WO2014017838A1 - 핸드오버 방법 및 그 장치 - Google Patents

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WO2014017838A1
WO2014017838A1 PCT/KR2013/006652 KR2013006652W WO2014017838A1 WO 2014017838 A1 WO2014017838 A1 WO 2014017838A1 KR 2013006652 W KR2013006652 W KR 2013006652W WO 2014017838 A1 WO2014017838 A1 WO 2014017838A1
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WO
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base station
handover
cell
terminal
signal strength
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/006652
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English (en)
French (fr)
Inventor
박현서
오성민
박애순
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한국전자통신연구원
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    • H04W36/0055—Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0079—Transmission or use of information for re-establishing the radio link in case of hand-off failure or rejection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/34—Reselection control
    • H04W36/36—Reselection control by user or terminal equipment

Definitions

  • the present invention relates to handover, and more particularly, to a method and apparatus for performing handover.
  • the UE when performing a handover procedure, the UE reports channel state information including signal strengths of the serving base station and neighboring base stations to the serving base station through a measurement report message.
  • the serving base station which receives this determines whether the terminal performs handover based on the received information and instructs the terminal to handover.
  • the serving base station transmits a radio resource control (RRC) connection reconfiguration message to the terminal to name the handover.
  • RRC radio resource control
  • the terminal Upon receiving the message indicating the handover command, the terminal immediately performs a handover to disconnect the wireless connection with the serving base station and attempt to access the target base station.
  • the terminal attempts random access to the target base station while performing a handover, and the target base station transmits a random access response in response to the random access.
  • the target base station determines that the handover was successful and starts transmitting downlink data.
  • the signal strength report of the terminal is difficult to be transmitted to the base station in real time because the radio link state is not good, and a handover command transmitted from the base station to the terminal may be difficult to be delivered to the terminal in real time.
  • the time for which data to be transmitted to the terminal is disconnected during handover is increased, thereby inevitably lowering communication quality during handover.
  • a large-capacity wireless service has been achieved by miniaturizing a service cell to provide a high quality, resource-rich wireless environment to a plurality of user terminals.
  • a base station providing a communication service to terminals existing in a small cell, which is a small communication area such as an independent office, a residential area, or a building, is provided. It can be said to be a small base station.
  • the terminal disconnects from the previous cell and accesses the new cell to perform handover.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for determining a handover time by a terminal.
  • Another object of the present invention is to provide a handover method and an apparatus capable of reducing a time for disconnecting data to be transmitted to a terminal.
  • Another object of the present invention is to provide a handover method and apparatus for efficiently setting radio resources for a terminal in a network environment in which a plurality of small cells are mixed.
  • a handover method the handover method of the terminal, the terminal receiving a handover command message from the serving base station; After the terminal receives the handover command message, determining whether to perform a handover; If it is determined that the handover is to be performed, the terminal transmitting a handover notification message informing the serving base station of the handover; And performing the handover by the terminal.
  • the determining of whether to perform the handover may include: measuring, by the terminal, signal strength of the serving base station and signal strength of a neighboring base station including a target base station; And determining, by the terminal, whether to perform a handover by determining whether a handover execution event occurs based on the signal strength of the serving base station and the signal strength of the neighboring base stations.
  • the determining of the time to perform the handover may include determining a time to perform a handover when a handover execution event occurs, wherein the signal strength of the target base station is equal to the signal strength of the serving base station.
  • TTE time to execute
  • the signal strength of the target base station Is greater than a signal strength of the serving base station, a signal strength of the serving base station is smaller than a preset first threshold value, and a signal strength of the target base station is greater than a signal strength of the serving base station, and a signal strength of the target base station. Is greater than a preset second threshold, and at least one of the events If the event occurs it can be determined as the time to perform the handover.
  • the transmitting of the handover notification message may include: a first notification method of notifying handover performance using a MAC control element and a second notification of handover performance using a radio resource control (RRC) message;
  • the handover notification message may be transmitted using one of a notification method and a third notification method for notifying handover performance using a PHY channel.
  • RRC radio resource control
  • the first notification method may define and use a logical channel identifier (LCID) indicating a handover notification message, and include a cell ID of a target base station to be handed over in the message and transmit the same.
  • the second notification method includes the RRC.
  • the message may include the cell ID of the target base station to perform the handover.
  • the transmitting of the handover notification message may repeatedly transmit the handover notification message.
  • the handover method may further comprise the step of receiving a response message for the handover notification message from the serving base station after the terminal transmits a handover notification message.
  • the step of performing the handover by the terminal may perform handover when receiving an acknowledgment (ACK) response message indicating that the handover notification message is normally received from the serving base station.
  • ACK acknowledgment
  • the handover notification message may be repeatedly transmitted until the ACK response message is received.
  • the handover method may further include transmitting, by the serving base station, the response message to the terminal, wherein the serving base station transmits an ACK response message or a NACK through a PHICH (Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) channel.
  • the response message may be transmitted to the terminal using one of a method of transmitting a negative ACK response message and a method of transmitting an ACK response message or a NACK response message through a radio link control (RLC).
  • RLC radio link control
  • the determining of whether to perform the handover may further include determining a target base station to be handed over by the terminal.
  • the terminal in the transmitting of the handover notification message, the terminal may include the cell ID of the determined target base station in the handover notification message and transmit the same.
  • the terminal before the terminal receives the handover command message from the serving base station, when the handover preparation event occurs, the terminal reports the measurement report message including the signal strength of the serving base station and the signal strength of the neighboring base station.
  • the transmission may further include.
  • the handover preparation event may include a case where a signal strength of a neighboring base station is greater than or equal to a second offset by the signal strength of the serving base station.
  • the handover command message may be a radio connection reconfiguration message in which the serving base station sets one of neighboring base stations as a target base station, and in the step of receiving the handover command message, the terminal identifies cell IDs of different target base stations.
  • the terminal may determine a target base station from a radio connection reconfiguration time point to the target base station and neighboring base stations.
  • the performing of the handover by the terminal may perform the RACH procedure to the target base station when the handover command message includes information indicating that the RACH procedure is performed.
  • a handover method includes: receiving, by a serving base station, a measurement report message including a signal strength of the serving base station and a signal strength of a neighboring base station from a terminal; After receiving the measurement report message, transmitting, by the serving base station, a handover command message for commanding handover to the terminal; Receiving a handover notification message indicating that the terminal performs handover from the terminal; And after receiving the handover notification message, transmitting data to be transmitted to the terminal to a target base station.
  • the transmitting of the handover command message to the terminal may include information indicating whether to perform a random access channel (RACH) procedure after performing the handover in the handover command message.
  • RACH random access channel
  • the handover method may include: receiving a data transfer request from a target base station when the handover notification message is not received; And transmitting data to be transmitted to the terminal to the target base station according to the data transfer request.
  • the handover method may further include, after receiving the handover notification message, the serving base station delivering the handover notification message to a target base station.
  • the handover method is a handover method of a terminal in a network environment in which a small cell and a macro cell are mixed, a cell change command message from a serving base station corresponding to the cell to which the terminal is currently connected; Receiving the cell change command message including at least one of information about a previous cell to be disconnected and information about a cell to be newly accessed; After the terminal receives the cell change command message, determining whether to perform a cell change; And when the cell change is performed, the terminal performing a change from a currently connected cell to a new cell based on information included in the cell change command message.
  • the performing of the change may include: when the cell change is performed, when the cell change command message includes information on the previous cell and information on a cell to be newly accessed, the UE disconnects from the previous cell and moves to a new cell. Performing a connection; And when the cell change command message includes only information on a cell to be newly accessed, the terminal may perform a connection to a new cell.
  • the cell change command message may include a first field (Cell add) including information on a cell to be newly accessed, and a second field (Cell release) including this information when a previous cell is to be released.
  • Cell add including information on a cell to be newly accessed
  • Cell release including this information when a previous cell is to be released.
  • the handover method may further include transmitting, by the terminal, a cell change notification message indicating a cell change to the serving base station when it is determined that the cell change is performed before performing the change to the new cell. can do.
  • the determining of whether to perform the cell change may include: measuring, by the terminal, signal strength of the serving base station and signal strength corresponding to neighboring cells; And determining, by the terminal, whether to perform a cell change by determining whether a cell change execution event occurs based on the signal strength of the serving base station and the signal strength of neighboring cells.
  • the signal strength of the neighboring cell when the signal strength of the neighboring cell is greater than or equal to the signal strength of the serving base station, the signal strength of the neighboring cell is greater than the signal strength of the serving base station by a second offset or more.
  • the signal strength of the neighboring cell when the signal strength of the serving base station is smaller than a preset first threshold, and when the signal strength of the neighboring cell is It may include a case where the signal strength of the serving base station is greater than that of the serving base station, and the signal strength of the neighboring cell is greater than a preset second threshold value.
  • it may be determined as a time to perform a cell change.
  • the handover method may further include determining that a cell addition preparation event, which is a time to perform cell addition, occurs when the signal strength of the neighboring cell is greater than the first threshold.
  • the terminal may further include transmitting a message according to the cell change completion to the target base station.
  • a serving base station corresponding to a cell to which the terminal is currently connected may be configured from the terminal.
  • the serving base station is a cell change command message-the cell change command message is a first field (Cell add) that contains information about a cell to which the UE is newly connected, the previous to release the connection Transmitting a second field (cell release) including information of a cell to the terminal; And receiving, from the terminal, a cell change notification message indicating that the terminal performs cell change.
  • Cell add a first field
  • cell release a second field
  • the serving base station is a base station corresponding to a macro cell, and the previous cell to which the terminal is connected and the cell to which the terminal is newly connected are small cells included in the macro cell, the serving base station is configured to complete the cell change from the terminal.
  • the method may further include receiving the message.
  • a handover apparatus includes: a signal strength measuring unit configured to receive a signal transmitted from a neighboring base station and a serving base station including a target base station, and measure the strength of the received signal; A measurement report unit for transmitting a measurement report message including channel state information based on the signal strength measured by the signal strength measurer to a serving base station; A handover command receiver configured to receive a radio resource control (RRC) connection reconfiguration message for setting a neighbor base station as a target base station from the serving base station; A handover time determiner configured to determine a connection reconfiguration time point and a target base station to a target base station after receiving the RRC connection reconfiguration message; A handover notification unit configured to generate a handover notification message informing that the connection reconfiguration time point to the target base station and the target base station have been determined and to transmit it to the serving base station; And a handover performer configured to perform connection reconfiguration to the target base station.
  • RRC radio resource control
  • the handover timing determiner is a first event when the signal strength of the neighboring base station is greater than the signal strength of the serving base station and the signal strength of the neighboring base station is greater than or equal to the signal strength of the serving base station by the first event, the signal strength of the neighboring base station is serving A second event maintained for a predetermined time when the signal strength of the base station is greater than or equal to a second offset; a third signal strength of a neighboring base station is greater than a signal strength of the serving base station, and a signal strength of the serving base station is smaller than a preset first threshold; It is time to perform a handover when at least one of the event and the fourth event in which the signal strength of the neighboring base station is greater than the signal strength of the serving base station and the signal strength of the neighboring base station is greater than the preset second threshold value occurs. You can decide.
  • the serving base station is a base station corresponding to the macro cell
  • the previous cell to which the terminal is connected and the cell newly connected to the terminal is a small cell included in the macro cell
  • the RRC connection reconfiguration message is a cell change command message including a first field (Cell add) including information on a cell to which a UE newly accesses, and a second field (Cell release) including information of a previous cell to release a connection. Can be.
  • the handover timing determining unit when the signal strength of the neighboring base station is greater than the first threshold value, the cell addition preparation event that is the time to perform the cell addition occurs It can be judged that.
  • the cell addition event may indicate a case in which the terminal additionally accesses one cell from among a plurality of small cells included in the macrocell as a serving cell in a state in which the terminal accesses the macrocell which is the basic cell.
  • the terminal determines the handover time, and thus, a handover is performed in which the base station signal strength measurement result of the terminal is reflected in real time.
  • handover success rates can be improved and the time to disconnect data during handover can be significantly reduced.
  • handover timing synchronization at the terminal and the base station can be synchronized.
  • handover delay time and data loss occurring during handover can be minimized by processing the cell change instead of the handover.
  • the UE can simultaneously connect and communicate with two cells through radio resource configuration, soft handover can be easily implemented in an OFDM-based mobile communication system, and communication quality deterioration at the cell boundary is reduced through cooperative transmission between base stations. .
  • the UE since the UE may set radio resources through the macro base station and additionally configure the small cells and the radio resources when the small cell is discovered, the small cell may be constructed as a mobile traffic adaptive heterogeneous network in which the control plane and the user plane are separated. To save energy in the mobile communication system.
  • macro base stations can perform integrated radio resource management for Wi-Fi access point (AP) or millimeter wave (mmWave) cells, resulting in a Wi-Fi AP or mmWave cell operating similarly to a small cell.
  • AP Wi-Fi access point
  • mmWave millimeter wave
  • the radio resources can be set for the terminal as in the case where the small cell is constructed, and thus the radio resources can be used more efficiently.
  • the mobile station can transmit and receive data from two base stations simultaneously by setting radio resources with two different macro base stations.
  • soft handover can be easily implemented in an OFDM-based mobile communication system to minimize data loss during handover. Can be.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a network environment in which handover is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a handover decision process of a terminal in a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an event generation according to signal strength in a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph illustrating RSRP characteristics according to a conventional handover method
  • FIG. 6 is a graph illustrating RSRP characteristics according to a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a timing flowchart of a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a handover interrupt time according to a conventional handover method
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a handover interrupt time according to a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a network environment in which a handover method is performed according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart of a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an operation flow of a terminal in a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of determining, by a UE, a cell change point in a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an event generation according to signal strength in a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a structure of a handover apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal may be a mobile terminal (MT), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), a high reliability mobile station (HR-MS). May also refer to a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), an access terminal (AT), a user equipment (UE), and the like. It may also include all or part of the functionality of the HR-MS, SS, PSS, AT, UE and the like.
