KR20100087821A

KR20100087821A - 핸드오버 방법

Info

Publication number: KR20100087821A
Application number: KR1020090006827A
Authority: KR
Inventors: 고정훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-06

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 방법은 무선 베어러 변경을 위한 제1 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 소스 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 소스 기지국으로 측정 보고를 하는 단계, 상기 측정 보고에 따라 상기 소스 기지국이 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정하면, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버를 위한 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계 및 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 따라 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)인 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)는 상기 소스 기지국에 의해 정해지는 것을 특징으로 한다. 핸드오버의 실패를 줄여 서비스 품질을 보장할 수 있다.

핸드오버, RRC 메시지.

Description

핸드오버 방법{METHOD OF HANDOVER}

본 발명의 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 단말의 핸드오버 방법에 관련된다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access)기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)은 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다.

무선 통신 시스템이 유선 통신 시스템과 다른 점은 이동성을 가진 단말들에게 끊임없는 서비스를 제공하여야 하는 데에 있다. 즉, 단말이 한 지역에서 다른 지역으로 옮겨 가는 경우에 대한 지원이 있어야 한다. 단말이 현재 접속하고 있는 기지국에서 멀어지고 있고, 동시에 또 다른 기지국에 가까워지고 있다면, 네트워크는 단말의 접속점을 새로운 기지국으로 옮겨주는 작업을 수행하여야 한다. 이전 기지국을 소스 기지국(Source Base Station)이라 하고, 새로운 기지국을 타겟 기지국(Target Base Station)이라 하며, 단말이 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 이동하는 절차를 핸드오버라 한다.

핸드오버 과정은 핸드오버 준비(Handover Preparation), 핸드오버 수행(Handover Execution) 및 핸드오버 완료(Handover Completion)로 이루어진다.

핸드오버 준비 과정은 소스 기지국 및 신호가 감지되는 이웃(Neighboring) 기지국에 대한 측정 보고(Measurement Report) 단계 및 기지국이 상기 측정 보고를 이용하여 타겟 기지국을 단말에게 알려주는 핸드오버 명령(Handover Command) 단계를 포함한다.

핸드오버 명령은 RRC 연결 재설정 메시지의 형태로 단말에 전송되는데, RRC 연결 재설정 메시지에는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 부여된다. 그리고 단말은 이전에 수신한 RRC 연결 재설정 메시지에 따른 프로시저가 수행되는 중에도 다른 RRC 연결 재설정 메시지를 수신할 수 있다.

따라서 2 이상의 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 경우, 각 RRC 연결 재설정 메시지에 부여된 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 서로 동일하여 중복되는 경우, 나중에 수신한 RRC 연결 재설정 메시지를 무시하게 된다.

이러한 원인에 의해 단말은 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복 문제로 인해 핸드오버 명령을 무시하는 경우가 발생하고, 이는 핸드오버 실패로 이어지게 된다.

연결(Connected) 상태의 단말이 정상적으로 핸드오버를 수행하였다면, 단말은 제공받고 있던 서비스의 QoS를 지속적으로 만족할 수 있으나, 이러한 원인에 의해 핸드오버에 실패하게 되면 단말은 휴지 상태로 전환하게 되어 받고 있던 서비스가 모두 중단되거나 재확립(Re-establishment) 과정에서 서비스가 일시적으로 끊기면서 사용자 데이터의 손실이 발생한다.

RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 중복 문제를 해결하고자 한다.

트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 일률적으로 관리하여 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복에 의해핸드오버가 실패하는 경우를 방지하고자 한다. 이에 따라 사용자 데이터의 손실이나, 서비스의 끊김 등의 문제를 해결하고자 한다.

본 발명의 일 양태에 따르면 무선 베어러 변경을 위한 제1 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 소스 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 소스 기지국으로 측정 보고를 하는 단계, 상기 측정 보고에 따라 상기 소스 기지국이 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정하면, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버를 위한 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계 및 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 따라 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)인 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)는 상기 소스 기지국에 의해 정해지며 상기 제1 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 무선 베어러 변경을 위한 제1 RRC 연결 재설 정 메시지를 단말로 전송하는 단계, 상기 단말의 셀 측정 결과에 따른 측정 보고를 받는 단계, 상기 측정 보고에 따라 상기 단말의 핸드오버를 결정하는 단계, 상기 단말의 핸드오버를 위한 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 상응하는 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 상기 제1 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 상이하게 설정하는 단계, 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디 및 핸드오버 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하면, 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디가 포함된 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 상기 단말에 전송하여 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 명령하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 관리를 통해 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 의 중복으로 인하여 핸드오버 명령이 무시되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 핸드오버 명령이 무시됨으로 인해 소스 기지국과 타겟 기지국의 무선자원이 낭비되고, 핸드오버 수행의 효율성을 도모할 수 있다.

또한 핸드오버 실패를 방지하므로, 단말과 기지국 간의 연결 상태를 개선하여, 서비스의 끊김 현상, 사용자 데이터의 손실을 방지하여 사용자에게 일정 수준의 서비스 품질(QoS)을 보장할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

이는 E-UMTS(Evolved-Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20; Base Station, BS)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)은 적어도 하나의 셀에 대해 서비스를 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다.

빗금친 박스는 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 흰 박스는 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(Dynamic Resource Allocation)과 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링, (2) NAS 시그널링 보안(security), (3) 아이들 모드 UE 도달성(Idle mode UE Reachability), (4) 트랙킹 영역 리스트 관리(Tracking Area list management), (5) 로밍(Roaming), (6) 인증(Authentication).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 이동성 앵커링(mobiltiy anchoring), (2) 합법적 감청(lawful interception). P-GW(PDN-Gateway)는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 단말 IP(internet protocol) 할당(allocation), (2) 패킷 필터링.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다.

