KR20130044506A - Method for handover between pico cells - Google Patents

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KR20130044506A KR1020110108605A KR20110108605A KR20130044506A KR 20130044506 A KR20130044506 A KR 20130044506A KR 1020110108605 A KR1020110108605 A KR 1020110108605A KR 20110108605 A KR20110108605 A KR 20110108605A KR 20130044506 A KR20130044506 A KR 20130044506A
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Abstract

PURPOSE: A handover method between small base stations is provided to reduce an unnecessary network load during a handover between pico base stations. CONSTITUTION: A PeNB-GW(Pico eNB(evolved Node B)-GateWay)(205) receives a path switching request message from a target pico eNB(203). The PeNB-GW generates a response message to the path switching request message using security context information of a terminal(232). The PeNB-GW transmits the generated response message to the target pico eNB(237). The security context information of the terminal is obtained from the initial context request message received from an MME(Mobility Management Entity)(207). [Reference numerals] (232) Generate a response message using prestored security context information of a terminal

Description

소형 기지국들 간 핸드오버 방법{METHOD FOR HANDOVER BETWEEN PICO CELLS}Handover method between small base stations {METHOD FOR HANDOVER BETWEEN PICO CELLS}

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 핸드 오버에 관한 것이다. 더 상세하게는 이동 통신 시스템에서 피코 셀(pico cell) 간 핸드 오버에 관한 것이다.
The present invention relates to handover in a mobile communication system. More particularly, the present invention relates to handover between pico cells in a mobile communication system.

최근 셀 룰러(Celluler) 이동 통신 시스템에서 기존의 매크로 셀(Macrocell)의 커버리지(coverage) 증대와 데이터 처리율(throughput)의 향상을 위하여 피코 셀(Picocell)에 대한 관심이 증대되고 있다. 상기 피코 셀은 건물 안의 사무실 또는 집 안에 설치되어 매크로 셀을 보조하고, 주변의 단말을 지원하는 소형 셀을 말한다. 상기 피코 셀은 펨토 셀(pemtocell) 또는 마이크로 셀(microcell)로 칭해지기도 한다. 한편, 이하에서 “셀”은 “기지국”과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 매크로 셀 또는 매크로 기지국은 “셀” 또는 “기지국”으로 약칭될 수 있다.Recently, interest in picocells has been increasing in the cellular mobile communication system in order to increase coverage and improve data throughput of existing macrocells. The pico cell refers to a small cell installed in an office or a house in a building to assist a macro cell and support a terminal in a surrounding area. The pico cell may also be called a femtocell or a microcell. Meanwhile, hereinafter, "cell" may be used as the same meaning as "base station", and the macro cell or macro base station may be abbreviated as "cell" or "base station".

한편, 현재 LTE-Advanced 표준에서는 상기 피코 셀을 이용하여 시스템 성능을 향상시키기 위한 방안에 대해 논의가 활발하게 진행되고 있다.Meanwhile, in the current LTE-Advanced standard, a method for improving system performance using the pico cell has been actively discussed.

도 1은 매크로 셀과 피코 셀을 포함하는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 망 구성을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of a Long Term Evolution (LTE) system including a macro cell and a pico cell.

LTE 시스템은 코어(core) 망인 MME/S-GW들(111, 112)과 기지국인 eNB들(121, 123, 125, 141, 143, 145, 147)을 포함한다. 한편, 상기 eNB들은 매크로 기지국인 매크로 eNB들(121, 123, 125)과 피코 기지국인 PeNB(Pico eNB)(141, 143), 홈 기지국인 HeNB(Home eNB)(145, 147)로 분류될 수 있다. 다만, 상기 홈 기지국은 명칭만 다를 뿐 피코 기지국과 동일한 기능을 수행하기 때문에 넓은 의미의 피코 기지국에 포함된다. The LTE system includes MME / S-GWs 111 and 112 as core networks and eNBs 121, 123, 125, 141, 143, 145 and 147 as base stations. Meanwhile, the eNBs may be classified into macro eNBs 121, 123 and 125, which are macro base stations, PeNB (Pico eNB) 141 and 143, which are pico base stations, and HeNB (Home eNB) 145 and 147, which are home base stations. have. However, since the home base station performs only the same function as the pico base station, the home base station is included in the pico base station in a broad sense.

한편, 상기 매크로 eNB들(121, 123, 125)은 MME/S-GW들(111, 112)과 S1 인터페이스를 통해 직접 연동하지만, PeNB/HeNB(141, 143, 145, 147)는 코어 망, 즉, MME/S-GW들(111, 112)의 영향을 최소화하기 위해 피코 게이트웨이(Pico GW 또는 PeNB GW, HeNB GW)(130)를 통해 MME/S-GW(111, 112)와 연동한다.Meanwhile, the macro eNBs 121, 123, and 125 directly interwork with the MME / S-GWs 111 and 112 through an S1 interface, but the PeNB / HeNBs 141, 143, 145, and 147 are core networks. That is, in order to minimize the influence of the MME / S-GWs 111 and 112, the interworking with the MME / S-GWs 111 and 112 is performed through a pico gateway (Pico GW or PeNB GW, HeNB GW) 130.

