KR20090108295A - 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 예상시간 협상을 통한 핸드오버 단절 시간 감소를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 예상시간 협상을 통한 핸드오버 단절 시간 감소를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 예상시간 협상을 통한 핸드오버 단절 시간 감소를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 타겟 기지국과의 핸드오버 메시지 교환 과정에서, 단말의 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 과정과, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 과정을 포함하여, 핸드오버 수행 중 단말이 패스트 레인징(Fast Ranging) IE를 안정적으로 수신하여 핸드오버 단절 시간(handover interruption time)을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
핸드오버, 핸드오버 단절 시간(handover interruption time), 핸드오버 예상 시간, 백본망 지연, 무선망 전송 지연

Description

광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 예상시간 협상을 통한 핸드오버 단절 시간 감소를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCTION OF HANDOVER INTERRUPTION TIME USING EXTIMATED HANDOVER TIME NEGOTIATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}
본 발명은 핸드오버에 관한 것으로서, 특히, 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 예상시간 협상을 통한 핸드오버 단절 시간 감소를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
IEEE 802.16e 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX)에서 제시한 핸드오버 과정은, 서빙 기지국과 인접 기지국의 신호를 측정하기 위한 스캐닝(scanning) 과정, 핸드오버를 수행할 단말의 타겟 기지국을 결정하기 위한 사전 핸드오버(pre-handover) 과정, 단말이 서빙 기지국과의 연결을 해제하고 타겟 기지국과 연결을 재설정하기 위한 핸드오버 실행(handover execution) 과정으로 이루어져 있다. 또한, 상기 스캐닝 과정 동안 인접 기지국의 물리계층 파라미터와 망 정보를 획득하기 위하여 연 계(association) 과정을 수행할 수도 있다.
기존 핸드오버 방안에 대해 자세히 살펴보면, 서빙 기지국은 단말로부터 핸드오버 요청(MOB_MSHO-REQ) 메시지를 수신하거나 단말의 핸드오버 수행 필요성이 인식될 경우, 핸드오버를 수행할 단말의 핸드오버 승인 여부를 인지하기 위하여 인접 기지국들에게 핸드오버 사전 통보(HO-pre-notification) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지는 단말이 요구하는 무선 자원과 서비스 클래스뿐만 아니라 단말의 핸드오버 예상 시간에 대한 정보를 포함한다.
이후, 상기 인접 기지국들로부터 핸드오버 승인 가능 여부 및 제공 가능한 무선 자원과 서비스 클래스에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 응답(HO-pre-notification-response) 메시지가 수신되면, 상기 서빙 기지국은 상기 단말로 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP) 메시지를 전송하고, 상기 단말의 핸드오버를 승인한 기지국으로 핸드오버 사전 통보 확인(HO-pre-notification-confirm) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 핸드오버 응답 메시지는 상기 단말의 핸드오버를 승인한 인접 기지국들의 ID, 각 인접 기지국들의 제공 가능한 무선 자원과 서비스 클래스, 핸드오버 수행 예상 시간(Action time), 서빙 기지국이 단말에게 할당한 무선 자원을 유지하는 시간인 자원 유지 시간(Resource retain time)에 대한 정보를 포함한다.
이후, 상기 단말은 서빙 기지국으로 최종 핸드오버 수행 여부를 알리는 핸드오버 지시(MOB_HO-IND) 메시지를 전송하고, 상기 자원 유지 시간 이후에 상기 서빙 기지국과의 채널 연결을 해제한다. 이후, 상기 단말은 타겟 기지국과의 연결을 재 설정하기 위하여 타겟 기지국으로부터 하향채널 동기화를 위한 신호와 하향링크/상향링크 MAP(DL/UL-MAP)을 수신하고, CID(Connection ID)를 할당받기 위해 레인징(ranging) 과정을 수행하며, 이 기간 동안 상향링크 송신 신호의 크기를 설정하여 타겟 기지국과 연결을 재설정한다.
한편, 상기 타겟 기지국은 핸드오버 단말의 레인징에 의한 핸드오버 지연을 감소시키기 위하여, 상기 핸드오버 예상 시간에 상기 단말로 패스트 레인징(Fast ranging) IE를 전송한다. 그러나, 상기 핸드오버 예상 시간은 서빙 기지국에서 인접 기지국으로만 전달되어 단말이 핸드오버를 수행할 타겟 기지국의 상황을 고려할 수 없을 뿐 아니라, 핸드오버 단말의 신호 세기 감쇄에 따른 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP) 메시지의 손실에 의한 지연, 서빙 기지국과 타겟 기지국 간의 백본망 지연, 서빙 기지국의 트래픽 증가에 의한 대기 지연(queuing delay)의 증가에 의하여 단말이 핸드오버를 준비하는 시간인 사전 핸드오버(pre-handover) 지연이 증가할 경우, 상기 단말이 타겟 기지국이 전송하는 패스트 레인징 IE를 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이는 서빙 기지국과의 연결을 해제한 후 통신을 수행하지 못하는 핸드오버 단절 시간(handover interruption time)(동기화 시간과 레인징 절차가 이에 포함)의 증가를 초래하여 상기 단말에 대한 서비스 품질 저하를 발생시킬 수 있다.