각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

도 4는 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; 이하 OSI) 모델을 나타낸 블록도이다. OSI 모델은 통신 시스템에서 널리 알려진 프로토콜 구조를 위한 모델이다.

도 4를 참조하면, OSI 모델은 7개의 계층으로 구성된다. OSI 모델은 제1 계층인 물리계층(Physical Layer)으로부터 데이터링크계층(Data Link Layer), 네트워크계층(Network Layer), 수송계층(Transport Layer), 세션계층(Session Layer), 표현계층(Presentation Layer) 및 애플리케이션계층(Application Layer)으로 구분된다. 제7 계층에 속하는 애플리케이션계층은 사용자의 OSI 환경 접속을 제공하며, 분산된 정보 서비스를 제공한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 OSI 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 제2 계층은 다시 3개의 모듈(module)로 구분된다. 3개의 모듈은 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층, 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층 및 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층이다. 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 5는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이고, 도 6은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 5 및 6을 참조하면, 제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 MAC 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층의 MAC 계층은 UL-SCH을 통해 상향링크 데이터를 전송한다. MAC 계층은 상향링크 무선자원 할당 정보에 따라 MAC PDU(Protocol Data Unit)를 생성하며 HARQ 프로세스(process)를 이용하여 UL-SCH을 통해 MAC PDU를 송신한다.

HARQ의 재전송 방식은 동기식(synchronous)과 비동기식(Asynchronous)으로 구분할 수 있다. 동기식 HARQ는 송신기와 수신기 모두 알고 있는 시점에 데이터를 재전송하는 방식으로, HARQ 프로세서 넘버와 같은 데이터 전송에 필요한 시그널링을 줄일 수 있다. 비동기식 HARQ는 재전송을 위하여 임의의 시간에 자원을 할당하는 방식으로, 데이터 전송에 필요한 시그널링을 필요로 하므로 오버헤드가 발생한다.

HARQ는 자원할당, 변조기법, 전송 블록(transport block) 크기 등의 전송 속성(transmission attribute)에 따라 적응적(adaptive) HARQ와 비적응적(nonadaptive) HARQ로 구분할 수 있다. 적응적 HARQ는 채널 상황의 변화에 따라 재전송에 사용하는 전송속성들을 초기 전송과 비교하여 전체 또는 부분적으로 바꾸어 전송하는 방식이다. 비적응적 HARQ는 초기 전송에 사용한 전송속성을 채널 상황의 변화에 상관없이 지속적으로 사용하는 방식이다.

수신기는 수신한 데이터에서 에러가 검출되지 않으면 응답신호로 HARQ ACK(Acknowledgement) 신호를 송신하여 수신 성공을 송신기로 알린다. 수신기는 수신한 데이터에서 에러가 검출되면 응답신호로 HARQNACK(Negative-acknowledgement) 신호를 송신하여 에러 검출을 송신기로 알린다. 송신기는 HARQ NACK 신호가 수신되면 데이터를 재전송할 수 있다.

또한 MAC 계층은 전송한 MAC PDU에 상응하여 HARQ ACK/NACK을 수신한다. 단말이 MAC PDU를 전송한 것에 상응하여 HARQ ACK을 수신하면 데이터 전송이 완료된다. 그리고 단말이 HARQ NACK을 수신했으나 최대 전송 횟수에 도달하지 않은 상태이면 MAC PDU를 재전송하고, HARQ NACK을 수신하였으면서 최대 전송 횟수에 도달하였으면 단말의 MAC은 단말의 RLC에게 전송 실패를 알려준다. 여기서 최대 전송 횟수는 하나의 데이터에 대하여 전송 실패로 판단하기까지 수행하는 재전송 횟수의 최대치를 의미한다. 따라서 데이터 전송에 실패한 단말의 MAC은 최대 전송 횟수에 이르기까지 데이터를 재전송 할 때마다 HARQ NACK을 수신하게 된다. 즉 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC 계층에게 서비스를 제공한다.

제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. 단말의 RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 TM(Transparent Mode, 투명모드), UM(Unacknowledged Mode, 비확인 모드) 및 AM(Acknowledged Mode, 확인모드)의 세 가지의 동작모드가 존재한다.

그리고 제2 계층의 PDCP 계층은 IP 패킷의 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

RRC 연결 재설정 메시지는 RRC 연결(RRC connection)을 변경하기(modify) 위한 메시지이다. RRC 연결 재설정 메시지는 무선자원설정(Radio Resource Configuration) 메시지를 포함할 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널(transport channel)로는 시스템 정보(System Information)를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel) 등이 있다. 하향링크 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있다. 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(Uplink-Shared Channel)가 있다.

하향링크 전송채널에 맵핑되는 하향링크 물리채널로는 BCH의 정보를 전송하는 PBCH(Physical Broadcast Channel), PCH와 DL-SCH의 정보를 전송하는 PDSCH(Physical Downlink shared Channel), 그리고 하향링크 또는 상향링크 무선자원 할당정보(DL/UL Scheduling Grant)등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)이 있다. PDCCH는 하향링크 L1/L2 제어채널이라고도 한다.

상향링크 전송채널에 맵핑되는 상향링크 물리채널로는 UL-SCH의 정보를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), RACH 정보를 전송하는 PRACH(Physical Random Access Channel), 그리고 HARQ ACK/NACK 신호, 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, CQI(Channel Quality Indicator) 등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다.

도 7은 종래의 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다.

Inter-eNB Handover 는 eNB 간의 Interface 인 X2 인터페이스(X2 Interface)를 이용한 방법과 MME를 이용한 방법 두 가지가 존재한다. 우선 도 7을 참조하여, 기지국 간의 X2 인터페이스를 통해 핸드오버가 성공적으로 수행되는 일 예를 설명하도록 한다.