  • MT mobile terminal
  • MS mobile station
  • AMS advanced mobile station
  • HR-MS high reliability mobile station
  • SS subscriber station
  • PSS portable subscriber station
  • AT access terminal
  • UE user equipment
  • a base station may be an advanced base station (ABS), a high reliability base station (HR-BS), a node B (node B), an advanced node B (evolved node B, eNodeB), access point (AP), radio access station (RAS), base transceiver station (BTS), mobile multihop relay (MMR) -BS, relay serving as a base station station (RS), relay node (RN) serving as base station, advanced relay station (ARS) serving as base station, high reliability relay station (HR) serving as base station -RS), small base stations (femoto BS), home node B (HNB), home eNodeB (HeNB), pico base station (pico BS), metro base station (metro BS), micro base station (micro BS) ), Etc.), and all, such as ABS, Node B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, small base station, or the
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a network environment in which handover is performed according to a first embodiment of the present invention.
  • the terminal 1 performs access to a corresponding cell through a base station managing each cell.
  • the terminal 1 may perform a handover from the serving base station 2 (serving base station or primary cell) of the currently connected cell to the target base station 3 (target station or secondary cell) while moving.
  • the terminal In such a wireless channel environment, the terminal conventionally measures the strength of the signal received from the serving base station and the neighboring base station and transmits the channel state information of the serving cell and the neighboring cell to the serving base station through a measurement report message. If so, the serving base station determines whether to handover the terminal and transmits a message instructing handover to the terminal. Thereafter, the terminal immediately performs a handover to disconnect the wireless connection with the serving base station and attempts to access the target base station. After the target base station transmits the random access response to the terminal according to the random access of the terminal to the target base station, the target base station determines that the handover is successful and starts transmitting downlink data.
  • the UE terminates the radio connection with the serving base station and attempts to access the target base station until the RACH (random access channel) procedure succeeds and receives downlink data for the first time, that is, a handover interrupt time (handover interrupt)
  • a handover interrupt time (handover interrupt)
  • the terminal does not receive data during the time).
  • the handover interrupt time at which the terminal does not receive data during handover is defined as about 10.5 ms according to the standard.
  • the handover interrupt time is much longer than the time defined in the standard specification.
  • the radio link state is poor in the handover region, the signal strength report of the terminal is not transmitted to the base station in real time, and a handover command transmitted from the base station to the terminal may not be transmitted to the terminal.
  • the handover is not performed in real time and the handover itself fails. As a result, communication quality is inevitable at the time of handover due to a larger time for data disconnection during handover or a time for data disconnection during a recovery procedure due to a handover failure.
  • the terminal finally determines the handover time so that the handover may be performed in real time according to the radio link state and the handover success probability may be increased.
  • FIG. 2 is a flowchart of a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • the terminal even when the terminal receives a message indicating a handover command from the serving base station, the terminal does not perform a handover immediately, but performs a handover at an appropriate time to perform the handover determined by the terminal.
  • the terminal 1 When the terminal 1 receives a message instructing to perform a handover from the serving base station 2 as shown in FIG. 2 (S10), the terminal 1 measures the signal strength of the serving base station 2 and neighboring base stations and performs handover based thereon. The time point to perform is determined (S20, S30). A process of determining that the terminal performs the handover will be described later in more detail.
  • the terminal 1 When it is determined that the current state is a state in which the handover should be performed (S40), the terminal 1 generates a handover notification message informing of performing the handover and transmits it to the serving base station 2 (S50). In this case, the terminal 1 may notify the handover execution by using the following method.
  • the terminal 1 notifies the handover execution using a MAC control element.
  • a LCID logical channel identifier
  • a cell ID of a target base station to be handed over may be included in the message (first notification method).
  • the terminal 1 notifies the handover execution using the RRC message.
  • the RRC message may include the cell ID of the target base station to perform the handover (second notification method).
  • the terminal 1 notifies the handover execution using the PHY (physical) channel (third notification method).
  • the terminal 1 may notify the serving base station 2 of performing a handover.
  • one notification in the order of the first notification method> second notification method> third notification method is performed. Method can be used.
  • the handover notification message may be repeatedly transmitted for the reliability of the transmitted message.
  • the terminal 1 transmits a handover notification message to the serving base station 2 and then performs handover.
  • the terminal 1 may perform a handover immediately after transmitting the handover notification message to the serving base station 2, or indicate that reception of the handover notification message has been normally performed from the serving base station 2.
  • ACK acknowledgment message
  • the serving base station 2 may transmit a response message for receiving the handover notification message to the terminal 1.
  • the terminal 1 transmits an ACKnowledgment (ACK) response message indicating that the handover notification message has been normally received to the terminal 1 or a NACK (Negative ACKnowledgment) response message indicating that the handover notification message has not been normally received.
  • ACK ACKnowledgment
  • NACK Negative ACKnowledgment
  • a response message may be transmitted using an RRC message.
  • ACK / NACK through PHICH and ACK / NACK through RLC (radio link control) may be used.
  • the terminal 1 when the terminal 1 receives a response message for the handover notification message transmission from the serving base station 2 (S60), the terminal 1 performs a handover to the target base station 3 ( S70).
  • the terminal 1 when the terminal 1 fails to transmit the handover notification message from the serving base station 2 or does not receive a response message (ACK) from the serving base station 2 after transmitting the handover notification message, the terminal 1 Performs a handover to the target base station 3, the target base station 3 may request the data to be forwarded to the serving base station 2 to the terminal. In this case, the serving base station 2 transmits data to be transmitted to the terminal to the target base station 3 according to the request of the target base station 3.
  • ACK response message
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a handover decision process of a terminal in a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • the terminal 1 does not perform the handover immediately after receiving the handover command message from the serving base station 2, and determines a suitable time point for performing the handover.
  • the terminal 1 measures the signal strength of the serving base station 2 and the signal strengths of neighboring base stations including the target base station 3 and compares the measured signal strengths (S100 and S110).
  • the signal strength of the neighboring base station including the target base station is compared with the signal strengths of the serving base station to determine whether a handover execution event that requires handover has occurred.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an event occurrence according to signal strength in a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • the terminal 1 determines that it is time to perform a handover by generating a handover execution event (S130, S160).
  • the handover execution event refers to a situation where it is better to handover to the target base station than to maintain a wireless connection with the serving base station at the terminal.
  • the terminal 1 when the situation where the signal strength of the neighboring base station is greater than the signal strength of the serving base station by a second offset or more is maintained for a set time (for example, TTE (Time to Execute)), the terminal 1 performs a handover. It can be determined that it is time to do so. In addition, when the signal strength of the neighboring base station is greater than the signal strength of the serving base station and the signal strength of the serving base station is smaller than the preset first threshold value (Threshold1 in FIG. 4), the terminal 1 performs a handover execution event. And it is determined that it is time to perform a handover (S140, S160).
  • TTE Time to Execute
  • the terminal 1 performs a handover execution event. And it is determined that it is time to perform the handover (S150, S160).
  • Handover execution event according to an embodiment of the present invention is not limited to those described above.
  • the terminal 1 may determine the target base station to perform the handover. That is, the terminal 1 may determine the target base station based on the signal strength of the neighboring base stations measured. For example, among neighboring base stations having a signal strength greater than that of the serving base station, a neighbor base station whose signal strength is greater than or equal to the signal strength of the serving base station by a first offset may be selected as a target base station for handover.
  • the terminal 1 may receive one or more handover command messages, in which case the target base stations of each handover command message are different. In this case, the terminal 1 may determine an optimal target base station for handover while determining an optimal time point for handover.
  • FIG. 5 is a graph illustrating RSRP characteristics according to a conventional handover method
  • FIG. 6 is a graph illustrating RSRP characteristics according to a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • the terminal transmits a measurement report message to the serving base station.
  • the serving base station determines a target base station to hand over the terminal based on the measurement report message and performs handover preparation.
  • the target base station generates a handover command message including radio resource information to be used by the terminal after handover and delivers the handover command message to the serving base station.
  • the serving base station transmits the handover command message received from the target base station to the terminal.
  • the terminal receiving the handover command message disconnects the radio from the serving base station and performs a handover to the target base station.
  • the terminal when the signal strength difference between the serving base station and the target base station is greater than the HOM (Handover Margin) (ex. 3 dB), the terminal immediately transmits a measurement report message to the serving base station.
  • the serving base station determines a target base station to hand over the terminal based on the measurement report message and performs handover preparation.
  • the target base station generates a handover command message including radio resource information to be used by the terminal after handover and delivers the handover command message to the serving base station.
  • the serving base station transmits the handover command message received from the target base station to the terminal.
  • the terminal may receive one or more handover command messages, and target base stations of each handover command message are different from each other.
  • the UE Upon receiving the handover command message, the UE does not perform the handover immediately and continuously compares the signal strengths of the serving base station and the target base station, and selects the optimal target base station at the optimal time for handover, and performs handover to the target base station. do.
  • FIG. 7 is a handover timing diagram when the handover method according to the first embodiment of the present invention is substantially applied to a wireless environment.
  • the terminal 1 measures a strength of a signal received from the serving base station 2 and a neighboring base station, and provides a measurement report message including measurement status messages based on the channel state information. Transmit to (2) (S300). At this time, the terminal 1 transmits a measurement report message when a handover preparation event occurs. For example, when a handover preparation event occurs in which the measured signal strength of the neighboring base station is greater than the signal strength of the serving base station by a second offset (for example, 3 dB), the measurement report message including channel state information is provided. (2) can be sent.
  • the handover preparation event according to an embodiment of the present invention is not limited to that described above.
  • the second offset used to determine whether the handover preparation event occurs and the second offset used to determine whether the handover execution event occurs may be the same or different.
  • the serving base station 2 determines whether to handover based on channel state information included in the received measurement report message, and determines a target base station for handover (S310).
  • the serving base station 2 transmits a handover request message to the target base station 3 (S320).
  • the handover request message may include information including the context of the terminal.
  • the target base station determines whether to accept the handover based on the context information of the terminal (S330), and if the handover is allowed, the serving base station provides a handover request ACK message including information necessary for accessing the target base station; And transmits to (2) (S340).
  • the serving base station 2 transmits a handover command message, that is, an RRC connection reconfiguration message (RRC Conn. Reconf) that sets the neighbor base station as the target base station to the terminal 1 according to the handover acceptance of the target base station 3.
  • RRC connection reconfiguration message RRC Conn. Reconf
  • S350 the over
  • the terminal 1 receives the RRC connection reconfiguration message and determines not to perform the handover immediately upon receiving the message, but to select the optimal target base station at the optimal time point for handover and perform the handover.
  • the terminal 1 If it is determined that the terminal 1 performs the handover after receiving the RRC connection reconfiguration message, the terminal 1 transmits a handover indication message to the serving base station 2 to notify that the handover is to be performed (S360). .
  • the terminal 1 performs a handover to the target base station 3 (S370).
  • the serving base station 2 may forward the sequence number of the packet data convergence protocol (PDCP) service data unit (PDCP) service packet that is being retransmitted, packets in the buffer, and packets received from the gateway to the target base station 3.
  • the process may be selectively performed (S380 ⁇ S410).
  • the terminal 1 performs random access to the target base station and receives uplink resource allocation and timing reordering information from the target base station 3 from the response to the random access. Thereafter, the terminal 1 transmits an RRC connection reconfiguration complete message (RRC Conn.Reconf.Complete) to the target base station 3 through the allocated uplink resources (S420 to S440). Thereafter, downlink data is transmitted from the target base station 3 to the terminal 1 (S450).
  • RRC connection reconfiguration complete message RRC Conn.Reconf.Complete
  • the serving base station 2 does not transmit a message indicating a handover command to the terminal 1, that is, an RRC connection reconfiguration message, and then immediately transmits data to the terminal 1 to the target base station 3,
  • the handover notification message is received as described above from (1), data can be delivered to the target base station 3.
  • the serving base station 2 may transmit a handover notification message indicating that the terminal performs handover to the target base station 3. Accordingly, the target base station 3 may start the transmission of the downlink data at the time of handover of the correct terminal without the RACH procedure of the terminal.
  • the terminal in case of transmitting a message for commanding handover (RRC connection reconfiguration message), the terminal includes information indicating whether the RACH procedure should be performed in the terminal 1 after the handover to the target base station 3 by including the terminal in the message. You can tell (1). In this case, the terminal 1 may or may not perform the RACH procedure to the target base station 3 after the handover to the target base station 3 according to the information indicating whether the RACH procedure is included in the received message.
  • the handover interrupt time at which the terminal does not receive data during the handover is targeted by the terminal from the time when the serving base station receives a handover notification message, which is a time point at which the terminal disconnects from the serving base station. Since it is until the first time of receiving the downlink data from the base station, it is significantly reduced than the existing handover interrupt time that starts from the time when the serving base station transmits the RRC connection reconfiguration message to the terminal.
  • the hand does not need to perform the RACH procedure to the target base station after the handover.
  • Downlink data can be transmitted in time for over time, eliminating almost any time data is lost during handover.
  • the serving base station informs the target base station of the handover time
  • the downlink data can be transmitted according to the handover time without performing the RACH procedure to the target base station after the handover. You can virtually eliminate the time when data is disconnected.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a handover interrupt time according to a conventional handover method
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a handover interrupt time according to a handover method according to a first embodiment of the present invention.
  • the serving base station 12 transmits a handover command message to the terminal 1, and then forwards data to the target base station 3, and the terminal 1. Connects to the target base station 3 while receiving a handover command message and performing a handover. Subsequently, after RRC connection with the target base station 3 is completed and synchronization is performed, resource allocation to the terminal 1 is performed, and then data download starts from the target base station 3 to the terminal 1. Accordingly, the time T HO-INT when the data to the terminal 1 is substantially disconnected during the handover is performed from the time when the serving base station transmits the handover command message to the time when the connection to the target base station and the radio resource allocation are completed. Time to T break + T proc + T interrupt + T rach .
  • the serving base station 12 transmits a handover command message to the terminal 1 in the handover preparation step, it is time to perform a handover.
  • the handover notification message is received from the terminal
  • data forwarding to the target base station 3 is started.
  • the terminal 1 accesses the target base station 3 while performing the handover, and the RRC connection with the target base station 3 is completed and the synchronization is performed, and then resource allocation to the terminal 1 is performed. Data is downloaded from 3) to the terminal 1.
  • the time T HO-INT when the data to the terminal 1 is substantially disconnected during the handover is performed from the time when the serving base station receives the handover notification message from the terminal and starts forwarding the data to the target base station.