이를 해결하기 위하여 핸드오버 예상 시간을 증가시킬 경우 상기 패스트 레인징 IE를 수신하는데 필요한 지연이 증가하여, 마찬가지로 핸드오버 단절 시간을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 연계(association) 과정에서 획득한 타겟 기지국의 물리계층 파라미터가 변경되어 패스트 레인징을 실패할 수 있는 문제점이 있다. 부가적으로, 서빙 기지국이 인접 기지국들로 핸드오버 사전 통보 메시지를 전송한 이후 단말의 핸드오버를 수행하는 동안 상기 단말에게 전송한 트래픽을 채널 해제 이전에 성공적으로 전송하지 못할 경우 패킷 손실이 발생하거나, 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로의 터널링에 따른 지연으로 서비스 품질의 감소가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 수행 시 서빙 기지국과 타겟 기지국 간의 핸드오버 예상 시간 협상을 통하여 단말이 핸드오버를 수행하는 동안 서비스를 받지 못하는 핸드오버 단절 시간(handover interruption time)을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 기지국간 핸드오버 예상시간 교환을 통하여 사용자에게 끊어짐 없는 서비스를 제공하기 위한 핸드오버 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 핸드오버를 위한 서빙 기지국의 동작 방법은, 타겟 기지국과의 핸드오버 메시지 교환 과정에서, 단말의 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 과정과, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 핸드오버를 위한 타겟 기지국의 동작 방법은, 단말의 서빙 기지국으로부터 단말의 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신하는 과정과, 상기 단말에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 핸드오버를 위한 서빙 기지국의 장치는, 타겟 기지국과의 핸드오버 메시지 교환 과정에서, 단말의 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 핸드오버 처리부와, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말의 핸드오버를 위한 타겟 기지국의 장치는, 단말의 서빙 기지국으로부터 단말의 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신하는 제어부와, 상기 단말에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 핸드오버 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 단말이 핸드오버를 수행하는 동안, 서빙 기지국과 타겟 기지국이 상기 단말의 핸드오버 예상 시간을 협상함으로써, 상기 단말이 패스트 레인징(Fast Ranging) IE를 안정적으로 수신하여 핸드오버 단절 시간(handover interruption time)을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 핸드오버 단절 시간의 감소는 해당 단말의 서비스 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 무선에서의 불필요한 핸드오버 메시지 교환을 감소시켜 무선자원을 효율적으로 사용하도록 할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 핸드오버 예상시간 협상을 통한 핸드오버 단절 시간 감소를 위한 장치 및 방법에 대해 설명한다.
본 발명은 서빙 기지국과 타겟 기지국이 백본망의 전송 지연, 무선망의 전송지연, 무선망 패킷 손실에 의한 전송 지연을 고려하여 기지국간 핸드오버 메시지 교환 과정에서 상기 단말의 핸드오버 예상 시간을 갱신하고, 타겟 기지국이 최종적으로 갱신된 단말의 핸드오버 예상 시간에 패스트 레인징(Fast Ranging) IE를 단말로 전송하기 위한 방안에 관한 것이다. 이와 같은 방법을 통하여 사전 핸드오버(pre-handover) 지연이 핸드오버 예상 시간을 초과하여 타겟 기지국이 전송한 패스트 레인징 IE를 단말이 수신하지 못하는 문제를 해결한다. 또한, 단말이 간접적으로 핸드오버 예상시간을 결정하는데 참여하여 상기 패스트 레인징 IE의 전송 시간을 최적화한다. 이는 단말이 타겟 기지국과의 연결을 설정하는데 소요되는 시간인 핸드오버 단절 시간을 감소시켜 단말의 서비스 품질을 향상시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버가 이루어지는 상황을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 단말(100)이 기지국 1(110-1)의 영역에서 상기 기지국 1(110-1)로부터 서비스를 받고 있는 도중, 셀 경계에 위치하여 상기 기지국 1(110-1)로부터의 신호 품질 저하를 인식하게 되면, 상기 단말(100)은 인접한 기지국들 중 신호 품질이 우수한 기지국 2(110-2)로의 핸드오버를 시도하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버 절차를 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 단말(200)은 서빙 기지국(230)의 신호 품질이 일정 수준 이하로 감소할 경우, 스캐닝(scanning) 절차를 통해 인접 기지국(240)들의 신호 품질 정보를 획득하고, 201단계에서 상기 서빙 기지국(230)으로 상기 획득된 인접 기지국(240)들의 신호 품질 정보를 포함하는 핸드오버 요청(MOB_MSHO-REQ) 메시지를 전송한다. 이때, 상기 서빙 기지국(230)은 202단계에서 상기 메시지에 명시된 인접 기지국(240)들의 신호 품질 정보를 이용하여 상기 단말(200)이 핸드오버 초기화 조건을 만족하는지 여부를 검사하고, 상기 핸드오버 초기화 조건을 만족할 시, 상기 단말(200)의 핸드오버 승인 가능 여부를 인지하기 위해 상기 인접 기지국(240)들에게 핸드오버 사전 통보(HO-pre-notification) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기와 같이 단말(200)로부터 핸드오버 요청 메시지가 수신되는 경우 이외에도 단말(200)이 핸드오버 초기화 조건을 만족한다고 판단되는 경우, 서빙 기지국(230)은 인접 기지국(240)들에게 상기 핸드오버 사전 통보 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지는 핸드오버를 수행할 단말(200)의 ID, 상기 단말(200)이 요구하는 무선 자원(즉, 대역폭(bandwidth)) 및 서비스 클래스(즉, QoS 레벨)와 함께 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 생성된 시간(즉, 타임 스탬프(time stamp))에 대한 정보를 포함하여 구성된다.