단말은 소스 기지국(Source BS)으로 측정 보고(Measurement Report)를 한다(S710). 측정 보고는 특정 이벤트에 의해서 또는 주기적으로 단말에서 기지국으로 전송된다. 단말은 측정 보고를 통해 주변 셀 측정 결과를 소스 기지국으로 전송한다.

소스 기지국은 UE로부터의 측정 보고를 통해 수신한 셀 측정 결과를 바탕으로 핸드오버 결정(handover decision)을 한다. 소스 기지국이 단말의 핸드오버를 결정하면, 소스 기지국은 타겟 기지국(Target BS)에게 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송한다(S715).

여기서 핸드오버 요청 메시지는 기지국 간 X2 인터페이스(X2 Interface)를 통해서 전송될 수 있다.

기지국과 기지국 간에 X2 인터페이스를 통해 전송되는 X2 메시지에는 핸드오버 요청(HANDOVER REQUEST) 메시지와, 핸드오버 요청 응답(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE) 메시지가 있다. 이 중에서 핸드오버 요청 메시지는 소스 기지국이 타겟 기지국에게 핸드오버를 위한 무선자원의 준비를 요청하기 위해 사용하는 메시지이다. 또한 핸드오버 요청 메시지에는 현재 단말과 소스 기지국 사이의 연결(connection)에 대한 여러 가지 설정 정보가 포함되어 있다.

이후, X2 인터페이스를 통해 전송되는 상술한 핸드오버 요청 메시지를 다른 인터페이스를 통해 전송되는 핸드오버 요청 메시지와 구분하기 위해 ‘X2 핸드오버 요청 메시지’로 지칭할 수 있다.

소스 기지국으로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신한 타겟 기지국은 허가 제어(admission control) 과정을 통해 해당 단말을 위한 자원 할당(resource allocation)을 결정하고, 핸드오버 요청 응답(Handover Request Acknowledge) 메시지를 소스 기지국으로 전송한다(S720).

여기서의 핸드오버 요청 응답 메시지 역시 X2 인터페이스를 통해 기지국과 기지국 간에 전송된다. 핸드오버 요청 응답 메시지는 앞서 설명한 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답 메시지이다. 핸드오버 요청 응답 메시지는 타겟 기지국이 소스 기지국에게 핸드오버 할 단말을 위해 준비된 자원(prepared resource)에 대한 정보를 알려주는 메시지이다.

이후, X2 인터페이스를 통해 전송되는 상술한 핸드오버 요청 응답 메시지를 다른 인터페이스를 통해 전송되는 핸드오버 요청 응답 메시지와 구분하기 위해 ‘X2 핸드오버 요청 응답 메시지’로 지칭할 수 있다.

핸드오버 요청 응답 메시지에는 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지가 컨테이너(container)에 포함되어 있는데, RRC 연결 재설정 메시지에는 핸드오버 수행을 위해 단말에 전달될 핸드오버 명령(Handover Command)이 포함되어 있다.

핸드오버 요청 응답 메시지를 수신한 소스 기지국은 핸드오버 명령을 포함하는 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에게 전송한다(S725).

소스 기지국으로부터 RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 단말은 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 설정(configuration) 정보를 이용하여 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행한다(S730).

단말이 타겟 기지국으로의 핸드오버에 성공하면 단말은 핸드오버 컨펌(Handover Confirm)에 해당하는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete)메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S735).

단말로부터 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 수신한 타겟 기지국은 S1 경로 전환 프로시저(S1 Path Switch Procedure)를 포함하여 나머지 핸드오버 동작을 완료한다(S740).

도 8은 종래의 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하여, 기지국 간의 X2 인터페이스를 통한 핸드오버가 실패하는 과정의 일 예를 설명하도록 한다.

여기서 핸드오버를 위한 일련의 과정이 수행되기 이전에 단말과 소스 기지국 간에는 무선 베어러 변경 프로시저(Radio Bearer Modify procedure)가 수행되고 있었다고 가정한다(S810). 이때 무선 베어러 변경을 위해 단말은 소스 기지국으로부터 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 수신하는데, 이 RRC 연결 재설정 메시지에는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 포함되어 있다(S815).

소스 기지국이 MME로부터 베어러 변경 요청을 수신하면(S810) 무선 베어러 변경을 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에 전송한다(S815). 단말에 RRC 연결 재설정 메시지가 전달된 후에, 소스 기지국은 MME로 베어러 변경 응답을 전송한다(S825).

여기서 무선 베어러 변경을 위한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 예를 들어 X라 한다. 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 각 메시지의 IE(Information Element)인 RRC-트랜잭션 아이디(RRC-트랜잭션 아이디(Transaction Identifier)를 의미한다. 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 RRC 프로시저(procedure)를 식별하기 위한 식별자(Identifier)로서, 메시지 타입(Message Type)과 함께 사용된다.

E-UTRAN에서는 이전에 단말에 전송했던 RRC 메시지에 대한 응답을 수신하기 전에라도, 그 다음의 프로시저를 위한 RRC 메시지를 전송 할 수 있다. 그러면 단말은 수신된 RRC 메시지들을 수신된 순서대로 처리한다.

한편 단말은 측정 보고를 소스 기지국으로 전송한다(S820). 측정 보고는 앞서 설명한 바와 같이, 특정 이벤트에 의해서 또는 주기적으로 단말에서 기지국으로 전송된다.

측정 보고에 따라 소스 기지국은 타겟 기지국으로 핸드오버 요청을 전송하고(S830), 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신한다(S840). 그리고 타겟 기지국의 핸드오버 요청 응답에 상응하여, 핸드오버를 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 단말로 전송한다(S845). 여기서의 RRC 연결 재설정 메시지는 핸드오버 명령(Handover Command)에 해당한다.

