KR20100057316A - 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치 및 방법에 관한 것으로, 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합 환경하의 이동단말로부터 수신한 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고 정보를 소스 기지국이 분석하여 반송파 구성원들에 대한 핸드오버 여부를 결정하고, 결정된 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 처리하도록 구현함으로써 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 기지국간 핸드오버시의 자원 및 시간 낭비 문제를 해결할 수 있도록 한 것이다.
핸드오버, 반송파, 반송파 집합, 측정보고
Description
본 발명은 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 소스 기지국과 타겟 기지국간의 핸드오버(Handover) 기술에 관련한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-003-03, 과제명: 차세대 이동통신 서비스 플랫폼 개발].
종래의 이동단말의 이동 등에 의한 신호 세기 변화에 따라 소스 기지국에 연결중이던 이동단말이 소스 기지국과의 연결을 종료하고 타겟 기지국으로 연결을 설정하는 기지국간 핸드오버 기술은 하나의 반송파 주파수를 사용하는 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 핸드오버 기술이다.
도 1 은 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 핸드오버 절차를 도시한 흐름도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 핸드오버 절차는 핸드오버 준비과정, 핸드오버 실행과정 및 핸드오버 완료과정을 포함한다.
먼저, 핸드오버 준비과정을 알아보면, 소스 기지국이 이동단말로 측정보고를 요청(S110)하면, 해당 이동단말은 소스 기지국으로 단일 반송파(Single Carrier)에 대한 신호 세기를 측정하여 측정보고(S120)한다.
측정보고를 수신한 소스 기지국은 측정된 단일 반송파(Single Carrier)에 대한 신호 세기를 기준값과 비교하여 무선 환경이 열악하다 판단되면, 핸드오버 결정(S130)을 내리고, 타겟 기지국으로 핸드오버 요청(S140)한다.
소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 전송되는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지에는 무선자원제어를 위한 정보(RRC context), 베어러 정보(Bearer context), 기지국 식별을 위한 정보(C_RNTI) 등이 포함된다.
소스 기지국으로부터 핸드오버 요청을 수신한 타겟 기지국은 핸드오버에 대한 수락 제어(S150)를 수행하고, 핸드오버 요청에 대한 응답(S160)을 한다. 핸드오버 요청에 대한 응답(Handover Request Ack) 메시지에는 장차 이동단말이 연결시 수행할 랜덤 액세스 채널 전문(RACH preamble)과 새로운 기지국 식별을 위한 정보(C_RNTI) 등이 포함된다.
핸드오버 요청에 대한 응답을 수신한 소스 기지국은 이동단말로 핸드오버 명령(Handover Command)을 전송(S170)함으로써 핸드오버 준비과정을 마치고, 핸드오버 실행과정이 수행된다.
핸드오버 실행과정에서는 소스 기지국이 이동단말과 더 이상 교신할 수 없으 므로, 소스 기지국이 타겟 기지국으로 시퀀스 넘버 상태를 양도(SN Status Transfer)(S210)하고, 소스 기지국에 버퍼링(Buffering)되어 있는 패킷을 소스 기지국과 타겟 기지국 사이의 터널을 통하여 모두 타겟 기지국으로 데이터 포워딩(Data Forwarding)(S220)한다. 상기 터널은 핸드오버 준비과정에서 만들어진다.
시퀀스 넘버 상태를 양도(SN Status Transfer)함으로써 이동단말과 타겟 기지국 사이의 동기화(S230)를 할 수 있으며, 타겟 기지국으로부터 TA(Timing Advance)를 획득(S240)하여 랜덤 액세스 과정을 성공한 이동단말은 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(S250)한다.
타겟 기지국은 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지에 포함된 기지국 식별을 위한 정보(C_RNTI)를 통해 핸드오버의 성공을 확인한다. 이 기지국 식별을 위한 정보(C_RNTI)는 타겟 기지국이 핸드오버 요청에 대한 응답(Handover Request Ack)시 제공한 값이다.
