KR20160091489A - 이동통신 서비스를 위한 핸드오버 방법 - Google Patents

이동통신 서비스를 위한 핸드오버 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 서비스를 위한 핸드오버 방법에 관한 것이다. 개시된 이동통신 시스템의 핸드오버 방법은, 이동통신 단말의 핸드오버를 결정한 서빙 기지국이 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계와, 서빙 기지국이 선정된 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하는 단계와, 협력 기지국들이 서빙 기지국에게 핸드오버 요청에 대해 응답하는 단계와, 협력 기지국들이 멀티캐스팅을 요청하여 패킷 데이터를 제공받는 단계와, 서빙 기지국이 이동통신 단말에게 RRC 연결 재설정을 요청하는 단계와, 이동통신 단말이 서빙 기지국 및 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 서빙 기지국 또는 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계와, 이동통신 단말이 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 서빙 기지국으로부터 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다. 준-소프트 핸드오버와 같이 신호의 질이 더 좋은 무선 자원을 적응적으로 바꿔줌에 있어서 서빙 기지국뿐만 아니라 복수의 협력 기지국을 활용하여 핸드오버를 줄임으로써, 높은 QoS를 보장함과 아울러 주파수효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

이동통신 서비스를 위한 핸드오버 방법{HAND-OVER METHOD FOR MOBILE-COMMUNITION SERVICE}
본 발명은 이동통신 서비스를 위한 핸드오버 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 서비스를 제공받는 이동통신 단말의 핸드오버 방법과 이를 위한 기지국의 핸드오버 지원 방법 및 이들에 의한 이동통신 시스템의 핸드오버 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 3GPP 릴리스(Release) 8에서는 이동통신 시스템의 하나로써, 망 아키텍처(Network Architecture)인 EPC(Evolved Packet Core)를 기술하고 있다. EPC는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍처의 코어 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망구조를 갖는다. EPC와 E-UTRAN을 포함하는 무선통신 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라고 호칭할 수도 있으며, 현재 국내에서 서비스 중인 LTE 이동통신 시스템이 이에 해당한다.
한편, 이러한 이동통신 시스템에서 이동통신 단말의 이동 중에도 끊임없는 서비스를 제공하기 위하여 핸드오버를 수행하게 되며, 이러한 핸드오버는 크게 하드 핸드오버와 소프트 핸드오버로 나눌 수 있다.
이 중에서, 하드 핸드오버는 핸드오버 과정 중에 서빙(serving) 기지국과의 연결을 먼저 끊고 타깃(target) 기지국으로의 연결을 수행한다. 반면에, 소프트 핸드오버는 타깃 기지국과의 연결이 완료된 후 서빙 기지국과의 연결을 끊는다. 소프트 핸드오버는 핸드오버 과정 중에 양 기지국과 동시에 연결되는 구간이 존재하기 때문에 주파수효율(spectral efficiency, 또는 capacity) 측면에서 하드핸드오버보다 우월하지만 무선 자원(radio link)을 하드 핸드오버에 비해 2배 더 사용하는 단점이 존재한다.
준-소프트(semisoft) 핸드오버는 하드 핸드오버와 소프트 핸드오버의 장점을 결합한 것이다. 일반적으로 핸드오버 과정 중에는 서빙 기지국과 타깃 기지국과의 거리가 비슷하고 이에 더해 채널의 페이딩 효과가 합산되어 양 기지국 사이의 신호는 비슷한 평균을 가진 채 심한 변화를 겪는다. 준-소프트 핸드오버는 이러한 변화를 기회적(opportunistically)으로 이용하여 서빙 기지국과 타깃 기지국 중 신호의 질이 더 좋은 무선 자원을 적응적으로 바꿔가며 다이버시티 이득을 얻는다. 이를 SSDT(Site Selection Diverstiy)라 한다.
이러한 준-소프트 핸드오버는 기회적인 신호의 이용을 통해 하드 핸드오버에 비해 주파수효율이 더 개선됨과 동시에 무선 자원은 하드 핸드오버와 동일한 양을 사용하는 장점이 있다.