상기 피코 GW(130)는 PeNB/HeNB(141, 143, 145, 147)와 MME/S-GW(111, 112) 사이에 위치하며 PeNB/HeNB(141, 143, 145, 147)에게는 MME/S-GW(111, 112)와 같이 동작하고 MME/S-GW(111, 112)에게는 PeNB/HeNB(141, 143, 145, 147)와 같이 동작하여야 한다. 피코 GW(130)는 PeNB/HeNB(141, 143, 145, 147) 및 MME/S-GW(111, 112)와 S1 인터페이스를 통해 연동을 하고 PeNB/HeNB들(141, 143, 145, 147)에 대한 집선 기능과 분산 기능을 제공한다.The pico GW 130 is located between the PeNB / HeNBs 141, 143, 145, 147 and the MME / S-GWs 111, 112 and the MME / S for the PeNB / HeNBs 141, 143, 145, 147. -GW (111, 112) and the MME / S-GW (111, 112) should work as PeNB / HeNB (141, 143, 145, 147). Pico GW 130 interworks with PeNB / HeNBs 141, 143, 145, 147 and MME / S-GWs 111, 112 via S1 interface and PeNB / HeNBs 141, 143, 145, 147 Provides aggregation and distribution capabilities for

LTE 시스템에는 eNB들간 연동을 위한 X2 인터페이스가 규정되어 있다. 즉, 매크로 eNB들(121, 123, 125) 간에는 X2 인터페이스를 통하여 셀 및 이웃(neighbor) 정보를 교환하고 X2 핸드오버를 지원하여 코어 망의 부하를 최소화하며 단말의 이동성을 보장 할 수 있다. PeNB/HeNB(141, 143, 145, 147)는 매크로 eNB들(121, 123, 125)과 X2 인터페이스를 위해 피코 GW(130)와 연동을 해야 한다. 또한 PeNB/HeNB들(141, 143, 145, 147) 상호 간의 X2 인터페이스를 위해서도 피코 GW(130)와 연동을 하게 된다. In the LTE system, an X2 interface for interworking between eNBs is defined. That is, the macro eNBs 121, 123, and 125 may exchange cell and neighbor information through the X2 interface and support X2 handover to minimize the load on the core network and ensure mobility of the UE. PeNB / HeNB 141, 143, 145, 147 must interwork with pico GW 130 for the X2 interface with macro eNBs 121, 123, 125. In addition, interworking with the pico GW 130 for the X2 interface between the PeNB / HeNBs (141, 143, 145, 147).

한편, PeNB/HeNB들(141, 143, 145, 147) 간에 핸드오버를 제공하기 위한 방식에는 3가지가 있다. 첫 번째 방식은 피코 GW(130)를 통하여 X2 인터페이스를 이용한 X2 핸드오버이며, 두 번째 방식은 PeNB/HeNB들(141, 143, 145, 147) 간 다이렉트(direct) X2 인터페이스를 이용한 다이렉트 X2 핸드오버이며, 세 번째 방식은 피코 GW(130)를 통한 S1 인터페이스 이용한 S1 핸드오버이다. 보통의 경우 핸드오버 대기시간(latency)를 최소화하기 위하여 상기 첫 번째 방식, 즉, 피코 GW(130)를 통한 X2 핸드오버가 선호된다.Meanwhile, there are three ways to provide handover between PeNB / HeNBs 141, 143, 145, and 147. The first scheme is an X2 handover using an X2 interface via the Pico GW 130, and the second scheme is a direct X2 handover using a direct X2 interface between PeNB / HeNBs 141, 143, 145, and 147. The third method is S1 handover using the S1 interface through the pico GW (130). Normally the first approach, X2 handover via Pico GW 130, is preferred to minimize handover latency.

그런데 기존의 피코 GW(130)를 통한 PeNB/HeNB들(141, 143, 145, 147) 간의 X2 핸드오버의 경우, 핸드오버가 완료되면 타겟 PeNB/HeNB는 MME/S-GW(111, 112)로 S1 경로 스위칭 요청(S1 PATH SWITCH REQUEST) 메시지를 전송하여 핸드오버가 완료되었음을 알려서 다운링크 데이터 경로(Downlink Data Path)를 타겟 PeNB/HeNB로 전환할 것을 요청하고, 그 응답(ACK)을 수신한다. 이때 MME/S-GW(111, 112) 입장에서 eNB로 기능하는 엔터티는 피코 GW(130)이므로, MME/S-GW(111, 112) 입장에서 소스 PeNB/HeNB와 타겟 PeNB/HeNB는 동일한 네트워크 엔터티가 된다. However, in the case of X2 handover between PeNB / HeNBs 141, 143, 145, and 147 through the existing Pico GW 130, when the handover is completed, the target PeNB / HeNB is the MME / S-GW 111, 112. Send a S1 PATH SWITCH REQUEST message to inform the handover that the handover is complete, request to switch the downlink data path to the target PeNB / HeNB, and receive an acknowledgment (ACK). . At this time, since the entity functioning as an eNB in the MME / S-GW (111, 112) position is the pico GW 130, the source PeNB / HeNB and the target PeNB / HeNB are the same network in the MME / S-GW (111, 112) position. Becomes an entity