핸드오버 완결과정에서는 데이터 경로(Path)가 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 전환된다. 먼저, 타겟 기지국이 이동통신 시스템으로 경로 변경 요청(Path Switching Request)(S310)하면, 이동통신 시스템은 사용자 평면(User Plane)을 업데이트하여 다운로드 경로를 변경하고, 경로 변경 요청에 대한 응답(Path Switching Request Ack)(S320)을 타겟 기지국으로 전송한다.
그러면, 타겟 기지국이 소스 기지국으로 자원 해제(UE Context Release) 명령을 전송(S330)함으로써 소스 기지국과 관련된 자원이 해제된다. 그러나, 이러한 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 핸드오버시에는 소스 기지국과 타겟 기지 국간의 터널링을 위한 자원이 소비되는 문제가 있었다.
또한, 미처 전송되지 않은 RLC PDU(Radio Link Control Protocol Data Unit)는 폐기되고, 타겟 기지국의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)는 재전송을 수행하므로, 자원과 시간이 낭비되는 문제가 있었다.
또한, 포워딩(Forwarding) 데이터와 경로 변경 이후의 새로운 데이터의 순서가 뒤섞이므로, 순서 정렬을 위해 자원과 시간이 소비되고, 핸드오버를 실패할 경우 포워딩(Forwarding)된 패킷의 원상회복에 자원과 시간이 소비되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명자는 이동단말과 기지국간에 단일 반송파 주파수 대역이 아니라, 여러 개의 반송파 주파수 대역을 할당하여 데이터를 송수신하도록 하는 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경의 핸드오버 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합 환경하의 이동단말로부터 수신한 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고 정보를 소스 기지국이 분석하여 반송파 구성원들에 대한 핸드오버 여부를 결정하고, 결정된 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 반송파 집합 환경하의 핸드오버시 소스 기지국이 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결을 해제하고, 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들에 대한 연결은 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 반송파 집합 환경하의 핸드오버시 이동통신 시스템과 경로 변경(Path Switch) 절차를 수행한 타겟 기지국으로부터의 이동단말 해제 요청에 따라, 소스 기지국이 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들의 연결을 해제하여 핸드오버를 완료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버를 제공함으로써 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 기지국간 핸드오버시의 자원 및 시간 낭비 문제를 해결할 수 있는 유용한 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들을 정의한다. 이 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
반송파 집합(Carrier Aggregation)은 하나의 이동단말과 기지국간에 데이터 송수신을 위해 할당된 여러 개의 반송파를 처리하는 반송파 구성원들의 집합을 의미한다.
반송파 식별정보(Ca_RNTI : Carrier Radio Network Temporary Identity)는 각 반송파 구성원을 식별하기 위한 고유의 식별정보를 의미한다.
소스(Source) 기지국은 현재 이동단말과 연결중이지만 반송파 구성원들 중 어느 하나의 무선 환경이 열악해 타겟 기지국으로 핸드오버되는 기지국을 의미한다.
타겟(Target) 기지국은 현재 이동단말과 연결중이 아니지만 반송파 구성원들의 무선 환경이 양호해 핸드오버후 이동단말과 연결되는 기지국을 의미한다.
도 2 는 반송파 집합 환경에서의 핸드오버 개요를 도시한 도면이다. 예컨대, 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파(Carrier) a, b, c, d를 할당하였다면, 반송파 집합(Carrier Aggregation)은 반송파 a, b, c, d를 각각 처리하는 반송파 구성원 A, B, C, D를 구성원으로 한다.
도면에 도시한 바와 같이, 핸드오버전에 이동단말과 소스 기지국은 반송파 구성원 A, B를 사용하여 데이터를 송수신 중이며, 이동단말이 사용하는 데이터 패스중 하나는 반송파 구성원 A만을, 다른 하나는 반송파 구성원 B를 사용하고 있다 가정하자.