최근의 이동통신 시스템은 네트워크의 용량 증대 등을 위하여 작은 셀에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이에 따라 기지국 서비스 영역이 소형화됨에 따라 동반되는 잦은 핸드오버는 QoS(Quality of Service)의 감소를 초래하는 문제점이 있었다.
미국 공개특허공보 2013-0058246, 공개일자 2013년 3월 7일
본 발명의 실시예에 따르면, 준-소프트 핸드오버와 같이 신호의 질이 더 좋은 무선 자원을 적응적으로 바꿔줌에 있어서 서빙 기지국뿐만 아니라 복수의 협력 기지국을 활용하여 핸드오버를 줄임으로써, 높은 QoS를 보장함과 아울러 주파수효율을 향상시킨다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제 1 관점에 따른 이동통신 시스템의 핸드오버 방법은, 이동통신 단말의 핸드오버를 결정한 서빙 기지국이 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계와, 상기 서빙 기지국이 선정된 상기 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하는 단계와, 상기 협력 기지국들이 상기 서빙 기지국에게 핸드오버 요청에 대해 응답하는 단계와, 상기 협력 기지국들이 멀티캐스팅을 요청하여 패킷 데이터를 제공받는 단계와, 상기 서빙 기지국이 상기 이동통신 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정을 요청하는 단계와, 상기 이동통신 단말이 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 상기 서빙 기지국 또는 상기 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계와, 상기 이동통신 단말이 상기 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 상기 서빙 기지국으로부터 상기 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계에서, 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 채널 환경과 기 설정된 전송모드 임계값과의 비교 결과에 따라 복수의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송모드 중에서 어느 한 전송모드를 이용할 수 있다.
상기 이동통신 단말은 상기 복수의 MIMO 전송모드 중에서 어느 한 전송모드가 선정되어 상기 패킷 데이터가 전송되면, 선정된 상기 MIMO 전송모드에 대응하는 필터로 스위칭하여 상기 패킷 데이터를 수신할 수 있다.
상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio)이 기 설정된 전송모드 임계값을 초과하면 공간 다중화 전송모드를 이용할 수 있다.
본 발명의 제 2 관점에 따른 기지국의 핸드오버 지원 방법은, 이동통신 단말의 핸드오버가 결정되면 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계와, 선정된 상기 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하여 응답받는 단계와, 상기 이동통신 단말에게 RRC 연결 재설정을 요청하는 단계와, 상기 핸드오버 요청에 따라 상기 협력 기지국들이 이동성 관리 노드에게 요청한 패킷 데이터를 수신하는 단계와, 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하는 상기 이동통신 단말이 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 상기 패킷 데이터를 요청하면 제공하는 단계와, 상기 핸드오버 임계값 조건이 만족되어 상기 서빙 기지국으로부터 상기 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행한 상기 이동통신 단말에 대한 리소스를 해제하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 패킷 데이터를 요청하면 제공하는 단계에서, 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 채널 환경과 기 설정된 전송모드 임계값과의 비교 결과에 따라 복수의 MIMO 전송모드 중에서 어느 한 전송모드를 이용할 수 있다.
상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 SINR이 기 설정된 전송모드 임계값을 초과하면 공간 다중화 전송모드를 이용할 수 있다.
본 발명의 제 3 관점에 따른 이동통신 단말의 핸드오버 방법은, 서빙 기지국으로부터 핸드오버를 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계와, 상기 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 복수의 협력 기지국 및 상기 서빙 기지국과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 상기 서빙 기지국 또는 상기 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계와, 상기 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 상기 서빙 기지국으로부터 상기 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계에서, 상기 이동통신 단말은 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들에 의해 복수의 MIMO 전송모드 중에서 어느 한 전송모드가 선정되어 상기 패킷 데이터가 전송되면, 선정된 상기 MIMO 전송모드에 대응하는 필터로 스위칭하여 상기 패킷 데이터를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 준-소프트 핸드오버와 같이 신호의 질이 더 좋은 무선 자원을 적응적으로 바꿔줌에 있어서 서빙 기지국뿐만 아니라 복수의 협력 기지국을 활용하여 핸드오버를 줄임으로써, 높은 QoS를 보장함과 아울러 주파수효율을 향상시킨다.