그런데 단말은 첫 번째 RRC 메시지를 수신한 후, 핸드오버를 위해 두 번째 RRC 메시지를 수신한 상태인데. 첫번째 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 두 번째 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 모두 X로 동일하다.

이러한 상황이 발생하는 원인 중 하나는, 타겟 기지국이 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 설정함에 있어, 소스 기지국으로부터 아무런 정보를 받지 못하기 때문이다. 즉 소스 기지국과 타겟 기지국이 각각 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 독자적으로 설정하는데, 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 동일하게 설정되는 경우가 발생할 수 있다.

그런데 이와 같이 단말이 새로이 수신한 RRC 메시지의 메시지 타입 및 RRC 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가, 이미 받아서 프로시저를 수행하고 있는 메시지와 동일한 경우, 단말은 두 번째의 RRC 메시지는 중복적으로 수신한 것으로 판단한다. 그래서 단말은 핸드오버를 위한 RRC 메시지(S845에서 수신한 RRC 메시지)를 무시(ignore)한 채로 첫번째 RRC 메시지에 대한 프로시저를 계속 수행한다(S850).

즉 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복 문제로 인해, 핸드오버 명령은 단말에 의해 무시된 상태이다(S850). 따라서 단말의 타겟 기지국으로의 핸드오버는 실패하게 된다.

그러나 소스 기지국은 단말에게 핸드오버 명령을 전송하였으므로, 해당 단말과는 데이터 송수신을 중지한다(S855). 그리고 제2 계층(Layer2)를 reset/re-establish 하고, 단말에 할당하였던 전용 물리 자원(dedicated physical resource)을 해제(release)한다(S860). 그리고 해당 단말과의 데이터 송수신을 위한 어떠한 상향링크/하향링크(Uplink/Downlink) 스케줄링(scheduling)도 더 이상 수행하지 않는다.

타겟 기지국 역시 소스 기지국으로부터 수신한 핸드오버 요청에 의해 해당 단말의 핸드오버를 위한 무선자원을 할당해 놓은 상태이며, 단말의 핸드오버 컨펌(Handover Confirm) 메시지를 기다리고 있는 상태이다. 일정 시간 경과 후에도 단말의 핸드오버가 없다면 타겟 기지국은 해당 단말에 할당하였던 자원을 해제할 수 있다(S870).

그런데 핸드오버를 위한 RRC 메시지가 무시됨으로 인해 단말의 RRC 계층에서는 핸드오버 명령(Handover Command)를 받지 못한 것이나 마찬가지이다. 따라서 단말은 핸드오버를 수행하지 않고 소스 기지국에 연결된(Connected) 상태로 머물게 된다. 그러나 소스 기지국은 이미 UE를 위한 전용 물리 자원(dedicated physical resource)을 모두 해제(release) 하였으므로(S860), 단말에서는 무선 링크 실패(radio link failure)가 발생하게 된다(S865).

이후 단말은 소스 기지국 또는 타겟 기지국으로 Re-establishment를 수행하거나 또 다른 기지국을 찾아 Re-establishment을 수행하여 connection을 복구하거나(S875-1 또는 S875-2), Re-establishment를 실패한 후 휴지(Idle) 상태로 전환하게 된다(S875-3).

도 9는 종래의 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하여 MME를 통한 핸드오버가 성공적으로 수행되는 과정의 일 예를 설명하도록 한다.

단말은 소스 기지국으로 측정 보고(Measurement Report)를 전송한다(S910). 소스 기지국은 단말로부터 측정 보고(Measurement Report)를 받음으로써 셀 측정 결과(measurement results)를 수신하여 이를 바탕으로 핸드오버 결정(handover decision)을 수행한다. 소스 기지국이 단말의 핸드오버를 결정하면 MME에게 S1 Interface를 통해 핸드오버 요구(Handover Required) 메시지를 전송한다(S915).

S1 인터페이스를 통한 핸드오버 요구(Handover Required) 메시지에는 현재 단말과 소스 기지국 사이의 연결에 대한 AS-configuration 정보가 포함되어 있다.

핸드오버 요구(Handover Required) 메시지를 수신한 MME는 타겟 기지국에게 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송한다(S920).

핸드오버 요청 메시지를 수신한 타겟 기지국은 허가 제어(admission control)를 통해 해당 단말을 위한 자원 할당(resource allocation)을 결정한다. 그리고 타겟 기지국은 핸드오버 요청 응답(Handover Request Acknowledge) 메시지를 MME에게 전송한다(S925).

핸드오버 요청 응답 메시지에는 단말에게 전달할 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지가 포함되는데, 여기서의 RRC 연결 재설정 메시지는 핸드오버 명령(Handover Command)이 컨테이너(container)에 포함되어 있다.

핸드오버 명령이 포함된 핸드오버 요청 응답을 수신한 MME는 소스 기지국에게 해당 메시지의 정보들을 단말로의 핸드오버 명령에 포함하여 전송한다(S930).

MME로부터 핸드오버 명령을 수신한 소스 기지국은 컨테이너로 포함되어 있던 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에게 전송하는데, 소스 기지국이 단말에 전송한 RRC 연결 재설정 메시지가 핸드오버 명령에 해당됨은 이미 설명한 바와 같다(S935).

소스 기지국으로부터 RRC 연결 재설정 메시지를 수신한 단말은 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 설정(configuration) 정보를 사용하여 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행한다(S940).

그러면 단말은 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S945). 핸드오버한 해당 단말로부터 RRC 연결 재설정 완료를 수신한 타겟 기지국은 S1 경로 전환 프로시저(S1 Path Switch Procedure)를 포함하여 나머지 핸드오버 동작을 완료한다(S950).

도 10은 종래의 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하여 MME를 통한 핸드오버가 실패하는 과정의 일 예를 설명하도록 한다.