  • a state in which a terminal accesses a macro cell corresponding to a primary cell and a small cell in the macro cell, or the terminal accesses only a basic cell handover is performed based on radio resource configuration based on cell add and cell release.
  • the cell change includes the above handover based on the radio resource configuration.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a network environment according to a second embodiment of the present invention.
  • a macro base station in a macro cell communicates with small base stations respectively located in a plurality of small cells existing in its macro cell. Radio resource control is performed for 1).
  • CA carrier aggregation
  • the macro base station may configure a plurality of component carriers (CCs), and each component carrier may operate as one cell in the same base station.
  • the base stations of the small cells in the macro base station may use different component carriers.
  • All component carriers constituting the base station to which the terminal is currently connected may be set in the terminal.
  • the terminal controls all or part of all component carriers to be activated or deactivated. One of them may be set as a primary carrier and the other active component carriers may be set as a secondary carrier.
  • the terminal 1 may change a connection from a cell currently connected to another cell, and the terminal 1 may set radio resources by different frequency resources so as to communicate by communicating with two cells at the same time. Radio resources may be configured by different antenna resources.
  • the terminal 1 performs a handover based on radio resource configuration, determines a cell change time according to radio resource configuration, and finally determines a cell to change.
  • a handover method of changing a cell to which a terminal accesses while a base station performing radio resource control of the terminal is the same will be described.
  • FIG. 11 is a flowchart of a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • a terminal is selected from among small cells located in a macro cell including a serving base station (a serving base station may also be referred to as a primary base station or a source base station) which is a base station currently connected. You can change the cell to connect to.
  • a serving base station may also be referred to as a primary base station or a source base station
  • the serving base station 2 corresponding to the cell to which the terminal 1 is currently connected transmits a measurement control message to the terminal 1 as shown in FIG. 11 (S1000).
  • the terminal 1 measures the signal strength of neighboring cells.
  • a measurement report message including a measurement result is transmitted to the serving base station 2.
  • the terminal 1 transmits a measurement report message according to an instruction from the serving base station.
  • the terminal 1 may generate and transmit a measurement report message to the serving base station periodically or when a predetermined event occurs.
  • the report message may be sent to the serving base station.
  • the serving base station 2 determines whether to change the cell connected to the terminal based on the channel state information according to the radio channel quality measurement result of the terminal included in the received measurement report message and the radio management information on the radio resource managed by itself. (S1200).
  • the serving base station 2 determines a cell to which the terminal is newly connected and manages the determined cell, that is, a target base station (a target base station (secondary base station is also referred to as a secondary base station)).
  • the handover request message can be transmitted, so that the target base station 3 sets radio resources for the terminal in advance (S1300).
  • the target base station 3 is a small base station corresponding to a cell determined as a cell to which a terminal is newly connected among a plurality of small cells located in a macro cell in which the serving base station 2 is included.
  • the target base station 3 determines whether it can accept radio resources for the UE (S1400), and if it is possible, the serving base station sends a Handover Request ACK message including information necessary for accessing the target base station. Transfer to (2) (S1500).
  • the handover request response message may include a random access preamble and a radio network temporary identifier (RNTI) to be used by the terminal in the target base station.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • the serving base station 2 When the serving base station 2 receives the handover request response message from the target base station 3, the serving base station 2 transmits an RRC connection reconfiguration message (RRC Conn. Reconf) instructing the terminal 1 to access the target base station (S1600).
  • RRC connection reconfiguration message includes information on a cell to which a UE newly accesses. Specifically, information of a new cell to be newly accessed is included in a first field (eg, Cell Add). In the case of releasing the previous cell that has been connected, information of the old cell to be released is included in the second field.
  • the RRC connection reconfiguration message including the first field (ex: Cell Add) and the second field (ex: Cell release) may be implemented as shown in Table 1 below.
  • Table 1 shows an RRC connection reconfiguration message using SCellToAddMod defined in the RRC related standard.
  • the terminal 1 disconnects and connects with the new cell. Connect to the new cell in synchronization with.
  • the terminal 1 performs a cell change by selecting a cell to be changed at an optimal time to perform the cell change, without performing a handover, that is, a cell change immediately upon receiving the message.
  • the cell change time for performing the cell change and the process of determining the cell to be changed will be described in detail later.
  • the terminal 1 After receiving the RRC connection reconfiguration message, the terminal 1 determines a cell change time and a change cell, and notifies the serving base station 2 of a cell change notification message (S1700).
  • the cell change notification message may include the ID of the change cell.
  • the terminal 1 disconnects from the old cell (old cell) if necessary and performs a connection to a new cell (S1800).
  • the terminal 1 performs random access to the target base station 3 corresponding to the new cell, and receives timing advancement information (timing advance) from the target base station 3 in response to the random access.
  • the terminal 1 adjusts uplink synchronization with the target base station 3 based on the timing rearrangement information (S1900 S2000).
  • the terminal 1 transmits an RRC connection reconfiguration complete message (RRC Conn.Reconf.Complete) to the target base station 3 to notify that the new cell connection is successful (S210).
  • the serving base station 2 or the target base station 3 may communicate with a mobility management entity (MME) and a serving-gateway (S-GW) to switch data paths. If the data path always passes through the serving base station 2, the path switching procedure may be omitted.
  • MME mobility management entity
  • S-GW serving-gateway
  • the terminal may change the cell to which the base station performing radio resource control accesses in the same state. That is, in the state of being connected in the macro base station, it is possible to change the connection to the base station of the small cell using another component carrier in the same macro base station through cell addition and cell release based on the carrier aggregation. .
  • the base station performing radio resource control of the terminal may change the accessing cell in different states.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating operations of a terminal according to the second embodiment of the present invention.
  • the cell change is performed at an appropriate time to perform the cell change determined by itself, without immediately performing the cell change.
  • the terminal 1 When the terminal 1 receives an RRC connection reconfiguration message, which is a message for commanding a cell change, from the serving base station 2 as shown in FIG. 12 (S3000), the terminal 1 measures the signal strengths of the serving base station 2 and neighboring base stations, and On the basis of the handover, that is, when to perform the cell change is determined (S3100, S3200). The terminal finally determines a cell to change. A process of the UE for determining a cell change time will be described later in more detail.
  • the terminal 1 When it is determined that the current state is a state in which cell change is to be performed (S3300), the terminal 1 generates a cell change notification message informing of the cell change and transmits it to the serving base station 2 (S3400).
  • the terminal 1 may notify the serving base station 2 to perform the cell change according to one of the first notification method, the second notification method, and the third notification method as in the first embodiment.
  • one notification method may be used in the order of the first notification method> second notification method> third notification method.
  • the cell change notification message may be repeatedly transmitted for the reliability of the transmitted message.
  • the terminal 1 transmits a cell change notification message to the serving base station 2 and then performs handover, that is, cell change.
  • the terminal 1 may perform cell change immediately after transmitting the cell change notification message to the serving base station 2, or indicate that reception of the cell change notification message has been normally performed from the serving base station 2.
  • the cell change may be performed.
  • the serving base station 2 may transmit a response message for receiving the cell change notification message to the terminal 1.
  • the terminal 1 transmits an ACK response message indicating that the cell change notification message is normally received to the terminal 1 or a NACK response message indicating that the cell change notification message has not been normally received. To send).
  • the terminal 1 when the terminal 1 receives a response message for transmitting a cell change notification message from the serving base station 2 (S3500), the terminal 1 performs a cell change to the target base station 3 ( S3600).
  • the target base station 3 may request the serving base station 2 to forward data to be transmitted to the terminal.
  • the serving base station 2 transmits data to be transmitted to the terminal to the target base station 3 according to the request of the target base station 3.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of determining, by a UE, a cell change point in a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • the terminal 1 does not perform the cell change immediately after receiving the cell change command message from the serving base station 2 and determines a suitable time point for performing the cell change.
  • the terminal 1 measures the signal strength of the serving base station 2 and the signal strengths of neighboring base stations including the target base station 3 and compares the measured signal strengths (S5000 and S5100).
  • the signal strength of the neighboring base station including the target base station is compared with the signal strengths of the serving base station, and it is determined whether a cell change execution event for performing cell change has occurred.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an event occurrence according to signal strength in a handover method according to a second embodiment of the present invention.
  • the terminal 1 determines that it is time to perform a cell change by generating a cell change execution event (S5300, S5600).
  • the cell change execution event refers to a situation where it is better to handover to the target base station than to maintain a wireless connection with the serving base station at the terminal.
  • the terminal 1 determines that it is time to perform the cell change. can do.
  • the terminal 1 performs a cell change execution event. And it is determined that it is time to perform the cell change (S5400, S5600).
  • the terminal 1 when the signal strength of the neighboring base station is greater than the signal strength of the serving base station, and the signal strength of the serving base station is larger than the preset second threshold value (Threshold2 in FIG. 14), the terminal 1 performs a cell change execution event. And it is determined that it is time to perform the cell change (S5500, S5600).
  • the cell change execution event according to an embodiment of the present invention is not limited to those described above.
  • the terminal 1 may determine that a cell addition preparation event has occurred.
  • the cell addition preparation event indicates a case in which the UE additionally accesses one cell among a plurality of small cells included in the macro cell as a serving cell while accessing a macro cell that is a primary cell.
  • the cell change event may indicate that the terminal changes a serving cell to another cell among neighboring cells while the terminal is connected to one small cell (serving cell) among the plurality of small cells of the macro cell.
  • the terminal 1 may determine that it is time to perform cell addition by generating a cell addition event, and then additionally perform cell addition to access a new cell.
  • the terminal 1 may determine the target base station for the cell change. That is, the terminal 1 may determine the target base station based on the signal strength of the neighboring base stations measured. For example, among neighboring base stations having a signal strength greater than that of the serving base station, a neighbor base station whose signal strength is greater than or equal to the signal strength of the serving base station by a first offset may be selected as a target base station for cell change.
  • the terminal 1 may receive one or more cell change command messages, in which case the target base stations of each cell change command message are different. In this case, the terminal 1 may determine an optimal target base station for cell change while determining an optimal time point for cell change.
  • the terminal may immediately transmit a measurement report message to the serving base station. For example, when the signal strength of the neighboring cell is greater than or equal to the signal strength of the serving base station, it may be determined that the cell change preparation event has occurred, and the measurement report message may be transmitted to the serving base station.
  • the terminal may receive one or more cell change command messages different from each other, that is, a target base station included in each cell change command message, and the terminal that receives the cell change command message does not immediately perform cell change.
  • the optimal target cell is selected at the optimal time for cell change and the cell change is performed to the corresponding target base station. do.
  • a handover apparatus for performing such handover is as follows.
  • FIG. 15 illustrates a structure of a handover apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the handover apparatus 100 includes a signal strength measuring unit 110, a measurement report unit 120, a handover command receiving unit 130, and a handover timing determining unit 140. ), A handover notification unit 150 and a handover performing unit 160.
  • the signal strength measuring unit 110 receives a signal transmitted from a neighboring base station including a serving base station and a target base station, and measures the strength of the received signal.
  • the measurement report unit 120 transmits a measurement report message including channel state information based on signal strengths received from the base stations to the serving base station.
  • the handover command receiver 130 receives a message indicating a handover command from the serving base station. For example, an RRC connection reconfiguration message for setting a neighbor base station as a target base station is received.
  • the RRC connection reconfiguration message may function as a cell change command message including information on a cell to be newly accessed and information on a cell to be released from among neighbor cells.
  • the handover timing determiner 140 determines a time to perform a handover (including a cell change). After receiving the message indicating the handover command, based on the signal strength of the base stations provided from the signal strength measuring unit 110 determines the appropriate time to handover, that is, when to re-establish the connection to the target base station, Decide
  • handover may be performed. It is determined that it is time.
  • TTE Time to Execute
  • the handover timing determiner 140 determines an optimal target base station from among target base stations determined by the serving base station 2.
  • the handover timing determiner 140 may determine that a cell addition preparation event, which is a time to perform cell addition, has occurred.
  • the handover notification unit 150 generates a handover notification message and transmits the generated handover notification message to the serving base station when the current time is determined by the handover time determination unit 140.
  • the handover notification message may be transmitted according to the first to third notification methods as described above, and may be repeatedly transmitted for reliability.
  • the handover performer 160 performs a handover after the handover notification message is transmitted, or performs a handover when a response message indicating a normal reception is received from the serving base station with respect to the handover notification message. .
  • the handover apparatus 100 may increase the handover success rate and significantly reduce the time for which data is disconnected during the handover.
  • handover timing synchronization at the terminal and the base station can be synchronized.
  • An embodiment of the present invention is not implemented only through the above-described apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded, and the like. Such implementations may be readily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

Abstract

서빙 기지국의 핸드오버 명령에 따라, 단말이 바로 핸드오버를 수행하지 않고 서빙 기지국과 타겟 기지국의 신호 세기를 계속 비교하여 핸드오버가 필요한 최적의 시점에 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행한다. 핸드오버할 시점이 결정되면, 단말이 서빙 기지국으로 핸드오버를 수행함을 알리는 메시지를 전송하고, 이후, 단말이 타겟 기지국으로의 핸드오버를 수행한다.

Description

핸드오버 방법 및 그 장치
본 발명은 핸드오버에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 핸드오버를 수행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 핸드오버(handover) 절차 수행시, 단말이 서빙 기지국과 주변 기지국의 신호 세기를 포함하는 채널 상태 정보를 측정 보고 (Measurement Report) 메시지를 통해 서빙 기지국으로 보고한다. 이를 수신한 서빙 기지국은 수신된 정보를 토대로 단말의 핸드오버 수행 여부를 결정하고 단말에게 핸드오버를 명령한다. 이 경우, 서빙 기지국은 RRC(radio resource control) 연결 재구성 (Connection Reconfiguration) 메시지를 단말로 전송하여 핸드오버를 수행하도록 명명한다. 핸드오버 명령을 나타내는 메시지를 수신한 단말은 바로 핸드오버를 수행하여 서빙 기지국과의 무선 연결을 끊고 타겟 기지국으로의 접속을 시도한다. 또한 단말이 핸드오버를 수행하면서 타겟 기지국으로 랜덤 억세스(Random Access)를 시도하고 타겟 기지국은 랜덤 억세스에 대한 응답으로 랜덤 억세스 응답(Random Access Response)을 전송한다. 그리고 타겟 기지국은 핸드오버가 성공했다고 판단하고 다운링크 데이터를 전송하기 시작한다.