이 상태에서 반송파 구성원 B의 무선 환경이 열악해 소스 기지국이 타겟 기지국으로 핸드오버할 것을 결정하였다면, 소스 기지국은 반송파 구성원 B에 대한 핸드오버를 타겟 기지국에 요청하고, 반송파 구성원 B를 통과하는 데이터 패스를 반송파 구성원 A로 이관하여 핸드오버중에도 데이터 송수신이 계속되도록 한다.
반송파 구성원 B에 대한 핸드오버 절차가 완료된 후에는 타겟 기지국이 소스 기지국에 연결된 반송파 구성원 A를 해제하고, 타겟 기지국이 반송파 구성원 A와 반송파 구성원 B를 통해 데이터 송수신을 처리함으로써 핸드오버가 과정이 완료된다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 구성을 도시한 블럭도이다. 이 실시예에 따르면, 하나의 이동단말에 대해 복수의 반송파(Carrier) 구성원을 할당하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치(100)는 3G LTE(Long Term Evolution)의 eNB 등의 기지국에 탑재되는 소프트웨어 또는 하드웨어 또는 이들을 결합한 형태로 존재하며, 측정보고 처리부(110)와, 핸드오버 결정부(120)와, 핸드오버 처리부(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 측정보고 처리부(110)는 이동단말(20)로 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고를 요청하고, 해당 이동단말(20)로부터 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고(Measurement Report) 정보를 수신한다.
이 때, 상기 측정보고 정보가 각 반송파 구성원들에 대한 품질 측정 결과일 수 있다. 예컨대, 상기 품질 측정 결과가 각 반송파 구성원들의 신호 세기일 수 있다.
상기 핸드오버 결정부(120)는 상기 측정보고 처리부(110)에 의해 수신한 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고 정보를 분석하여 반송파 구성원들에 대한 핸드오버 여부를 결정한다.
예컨대, 상기 핸드오버 결정부(120)는 측정보고 정보에 포함된 각 반송파 구 성원들에 대한 신호 세기를 기준치와 비교하여, 특정 반송파 구성원의 신호 세기가 기준치 이하일 경우, 해당 반송파 구성원에 대해 핸드오버할 것을 결정할 수 있다.
상기 핸드오버 처리부(130)는 상기 핸드오버 결정부(120)에 의해 핸드오버 결정된 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 처리함으로써 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버가 수행되게 된다.
보다 구체화하면, 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치(100)의 핸드오버 처리부(130)가 핸드오버 요청부(131)와, 핸드오버 수행부(132)와, 핸드오버 확인부(133)를 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 요청부(131)는 타겟 기지국(30)으로 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 요청하고, 타겟 기지국(30)으로부터의 핸드오버 요청에 대한 응답을 수신한다.
이 때, 상기 핸드오버 요청부(131)에 의해 타겟 기지국으로 전송되는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지에는 무선자원제어를 위한 정보(RRC context), 베어러 정보(Bearer context), 각 반송파 구성원을 식별하기 위한 고유의 반송파 식별정보(Ca_RNTI) 등이 포함된다.
종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지에 기지국 식별을 위한 정보(C_RNTI)가 포함되었으나, 본 발명의 경우 반송파 구성원을 식별하기 위한 고유의 반송파 식별정보가 포함되므로, 핸드오버 요청을 수신한 타겟 기지국은 핸드오버에 대한 수락 제어시 반송파 구성원에 대한 핸드오버 수락 여부를 결정하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버시에는 상황에 따라 하나의 반송파 구성원에 대해서만 선택적으로 핸드오버시킬 수 있는 장점을 가진다.
상기 핸드오버 수행부(132)는 상기 핸드오버 요청부(131)에 의해 핸드오버 요청에 대한 응답이 있을 경우, 이동단말(20)로 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 명령을 전송하고, 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결을 해제하여 핸드오버를 수행한다. 이 때, 상기 핸드오버 수행부(132)가 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들에 대한 연결은 유지한다.
즉, 핸드오버 요청을 수신한 타겟 기지국은 핸드오버에 대한 수락 여부를 결정해 핸드오버 요청에 대한 응답을 한다. 그러면, 상기 핸드오버 수행부(132)가 이동단말(20)로 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 명령(Handover Command)을 전송한다. 이 때, 핸드오버 명령(Handover Command)에는 어떠한 반송파에 대한 핸드오버를 수행할지를 지시하는 정보인 반송파 식별정보(Ca_RNTI)가 포함된다.