아래 그림은 MME를 이용한 handover를 실패한 경우를 보여준다. 핸드오버 실패의 원인 및 과정은 X2 인터페이스를 이용한 핸드오버가 실패하는 경우와 동일하다.

여기서 핸드오버를 위한 일련의 과정이 수행되기 이전에 단말과 소스 기지국 간에는 무선 베어러 변경 프로시저(Radio Bearer Modify procedure)가 수행되고 있었다고 가정한다(S1010). 이때 무선 베어러 변경을 위해 단말은 소스 기지국으로부터 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 수신하는데, 이 RRC 연결 재설정 메시지에는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 포함되어 있다(S1015).

소스 기지국이 MME로부터 베어러 변경 요청(Bearer Modify Request)을 수신하면(S1010), 무선 베어러 변경(Radio Bearer Modify)을 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에 전송한다. 단말에 RRC 연결 재설정 메시지가 전달된 후에, 소스 기지국은 MME로 베어러 변경 응답(Bearer Modify Response)을 전송한다(S1025).

여기서 무선 베어러 변경을 위해 소스 기지국이 단말에 전송한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 예를 들어 X로 설정한다. 앞서 설명한 바와 같이, 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 각 메시지의 IE(Information Element)인 RRC-트랜잭션(Transaction)의 식별자(Identifier)를 의미하며, 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 RRC 프로시저(procedure)의 식별(identification)을 위해 메시지 타입(Message Type)과 함께 사용된다.

E-UTRAN에서는 이전에 단말에 전송했던 RRC 메시지에 대한 응답을 수신하기 전에라도, 그 다음의 프로시저를 위한 RRC 메시지를 전송할 수 있다. 그러면 단말은 수신된 RRC 메시지들을 수신된 순서대로 처리한다.

한편 단말은 측정 보고를 소스 기지국으로 전송한다(S1020). 측정 보고는 앞서 설명한 바와 같이, 특정 이벤트에 의해서 또는 주기적으로 단말에서 기지국으로 전송된다.

측정 보고에 따라 소스 기지국은 핸드오버 요구(Handover Required) 메시지을 타겟 기지국으로 전송한다(S1030). 그러면 MME는 타겟 기지국으로 핸드오버 요 청(Handover Request) 메시지를 전송한다(S1035).

MME의 핸드오버 요청에 대하여, 타겟 기지국은 MME로 핸드오버 요청 응답(Handover Request Acknowledge)을 전송한다(S1040). 여기서 타겟 기지국이 MME에 전송한 핸드오버 요청 응답은 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 X인 RRC 연결 재설정 메시지를 포함한다.

MME는 소스 기지국으로 핸드오버 명령을 전송한다(S1045). 여기서 MME가 전송한 핸드오버 명령 메시지는 MME가 타겟 기지국으로부터 수신한 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 X인 RRC 연결 재설정 메시지를 포함한다.

수신한 그리고 타겟 기지국의 핸드오버 요청 응답에 상응하여, 핸드오버를 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 단말로 전송한다(S1050). 여기서의 RRC 연결 재설정 메시지는 핸드오버 명령(Handover Command)에 해당한다.

그런데 단말은 첫 번째 RRC 메시지를 수신한 후, 핸드오버를 위해 두 번째 RRC 메시지를 수신한 상태인데, 첫번째 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 두 번째 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 모두 ‘X’로 동일하다.

이러한 상황이 발생하는 원인 중 하나는, 타겟 기지국이 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 설정함에 있어, 소스 기지국으로부터 아무런 정보를 받지 못하기 때문이다. 즉 소스 기지국과 타겟 기지국이 각각 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 독자적로 설정하는데, 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 동일하게 설정되는 경우가 발생할 수 있다.

그런데 이와 같이 단말이 새로이 수신한 RRC 메시지의 메시지 타입 및 RRC 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가, 이미 받아서 프로시저를 수행하고 있는 메시지와 동일한 경우, 단말은 두 번째의 RRC 메시지는 중복적으로 수신한 것으로 판단한다. 그래서 단말은 핸드오버를 위한 RRC 메시지(S1050에서 수신한 RRC 메시지)를 무시(ignore)한 채로 첫번째 RRC 메시지에 대한 프로시저를 계속 수행한다.

트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복 문제로 인해, 단말은 핸드오버 명령을 무시한다(S1055). 따라서 단말의 타겟 기지국으로의 핸드오버는 실패하게 된다.

그러나 소스 기지국은 단말에게 핸드오버 명령을 전송하였으므로, 해당 단말과는 데이터 송수신을 중지한다(S1060). 그리고 제2 계층(Layer2)를 리셋/재확립(reset/re-establish) 하고, 단말에 할당하였던 전용 물리 자원(dedicated physical resource)을 해제(release)한다(S1065). 그리고 해당 단말과의 데이터 송수신을 위한 어떠한 상향링크/하향링크(Uplink/Downlink) 스케줄링(scheduling)도 더 이상 수행하지 않는다(S1075).

타겟 기지국 역시 소스 기지국으로부터 수신한 핸드오버 요청에 의해 해당 단말의 핸드오버를 위한 무선자원을 할당해 놓은 상태이며, 단말의 핸드오버 컨펌(Handover Confirm) 메시지를 기다리고 있는 상태이다.

그런데 핸드오버를 위한 RRC 메시지가 무시됨으로 인해 단말의 RRC 계층에서는 Handover Command를 받지 못하였다. 따라서 단말은 핸드오버를 수행하지 않고 소스 기지국에 연결된(Connected) 상태로 머물게 된다. 그러나 소스 기지국은 이미 UE를 위한 전용 물리 자원(dedicated physical resource)을 모두 해제(release) 하였으므로, 단말에서는 무선 링크 실패(radio link failure)가 발생하게 된다(S1070).