나아가, 채널 환경에 따라 복수의 MIMO 중에서 적합한 전송모드를 이용함으로써, 주파수효율을 더욱 증진시키는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 핸드오버 지원 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 방법과 종래의 핸드오버 방법에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 이동통신 시스템의 핸드오버 방법은, 이동통신 단말의 핸드오버를 결정한 서빙 기지국이 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계(101 내지 105)를 포함한다.
이어서, 서빙 기지국이 선정된 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하는 단계(107)를 더 포함한다.
그리고, 협력 기지국들이 서빙 기지국에게 핸드오버 요청에 대해 응답하는 단계(109 및 111)를 더 포함한다.
또, 협력 기지국들이 이동성 관리 노드에게 멀티캐스팅을 요청하여 게이트웨이에서 제공하는 패킷 데이터를 협력 기지국 및 서빙 기지국이 제공받는 단계(113 및 115)를 더 포함한다.
아울러, 서빙 기지국이 이동통신 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정을 요청하는 단계(117)를 더 포함한다.
다음으로, 이동통신 단말이 서빙 기지국 및 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 서빙 기지국 또는 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계(119 내지 123)를 더 포함한다.
그리고, 이동통신 단말이 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 서빙 기지국으로부터 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계(125 내지 129)를 더 포함한다.
또, 이동통신 단말이 핸드오버를 통해 어태치된 기지국을 제외한 나머지 기지국들이 이동통신 단말에 대한 리소스를 해제하는 단계(131 내지 137)를 더 포함한다.
이후, 이동통신 단말이 게이트웨이에서 제공하는 패킷 데이터를 어태치된 기지국으로부터 전달받는 단계(139)를 더 포함한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 핸드오버 지원 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 기지국의 핸드오버 지원 방법은, 이동통신 단말의 핸드오버가 결정되면 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계(201)를 포함한다.
이어서, 선정된 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하여 응답받는 단계(203)를 더 포함한다.
그리고, 이동통신 단말에게 RRC 연결 재설정을 요청하는 단계(205)를 더 포함한다.
이어서, 핸드오버 요청에 따라 협력 기지국들이 이동성 관리 노드에게 요청한 패킷 데이터를 수신하는 단계(207)를 더 포함한다.
또, 서빙 기지국 및 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하는 이동통신 단말이 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 패킷 데이터를 요청하면 이를 제공하는 단계(209)를 더 포함한다.
아울러, 핸드오버 임계값 조건이 만족되어 서빙 기지국으로부터 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행한 이동통신 단말에 대한 리소스를 해제하는 단계(211)를 더 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이에 나타낸 바와 같이 실시예에 따른 이동통신 단말의 핸드오버 방법은, 서빙 기지국으로부터 핸드오버를 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계(301)를 포함한다.
이어서, RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 복수의 협력 기지국 및 서빙 기지국과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 서빙 기지국 또는 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계(303)를 더 포함한다.
다음으로, 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 서빙 기지국으로부터 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계(307)를 더 포함한다.
이하, 도 1a와 도 1b 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 핸드오버 방법과 이를 위한 기지국의 핸드오버 지원 방법 및 이들에 의한 이동통신 시스템의 핸드오버 방법에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
먼저, 이동통신 단말이 어태치된 서빙 기지국은 게이트웨이로부터 이동통신 단말을 위한 패킷 데이터를 수신하며, 수신된 패킷 데이터를 이동통신 단말에게 전달한다(101).