그리고, 상기 핸드오버 수행부(132)는 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결을 해제하고, 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들에 대한 연결은 유지한다.
종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 소스 기지국이 이동단말 전체의 자원을 해제하였으나, 본 발명의 경우 핸드오버 결정된 반송파 구 성원에 대한 연결만 해제하고 나머지는 연결을 유지하므로, 이 연결이 유지되는 반송파 구성원을 통해 미전송 패킷을 처리할 수 있어 종래와는 달리 이를 위한 소스 기지국과 타겟 기지국간의 터널링을 위한 자원 소비를 방지할 수 있게 된다. 이에 대해서는 추후 자세히 설명하기로 한다.
상기 핸드오버 확인부(133)는 상기 핸드오버 수행부(132)에 의해 전송된 핸드오버 명령에 따라 타겟 기지국(30)과 동기(Synchronization)를 맞춘 이동단말(20)로부터의 핸드오버 확인에 따라, 타겟 기지국(30)으로 핸드오버 확인 정보를 전송한다.
즉, 핸드오버 명령을 수신한 이동단말(20)은 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 랜덤 액세스(Random Access)를 수행하여 타겟 기지국과 동기화(Synchronization)를 수행하고, 타겟 기지국으로부터 TA(Timing Advance)를 획득하여 랜덤 액세스 과정을 성공한 이동단말(20)은 소스 기지국(10)을 경유해 타겟 기지국(20)으로 핸드오버 확인(Handover Confirm)한다.
종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 이동단말이 소스 기지국과의 연결이 완전히 단절되기 때문에 TA(Timing Advance) 과정에서 타겟 기지국이 업 링크 할당(UL Allocation)을 해야 했으나, 본 발명의 경우 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 나머지 반송파 구성원들이 여전히 소스 기지국과 연결된 상태이므로, 업 링크 할당(UL Allocation)을 할 필요가 없다.
한편, 핸드오버 확인 이후에 발생하는 새로운 트래픽 패킷에 대한 전송을 유보하기 위하여 이동단말(20)은 업 링크(UL) 버퍼링(Buffering)을 하고, 타겟 기지 국(30)은 다운 링크(DL) 버퍼링을 한다.
따라서, 위와 같이 구성함에 의해 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치는 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 기지국간 핸드오버시의 자원 및 시간 낭비 문제를 해결할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치(100)가 잔여 패킷 처리부(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 잔여 패킷 처리부(140)는 상기 핸드오버 처리부(130)에 의해 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 처리 후, 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 의해 처리될 예정이던 잔여 패킷들을 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들을 통해 처리한다.
즉, 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 소스 기지국과 이동단말의 연결이 완전히 단절되기 때문에 미전송 패킷 즉 잔여 패킷을 전송하기 위해 소스 기지국과 타겟 기지국간에 형성되는 터널을 통해 패킷을 포워딩(Forwarding)해야 했다.
그러나, 본 발명의 경우 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결만 해제되고 나머지는 연결이 유지되므로, 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 처리 후, 상기 잔여 패킷 처리부(140)를 통해 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 의해 처리될 예정이던 잔여 패킷들을 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정 된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들을 통해 처리함으로써 종래의 미전송 패킷 처리시의 소스 기지국과 타겟 기지국간의 터널링을 위한 자원 소비를 방지할 수 있고, 포워딩 패킷과 새로운 패킷이 섞이는 것도 근본적으로 방지할 수 있게 된다.