그러나 이러한 핸드오버 수행시, 무선 링크 상태가 좋지 않아서 단말의 신호 세기 보고가 실시간으로 기지국에 전달되기 어렵고, 기지국이 단말에게 전송하는 핸드오버 명령도 실시간으로 단말에게 전달되기 어려운 경우가 발생한다. 그 결과 핸드오버 동안 단말로 전송되어야 하는 데이터가 단절되는 시간이 커지게 되고 이로 인해 핸드오버 시 통신 품질 저하가 불가피하게 발생한다.
또한, 무선 용량을 증대시키기 위하여, 서비스 셀(cell)을 소형화 하여 다수의 사용자 단말들에게 보다 양질의, 가용 자원이 풍부한 무선 환경을 제공하는 대용량 무선 서비스가 이루어지고 있다. 이러한 서비스에서 일반적인 기지국(이하, '매크로(macro) 기지국'이라 명명함)과는 달리, 독립된 사무실, 주거지, 빌딩 등의 소형 통신 영역인 소형 셀에 존재하는 단말들에 통신 서비스를 제공하는 기지국을 소형 기지국이라고 할 수 있다. 매크로 기지국이 서비스하는 매크로 셀 영역 내에 임의 소형 셀을 서비스하는 소형 기지국들이 존재한다.
이러한 통신 환경에서, 단말은 접속하는 셀이 바뀌는 경우 이전 셀과 접속을 끊고 새로운 셀로 접속하여 핸드오버를 수행한다.
그런데 소형 셀이 많이 구축된 이동 통신 환경에서 단말이 접속하는 셀이 빈번하게 바뀌게 되므로 빈번한 핸드오버가 발생하며, 이로 인하여 통신 품질 저하와 시그널링 오버헤드가 상당히 클 수 있다. 또한, 제어 평면과 사용자 평면이 분리된 모바일 트래픽 적응형 이종 네트워크로 소형셀이 구축되는 경우에 대하여, 단말의 무선 자원을 설정하는 방법을 적절하게 설정할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단말이 핸드오버 시점을 결정하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단말로 전송되어야 하는 데이터가 단절되는 시간을 감소시킬 수 있는 핸드오버 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수의 소형 셀들이 혼재되어 있는 네트워크 환경에서, 단말에 대한 무선 자원을 효율적으로 설정하는 핸드오버 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
위의 기술적 과제를 위한, 본 발명의 특징에 따른 핸드오버 방법은, 단말의 핸드오버 방법이며, 상기 단말이 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계; 상기 단말이 상기 핸드오버 명령 메시지를 수신한 다음에, 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계; 상기 핸드오버를 수행하는 것으로 결정되면, 상기 단말이 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 수행을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 단말이 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계는 상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국의 신호 세기를 측정하는 단계; 및 상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 주변 기지국의 신호 세기를 토대로 핸드오버 실행 이벤트 발생 여부를 판단하여 핸드오버를 수행할 시점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 핸드오버를 수행할 시점을 결정하는 단계는 핸드오버 실행 이벤트가 발생하면 핸드오버를 수행할 시점으로 결정하고, 상기 핸드오버 실행 이벤트는 상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상 큰 경우, 상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 경우 상황이 설정 시간인 TTE (Time to Execute) 동안 유지되는 경우, 상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 경우, 그리고 상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 타겟 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 경우를 포함하며, 상기 이벤트 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하면 핸드오버를 수행할 시점으로 결정할 수 있다.
한편 상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계는 MAC 제어 엘레먼트(control element)를 이용하여 핸드오버 수행을 통보하는 제1 통보 방법, RRC(radio resource control) 메시지를 이용하여 핸드오버 수행을 통보하는 제2 통보 방법, PHY(physical) 채널을 이용하여 핸드오버 수행을 통보하는 제3 통보 방법 중 하나의 방법을 이용하여 상기 핸드오버 알림 메시지를 전송할 수 있다.
상기 제1 통보 방법은 핸드오버 알림 메시지를 나타내는 LCID(logical channel identifier)를 정의하여 사용하고, 메시지 내에 핸드오버를 할 타겟 기지국의 셀 ID를 포함시켜 전송할 수 있으며, 상기 제2 통보 방법은 상기 RRC 메시지에 핸드오버를 수행할 타겟 기지국의 셀 ID를 포함시킬 수 있다.
또한 상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계는 상기 핸드오버 알림 메시지를 반복적으로 전송할 수 있다.
한편, 상기 핸드오버 방법은, 상기 단말이 핸드오버 알림 메시지를 전송한 다음에, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 핸드오버 알림 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 단말이 핸드오버를 수행하는 단계는 상기 서빙 기지국으로부터 상기 핸드오버 알림 메시지를 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK(acknowledgment) 응답 메시지를 수신하는 경우, 핸드오버를 수행할 수 있다.
또한 상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계는 상기 ACK 응답 메시지를 수신할 때까지 상기 핸드오버 알림 메시지를 반복적으로 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 핸드오버 방법은, 상기 서빙 기지국이 상기 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 서빙 기지국은 PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 채널을 통하여 ACK 응답 메시지 또는 NACK(Negative ACK) 응답 메시지를 전송하는 방법, 그리고 RLC(radio link control)를 통하여 ACK 응답 메시지 또는 NACK 응답 메시지를 전송하는 방법 중 하나의 방법을 사용하여 응답 메시지를 단말로 전송할 수 있다.
한편, 상기 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계는 상기 단말이 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 단말이 상기 결정된 타겟 기지국의 셀 ID를 상기 핸드오버 알림 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다.
한편, 상기 단말이 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계 이전에, 상기 단말이 핸드오버 준비 이벤트가 발생하면 서빙 기지국의 신호 세기와 주변 기지국의 신호 세기를 포함하는 측정 보고 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 핸드오버 준비 이벤트는 주변 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상인 경우를 포함할 수 있다.
한편 상기 핸드오버 명령 메시지는 상기 서빙 기지국이 주변 기지국 중 하나를 타겟 기지국으로 설정하는 무선 연결 재구성 메시지일 수 있으며, 상기 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계에서 상기 단말은 서로 다른 타겟 기지국의 셀 ID를 포함하는 하나 이상의 핸드오버 명령 메시지를 수신하고, 상기 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계에서, 상기 단말은 상기 타겟 기지국으로의 무선 연결 재구성 시점과 주변 기지국들 중에서 타겟 기지국을 결정할 수 있다.
상기 단말이 핸드오버를 수행하는 단계는 상기 핸드오버 명령 메시지에 RACH(random access channel) 절차 수행을 나타내는 정보가 포함되어 있는 경우에, 타겟 기지국으로의 RACH 절차를 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 핸드오버 방법은, 서빙 기지국이 단말로부터 상기 서빙 기지국의 신호 세기와 주변 기지국의 신호 세기를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 측정 보고 메시지를 수신한 다음에, 상기 서빙 기지국이 핸드오버 수행을 명령하는 핸드오버 명령 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 상기 단말로부터 상기 단말이 핸드오버를 수행함을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 핸드오버 알림 메시지를 수신한 다음에, 타겟 기지국으로 상기 단말에게 전송할 데이터를 전달하는 단계를 포함한다.
상기 핸드오버 명령 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 단말이 핸드오버를 수행한 다음에 RACH(random access channel) 절차 수행 여부를 나타내는 정보를 상기 핸드오버 명령 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다.
상기 핸드오버 방법은, 상기 핸드오버 알림 메시지를 수신하지 못한 경우에, 타겟 기지국으로부터 데이터 전달 요청을 수신하는 단계; 및 상기 데이터 전달 요청에 따라, 상기 단말에게 전송할 데이터를 상기 타겟 기지국으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 핸드오버 방법은, 상기 핸드오버 알림 메시지를 수신한 다음에, 상기 서빙 기지국이 상기 핸드오버 알림 메시지를 타겟 기지국으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 특징에 따른 핸드오버 방법은 소형 셀과 매크로 셀이 혼재하는 네트워크 환경에서의 단말의 핸드오버 방법에서, 상기 단말이 현재 접속되어 있는 셀에 대응하는 서빙 기지국으로부터 셀 변경 명령 메시지--상기 셀 변경 명령 메시지는 접속을 해지할 이전 셀에 대한 정보와 새로 접속할 셀에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함함--를 수신하는 단계; 상기 단말이 상기 셀 변경 명령 메시지를 수신한 다음에, 셀 변경 수행 여부를 결정하는 단계; 및 상기 셀 변경 수행시, 상기 단말이 상기 셀 변경 명령 메시지에 포함된 정보를 토대로 현재 접속되어 있는 이전 셀에서 새로운 셀로의 변경을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 변경을 수행하는 단계는 상기 셀 변경 수행시, 상기 단말이 상기 셀 변경 명령 메시지가 상기 이전 셀에 대한 정보와 새로 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 경우, 이전 셀과의 접속을 끊고 새로운 셀로의 접속을 수행하는 단계; 및 상기 셀 변경 수행시, 상기 셀 변경 명령 메시지가 새로 접속할 셀에 대한 정보만을 포함하는 경우, 단말이 새로운 셀로의 접속을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 셀 변경 명령 메시지는 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 제1 필드(Cell add), 접속을 해제할 이전 셀이 있는 경우 이 정보를 포함하는 제2 필드(Cell release)를 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 방법은, 상기 새로운 셀로의 변경을 수행하는 단계 이전에, 상기 셀 변경을 수행하는 것으로 결정되면, 상기 단말이 상기 서빙 기지국으로 셀 변경을 알리는 셀 변경 알림 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 셀 변경 수행 여부를 결정하는 단계는 상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 주변 셀들에 대응하는 신호 세기를 측정하는 단계; 및 상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 주변 셀들의 신호 세기를 토대로 셀 변경 실행 이벤트 발생 여부를 판단하여 셀 변경을 수행할 시점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 셀 변경 실행 이벤트는 상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상 큰 경우, 상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 상황이 설정 시간 TTE 동안 유지되는 경우, 상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 경우, 그리고 상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 주변 셀의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 경우를 포함하고, 상기 이벤트 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하면 셀 변경을 수행할 시점으로 결정할 수 있다.
또한 상기 핸드오버 방법은, 상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 제1 문턱값보다 큰 경우에, 셀 추가를 수행할 시점인 셀 추가 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 핸드오버 방법에서, 상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국이고, 상기 단말이 접속되어 있는 이전 셀과 상기 단말이 새로이 접속한 셀이 상기 매크로셀에 포함되는 소형 셀인 경우, 상기 셀 변경이 완료된 다음에, 상기 단말이 셀 변경 완료에 따른 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 핸드오버 방법은, 소형 셀과 매크로 셀이 혼재하는 네트워크 환경에서의 단말의 핸드오버 방법에서, 상기 단말이 현재 접속되어 있는 셀에 대응하는 서빙 기지국이 상기 단말로부터 상기 서빙 기지국의 신호 세기와 주변셀들의 신호 세기를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 측정 보고 메시지를 수신한 다음에, 상기 서빙 기지국이 셀 변경 명령 메시지--상기 셀 변경 명령 메시지는 단말이 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 제1 필드(Cell add), 접속을 해제할 이전 셀의 정보를 포함하는 제2 필드(Cell release)를 포함함--를 상기 단말로 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터 상기 단말이 셀 변경을 수행함을 알리는 셀 변경 알림 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.
상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국이고, 상기 단말이 접속되어 있는 이전 셀과 상기 단말이 새로이 접속한 셀이 상기 매크로셀에 포함되는 소형 셀인 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 단말로부터 셀 변경 완료에 따른 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 핸드오버 장치는, 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국과 서빙 기지국으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신되는 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부; 상기 신호 세기 측정부에서 측정된 신호 세기를 토대로 하는 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 측정 보고부; 상기 서빙 기지국으로부터 주변 기지국을 타겟 기지국으로 설정하는 RRC(radio resource control) 연결 재구성 메시지를 수신하는 핸드오버 명령 수신부; 상기 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 다음에, 타겟 기지국으로의 연결재구성 시점과 타겟 기지국을 결정하는 핸드오버 시점 결정부; 상기 타겟 기지국으로의 연결재구성 시점과 타겟 기지국이 결정되었음을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 생성하여 상기 서빙 기지국으로 전송하는 핸드오버 통보부; 및 상기 타겟 기지국으로의 연결 재구성을 수행하는 핸드오버 수행부를 포함한다.
상기 핸드오버 시점 결정부는 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크면서, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상인 경우인 제1 이벤트, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상인 경우가 설정 시간 동안 유지되는 제2 이벤트, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 제3 이벤트, 그리고 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 주변 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 제4 이벤트 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하면 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 결정할 수 있다.
여기서, 상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국이고, 상기 단말이 접속되어 있는 이전 셀과 상기 단말이 새로이 접속한 셀이 상기 매크로셀에 포함되는 소형 셀인 경우,
상기 RRC 연결 재구성 메시지는 단말이 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 제1 필드(Cell add), 접속을 해제할 이전 셀의 정보를 포함하는 제2 필드(Cell release)를 포함하는 셀 변경 명령 메시지일 수 있다.
또한 상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국인 경우, 상기 핸드오버 시점 결정부는 상기 주변 기지국의 신호 세기가 상기 제1 문턱값보다 큰 경우에, 셀 추가를 수행할 시점인 셀 추가 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서 상기 셀 추가 이벤트는 단말이 기본 셀인 매크로셀에 접속한 상태에서, 매크로셀에 포함되는 복수의 소형 셀 중에서 하나의 셀을 서빙 셀로 하여 추가로 접속하는 경우를 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 단말이 핸드오버 시점을 결정함으로써, 단말의 기지국 신호 세기 측정 결과가 실시간으로 반영된 핸드오버가 이루어진다. 그 결과 핸드오버 성공률이 향상되고 핸드오버 동안 데이터가 단절되는 시간을 상당히 줄일 수 있다. 또한, 거의 대부분의 경우에 단말과 기지국에서의 핸드오버 시점 동기를 맞출 수 있다.
또한 소형셀이 구축된 통신 환경에서 단말이 접속하는 셀을 바꾸는 경우 핸드오버가 아닌 셀 변경으로 처리하여 핸드오버 동안 발생되는 핸드오버 지연 시간과 데이터 유실을 최소로 할 수 있다.