단계 101을 통해 이동통신 서비스를 제공받는 이동통신 단말은 서빙 기지국을 포함하여 자신의 주변에 위치하는 기지국들을 대상으로 하여 전파 환경을 측정하며, 측정된 전파 환경에 대한 리포트를 서빙 기지국에게 전송한다. 예컨대, 이동통신 단말은 각 기지국들로부터 송출되는 전파에 대해 SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio)을 측정하여 리포트할 수 있다(103).
그러면, 서빙 기지국은 이동통신 단말로부터 제공받은 전파 환경 리포트에 기초하여 자신보다 전파 환경이 우수한 기지국이 존재하는 경우에 기 설정된 임계값과의 비교 결과가 핸드오버 평가지표에 만족하는지를 판단하며, 핸드오버 평가지표에 만족되는 경우에는 이동통신 단말의 핸드오버를 결정한다(105).
이어서, 서빙 기지국은 단계 105에서 핸드오버 평가지표에 만족되는 복수의 기지국들을 협력 기지국으로 선정하며(201), 선정된 협력 기지국들에게 핸드오버 요청 메시지를 전송한다(107).
그리고, 핸드오버 요청 메시지를 수신한 협력 기지국들은 자신들이 보유한 리소스를 파악하여 서비스 여력이 있는지를 판단하며, 서비스 여력이 있는 경우에 핸드오버를 허용하는 승인 제어를 수행하고(109), 승인 제어를 수행한 협력 기지국들은 핸드오버 요청 응답 메시지를 서빙 기지국에게 전송한다(111, 203).
아울러, 단계 111에서 승인 제어를 수행한 협력 기지국들은 사용자 데이터를 제공받기 위하여 이동성 관리 노드(Mobility Management Entity, MME)에게 멀티캐스팅을 요청하며(113), 이동성 관리 노드는 게이트웨이에게 멀티캐스팅 요청을 전달하고, 게이트웨이는 서빙 기지국 및 협력 기지국들에게 이동통신 단말을 위한 패킷 데이터를 멀티캐스팅 방식으로 전송한다(115).
한편, 단계 111에서 협력 기지국들로부터 핸드오버 요청 응답 메시지를 수신한 서빙 기지국은 이동통신 단말에게 이동통신 단말에게 RRC 연결 재설정을 요청한다. 이때, RRC 연결 재설정 요청 메시지에는 단계 109에서 승인 제어를 수행한 협력 기지국들에 대한 정보가 포함된다(117, 205, 301).
그러면, 이동통신 단말은 RRC 연결 재설정 요청 메시지에 따라 협력 기지국들을 타깃 기지국으로 삼아 어태치하며(119), 서빙 기지국과 협력 기지국들이 포함된 타깃 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는다(121, 123, 303). 이를, 서빙 기지국 또는 협력 기지국들의 입장에서 보면 게이트웨이로부터 수신한 패킷 데이터를 이동통신 단말에게 제공하는 것이다(207, 209)
여기서, 이동통신 단말은 이동통신 단말이 서빙 기지국 및 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 서빙 기지국과 협력 기지국들 중에서 전파 환경이 우수한 기지국을 선정하며, 선정된 기지국에게 패킷 데이터를 요청하여 이를 수신한다. 이러한 패킷 데이터의 요청 및 수신은 기 설정된 핸드오버 임계값 조건이 만족할 때까지 수행하게 된다. 예컨대, 기 설정된 핸드오버 임계값 조건은 타깃 기지국들 중에서 어느 한 기지국과의 SINR이 기 설정된 핸드오버 임계값을 초과하는 경우이며, 이때는 해당 기지국으로 핸드오버하는 것이 바람직하기 때문이다.
아울러, 서빙 기지국 및 협력 기지국들은 기지국과의 채널 환경과 기 설정된 전송모드 임계값을 비교하며, 그 비교 결과에 따라 복수의 MIMO(Multiple Input Multiple Output)의 전송모드 중에서 어느 한 전송모드를 선정한다.
