WO2012157863A2 - 네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들 - Google Patents

네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들 Download PDF

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0011—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection
    • H04W36/0022—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection for transferring data sessions between adjacent core network technologies

Definitions

  • This specification describes service continuity during handover between networks or within a network.
  • the user terminal provides methods for providing continuity of services when handover between specific networks or within a network, there is a case in which handover of services is not provided when handover between other specific networks.
  • the present invention provides a method and apparatuses for providing continuity of service when a user terminal performs handover between networks or within a network.
  • the present invention provides a method and apparatuses for providing continuity of services when a user terminal moves between a local network base station and a macro network base station.
  • the present invention provides a method and apparatus for providing continuity of service when moving between local network base stations within a homogeneous network or between heterogeneous networks.
  • a method for providing service continuity in handover between networks may be performed by a terminal transmitting data traffic to a wired network through a base station, a serving gateway, and a packet data network gateway included in a macro network. Receiving; And transmitting, by the terminal, data traffic to or from a wired network through the other base station, the serving gateway, and the packet data network gateway when handing over to another base station included in a local network. .
  • a method of providing service continuity during handover between networks may include: transmitting, by a terminal, data traffic to or from a wired network through one base station and a local gateway included in a local network; And transmitting data traffic to or from a wired network through a serving gateway included in the other base station and the macro network and the local gateway when handing over to another base station included in a macro network. do.
  • a method of providing service continuity during handover between two or more base stations located in one local network may be performed by a terminal through a local gateway and one of the base stations included in the local network. Transmitting data traffic or receiving data traffic from a wired network; And transmitting data traffic to a wired network or receiving data traffic from a wired network through the other base station and the local gateway when handing over to another base station included in the local network.
  • a method for providing service continuity in handover between two or more base stations located in different local networks may include a base station and a local gateway included in one of the local networks. Transmitting data traffic to the wired network through or receiving data traffic from the wired network; And a serving gateway included in another base station and a macro network included in the other network when the terminal is handed over to another base station included in another network among the local networks, and a wired network through the local gateway included in the one network. Transmitting data traffic to or receiving data traffic from a wired network.
  • a method for providing service continuity in handover between two or more base stations located in different local networks may include a base station and a local gateway included in one of the local networks. Transmitting data traffic to the wired network through or receiving data traffic from the wired network; And when the terminal hands over to another base station included in another network of the local networks, the terminal transmits data traffic to a wired network through another base station included in the other network and the local gateway included in the one network or from a wired network. Receiving data traffic.
  • a method for providing service continuity in handover from a first base station located in one local network to a second base station may include preparing a handover between the first base station and the second base station; Executing a handover from the first base station to the second base station through a terminal; The second base station transmitting a path switch request message to the MME; The MME transmitting a Modify Bearer Request message to a local gateway; And sending, by the local gateway, a Modify Bearer Response message to the MME.
  • the present invention can provide continuity of service when a user terminal performs handover between networks or within a network.
  • the present invention can provide continuity of service when a user terminal moves between a local network base station and a macro network base station.
  • the present invention can provide continuity of service when moving between local network base stations within a homogeneous network or between heterogeneous networks.
  • 1 is a system architecture for interworking a macro network and a local network to which embodiments are applied.
  • FIG. 2 illustrates user traffic paths before and after handover in a method for providing service continuity in an S1-based handover from a first base station to a second base station in the system architecture of FIG. 1.
  • 3 and 4 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the first embodiment.
  • 5 and 6 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover when the PMIP protocol is applied to the S5 reference point according to the second embodiment.
  • FIG. 7 illustrates user traffic paths before and after handover in a method for providing service continuity when the terminal performs handover from the second base station 145 to the first base station 120 in the system architecture of FIG. 1.
  • FIGS. 8 and 9 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover from the second base station to the first base station when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the third embodiment.
  • 10 and 11 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover from a second base station to a first base station when the PMIP protocol is applied to the S5 reference point according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 illustrates service continuity when two or more second base stations located in one local network exist, when a user terminal performs handover between second base stations as the user terminal moves from one second base station to another. User traffic paths before and after handover of the providing method are shown.
  • 13 and 14 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between second base stations when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the fifth embodiment.
  • 15 and 16 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between second base stations when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the modification of the fifth embodiment.
  • 17 and 18 are flowcharts of a method for providing service continuity through X2-based handover between second base stations 145 when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the sixth embodiment.
  • 19 illustrates user traffic paths before and after handover in a method of providing service continuity through S-GW in S1-based handover between two second base stations located in different local networks.
  • 20 illustrates a method for providing service continuity through a direct path between a second base station and an L-GW without passing through an S-GW in S1-based handover between two second base stations located in different local networks. Show user traffic paths before and after over.
  • 21 and 22 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between two second base stations located in different local networks when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the seventh embodiment. .
  • 23 and 24 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between two second base stations located in different local networks when the PMIP protocol is applied to the S5 reference point according to the eighth embodiment. .
  • 25 is a block diagram illustrating a configuration of a first base station / second base station and an MME according to another embodiment.
  • 1 is a system architecture for interworking a macro network and a local network to which embodiments are applied.
  • the system architecture 100 to which the embodiments are applied has a network structure for interworking between the macro network 110 and the local network 115 to support mobility of the terminal 105.
  • Terminal 105 in the present specification is a generic concept that means a user terminal in wireless communication, WCDMA and UE in GSM, LTE-A, HSPA, etc., as well as MS (Mobile Station), UT (User Terminal) in GSM ), SS (Subscriber Station), wireless device (wireless device), etc. should be interpreted as including the concept.
  • 3GPP macro network 110 and 3GPP local network 115 which is defined or defined in 3GPP that enacts the technical specifications of the mobile communication system as a system architecture 100 to which embodiments are applied herein, will be described by way of example. The invention is not limited thereto.
  • 3GPP macro network 110 is a network mobility management entity (Mobility Management Entity, 125, hereinafter) that is responsible for the processing of the control signal (Control Signal) of the first base station 120 and Core Network of the Evolved UTRAN (Core Network) 'MME'), Serving Gateway (Serving-Gateway, 130, hereinafter, 'S-GW'), and Packet Data Network Gateway (135, hereinafter, 'PDN-GW', or 'P-' GW ').
  • the 3GPP macro network 110 may include a separate gateway, for example, a security gateway 142 (SeGW), but may not include the security.
  • the first base station 120 or cell generally refers to a fixed station communicating with the terminal 105 and includes a Node-B, an evolved Node-B, and an BTS (BTS). May be called other terms such as Base Transceiver System, Access Point, Relay Node
  • the first base station 120 or the cell should be interpreted in a comprehensive sense indicating some areas covered by the base station controller (BSC) in the CDMA, the NodeB of the WCDMA, and the like. It is meant to cover various coverage areas such as cell, microcell, picocell, femtocell and relay node communication range.
  • BSC base station controller
  • the terminal 105 and the first base station 120 are two transmitting and receiving entities used to implement the technology or the technical idea described in the present specification and are used in a comprehensive sense and are not limited by the terms or words specifically referred to. Do not.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • OFDM-FDMA OFDM-FDMA
  • OFDM-TDMA OFDM-TDMA
  • OFDM-CDMA OFDM-CDMA
  • Uplink (downlink) and downlink (downlink) or downlink (downlink) transmission may use a time division duplex (TDD) scheme that is transmitted using different times, or may use different frequencies.
  • TDD time division duplex
  • FDD frequency division duplex
  • One embodiment of the present invention is resource allocation in the field of asynchronous wireless communication evolving into Long Term Evolution (LTE) and LTE-advancedA through GSM, WCDMA, HSPA, and synchronous wireless communication evolving into CDMA, CDMA-2000 and UMB.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-advancedA GSM
  • WCDMA High Speed Downlink Packet Access
  • HSPA High Speed Packet Access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • CDMA-2000 Code Division Multiple Access-2000
  • UMB Universal Mobile Broadband
  • a wireless communication system to which an embodiment of the present invention is applied may support uplink and / or downlink hybrid automatic repeat request (HARQ), and may use a channel quality indicator (CQI) for link adaptation.
  • HARQ downlink hybrid automatic repeat request
  • CQI channel quality indicator
  • multiple access schemes for downlink and uplink transmission may be different. For example, downlink uses Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), and uplink uses Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA). ) Is the same as can be used.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • the layers of the radio interface protocol between the terminal and the network are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) model, which are well known in communication systems.
  • the physical layer may be divided into a second layer (L2) and a third layer (L3), and the physical layer belonging to the first layer provides an information transfer service using a physical channel.
  • General traffic of the terminal 105 is sent to the P-GW 135 via the S-GW 130 through the first base station 120.
  • the MME 125 is responsible for processing a control signal in methods for providing service continuity in handover between networks to be described below.
  • the MME 125 may consider the operator policy, QoS, and subscriber information in addition to the control signals received from the terminal 105 and the S-GW 130.
  • a control plane and a user plane between an access network and a core network between the terminal 105 and the first base station 120 are exchanged with different interfaces. That is, the control plane between the first base station 120 and the MME 125 may use the S1-MME interface, and the user plane between the first base station 120 and the S-GW may use the S1-U interface. Meanwhile, the base stations may use the X2 interface, the S-GW 130 and the P-GW 135 may use the S5 interface, and the P-GW 135 and the Internet network 140 may use the SGi interface.
  • the 3GPP local network 115 is a home home network or a corporate office network.
  • the 3GPP local network 115 is referred to as a second base station 145 (H (e) NB), such as a femto base station, which uses a small cell to increase cell capacity, and a local gateway (150, hereinafter 'L-GW'). ).
  • the second base station 145 is installed indoors as a base station of a UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) network, and the cell coverage is installed indoors as a base station of a Home NodeB or EPS (Evolved Packet System) network corresponding to a femto cell.
  • the scale includes, but is not limited to, a Home eNodeB corresponding to a femto cell.
  • the second base station 145 may be identical to the first base station 120 in functional terms except that the second base station 145 is included in the local network 115.
  • the L-GW 150 is located between the second base station 145 and the wired network 155, and creates a bearer between the second base station 145 and the wired network 155, or L and the second base station 145 and L. Create bearers between GWs 150 and enable data transmission through the created bearers. Meanwhile, the L-GW 150 enables Selected IP Traffic Offload (SIPTO) or Local IP Access (LIPA) through the second base station 145.
  • SIPTO Selected IP Traffic Offload
  • LIPA Local IP Access
  • LIPA Local IP Access
  • LIPA means that the second base station 145 is connected to the local network 115, and the terminal 105 in the second base station 145 can access the local network through the second base station 145. It may be a technique to make.
  • the second base station 145 may use the S1-MME, S1-U, and X2 interfaces in the same manner as the first base station 120. Meanwhile, the second base station 145 and the L-GW 150 may use the Sxx interface. The L-GW 150 and the wired network 155 may use the SGi interface in the same manner as the P-GW 135 and the wired network 140 of the macro network 110.
  • the service continuity may mean, for example, session continuity of IP data sessions or IP address preservation, but is not limited thereto.
  • embodiments providing service continuity may be summarized as shown in Table 1 below. These embodiments do not account for all of the events that may additionally occur in the handover between the local network and / or the macro network. For example, (1) If the location of the terminal is changed or other reasons require a tracking area update, (2) If the S-GW is changed, (3) If the MME is changed, (4) When roaming is required, (5) dynamic PCC is applied in the manner specified in the 3GPP standard, and thus, in order to avoid repetitive description, the detailed signal procedure for these is not specified in the present specification. Can be extended to handle the contents of which are part of this specification.