또한 단말은 무선 자원 설정을 통하여 두 셀과 동시에 접속하여 통신할 수 있으므로, OFDM 기반 이동통신 시스템에서 소프트 핸드오버를 쉽게 구현할 수 있으며, 기지국간 협력 전송을 통해 셀 경계에서의 통신 품질 저하가 감소된다.
또한 단말은 매크로 기지국을 통해 무선 자원을 설정하고 소형셀이 탐색되면 추가로 소형셀과 무선 자원을 설정할 수 있으므로, 제어 평면과 사용자 평면이 분리된 모바일 트래픽 적응형 이종 네트워크로 소형셀을 구축할 수 있도록 하여 이동 통신 시스템의 에너지 절감을 가능하게 한다.
또한 Wi-Fi AP(access point)나 mmWave(millimeter wave) 셀에 대해서도 매크로 기지국이 무선 자원 관리를 통합적으로 수행할 수 있으며, 그 결과, Wi-Fi AP나 mmWave 셀이 소형셀과 유사하게 동작하도록 구성하면, 소형셀이 구축되는 경우와 동일하게 단말에 대한 무선 자원 설정이 가능하여 무선 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
또한 단말이 서로 다른 두 매크로 기지국과 무선 자원을 설정하여 두 기지국으로부터 동시에 데이터를 송수신할 수 있으며, 그 결과 OFDM 기반 이동통신 시스템에서 소프트 핸드오버를 쉽게 구현할 수 있어 핸드오버 동안 데이터 유실을 최소로 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버가 수행되는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서 단말의 핸드오버 결정 과정의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서, 신호세기에 따른 이벤트 발생을 나타낸 예시도이다.
도 5는 기존의 핸드오버 방법에 따른 RSRP(reference signal received power) 특성을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 따른 RSRP 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법의 타이밍 흐름도이다.
도 8은 기존의 핸드오버 방법에 따른 핸드오버 인터럽트 시간을 나타낸 도이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 따른 핸드오버 인터럽트 시간을 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법이 수행되는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법의 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서 단말의 동작 흐름을 나타낸 도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서 단말이 셀 변경 시점을 결정하는 과정의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서, 신호세기에 따른 이벤트 발생을 나타낸 예시도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치의 구조를 나타낸 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버가 수행되는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에서와 같이, 복수의 소형 셀들이 혼재되어 있는 네트워크 환경에서 단말(1)은 각 셀을 관장하는 기지국을 통하여 해당 셀로의 접속을 수행한다. 단말(1)은 이동하면서 현재 접속한 셀의 서빙 기지국(2)(serving base station or primary cell)에서 타겟 기지국(3)(target station or secondary cell)으로의 핸드오버를 수행할 수 있다.
이러한 무선 채널 환경에서, 기존에는 단말이 서빙 기지국과 주변 기지국에서 수신되는 신호의 세기를 측정하고 셀(serving cell)과 주변 셀의 채널 상태 정보를 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 통해 서빙 기지국으로 전송하면, 서빙 기지국이 단말에 대한 핸드오버 여부를 결정하고 핸드오버를 명령하는 메시지를 단말로 전송한다. 이후, 단말은 바로 핸드오버를 수행하여 서빙 기지국과의 무선 연결을 끊고 타겟 기지국으로 접속을 시도한다. 단말의 타겟 기지국으로의 랜덤 억세스에 따라 타겟 기지국이 랜덤 억세스 응답을 단말로 전송한 다음에, 타겟 기지국은 핸드오버가 성공했다고 판단하고 다운링크 데이터를 전송하기 시작한다.
단말은 서빙 기지국과의 무선 연결을 끊고 타겟 기지국으로 접속을 시도하는 시점부터 타겟 기지국으로의 RACH(random access channel) 절차가 성공하여 다운링크 데이터를 처음 받는 시점까지 즉, 핸드오버 인터럽트 시간(handover interrupt time) 동안 단말은 데이터를 수신하지 못한다. 이와 같이 단말이 핸드오버 동안 데이터를 수신하지 못하는 핸드오버 인터럽트 시간은 표준 규격에 따라 약 10.5 ms로 정의되어 있다.
그러나, 실제로는 서빙 기지국이 단말에게 핸드오버를 명령하는 메시지를 전송하는 시점부터 다운링크 데이터가 전송되지 않으므로 핸드오버 인터럽트 시간은 표준 규격에 정의되어 있는 시간보다 훨씬 증가하게 된다. 그러나, 핸드오버 영역에서 무선 링크 상태가 좋지 않아 단말의 신호 세기 보고가 실시간으로 기지국에 전달되지 않고 기지국이 단말에게 전송하는 핸드오버 명령도 단말에게 전달되지 않는 경우가 발생하여, 단말이 무선 링크 상태에 실시간으로 반응하여 핸드오버를 수행하지 않게 되거나 핸드오버 자체가 실패하는 경우가 많이 발생된다. 그 결과 핸드오버 동안 데이터가 단절되는 시간이 더욱 커지거나 핸드오버 실패로 인해 복구 절차 동안 데이터가 단절되는 시간 등으로 인해 핸드오버 시에 통신 품질 저하가 불가피하다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 핸드오버가 무선 링크 상태에 따라 실시간으로 수행되도록 하고 핸드오버 성공 확률을 높일 수 있도록 단말이 핸드오버 시점을 최종적으로 결정한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법의 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에서는 단말이 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령을 나타내는 메시지를 수신하여도 바로 핸드오버를 수행하지 않고, 단말이 자체적으로 판단한 핸드오버를 수행하기 적절한 시점에 핸드오버를 수행한다.
단말(1)은 도 2에서와 같이, 서빙 기지국(2)으로부터 핸드오버 수행을 명령하는 메시지를 수신하면(S10), 서빙 기지국(2)과 주변 기지국들의 신호 세기를 측정하고 이를 토대로 핸드오버를 수행할 시점을 결정한다(S20, S30). 단말이 핸드오버를 수행하는 것을 결정하는 과정에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
단말(1)은 현재 상태가 핸드오버를 수행하여야 하는 상태인 것으로 판단되면(S40), 핸드오버 수행을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 생성하여 서빙 기지국(2)으로 전송한다(S50). 이때, 단말(1)은 다음과 같은 방법을 사용하여 핸드오버 수행을 통보할 수 있다.
첫째, 단말(1)은 MAC 제어 엘레먼트(control element)를 이용하여 핸드오버 수행을 통보한다. 핸드오버 알림 메시지를 나타내는 LCID(logical channel identifier) 정의하여 사용하고, 메시지 내에 핸드오버를 할 타겟 기지국의 셀 ID를 포함시킬 수 있다(제1 통보 방법).
둘째, 단말(1)은 RRC 메시지를 이용하여 핸드오버 수행을 통보한다. RRC 메시지는 핸드오버를 수행할 타겟 기지국의 셀 ID를 포함할 수 있다(제2 통보 방법).
셋째, 단말(1)은 PHY(physical) 채널을 이용하여 핸드오버 수행을 통보한다(제3 통보 방법).
위의 세가지 통보 방법을 토대로 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로 핸드오버 수행을 통보할 수 있으며, 이 경우, 제1 통보 방법> 제2 통보 방법> 제3 통보 방법의 순으로 하나의 통보 방법을 사용할 수 있다.
여기서 단말(1)은 서빙 기지국(2)에 핸드오버를 수행함을 통보할 때, 전송되는 메시지의 신뢰성(reliability)를 위하여, 핸드오버 알림 메시지를 반복하여 전송할 수 있다.
한편, 도 2에서와 같이, 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로 핸드오버 알림 메시지를 전송한 다음에 핸드오버를 수행한다. 이때, 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로 핸드오버 알림 메시지를 전송한 다음에 바로 핸드오버를 수행할 수도 있으며, 또는 서빙 기지국(2)으로부터 핸드오버 알림 메시지의 수신이 정상적으로 이루어졌음을 나타내는 응답 메시지(ACK)가 수신된 다음에, 핸드오버를 수행할 수도 있다.
서빙 기지국(2)은 핸드오버 알림 메시지의 수신 여부에 대한 응답 메시지를 단말(1)로 전송할 수 있다. 예를 들어 핸드오버 알림 메시지를 정상적으로 수신하였음을 알리는 ACK(ACKnowledgment) 응답 메시지를 단말(1)로 전송하거나 핸드오버 알림 메시지를 정상적으로 수신하지 못하였음을 알리는 NACK(Negative ACKnowledgment) 응답 메시지를 단말(1)로 전송한다. 응답 메시지 전송시, MAC 제어 엘레멘트를 사용하는 경우, PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 채널을 통하여 ACK 또는 NACK를 전송할 수 있다. 또한 RRC 메시지를 사용하여 응답 메시지를 전송할 수 있으며, 이 경우, PHICH를 통한 ACK/NACK와, RLC(radio link control)를 통한 ACK/NACK을 사용할 수 있다.
예를 들어, 도 2에서와 같이, 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로부터 핸드오버 알림 메시지 전송에 대한 응답 메시지가 수신되면(S60), 타겟 기지국(3)으로의 핸드오버를 수행한다(S70).
한편, 또한 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로부터 핸드오버 알림 메시지를 전송하는데 실패했거나 핸드오버 알리 메시지 전송 후 서빙 기지국(2)으로부터 응답 메시지(ACK)를 수신하지 못한 경우, 단말(1)은 타겟 기지국(3)으로의 핸드오버를 수행하고, 타겟 기지국(3)은 서빙 기지국(2)에게 단말로 전송하여야 할 데이터 포워딩을 요청할 수 있다. 이 경우, 서빙 기지국(2)은 타겟 기지국(3)의 요청에 따라 단말로 전송할 데이터를 타겟 기지국(3)으로 전달한다.
다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서, 단말이 핸드오버 시점을 결정하는 과정에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서 단말의 핸드오버 결정 과정의 흐름도이다.
단말(1)은 서빙 기지국(2)으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신한 다음 바로 핸드오버를 수행하지 않고, 핸드오버를 수행하기 적절한 시점을 결정한다. 단말(1)은 서빙 기지국(2)의 신호 세기 및 타겟 기지국(3)을 포함하는 주변 기지국들의 신호 세기를 측정하고, 측정된 신호 세기들을 비교한다(S100, S110). 여기서는 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국의 신호 세기와 서빙 기지국의 신호 세기들을 비교하여, 핸드오버를 수행하여야 하는 핸드오버 실행(handover execution) 이벤트가 발생하였는지를 판단한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서, 신호 세기에 따른 이벤트 발생을 나타낸 예시도이다.
비교 결과, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 큰 경우에(S120), 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋(예를 들어, 6dB) 이상 크면(도 4에서 A3), 단말(1)은 핸드오버 실행 이벤트가 발생하여 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단한다(S130, S160). 본 발명의 실시 예에서 핸드오버 실행 이벤트는 단말에서 서빙 기지국과 무선 연결을 유지하는 것보다 타겟 기지국으로 핸드오버하는 것이 더 좋은 상황을 의미한다.
또한, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 상황이 설정 시간(예를 들어, TTE (Time to Execute)) 동안 유지되는 경우에, 단말(1)은 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단할 수 있다. 또한 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값(Threshold1)보다 작은 경우에(도 4에서 A2), 단말(1)은 핸드오버 실행 이벤트가 발생하여 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단한다(S140, S160).
또한 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값(Threshold2)보다 큰 경우에(도 4에서 A4), 단말(1)은 핸드오버 실행 이벤트가 발생하여 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단한다(S150, S160). 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 실행 이벤트는 위에 기술된 것들에 한정되지 않는다.
한편, 위에 기술된 핸드오버 방법에서, 단말(1)은 핸드오버를 할 시점을 결정하였지만, 이외에 단말(1)은 핸드오버를 할 타겟 기지국을 결정할 수도 있다. 즉, 단말(1)은 측정되는 주변 기지국들의 신호 세기를 토대로 타겟 기지국을 결정할 수 있다. 예를 들어, 서빙 기지국의 신호 세기보다 큰 신호 세기를 가지는 주변 기지국들 중에서, 그 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상인 주변 기지국을 핸드오버를 할 타겟 기지국으로 선택할 수 있다. 단말(1)은 하나 이상의 핸드오버 명령 메시지를 수신할 수 있으며, 이 경우 각 핸드오버 명령 메시지의 타겟 기지국이 서로 다르다. 이때, 단말(1)은 핸드오버를 할 최적의 시점을 결정하면서 핸드오버를 할 최적의 타겟 기지국을 결정할 수 있다.
도 5는 기존의 핸드오버 방법에 따른 RSRP(reference signal received power) 특성을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 따른 RSRP 특성을 나타낸 그래프이다.
기존의 핸드오버 방법에서는, 서빙 기지국과 타겟 기지국의 신호 세기 차이가 HOM (Handover Margin)(ex. 3dB) 이상이 되면 TTT(Time to Trigger) 타이머를 구동하고, TTT 시간 동안 타겟 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국보다 HOM 이상 유지가 되면 단말은 서빙 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 서빙 기지국은 측정 보고 메시지를 바탕으로 단말을 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정하고 핸드오버 준비를 수행한다. 타겟 기지국은 단말이 핸드오버 후 사용할 무선 자원 정보를 포함하여 핸드오버 명령 메시지를 생성하여 서빙 기지국에게 전달한다. 서빙 기지국은 타겟 기지국으로부터의 전달받은 핸드오버 명령 메시지를 단말에게 전송한다. 핸드오버 명령 메시지를 수신한 단말은 서빙 기지국과의 무선 연결을 끊고 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서는 서빙 기지국과 타겟 기지국의 신호 세기 차이가 HOM(Handover Margin)(ex. 3dB) 이상이 되면 바로 단말이 서빙 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 서빙 기지국은 측정 보고 메시지를 바탕으로 단말을 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정하고 핸드오버 준비를 수행한다. 타겟 기지국은 단말이 핸드오버 후 사용할 무선 자원 정보를 포함하여 핸드오버 명령 메시지를 생성하여 서빙 기지국에게 전달한다. 서빙 기지국은 타겟 기지국으로부터의 전달받은 핸드오버 명령 메시지를 단말에게 전송한다. 단말은 하나 이상의 핸드오버 명령 메시지를 수신할 수 있고, 각 핸드오버 명령 메시지의 타겟 기지국이 서로 다르다. 핸드오버 명령 메시지를 수신한 단말은 즉시 핸드오버를 수행하지 않고 서빙 기지국과 타겟 기지국의 신호 세기를 계속 비교하여 핸드오버가 필요한 최적의 시점에 최적의 타겟 기지국을 선택하여 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행한다.