MIMO 시스템은 그 특성상 SISO(Single Input Single Output) 시스템과 달리 여러 전송모드들이 존재한다. 예컨대, 3GPP 표준에서 정의하는 MIMO 전송 모드들로는 OL-SM(Open Loop Spatial Multiplexing), CL-SM(Closed Loop Spatial Multiplexing), BF(Beamforming), TD(Transmit diversity) 등이 있다. 이러한 각 전송모드들은 채널의 환경에 따라 서로 다른 효율을 나타낸다. 일반적으로 공간 다중화(SM)의 경우에는 SINR이 충분히 보장되고 산란이 풍부(rich-scattering)한 환경에서 높은 이득을 나타내며, BF와 TD의 경우에는 낮은 SINR과 산란이 적은 환경에서 공간 다중화에 비해 우위의 성능을 갖는다.
따라서, 타깃 기지국들은 이동통신 단말과의 SINR 및 채널 랭크(rank) 등에 따른 채널 상황에 따른 채널 상황에 따라 이러한 MIMO 모드들을 적응적으로(adaptively) 스위칭하는 것이다. 예컨대, 타깃 기지국들은 SINR이 기 설정된 전송모드 임계값을 초과하면 공간 다중화 전송모드를 이용할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 직교 시공간 블록 부호(Orthogonal Space-Time Block Code; OSTBC) 전송모드를 이용할 수 있다.
여기서, 이동통신 단말은 타깃 기지국들에 의해 선정된 전송모드에 대응하는 필터로 스위칭하여 패킷 데이터를 수신하게 된다. 예컨대, 공간 다중화 전송모드인 경우라면 ZF(zero-forcing) 필터 또는 최소 평균 제곱 에러(Minimum Mean Squared Error) 필터로 스위칭하여 패킷 데이터를 수신할 수 있으며, 직교 시공간 블록 부호 전송모드인 경우에는 최대비 결합(Maximal Ratio Combining; 이하 MRC) 필터로 스위칭하여 패킷 데이터를 수신할 수 있다.
다음으로, 이동통신 단말은 타깃 기지국들 중에서 어느 한 기지국과의 전파 환경이 기 설정된 핸드오버 조건을 만족하면 핸드오버를 결정하며(125, 305), 핸드오버가 결정된 이후에는 소스 기지국을 디태치한다. 여기서, 서빙 기지국이 소스 기지국에 대응하기에 이동통신 단말과 서빙 기지국이 디태치된다(127, 307).
이어서, 이동통신 단말이 핸드오버된 기지국에게 핸드오버 확인 메시지를 전송한다(129). 도 1b에는 실시예에 따라 협력 기지국#N으로 핸드오버되는 경우를 예시하였다.
그리고, 협력 기지국#N은 이동성 관리 노드에게 핸드오버 완료 메시지를 전송하고(131), 게이트웨이에게 패킷 경로 재설정 메시지를 전송한다(133).
아울러, 게이트웨이가 이동통신 단말이 핸드오버를 통해 어태치된 기지국을 제외한 나머지 기지국들에게 리소스 해제 명령을 전송하며(135), 이에 따라 해당 기지국들은 이동통신 단말에 대한 리소스를 해제한다(137, 211).
이후에는, 이동통신 단말이 게이트웨이에서 제공하는 패킷 데이터를 어태치된 기지국으로부터 전달받는다(139).
본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 핸드오버 방법의 효과를 검증하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 환경은 아래의 표 1과 같다.