  • Example 1 Apply the GTP Protocol to the S5 Reference Point Apply the PMIP Protocol to the S5 Reference Point S1-based handover X2-based handover Handover from Macro Network to Local Network
  • Example 2 Examples 1 and 2 N / A Handover from Local Network to Macro Network
  • Example 3 Example 4 Examples 3 and 4 N / A Handover between home base stations located within the same local network
  • Example 5 N / A Example 5
  • Example 6 Handover between horn base stations located in different local networks
  • Example 7 Example 8 Examples 7 and 8 N / A
  • FIG. 2 illustrates user traffic paths before and after handover in a method for providing service continuity in an S1-based handover from a first base station to a second base station in the system architecture of FIG. 1.
  • control signal transmission of the control plane is indicated by a dotted line and data transmission of the user plane is indicated by a solid line (the following drawings are also the same).
  • a user terminal 105 accesses a first base station 120 and undergoes an authentication procedure, and then a terminal 105 ⁇ a first base station 120 ⁇ S-GW 130 ⁇ P-GW ( 135, or may be allocated a user traffic communication channel connecting the L-PGW and receive data traffic from the wired network 140 or transmit data traffic to the wired network 140.
  • a terminal 105 ⁇ a first base station 120 ⁇ S-GW 130 ⁇ P-GW 135, or may be allocated a user traffic communication channel connecting the L-PGW and receive data traffic from the wired network 140 or transmit data traffic to the wired network 140.
  • the terminal 105 before the terminal 105 performs S1-based handover from the first base station 120 to the second base station 145, the terminal 105 ⁇ the first base station 120 ⁇ S-GW ( 130) ⁇ P-GW (135, or L-PGW) transmits the data traffic to the wired network 140 or the data traffic from the wired network 140 via a user traffic path connecting.
  • the mobile station While the user terminal 105 is connected to the first base station 120 while communicating, the mobile station moves to the location where the second base station 145 is located, and the strength of the radio signal received from the first base station 120 is increased by the second base station.
  • the terminal 105, the MME 125, and the first base station 120 may decide to make a handover to the second base station 145 by being smaller than the size of the radio signal received from the 145.
  • the terminal 105 anchors the S-GW 130 of the macro network 110 after S1-based handover from the first base station 120 to the second base station 145.
  • data traffic is transmitted to the wired network 140 through a user traffic path connecting the terminal 105 to the second base station 145 to the S-GW 130 to the P-GW (135, or L-PGW).
  • Data traffic may be received from the wired network 140 to provide continuity of services.
  • 3 and 4 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover when the GPRS Tunneling Protocol (GTP) protocol is applied to the S5 reference point according to the first embodiment.
  • the GPRS Tunneling Protocol (GTP) protocol is used to transmit user data within the GPRS core.
  • the terminal 105 prior to S1-based handover from the first base station 120 to the second base station 145 in the system architecture of FIG. 1.
  • 1 Base station (120) ⁇ S-GW (130) ⁇ P-GW (135, or L-PGW) to send data traffic to the wired network 140 through the user traffic path or transmit data traffic from the wired network 140 It's being sent.
  • the mobile station While the user terminal 105 is connected to the first base station 120 while communicating, the mobile station moves to the location where the second base station 145 is located, and the strength of the radio signal received from the first base station 120 is increased by the second base station.
  • the first base station 120 is determined by the second base station 145 according to the handover decision of the terminal 105 or the MME 125 to the second base station 145. It is determined to perform the S1-based handover to (S310).
  • the first base station 120 transmits a Handover Required message including the CSG ID of the target base station to the MME 125 (S312).
  • the closed subscriber group refers to a group of one or more second base stations. Second base stations belonging to a CSG have the same CSG ID. Each user is licensed by CSG.
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the second base station 145 (S314).
  • the second base station 145 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S316).
  • This message includes a Tunnel Endpoint Identifier (TEID) and address allocated by the second base station 145 for transmitting and receiving user traffic, and a TEID and address for receiving data forwarding from the first base station 120.
  • TEID Tunnel Endpoint Identifier
  • the TEID is set for each end point ID of the tunnel established between nodes in the network and for each bearer of each terminal.
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S318).
  • the S-GW 130 transmits a response to the request for tunnel establishment to the MME 125 (S320).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the first base station 120 (S322).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the first base station 120 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the first base station 120 (S324).
  • the first base station 120 transmits the state information of the first base station 120 to the second base station 145 through the MME 125 (S326).
  • the first base station 120 forwards the downlink traffic of the user to the second base station 145 through the S-GW 130 (S328).
  • the terminal completes synchronization with the second base station 145 and transmits a Handover Confirm message to the second base station 145 (S330).
  • the second base station 145 can transmit the user downlink traffic forwarded by the first base station 120 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal can send uplink traffic to the second base station 145. I can send it.
  • the second base station 145 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S332).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S334).
  • the S-GW 130 transmits a Modify Bearer Request message to the P-GW 135 (S336).
  • the P-GW 135 sends a Modify Bearer Response message to the S-GW 130 (S338).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S340).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the first base station 120 (S342).
  • the first base station 120 receiving the UE Context Release Command deletes the user's context and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S344).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 to request to terminate the tunnel established for forwarding user traffic (S346).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125 (S348).
  • Proxy Mobile IP (PMIP) protocol is a network-based mobility management protocol standardized by the IETF.
  • the terminal 105 prior to S1-based handover from the first base station 120 to the second base station 145 in the system architecture of FIG. 1.
  • the mobile station While the user terminal 105 is connected to the first base station 120 while communicating, the mobile station moves to the location where the second base station 145 is located, and the strength of the radio signal received from the first base station 120 is increased by the second base station. If it is smaller than the size of the radio signal received from 145, the first base station 120 determines the second base station 145 according to the handover decision of the terminal 105 or the MME 125 to the second base station 145. It is determined that the S1-based handover to the (S410).
  • the first base station 120 transmits a Handover Required message including the CSG ID of the target base station to the MME 125 (S412).
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the second base station 145 (S414).
  • the second base station 145 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S416).
  • the message includes a TEID and address allocated by the second base station 145 for transmitting and receiving user traffic, and a TEID and address for receiving data forwarding from the first base station 120.
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S418).
  • the S-GW 130 transmits a response to the request for tunnel establishment to the MME 125 (S420).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the first base station 120 (S422).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the first base station 120 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the first base station 120 (S424).
  • the first base station 120 transmits the state information of the first base station 120 to the second base station 145 through the MME 125 (S426).
  • the first base station 120 forwards the downlink traffic of the user to the second base station 145 through the S-GW 130 (S428).
  • the terminal transmits a Handover Confirm message to the second base station 145 (S430).
  • the second base station 145 can transmit the user downlink traffic forwarded by the first base station 120 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal can send uplink traffic to the second base station 145. I can send it.
  • the second base station 145 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S432).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S434).
  • the S-GW 130 transmits a Proxy Binding Update message to the P-GW 135 (S436).
  • the P-GW 135 transmits the S-GW 130 to the Modify Proxy Binding Ack. Send a message (S438).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S440).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the first base station 120 (S442).
  • the first base station 120 receiving the UE Context Release Command deletes the user's context and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S444).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 to request the termination of the tunnel established for forwarding user traffic (S446).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125 (S448).
  • the terminal 105 before the terminal 105 performs S1-based handover from the first base station 120 to the second base station 145, the terminal 105 ⁇ the first base station ( 120) ⁇ S-GW (130) ⁇ P-GW (135, or L-PGW) through the user traffic path to the S1-based handover from the first base station 120 to the second base station 145 Later, using the S-GW 130 of the macro network 110 as an anchor, the terminal 105 ⁇ the second base station 145 ⁇ S-GW 130 ⁇ P-GW (135, or L-PGW)
  • the process of transmitting data traffic to the wired network 140 or transmitting data traffic from the wired network 140 through the user traffic path connecting the above) has been described. However, except for the paths of data traffic before and after handover in FIGS. 3/4 and 5/6, the flow of control signals is not limited by the description with reference to FIGS. 3/4 and 5/6.
  • FIG. 7 illustrates user traffic paths before and after handover in a method for providing service continuity when the terminal performs handover from the second base station 145 to the first base station 120 in the system architecture of FIG. 1.
  • a user terminal connects to a second base station 145 and undergoes an authentication procedure. Then, the user terminal establishes a user traffic communication channel connecting the terminal 105 to the second base station 145 to the L-GW 150.
  • the data traffic may be allocated and received from the wired network 155 or may be transmitted to the wired network 155.
  • the terminal 105 before the terminal 105 performs S1-based handover from the second base station 145 to the first base station 120, the terminal 105 ⁇ the second base station 145 ⁇ L-GW ( Data traffic is transmitted to the wired network 155 through the user traffic path connecting 150 or data traffic is transmitted from the wired network 155.
  • the MME 125 and the second base station 145 may decide to handover to the first base station 120.
  • the L-GW 150 of the local network 115 is anchored.
  • Sanya terminal 105 ⁇ first base station (120) ⁇ S-GW (130) ⁇ L-GW (150) to transmit the data traffic to the wired network 140 through the user traffic path or data from the wired network 140 Continuity of service may be provided by receiving traffic.
  • FIGS. 8 and 9 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover from the second base station to the first base station when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the third embodiment.
  • the terminal 105 prior to S1-based handover from the second base station 145 to the first base station 120 is performed.
  • the base station 145 transmits data traffic to the wired network 155 or receives data traffic from the wired network 155 through a user traffic path connecting the L-GW 150.
  • the mobile station moves to the location where the first base station 120 is located, and the strength of the radio signal received from the second base station 145 is first.
  • the second base station 145 determines the first base station 120 according to the handover decision of the MME 125 to the first base station 120. It is determined that the S1-based handover to the (S610).
  • the second base station 145 transmits a Handover Required message to the MME 125 (S612).
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the first base station 120 (S614).
  • the first base station 120 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S616).
  • the message includes the TEID and address allocated by the first base station 120 for transmitting and receiving user traffic, and the TEID and address for receiving data forwarding from the second base station 145.
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S618).
  • the S-GW 130 transmits a response to the request for tunnel establishment to the MME 125 (S620).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the second base station 145 (S622).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the second base station 145 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the second base station 145 (S624).
  • the second base station 145 transmits the state information of the second base station 145 to the first base station 120 through the MME 125 (S626).
  • the second base station 145 forwards the downlink traffic of the user to the first base station 120 through the S-GW 130 (S628).
  • the terminal transmits a Handover Confirm message to the first base station 120 (S630). From this point onwards, the first base station 120 can transmit the user downlink traffic forwarded by the second base station 145 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal sends the uplink traffic to the first base station 120. I can send it.
  • the first base station 120 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S632).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S634).
  • the S-GW 130 transmits a Modify Bearer Request message to the L-GW (S636).
  • the L-GW sends a Modify Bearer Response message to the S-GW 130 (S638).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S6402).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the second base station 145 (S642).
  • the second base station 145 receiving the UE Context Release Command deletes the user's context information and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S644).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 to request the termination of the tunnel established for forwarding user traffic (S646).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125 (S648).
  • 10 and 11 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover from a second base station to a first base station when the PMIP protocol is applied to the S5 reference point according to the fourth embodiment.
  • the terminal 105 prior to S1-based handover from the second base station 145 to the first base station 120 is performed.
  • the base station 145 transmits data traffic to the wired network 155 or receives data traffic from the wired network 155 through a user traffic path connecting the L-GW 150.
  • the mobile station moves to the place where the first base station 120 is located, and the strength of the radio signal received from the second base station 145 is first.
  • the second base station 145 is the first base station 120 It is determined that the S1-based handover to the (S710).
  • the second base station 145 transmits a Handover Required message to the MME 125 (S712).
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the first base station 120 (S714).
  • the first base station 120 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S716).
  • the message includes the TEID and address allocated by the first base station 120 for transmitting and receiving user traffic, and the TEID and address for receiving data forwarding from the second base station 145.
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S718).