다음에는 위에 기술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법을 실질적인무선 환경에 적용하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법을 실질적으로 무선 환경에 적용한 경우의 핸드오버 타이밍도이다.
첨부한 도 7에 도시되어 있듯이, 단말(1)은 서빙 기지국(2)과 주변 기지국에서 수신되는 신호의 세기를 측정하고 이를 토대로 하는 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지(Measurement Reports)를 서빙 기지국(2)으로 전송한다(S300). 이때, 단말(1)은 핸드오버 준비 이벤트(handover preparation event)가 발생하면 측정 보고 메시지를 전송한다. 예를 들어, 측정된 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋(예를 들어, 3dB) 이상 큰 핸드오버 준비 이벤트가 발생한 경우, 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 서빙 기지국(2)으로 전송할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 준비 이벤트는 위에 기술된 것에 한정되지 않는다. 여기서 핸드오버 준비 이벤트 발생 여부 판단에 사용된 제2 오프셋과 핸드오버 실행 이벤트 발생 여부 판단에 사용된 제2 오프셋은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
서빙 기지국(2)이 수신된 측정 보고 메시지에 포함된 채널 상태 정보를 토대로 핸드오버 여부를 결정하고, 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정한다(S310). 서빙 기지국(2)은 타겟 기지국(3)으로 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송한다(S320). 이때, 핸드오버 요청 메시지에는 단말의 컨텍스트(Context)를 포함한 정보들이 포함될 수 있다. 타겟 기지국은 단말의 컨텍스트 정보를 기반으로 핸드오버 수락 여부를 판단하고(S330), 핸드오버를 허용하는 경우 타겟 기지국에 접속하기 위해 필요한 정보를 포함한 핸드오버 요청 응답(Handover Request ACK) 메시지를 서빙 기지국(2)으로 전송한다(S340).
서빙 기지국(2)은 타겟 기지국(3)의 핸드오버 수락에 따라 핸드오버 명령 메시지 즉, 주변 기지국을 타겟 기지국으로 설정하는 RRC 연결 재구성 메시지(RRC Conn.Reconf)를 단말(1)로 전송하여 핸드오버를 수행할 것을 명령한다(S350). 이때, 핸드오버 후 단말에서 RACH 절차를 수행하여야 되는지 여부를 나타내는 정보를 RRC 연결 재구성 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다.
단말(1)은 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하고, 메시지 수신에 따라 바로 핸드오버를 수행하지 않고, 핸드오버가 필요한 최적의 시점에 최적의 타겟 기지국을 선택하여 핸드오버를 수행하는 것으로 결정한다.
단말(1)은 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 다음에 핸드오버를 수행하는 것으로 결정되면, 핸드오버 알림(Handover indication) 메시지를 서빙 기지국(2)에 전송하여 핸드오버를 하겠다는 것을 통보한다(S360).
이후, 단말(1)은 타겟 기지국(3)으로의 핸드오버를 수행한다(S370). 이때, 서빙 기지국(2)은 재전송 중인 PDCP(packet data convergence protocol) SDU(service data unit)의 시퀀스 넘버와 버퍼에 있는 패킷, 게이트웨이로부터 수신되는 패킷들을 타겟 기지국(3)으로 포워딩할 수 있으며, 이러한 과정은 선택적으로 수행될 수 있다(S380~S410).
단말(1)은 타겟 기지국으로의 랜덤 액세스를 수행하고, 이러한 랜덤 액세스에 대한 응답으로부터 타겟 기지국(3)으로부터 상향링크 자원 할당 및 타이밍 재정렬 정보를 수신한다. 이 후, 단말(1)은 할당받은 상향링크 자원을 통해 RRC 연결 재구성 완료 메시지(RRC Conn.Reconf.Complete)를 타겟 기지국(3)으로 전송한다(S420~S440). 이후, 타겟 기지국(3)으로부터 단말(1)로 다운링크 데이터가 전송된다(S450).
한편, 서빙 기지국(2)은 단말(1)로 핸드오버 명령을 나타내는 메시지 즉, RRC 연결 재구성 메시지를 송신한 다음에 바로 단말(1)로 전송할 데이터를 타겟 기지국(3)으로 전달하지 않고, 단말(1)로부터 위와 같이 핸드오버 알림 메시지가 수신된 경우에, 데이터를 타겟 기지국(3)으로 전달할 수 있다. 그리고 필요에 따라, 서빙 기지국(2)은 단말이 핸드오버를 수행함을 나타내는 핸드오버 알림 메시지를 타겟 기지국(3)으로 전달할 수 있다. 이에 따라 타겟 기지국(3)이 단말의 RACH 절차 없이도 정확한 단말의 핸드오버 시점에 다운링크 데이터의 전송을 시작할 수도 있다.
또한, 핸드오버를 명령하는 메시지(RRC 연결 재구성 메시지)를 전송하는 경우, 타겟 기지국(3)으로의 핸드오버 후 단말(1)에서 RACH 절차를 수행하여야 되는지 여부를 나타내는 정보를 메시지에 포함시켜 단말(1)에게 알려줄 수 있다. 이 경우, 단말(1)은 수신된 메시지에 포함된 RACH 절차 여부를 나타내는 정보에 따라, 타겟 기지국(3)으로의 핸드오버 후 타겟 기지국(3)으로 RACH 절차를 수행하거나 하지 않을 수 있다.
이러한 핸드오버 수행에 따라, 단말에서 핸드오버 동안 데이터를 수신하지 못하는 핸드오버 인터럽트 시간은, 단말이 서빙 기지국과의 무선 연결을 끊는 시점인 핸드오버 알림 메시지를 서빙 기지국이 수신한 시점부터 단말이 타겟 기지국으로부터 다운링크 데이터를 처음 받는 시점까지이므로, 기존에 서빙 기지국이 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한 시점부터 시작되는 기존의 핸드오버 인터럽트 시간보다는 현저히 감소하게 된다.
또한, 이러한 핸드오버 방법을 토대로 단말이 DU(data unit)/RU(radio unit)로 구성된 클라우드 기지국 환경의 한 DU내에서 핸드오버 하는 경우에도, 핸드오버 후에 타겟 기지국으로 RACH 절차를 수행하지 않아도 핸드오버 시점에 맞춰 다운링크 데이터를 전송할 수 있어 핸드오버 동안 데이터가 단절되는 시간을 거의 없앨 수 있다. 마찬가지로 서로 다른 DU인 경우에도 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 단말의 핸드오버 시점을 알려주는 경우에는 핸드오버 후에 타겟 기지국으로 RACH 절차를 수행하지 않아도 핸드오버 시점에 맞춰 다운링크 데이터를 전송할 수 있어 핸드오버 동안 데이터가 단절되는 시간을 거의 없앨 수 있다.
도 8은 기존의 핸드오버 방법에 따른 핸드오버 인터럽트 시간을 나타낸 도이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 따른 핸드오버 인터럽트 시간을 나타낸 도이다.
첨부한 도 8에서와 같이, 기존에는 핸드오버 준비 단계에서 서빙 기지국(12)이 단말(1)로 핸드오버 명령 메시지를 송신한 다음에 타겟 기지국(3)으로 데이터를 포워딩하고, 단말(1)은 핸드오버 명령 메시지를 수신하고 핸드오버를 수행하면서 타겟 기지국(3)으로 접속한다. 이후, 타겟 기지국(3)과의 RRC 연결이 완료되고 동기화가 이루어지면서 단말(1)로의 자원 할당이 이루어진 다음에, 타겟 기지국(3)으로부터 단말(1)로 데이터 다운로드 되기 시작한다. 이에 따라, 실질적으로 핸드오버 동안에 단말(1)로의 데이터가 단절되는 시간(THO-INT)은 서빙 기지국이 핸드오버 명령 메시지를 전송한 시점부터 타겟 기지국으로의 연결 및 무선 자원 할당이 완료되는 시점까지의 시간(Tbreak + Tproc + Tinterrupt + Trach) 이다.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 도 9에서와 같이, 핸드오버 준비 단계에서 서빙 기지국(12)이 단말(1)로 핸드오버 명령 메시지를 송신한 다음에 단말이 핸드오버를 수행할 시점을 결정하여 단말로부터 핸드오버 알림 메시지가 수신되면 타겟 기지국(3)으로 데이터를 포워딩하기 시작한다. 그리고 단말(1)이 핸드오버를 수행하면서 타겟 기지국(3)으로 접속하여 타겟 기지국(3)과의 RRC 연결이 완료되고 동기화가 이루어지면서 단말(1)로의 자원 할당이 이루어진 다음에, 타겟 기지국(3)으로부터 단말(1)로 데이터가 다운로드 되기 시작한다. 이에 따라 실질적으로 핸드오버 동안에 단말(1)로의 데이터가 단절되는 시간(THO-INT)은 서빙 기지국이 단말로부터 핸드오버 알림 메시지를 수신하고 데이터를 타겟 기지국으로 포워딩하기 시작한 시점부터 타겟 기지국으로의 연결 및 무선 자원 할당이 완료되는 시점까지의 시간(Tinterrupt)이다. 그러므로 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 따르면, 핸드오버 인터럽트 시간이 현저하게 감소됨을 알 수 있다.
다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 소형 셀과 매크로 셀이 혼재하는 네트워크 환경에서, 단말이 기본 셀(primary cell)에 대응하는 매크로셀과 매크로 셀 내의 소형 셀에 접속한 상태 또는 단말이 기본 셀에만 접속한 상태에서, 셀 추가(cell add) 및 셀 해제(cell release)를 토대로 하는 무선 자원 설정을 기반으로 핸드오버를 수행한다. 제2 실시 예에서는 셀 변경은 무선 자원 설정을 기반으로 한 위와 같은 핸드오버를 포함한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
첨부한 도 10에서와 같이, 소형 셀과 매크로 셀이 혼재하는 네트워크 환경에서, 매크로 셀 내의 매크로 기지국은 자신의 매크로 셀에 존재하는 복수의 소형 셀에 각각 위치하는 소형 기지국들과 통신하며, 단말(1)에 대하여 무선 자원 제어를 수행한다.
이러한 네트워크 환경에서는 복수의 캐리어를 이용하여 캐리어 에그리게이션(carrier aggregation: CA)이 지원된다. 구체적으로 매크로 기지국은 복수의 컴포넌트 캐리어(Component carrier: CC)를 구성할 수 있으며, 각 콤포넌트 캐리어는 동일 기지국내의 하나의 셀로서 동작할 수 있다. 매크로 기지국내의 소형 셀들의 기지국은 서로 다른 콤포넌트 캐리어를 사용할 수 있다. 단말이 현재 접속하고 있는 기지국을 구성하는 모든 콤포넌트 캐리어가 단말에 설정될 수 있으며, 이 경우 단말은 모든 콤포넌트 캐리어를 일부 또는 전체를 활성(activation) 또는 비활성(deactivation)되도록 제어하며, 활성화된 컴포넌트 캐리어들 중에서 하나를 기본 캐리어(primary carrier)고 설정하고 나머지 활성화된 컴포넌트 캐리어들을 보조 캐리어(secondary carrier)로 설정할 수 있다.
이러한 네트워크 환경에서, 단말(1)은 현재 접속한 셀에서 다른 셀로의 접속을 변경할 수 있으며, 단말(1)은 두 셀과 동시에 접속하여 통신할 수 있도록 주파수 자원을 달리 하여 무선 자원을 설정하거나, 안테나 자원을 달리 하여 무선 자원을 설정할 수 있다. 본 발명의 제2 실시 예에서 단말(1)이 무선 자원 설정을 기반으로 핸드오버를 수행하며, 무선 자원 설정에 따른 셀 변경 시점을 결정하고 변경할 셀을 최종적으로 결정한다.
단말의 무선 자원 제어를 수행하는 기지국이 동일한 상태에서, 단말이 접속하는 셀을 변경하는 핸드오버 방법에 대하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법의 흐름도이다.
본 발명의 제2 실시 예에서, 단말은 현재 접속되어 있는 기지국인 서빙 기지국(서빙 기지국은 기본 기지국(primary base station) 또는 소스 기지국이라고도 명명될 수도 있다)이 포함된 매크로 셀 내에 위치되는 소형 셀들 중에서 접속하는 셀을 변경할 수 있다.
단말(1)이 현재 접속되어 있는 셀에 대응하는 서빙 기지국(2)은 도 11에서와 같이, 단말(1)로 측정 제어 메시지(measurement control message)를 전송한다(S1000). 단말(1)은 측정 제어 메시지를 수신하면 주변 셀들의 신호 세기를 측정한다. 그리고 측정 결과를 포함하는 측정 보고 메시지(measurement report message)를 서빙 기지국(2)에 전송한다(S1100). 여기서 단말(1)은 서빙 기지국으로부터의 지시에 따라 측정 보고 메시지를 전송하지만, 이와는 달리, 주기적으로 또는 미리 설정된 이벤트가 발생할 때 측정 보고 메시지를 생성하여 서빙 기지국으로 전송할 수도 있다. 예를 들어, 측정된 주변 셀의 신호 세기가 미리 정해진 문턱값보다 큰 경우, 또는 주변 셀의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 미리 설정된 값보다 큰 이벤트가 발생한 경우, 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다.
서빙 기지국(2)은 수신된 측정 보고 메시지에 포함된 단말의 무선 채널 품질 측정 결과에 따른 채널 상태 정보와 자체적으로 관리하는 무선 자원에 대한 무선 관리 정보를 토대로 단말이 접속한 셀의 변경 여부를 결정한다(S1200).
단말이 접속한 셀의 변경이 필요한 것으로 결정되면, 서빙 기지국(2)은 단말이 새로이 접속할 셀을 결정하고, 결정된 셀을 관리하는 기지국 즉, 타겟 기지국(타겟 기지국은 보조(secondary) 기지국이라고도 명명될 수 있다)으로 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송하여, 타겟 기지국(3)이 단말을 위한 무선 자원을 미리 설정하도록 한다(S1300). 여기서, 타겟 기지국(3)은 서빙 기지국(2)이 포함되어 있는 매크로 셀 내에 위치한 복수의 소형 셀들 중에서 단말이 새로이 접속할 셀로 결정된 셀에 대응하는 소형 기지국이다.