이후 단말은 소스 기지국 또는 타겟 기지국으로 재확립(Re-establishment)를 수행하거나 또 다른 기지국을 찾아 Re-establishment을 수행하여 connection을 복구하거나(S1080-1 또는 S1080-2), Re-establishment를 실패한 후 휴지(Idle) 상태로 전환하게 된다(S1080-3).

이상 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하였듯이, 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복으로 인해 단말이 핸드오버를 지시하는 소스 기지국의 RRC 메시지를 무시하고, 이로 인해 핸드오버가 실패하는 경우가 발생한다.

연결(Connected) 상태의 단말이 정상적으로 핸드오버를 수행하였다면 단말이 받고 있던 서비스의 QoS가 지속적으로 만족될 수 있다. 그러나 핸드오버에 실패하게 되면, 단말은 휴지(Idle) 상태로 전환하게 되어, 받고 있던 서비스가 모두 중단되거나 재등록(Re-establishment) 과정에서 서비스가 일시적으로 끊기면서 사용자 데이터(User Data) 의 손실(loss)이 발생하게 되고, 결국 해당 서비스의 QoS가 만족되지 못하게 된다.

이러한 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 중복의 문제는, 핸드오버 명령에 해당하는 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration)메시지가 타겟 기지국에서 생성되어서 단말에 전달되나, 타겟 기지국이 핸드오버 명령에 포함되는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 결정함에 있어서 소스 기지국으로부터 아무런 정보 를 제공받지 않는다는 점에 기인한다.

즉, 핸드오버 명령을 받기 전에, 단말과 소스 기지국 간에 이미 RRC 연결 재설정 메시지를 이용한 프로시저가 존재하는 경우 이와 같은 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 중복 문제가 발생할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 11을 참조하여 기지국 간 X2 인터페이스를 통하여 핸드오버가 수행되는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.

소스 기지국은 MME로부터 무선 베어러 변경 요청을 수신한다(S1110). 소스 기지국은 이에 따라 무선 베어러 변경을 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에 전송한다(S1115). 무선 베어러 변경을 위해 소스 기지국이 단말에 전송한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 X이다. 이후 소스 기지국은 MME로 무선 베어러 변경 응답을 전송한다(S1125).

한편 단말은 소스 기지국으로 셀 측정 결과를 보고 하기 위한 측정 보고를 한다(S1120). 단말의 측정 보고에 따른 셀 측정 결과에 따라 소스 기지국은 단말의 핸드오버를 결정하여, 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S1130). 여기서 소스 기지국이 타겟 기지국으로 전송하는 핸드오버 요청 메시지에는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 포함되어 있다. 핸드오버 요청을 위한 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 이하에서는 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)라고 지칭하도록 한다.

즉, 여기서 핸드오버 요청 메시지는 X2 인터페이스를 통해 전송되는 X2 핸드오버 요청 메시지인데, 여기에는 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 표시하기 위한 IE(Information Element)가 추가된다.

소스 기지국이 결정하여 타겟 기지국으로 전달하는 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)는 Y이며, 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID) Y는 핸드오버 응답을 위해 타겟 기지국이 소스 기지국으로 전송한 후, 핸드오버 명령에 포함되어 단말로 전달될 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)이다.

소스 기지국은 핸드오버 명령에 포함될 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID) Y를, 무선 베어러 변경을 위한 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)인 X와 다르게 설정하여 타겟 기지국으로 전송한다.

타겟 기지국은 핸드오버 요청 응답을 소스 기지국으로 전송하는데, 핸드오버 요청 응답에는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 Y인 RRC 연결 재설정 메시지가 포함된다(S1135).

소스 기지국은 단말로의 핸드오버 명령을 위해 단말로 RRC 연결 재설정 메시지를 전송한다(S1140). 물론, 핸드오버 명령을 위한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디는 상술한 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)로서, 그 ID값은 Y이다.

핸드오버 명령에 따라 단말은 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행한다(S1145). 다른 RRC 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 X임을 고 려하여 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 소스 기지국이 Y로 설정함으로써, 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복으로 인한 핸드오버 실패는 일어나지 않게 된다.

그리고 단말은 핸드오버가 성공적으로 완료되면, 타겟 기지국으로 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID) Y를 포함하는 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 전송한다(S1150). 이후, 소스 기지국과 타겟 기지국 그리고 MME 간에는 S1 경로를 전환하기 위한 프로시저가 수행된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 12를 참조하여 기지국 제어기를 통하여 핸드오버가 수행되는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.

MME는 소스 기지국으로 무선 베어러 변경 요청을 전송한다(S1210). 그리고 소스 기지국은 단말로 무선 베어러 변경을 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 전송한다(S1215). 여기서 무선 베어러 변경을 위한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 X이다. 소스 기지국은 이후, MME로 무선 베어러 변경 응답을 전송한다(S1225).

한편 단말은 소스 기지국으로 셀 측정 결과를 전송하기 위한 측정 보고를 한다(S1220). 단말의 측정 보고에 따른 셀 측정 결과에 의해 소스 기지국은 단말의 핸드오버를 결정하여, MME로 해당 단말의 핸드오버를 위한 핸드오버 요구(Handover Required) 메시지를 전송한다(S1230). 여기서 소스 기지국이 MME에 전송하는 핸드 오버 요구 메시지에는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 포함되는데, 이때 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 소스 기지국에 의해 Y로 설정된다.

여기서 소스 기지국이 타겟 기지국으로 전송하는 핸드오버 요구 메시지에 포함되는 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 핸드오버 요청을 위한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)로서 이하에서는 이를 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)라고 지칭하도록 한다.