  • the S-GW 130 transmits a response to the request for tunnel establishment to the MME 125 (S720).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the second base station 145 (S722).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the second base station 145 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the second base station 145 (S724).
  • the second base station 145 transmits the state information of the second base station 145 to the first base station 120 through the MME 125 (S726).
  • the second base station 145 forwards the downlink traffic of the user to the first base station 120 through the S-GW 130 (S728).
  • the terminal transmits a Handover Confirm message to the first base station 120 (S730). From this point onwards, the first base station 120 can transmit the user downlink traffic forwarded by the second base station 145 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal sends the uplink traffic to the first base station 120. I can send it.
  • the first base station 120 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S732).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S734).
  • the S-GW 130 transmits a Proxy Binding Update message to the L-GW (S736).
  • the L-GW sends a Proxy Binding Ack message to the S-GW 130 (S738).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S740).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the second base station 145 (S742).
  • the second base station 145 receiving the UE Context Release Command deletes the user's context information and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S744).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 to request to terminate the tunnel established for forwarding user traffic (S746).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125 (S748).
  • FIG. 12 illustrates service continuity when two or more second base stations located in one local network exist, when a user terminal performs handover between second base stations as the user terminal moves from one second base station to another. User traffic paths before and after handover of the providing method are shown.
  • a user terminal accesses a second base station_1 (145-1) and undergoes an authentication procedure. Then, the user terminal performs a terminal 105 ⁇ second base station_1 (145-1) ⁇ L-GW 150.
  • a user traffic communication channel to be connected may be allocated and data traffic may be transmitted from the Internet, or data traffic may be transmitted to the Internet.
  • the terminal 105 ⁇ second base station_1 ( 145-1) Data traffic is transmitted to the wired network 155 or data traffic is transmitted from the wired network 155 through a user traffic path connecting the L-GW 150.
  • the second base station_1 (145) -1) the strength of the radio signal received from the second base station_2 (145-2) is smaller than the magnitude of the radio signal received from the terminal 105 and the MME 125 the second base station_2 (145-2) You may decide to make a handover to.
  • the L-GW 150 of the local network 115 is disconnected. Sending data traffic to the wired network 155 or a wired network 155 through a user traffic path connecting the terminal 105 to the second base station _2 (145-2) ⁇ L-GW 150 as an anchor. Data traffic may be received from to provide continuity of service.
  • 13 and 14 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between second base stations when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the fifth embodiment.
  • the terminal 105 accesses the second base station _1 145-1 and undergoes an authentication procedure, the terminal 105 ⁇ second base station_ A user traffic communication channel connecting 1 (145-1) ⁇ L-GW 150 may be allocated to receive data traffic from the wired network 155 or may transmit data traffic to the wired network 155.
  • the second base station_1 (145) -1) the strength of the radio signal received from the second base station_2 (145-2) is smaller than the magnitude of the radio signal received from the terminal 105 and the MME 125 the second base station_2 (145-2)
  • the handover decision to the second base station _1 (145-1) determines that the S1-based handover to the other second base station_2 (145-2) (S910).
  • the second base station _1 145-1 transmits a Handover Required message to the MME 125 (S912).
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the second base station _2 145-2 (S914).
  • the second base station _2 145-2 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S916).
  • This message includes the TEID and address allocated by the second base station_2 (145-2) base station for transmitting and receiving user traffic, and the TEID and address for receiving data forwarding from the second base station_1 (145-1). .
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S918).
  • the S-GW 130 transmits a response to the request for tunnel establishment to the MME 125 (S920).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the second base station _1 145-1 (S922).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the second base station _1 145-1 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the second base station _1 145-1 (S924).
  • the second base station _1 145-1 transmits state information of the base station to the second base station _2 145-2 through the MME 125 (S926).
  • the second base station _1 145-1 forwards the downlink traffic of the user to the second base station _2 145-2 through the S-GW 130 (S928).
  • the terminal completes synchronization with the second base station _2 (145-2) and transmits a Handover Confirm message to the second base station _2 (145-2) (S930).
  • the second base station _2 145-2 may transmit the user downlink traffic forwarded by the second base station _1 145-1 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal may transmit uplink traffic. May be transmitted to the second base station _2 145-2.
  • the second base station _2 145-2 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S932).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S934).
  • the S-GW 130 transmits a Modify Bearer Request message to the L-GW 150 (S936).
  • the L-GW 150 sends a Modify Bearer Response message to the S-GW 130 (S938).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S940).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the second base station _1 145-1 (S942).
  • the second base station _1 145-1 receiving the UE Context Release Command deletes the Context information of the user and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S944).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 to request the termination of the tunnel established for forwarding user traffic (S946).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125 (S948).
  • 15 and 16 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between second base stations when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the modification of the fifth embodiment.
  • the second base station (target HeNB 145-2) transmits downlink data to the terminal 105, as in step S928b of FIG. 15/16.
  • Direct data is forwarded directly to the first base station (source HeNB 145-1)-> second base station (target HeNB 145-2) without going through the S-GW 130.
  • a station (target HeNB (145-2)) different from the point of transmitting the downlink data to the terminal 105.
  • the first base station (source HeNB 145-1) directed user traffic destined for the first base station (source HeNB 145-1) to the S-GW 130 of the core network. While forwarding to the second base station (target HeNB 145-2) through the second base station (target HeNB 145-2) to the user traffic to the terminal 105, in step S928b of Fig.
  • 15/16 User traffic destined for the first base station (source HeNB 145-1) is forwarded directly by the first base station (source HeNB 145-1) to the second base station (target HeNB 145-2) and the second base station ( Since the target HeNB 145-2) transmits the terminal 105 to the terminal 105, the traffic of the user is directly transmitted to the terminal without bypassing the core network.
  • the feature that the second base station (target HeNB 145-2) transmits downlink data to the terminal 105 may be equally applicable to other embodiments. In other words, other embodiments before and after the data are directly transmitted to the first base station (source HeNB 145-1)-> second base station (target HeNB 145-2) without going through the S-GW 130 during handover.
  • the second base station (target HeNB 145-2) may forward the downlink data to the terminal 105.
  • 17 and 18 are flowcharts of a method for providing service continuity through X2-based handover between second base stations 145 when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the sixth embodiment.
  • the terminal 105 accesses the second base station _1 145-1 and undergoes an authentication procedure, the terminal 105 ⁇ the second base station_ A user traffic communication channel connecting 1 (145-1) ⁇ L-GW 150 may be allocated to receive data traffic from the wired network 155 or may transmit data traffic to the wired network 155.
  • the second base station_1 (145) -1) the strength of the radio signal received from the second base station_2 (145-2) is smaller than the magnitude of the radio signal received from the terminal 105 and the MME 125 the second base station_2 (145-2) You may decide to make a handover to.
  • the handover preparation procedure (S1010) and the handover execution procedure (Handover execution) (S1012) first follow the 3GPP standard TS 36.300 (10.1.2.1.1 C-plane handling).
  • the handover preparation procedure S1010 and the handover execution procedure S1012 defined in 3GPP standard TS 36.300 (10.1.2.1.1 C-plane handling) form part of this specification.
  • the second base station _2 145-2 transmits a path switch request message to the MME 125 to inform that the terminal has changed the cell (S1014).
  • the second base station_2 (145-2) is a CSG cell, it includes the CSG ID in the message.
  • the MME 125 confirms the CSG membership.
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 (S1016).
  • the S-GW 130 transmits a Modify Bearer Request message to the L-GW 150 (S1018).
  • the L-GW 150 transmits a Modify Bearer Response message to the S-GW 130 (S1020).
  • the S-GW 130 transmits a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S1022).
  • the MME 125 sends a Path Switch Request Ack. 2 to the second base station _2 145-2. Send a message to indicate that the redirection is complete (1024).
  • the second base station_2 (145-2) sends a Release Resource message to the second base station_1 (145-1) to indicate that the handover is over, and the second base station_1 (145-1) sends the message.
  • the resource is released (S1026).
  • Transmitting a Handover Required message to an MME transmitting, by the MME, a Handover Request message to the second base station; And the MME preparing a handover between the first base station and the second base station by transmitting a Handover Command message to the first base station, wherein the first base station transmits a Handover Command message to the terminal.
  • the transmitting of the Handover Confirm message by the terminal to the second base station may be comprehensively defined as the step of performing handover from the first base station to the second base station. An arbitrary division of each of these detailed procedures is not limited thereto.
  • the method for providing service continuity during handover between the first base station and the second base station located in one local network is described above.
  • Preparing a handover between a first base station and the second base station Executing a handover from the first base station to the second base station through a terminal;
  • the second base station transmitting a path switch request message to the MME;
  • the MME transmitting a Modify Bearer Request message to a local gateway;
  • 19 illustrates user traffic paths before and after handover in a method of providing service continuity through S-GW in S1-based handover between two second base stations located in different local networks.
  • 20 illustrates a method for providing service continuity through a direct path between a second base station and an L-GW without passing through an S-GW in S1-based handover between two second base stations located in different local networks. Show user traffic paths before and after over.
  • a user terminal 105 accesses a second base station_1 (145-1) and undergoes an authentication procedure. Then, the terminal 105 ⁇ second base station_1 (145-1) ⁇
  • the user traffic communication channel connecting the L-GW_1 150-1 may be allocated and receive data traffic from the wired network 155-1, or may transmit data traffic to the wired network 155-1.
  • the second base station_1 (145) -1) the strength of the radio signal received from the second base station_2 (145-2) is smaller than the magnitude of the radio signal received from the terminal 105 and the MME 125 the second base station_2 (145-2) You may decide to make a handover to.
  • the user traffic after the handover is transmitted to the terminal 105 through the S-GW 130 according to the network operation method as shown in FIG. 19 ⁇ the second base station _2 (145-2).
  • ⁇ S-GW (130) ⁇ L-GW_1 (150-1) may be transmitted, as shown in FIG. 20, the terminal 105 ⁇ second base station not passing through the S-GW (130) _ It may be transmitted through a path 2 (145-2) ⁇ L-GW_1 (150-1).
  • 21 and 22 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between two second base stations located in different local networks when the GTP protocol is applied to the S5 reference point according to the seventh embodiment. .
  • ⁇ L-GW_1 may be assigned a user traffic communication channel and receive data traffic from the wired network (155-1) or data traffic to the wired network (155-1).
  • the second base station_1 As the user terminal 105 leaves the place where the second base station_1 145-1 is communicating while communicating with the second base station_1 145-1, the second base station_1 (145-).
  • the strength of the radio signal received from 1) is smaller than the magnitude of the radio signal received from the second base station _2 145-2 so that the terminal 105 and the MME 125 receive the second base station _2 145-2.
  • the second base station _1 145-1 transmits a Handover Required message to the MME 125 (S1312).
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the second base station _2 145-2 (S1314).
  • the second base station _2 145-2 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S1316).
  • the message includes a TEID and address allocated by the second base station _2 145-2 for transmitting and receiving user traffic, and a TEID and address for receiving data forwarding from the second base station _1 145-1.
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S1318).
  • the S-GW 130 transmits a response to the request for tunnel establishment to the MME 125 (S1320).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the second base station _1 145-1 (S1322).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the second base station _1 145-1 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the second base station _1 145-1 (S1324).
  • the second base station _1 145-1 transmits state information of the base station to the second base station _2 145-2 through the MME 125 (S1326).
  • the second base station _1 145-1 forwards the downlink traffic of the user to the second base station _2 145-2 through the S-GW 130 (S1328).
  • the terminal transmits a Handover Confirm message to the second base station _2 145-2 (S1330). From this point onwards, the second base station _2 145-2 may transmit the user downlink traffic forwarded by the second base station _1 145-1 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal may transmit uplink traffic. May be transmitted to the second base station _2 145-2.