이후, 상기 서빙 기지국(230)은 상기 인접 기지국(240)들로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 기다리는 동안, 상기 단말(200)로 전송되는 하향링크 데이터 패킷을 이용하여 무선망 전송 지연 시간 TRTT를 계산한다. 즉, 상기 서빙 기지국(230)은 203단계에서 상기 단말(200)로 하향링크 데이터 패킷을 전송하고, 204단계에서 상기 단말(200)로부터 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 ACK(ACKnowledgement) 응답을 수신한 후, 205단계에서 상기 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간과 ACK 응답을 수신한 시간을 이용하여, 하기 <수학식 1>과 같이, 무선망 전송 지연 시간 TRTT를 계산한다.
Figure 112008025949360-PAT00001
여기서, 상기 TData는 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간을 나타내고, 상기 TACK는 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 ACK 응답을 수신한 시간을 나타낸다. 또한, 상기
Figure 112008025949360-PAT00002
는 가중치를 나타내며,
Figure 112008025949360-PAT00003
의 범위의 값이다. 즉, 상기 무선망 전송 지연 시간 TRTT는 이전 TRTT와 현재 무선망 전송 지연 상황에 적절한 가중치 를 적용하여 계산한다.
한편, 상기 서빙 기지국(230)으로부터 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신한 인접 기지국(240)은 206단계에서 상기 단말(200)의 핸드오버 승인 가능 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스를 계산한 후, 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N을 계산한다. 즉, 상기 인접 기지국(240)은 상기 단말(200)이 요구하는 무선 자원 및 서비스 클래스를 기반으로 상기 단말(200)의 핸드오버 승인 가능 여부를 판단하고, 상기 단말(200)에 대한 핸드오버 승인 불가능이 판단될 경우, 제공 가능한 무선자원과 제공 가능한 서비스 클래스를 계산하며, 상기 단말(200)에 대한 핸드오버 승인 가능이 판단될 경우, 제공 가능한 무선자원과 서비스 클래스를 상기 단말(200)이 요구하는 무선자원과 서비스 클래스로 정한다.
여기서, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N은 상기 핸드오버 사전 통보 메시지에 포함되어 있는 정보를 이용하여 하기 <수학식 2>과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112008025949360-PAT00004
여기서, 상기 TET는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지에 명시된 핸드오버 예상 시간을 나타내고, 상기 TLT는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신한 시간을 나타내며, 상기 TTS는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 생성된 시간(즉, 타임 스 탬프(time stamp))을 나타낸다.
이후, 상기 인접 기지국(240)은 207단계에서 상기 계산된 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스와 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 응답(HO-pre-notification-response) 메시지를 상기 서빙 기지국(230)으로 전송한다. 이때, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지는 상기와 같은 정보들 이외에도 상기 단말(200)의 핸드오버 승인 가능 여부, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간(즉, 타임 스탬프(time stamp))에 대한 정보를 더 포함한다.
이때, 상기 서빙 기지국(230)은 각 인접 기지국(240)들로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지에 포함된 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스를 이용하여, 상기 인접 기지국(240)들 중 하나의 인접 기지국(240)을 타겟 기지국으로 선택하고, 208단계에서 상기 선택된 타겟 기지국의 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N을 이용하여, 백본망 지연 시간 TBD와 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,S를 계산한다.
여기서, 상기 백본망 지연 시간 TBD는 하기 <수학식 3>과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112008025949360-PAT00005
즉, 상기 백본망 지연 시간 TBD는 상기 서빙 기지국(230)이 상기 인접 기지국(240)으로 전송한 핸드오버 사전 통보 메시지에 명시된 핸드오버 예상 시간 TET와 상기 선택된 타겟 기지국의 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N의 차를 이용하여 계산한다.
또한, 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual,S는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지에 포함되어 있는 정보를 이용하여 하기 <수학식 4>와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112008025949360-PAT00006
여기서, 상기
Figure 112008025949360-PAT00007
는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 수신한 시간을 나타내고, 상기
Figure 112008025949360-PAT00008
는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간(즉, 타임 스탬프(time stamp))을 나타낸다.
이후, 상기 서빙 기지국(230)은 209단계에서 상기 계산된 백본망 지연 시간 및 무선망 전송 지연 시간을 고려하여, 하기 <수학식 5>와 같이, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,S를 갱신한다.
Figure 112008025949360-PAT00009
여기서, 상기 무선망 전송 지연 시간 TRTT는 상기 단말(200)로 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP) 메시지를 전송한 후 상기 단말(200)로부터 핸드오버 지시(MOB_HO-IND) 메시지를 수신하기까지의 시간을 나타낸다. 상기 TSync는 상기 단말(200)과 타겟 기지국(240)의 동기화를 위한 시간으로, 상기 단말(200)로부터 핸드오버 지시(MOB_HO-IND) 메시지를 수신한 이후 상기 타겟 기지국(240)과 동기화가 이루어지는 시간을 나타내고, 상기 TMargin은 상기 동기화 이후 패스트 레인징(Fast Ranging) IE를 획득하기 위한 시간을 나타낸다. 즉, 상기 TRTT + TSync + TMargin은 상기 단말(200)의 핸드오버 준비 시간, 즉 상기 단말(200)이 핸드오버를 수행하여 타겟 기지국(240)의 하향채널 정보(즉, 패스트 레인징 IE)를 획득하기까지의 시간으로, 예를 들어 이후 216단계 내지 223단계까지의 시간을 의미한다. 또한, 상기 백본망 지연 시간 TBD는 상기 타겟 기지국(240)의 핸드오버 준비 시간, 즉 핸드오버 사전 통보 확인(HO-pre-notification-confirm) 메시지의 전송 지연 시간으로, 예를 들어 이후 217단계의 시간을 의미한다. 이와 같이, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,S는, 상기 단말(200)의 핸드오버 준비 시간과 상기 타겟 기지국(240)의 핸드오버 준비 시간 및 상기 서빙 기지국(230)이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간 중 가장 큰 값으로 갱신한다.
