘다(1060). 이 과정에서 이동 단말은 목적지 WiMAX 셀의 모니터링 가능한 하향링크 채널을 스캔하고 하향링크 동기를 맞춘다. 이 단계에서 이동 단말은 DL-MAP & DCD, UL-MAP & UCD 메시지를 필요로 하며 이들 메시지를 통해 이동 단말이 데이터를 송수신할 수 있도록 하는데 필요한 상하향 파라미터를 얻는다.
목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘 후 이동 단말은 초기 접속 과정을 수행한다(1070). 이때, 먼저 목적지 WiMAX 기지국과 초기 레인징을 수행함으로써 타이밍 오프셋 및 전력 파라미터를 조정하고, 상하향으로 송수신할 데이터가 있을 경우 대역폭을 할당받아 데이터를 송수신한다.
이동 단말이 목적지 WiMAX 기지국과 초기 접속 과정을 완료하면 목적지 WiMAX 기지국은 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 전송하여 이동 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 완료하였음을 알린다(1080). 핸드오버 성공(HO Success)를 수신한 이기종망간 접속 노드는 MME에 이 메시지를 전달하고(1081) 경로 스위칭을 통해 사용자 데이터 전송 경로를 업데이트한다(1082).
MME가 이기종망간 접속 노드로부터 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 수신하면, MME는 근원지 기지국에 자원 해제 메시지를 전송하여 이동 단말과의 통신을 위해 가지고 있던 자원의 해제를 요청한다(1090). 이를 수신한 근원지 기지국은 자원을 해제한다(1091).
도 11과 같이 기존 WiMAX 핸드오버 신호들을 제3계층 터널링으로 WiMAX 기지국에 전달함으로써 E-UTRAN와 WiMAX 간의 이기종 망간 핸드오버를 지원할 수도 있다.
이동 단말은 주기적으로 서빙 기지국(S-eNB)에 측정 보고 메시지를 전송한다(1110).
이동 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한 기지국은 메시지의 내용을 확인하고 E-UTRAN 셀의 품질이 WiMAX 셀의 품질보다 좋지 않을 경우 WiMAX 셀로의 핸드오버를 결정하고(1120), 목적지 WiMAX 기지국의 ID와 새로운 CRNTI 값을 포함하는 핸드오버 시작 명령 메시지를 이동 단말로 전송한다(1130). 기지국으로부터 핸드오버 시작 명령 메시지를 수신한 이동 단말은 메시지 내의 포함된 목적지 WiMAX 기지국 ID를 확인하고 자신과 예비등록 과정을 수행한 기지국인지를 체크한다(1131).
핸드오버 시작 명령 메시지 내의 목적지 WiMAX 기지국이 이동 단말과 예비등록 과정을 수행한 기지국이 아닐 경우 이동 단말은 제3계층 터널링을 통해 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 요청(HO REQ) 메시지를 전송한다(1140). 이기종망간 접속 노드는 응답으로써 이동 단말에 핸드오버 응답(HO RSP) 메시지를 전송하고(1150), 이를 수신한 이동 단말은 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 지시(HO IND) 메시지를 전송한다(1160).
이동 단말은 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 지시(HO IND) 메시지를 전송한 직후, 서빙 기지국 즉, 근원지 기지국에 핸드오버 준비완료 메시지를 전송한다(1170). 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 메시지 내의 CRNTI 값을 확인하고 핸드오버 시작 명령 메시지에 보낸 CRNTI와 비교한 후 일치할 경우 응답으로써 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 이동 단말에 전송한다(1172). 또한 핸드오버 준비완료 메시지를 수신한 기지국은 버퍼에 있는 하향링크 패킷을 이기종망간 접속 노드를 통해 목적지 WiMAX 기지국까지 전달한다(1171).
이동 단말은 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지를 수신한 후 현재 셀과의 연결을 끊고 목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘다(1180). 이 과정에서 이동 단말은 목적지 WiMAX 셀의 모니터링 가능한 하향링크 채널을 스캔하고 하향링크 동기를 맞춘다. 이 단계에서 이동 단말은 DL-MAP & DCD, UL-MAP & UCD 메시지를 필요로 하며 이들 메시지를 통해 이동 단말이 데이터를 송수신할 수 있도록 하는데 필요한 상하향 파라미터를 얻는다.
목적지 WiMAX 기지국과 동기를 맞춘 후 이동 단말은 초기 접속 과정을 수행한다(1190). 이때, 먼저 목적지 WiMAX 기지국과 초기 레인징을 수행함으로써 타이밍 오프셋 및 전력 파라미터를 조정하고, 상하향으로 송수신할 데이터가 있을 경우 대역폭을 할당받아 데이터를 송수신한다.
이동 단말이 목적지 WiMAX 기지국과 초기 접속 과정을 완료하면 목적지 WiMAX 기지국은 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 전송하여 이동 단말이 목적지 기지국으로 핸드오버를 완료하였음을 알린다(1195). 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 수신한 이기종망간 접속 노드는 MME에 이 메시지를 전달하고(1196), 경로 스위칭을 통해 사용자 데이터 전송 경로를 업데이트한다(1197).