  • the second base station _2 145-2 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S1332).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S1334).
  • the S-GW 130 transmits a Modify Bearer Request message to the L-GW_1 150-1 (S1336).
  • the L-GW_1 150-1 sends a Modify Bearer Response message to the S-GW 130 (S1338).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S1340).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the second base station _1 145-1 (S1342).
  • the second base station _1 145-1 having received the UE Context Release Command deletes the Context information of the user and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S1344).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 to request the termination of the tunnel established for forwarding user traffic (S1346).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125 (S1348).
  • 23 and 24 are flowcharts of a method for providing service continuity through S1-based handover between two second base stations located in different local networks when the PMIP protocol is applied to the S5 reference point according to the eighth embodiment. . If the PMIP protocol is applied to the S5 reference point, the user traffic after the handover is passed through the S-GW 130 (105) ⁇ the second base station _2 (145-2) ⁇ S-GW (130) ⁇ L-GW_1. 150-1 may be transmitted through the path.
  • the user terminal 105 accesses the second base station _1 145-1 and undergoes an authentication procedure, and then the terminal 105 ⁇ second base station_1.
  • a user traffic communication channel connecting the ⁇ L-GW_1 (150-1) may be allocated to receive data traffic from the wired network 155-1 or may transmit data traffic to the wired network 155-1. .
  • the second base station_1 As the user terminal 105 leaves the place where the second base station_1 145-1 is communicating while communicating with the second base station_1 145-1, the second base station_1 (145-).
  • the strength of the radio signal received from 1) is smaller than the magnitude of the radio signal received from the second base station _2 145-2 so that the terminal 105 and the MME 125 receive the second base station _2 145-2.
  • the second base station _1 145-1 transmits a Handover Required message to the MME 125 (S1412).
  • the MME 125 transmits a Handover Request message to the second base station _2 145-2 (S1414).
  • the second base station _2 145-2 transmits a Handover Request Acknowledge message to the MME 125 (S1416).
  • the message includes a TEID and address allocated by the second base station _2 145-2 for transmitting and receiving user traffic, and a TEID and address for receiving data forwarding from the second base station _1 145-1.
  • the MME 125 requests the S-GW 130 to establish a tunnel for downlink traffic forwarding of the user (S1418).
  • the S-GW 130 transmits a response to the tunnel establishment request to the MME 125 (S1420).
  • the MME 125 transmits a Handover Command message to the second base station _1 145-1 (S1422).
  • This message contains bearer information (address and TEID) for user data forwarding and a list of bearers to be revoked.
  • the second base station _1 145-1 transmits a Handover Command message to the terminal, and the terminal receiving the message releases the radio bearer of the second base station _1 145-1 (S1424).
  • the second base station _1 145-1 transmits state information of the base station to the second base station _2 145-2 through the MME 125 (S1426).
  • the second base station _1 145-1 forwards the downlink traffic of the user to the second base station _2 145-2 through the S-GW 130 (S1428).
  • the terminal completes synchronization with the second base station_2 (145-2) and transmits a Handover Confirm message to the second base station_2 (145-2) (S1430).
  • the second base station _2 145-2 may transmit the user downlink traffic forwarded by the second base station _1 145-1 through the S-GW 130 to the terminal, and the terminal may transmit uplink traffic. May be transmitted to the second base station _2 145-2.
  • the second base station _2 145-2 transmits a Handover Notify message to the MME 125 (S1432).
  • the MME 125 transmits a Modify Bearer Request message to the S-GW 130 for the PDN connection (S1434).
  • the S-GW 130 transmits a Proxy Binding Update message to the L-GW_1 150-1 (S1436).
  • L-GW_1 (150-1) is a Proxy Binding Ack. Send a message (S1438).
  • the S-GW 130 sends a Modify Bearer Response message to the MME 125 (S1440).
  • the MME 125 transmits a UE Context Release Command message to the second base station _1 145-1 (S1442).
  • the second base station _1 145-1 receiving the UE Context Release Command deletes the Context information of the user and transmits a UE Context Release Complete message to the MME 125 (S1444).
  • the MME 125 sends a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request message to the S-GW 130 and requests that the tunnel established for forwarding user traffic be terminated (S1446).
  • the S-GW 130 transmits a Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response message to the MME 125.
  • 25 is a block diagram illustrating a configuration of a first base station / second base station and an MME according to another embodiment.
  • each of the first base station 120 and the second base station 145 includes a storage unit 1510, a controller 1520, and a transceiver 1530.
  • the MME 125 is in charge of processing a control signal in methods for providing service continuity during handover between the networks described above with reference to FIGS. 1 to 23/24. As shown in FIGS. 1 to 23/24, the MME 125 processes a control signal in a method of providing service continuity during handover between networks. As described above with reference to 24. In this case, the MME 125 may consider the operator policy, QoS, and subscriber information in addition to the control signals received from the terminal 105 and the S-GW 130.
  • the MME 125 includes a storage means 1540, a controller 1550, and a transceiver 1560.
  • These storage means 1510, 1540 store the software program in which the system architecture or methods are implemented in FIGS. 1-23 / 24.
  • Each of the controllers 1520 and 1550 controls the storage means 1510 and 1540 and the transceivers 1530 and 1560, respectively. Specifically, each of the controllers 1520 and 1550 executes the system architecture or methods in FIGS. 1 through 23/24 stored respectively in the storage means 1510 and 1540. Each of the controllers 1520 and 1550 transmits the aforementioned signals through the transceivers 1530 and 1560.
  • the methods for providing service continuity through the base handover have been described, but the blemishes of the control signals are not limited to the above-described embodiments except for the trapack paths before and after the handover.
  • the network to which the present invention is applied may be any network capable of providing service continuity.
  • the serving gateway and the packet data network gateway, or the serving gateway and the local gateway have been described to apply one of the GTP protocol or the PMIP protocol, but the present invention is not limited thereto and may apply any protocol between them.
  • the names of the messages or signals are only examples and should be regarded as the same if the messages or signals having the characteristics are irrespective of their names.
  • the Path Switch Request message transmitted by the second base station to the MME is a message for requesting a path change, and the name of the other name is changed regardless of the name of the message.
  • a message is a message of the same characteristic, it should be interpreted as the same message.
  • a Modify Bearer Request message sent by the MME to a local gateway, or a Modify Bearer Response message sent by a local gateway to an MME is a request and response message for a bearer change. Should be interpreted as equivalent.

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 명세서는 네트워크들 간 또는 네크워크 내 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들에 관한 것으로, 단말이 매크로 네트워크에 포함되는 하나의 기지국 및 서빙 게이트웨이, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및 로컬 네트워크에 포함되는 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 단말이 상기 다른 기지국 및 상기 서빙 게이크웨이, 상기 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함하는 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법 및 그 네트워크 이동성 관리 기능을 제공한다.

Description

네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들
본 명세서는 네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버시 서비스 연속성에 관하여 기술하고 있다.
사용자 단말이 네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버할 경우 서비스의 연속성을 제공해야 한다.
사용자 단말이 특정 네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버할 경우 서비스의 연속성을 제공하는 방법들을 제공하나 다른 특정 네트워크들 간 핸드오버할 경우 서비스의 연속성을 제공하지 못하지 경우가 있었다.
본 발명은 사용자 단말이 네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버할 경우 서비스의 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들을 제공한다.
본 발명은 사용자 단말이 로컬 네트워크 기지국과 매크로 네트워크 기지국 간 이동하는 경우 서비스의 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들을 제공한다.
본 발명은 동종 네트워크 내 또는 이종 네트워크들 간 로컬 네트워크 기지국들 간 이동하는 경우 서비스의 연속성을 제공하는 방법 및 그 장치들을 제공한다.
일 실시예에 따른 네트워크들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은 단말이 매크로 네트워크에 포함되는 하나의 기지국 및 서빙 게이트웨이, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및 로컬 네트워크에 포함되는 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 단말이 상기 다른 기지국 및 상기 서빙 게이크웨이, 상기 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따른 네트워크들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은, 단말이 로컬 네트워크에 포함되는 하나의 기지국 및 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및 매크로 네트워크에 포함되는 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 단말이 상기 다른 기지국 및 상기 매크로 네트워크에 포함되는 서빙 게이트웨이, 상기 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함한다.
또다른 실시예에 따른 하나의 로컬 네트워크에 위치한 두 개 이상의 기지국들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은 단말이 상기 로컬 네트워크에 포함되는 상기 기지국들 중 하나의 기지국 및 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및 상기 로컬 네트워크에 포함되는 기지국들 중 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 다른 기지국 및 상기 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함한다.
또다른 실시예에 따른 서로 다른 로컬 네트워크들에 각각 위치한 두 개 이상의 기지국들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은 단말이 상기 로컬 네트워크들 중 하나의 네트워크에 포함되는 하나의 기지국 및 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및 상기 로컬 네트워크들 중 다른 네크워크에 포함되는 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 단말이 상기 다른 네트워크에 포함되는 다른 기지국 및 매크로 네트워크에 포함되는 서빙 게이트웨이, 상기 하나의 네트워크에 포함되는 상기 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함한다.
또다른 실시예에 따른 서로 다른 로컬 네트워크들에 각각 위치한 두 개 이상의 기지국들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은 단말이 상기 로컬 네트워크들 중 하나의 네트워크에 포함되는 하나의 기지국 및 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및 상기 로컬 네트워크들 중 다른 네크워크에 포함되는 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 단말이 상기 다른 네트워크에 포함되는 다른 기지국 및 상기 하나의 네트워크에 포함되는 상기 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함한다.
또다른 실시예에 따른 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은 상기 제1기지국과 상기 제2기지국 사이 핸드오버를 준비하는 단계; 단말을 통해 상기 제1기지국으로부터 상기 제2기지국으로 핸드오버를 실행하는 단계; 상기 제2기지국은 MME에 Path Switch Request 메시지를 전송하는 단계; 상기 MME는 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송하는 단계; 및 상기 로컬 게이트웨이는 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 사용자 단말이 네트워크들 간 또는 네트워크 내 핸드오버할 경우 서비스의 연속성을 제공할 수 있다.
본 발명은 사용자 단말이 로컬 네트워크 기지국과 매크로 네트워크 기지국 간 이동하는 경우 서비스의 연속성을 제공할 수 있다.
본 발명은 동종 네트워크 내 또는 이종 네트워크들 간 로컬 네트워크 기지국들 간 이동하는 경우 서비스의 연속성을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예들이 적용되는 매크로 네트워크와 로컬 네트워크의 연동을 위한 시스템 아키텍처다.
도 2는 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말이 제1기지국에서 제2기지국으로 S1-기반 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 3 및 도 4은 제1실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 5 및 도 6는 제2실시예에 따라 S5 참조점에 PMIP 프로토콜을 적용한 경우 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 7는 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말이 제2기지국(145)에서 제1기지국(120)으로 핸드오버를 하는 경우 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 8 및 도 9은 제3실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국에서 제1기지국으로의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 10 및 도 11은 제4실시예에 따라 S5 참조점에 PMIP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국에서 제1기지국으로의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 12은 하나의 로컬 네트워크에 위치한 두 개 이상의 제2기지국들이 존재하는 경우, 사용자 단말이 하나의 제2기지국으로부터 다른 제2기지국으로 이동함에 따라 제2기지국들 간 핸드오버를 하는 경우 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 13 및 도 14는 제5실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 15 및 도 16은 제5실시예의 변형예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 17 및 도 18은 제6실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국(145)간의 X2-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 19는 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버시 S-GW를 통해서 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 20은 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버시 사용자 트래픽을 S-GW를 거치지 않고 제2기지국와 L-GW 간의 직접 경로를 통해서 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 21 및 도 22는 제7실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 23 및 도 24는 제8실시예에 따라 S5 참조점에 PMIP 프로토콜을 적용한 경우 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 25은 또다른 실시예에 따른 제1기지국/제2기지국 및 MME의 구성 블록도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 실시예들이 적용되는 매크로 네트워크와 로컬 네트워크의 연동을 위한 시스템 아키텍처다.