이후, 상기 서빙 기지국(230)은 210단계에서 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,S를 이용하여, 하기 <수학식 6>과 같이, 프레임 단위의 핸드오버 수행 예상 시간(Action time) 및 자원 유지 시간(Resource retain time)을 계산한다.
Figure 112008025949360-PAT00010
이후, 상기 서빙 기지국(230)은 211단계에서 상기 단말(200)로 상기 계산된 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP) 메시지를 전송하고, 212단계에서 상기 타겟 기지국(240)으로 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인(HO-pre-notification-confirm) 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 핸드오버 응답 메시지는 상기 정보 이외에도 타겟 기지국(240)의 ID, 상기 타겟 기지국(240)이 제공 가능한 무선 자원과 서비스 품질에 대한 정보를 더 포함하고, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지는 상기 정보 이외에도 상기 단말(200)의 ID, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 생성된 시간(즉, 타임 스탬프(time stamp)), 상기 타겟 기지국(240)이 제공 가능한 무선 자원과 서비스 품질에 대한 정보를 더 포 함한다. 이때, 상기 서빙 기지국(230)은 상기 계산한 TRTT를 기반으로 설정한 T29 타이머를 동작시키고, 상기 T29 타이머가 만료되기 전까지 상기 단말(200)로부터 상기 핸드오버 지시 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 수신한 타겟 기지국(240)은 상기 메시지에 포함되어 있는 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S를 이용하여, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S 이후에 상기 단말(200)로 패스트 레인징 IE를 전송할 수 있다.
이때, 상기 211단계에서 상기 단말(200)로 전송한 핸드오버 응답 메시지가 상기 단말(200)로 성공적으로 전송되지 못했을 경우, 상기 서빙 기지국(230)은 상기 T29 타이머가 만료될 때까지 상기 단말(200)로부터 핸드오버 지시 메시지를 수신하지 못할 것이며, 219단계와 같이 상기 타겟 기지국(240)이 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S 이후에 전송한 패스트 레인징 IE를 상기 단말(200)이 제대로 수신할 수 없게 된다.
이 경우, 상기 서빙 기지국(230)은 상기 핸드오버 응답 메시지 및 핸드오버 사전 통보 확인 메시지에 필요한 파라미터를 갱신하여 재전송한다. 즉, 상기 서빙 기지국(230)은 213단계에서 상기 무선망 전송 지연 시간 TRTT를 다시 계산하고, 214단계에서 상기 다시 계산된 무선망 전송 지연 시간과 상기 208단계에서 이미 계산된 백본망 지연 시간을 고려하여 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S를 갱신하며, 215단계에서 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S를 이용하여 상기 핸드오버 수행 예상 시간(Action time) 및 자원 유지 시간(Resource retain time)을 계산한 후, 216단계 및 217단계에서 상기 211단계 및 212단계와 동일한 방법으로 핸드오버 응답 메시지 및 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 전송한다. 또한, 동일한 방법으로 상기 서빙 기지국(230)은 T29 타이머를 동작시키고, 상기 T29 타이머가 만료되기 전까지 상기 단말(200)로부터 상기 핸드오버 지시 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다.
이때, 상기 216단계에서 상기 단말(200)로 전송한 핸드오버 응답 메시지가 상기 단말(200)로 성공적으로 전송되었을 경우, 상기 T29 타이머가 만료되기 전에, 상기 단말(200)은 218단계에서 상기 서빙 기지국(230)으로 최종 핸드오버 수행 여부를 알리는 상기 핸드오버 지시 메시지를 전송하고, 220단계에서 상기 자원 유지 시간 이후에 상기 서빙 기지국(230)과의 채널 연결을 해제한다.
한편, 상기 217단계에서 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 수신한 타겟 기지국(240)은 221단계 및 222단계에서 상기 단말(200)과의 연결을 설정하기 위하여 하향채널 동기화를 위한 신호와 하향링크 MAP(DL-MAP)을 전송하고, 223단계에서 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지에 포함되어 있는 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S를 이용하여, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S 이후에 상기 단말(200)로 패스트 레인징 IE(UL-MAP)를 전송한다. 이후, 상기 단말(200)은 CID(Connection ID)를 할당받기 위해 레인징(ranging) 과정을 수행하며, 이 기간 동안 상향링크 송신 신호의 크기를 설정하여 타겟 기지국과 연결을 재설정한다. 즉, 상기 단말(200)은 224단계에서 상기 타겟 기지국(240)으로 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지를 전송하고, 225단계에서 상기 타겟 기지국(240)으로부터 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 수신함으로써 상기 레인징(ranging) 과정을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버를 위한 서빙 기지국의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 서빙 기지국은 301단계에서 단말로부터 핸드오버 요청 메시지가 수신되거나 혹은 단말의 핸드오버 필요성이 판단되는지 여부를 검사한다. 상기 단말로부터 핸드오버 요청 메시지가 수신되거나 혹은 단말의 핸드오버 필요성이 판단될 시, 상기 서빙 기지국은 303단계에서 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부를 인지하기 위해 인접 기지국들로 핸드오버 사전 통보 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지는 핸드오버를 수행할 단말의 ID, 상기 단말이 요구하는 무선 자원 및 서비스 클래스와 함께 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 생성된 시간에 대한 정보를 포함하여 구성된다.