상술한 경우에 있어서, 타겟 PeNB/HeNB가 MME/S-GW(111, 112)와 송수신하는 상기 경로 스위칭 요청/응답(PATH SWITCH REQUEST/ACK) 메시지는 불필요한 메시지 송수신 절차가 되며, 이로 인하여 네트워크 부하가 증가하고 피코 GW(130)와 MME/S-GW(111, 112)의 부하증가가 발생할 수 있다. In the above case, the PATH SWITCH REQUEST / ACK message transmitted and received by the target PeNB / HeNB with the MME / S-GWs 111 and 112 becomes an unnecessary message transmission / reception procedure, thereby causing a network load. May increase and load increases of the pico GW 130 and the MME / S-GWs 111 and 112 may occur.

따라서 PeNB/HeNB들(141, 143, 145, 147)들 간의 핸드 오버를 수행할 때 불필요한 네트워크 부하를 감소시킬 수 있는 핸드 오버 방식에 대한 필요가 있다.
Therefore, there is a need for a handover scheme that can reduce unnecessary network load when performing handover between PeNB / HeNBs 141, 143, 145, 147.

본 발명은 피코 기지국 간 핸드오버 시 불필요한 네트워크 부하를 감소시키기 위한 피코 기지국들 간의 핸드 오버 방법을 제공한다.The present invention provides a handover method between pico base stations for reducing unnecessary network load during handover between pico base stations.

본 발명은 피코 기지국 간 핸드오버 시 핸드오버 지연 시간을 감소시키기 위한 핸드 오버 방법을 제공한다.The present invention provides a handover method for reducing handover delay time during handover between pico base stations.

본 발명은 피코 기지국 간 핸드오버 시 MME가 핸드오버 메시지 처리하지 않는 방법을 제공한다.
The present invention provides a method in which the MME does not process a handover message during handover between pico base stations.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 피코 기지국들 간의 핸드 오버 시 상기 피코 기지국들과 연동되는 피코 게이트웨이(GW)의 핸드 오버 방법은, 타겟 피코 기지국으로부터 경로 스위칭 요청 메시지를 수신하는 과정과, 미리 획득한 단말의 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 상기 경로 스위칭 요청 메시지에 응답 메시지를 생성하는 과정과, 상기 생성된 응답 메시지를 상기 타겟 피코 기지국으로 송신하는 과정을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a handover method of a pico gateway (GW) interworking with the pico base stations during handover between the pico base stations may include: receiving a path switching request message from a target pico base station; And generating a response message in the path switching request message by using security context information of one terminal, and transmitting the generated response message to the target pico base station.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 피코 게이트웨이(GW)와 연동되는 피코 기지국들 간의 핸드 오버 시 타겟 피코 기지국의 핸드 오버 방법은, 상기 피코 게이트웨이로 경로 스위칭 요청 메시지를 송신하는 과정과, 미리 획득한 단말의 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 상기 피코 게이트웨이가 생성한 상기 경로 스위칭 요청 메시지에 응답 메시지를 상기 피코 게이트웨이로부터 수신하는 과정을 포함한다.
According to an embodiment of the present disclosure, a handover method of a target pico base station during handover between pico base stations linked to a pico gateway (GW) may include: transmitting a path switching request message to the pico gateway; And receiving a response message from the pico gateway in response to the path switching request message generated by the pico gateway using security context information of the terminal.

본 발명에 따르면, 피코 기지국 간 핸드오버 발생 시 MME와의 메시지 송수신에 의한 네트워크 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention, when a handover occurs between pico base stations, there is an advantage of reducing the network load by transmitting and receiving a message with the MME.

도 1은 매크로 셀과 피코 셀을 포함하는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 망 구성을 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피코 기지국 간 핸드오버 절차를 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 피코 GW가 단말의 등록 절차를 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 과정을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 피코 GW가 컨텍스트 변경 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 과정을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 피코 GW가 S1 핸드오버 절차를 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 과정을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피코 기지국 간 핸드 오버 방식을 위한 피코 GW의 동작을 설명하는 도면.
1 is a diagram illustrating a network configuration of a Long Term Evolution (LTE) system including a macro cell and a pico cell;
2 is a diagram illustrating a handover procedure between pico base stations according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a process of acquiring a security context by a pico GW through a registration procedure of a terminal according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram illustrating a process of obtaining a security context by a pico GW through a context change according to an embodiment of the present invention;
5 is a diagram illustrating a process of acquiring a security context by a pico GW through an S1 handover procedure according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of a pico GW for a pico base station handover scheme according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. Also, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 주요 개념을 설명한다.Prior to the description of the present invention, the main concepts of the present invention will be explained.