도 1을 참조하면, 실시예들이 적용되는 시스템 아키텍처(100)는 단말(105)의 이동성을 지원하기 위해 매크로 네트워크(110)와 로컬 네트워크(115) 간의 연동을 위한 네트워크 구조를 갖는다.
본 명세서에서의 단말(105)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, LTE-A, HSPA 등에서의 UE는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에서 실시예들이 적용되는 시스템 아키텍처(100)로 이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서 정의했거나 정의하고 있는 3GPP 매크로 네트워크(110)와 3GPP 로컬 네트워크(115)을 예시적으로 설명하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
3GPP 매크로 네트워크(110)은 진화(Evolved) UTRAN의 제1기지국(120)과 핵심 네트워크(Core Network)의 제어신호(Control Signal)의 처리를 담당하는 네트워크 이동성 관리 기능(Mobility Management Entity, 125, 이하 'MME'라 함), 서빙 게이트웨이(Serving-Gateway, 130, 이하, 'S-GW'라 함)와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, 135, 이하, 'PDN-GW' 또는 'P-GW'라 함)를 포함한다. 3GPP 매크로 네트워크(110)은 보안을 위해 별도의 게이트웨이, 예를 들어 SeGW(Security Gateway, 142)를 포함할 수 있으나 포함하지 않을 수도 있다.
제1기지국(120) 또는 셀(cell)은 일반적으로 단말(105)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node) 등 다른 용어로 불릴 수 있다
즉, 본 명세서에서 제1기지국(120) 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB 등이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node) 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
본 명세서에서 단말(105)과 제1기지국(120)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.
무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
상향링크(Uplink, 또는 업링크) 전송 및 하향링크(Downlink, 또는 다운링크) 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advancedA로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예가 적용되는 무선통신 시스템은 상향링크 및/또는 하향링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 지원할 수 있으며, 링크 적응(link adaptation)을 위해 CQI(channel quality indicator)를 사용할 수 있다. 또한, 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있으며, 예컨데, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있는 것과 같다.
단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있으며, 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다.
단말(105)의 일반적인 트래픽은 제1기지국(120)을 통해 S-GW(130)를 거쳐 P-GW(135)으로 가게 된다. 이때 MME(125)는 이하에서 설명할 네크워크들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법들에서 제어신호(Control Signal)의 처리를 담당한다. 이때 MME(125)는 단말(105) 및 S-GW(130) 등으로부터 수신한 제어신호 이외에 사업자 정책, QoS, 가입자 정보를 고려할 수 있다.
한편, 단말(105)와 제1기지국(120) 사이 접속 네트워크(Access network)과 핵심 네트워크 사이의 제어평면(Control Plane)과 사용자평면(User Plane)이 서로 다른 인터페이스(Interface)로 교환된다. 즉 제1기지국(120)과 MME(125) 사이 제어평면은 S1-MME 인터페이스를 사용하고 제1기지국(120)과 S-GW 사이 사용자 평면은 S1-U 인터페이스를 사용할 수 있다. 한편, 기지국들은 X2 인터페이스를 사용하고 S-GW(130)과 P-GW(135)는 S5 인터페이스를 사용하고 P-GW(135)와 인터넷망(140)은 SGi 인터페이스를 사용할 수 있다.
3GPP 로컬 네트워크(115)는 가정의 홈 네트워크나 회사의 오피스 네트워크이다. 3GPP 로컬 네트워크(115)는 작은 셀을 사용하여 셀 용량을 올리는 펨토 기지국과 같은 제2기지국(145, H(e)NB)과 로컬 케이트웨이(local gateway, 150, 이하 ' L-GW' 라 함)를 포함한다.
제2기지국(145)은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망의 기지국으로 옥내에 설치하며 셀 커버리지 규모는 펨토 셀에 해당하는 Home NodeB나 EPS(Evolved Packet System) 망의 기지국으로 옥내에 설치하며 셀 커버리지 규모는 펨토 셀에 해당하는 Home eNodeB를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 제2기지국(145)은 로컬 네트워크(115)에 포함되는 것을 제외하고 기능적인 면에서 제1기지국(120)과 동일할 수 있다.
L-GW(150)은 제2기지국(145)와 유선망(155) 사이에 위치하며, 제2기지국(145)와 유선망(155) 사이에 베어러를 생성하거나, 제2기지국(145)와 와 L-GW(150) 사이에 베어러를 생성하게 하고, 생성된 베어러를 통해 데이터 전송이 가능하도록 한다. 한편, L-GW(150)은 제2기지국(145)를 통한 Selected IP Traffic Offload (SIPTO) 또는 Local IP Access (LIPA)를 가능하게 한다. SIPTO는 단말(105)가 제1기지국(120) 또는 제2기지국(145)을 통해 특정 IP 트래픽을 전송할 때, 이동 통신 사업자의 네트워크(예컨대, 3GPP, 3GPP2)이 아닌, 인터넷 등의 유선망으로 우회시키는 기술을 의미하고, LIPA는 제2기지국(145)를 로컬 네트워크(115)와 연결시키고, 제2기지국(145) 내에 있는 단말(105)가 제2기지국(145)를 통하여 로컬 네트워크에 접속할 수 있도록 하는 기술일 수 있다.
제2기지국(145)은 제1기지국(120)과 동일하게 S1-MME 및 S1-U, X2 인터페이스를 사용할 수 있다. 한편, 제2기지국(145)와 L-GW(150)은 Sxx 인터페이스를 사용할 수 있다. L-GW(150)와 유선망(155)는 매크로 네트워크(110)의 P-GW(135)와 유선망(140)와 동일하게 SGi 인터페이스를 사용할 수 있다.
도 1에 도시한 시스템 아키텍처(100)에서 사용자 단말(105)이 3GPP 매크로 네트워크(110)로부터 로컬 네트워크(115)로 이동하여 핸드오버하는 경우 서비스 연속성을 제공할 필요가 있다. 또한, 사용자 단말(105)이 3GPP 로컬 네트워크(115)로부터 3GPP 매크로 네트워크(110)으로 이동하여 핸드오버하는 경우 서비스 연속성을 제공할 필요가 있다.
한편, 사용자 단말(105)이 동일한 3GPP 로컬 네트워크(115) 내에 위치한 제2기지국들 사이를 이동하는 경우 서비스 연속성을 제공할 필요가 있다. 또한, 사용자 단말(105)이 서로 다른 3GPP 로컬 네트워크에 위치한 제2기지국들 사이를 이동하는 경우 서비스 연속성을 제공할 필요가 있다.
본 명세서에서 서비스 연속성이란 예를 들어 IP 데이터 세션들의 세션 연속성(session continuity of IP data sessions or IP address preservation)을 의미할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
단말(105)이 전술한 네트워크의 기지국들을 이동하는 경우 서비스 연속성을 제공하는 실시예들을 아래 표1과 같이 정리할 수 있다. 이 실시예들은 로컬 네트워크 및/또는 매크로 네트워크간의 핸드오버 시 추가적으로 일어날 수 있는 모든 이벤트를 모두 설명하지는 않는다. 예를 들면 (1)단말의 위치가 변경되거나 기타 사유로 인해 위치등록(Tracking Area Update)이 필요한 경우, (2)S-GW가 변경되는 경우, (3)MME가 변경되는 경우, (4)로밍이 필요한 경우, (5)다이나믹 PCC를 적용하는 경우 등은 3GPP 규격에 명시된 방식에 따라 처리가 가능하므로 반복적인 설명을 피하기 위해서 본 명세서에서는 이들에 대한 세부적인 신호절차를 명시하지는 않았으나, 이들 이벤트들을 처리할 수 있도록 확장할 수 있으며 이 내용은 본 명세서의 일부를 구성한다.
표 1
구분 S5 참조점에 GTP 프로토콜 적용 S5 참조점에 PMIP 프로토콜 적용 S1 기반 핸드오버 X2 기반 핸드오버
메크로 네트워크에서 로컬 네트워크로의 핸드오버 실시예1 실시예2 실시예 1 및 2 N/A
로컬 네트워크에서 메크로 네트워크로의 핸드오버 실시예3 실시예4 실시예 3 및 4 N/A
동일한 로컬 네트워크 내에 위치한 홈 기지국간의 핸드오버 실시예5 N/A 실시예5 실시예6
서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 혼 기지국간의 핸드오버 실시예7 실시예8 실시예7 및 8 N/A
도 2는 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말이 제1기지국에서 제2기지국으로 S1-기반 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다. 도 2에서 제어평면의 제어신호 전송은 점선으로 표시하고 사용자 평면의 데이터의 전송은 실선으로 표시한다(이하 도면들도 동일함).
도 2를 참조하면, 먼저 사용자 단말(105)은 제1기지국(120)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제1기지국(120) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송받거나 또는 유선망(140)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다. 다시말해 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제1기지국(120)에서 제2기지국(145)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105) ↔ 제1기지국(120) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(140)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송받는다.
사용자 단말(105)이 제1기지국(120)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국(145)이 위치한 장소로 이동하고, 제1기지국(120)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국(145)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 또는 MME(125), 제1기지국(120)이 제2기지국(145)으로의 핸드오버를 하기로 결정할 수 있다.
도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제1기지국(120)에서 제2기지국(145)으로 S1-기반 핸드오버한 후에 매크로 네트워크(110)의 S-GW(130))를 앵커(anchor)로 삼아 단말(105) ↔ 제2기지국(145) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(140)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송받아 서비스의 연속성을 제공할 수도 있다.
도 3 및 도 4은 제1실시예에 따라 S5 참조점에 GTP (GPRS Tunneling Protocol) 프로토콜을 적용한 경우 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다. GTP(GPRS Tunneling Protocol) 프로토콜은 GPRS 코어 내에서 사용자 데이타를 전송하기 위해 사용되는 프로토콜로, LTE에서 노드간 데이터 트래픽 전송을 위해 사용된다.
도 2 및 도 3/도 4을 참조하면, 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제1기지국(120)에서 제2기지국(145)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105) ↔ 제1기지국(120) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(140)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송받고 있다.
사용자 단말(105)이 제1기지국(120)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국(145)이 위치한 장소로 이동하고, 제1기지국(120)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국(145)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아진 경우 단말(105) 또는 MME(125)의 제2기지국(145)으로의 핸드오버 결정에 따라 제1기지국(120)은 제2기지국(145)으로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S310).
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)에 타겟 기지국의 CSG ID 포함하는 Handover Required 메시지를 송신한다(S312). 이때 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group: CSG)는 하나 이상의 제2기지국의 그룹을 의미한다. CSG에 속한 제2기지국들은 동일한 CSG ID를 갖는다. 각 사용자는 CSG 별로 사용 허가를 받는다.
다음으로 MME(125)는 제2기지국(145)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S314).
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S316). 이 메시지는 제2기지국(145)이 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID (Tunnel Endpoint Identifier)와 주소 및 제1기지국(120)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다. 이때 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)는 네트워크 내 노드들 간에 설정된 터널의 End point ID, 각 단말의 bearer 단위로 구간별로 설정된다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S318).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S320).
다음으로 MME(125)는 제1기지국(120)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S322). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제1기지국(120)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제1기지국(120)의 radio bearer를 해지한다(S324).
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)를 통해서 제2기지국(145)에 제1기지국(120)의 상태정보를 송신한다(S326).
다음으로 제1기지국(120)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제2기지국(145)으로 포워딩한다(S328).