이후, 상기 서빙 기지국은 305단계에서 하향링크 데이터 패킷을 이용하여 무선망 전송 지연 시간 TRTT를 계산한다. 즉, 상기 단말로 하향링크 데이터 패킷을 전송하고, 상기 단말로부터 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 ACK 응답을 수신한 후, 상기 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간과 ACK 응답을 수신한 시간을 이용하여, 상기 <수학식 1>과 같이, 상기 무선망 전송 지연 시간을 계산한다.
이후, 상기 서빙 기지국은 307단계에서 상기 인접 기지국들로부터 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , N에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지는 해당 인접 기지국이 단말에게 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스와 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N, 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간에 대한 정보를 포함하여 구성된다. 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 서빙 기지국은 상기 305단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 수신될 시, 상기 서빙 기지국은 309단계에서 각 인접 기지국들로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지에 포함된 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스를 이용하여, 상기 인접 기지국들 중 하나의 인접 기지국을 타겟 기지국으로 선택한다. 이후, 상기 서빙 기지국은 311단계에서 상기 선택된 타겟 기지국의 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,N을 이용하여, 상기 <수학식 3>과 같이 백본망 지연 시간 TBD를 계산하고, 313단계에서 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지에 포함되어 있는 정보를 이용하여, 상기 <수학식 4>와 같이 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual ,S를 계산한다.
이후, 상기 서빙 기지국은 315단계에서 상기 계산된 무선망 전송 지연 시간 및 백본망 지연 시간을 고려하여, 상기 <수학식 5>와 같이 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S를 갱신한다. 즉, 상기 단말의 핸드오버 준비 시간과 상기 타겟 기지국의 핸드오버 준비 시간 및 상기 서빙 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간 중 가장 큰 값으로 갱신한다.
이후, 상기 서빙 기지국은 317단계에서 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S를 이용하여, 상기 <수학식 6>과 같이 핸드오버 수행 예상 시간(Action time) 및 자원 유지 시간(Resource retain time)을 계산한다.
이후, 상기 서빙 기지국은 319단계에서 상기 타겟 기지국으로 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 전송하고, 상기 단말로 상기 계산된 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 핸드오버 응답 메시지는 상기 정보 이외에도 타겟 기지국의 ID, 상기 타겟 기지국이 제공 가능한 무선 자원과 서비스 품질에 대한 정보를 더 포함하고, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지는 상기 정보 이외에도 상기 단말의 ID, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 생성된 시간, 상기 타겟 기지국이 제공 가능한 무선 자원과 서비스 품질에 대한 정보를 더 포함한다.
이후, 상기 서빙 기지국은 321단계에서 일정 시간 내에 상기 단말로부터 핸드오버 지시 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 일정 시간은, 상기 계산한 TRTT를 기반으로 설정한 T29 타이머의 동작 시간을 의미한다. 상기 일정 시간 내에 핸드오버 지시 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 서빙 기지국은 323단계에서 다시 하향링크 데이터 패킷을 이용하여 무선망 전송 지연 시간 TRTT를 계산하고, 상기 315단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 일정 시간 내에 핸드오버 지시 메시지가 수신될 시, 상기 서빙 기지국은 325단계에서 상기 자원 유지 시간 이후에 상기 단말과의 채널 연결을 해제한다.
이후, 상기 서빙 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버를 위한 인접 기지국의 동작을 도시한 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 인접 기지국은 401단계에서 단말의 서빙 기지국으로부터 핸드오버 사전 통보 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지는 핸드오버를 수행할 단말의 ID, 상기 단말이 요구하는 무선 자원 및 서비스 클래스와 함께 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 생성된 시간에 대한 정보를 포함하여 구성된다.
상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 수신될 시, 상기 인접 기지국은 403단계에서 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부를 판단한 후, 판단 결과에 따라 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스를 계산한다. 즉, 상기 인접 기지국은 상기 단말이 요구하는 무선 자원 및 서비스 클래스를 기반으로 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부를 판단하고, 상기 단말에 대한 핸드오버 승인 불가능이 판단될 경우, 제 공 가능한 무선자원과 제공 가능한 서비스 클래스를 계산하며, 상기 단말에 대한 핸드오버 승인 가능이 판단될 경우, 제공 가능한 무선자원과 서비스 클래스를 상기 단말이 요구하는 무선자원과 서비스 클래스로 정한다.
이후, 상기 인접 기지국은 405단계에서 상기 핸드오버 사전 통보 메시지에 포함되어 있는 정보를 이용하여, 상기 <수학식 2>과 같이 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , N을 계산하고, 407단계에서 상기 계산된 제공 가능한 무선 자원 및 서비스 클래스와 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , N에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지는 상기 정보 이외에 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간에 대한 정보를 더 포함한다.
이후, 상기 인접 기지국은 409단계에서 상기 서빙 기지국으로부터 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지는 상기 정보 이외에도 상기 단말의 ID, 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 생성된 시간, 상기 타겟 기지국이 제공 가능한 무선 자원과 서비스 품질에 대한 정보를 더 포함한다. 상기 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 인접 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다. 반면, 상기 사전 통보 확인 메시지가 수신될 시, 상기 인접 기지국은 411단계에서 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , N을 상기 수신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , S로 갱신하고, 상 기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual, N으로 타이머를 동작시킨다.