즉, 여기서 핸드오버 요구 메시지는 S1 인터페이스를 통해 기지국과 MME 간에 전달되는 S1 핸드오버 요구 메시지인데, 본 발명의 실시예에서는 S1 핸드오버 요구 메시지에 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 표시하기 위한 IE(Information Element)가 추가된다.

S1 인터페이스를 통해 기지국과 MME 간에 전송되는 S1 메시지에는 핸드오버 요구(HANDOVER REQUIRED) 메시지와, 핸드오버 명령(HANDOVER COMMAND) 메시지, 핸드오버 요청(HANDOVER REQUEST) 메시지 그리고 핸드오버 요청 응답(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE) 메시지가 있다. 상술한 X2 인터페이스를 통한 메시지들과 S1 인터페이스를 통한 메시지들의 구분이 필요한 경우, 이하에서는 S1 인터페이스를 통해 MME와 기지국들 간에 전송되는 메시지를 S1 핸드오버 요구 메시지, S1 핸드오버 요청 메시지, S1 핸드오버 명령, S1 핸드오버 요청 응답 등으로 지칭할 수 있다.

S1 인터페이스를 통해 기지국과 MME 간에 전송되는 S1 메시지에는 핸드오버 요구(HANDOVER REQUIRED) 메시지와, 핸드오버 명령(HANDOVER COMMAND) 메시지, 핸 드오버 요청(HANDOVER REQUEST) 메시지 그리고 핸드오버 요청 응답(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE) 메시지가 있다.

핸드오버 요구 메시지는 소스 기지국이 MME에게 핸드오버를 위한 타겟 기지국으로서의 준비를 요청하기 위해 사용하는 메시지이다. 핸드오버 요구 메시지에는 현재 단말과 소스 기지국 사이의 연결에 대한 여러 가지 설정 정보가 포함되어 있다.

핸드오버 명령 메시지는 MME 가 소스 기지국에게 타겟 기지국에서의 핸드오버 준비가 완료되었음을 알려주기 위해 사용하는 메시지이다. MME의 핸드오버 명령은 단말에게 전달되어야 할 핸드오버 명령을 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 포함하고 있다.

핸드오버 요청은 MME가 핸드오버를 위한 준비가 완료된 타겟 기지국에게 실제로 단말의 핸드오버 수행을 요청하기 위해 사용하는 메시지이다.

그리고 핸드오버 요청 응답 메시지는 타겟 기지국이 MME에게 전송하는 메시지로서, MME의 핸드오버 요청 메시지에 대한 응답이다.

MME는 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(S1235). MME가 타겟 기지국으로 전송한 핸드오버 요청 메시지에 포함된 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)는 소스 기지국에 의해 결정된 바와 같에 따라 Y 값을 가진다. MME가 타겟 기지국으로 전송한 핸드오버 요청 메시지 역시 S1 인터페이스를 통해 기지국과 MME 간에 전달되는 S1 핸드오버 요청 메시지이다. 본 발명의 실시예에서는 S1 핸드오버 요청 메시지에도 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 표시하기 위한 IE(Information Element)가 추가된다.

MME의 핸드오버 요청에 따라, 타겟 기지국은 핸드오버 요청 응답을 MME로 전송한다(S1240). 핸드오버 요청 응답에는 RRC 연결 재설정 메시지가 포함되는데, 여기서의 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 역시 Y이다.

타겟 기지국의 핸드오버 요청 응답이 있으면, MME는 소스 기지국으로 핸드오버 명령을 전송한다(S1245). 그러면 소스 기지국은 핸드오버 명령을 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 단말에 전송한다(S1250). 여기서 MME가 소스 기지국에 전송한 핸드오버 명령과, 이에 따라 소스 기지국이 단말에 전송한 핸드오버 명령의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)는 모두 단계 S1230에서 소스 기지국에 의해 결정된 바에 따라 Y로 설정되어 있다.

단말은 핸드오버 명령에 따라 타겟 셀로 핸드오버를 수행한다(S1255). 핸드오버 명령에 해당되는 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(; 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID))값은 Y로서, 무선 베어러 변경을 위한 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 값(X)과는 다른 값을 가지므로 핸드오버 명령은 단말에 의해 무시되지 않는다.

타겟 셀로의 핸드오버가 성공적으로 완료되면 단말은 타겟 기지국으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 전송한다(S1260). 여기서 RRC 연결 재설정 완료 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID) 역시 Y이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 방법에 따르면, 적어도 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복으로 인한 핸드오버 명령의 무시나, 이로 인한 핸드오버의 실패는 일어나지 않는다. 즉, 무선 베어러 변경을 위해 단말이 수신하게 되는 RRC 연결 재설정 메시지를 제1 RRC 연결 재설정 메시지라고 하고, 핸드오버를 위해 단말이 두 번째 수신하게 되는 RRC 연결 재설정 메시지를 제2 RRC 연결 재설정 메시지라고 가정한다.

그리고 제1 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 소스 기지국이 결정하고, 제2 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)(; 핸드오버 트랜잭션 아이디와 동일함) 역시 소스 기지국이 결정한다. 여기서 소스 기지국은 제1 RRC 연결 재설정 메시지와 제2 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)가 서로 중복되지 않도록 설정할 수 있다.

그리고 소스 기지국에 의해 결정된 핸드오버 트랜잭션 아이디는 핸드오버 요청 메시지나 핸드오버 요구 메시지 등에 추가적인 IE로 포함되어 타겟 기지국 또는 MME로 전달되고, 타겟 기지국 또는 MME는 소스 기지국이 결정한 핸드오버 트랜잭션 아이디를 그대로 사용한다.

이에 따라 트랜잭션 아이디(Transaction ID)의 중복으로 인한 RRC 연결 재설정 메시지의 무시 현상이 해결될 수 있다.

상술한 모든 방법은 상기 방법을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서 또는 도 3에 도시된 단말의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명 에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할을 나타낸 블록도.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도.