도 4 는 본 발명에 따른 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 잔여 패킷 처리 개요도이다. 도면을 참조해 보면, 반송파 구성원 B에 대한 핸드오버 후 잔여 패킷(도면에서 old pkt)에 대한 처리는 반송파 구성원 A를 통해 이동단말과 소스 기지국 사이에서 이루어지고, 새로운 패킷(도면에서 fresh pkt 및 new packet)은 각각 이동단말과 타겟 기지국에서 버퍼링되다가 추후 핸드오버 과정이 완전히 완료되면 반송파 구성원 B를 통해 이동단말과 타겟 기지국 사이에서 처리된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치(100)가 핸드오버 완료부(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 핸드오버 완료부(150)는 상기 잔여 패킷 처리부(140)에 의해 잔여 패킷들이 처리된 후, 이동통신 시스템(40)과 경로 변경(Path Switch) 절차를 수행한 타겟 기지국(30)으로부터의 자원 해제 요청에 따라, 상기 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들의 연결을 해제한다.
이동단말(20)로부터 핸드오버 확인(Handover Confirm)을 수신한 타겟 기지국(30)이 이동통신 시스템(40)으로 경로 변경 요청(Path Switching Request)하면, 이동통신 시스템(40)은 사용자 평면(User Plane)을 업데이트하여 다운로드 경로를 변경하고, 경로 변경 요청에 대한 응답(Path Switching Request Ack)을 타겟 기지국으로 전송하여 경로 변경(Path Switch) 절차를 수행한다.
잔여 패킷들이 처리되면, 더 이상 이동단말(20)과 소스 기지국(30)간의 연결을 유지할 필요가 없으므로, 이동단말(20)과 소스 기지국(10)간에 연결된 반송파 구성원들의 자원을 해제하도록 타겟 기지국(30)이 상기 핸드오버 완료부(150)를 통해 소스 기지국(10)으로 자원 해제(UE Context Release) 명령을 전송한다. 그러면, 소스 기지국(10)이 자원 해제(UE Context Release) 명령을 이동단말(20)에 중계하여 소스 기지국(10)과 이동단말(20)간에 연결 유지되어 있던 반송파 구성원들과 관련된 자원을 해제함으로써 핸드오버 절차가 완전히 완료된다.
이 후에는 타겟 기지국(30)과 이동단말(20)간에 핸드오버된 반송파 구성원을 통해 핸드오버 후 버퍼링되던 새로운 패킷들이 전송되기 시작하며, 나머지 반송파 구성원들이 타겟 기지국(30)과 이동단말(20)간에 동기화(Synchronization)되어 반송파 집합 환경하에서 복수의 반송파 주파수 대역을 통해 데이터가 송수신된다.
따라서, 이와 같이함에 의해 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치를 통해 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 기지국간 핸드오버시의 자원 및 시간 낭비 문제를 해결할 수 있게 된다.
도 5 를 참조하여 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 핸드오버 동작을 알아본다. 도 5 는 본 발명에 따른 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 핸드오버 동작의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
하나의 이동단말에 대해 복수의 반송파(Carrier) 구성원을 할당하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 절차는 먼저, 측정보고 요청단계(S410)에서 소스 기지국이 이동단말로 반송파 구성원들에 대한 측정보고를 요청(Measurement Control)하고, 이동단말로부터 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고 정보(Measurement Report)를 수신한다.
그 다음, 상기 측정보고 요청단계(S410)에 의해 이동단말로부터 측정보고 정보를 수신한 소스 기지국이 핸드오버 결정단계(S420)에서 수신한 측정보고 정보를 분석해 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 결정(HO Decision)한다.
이 때, 상기 측정보고 정보가 각 반송파 구성원들에 대한 품질 측정 결과일 수 있다. 한편, 상기 품질 측정 결과가 각 반송파 구성원들의 신호 세기일 수 있다.
예컨대, 측정보고 정보에 포함된 각 반송파 구성원들에 대한 신호 세기를 기준치와 비교하여, 특정 반송파 구성원의 신호 세기가 기준치 이하일 경우, 해당 반송파 구성원에 대해 핸드오버할 것을 결정할 수 있다.
상기 핸드오버 결정단계(S420)에 의해 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버가 결정되면, 핸드오버 처리단계(S430)에서 소스 기지국이 핸드오버 결정된 해당 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 처리함으로써 이동단말과 기지국간에 복수의 반송파 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합 환경에서의 기지국 간 핸드오버가 수행되게 된다.