본 발명은 LTE 시스템에서 피코 GW를 통하여 PeNB/HeNB간 핸드오버가 발생하는 경우 효율적인 핸드오버 방안을 제안한다. The present invention proposes an efficient handover scheme when handover between PeNB / HeNB occurs through a pico GW in an LTE system.

본 발명에서는 PeNB/HeNB들 간 핸드오버가 발생할 경우, MME/S-GW에게 PeNB/HeNB들 간 핸드오버 발생사실을 알리지 않음으로써 핸드 오버 발생에 따라 MME/S-GW와 메시지를 송수신하여 발생하게 되는 네트워크의 부하를 감소시켜 시스템을 최적화하고, MME/S-GW의 핸드오버 부하를 감소시킨다. 이하에서 본 발명에서 제안하는 핸드 오버 방식을 “Hiding 핸드오버”라고 칭할 수 있다. 또한, 이하에서 PeNB/HeNB는 “피코 셀”, 또는 “피코 기지국”으로 칭해질 수 있다.In the present invention, if a handover occurs between PeNB / HeNBs, the MME / S-GW is not informed of the fact that a handover occurs between PeNB / HeNBs. It reduces the load on the network to optimize the system and reduces the handover load of the MME / S-GW. Hereinafter, the handover scheme proposed by the present invention may be referred to as "hiding handover". In addition, PeNB / HeNB may hereinafter be referred to as a “pico cell” or “pico base station”.

본 발명에서는 MME/S-GW에게 피코 기지국들 간의 핸드오버 발생 사실을 알리지 않기 위하여 피코 GW에서 최종적인 핸드오버 메시지(예를 들어, S1 PATH SWITCH REQUEST/ACK)를 처리하도록 하여 핸드오버 처리시간을 단축하여 보다 빠른 X2 핸드오버를 지원한다. In the present invention, in order to notify the MME / S-GW of the handover occurrence between the pico base stations, the pico GW processes the final handover message (for example, S1 PATH SWITCH REQUEST / ACK) to improve the handover processing time. In short, it supports faster X2 handover.

한편, 상기 피코 GW에서 최종적인 핸드오버 메시지를 처리하기 위해서는 피코 GW가 단말에 대한 보안 컨텍스트(security context) 정보를 미리 가지고 있어야 한다. 이를 위하여 본 발명에서 피코 GW는 (1)단말의 등록 절차, (2)컨텍스트 변경 절차, (3) S1 핸드오버 절차를 통하여 MME/S-GW로부터 단말의 보안 컨텍스트 정보를 전달받아 저장해 놓고, 핸드 오버 시에 상기 저장된 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 피코 GW가 최종적인 핸드오버 메시지를 처리할 수 있도록 한다. Meanwhile, in order to process the final handover message in the pico GW, the pico GW must have security context information about the terminal in advance. To this end, in the present invention, the pico GW receives and stores the security context information of the terminal from the MME / S-GW through (1) the terminal registration procedure, (2) context change procedure, and (3) S1 handover procedure. Upon over, the stored security context information is used to allow the pico GW to process the final handover message.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피코 기지국 간 핸드오버 절차를 설명하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a pico base station handover procedure according to an embodiment of the present invention.

피코 기지국 간 핸드 오버 상황이 발생하면, 211단계에서 소스 피코 기지국(201)은 X2 핸드오버를 트리거(Trigger)하기 위해 X2 핸드오버 요청(X2 HO REQUEST) 메시지를 피코 GW(205)로 전송하고, 215단계에서 피코 GW(205)는 타겟 피코 기지국(203)으로 상기 X2 핸드오버 요청 메시지를 송신하고, 그 응답(ACK)을 수신하면, 219단계에서 상기 피코 GW(205)는 소스 피코 기지국(201)으로 상기 X2 핸드오버 요청에 대한 X2 핸드오버 응답 메시지(X2 HO REQUEST ACK)을 전송한다.When a handover situation between pico base stations occurs, in step 211, the source pico base station 201 transmits an X2 handover request (X2 HO REQUEST) message to the pico GW 205 to trigger an X2 handover. In step 215, the pico GW 205 transmits the X2 handover request message to the target pico base station 203, and receives the response (ACK), the pico GW 205 in step 219 is the source pico base station 201 X2 handover response message (X2 HO REQUEST ACK) for the X2 handover request is transmitted.