이후, 상기 인접 기지국은 413단계에서 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual, n에 대한 타이머가 만료되었는지 여부를 검사하고, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 TResidual , n에 대한 타이머가 만료되었을 시, 415단계에서 상기 단말로 패스트 레인징 IE를 전송한다.
이후, 상기 인접 기지국은 417단계에서 상기 단말로부터 레인징 요청 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 레인징 요청 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 인접 기지국은 419단계에서 상기 서빙 기지국으로부터 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신되는지 여부를 검사하고, 상기 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신될 시, 상기 411단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 상기 레인징 요청 메시지가 수신될 시, 상기 인접 기지국은 421단계에서 상기 단말로 레인징 응답 메시지를 전송한다.
이때, 도시된 바와 같이, 타겟 기지국이 서빙 기지국으로부터 동일한 단말에 관한 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 재수신하면, 기존의 핸드오버 예상시간뿐만 아니라 재전송된 핸드오버 사전 통보 확인 메시지에 명시된 핸드오버 예상 시간에 패스트 레인징 IE를 전송한다. 만약, 재전송된 핸드오버 예상 시간 이전에 상기 단말로부터 레인징 요청 메시지가 수신되면, 상기 타겟 기지국은 패스트 레인징 IE의 재전송을 취소하고 기존 핸드오버 절차를 수행한다.
이후, 상기 인접 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
이하, 본 발명에 따른 서빙 기지국 및 인접 기지국의 블록 구성도를 설명하기로 한다. 동일한 인터페이스 모듈(통신모듈)을 갖는 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국은 동일한 블록 구성을 가지므로, 이하 설명에서는 하나의 장치를 가지고 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국의 동작을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국(또는 인접 기지국)의 블록 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 서빙 기지국(또는 인접 기지국)은 RF(Radio Frequency) 처리기(501), 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter : 이하 'ADC'라 칭함)(503), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기(505), 복호화기(507), 메시지 처리부(509), 제어부(511), 핸드오버 처리부(513), 메시지 생성부(515), 부호화기(517), OFDM 변조기(519), 디지털 아날로그 변환기(Digital to Analog Converter : 이하 'DAC'라 칭함)(521), RF 처리기(523)를 포함하여 구성된다.
도 5를 참조하면, 상기 RF 처리기(501)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency) 신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 ADC(503)는 상기 RF 처리기(501)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM 복조기(505)는 상기 ADC(503)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 상기 복호화기(507)는 상기 OFDM 복조기(505)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부 반송파들의 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.
상기 메시지 처리부(509)는 상기 복호화기(507)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제어부(511)로 제공한다. 본 발명에 따라 상기 메시지 처리부(509)는 수신되는 핸드오버 관련 제어메시지에서 각종 제어정보를 추출하여 상기 제어부(511)로 제공한다.
상기 제어부(511)는 상기 메시지 처리부(509)로부터의 정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 그 결과를 메시지 생성부(515)로 제공한다. 특히, 서빙 기지국과 타겟 기지국의 제어부(511)는 백본망의 전송 지연, 무선망의 전송지연, 무선망 패킷 손실에 의한 전송 지연을 고려하여 기지국간 핸드오버 메시지 교환 과정에서 상기 단말의 핸드오버 예상 시간을 갱신한다. 또한, 상기 타겟 기지국의 제어부(511)는 최종적으로 갱신된 단말의 핸드오버 예상 시간에 패스트 레인징(Fast Ranging) IE를 단말로 전송한다. 이와 같은 방법을 통하여 사전 핸드오버(pre-handover) 지연이 핸드오버 예상 시간을 초과하여 타겟 기지국이 전송한 패스트 레인징 IE를 단말이 수신하지 못하는 문제를 해결한다.
상기 핸드오버 처리부(513)는 상기 제어부(511)의 제어하에 핸드오버에 필요한 정보를 생성 및 관리하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 상기 핸드오버에 필요한 정보는, 서빙 기지국의 경우, 무선망 전송 지연 시간, 백본망 지연 시간, 잔여 핸드오버 예상 시간, 핸드오버 수행 예상 시간, 자원 유지 시간 등에 대한 정보가 될 수 있으며, 인접 기지국의 경우, 잔여 핸드오버 예상 시간에 대한 정보가 될 수 있 다.
상기 메시지 생성부(515)는 상기 제어부(511)로부터 제공받은 각종 정보들로 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(517)로 출력한다. 본 발명에 따라 상기 메시지 생성부(515)는 송신할 핸드오버 관련 제어메시지를 생성하여 상기 부호화기(517)로 출력한다.
상기 부호화기(517)는 상기 메시지 생성부(515)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. 상기 OFDM 변조기(519)는 상기 부호화기(517)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. 상기 DAC(521)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF 처리기(523)는 상기 DAC(521)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버가 이루어지는 상황을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버 절차를 도시한 신호 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버를 위한 서빙 기지국의 동작을 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 단말의 핸드오버를 위한 인접 기지국의 동작을 도시한 흐름도, 및
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서빙 기지국(또는 인접 기지국)의 블록 구성을 도시한 도면.