핸드오버 처리를 보다 구체화하여 설명해 보면, 상기 핸드오버 처리단계(S430)는 다음과 같은 과정을 통해 핸드오버를 처리한다. 먼저, 핸드오버 요청단계(S431)에서 소스 기지국이 타겟 기지국으로 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 요청(HO Request)한다.
그 다음, 상기 핸드오버 요청단계(S431)에 의해 요청된 핸드오버에 대한 수락 여부를 결정한 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청에 대한 응답(HO Request Ack)이 전송되면, 핸드오버 응답 수신단계(S432)에서 소스 기지국이 이를 수신한다.
그 다음, 상기 핸드오버 응답 수신단계(S432)에 의해 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청에 대한 응답을 수신한 소스 기지국이 핸드오버 명령단계(S433)에서 이동단말로 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 명령(HO Command)을 전송한다.
이 때, 상기 핸드오버 명령단계(S433)에 의해 핸드오버 명령(HO Command)이 전송되면, 소스 기지국과 이동단말간의 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결을 해제하고, 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들에 대한 연결은 유지한다.
즉, 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 소스 기지국이 이동단말 전체의 자원을 해제하였으나, 본 발명 방법의 경우 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결만 해제하고 나머지 반송파 구성원은 연결을 유지하므로, 이 연결이 유지되는 반송파 구성원을 통해 이후 미전송 패킷을 처리한다.
그 다음, 핸드오버 확인단계(S434)에서 상기 핸드오버 명령단계(S433)에 의해 전송된 핸드오버 명령(HO Command)에 따라 타겟 기지국과 동기(Synchronization)를 맞춘 이동단말로부터의 핸드오버 확인(Carrier HO Confirm)에 따라, 소스 기지국이 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(Carrier HO Confirm) 정보를 전송한다.
즉, 핸드오버 명령을 수신한 이동단말은 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 랜덤 액세스(Random Access)를 수행하여 타겟 기지국과 동기화(Synchronization)를 수행하고, 타겟 기지국으로부터 TA(Timing Advance)를 획득하여 랜덤 액세스 과정을 성공한 이동단말은 소스 기지국을 경유해 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(Carrier HO Confirm)한다.
종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 이동단말이 소스 기지국과의 연결이 완전히 단절되기 때문에 TA(Timing Advance) 과정에서 타겟 기지국이 업 링크 할당(UL Allocation)을 해야 했으나, 본 발명 방법의 경우 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 나머지 반송파 구성원들이 여전히 소스 기지국과 연결된 상태이므로, 업 링크 할당(UL Allocation)을 할 필요가 없다.
한편, 핸드오버 확인단계(S434) 이후에 발생하는 새로운 트래픽 패킷에 대한 전송을 유보하기 위하여 이동단말은 업 링크(UL) 버퍼링(Buffering)을 하고, 타겟 기지국은 다운 링크(DL) 버퍼링을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법은 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 기지국간 핸드오버시의 자원 및 시간 낭비 문제를 해결할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법이 잔여 패킷 처리단계(S440)를 더 포함할 수 있다. 상기 잔여 패킷 처리단계(S440)에서는 상기 핸드오버 처리단계(S430)에 의해 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 처리 후, 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 의해 처리될 예정이던 잔여 패킷들을 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들을 통해 처리한다.
즉, 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경의 핸드오버시에는 소스 기지국과 이동단말의 연결이 완전히 단절되기 때문에 미전송 패킷 즉 잔여 패킷을 전송하기 위해 소스 기지국과 타겟 기지국간에 형성되는 터널을 통해 패킷을 포워딩(Forwarding)해야 했다.