다음으로 단말은 제2기지국(145)과의 동기화를 완료한 후 제2기지국(145)으로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S330). 이 시점 이후부터 제2기지국(145)은 제1기지국(120)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제2기지국(145)으로 송신할 수 있다.
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S332).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S334).
다음으로 S-GW(130)는 P-GW(135)에 Modify Bearer Request 메시지를 송신한다(S336).
다음으로 P-GW(135)는 S-GW(130)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S338).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S340).
다음으로 MME(125)는 제1기지국(120)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S342).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제1기지국(120)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S344).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S346).
다음으로 S346단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다(S348).
도 5 및 도 6는 제2실시예에 따라 S5 참조점에 PMIP(Proxy Mobile IP) 프로토콜을 적용한 경우 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다. PMIP(Proxy Mobile IP) 프로토콜은 IETF에 의해 표준화된 네트워크 기반 이동성 관리 프로토콜이다.
도 2 및 도 5/도 6을 참조하면, 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제1기지국(120)에서 제2기지국(145)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105) ↔ 제1기지국(120) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(140)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송받고 있다.
사용자 단말(105)이 제1기지국(120)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국(145)이 위치한 장소로 이동하고, 제1기지국(120)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국(145)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아진 경우 단말(105) 또는 MME(125)의 제2기지국(145)으로의 핸드오버 결정에 따라, 제1기지국(120)은 제2기지국(145)으로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S410).
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)에 타겟 기지국의 CSG ID 포함하는 Handover Required 메시지를 송신한다(S412).
다음으로 MME(125)는 제2기지국(145)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S414).
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S416). 이 메시지는 제2기지국(145)이 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID와 주소 및 제1기지국(120)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S418).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S420).
다음으로 MME(125)는 제1기지국(120)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S422). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제1기지국(120)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제1기지국(120)의 radio bearer를 해지 한다(S424).
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)를 통해서 제2기지국(145)에 제1기지국(120)의 상태정보를 송신한다(S426).
다음으로 제1기지국(120)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제2기지국(145)으로 포워딩한다(S428).
다음으로 단말은 제2기지국(145)과의 동기화를 완료한 후 제2기지국(145)으로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S430). 이 시점 이후부터 제2기지국(145)은 제1기지국(120)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제2기지국(145)으로 송신할 수 있다.
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S432).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S434).
다음으로 S-GW(130)는 P-GW(135)에 Proxy Binding Update 메시지를 송신한다(S436).
다음으로 P-GW(135)는 S-GW(130)에 Modify Proxy Binding Ack. 메시지를 보낸다(S438).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S440).
다음으로 MME(125)는 제1기지국(120)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S442).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제1기지국(120)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S444).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S446).
다음으로 S446단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다(S448).
이상 도 3/도 4 및 도 5/도 6를 참조하여 단말(105)이 제1기지국(120)에서 제2기지국(145)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105) ↔ 제1기지국(120) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통하다가 제1기지국(120)에서 제2기지국(145)으로 S1-기반 핸드오버한 후에 매크로 네트워크(110)의 S-GW(130))를 앵커(anchor)로 삼아 단말(105) ↔ 제2기지국(145) ↔ S-GW(130) ↔ P-GW(135, 또는 L-PGW)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(140)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송하는 과정을 설명하였다. 그러나 도 3/도 4 및 도 5/도 6에서 핸드오버 전후의 데이터 트래픽의 경로들을 제외하고 제어신호의 흐름들은 도 3/도 4 및 도 5/도 6를 참조하여 설명한 바에 의해 제한되지 않는다.
도 7는 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말이 제2기지국(145)에서 제1기지국(120)으로 핸드오버를 하는 경우 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 7를 참조하면, 먼저 사용자 단말은 제2기지국(145)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105)↔ 제2기지국(145) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송받거나 또는 유선망(155)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다. 다시말해 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국(145)에서 제1기지국(120)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105)↔ 제2기지국(145) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(155)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송받는다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국(145)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국(145)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국(145)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제1기지국(120)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말 또는 MME(125), 제2기지국(145)이 제1기지국(120)으로의 핸드오버를 하기로 결정할 수 있다.
도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국(145)에서 제1기지국(120)으로 S1-기반 핸드오버한 후에 로컬 네트워크(115)의 L-GW(150)를 앵커(anchor)로 삼아 단말(105) ↔ 제1기지국(120) ↔ S-GW(130) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(140)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(140)으로부터 데이터 트래픽을 전송받아 서비스의 연속성을 제공할 수도 있다.
도 8 및 도 9은 제3실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국에서 제1기지국으로의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 7 및 도 8/도 9을 참조하면, 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국(145)에서 제1기지국(120)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105)↔ 제2기지국(145) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(155)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송받는다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국(145)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제1기지국(120)이 위치한 장소로 이동하고, 제2기지국(145)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제1기지국(120)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아진 경우 단말(105) 또는 MME(125)의 제1기지국(120)으로의 핸드오버 결정에 따라 제2기지국(145)은 제1기지국(120)으로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S610).
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)에 Handover Required 메시지를 송신한다(S612).
다음으로 MME(125)는 제1기지국(120)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S614).
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S616). 이 메시지는 제1기지국(120)이 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID와 주소 및 제2기지국(145)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S618).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S620).
다음으로 MME(125)는 제2기지국(145)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S622). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제2기지국(145)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제2기지국(145)의 radio bearer를 해지한다(S624).
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)를 통해서 제1기지국(120)에 제2기지국(145)의 상태정보를 송신한다(S626).
다음으로 제2기지국(145)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제1기지국(120)으로 포워딩한다(S628).
다음으로 단말은 제1기지국(120)과의 동기화를 완료한 후 제1기지국(120)으로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S630). 이 시점 이후부터 제1기지국(120)은 제2기지국(145)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제1기지국(120)으로 송신할 수 있다.
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S632).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S634).
다음으로 S-GW(130)는 L-GW에 Modify Bearer Request 메시지를 송신한다(S636).
다음으로 L-GW는 S-GW(130)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S638).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S6402).
다음으로 MME(125)는 제2기지국(145)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S642).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제2기지국(145)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S644).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S646).
다음으로 S646 단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다(S648).
도 10 및 도 11은 제4실시예에 따라 S5 참조점에 PMIP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국에서 제1기지국으로의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 7 및 도 10/도 11을 참조하면, 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국(145)에서 제1기지국(120)으로 S1-기반 핸드오버하기 전에 단말(105)↔ 제2기지국(145) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(155)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송받는다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국(145)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제1기지국(120)이 위치한 장소로 이동하고, 제2기지국(145)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제1기지국(120)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아진 경우 단말(105) 또는 MME(125)의 제1기지국(120)으로의 핸드오버 결정에 따라 제2기지국(145)은 제1기지국(120)으로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S710).
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)에 Handover Required 메시지를 송신한다(S712).
다음으로 MME(125)는 제1기지국(120)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S714).
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S716). 이 메시지는 제1기지국(120)이 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID와 주소 및 제2기지국(145)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S718).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S720).
다음으로 MME(125)는 제2기지국(145)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S722). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제2기지국(145)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제2기지국(145)의 radio bearer를 해지한다(S724).
다음으로 제2기지국(145)은 MME(125)를 통해서 제1기지국(120)에 제2기지국(145)의 상태정보를 송신한다(S726).
다음으로 제2기지국(145)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제1기지국(120)으로 포워딩한다(S728).
다음으로 단말은 제1기지국(120)과의 동기화를 완료한 후 제1기지국(120)으로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S730). 이 시점 이후부터 제1기지국(120)은 제2기지국(145)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제1기지국(120)으로 송신할 수 있다.
다음으로 제1기지국(120)은 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S732).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S734).
다음으로 S-GW(130)는 L-GW에 Proxy Binding Update 메시지를 송신한다(S736).
다음으로 L-GW는 S-GW(130)에 Proxy Binding Ack 메시지를 보낸다(S738).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S740).
다음으로 MME(125)는 제2기지국(145)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S742).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제2기지국(145)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S744).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S746).
다음으로 S746 단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다(S748).
이때 도 8/도 9 및 도 10/도 11에서 핸드오버 전후의 데이터 트래픽의 경로들을 제외하고 제어신호의 흐름들은 도 8/도 9 및 도 10/도 11를 참조하여 설명한 바에 의해 제한되지 않는다.
도 12은 하나의 로컬 네트워크에 위치한 두 개 이상의 제2기지국들이 존재하는 경우, 사용자 단말이 하나의 제2기지국으로부터 다른 제2기지국으로 이동함에 따라 제2기지국들 간 핸드오버를 하는 경우 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 12을 참조하면 먼저 사용자 단말은 제2기지국_1(145-1)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 인터넷으로부터 데이터 트래픽을 전송 받거나 또는 인터넷으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다. 다시말해 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에서 제2기지국_2(145-2)으로 핸드오버하기 전에 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(155)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송받는다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국_1(145-1)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국_1(145-1)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국_2(145-2)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 및 MME(125)이 제2기지국_2(145-2)로의 핸드오버를 하기로 결정할 수 있다.
도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에서 제2기지국_2(145-2)으로 핸드오버한 후에 로컬 네트워크(115)의 L-GW(150)를 앵커(anchor)로 삼아 단말(105) ↔ 제2기지국_2(145-2)↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 경로를 통해 유선망(155)에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송받아 서비스의 연속성을 제공할 수도 있다.
도 13 및 도 14는 제5실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 12 및 도 13/도 14을 참조하면, 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송 받거나 또는 유선망(155)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국_1(145-1)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국_1(145-1)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국_2(145-2)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 및 MME(125)이 제2기지국_2(145-2)로의 핸드오버 결정에 따라 제2기지국_1(145-1)은 다른 제2기지국_2(145-2)로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S910).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 MME(125)에 Handover Required 메시지를 송신한다(S912).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_2(145-2)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S914).
다음으로 제2기지국_2(145-2)는 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S916). 이 메시지는 제2기지국_2(145-2) 기지국이 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID와 주소 및 제2기지국_1(145-1)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S918).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S920).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_1(145-1)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S922). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제2기지국_1(145-1)의 radio bearer를 해지한다(S924).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 MME(125)를 통해서 제2기지국_2(145-2)에 기지국의 상태정보를 송신한다(S926).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제2기지국_2(145-2)로 포워딩한다(S928).
다음으로 단말은 제2기지국_2(145-2)와의 동기화를 완료한 후 제2기지국_2(145-2)로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S930). 이 시점 이후부터 제2기지국_2(145-2)는 제2기지국_1(145-1)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제2기지국_2(145-2)로 송신할 수 있다.
다음으로 제2기지국_2(145-2)은 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S932).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S934).
다음으로 S-GW(130)는 L-GW(150)에 Modify Bearer Request 메시지를 송신한다(S936).
다음으로 L-GW(150)는 S-GW(130)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S938).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S940).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_1(145-1)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S942).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제2기지국_1(145-1)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S944).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S946).
다음으로 S946 단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다(S948).
도 15 및 도 16은 제5실시예의 변형예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 12 및 도 15/도 16을 참조하면, 제5실시예의 변형예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법은 도 13/도 14를 참조하여 설명한 제5실시예의 변형예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법과 동일하되, 도 13/도 14의 S928단계 및 S920단계, S946단계, S948단계가 존재하지 않고 도 13/도 14의 S928단계와 같이 제1기지국(소스 HeNB(145-1))->S-GW(130)->제2기지국(타켓 HeNB(145-2))으로 데이터를 포워딩받아 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))가 단말(105)에 하향링크 데이터를 전송하는 대신에 도 15/도 16의 S928b단계와 같이 S-GW(130)를 거치지 않고 제1기지국(소스 HeNB(145-1))->제2기지국(타켓 HeNB(145-2))로 직접 데이터를 포워딩받아 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))가 단말(105)에 하향링크 데이터를 전송하는 점이 다르다.