이기종망간 접속 노드로부터 핸드오버 성공(HO Success) 메시지를 수신하면 MME는 근원지 기지국에 자원 해제 메시지를 전송하여 이동 단말과 통신을 위해 가지고 있던 자원의 해제를 요청한다(1198). 이를 수신한 근원지 기지국은 자원을 해제한다(1199).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명은 이기종 망간의 핸드오버시에 신속성 및 신뢰성을 향상시키는 방법에 관한 것으로, E-UTRAN 관련 장치 및 알고리즘, WiMAX 관련 장치 및 알고리즘에 모두 적용될 수 있다.
도 1은 E-UTRAN과 UTRAN 사이의 핸드오버 준비 과정을 도시한 것이다.
도 2는 E-UTRAN과 UTRAN 사이의 핸드오버 실행 과정을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 적용되는 RRC 메시지의 일 예이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 예비등록 절차를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 적용되는 RRC 메시지의 일 예이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 예비등록 절차를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 신호 흐름을 도시한 것이다.
도 8은 단말이 예비등록되지 않은 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 신호 흐름을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 신호 흐름을 도시한 것이다.
도 10은 단말이 예비등록되지 않은 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 신호 흐름을 도시한 것이다.
도 11은 기존의 핸드오버 신호를 이용하는 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이기종 망간 핸드오버 방법의 신호 흐름을 도시한 것이다.

Claims (19)

  1. 이기종망간의 핸드 오버를 지원하는 방법에 있어서,
    E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하는 단계; 및
    상기 근원지 기지국으로부터 WiMAX 신호를 포함하는 RRC 메시지가 수신되면, 제2계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 WiMAX 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계
    를 포함하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RRC 메시지는,
    이기종망간의 핸드 오버를 나타내는 메시지 타입 및 상기 목적지 기지국의 ID를 포함하는 서브 헤더로 상기 WiMAX 신호를 캡슐화한 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 WiMAX 신호는,
    상기 WiMAX을 위한 MAC 헤더 및 WiMAX 페이로드를 포함하는 WiMAX 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 결과를 전송하는 단계는,
    현재 셀의 신호 품질이 상기 WiMAX 셀의 신호 품질을 측정하기 위한 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 상기 WiMAX 셀의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 품질 임계치 및 수신 전력 임계치는,
    상기 근원지 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 시스템 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계는,
    현재 셀의 신호 품질이 예비등록 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 예비등록 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  7. 이기종망간의 핸드 오버를 지원하는 방법에 있어서,
    E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하는 단계; 및
    상기 근원지 기지국으로부터 WiMAX 신호를 포함하는 RRC 메시지가 수신되면, 제3계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 WiMAX 이기종망간 접속 노드를 통해 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계
    를 포함하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 RRC 메시지는,
    상기 이기종망간 접속 노드의 IP 주소를 포함하는 IP 헤더로 상기 WiMAX 신호를 캡슐화한 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 WiMAX 신호는,
    상기 WiMAX을 위한 MAC 헤더 및 WiMAX 페이로드를 포함하는 WiMAX 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정 결과를 전송하는 단계는,
    현재 셀의 신호 품질이 상기 WiMAX 셀의 신호 품질을 측정하기 위한 신호 품 질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 상기 WiMAX 셀의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 품질 임계치 및 수신 전력 임계치는,
    상기 근원지 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 시스템 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계는,
    현재 셀의 신호 품질이 예비등록 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 예비등록 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  13. 이기종망간의 핸드 오버를 지원하는 방법에 있어서,
    E-UTRAN 단말에서 WiMAX 이웃 셀의 셀 품질을 측정하여 근원지 기지국에 측정 결과를 전송하는 단계; 및
    상기 근원지 기지국으로부터 목적지 기지국의 ID를 포함하는 핸드오버 시작 명령이 수신된 경우, 상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이면, 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 단계; 및
    상기 근원지 기지국으로부터 핸드오버 준비완료 응답 메시지가 수신되면, 상기 목적지 기지국에 초기 접속 과정을 수행하는 단계
    를 포함하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 핸드오버 시작 명령은,
    상기 근원지 기지국이 관리하는 셀에서 부여되는 단말의 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 핸드오버 준비완료 메시지는,
    상기 단말의 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 단계는,
    상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이 아니면, 제2계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 단계는,
    상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이 아니면, 제3계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 이기종망간 접속 노드를 통해 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 핸드오버 준비완료 메시지를 상기 근원지 기지국에 전송하는 단계는,
    상기 목적지 기지국이 상기 단말이 예비 등록한 기지국이 아니면, 제3계층의 프로토콜에 기반한 터널링을 이용하여 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 이기종망간 접속 노드로부터 핸드오버 응답 메시지가 수신되면, 상기 이기종망간 접속 노드에 핸드오버 지시 메시지를 전송하여 상기 목적지 기지국에 예비 등록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 초기 접속 과정을 수행하는 단계는,
    상기 핸드오버 준비완료 응답 메시지가 수신되면, 현재 셀과의 연결을 끊고 상기 목적지 기지국과 동기를 맞추는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이기종망간 핸드 오버 방법.
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