도 4는 개방형 시스템간 상호접속 모델을 나타낸 블록도.

도 5는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도.

도 6은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도.도 7은 종래의 핸드오버 방법에 따라 핸드오버가 성공하는 과정을 나타낸 도면.

도 8은 종래의 핸드오버 방법에 따라 핸드오버가 실패하는 과정을 나타낸 도면.

도 9는 종래의 핸드오버 방법에 따라 핸드오버가 성공하는 과정을 나타낸 도면.

도 10은 종래의 핸드오버 방법에 따라 핸드오버가 실패하는 과정을 나타낸 도면.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 방법을 나타낸 흐름도.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 방법을 나타낸 흐름도.

Claims

단말의 핸드오버 방법에 있어서,

무선 베어러 변경을 위한 제1 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 소스 기지국으로부터 수신하는 단계;

상기 소스 기지국으로 측정 보고를 하는 단계;

상기 측정 보고에 따라 상기 소스 기지국이 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정하면, 상기 소스 기지국으로부터 핸드오버를 위한 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 따라 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 하는 단계를 포함하되,

여기서, 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)인 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)는 상기 소스 기지국에 의해 정해지며 상기 제1 RRC 연결 재설정 메시지의 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 소스 기지국이 핸드오버를 결정하고 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 상응하는 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 결정하여 상기 타겟 기지국으로 전 송하면,

상기 타겟 기지국은 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디와 동일한 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 가지는 핸드오버 요청 응답 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제2항에 있어서,

상기 타겟 기지국은 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 포함하는 상기 핸드오버 요청 응답 메시지를 상기 소스 기지국으로 전송하며,

상기 타겟 기지국에서 상기 소스 기지국으로 상기 핸드오버 요청 응답이 전송함에 따라, 상기 소스 기지국으로부터 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 포함하는 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 소스 기지국이 핸드오버를 결정하고 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 상응하는 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 결정하여 MME로 전송하면,

상기 MME는 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제4항에 있어서,

상기 타겟 기지국은 상기 MME를 통해 전달받은 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디와 동일한 트랜잭션 아이디(Transaction ID)를 가지는 핸드오버 요청 응답 메시지를 생성하여 상기 MME로 전송하며, 상기 MME는 상기 핸드오버 요청 응답 메시지를 수신함에 따라 핸드오버 명령 메시지를 상기 소스 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제5항에 있어서,

상기 소스 기지국이 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 포함하는 상기 핸드오버 명령 메시지를 상기 MME로부터 수신하면,

상기 소스 기지국으로부터 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디가 포함된 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제1항에 있어서,

상기 타겟 기지국으로의 핸드오버가 완료되면 상기 타겟 기지국으로 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디가 포함된 RRC 연결 재설정 완료 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
단말과 연결 상태에 있는 기지국이 상기 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버 시키는 방법에 있어서,

무선 베어러 변경을 위한 제1 RRC 연결 재설정 메시지를 단말로 전송하는 단계;

상기 단말의 셀 측정 결과에 따른 측정 보고를 받는 단계;

상기 측정 보고에 따라 상기 단말의 핸드오버를 결정하는 단계;

상기 단말의 핸드오버를 위한 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 상응하는 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 상기 제1 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 상이하게 설정하는 단계;

상기 핸드오버 트랜잭션 아이디 및 핸드오버 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계;

상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 요청 응답을 수신하면, 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디가 포함된 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 상기 단말에 전송하여 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 명령하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
제8항에 있어서,

상기 핸드오버 트랜잭션 아이디는 상기 핸드오버 요청 메시지에 추가적인 IE(information Element)로 포함되어 상기 타겟 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제8항에 있어서,

상기 타겟 기지국으로부터 수신하는 핸드오버 요청 응답은 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제8항에 있어서,

상기 핸드오버 트랜잭션 아이디와 상기 핸드오버 요청 메시지는 X2 인터페이스를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
단말과 연결 상태에 있는 기지국이 상기 단말을 타겟 기지국으로 핸드오버 시키는 방법에 있어서,

무선 베어러 변경을 위한 제1 RRC 연결 재설정 메시지를 단말로 전송하는 단계;

상기 단말의 셀 측정 결과에 따른 측정 보고를 받는 단계;

상기 측정 보고에 따라 상기 단말의 핸드오버를 결정하는 단계;

상기 단말의 핸드오버를 위한 제2 RRC 연결 재설정 메시지에 상응하는 핸드오버 트랜잭션 아이디(Handover Transaction ID)를 상기 제1 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 트랜잭션 아이디(Transaction ID)와 상이하게 설정하는 단계;

상기 핸드오버 트랜잭션 아이디 및 핸드오버 요구(Handover Required) 메시지를 MME로 전송하는 단계;

상기 MME를 통해 핸드오버 요청을 받은 상기 타겟 기지국의 핸드오버 요청 응답에 따라 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디가 포함된 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 상기 단말에 전송하여 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 명령하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
제12항에 있어서,

상기 핸드오버 트랜잭션 아이디는 상기 핸드오버 요구 메시지에 추가적인 IE(information Element)로 포함되어 상기 MME로 전송되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
제12항에 있어서,

상기 타겟 기지국이 상기 MME를 통해 핸드오버 요청을 받으면, 상기 타겟 기 지국은 상기 MME로 상기 핸드오버 요청 응답을 전송하고

상기 MME가 상기 타겟 기지국으로부터 상기 핸드오버 요청 응답을 수신함에 따라 상기 MME로부터 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디를 포함하는 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 방법.
제14항에 있어서,

상기 MME로부터 상기 핸드오버 명령 메시지를 수신하면, 상기 핸드오버 트랜잭션 아이디가 포함된 상기 제2 RRC 연결 재설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.