상기 X2 핸드오버 응답 메시지를 수신한 소스 피코 기지국(201)은 221단계에서 단말(도시되지 않음)에게 상기 타겟 피코 기지국(203)으로의 핸드오버 수행을 지시하기 위하여 핸드오버 명령(HO COMMAND) 메시지를 송신하고, 223단계와 224단계에서 SN 상태 트랜스퍼(SN STATUS TRANSFER) 메시지를 피코 GW(205)를 경유하여 상기 타겟 피코 기지국(203)으로 전송한다. 또한, 225단계에서 소스 피코 기지국(201)은 데이터를 피코 GW(205)로 포워딩한다. 229단계에서 핸드오버가 완료된다.Upon receiving the X2 handover response message, the source pico base station 201 sends a handover command (HO COMMAND) message to instruct a terminal (not shown) to perform a handover to the target pico base station 203 in step 221. In step 223 and 224, an SN STATUS TRANSFER message is transmitted to the target pico base station 203 via the pico GW 205. In operation 225, the source pico base station 201 forwards the data to the pico GW 205. In step 229, the handover is completed.

231단계에서 타겟 피코 기지국(203)은 피코 GW(205)에게 경로 스위칭 요청(PATH SWITCH REQUEST) 메시지를 전송하여 핸드오버가 완료되었음을 알린다. 232단계에서 피코 GW((205)는 해당 단말에 대해 저장하고 있던 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 상기 경로 스위칭 요청 메시지에 대한 S1 경로 스위칭 응답 메시지(S1 PATH SWITCH REQUEST ACK)를 생성하고, 237단계에서 상기 S1 경로 스위칭 응답 메시지를 상기 타겟 피코 기지국(203)으로 송신한다. In step 231, the target pico base station 203 transmits a PATH SWITCH REQUEST message to the pico GW 205 to inform that the handover is complete. The Pico GW 205 generates an S1 PATH SWITCH REQUEST ACK for the path switching request message using the security context information stored for the UE in step 232, and in step 237. The S1 path switching response message is transmitted to the target pico base station 203.

239단계에서 상기 타겟 피코 기지국(203)은 피코 GW(205)를 경유하여 소스 피코 기지국(201)으로 X2 UE 컨텍스트 해제 요청(X2 UE CONTEXT RELEASE REQ) 메시지를 전송하여 핸드오버가 완료되었음을 알려 소스 피코 기지국(201)이 단말과의 통신에 사용하던 자원을 해지할 수 있도록 한다.In step 239, the target pico base station 203 transmits an X2 UE context release request message to the source pico base station 201 via the pico GW 205 to inform that the handover is completed. The base station 201 allows the resource used for communication with the terminal to be released.

상기 도 2의 본 발명의 설명에서 MME(207)가 도시되어 있지만, 본 발명의 핸드오버 절차에는 관여하지 않는다. 이는 앞서 설명된 바와 같이 본 발명에서는 피코 기지국 간 핸드오버가 발생한 경우 타겟 피코 기지국(203)이 피코 GW(205)를 통하여 MME(207)로 핸드오버 사실을 알리지 않기 때문이다. 즉, 기존에는 타겟 피코 기지국(203)이 피코 GW(205)를 통해 MME(207)로 경로 스위칭 요청(S1 PATH SWITCH REQUEST) 메시지를 전송하였으나, 본 발명에서는 상기 경로 스위칭 요청 메시지를 피코 GW(205)에게만 송신하고, 상기 피코 GW(205)가 그에 대한 응답(S1 PATH SWITCH REQUEST ACK)을 한다. 이렇게 본 발명에서는 핸드 오버 발생 사실을 MME(207)에게 알리지 않는다. Although the MME 207 is shown in the description of the present invention of FIG. 2 above, it is not involved in the handover procedure of the present invention. This is because the target pico base station 203 does not notify the handover fact to the MME 207 through the pico GW 205 in the present invention as described above. That is, although the target pico base station 203 transmits a S1 PATH SWITCH REQUEST message to the MME 207 through the pico GW 205, the present invention transmits the path switching request message to the pico GW 205. ), The pico GW 205 responds (S1 PATH SWITCH REQUEST ACK). As such, the present invention does not notify the MME 207 of the handover occurrence.

이하에서는 상기 도 2의 232단계에서 설명된 바와 같이 피코 GW(205)가 경로 스위칭 요청에 대한 응답 메시지를 생성하는 데 필요한 해당 단말에 대한 보안 컨텍스트 정보를 획득하는 절차를 설명한다. 도 3은 (1)단말의 등록 절차를 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 절차이고, 도 4는 (2)컨텍스트 변경 절차를 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 절차이며, 도 5는 (3) S1 핸드오버 절차를 통하여 보안 컨텍스트 정보를 획득하는 절차이다.Hereinafter, as described in step 232 of FIG. 2, the pico GW 205 describes a procedure of acquiring security context information about a corresponding terminal required to generate a response message for a path switching request. FIG. 3 is a procedure for acquiring a security context through (1) a registration procedure of a terminal, FIG. 4 is a procedure for acquiring a security context through (2) a context change procedure, and FIG. 5 is a procedure for (3) an S1 handover procedure. This is a procedure for obtaining security context information.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 피코 GW가 단말의 등록 절차를 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 과정을 설명하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a process of obtaining a security context by the pico GW through the registration procedure of the terminal according to an embodiment of the present invention.