그러나, 본 발명 방법의 핸드오버시에는 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결만 해제되고 나머지는 연결이 유지되므로, 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 처리 후, 상기 잔여 패킷 처리단계(S440)를 통해 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 의해 처리될 예정이던 잔여 패킷들을 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들을 통해 처리함으로써 종래의 미전송 패킷 처리시의 소스 기지국과 타겟 기지국간의 터널링을 위한 자원 소비를 방지할 수 있고, 포워딩 패킷과 새로운 패킷이 섞이는 것도 근본적으로 방지할 수 있게 된다.
한편, 이동단말로부터 소스 기지국을 경유해 타겟 기지국으로 핸드오버 확인(Handover Confirm) 정보가 전송되면, 핸드오버 완료단계(S450)가 수행된다. 먼저, 타겟 기지국이 이동통신 시스템으로 경로 변경 요청(Path Switching Req)(S451)하면, 이동통신 시스템은 사용자 평면(User Plane)을 업데이트하여 다운로드 경로를 변경(S452)하고, 경로 변경 요청에 대한 응답(Path Switching Request Ack)을 타겟 기지국으로 전송(S453)한다.
잔여 패킷들이 처리되면, 더 이상 이동단말과 소스 기지국간의 연결을 유지할 필요가 없으므로, 이동단말과 소스 기지국간에 연결된 반송파 구성원들의 자원을 해제하도록 타겟 기지국이 소스 기지국으로 자원 해제(UE Context Release) 명령을 전송(S454)한다. 그러면, 소스 기지국이 자원 해제(UE Context Release) 명령을 이동단말에 중계(S455)하여 소스 기지국과 이동단말간에 연결 유지되어 있던 반송파 구성원들과 관련된 자원을 해제함으로써 핸드오버 절차가 완전히 완료된다.
이 후에는 타겟 기지국과 이동단말간에 핸드오버된 반송파 구성원을 통해 핸드오버 후 버퍼링되던 새로운 패킷들이 전송되기 시작하며, 나머지 반송파 구성원들이 타겟 기지국과 이동단말간에 동기화(Synchronization)되어 반송파 집합 환경하에서 복수의 반송파 주파수 대역을 통해 데이터가 송수신된다.
따라서, 이와 같이함에 의해 본 발명에 따른 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법은 종래의 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 기지국간 핸드오버시의 자원 및 시간 낭비 문제를 해결할 수 있게 되므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 이동단말의 핸드오버 기술 분야 또는 이의 응용기술 분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
도 1 은 단일 반송파(Single Carrier) 환경에서의 핸드오버 절차를 도시한 흐름도
도 2 는 반송파 집합 환경에서의 핸드오버 개요를 도시한 도면
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 구성을 도시한 블럭도
도 4 는 본 발명에 따른 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 잔여 패킷 처리 개요도
도 5 는 본 발명에 따른 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치의 핸드오버 동작의 일 실시예에 따른 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 소스 기지국 20 : 이동단말
30 : 타겟 기지국 40 : 이동통신 시스템
100 : 핸드오버 장치 110 : 측정보고 처리부
120 : 핸드오버 결정부 130 : 핸드오버 처리부
131 : 핸드오버 요청부 132 : 핸드오버 수행부
133 : 핸드오버 확인부 140 : 잔여 패킷 처리부
150 : 핸드오버 완료부
Claims (15)
- 하나의 이동단말에 대해 복수의 반송파(Carrier) 구성원을 할당하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치에 있어서,이동단말로 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고를 요청하고, 해당 이동단말로부터 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고 정보를 수신하는 측정보고 처리부와;상기 측정보고 처리부에 의해 수신한 각 반송파 구성원들에 대한 측정보고 정보를 분석하여 반송파 구성원들에 대한 핸드오버 여부를 결정하는 핸드오버 결정부와;상기 핸드오버 결정부에 의해 핸드오버 결정된 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 처리하는 핸드오버 처리부를;포함하여 이루어지는 것을 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 핸드오버 처리부가:타겟 기지국으로 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 요청하고, 타겟 기지국으로부터의 핸드오버 요청에 대한 응답을 수신하는 핸드오버 요청부와;상기 핸드오버 요청부에 의해 핸드오버 요청에 대한 응답이 있을 경우, 이동 단말로 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 명령을 전송하고, 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결을 해제하여 핸드오버를 수행하는 핸드오버 수행부와;상기 핸드오버 수행부에 의해 전송된 핸드오버 명령에 따라 타겟 기지국과 동기(Synchronization)를 맞춘 이동단말로부터의 핸드오버 확인에 따라, 타겟 기지국으로 핸드오버 확인 정보를 전송하는 핸드오버 확인부를;포함하는 것을 