다시 말해 도 13/도 14의 S928단계에서 제1기지국(소스 HeNB(145-1))로 향하던 사용자 트래픽을 제1기지국(소스 HeNB(145-1))가 코어망의 S-GW(130)를 통해서 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))으로 포워딩하고 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))이 사용자 트래픽을 단말(105)에 전달한 반면, 도 15/도 16의 S928b단계에서 제1기지국(소스 HeNB(145-1))로 향하던 사용자 트래픽을 제1기지국(소스 HeNB(145-1))가 직접 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))로 포워딩하고 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))가 단말(105)에 전달함으로써 사용자의 트래픽이 코어망을 우회하지 않고 단말에 직접 전달되는 효과가 있다.
도 15/도 16의 S928b단계와 같이 S-GW(130)를 거치지 않고 제1기지국(소스 HeNB(145-1))->제2기지국(타켓 HeNB(145-2))로 직접 데이터를 포워딩받아 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))이 단말(105)에 하향링크 데이터를 전송하는 특징은 전후의 다른 실시예들에도 동일하게 적용할 수 있다. 다시 말해 전후의 다른 실시예들도 핸드오버시 S-GW(130)를 거치지 않고 제1기지국(소스 HeNB(145-1))->제2기지국(타켓 HeNB(145-2))로 직접 데이터를 포워딩받아 제2기지국(타켓 HeNB(145-2))이 단말(105)에 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.
도 17 및 도 18은 제6실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 제2기지국(145)간의 X2-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 12 및 도 17/도 18을 참조하면, 도 1의 시스템 아키텍처에서 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW(150)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(155)으로부터 데이터 트래픽을 전송 받거나 또는 유선망(155)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국_1(145-1)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국_1(145-1)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국_2(145-2)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 및 MME(125)이 제2기지국_2(145-2)로의 핸드오버를 하기로 결정할 수 있다.
이에 따라 먼저 핸드오버 준비(Handover preparation) 절차(S1010)와 핸드오버 실행(Handover execution) 절차(S1012)는 3GPP 표준 TS 36.300 (10.1.2.1.1 C-plane handling)을 따른다. 3GPP 표준 TS 36.300 (10.1.2.1.1 C-plane handling)에서 규정한 핸드오버 준비절차(S1010)와 핸드오버 실행절차(S1012)는 본 명세서의 일부를 구성한다.
다음으로 제2기지국_2(145-2)는 MME(125)에 Path Switch Request 메시지를 전송하여 단말이 셀을 변경했음을 알린다(S1014). 이때 제2기지국_2(145-2)가 CSG 셀인 경우 메시지에 CSG ID를 포함시킨다. CSG ID를 수신한 MME(125)는 CSG 멤버쉽을 확인한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Modify Bearer Request 메시지를 송신한다(S1016).
다음으로 S-GW(130)는 L-GW(150)에 Modify Bearer Request 메시지를 송신한다(S1018).
다음으로 L-GW(150)는 S-GW(130)에 Modify Bearer Response 메시지를 송신한다(S1020).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 송신한다(S1022).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_2(145-2)에 Path Switch Request Ack. 메시지를 보내 경로변경이 완료되었음을 알린다(1024).
마지막으로 제2기지국_2(145-2)는 제2기지국_1(145-1)에 Release Resource 메시지를 보내 핸드오버가 상공했음을 알리고, 이 메시지를 제2기지국_1(145-1)는 자원을 해지한다(S1026).
이때 도 13/도 14 및 도 17/도 18에서 핸드오버 전후의 데이터 트래픽의 경로들을 제외하고 제어신호의 흐름들은 도 13/도 14 및 도 17/도 18를 참조하여 설명한 바에 의해 제한되지 않는다.
도 13/도 14 및 도 15/도 16를 참조하여 설명한 제5실시예에 따른 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법에서 상기 제1기지국이 MME에 Handover Required 메시지를 전송하는 단계: 상기 MME가 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 MME는 상기 제1기지국에 Handover Command 메시지를 전송하는 단계를 제1기지국과 상기 제2기지국 사이 핸드오버를 준비하는 단계로, 상기 제1기지국이 단말에 Handover Command 메시지를 전송하는 단계: 및 상기 단말이 상기 제2기지국으로 Handover Confirm 메시지를 전송하는 단계를 상기 제1기지국으로부터 상기 제2기지국으로 핸드오버를 실행하는 단계로 포괄적으로 정의할 수 있다. 이러한 각 세부절차들의 구분의 임의적인 것으로 이에 제한되지 않는다.
이 경우 도 13/도 14 내지 도 17/도 18을 참조하여 설명한 제4 및 5실시예에 따른 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법은 상기 제1기지국과 상기 제2기지국 사이 핸드오버를 준비하는 단계; 단말을 통해 상기 제1기지국으로부터 상기 제2기지국으로 핸드오버를 실행하는 단계; 상기 제2기지국은 MME에 Path Switch Request 메시지를 전송하는 단계; 상기 MME는 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송하는 단계; 및 상기 로컬 게이트웨이는 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
도 19는 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버시 S-GW를 통해서 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 20은 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버시 사용자 트래픽을 S-GW를 거치지 않고 제2기지국와 L-GW 간의 직접 경로를 통해서 서비스 연속성을 제공하는 방법의 핸드오버 전후의 사용자 트래픽 경로들을 도시하고 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 먼저 사용자 단말(105)은 제2기지국_1(145-1)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW_1(150-1)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(155-1)으로부터 데이터 트래픽을 전송 받거나 또는 유선망(155-1)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다.
이때 사용자 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국_1(145-1)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국_1(145-1)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국_2(145-2)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 및 MME(125)이 제2기지국_2(145-2)로의 핸드오버를 하기로 결정할 수 있다.
S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우에는 핸드오버 이후 사용자 트래픽은 도 19에 도시한 바와 같이 네트워크 운용방식에 따라 S-GW(130)를 거치는 단말(105) ↔ 제2기지국_2(145-2) ↔ S-GW(130) ↔ L-GW_1(150-1) 경로를 통해서 전송될 수도 있고, 도 20에 도시한 바와 같이 S-GW(130)를 거치지 않는 단말(105) ↔ 제2기지국_2(145-2)↔ L-GW_1(150-1) 경로를 통해서 전송될 수도 있다.
도 20에 도시한 바와 같이 S-GW(130)를 거치지 않고 단말(105) ↔ 제2기지국(2(145-2) ↔ L-GW_1(150-1) 경로를 통해서 사용자 트래픽을 전송하기 위해서는 하나의 로컬 네트워크에 속한 L-GW_1(150-1)과 또다른 로컬 네트워크에 속한 제2기지국_2(145-2)를 연결하는 새로운 참조점(reference point)이 필요할 수 있다.
도 21 및 도 22는 제7실시예에 따라 S5 참조점에 GTP 프로토콜을 적용한 경우 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 19 내지 도 21/도 22를 참조하면, 먼저 사용자 단말(105)은 제2기지국_1(145-1)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW_1(150-1)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(155-1)으로부터 데이터 트래픽을 전송 받거나 또는 유선망(155-1)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다.
사용자 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국_1(145-1)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국_1(145-1)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국_2(145-2)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 및 MME(125)이 제2기지국_2(145-2)로의 핸드오버 결정시 제2기지국_1(145-1)은 제2기지국_2(145-2)로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S1310).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 MME(125)에 Handover Required 메시지를 송신한다(S1312).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_2(145-2)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S1314).
다음으로 제2기지국_2(145-2)은 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S1316). 이 메시지는 제2기지국_2(145-2)가 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID와 주소 및 제2기지국_1(145-1)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S1318).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S1320).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_1(145-1)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S1322). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제2기지국_1(145-1)의 radio bearer를 해지한다(S1324).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 MME(125)를 통해서 제2기지국_2(145-2)에 기지국의 상태정보를 송신한다(S1326).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제2기지국_2(145-2)로 포워딩한다(S1328).
다음으로 단말은 제2기지국_2(145-2)와의 동기화를 완료한 후 제2기지국_2(145-2)로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S1330). 이 시점 이후부터 제2기지국_2(145-2)는 제2기지국_1(145-1)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제2기지국_2(145-2)로 송신할 수 있다.
다음으로 제2기지국_2(145-2)는 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S1332).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S1334).
다음으로 S-GW(130)는 L-GW_1(150-1)에 Modify Bearer Request 메시지를 송신한다(S1336).
다음으로 L-GW_1(150-1)는 S-GW(130)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S1338).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S1340).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_1(145-1)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S1342).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제2기지국_1(145-1)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S1344).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S1346).
다음으로 S1346 단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다(S1348).
도 23 및 도 24는 제8실시예에 따라 S5 참조점에 PMIP 프로토콜을 적용한 경우 서로 다른 로컬 네트워크에 위치한 두 개의 제2기지국들 간의 S1-기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법의 흐름도이다. S5 참조점에 PMIP 프로토콜을 적용한 경우에는 핸드오버 이후 사용자 트래픽은 S-GW(130)를 거치는 단말(105) ↔ 제2기지국_2(145-2) ↔ S-GW(130) ↔ L-GW_1(150-1) 경로를 통해서 전송될 수 있다.
도 19 및 도 20, 도 23/도 24를 참조하면, 먼저 사용자 단말(105)은 제2기지국_1(145-1)에 접속하여 인증절차를 거친 후 단말(105) ↔ 제2기지국_1(145-1) ↔ L-GW_1(150-1)를 연결하는 사용자 트래픽 통신채널을 할당 받고 유선망(155-1)으로부터 데이터 트래픽을 전송 받거나 또는 유선망(155-1)으로 데이터 트래픽을 전송할 수 있다.
사용자 단말(105)이 제2기지국_1(145-1)에 접속한 상태에서 통신을 하면서 제2기지국_1(145-1)이 위치한 장소를 이탈함에 따라, 제2기지국_1(145-1)으로부터 수신되는 무선신호의 세기가 제2기지국_2(145-2)으로부터 수신되는 무선신호의 크기보다 작아져서 단말(105) 및 MME(125)이 제2기지국_2(145-2)로의 핸드오버 결정시 제2기지국_1(145-1)은 제2기지국_2(145-2)로의 S1-기반 핸드오버를 할 것을 결정한다(S1410).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 MME(125)에 Handover Required 메시지를 송신한다(S1412).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_2(145-2)에 Handover Request 메시지를 전송한다(S1414).
다음으로 제2기지국_2(145-2)은 MME(125)에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송한다(S1416). 이 메시지는 제2기지국_2(145-2)가 사용자 트래픽 송수신을 위해 할당한 TEID와 주소 및 제2기지국_1(145-1)으로부터 데이터 포워딩을 받는 경우 이를 위한 TEID와 주소를 포함한다.
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에게 사용자의 downlink 트래픽 포워딩을 위한 터널 설정을 요청한다(S1418).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에게 터널 설정을 요청에 대한 응답을 송신한다(S1420).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_1(145-1)에 Handover Command 메시지를 송신한다(S1422). 이 메시지에는 사용자 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보(주소 및 TEID)와 해지할 bearer의 리스트가 포함되어 있다.
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고, 이 메시지를 수신한 단말은 제2기지국_1(145-1)의 radio bearer를 해지한다(S1424).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 MME(125)를 통해서 제2기지국_2(145-2)에 기지국의 상태정보를 송신한다(S1426).
다음으로 제2기지국_1(145-1)은 사용자의 downlink 트래픽을 S-GW(130)를 통해 제2기지국_2(145-2)로 포워딩한다(S1428).
다음으로 단말은 제2기지국_2(145-2)와의 동기화를 완료한 후 제2기지국_2(145-2)로 Handover Confirm 메시지를 송신한다(S1430). 이 시점 이후부터 제2기지국_2(145-2)는 제2기지국_1(145-1)이 S-GW(130)를 통해서 포워딩해준 사용자 downlink 트래픽을 단말로 송신할 수 있으며 단말은 uplink 트래픽을 제2기지국_2(145-2)로 송신할 수 있다.