단말이 네트워크 서비스를 받기 위해서는 네트워크 등록(Registration) 과정을 거쳐야 하는데 이를 네트워크 부착(Attachment)이라 한다. 도 4는 상기 네트워크 부착 절차를 설명한다. In order to receive a network service, the UE needs to undergo a network registration process, which is called a network attachment. 4 illustrates the network attach procedure.

단말(도시되지 않음)이 소스 피코 기지국(201)에 접속하게 되면, 301단계에서 소스 피코 기지국(201)은 피코 GW(205)에게 S1 초기 UE 메시지(S1 Initial UE Message)를 피코 GW(205)에게 송신하고, 303단계에서 상기 피코 GW(203)는 S1 초기 UE 메시지(S1 Initial UE Message)를 상기 MME(207)에 전달한다. 305단계 및 307단계에서 MME(207)는 단말의 인증을 위하여 피코 GW(205)를 통하여 NAS 메시지를 소스 피코 기지국(201)으로 송신한다. 이후, 단말에 대한 인증이 성공하면, 309단계에서 MME(207)는 해당 단말에게 트래픽 서비스를 제공하기 위한 경로 정보를 포함하는 S1 초기 컨텍스트 설정 요청(S1 Initial Context Setup Request) 메시지를 피코GW(205)로 송신한다. 상기 S1 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에는 상기 경로 정보뿐 아니라 상기 해당 단말에 대한 보안 컨텍스트 정보가 포함된다. 311단계에서 상기 피코 GW(205)는 본 발명에서 제안하는 “숨은(hiding)” 핸드오버를 제공하기 위해 상기 보안 컨텍스트 정보를 저장한다. 이후, 313단계에서 피코 GW(205)는 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 소스 피코 기지국(201)로 송신하고 315단계에서 그에 대한 응답을 수신하고, 이를 MME(207)에게 전달한다.When the terminal (not shown) accesses the source pico base station 201, the source pico base station 201 transmits an S1 initial UE message to the pico GW 205 in step 301. In step 303, the Pico GW 203 transmits an S1 Initial UE Message to the MME 207. In steps 305 and 307, the MME 207 transmits a NAS message to the source pico base station 201 through the pico GW 205 for authentication of the terminal. Subsequently, if authentication of the terminal is successful, in step 309, the MME 207 may display an S1 Initial Context Setup Request message including path information for providing a traffic service to the terminal. To send). The S1 initial context setup request message includes security context information for the corresponding terminal as well as the route information. In step 311, the pico GW 205 stores the security context information to provide a "hiding" handover proposed by the present invention. Thereafter, the pico GW 205 transmits the initial context setup request message to the source pico base station 201 in step 313, receives a response thereto and transmits the response to the MME 207 in step 315.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 피코 GW가 컨텍스트 변경 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 과정을 설명하는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a process of obtaining a security context by a pico GW through a context change according to an embodiment of the present invention.

단말이 네트워크 서비스를 받기 위하여 상기 도 3에서 설명된 네트워크 첨부 과정이 완료된 이후에, 경우에 따라 단말의 컨텍스트 정보가 일부 수정할 필요가 있을 수 있다. 이 경우 MME(207)는 401단계에서 피코 GW(205)에게 해당 단말의 보안 컨텍스트 정보를 포함하는 S1 UE 컨텍스트 변경 요청(S1 UE Context Modification Request) 메시지를 전송한다. 403단계에서 상기 피코 GW(205)는 본 발명에서 제안하는 “숨은(hiding)” 핸드오버를 제공하기 위해 상기 보안 컨텍스트 정보를 저장한다. 405단계에서 피코 GW(205)는 상기 S1 UE 컨텍스트 변경 요청 메시지를 소스 피코 기지국(201)로 송신하고, 407단계에서 그 응답을 수신하고, 이를 409단계에서 MME(207)로 전달한다. After the network attachment process described in FIG. 3 is completed in order for the terminal to receive the network service, it may be necessary to partially modify the context information of the terminal in some cases. In this case, the MME 207 transmits an S1 UE context modification request message including the security context information of the terminal to the pico GW 205 in step 401. In step 403, the Pico GW 205 stores the security context information to provide a "hiding" handover proposed by the present invention. The pico GW 205 transmits the S1 UE context change request message to the source pico base station 201 in step 405, receives the response in step 407, and forwards the response to the MME 207 in step 409.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 피코 GW가 S1 핸드오버 절차를 통하여 보안 컨텍스트를 획득하는 과정을 설명하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a process in which a pico GW acquires a security context through an S1 handover procedure according to an embodiment of the present invention.