타겟 기지국(3)은 단말을 위한 무선 자원을 수락할 수 있는지를 결정하고(S1400), 수락이 가능한 경우 타겟 기지국에 접속하기 위해 필요한 정보를 포함한 핸드오버 요청 응답(Handover Request ACK) 메시지를 서빙 기지국(2)으로 전송한다(S1500). 핸드오버 요청 응답 메시지는 단말이 타겟 기지국에서 사용할 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)과 RNTI(radio network temporary identifier)를 포함할 수 있다.
서빙 기지국(2)은 타겟 기지국(3)로부터 핸드오버 요청 응답 메시지를 수신하면, 단말(1)로 타겟 기지국으로의 접속을 명령하는 RRC 연결 재구성 메시지(RRC Conn.Reconf)를 전송한다(S1600). RRC 연결 재구성 메시지는 단말이 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하며, 구체적으로, 새로이 접속할 셀(new cell)의 정보는 제1 필드(예를 들어, Cell Add)에 포함된다. 접속되어 있던 이전 셀을 해제하는 경우에 접속을 해제할 이전 셀(old cell)의 정보는 제2 필드(Cell release)에 포함된다.
제1 필드(ex: Cell Add)와 제2 필드(ex: Cell release)를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지는 다음 표 1과 같이 구현될 수 있다. 표 1에서는 RRC 관련 규격에 정의된 SCellToAddMod를 이용하여 RRC 연결 재구성 메시지를 나타내고 있다.
표 1
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한편, 단말(1)은 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하고, 수신된 메시지에 포함된 정보에 따라 현재 접속되어 있는 셀(old cell)과의 접속을 해제하는 경우 연결을 끊고 새로운 셀(new cell)과의 동기를 맞춰서 새로운 셀로의 접속을 수행한다. 이 때, 단말(1)은 메시지 수신에 따라 바로 핸드 오버 즉, 셀 변경을 수행하지 않고, 셀 변경을 수행할 최적의 시점에 변경할 셀을 선택하여 셀 변경을 수행한다. 셀 변경을 수행하기 위한 셀 변경 시점과 변경할 셀을 결정하는 과정에 대해서는 추후에 구체적으로 설명하기로 한다.
단말(1)은 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 다음에 셀 변경 시점과 변경 셀을 결정하면, 셀 변경 알림(Secondary Cell reconfiguration) 메시지를 서빙 기지국(2)에 전송하겠다는 것을 통보한다(S1700). 셀 변경 알림 메시지에는 변경 셀의 ID가 포함될 수 있다.
이후, 단말(1)은 필요한 경우 이전 셀(old cell)과의 접속을 끊고 새로운 셀로의 접속을 수행한다(S1800).
단말(1)은 새로운 셀에 대응하는 타겟 기지국(3)으로의 랜덤 액세스를 수행하고, 이러한 랜덤 액세스에 대한 응답으로 타겟 기지국(3)으로부터 타이밍 재정렬 정보(timing advance)를 수신한다. 단말(1)은 타이밍 재정렬 정보를 토대로 타겟 기지국(3)과의 상향 링크 동기를 맞춘다(S1900 S2000). 이후, 단말(1)은 RRC 연결 재구성 완료 메시지(RRC Conn.Reconf.Complete)를 타겟 기지국(3)으로 전송하여 새로운 셀 접속이 성공하였음을 통보한다(S210). 필요한 경우 서빙 기지국(2)이나 타겟 기지국(3)은 MME(mobility management entity)와 S-GW(serving-gateway)와 통신하여 데이터 경로를 스위칭(Path Switching) 할 수 있다. 데이터 경로가 항상 서빙 기지국(2)을 거치는 경우에는 경로 스위칭 절차를 생략할 수 있다.
이러한 과정을 통하여, 단말은 무선 자원 제어를 수행하는 기지국이 동일한 상태에서 접속하는 셀을 변경할 수 있다. 즉, 매크로 기지국내에 접속되어 있는 상태에서, 캐리어 애그리에이션을 기반으로 셀 추가 및 셀 연결 해제(release)를 통하여 동일 매크로 기지국내의 다른 콤포넌트 캐리어를 사용하는 소형 셀의 기지국으로 접속을 변경할 수 있다.
위에 기술된 바와는 달리, 단말의 무선 자원 제어를 수행하는 기지국이 서로 다른 상태에서 접속하는 셀을 변경할 수 있다.
다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서, 단말의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말의 동작 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에서는 단말이 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로의 접속을 명령하는 메시지를 수신하여도 바로 셀 변경을 수행하지 않고, 자체적으로 판단한 셀 변경을 수행하기 적절한 시점에 셀 변경을 수행한다.
단말(1)은 도 12에서와 같이, 서빙 기지국(2)으로부터 셀 변경을 명령하는 메시지인 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하면(S3000), 서빙 기지국(2)과 주변 기지국들의 신호 세기를 측정하고 이를 토대로 핸드오버 즉, 셀 변경을 수행할 시점을 결정한다(S3100, S3200). 그리고 단말은 변경할 셀을 최종적으로 결정한다. 단말이 셀 변경 시점을 결정하는 과정에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
단말(1)은 현재 상태가 셀 변경을 수행하여야 하는 상태인 것으로 판단되면(S3300), 셀 변경을 알리는 셀 변경 알림 메시지를 생성하여 서빙 기지국(2)으로 전송한다(S3400). 이때, 단말(1)은 위의 제1 실시 예와 같이, 제1 통보 방법, 제2 통보 방법 그리고 제3 통보 방법 중 하나의 방법에 따라 서빙 기지국(2)으로 셀 변경 수행을 통보할 수 있으며, 이 경우, 제1 통보 방법> 제2 통보 방법> 제3 통보 방법의 순으로 하나의 통보 방법을 사용할 수 있다. 물론 단말(1)은 서빙 기지국(2)에 셀 변경 수행을 통보할 때, 전송되는 메시지의 신뢰성를 위하여, 셀 변경 알림 메시지를 반복하여 전송할 수 있다.
한편, 도 12에서와 같이, 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로 셀 변경 알림 메시지를 전송한 다음에 핸드오버 즉, 셀 변경을 수행한다. 이때, 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로 셀 변경 알림 메시지를 전송한 다음에 바로 셀 변경을 수행할 수도 있으며, 또는 서빙 기지국(2)으로부터 셀 변경 알림 메시지의 수신이 정상적으로 이루어졌음을 나타내는 응답 메시지(ACK)가 수신된 다음에, 셀 변경을 수행할 수도 있다.
서빙 기지국(2)은 셀 변경 알림 메시지의 수신 여부에 대한 응답 메시지를 단말(1)로 전송할 수 있다. 예를 들어 제1 실시 예와 같이, 셀 변경 알림 메시지를 정상적으로 수신하였음을 알리는 ACK 응답 메시지를 단말(1)로 전송하거나 셀 변경 알림 메시지를 정상적으로 수신하지 못하였음을 알리는 NACK 응답 메시지를 단말(1)로 전송한다.
예를 들어, 도 12에서와 같이, 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로부터 셀 변경 알림 메시지 전송에 대한 응답 메시지가 수신되면(S3500), 타겟 기지국(3)으로의 셀 변경을 수행한다(S3600).
한편, 또한 단말(1)은 서빙 기지국(2)으로부터 셀 변경 알림 메시지를 전송하는데 실패했거나 셀 변경 메시지 전송 후 서빙 기지국(2)으로부터 응답 메시지(ACK)를 수신하지 못한 경우, 단말(1)은 타겟 기지국(3)으로의 셀 변경을 수행하고, 타겟 기지국(3)은 서빙 기지국(2)에게 단말로 전송하여야 할 데이터 포워딩을 요청할 수 있다. 이 경우, 서빙 기지국(2)은 타겟 기지국(3)의 요청에 따라 단말로 전송할 데이터를 타겟 기지국(3)으로 전달한다.
다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말이 셀 변경 시점을 결정하는 과정에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서 단말이 셀 변경 시점을 결정하는 과정의 흐름도이다.
단말(1)은 서빙 기지국(2)으로부터 셀 변경 명령 메시지를 수신한 다음 바로 셀 변경을 수행하지 않고, 셀 변경을 수행하기 적절한 시점을 결정한다. 단말(1)은 서빙 기지국(2)의 신호 세기 및 타겟 기지국(3)을 포함하는 주변 기지국들의 신호 세기를 측정하고, 측정된 신호 세기들을 비교한다(S5000, S5100). 여기서는 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국의 신호 세기와 서빙 기지국의 신호 세기들을 비교하여, 셀 변경을 수행하여야 하는 셀 변경 실행(execution) 이벤트가 발생하였는지를 판단한다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서, 신호 세기에 따른 이벤트 발생을 나타낸 예시도이다.
비교 결과, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 큰 경우에(S5200), 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋(예를 들어, 6dB) 이상 크면(도 14에서 A6), 단말(1)은 셀 변경 실행 이벤트가 발생하여 셀 변경을 수행할 시점인 것으로 판단한다(S5300, S5600). 본 발명의 제2 실시 예에서 셀 변경 실행 이벤트는 단말에서 서빙 기지국과 무선 연결을 유지하는 것보다 타겟 기지국으로 핸드오버 하는 것이 더 좋은 상황을 의미한다.
또한, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 상황이 설정 시간(예를 들어, TTE) 동안 유지되는 경우에, 단말(1)은 셀 변경을 수행할 시점인 것으로 판단할 수 있다. 또한 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값(Threshold1)보다 작은 경우에(도 14에서 A2), 단말(1)은 셀 변경 실행 이벤트가 발생하여 셀 변경을 수행할 시점인 것으로 판단한다(S5400, S5600).
또한 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값(Threshold2)보다 큰 경우에(도 14에서 A4), 단말(1)은 셀 변경 실행 이벤트가 발생하여 셀 변경을 수행할 시점인 것으로 판단한다(S5500, S5600). 본 발명의 실시 예에 따른 셀 변경 실행 이벤트는 위에 기술된 것들에 한정되지 않는다.
한편, 단말(1)은 주변 기지국의 신호 세기가 제1 문턱값(Threshold1)보다 큰 경우에(도 14에서 A7), 셀 추가 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 셀 추가 준비 이벤트가 발생되면 단말(1)은 셀 추가를 수행할 시점인 것으로 결정한다. 예를 들어, 셀 추가 이벤트는 단말이 기본 셀(primary cell)인 매크로셀에 접속한 상태에서, 매크로셀에 포함되는 복수의 소형 셀 중에서 하나의 셀을 서빙 셀로 하여 추가로 접속하는 경우를 나타낸다. 이 경우 셀 변경 이벤트는 단말이 매크로셀의 복수의 소형 셀 중에서 하나의 소형 셀(서빙 셀)에 접속한 상태에서, 서빙 셀을 주변 셀 중에서 다른 하나의 셀로 변경하는 것을 나타낼 수 있다.
단말(1)은 셀 추가 이벤트가 발생하여 셀 추가를 수행할 시점인 것으로 결정한 다음에, 추가적으로 새로운 셀에 접속하는 셀 추가를 수행할 수 있다.
또한, 위에 기술된 핸드오버 방법에서, 단말(1)은 셀 변경을 할 시점을 결정하였지만, 이외에 단말(1)은 셀 변경을 할 타겟 기지국을 결정할 수도 있다. 즉, 단말(1)은 측정되는 주변 기지국들의 신호 세기를 토대로 타겟 기지국을 결정할 수 있다. 예를 들어, 서빙 기지국의 신호 세기보다 큰 신호 세기를 가지는 주변 기지국들 중에서, 그 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상인 주변 기지국을 셀 변경을 할 타겟 기지국으로 선택할 수 있다. 단말(1)은 하나 이상의 셀 변경 명령 메시지를 수신할 수 있으며, 이 경우 각 셀 변경 명령 메시지의 타겟 기지국이 서로 다르다. 이때, 단말(1)은 셀 변경을 할 최적의 시점을 결정하면서 셀 변경을 할 최적의 타겟 기지국을 결정할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서도 서빙 기지국과 타겟 기지국의 신호 세기 차이가 HOM (ex. 3dB) 이상이 되면 바로 단말이 서빙 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 주변 셀의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상인 경우에 셀 변경 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단하고, 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다.
단말은 각 셀 변경 명령 메시지에 포함되는 새로이 접속할 셀의 정보 즉, 타겟 기지국이 서로 다른 하나 이상의 셀 변경 명령 메시지를 수신할 수 있으며, 셀 변경 명령 메시지를 수신한 단말은 즉시 셀 변경을 수행하지 않고 서빙 기지국과 주변 셀(특히, 셀 변경 명령 메시지에 포함된 새로이 접속할 셀)의 신호 세기를 계속 비교하여 셀 변경이 필요한 최적의 시점에 최적의 타겟 셀을 선택하고 대응하는 타겟 기지국으로 셀 변경을 수행한다.
이러한 핸드오버 수행을 위한 핸드오버 장치는 다음과 같다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치(100)는 도 15에서와 같이, 신호 세기 측정부(110), 측정 보고부(120), 핸드오버 명령 수신부(130), 핸드오버 시점 결정부(140), 핸드오버 통보부(150), 핸드오버 수행부(160)를 포함한다.
신호 세기 측정부(110)는 서빙 기지국, 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신되는 신호의 세기를 측정한다.
측정 보고부(120)는 기지국들로부터 수신되는 신호 세기를 토대로 하는 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다.
핸드오버 명령 수신부(130)는 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령을 나타내는 메시지를 수신한다. 예를 들어, 주변 기지국을 타겟 기지국으로 설정하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한다. RRC 연결 재구성 메시지는 예를 들어, 주변셀 중에서 새로 접속할 셀에 대한 정보와 접속을 해제할 셀에 대한 정보를 포함하는 셀 변경 명령 메시지로 기능할 수 있다.
핸드오버 시점 결정부(140)는 핸드오버(셀 변경을 포함함)를 수행할 시점을 결정한다. 핸드오버 명령을 나타내는 메시지를 수신한 다음에, 신호 세기 측정부(110)로부터 제공되는 기지국들의 신호 세기를 토대로 핸드오버 할 적절한 시점 즉, 타겟 기지국으로의 연결 재구성 시점을 결정하며, 이외에도 타겟 기지국을 결정한다.