다음으로 제2기지국_2(145-2)는 MME(125)에 Handover Notify 메시지를 송신한다(S1432).
다음으로 MME(125)는 PDN 접속에 대해서 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW(130)에 송신한다(S1434).
다음으로 S-GW(130)는 L-GW_1(150-1)에 Proxy Binding Update 메시지를 송신한다(S1436).
다음으로 L-GW_1(150-1)는 S-GW(130)에 Proxy Binding Ack. 메시지를 보낸다(S1438).
다음으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Modify Bearer Response 메시지를 보낸다(S1440).
다음으로 MME(125)는 제2기지국_1(145-1)에 UE Context Release Command 메시지를 송신한다(S1442).
다음으로 UE Context Release Command를 수신한 제2기지국_1(145-1)은 사용자의 Context 정보를 삭제하고 MME(125)에 UE Context Release Complete 메시지를 송신한다(S1444).
다음으로 MME(125)는 S-GW(130)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지를 보내서 사용자 트래픽을 포워딩하기 위해 설정했던 터널을 해지할 것을 요청한다(S1446).
다음으로 S1446 단계에서 MME(125)가 보낸 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request 메시지에 대한 응답으로 S-GW(130)는 MME(125)에 Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response 메시지를 송신한다.
이때 도 21/도 22 및 도 23/도 24에서 핸드오버 전후의 데이터 트래픽의 경로들을 제외하고 제어신호의 흐름들은 도 21/도 22 및 도 23/도 24를 참조하여 설명한 바에 의해 제한되지 않는다.
도 25은 또다른 실시예에 따른 제1기지국/제2기지국 및 MME의 구성 블록도이다.
도 25을 참조하면, 제1기지국(120)/제2기지국(145)은 각각 저장수단(1510), 컨트롤러(1520), 송수신부(1530)을 포함한다.
한편, MME(125)는 도 1 내지 도 23/도 24를 참조하여 전술한 바와 같이 설명한 네크워크들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법들에서 제어신호(Control Signal)의 처리를 담당한다. MME(125)가 도 1 내지 도 23/도 24에 도시한 바와 같이 네크워크들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법들에서 제어신호(Control Signal)의 처리하는 동작은 도 1 내지 도 23/도 24를 참조하여 전술한 바와 같다. 이때 MME(125)는 단말(105) 및 S-GW(130) 등으로부터 수신한 제어신호 이외에 사업자 정책, QoS, 가입자 정보를 고려할 수 있다. MME(125)는 저장 수단(1540), 컨트롤러(1550)와 송수신부(1560)를 포함한다.
이 저장 수단들(1510, 1540)은 도 1 내지 도 23/도 24에 시스템 아키텍처 또는 방법들이 구현된 소프트웨어 프로그램을 저장한다.
컨트롤러들(1520, 1550) 각각은 저장 수단들(1510, 1540) 및 송수신부들(1530, 1560)을 각기 제어한다. 구체적으로 컨트롤러들(1520, 1550) 각각은 저장 수단들(1510, 1540)에 각기 저장된 도 1 내지 도 23/도 24에 시스템 아키텍처 또는 방법들을 각기 실행한다. 그리고 컨트롤러들(1520, 1550) 각각은 상기 송수신부들(1530, 1560)을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.
이상 도면을 참조하여 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
위 실시예들에서 기반 핸드오버를 통한 서비스 연속성을 제공하는 방법들을 설명하였으나 핸드오버 전후의 트래팩 경로들을 제외하고 제어신호들의 흐흠들은 전술한 실시예들에 제한되지 않는다.
위 실시예들에서 네트워크들의 예로 3GPP의 매크로 네트워크와 로컬 네트워크를 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 적용되는 네트워크는 서비스 연속성을 제공할 수 있는 어떤 네트워크일 수 있다.
위 실시예에서 서빙 게이트웨이와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 또는 서빙 게이크웨이와 로컬 게이트웨이는 GTP 프로토콜 또는 PMIP 프로토콜 중 하나를 적용하는 것을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않고 이들간 어떤 프로토콜을 적용할 수 있다.
위 실시예에서 다양한 메시지들 또는 신호들이 기재되었으나 메시지들이나 신호들의 명칭은 하나의 예시들에 불과하며 그 명칭에 관계없이 그 특성을 갖는 메시지들이나 신호라면 동일한 것으로 간주되어야 한다. 예를 들어 도 13/도 14 및 도 15/도 16에 도시한 바와 같이 제2기지국이 MME에 전송하는 Path Switch Request 메시지는 경로 변경을 요청하기 위한 메시지로 이 메시지의 명칭에 관계없이 다른 명칭의 메시지이더라도 동일한 특성의 메시지인 경우 동일한 메시지로 해석되어야 한다. 다른 ㅇ예를 들어 MME가 로컬 게이트웨이에 전송하는 Modify Bearer Request 메시지나 로컬 게이트웨이가 MME에 전송하는 Modify Bearer Response 메시지는 베어러 변경에 대한 요청 및 응답 메시지로 메시지의 명치에 관계엇이 동일한 특성의 메시지인 경우 동일한 것으로 해석되어야 한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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본 특허출원은 2011년 05월 16일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2011-0045971 호 및 2011년 07월 04일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2011-0065942 호에 대해 미국 특허법 119(a)조 (35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (19)

  1. 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법으로,
    상기 제1기지국과 상기 제2기지국 사이 핸드오버를 준비하는 단계;
    단말을 통해 상기 제1기지국으로부터 상기 제2기지국으로 핸드오버를 실행하는 단계;
    상기 제2기지국은 MME에 Path Switch Request 메시지를 전송하는 단계;
    상기 MME는 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송하는 단계; 및
    상기 로컬 게이트웨이는 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기지국과 상기 제2기지국 사이 핸드오버를 준비하는 단계는, 상기 제1기지국이 MME에 Handover Required 메시지를 전송하는 단계: 상기 MME가 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 MME는 상기 제1기지국에 Handover Command 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1기지국으로부터 상기 제2기지국으로 핸드오버를 실행하는 단계는, 상기 제1기지국이 단말에 Handover Command 메시지를 전송하는 단계: 및 상기 단말이 상기 제2기지국으로 Handover Confirm 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MME가 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송하는 단계 이후에, 상기 제2기지국은 상기 MME에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 MME가 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송하는 단계에서, 상기 MME는 상기 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW를 통해 상기 로컬 게이트웨이에 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 로컬 게이트웨이가 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 로컬 게이트웨이는 Modify Bearer Response 메시지를 S-GW를 통해 상기 MME에 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1기지국과 상기 제2기지국 사이 핸드오버 준비하는 단계에서,
    상기 제1기지국은 상기 제2기지국에 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송하고 상기 제2기지국은 상기 제1기지국에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단말을 통해 상기 제1기지국로부터 상기 제2기지국로 핸드오버를 실행하는 단계에서,
    상기 제1기지국은 RRC Connect Reconfiguration 메시지를 상기 단말 전송하고 상기 단말은 상기 제2기지국에 Connect Reconfiguration Complete 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 MME가 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송하는 단계에서, 상기 MME는 상기 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW를 통해 상기 로컬 게이트웨이에 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 게이트웨이가 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 로컬 게이트웨이는 Modify Bearer Response 메시지를 S-GW를 통해 상기 MME에 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  10. 상기 제2기지국과 핸드오버를 준비하고 제2기지국으로 핸드오버를 실행하는 제1기지국;
    상기 제1기지국과 핸드오버를 준비하고 단말을 통해 상기 제1기지국으로부터 핸드오버를 실행하고 MME에 Path Switch Request 메시지를 전송하는 제2기지국;
    상기 제2기지국으로부터 상기 Path Switch Request 메시지를 수신하고 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송하는 MME; 및
    상기 MME로부터 상기 Modify Bearer Request 메시지를 수신하고 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송하는 로컬 게이트웨이를 포함하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 통신 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1기지국과 상기 제2기지국이 핸드오버를 준비할 때, 상기 제1기지국이 MME에 Handover Required 메시지를 전송하고, 상기 MME가 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송하고 상기 제1기지국에 Handover Command 메시지를 전송하며,
    상기 제1기지국으로부터 상기 제2기지국으로 핸드오버를 실행할 때, 상기 제1기지국이 단말에 Handover Command 메시지를 전송하고 상기 단말이 상기 제2기지국으로 Handover Confirm 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 MME가 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송한 후, 상기 제2기지국은 상기 MME에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 통신 시스템.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 MME가 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송할 때, 상기 MME는 상기 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW를 통해 상기 로컬 게이트웨이에 전송하고,
    상기 로컬 게이트웨이가 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송할 때, 상기 로컬 게이트웨이는 Modify Bearer Response 메시지를 S-GW를 통해 상기 MME에 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국과 제2기지국 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 통신 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1기지국과 상기 제2기지국가 핸드오버 준비할 때, 상기 제1기지국은 상기 제2기지국에 상기 제2기지국에 Handover Request 메시지를 전송하고 상기 제2기지국은 상기 제1기지국에 Handover Request Acknowledge 메시지를 전송하고,
    상기 단말을 통해 상기 제1기지국로부터 상기 제2기지국로 핸드오버를 실행할 때 상기 제1기지국은 RRC Connect Reconfiguration 메시지를 상기 단말 전송하고 상기 단말은 상기 제2기지국에 Connect Reconfiguration Complete 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 통신 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 MME가 Modify Bearer Request 메시지를 로컬 게이트웨이에 전송할 때, 상기 MME는 상기 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW를 통해 상기 로컬 게이트웨이에 전송하고,
    상기 로컬 게이트웨이가 상기 MME에 Modify Bearer Response 메시지를 전송할 때, 상기 로컬 게이트웨이는 Modify Bearer Response 메시지를 S-GW를 통해 상기 MME에 전송하는 것을 특징으로 하는 하나의 로컬 네트워크에 위치한 제1기지국에서 제2기지국으로 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 통신 시스템.
  16. 하나의 로컬 네트워크에 위치한 두 개 이상의 기지국들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법으로,
    단말이 상기 로컬 네트워크에 포함되는 상기 기지국들 중 하나의 기지국 및 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계; 및
    상기 로컬 네트워크에 포함되는 기지국들 중 다른 기지국으로 핸드오버시 단말이 상기 다른 기지국 및 상기 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받는 단계를 포함하는 단말의 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 핸드오버는 S1 기반 핸드오버 또는 X2 기반 핸드오버 중 하나인 것을 특징으로 하는 단말의 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 방법.
  18. 하나의 로컬 네트워크에 위치한 두 개 이상의 기지국들 간 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 네트워크 이동성 관리 기능으로,
    단말이 상기 로컬 네트워크에 포함되는 상기 기지국들 중 하나의 기지국 및 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받고,
    상기 로컬 네트워크에 포함되는 기지국들 중 다른 기지국으로 핸드오버시 상기 다른 기지국 및 상기 로컬 게이트웨이를 통해 유선망에 데이터 트래픽을 전송하거나 유선망으로부터 데이터 트래픽을 전송받도록 제어하는 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 네트워크 이동성 관리 기능.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 핸드오버는 S1 기반 핸드오버 또는 X2 기반 핸드오버 중 하나인 것을 특징으로 하는 핸드오버시 서비스 연속성을 제공하는 네트워크 이동성 관리 기능.
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ALCATEL-LUCENT: 'Optimized Solution for Enhanced inter-HeNB Enhanced Mobility' 3GPP TSG-RAN WG3 #70, R3-103467 15 November 2010, *

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WO2012157863A3 (ko) 2013-01-24

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