Cell radius 50 m
Path loss exponent 3.68
Path loss constant 43.8 dB
Shadowing standard deviation 8 dB
BS Tx power 20 dBm
Noise power density -166.83 dBm/Hz
Channel bandwidth 10 MHz
Number of cells 61
Frequency reuse factor 1
Tx antenna correlation 0.1
이러한 시뮬레이션의 결과로 도출된 것이 도 4의 그래프이다. 도 4에서 Hard handover가 종래 기술이며, Semisoft handover가 본 발명에 따른 핸드오버 방법이다. 2X2 MIMO, 2X4 MIMO 모두에서 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 방법이 종래 기술에 비하여 셀-엣지 영역에서 약 60% 주파수효율 성능개선을 나타내었다.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 이동통신 단말의 핸드오버를 결정한 서빙 기지국이 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계와,
    상기 서빙 기지국이 선정된 상기 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하는 단계와,
    상기 협력 기지국들이 상기 서빙 기지국에게 핸드오버 요청에 대해 응답하는 단계와,
    상기 협력 기지국들이 멀티캐스팅을 요청하여 패킷 데이터를 제공받는 단계와,
    상기 서빙 기지국이 상기 이동통신 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정을 요청하는 단계와,
    상기 이동통신 단말이 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 상기 서빙 기지국 또는 상기 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계와,
    상기 이동통신 단말이 상기 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 상기 서빙 기지국으로부터 상기 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 핸드오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계에서, 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 채널 환경과 기 설정된 전송모드 임계값과의 비교 결과에 따라 복수의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송모드 중에서 어느 한 전송모드를 이용하는 이동통신 시스템의 핸드오버 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동통신 단말은 상기 복수의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송모드 중에서 어느 한 전송모드가 선정되어 상기 패킷 데이터가 전송되면, 선정된 상기 MIMO 전송모드에 대응하는 필터로 스위칭하여 상기 패킷 데이터를 수신하는 이동통신 시스템의 핸드오버 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio)이 기 설정된 전송모드 임계값을 초과하면 공간 다중화 전송모드를 이용하는 이동통신 시스템의 핸드오버 방법.
  5. 이동통신 단말의 핸드오버가 결정되면 복수의 협력 기지국을 선정하는 단계와,
    선정된 상기 협력 기지국들에게 핸드오버를 요청하여 응답받는 단계와,
    상기 이동통신 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정을 요청하는 단계와,
    상기 핸드오버 요청에 따라 상기 협력 기지국들이 이동성 관리 노드에게 요청한 패킷 데이터를 수신하는 단계와,
    서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들과의 채널 환경을 실시간 확인하는 상기 이동통신 단말이 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 상기 패킷 데이터를 요청하면 제공하는 단계와,
    상기 핸드오버 임계값 조건이 만족되어 상기 서빙 기지국으로부터 상기 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행한 상기 이동통신 단말에 대한 리소스를 해제하는 단계를 포함하는 기지국의 핸드오버 지원 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 패킷 데이터를 요청하면 제공하는 단계에서, 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 채널 환경과 기 설정된 전송모드 임계값과의 비교 결과에 따라 복수의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송모드 중에서 어느 한 전송모드를 이용하는 기지국의 핸드오버 지원 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들은 상기 이동통신 단말과의 SINR(Signal-to-Interference and Noise Ratio)이 기 설정된 전송모드 임계값을 초과하면 공간 다중화 전송모드를 이용하는 기지국의 핸드오버 지원 방법.
  8. 서빙 기지국으로부터 핸드오버를 위한 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 RRC 연결 재설정 메시지에 포함된 복수의 협력 기지국 및 상기 서빙 기지국과의 채널 환경을 실시간 확인하면서 기 설정된 핸드오버 임계값 조건을 만족할 때까지 상기 서빙 기지국 또는 상기 협력 기지국들에게 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계와,
    상기 핸드오버 임계값 조건이 만족되면 상기 서빙 기지국으로부터 상기 협력 기지국들 중에서 어느 한 타깃 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는 이동통신 단말의 핸드오버 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패킷 데이터를 요청하여 제공받는 단계에서, 상기 이동통신 단말은 상기 서빙 기지국 및 상기 협력 기지국들에 의해 복수의 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송모드 중에서 어느 한 전송모드가 선정되어 상기 패킷 데이터가 전송되면, 선정된 상기 MIMO 전송모드에 대응하는 필터로 스위칭하여 상기 패킷 데이터를 수신하는 이동통신 단말의 핸드오버 방법.


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