Claims (36)

  1. 단말의 핸드오버를 위한 서빙 기지국의 동작 방법에 있어서,
    타겟 기지국과의 핸드오버 메시지 교환 과정에서, 단말의 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간은 백본망 지연, 무선망 전송 지연, 무선망 메시지 손실에 의한 지연 중 적어도 하나를 고려하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 잔여 핸드오버 예상 시간 계산 과정은,
    하향링크 데이터 패킷을 이용하여 무선망 전송 지연 시간을 계산하는 과정과,
    상기 타겟 기지국으로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 이용하여 백본망 지연 시간을 계산하는 과정과,
    상기 타겟 기지국으로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 이용하여 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 무선망 전송 지연 시간과 백본망 지연 시간 및 잔여 핸드오버 예상 시간 중 제일 큰 값을 가지는 시간으로 상기 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 무선망 전송 지연 시간은,
    상기 단말로 하향링크 데이터 패킷을 전송하고, 상기 단말로부터 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 ACK(ACKnowledgement) 응답을 수신한 후, 상기 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간과 ACK 응답을 수신한 시간의 차를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선망 전송 지연 시간은, 하기 <수학식 7>을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008025949360-PAT00012
    여기서, 상기 TRTT는 무선망 전송 지연 시간을 나타내고, 상기 TData는 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간을 나타내며, 상기 TACK는 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 ACK 응답을 수신한 시간을 나타낸다. 또한, 상기
    Figure 112008025949360-PAT00013
    는 가중치를 나타내며,
    Figure 112008025949360-PAT00014
    의 범위의 값이다. 즉, 상기 무선망 전송 지연 시간 TRTT는 이전 TRTT와 현재 무선망 전송 지연 상황에 적절한 가중치를 적용하여 계산함.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지는, 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부, 제공 가능한 무선 자원, 제공 가능한 서비스 클래스, 상기 타겟 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 타겟 기지국에 대한 백본망 지연 시간은,
    상기 서빙 기지국이 핸드오버 사전 통보 메시지를 통해 상기 타겟 기지국으로 전송한 초기 핸드오버 예상 시간과, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신한 타겟 기지국이 계산하여 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 통해 상기 서빙 기지국으로 전송한 잔여 핸드오버 예상 시간의 차를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간은, 상기 타겟 기지국이 계산하여 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 통해 상기 서빙 기지국으로 전송한 잔여 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 수신한 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간을 이용하여, 하기 <수학식 8>과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008025949360-PAT00015
    여기서, 상기 TResidual ,N은 상기 타겟 기지국이 계산하여 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 통해 상기 서빙 기지국으로 전송한 잔여 핸드오버 예상 시간을 나타내고, 상기
    Figure 112008025949360-PAT00016
    는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 수신한 시간을 나타내고, 상기
    Figure 112008025949360-PAT00017
    는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간을 나타냄.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 이용하여 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간을 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 핸드오버 수행 예상 시간(Action time) 및 자원 유지 시간(Resource retain time)은 하기 <수학식 9>를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008025949360-PAT00018
    Figure 112008025949360-PAT00019
    여기서, 상기 TResidual ,S는 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 나타내고, 상기 Tframe은 프레임 시간을 나타낸다. 상기 TSync는 상기 단말과 타겟 기지국의 동기화를 위한 시간을 나타내고, 상기 TMargin은 상기 동기화 이후 단말이 패스트 레인징(Fast Ranging) IE를 획득하기 위한 시간을 나타냄.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 과정은, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 계산된 무선망 전송 지연 시간을 기반으로 설정한 타이머를 동작시키는 과정과,
    상기 타이머가 만료되기 이전에 상기 단말로부터 핸드오버 지시 메시지가 수신될 시, 상기 단말과의 채널 연결을 해제하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 타이머가 만료될 때까지 상기 단말로부터 핸드오버 지시 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 무선망 전송 지연 시간을 다시 계산하는 과정과,
    상기 다시 계산된 무선망 전송 지연 시간과 이미 계산된 백본망 지연 시간 및 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간 중 제일 큰 값을 가지는 시간으로 상기 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하는 과정과,
    상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간을 이용하여 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간을 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 단말의 핸드오버를 위한 타겟 기지국의 동작 방법에 있어서,
    단말의 서빙 기지국으로부터 단말의 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 단말에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간(TResidual ,N)은 하기 <수학식 10>을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008025949360-PAT00020
    여기서, 상기 TET는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지에 포함된 핸드오버 예상 시간을 나타내고, 상기 TLT는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신한 시간을 나타내며, 상기 TTS는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 생성된 시간을 나타냄.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 서빙 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간으로 자신이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하는 과정과,
    상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 이후 상기 단말로 패스트 레인징 IE를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 단말로부터 레인징 요청 메시지가 수신될 시, 상기 단말로 레인징 응답 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 단말로부터 레인징 요청 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 서빙 기지국으로부터 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신되는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신될 시, 상기 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지에 포함되어 있는 잔여 핸드오버 예상 시간으로 자신이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하는 과정과,
    상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 이후 상기 단말로 패스트 레인징 IE를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 단말의 핸드오버를 위한 서빙 기지국의 장치에 있어서,
    타겟 기지국과의 핸드오버 메시지 교환 과정에서, 단말의 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 핸드오버 처리부와,