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 측정보고 정보가:각 반송파 구성원들에 대한 품질 측정 결과인 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 품질 측정 결과가:각 반송파 구성원들의 신호 세기인 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 핸드오버 수행부가;핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들에 대한 연결은 유지하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치가:상기 핸드오버 처리부에 의해 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 처리 후, 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 의해 처리될 예정이던 잔여 패킷들을 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들을 통해 처리하는 잔여 패킷 처리부를;더 포함하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치가:상기 잔여 패킷 처리부에 의해 잔여 패킷들이 처리된 후, 이동통신 시스템과 경로 변경(Path Switch) 절차를 수행한 타겟 기지국으로부터의 자원 해제 요청에 따라, 상기 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들의 연결을 해제하는 핸드오버 완료부를;더 포함하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 장치.
- 하나의 이동단말에 대해 복수의 반송파(Carrier) 구성원을 할당하여 데이터를 송수신하는 반송파 집합(Carrier Aggregation) 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법에 있어서,소스 기지국이 이동단말로 반송파 구성원들에 대한 측정보고를 요청하고, 해당 이동단말로부터 반송파 구성원들에 대한 측정보고를 수신하는 측정보고 요청단계와;상기 측정보고 요청단계에 의해 이동단말로부터 측정보고 정보를 수신한 소스 기지국이 수신한 측정보고 정보를 분석해 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 결정하는 핸드오버 결정단계와;상기 핸드오버 결정단계에 의해 특정 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 결정한 소스 기지국이 해당 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 처리하는 핸드오버 처리단계를;포함하여 이루어지는 것을 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 핸드오버 처리단계가:소스 기지국이 타겟 기지국으로 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버를 요청하는 핸드오버 요청단계와;상기 핸드오버 요청단계에 의해 요청된 핸드오버에 대한 수락 여부를 결정한 타겟 기지국으로부터 소스 기지국이 핸드오버 요청에 대한 응답을 수신하는 핸드오버 응답 수신단계와;상기 핸드오버 응답 수신단계에 의해 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청에 대한 응답을 수신한 소스 기지국이 이동단말로 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 명령을 전송하는 핸드오버 명령단계와;상기 핸드오버 명령단계에 의해 전송된 핸드오버 명령에 따라 타겟 기지국과 동기(Synchronization)를 맞춘 이동단말로부터의 핸드오버 확인에 따라, 소스 기지국이 타겟 기지국으로 핸드오버 확인 정보를 전송하는 핸드오버 확인단계를;포함하는 것을 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 측정보고 정보가:각 반송파 구성원들에 대한 품질 측정 결과인 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 품질 측정 결과가:각 반송파 구성원들의 신호 세기인 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 핸드오버 명령단계에 의해 전송된 핸드오버 명령이 전송되면, 소스 기지국과 이동단말간의 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 연결을 해제하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 소스 기지국과 이동단말간의 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들에 대한 연결은 유지하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법이:상기 핸드오버 처리단계에 의해 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 대한 핸드오버 처리 후, 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원에 의해 처리될 예정이던 잔여 패킷들을 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들을 통해 처리하는 잔여 패킷 처리단계를;더 포함하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법이:상기 잔여 패킷 처리단계 이후, 이동통신 시스템과 경로 변경(Path Switch) 절차를 수행한 타겟 기지국으로부터의 이동단말 해제 요청에 따라, 상기 연결이 유지되는 해당 핸드오버 결정된 반송파 구성원 이외의 반송파 구성원들의 연결을 해제하는 것을 특징으로 하는 반송파 집합 환경에서의 기지국간 핸드오버 방법.
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