S1 핸드오버 상황이 발생할 경우, 501단계와 503단계에서 소스 피코 기지국(201)은 S1 핸드오버 요구(S1 HO REQUIRED) 메시지를 피코 GW(205)를 통하여 MME(207)로 송신한다. 503단계에서 MME(207)는 S1 핸드오버 요청(HO REQUEST) 메시지를 피코 GW(205)로 송신한다. 상기 S1 핸드오버 요청(HO REQUEST) 메시지에는 해당 단말에 대한 보안 컨텍스트가 포함되어 있다. 507단계에서 피코 GW(205)는 본 발명에서 제안하는 “숨은(hiding)” 핸드오버를 제공하기 위해 상기 보안 컨텍스트 정보를 저장한다. 509단계 및 511단계에서 피코 GW(205)는 S1 핸드오버 요청 메시지를 타겟 피코 기지국(203)으로 송신하고, 그 응답을 수신하고, 513단계에서 상기 응답을 MME(207)으로 송신한다.When an S1 handover situation occurs, in step 501 and 503, the source pico base station 201 transmits an S1 handover request (S1 HO REQUIRED) message to the MME 207 through the pico GW (205). In step 503, the MME 207 transmits an S1 handover request (HO REQUEST) message to the pico GW 205. The S1 handover request (HO REQUEST) message includes a security context for the terminal. In step 507, the pico GW 205 stores the security context information to provide a "hiding" handover proposed in the present invention. In steps 509 and 511, the pico GW 205 transmits an S1 handover request message to the target pico base station 203, receives the response, and transmits the response to the MME 207 in step 513.

515단계와 517단계에서 MME(207)는 피코 GW(205)를 통하여 S1 핸드오버 명령 메시지를 소스 피코 기지국(201)로 전달한다. 소스 피코 기지국(201)은 519단계와 521 단계에서 S1 기지국 상태 전달 메시지(S1 ENB STATUS TRANSFER)를 MME(207)로 송신하고, MME(207)는 523단계와 525단계에서 S1 MME 상태 전달 메시지(S1 MME STATUS TRANSFER)를 타겟 피코 기지국(203)으로 송신한다. 타겟 피코 기지국(203)은 527단계와 529단계에서 S1 핸드오버 통지(HO NOTIFY) 메시지를 피코 GW(205)를 통하여 MME(207)로 송신한다. 이후, 531단계 및 533단계를 통하여 소스 피코 기지국의 자원이 해지된다.In steps 515 and 517, the MME 207 transmits an S1 handover command message to the source pico base station 201 through the pico GW 205. The source pico base station 201 transmits an S1 ENB STATUS TRANSFER to the MME 207 in steps 519 and 521, and the MME 207 sends an S1 MME status transfer message (steps 523 and 525). S1 MME STATUS TRANSFER) is transmitted to the target pico base station 203. The target pico base station 203 transmits an S1 handover notification (HO NOTIFY) message to the MME 207 via the pico GW 205 in steps 527 and 529. Thereafter, the resources of the source pico base station are released through steps 531 and 533.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피코 기지국 간 핸드 오버 방식을 위한 피코 GW의 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of a pico GW for a pico base station handover scheme according to an embodiment of the present invention.

601단계에서 피코 GW는 소정 절차를 통하여 해당 단말의 보안 컨텍스트 정보를 획득하고 저장한다. 상기 소정 절차는 도 3 내지 도 5에서 설명된 단말의 등록 절차, 등록 절차 이후의 컨텍스트 정보 변경 절차, S1 핸드 오버 절차가 될 수 있다.In step 601, the pico GW acquires and stores security context information of the corresponding terminal through a predetermined procedure. The predetermined procedure may be a registration procedure of the terminal described in FIGS. 3 to 5, a context information change procedure after the registration procedure, and an S1 handover procedure.

603단계에서는 핸드 오버 절차 시에 타겟 피코 기지국으로부터 S1 경로 스위칭 요청 메시지를 수신한다. 605단계에서는 상기 601단계에서 획득한 해당 단말의 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 S1 경로 스위칭 요청에 대한 응답 메시지를 상기 타겟 피코 기지국으로 송신한다.In step 603, the S1 path switching request message is received from the target pico base station in the handover procedure. In step 605, a response message for the S1 path switching request is transmitted to the target pico base station by using the security context information of the corresponding terminal obtained in step 601.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 피코 GW를 통하여 피코 기지국 간 X2 핸드오버를 수행하는 경우, MME에게 핸드오버를 알리지 않는다. 이러한 본 발명의 구성에 따르면, 피코 기지국 간 핸드오버 발생 시 MME와의 메시지 송수신에 의한 네트워크 부하를 줄일 수 있다. 또한, 대용량의 가입자에 대한 호를 처리하는 MME에게 피코 기지국 간의 핸드오버 상황을 숨김으로써 MME 시스템의 핸드오버 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 피코 기지국 간 핸드오버 발생 시 MME 처리하는 최종 핸드오버 관련 메시지를 피코 GW에서 처리함으로써, 핸드오버 처리 시간이 단축될 수 있다. As described above, in the present invention, when performing X2 handover between pico base stations through the pico GW, the MME does not notify the handover. According to the configuration of the present invention, when the handover between the pico base station occurs, the network load by the message transmission and reception with the MME can be reduced. In addition, it is possible to reduce the handover load of the MME 으로써 system by hiding the handover situation between pico base stations to the MME handling the call for a large number of subscribers. In addition, the handover processing time may be shortened by processing the last handover related message processed by the MME when the handover between the pico base stations occurs in the pico GW.