    상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간은 백본망 지연, 무선망 전송 지연, 무선망 메시지 손실에 의한 지연 중 적어도 하나를 고려하여 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 핸드오버 처리부는,
    하향링크 데이터 패킷을 이용하여 무선망 전송 지연 시간을 계산하는 수단과,
    상기 타겟 기지국으로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 이용하여 백본망 지연 시간을 계산하는 수단과,
    상기 타겟 기지국으로부터의 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 이용하여 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 수단과,
    상기 계산된 무선망 전송 지연 시간과 백본망 지연 시간 및 잔여 핸드오버 예상 시간 중 제일 큰 값을 가지는 시간으로 상기 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 무선망 전송 지연 시간은,
    상기 단말로 하향링크 데이터 패킷을 전송하고, 상기 단말로부터 상기 하향링크 데이터 패킷에 대한 ACK(ACKnowledgement) 응답을 수신한 후, 상기 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간과 ACK 응답을 수신한 시간의 차를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 무선망 전송 지연 시간은, 하기 <수학식 11>을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008025949360-PAT00021
    여기서, 상기 TRTT는 무선망 전송 지연 시간을 나타내고, 상기 TData는 하향링크 데이터 패킷을 전송한 시간을 나타내며, 상기 TACK는 상기 하향링크 데이터 패킷 에 대한 ACK 응답을 수신한 시간을 나타낸다. 또한, 상기
    Figure 112008025949360-PAT00022
    는 가중치를 나타내며,
    Figure 112008025949360-PAT00023
    의 범위의 값이다. 즉, 상기 무선망 전송 지연 시간 TRTT는 이전 TRTT와 현재 무선망 전송 지연 상황에 적절한 가중치를 적용하여 계산함.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지는, 상기 단말의 핸드오버 승인 가능 여부, 제공 가능한 무선 자원, 제공 가능한 서비스 클래스, 상기 타겟 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 타겟 기지국에 대한 백본망 지연 시간은,
    상기 서빙 기지국이 핸드오버 사전 통보 메시지를 통해 상기 타겟 기지국으로 전송한 초기 핸드오버 예상 시간과, 상기 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신한 타겟 기지국이 계산하여 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 통해 상기 서빙 기지국으로 전송한 잔여 핸드오버 예상 시간의 차를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하 는 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간은, 상기 타겟 기지국이 계산하여 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 통해 상기 서빙 기지국으로 전송한 잔여 핸드오버 예상 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 수신한 시간, 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간을 이용하여, 하기 <수학식 12>와 같이 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008025949360-PAT00024
    여기서, 상기 TResidual ,N은 상기 타겟 기지국이 계산하여 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 통해 상기 서빙 기지국으로 전송한 잔여 핸드오버 예상 시간을 나타내고, 상기
    Figure 112008025949360-PAT00025
    는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 수신한 시간을 나타내고, 상기
    Figure 112008025949360-PAT00026
    는 상기 핸드오버 사전 통보 응답 메시지가 생성된 시간을 나타냄.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 핸드오버 처리부는, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 이용하여 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간을 계산하는 수단을 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 계산된 핸드오버 수행 예상 시간 및 자원 유지 시간을 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 핸드오버 수행 예상 시간(Action time) 및 자원 유지 시간(Resource retain time)은 하기 <수학식 13>을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008025949360-PAT00027
    Figure 112008025949360-PAT00028
    여기서, 상기 TResidual ,S는 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 나타내고, 상기 Tframe은 프레임 시간을 나타낸다. 상기 TSync는 상기 단말과 타겟 기지국의 동기화를 위한 시간을 나타내고, 상기 TMargin은 상기 동기화 이후 단말이 패스트 레인 징(Fast Ranging) IE를 획득하기 위한 시간을 나타냄.
  29. 제 19 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송함으로써, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 타겟 기지국과 교환하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 21 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 계산된 무선망 전송 지연 시간을 기반으로 설정한 타이머를 동작시키고, 상기 타이머가 만료되기 이전에 상기 단말로부터 핸드오버 지시 메시지가 수신될 시, 상기 단말과의 채널 연결을 해제하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 무선망 전송 시간 계산 수단은, 상기 타이머가 만료될 때까지 상기 단말로부터 핸드오버 지시 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 무선망 전송 지연 시간을 다시 계산하고,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간 갱신 수단은, 상기 다시 계산된 무선망 전송 지연 시간과 이미 계산된 백본망 지연 시간 및 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간 중 제일 큰 값을 가지는 시간으로 상기 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 단말의 핸드오버를 위한 타겟 기지국의 장치에 있어서,
    단말의 서빙 기지국으로부터 단말의 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신하는 제어부와,
    상기 단말에 대한 잔여 핸드오버 예상 시간을 계산하는 핸드오버 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 잔여 핸드오버 예상 시간(TResidual ,N)은 하기 <수학식 14>를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008025949360-PAT00029
    여기서, 상기 TET는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지에 포함된 핸드오버 예 상 시간을 나타내고, 상기 TLT는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지를 수신한 시간을 나타내며, 상기 TTS는 상기 핸드오버 사전 통보 메시지가 생성된 시간을 나타냄.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 응답 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간을 포함하는 핸드오버 사전 통보 확인 메시지를 수신하고,상기 서빙 기지국이 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간으로 상기 핸드오버 처리부에 의해 계산된 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하며, 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 이후 상기 단말로 패스트 레인징 IE를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말로부터 레인징 요청 메시지가 수신될 시, 상기 단말로 레인징 응답 메시지를 전송하고, 상기 단말로부터 레인징 요청 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 서빙 기지국으로부터 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신되는지 여부를 검사하여, 상기 서빙 기지국으로부터 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지가 수신될 시, 상기 다른 핸드오버 사전 통보 확인 메시지에 포함되어 있는 잔여 핸드오버 예상 시간으로 상기 핸드오버 처리부가 계산한 잔여 핸드오버 예상 시간을 갱신하고, 상기 갱신된 잔여 핸드오버 예상 시간 이후 상기 단말로 패스트 레인징 IE를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
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