Claims (8)

피코 기지국들 간의 핸드 오버 시 상기 피코 기지국들과 연동되는 피코 게이트웨이(GW)의 핸드 오버 방법에 있어서,
타겟 피코 기지국으로부터 경로 스위칭 요청 메시지를 수신하는 과정과,
미리 획득한 단말의 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 상기 경로 스위칭 요청 메시지에 응답 메시지를 생성하는 과정과,
상기 생성된 응답 메시지를 상기 타겟 피코 기지국으로 송신하는 과정을 포함하는 피코 게이트웨이의 핸드오버 방법.
In the handover method of the pico gateway (GW) interworking with the pico base stations when the handover between the pico base stations,
Receiving a path switching request message from a target pico base station;
Generating a response message in the path switching request message by using the security context information of the terminal acquired in advance;
And transmitting the generated response message to the target pico base station.
제1항에 있어서, 상기 단말의 보안 컨텍스트 정보는,
상기 단말의 등록 절차 중, MME로부터 수신하는 초기 컨텍스트 요청 메시지로부터 획득함을 특징으로 하는 피코 게이트웨이의 핸드오버 방법.
The method of claim 1, wherein the security context information of the terminal,
Method of handover of the pico gateway, characterized in that obtained from the initial context request message received from the MME during the registration procedure of the terminal.
제1항에 있어서, 상기 단말의 보안 컨텍스트 절차는,
상기 단말의 등록 절차 이후의 컨텍스트 변경 절차 중, MME로부터 수신하는 초기 컨텍스트 변경 요청 메시지로부터 획득함을 특징으로 하는 피코 게이트웨이의 핸드오버 방법.
The security context procedure of claim 1, wherein
The handover method of the pico gateway, characterized in that obtained from the initial context change request message received from the MME during the context change procedure after the registration procedure of the terminal.
제1항에 있어서, 상기 단말의 보안 컨텍스트 절차는,
상기 단말의 S1 핸드오버 절차 중, MME로부터 수신하는 S1 핸드오버 요청 메시지로부터 획득함을 특징으로 하는 피코 게이트웨이의 핸드오버 방법.
The security context procedure of claim 1, wherein
A method of handover of a pico gateway, characterized in that obtained from the S1 handover request message received from the MME of the S1 handover procedure of the terminal.
피코 게이트웨이(GW)와 연동되는 피코 기지국들 간의 핸드 오버 시 타겟 피코 기지국의 핸드 오버 방법에 있어서,
상기 피코 게이트웨이로 경로 스위칭 요청 메시지를 송신하는 과정과,
미리 획득한 단말의 보안 컨텍스트 정보를 이용하여 상기 피코 게이트웨이가 생성한 상기 경로 스위칭 요청 메시지에 응답 메시지를 상기 피코 게이트웨이로부터 수신하는 과정을 포함하는 타겟 피코 기지국의 핸드오버 방법.
In the handover method of the target pico base station at the time of handover between pico base stations linked with the pico gateway (GW),
Transmitting a path switching request message to the pico gateway;
And receiving a response message from the pico gateway in response to the path switching request message generated by the pico gateway using previously obtained security context information of the terminal.
제5항에 있어서, 상기 단말의 보안 컨텍스트 정보는,
상기 단말의 등록 절차 중, 상기 피코 게이트웨이가 MME로부터 수신하는 초기 컨텍스트 요청 메시지로부터 획득함을 특징으로 하는 타겟 피코 기지국의 핸드오버 방법.
The method of claim 5, wherein the security context information of the terminal,
The handover method of the target pico base station, characterized in that the Pico gateway is obtained from the initial context request message received from the MME during the registration procedure of the terminal.
제5항에 있어서, 상기 단말의 보안 컨텍스트 절차는,
상기 단말의 등록 절차 이후의 컨텍스트 변경 절차 중, 상기 피코 게이트웨이가 MME로부터 수신하는 초기 컨텍스트 변경 요청 메시지로부터 획득함을 특징으로 하는 타겟 피코 기지국의 핸드오버 방법.
The method of claim 5, wherein the security context procedure of the terminal,
The handover method of the target pico base station, characterized in that obtained from the initial context change request message received by the pico gateway from the MME during the context change procedure after the registration procedure of the terminal.
제5항에 있어서, 상기 단말의 보안 컨텍스트 절차는,
상기 단말의 S1 핸드오버 절차 중, 상기 피코 게이트웨이가 MME로부터 수신하는 S1 핸드오버 요청 메시지로부터 획득함을 특징으로 하는 타겟 피코 기지국의 핸드오버 방법.
The method of claim 5, wherein the security context procedure of the terminal,
The handover method of the target pico base station, characterized in that the Pico gateway is obtained from the S1 handover request message received from the MME during the S1 handover procedure of the terminal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016143941A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 (주)주니코리아 Control method and system for handover between base stations in communication system

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