구체적으로 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크면서, 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상인 제1 이벤트가 발생되면, 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단한다.
타겟 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 상황이 설정 시간(TTE (Time to Execute)) 동안 유지되는 경우에 제2 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 제3 이벤트가 발생되면, 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단한다. 또는 주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 주변 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 제4 이벤트가 발생하면, 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 판단한다. 또한, 핸드오버 시점 결정부(140)는 서빙 기지국(2)에 의하여 정해지는 타겟 기지국들 중에서 최적의 타겟 기지국을 결정한다.
또한 핸드오버 시점 결정부(140)는 주변 기지국의 신호 세기가 제1 문턱값보다 큰 경우에, 셀 추가를 수행할 시점인 셀 추가 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
핸드오버 통보부(150)는 핸드오버 시점 결정부(140)에 의하여 현 시점이 핸드오버를 수행할 시점으로 결정되면, 핸드오버 알림 메시지를 생성하여 서빙 기지국으로 전송한다. 핸드오버 알림 메시지는 위에 기술된 바와 같은 제1 내지 제3 통보 방법에 따라 전송될 수 있으며, 신뢰성을 위하여 반복적으로 전송될 수 있다.
핸드오버 수행부(160)는 핸드오버 알림 메시지가 전송된 다음에 핸드오버를 수행하거나, 또는 핸드오버 알림 메시지에 대하여 서빙 기지국으로부터 정상적 수신을 알리는 응답 메시지가 수신된 경우에, 핸드오버를 수행한다.
핸드오버 장치(100)는 단말의 기지국 신호 세기 측정 결과가 실시간으로 반영된 핸드오버를 수행함에 따라, 핸드오버 성공률을 높이고 핸드오버 동안 데이터가 단절되는 시간을 상당히 줄일 수 있다. 또한, 거의 대부분의 경우에 단말과 기지국에서의 핸드오버 시점 동기를 맞출 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 사업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (31)

  1. 단말의 핸드오버 방법에서,
    상기 단말이 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계;
    상기 단말이 상기 핸드오버 명령 메시지를 수신한 다음에, 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계;
    상기 핸드오버를 수행하는 것으로 결정되면, 상기 단말이 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 수행을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 단말이 핸드오버를 수행하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계는
    상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국의 신호 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 주변 기지국의 신호 세기를 토대로 핸드오버 실행 이벤트 발생 여부를 판단하여 핸드오버를 수행할 시점을 결정하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  3. 제2항에 있어서
    상기 핸드오버를 수행할 시점을 결정하는 단계는 핸드오버 실행 이벤트가 발생하면 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 결정하고,
    상기 핸드오버 실행 이벤트는
    상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상 큰 경우,
    상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 상황이 설정 시간 TTE (Time to Execute) 동안 유지되는 경우,
    상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 경우, 그리고
    상기 타겟 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 타겟 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 경우
    를 포함하고,
    상기 이벤트 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하면 핸드오버를 수행할 시점으로 결정하는 핸드오버 방법.
  4. 제1항에 있어서
    상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계는
    MAC 제어 엘레먼트(control element)를 이용하여 핸드오버 수행을 통보하는 제1 통보 방법,
    RRC(radio resource control) 메시지를 이용하여 핸드오버 수행을 통보하는 제2 통보 방법,
    PHY(physical) 채널을 이용하여 핸드오버 수행을 통보하는 제3 통보 방법
    중 하나의 방법을 이용하여 상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는, 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서
    상기 제1 통보 방법은 핸드오버 알림 메시지를 나타내는 LCID(logical channel identifier)를 정의하여 사용하고, 메시지 내에 핸드오버를 할 타겟 기지국의 셀 ID를 포함시켜 전송하고, 상기 제2 통보 방법은 상기 RRC 메시지에 핸드오버를 수행할 타겟 기지국의 셀 ID를 포함시키는, 핸드오버 방법.
  6. 제1항에 있어서
    상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계는 상기 핸드오버 알림 메시지를 반복적으로 전송하는, 핸드오버 방법.
  7. 제1항에 있어서
    상기 단말이 핸드오버 알림 메시지를 전송한 다음에, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 핸드오버 알림 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  8. 제7항에 있어서
    상기 단말이 핸드오버를 수행하는 단계는
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 핸드오버 알림 메시지를 정상적으로 수신하였음을 나타내는 ACK(acknowledgment) 응답 메시지를 수신하는 경우, 핸드오버를 수행하는, 핸드오버 방법.
  9. 제8항에 있어서
    상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계는 상기 ACK 응답 메시지를 수신할 때까지 상기 핸드오버 알림 메시지를 반복적으로 전송하는, 핸드오버 방법.
  10. 제8항에 있어서
    상기 서빙 기지국이 상기 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 서빙 기지국은 PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 채널을 통하여 ACK 응답 메시지 또는 NACK(Negative ACK) 응답 메시지를 전송하는 방법,
    RLC(radio link control)를 통하여 ACK 응답 메시지 또는 NACK 응답 메시지를 전송하는 방법 중 하나의 방법을 사용하여 응답 메시지를 단말로 전송하는, 핸드오버 방법.
  11. 제1항에 있어서
    상기 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계는
    상기 단말이 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 핸드오버 알림 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 단말이 상기 결정된 타겟 기지국의 셀 ID를 상기 핸드오버 알림 메시지에 포함시켜 전송하는, 핸드오버 방법.
  12. 제1항에 있어서
    상기 단말이 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계 이전에,
    상기 단말이 핸드오버 준비 이벤트가 발생하면 서빙 기지국의 신호 세기와 주변 기지국의 신호 세기를 포함하는 측정 보고 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 핸드오버 준비 이벤트는 상기 주변 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상인 경우를 포함하는, 핸드오버 방법.
  13. 제1항에 있어서
    상기 핸드오버 명령 메시지는 상기 서빙 기지국이 주변 기지국 중 하나를 타겟 기지국으로 설정하는 무선 연결 재구성 메시지이며,
    상기 핸드오버 명령 메시지를 수신하는 단계에서 상기 단말은 서로 다른 타겟 기지국의 셀 ID를 포함하는 하나 이상의 핸드오버 명령 메시지를 수신하고,
    상기 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계에서, 상기 단말은 상기 타겟 기지국으로의 무선 연결 재구성 시점과 주변 기지국들 중에서 타겟 기지국을 결정하는, 핸드오버 방법.
  14. 제1항에 있어서
    상기 단말이 핸드오버를 수행하는 단계는
    상기 핸드오버 명령 메시지에 RACH(random access channel) 절차 수행을 나타내는 정보가 포함되어 있는 경우에, 타겟 기지국으로의 RACH 절차를 수행하는, 핸드오버 방법.
  15. 서빙 기지국이 단말로부터 상기 서빙 기지국의 신호 세기와 주변 기지국의 신호 세기를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 측정 보고 메시지를 수신한 다음에, 상기 서빙 기지국이 핸드오버 수행을 명령하는 핸드오버 명령 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계;
    상기 단말로부터 상기 단말이 핸드오버를 수행함을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 핸드오버 알림 메시지를 수신한 다음에, 타겟 기지국으로 상기 단말에게 전송할 데이터를 전달하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  16. 제15항에 있어서
    상기 핸드오버 명령 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계는
    상기 단말이 핸드오버를 수행한 다음에 RACH(random access channel) 절차 수행 여부를 나타내는 정보를 상기 핸드오버 명령 메시지에 포함시켜 전송하는, 핸드오버 방법.
  17. 제15항에 있어서
    상기 핸드오버 알림 메시지를 수신하지 못한 경우에, 타겟 기지국으로부터 데이터 전달 요청을 수신하는 단계;
    상기 데이터 전달 요청에 따라, 상기 단말에게 전송할 데이터를 상기 타겟 기지국으로 전달하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  18. 제15항에 있어서
    상기 핸드오버 알림 메시지를 수신한 다음에,
    상기 서빙 기지국이 상기 핸드오버 알림 메시지를 타겟 기지국으로 전달하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  19. 소형 셀과 매크로 셀이 혼재하는 네트워크 환경에서의 단말의 핸드오버 방법에서,
    상기 단말이 현재 접속되어 있는 셀에 대응하는 서빙 기지국으로부터 셀 변경 명령 메시지--상기 셀 변경 명령 메시지는 접속을 해지할 이전 셀에 대한 정보와 새로 접속할 셀에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함함--를 수신하는 단계;
    상기 단말이 상기 셀 변경 명령 메시지를 수신한 다음에, 셀 변경 수행 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 셀 변경 수행시, 상기 단말이 상기 셀 변경 명령 메시지에 포함된 정보를 토대로 현재 접속되어 있는 이전 셀에서 새로운 셀로의 변경을 수행하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  20. 제19항에 있어서
    상기 변경을 수행하는 단계는
    상기 셀 변경 수행시, 상기 단말이 상기 셀 변경 명령 메시지가 상기 이전 셀에 대한 정보와 새로 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 경우, 이전 셀과의 접속을 끊고 새로운 셀로의 접속을 수행하는 단계; 및
    상기 셀 변경 수행시, 상기 셀 변경 명령 메시지가 새로 접속할 셀에 대한 정보만을 포함하는 경우, 단말이 새로운 셀로의 접속을 수행하는 단계를 포함하는, 핸드오버 방법.
  21. 제19항에 있어서
    상기 셀 변경 명령 메시지는 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 제1 필드(Cell add), 접속을 해제할 이전 셀이 있는 경우 이 정보를 포함하는 제2 필드(Cell release)를 포함하는 핸드오버 방법.
  22. 제19항에 있어서
    상기 새로운 셀로의 변경을 수행하는 단계 이전에,
    상기 셀 변경을 수행하는 것으로 결정되면, 상기 단말이 상기 서빙 기지국으로 셀 변경을 알리는 셀 변경 알림 메시지를 전송하는 단계
    를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 셀 변경 수행 여부를 결정하는 단계는
    상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 주변 셀들에 대응하는 신호 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 서빙 기지국의 신호 세기 및 주변 셀들의 신호 세기를 토대로 셀 변경 실행 이벤트 발생 여부를 판단하여 셀 변경을 수행할 시점을 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 셀 변경 실행 이벤트는
    상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상 큰 경우,
    상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상 큰 상황이 설정 시간 TTE (Time to Execute) 동안 유지되는 경우,
    상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 경우, 그리고
    상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 상기 주변 셀의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 경우
    를 포함하고,
    상기 이벤트 중 적어도 하나의 이벤트가 발생하면 셀 변경을 수행할 시점으로 결정하는 핸드오버 방법.
  24. 제23항에 있어서
    상기 셀 변경을 수행할 시점을 결정하는 단계는
    상기 주변 셀의 신호 세기가 상기 제1 문턱값보다 큰 경우에, 셀 추가를 수행할 시점인 셀 추가 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  25. 제19항에 있어서
    상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국이고, 상기 단말이 접속되어 있는 이전 셀과 상기 단말이 새로이 접속한 셀이 상기 매크로셀에 포함되는 소형 셀인 경우,
    상기 셀 변경이 완료된 다음에, 상기 단말이 셀 변경 완료에 따른 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  26. 소형 셀과 매크로 셀이 혼재하는 네트워크 환경에서의 단말의 핸드오버 방법에서,
    상기 단말이 현재 접속되어 있는 셀에 대응하는 서빙 기지국이 상기 단말로부터 상기 서빙 기지국의 신호 세기와 주변셀들의 신호 세기를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 측정 보고 메시지를 수신한 다음에, 상기 서빙 기지국이 셀 변경 명령 메시지--상기 셀 변경 명령 메시지는 단말이 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 제1 필드(Cell add), 접속을 해제할 이전 셀의 정보를 포함하는 제2 필드(Cell release)를 포함함--를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 단말로부터 상기 단말이 셀 변경을 수행함을 알리는 셀 변경 알림 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는, 핸드오버 방법.
  27. 제26항에 있어서
    상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국이고, 상기 단말이 접속되어 있는 이전 셀과 상기 단말이 새로이 접속한 셀이 상기 매크로셀에 포함되는 소형 셀인 경우,
    상기 서빙 기지국이 상기 단말로부터 셀 변경 완료에 따른 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
  28. 타겟 기지국을 포함하는 주변 기지국과 서빙 기지국으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 수신되는 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부;
    상기 신호 세기 측정부에서 측정된 신호 세기를 토대로 하는 채널 상태 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 측정 보고부;
    상기 서빙 기지국으로부터 주변 기지국을 타겟 기지국으로 설정하는 RRC(radio resource control) 연결 재구성 메시지를 수신하는 핸드오버 명령 수신부;
    상기 RRC 연결 재구성 메시지를 수신한 다음에, 타겟 기지국으로의 연결재구성 시점과 타겟 기지국을 결정하는 핸드오버 시점 결정부;
    상기 타겟 기지국으로의 연결재구성 시점과 타겟 기지국이 결정되었음을 알리는 핸드오버 알림 메시지를 생성하여 상기 서빙 기지국으로 전송하는 핸드오버 통보부; 및
    상기 타겟 기지국으로의 연결 재구성을 수행하는 핸드오버 수행부
    를 포함하는, 핸드오버 장치.
  29. 제28항에 있어서
    상기 핸드오버 시점 결정부는
    주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제1 오프셋 이상인 경우인 제1 이벤트,
    주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 제2 오프셋 이상인 경우가 설정 시간 동안 유지되는 제2 이벤트,
    주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 서빙 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제1 문턱값보다 작은 제3 이벤트, 그리고
    주변 기지국의 신호 세기가 서빙 기지국의 신호 세기보다 크고, 주변 기지국의 신호 세기가 미리 설정된 제2 문턱값보다 큰 제4 이벤트
    중 적어도 하나의 이벤트가 발생하면 핸드오버를 수행할 시점인 것으로 결정하는, 핸드오버 장치.
  30. 제28항에 있어서
    상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국이고, 상기 단말이 접속되어 있는 이전 셀과 상기 단말이 새로이 접속한 셀이 상기 매크로셀에 포함되는 소형 셀인 경우,
    상기 RRC 연결 재구성 메시지는 단말이 새로이 접속할 셀에 대한 정보를 포함하는 제1 필드(Cell add), 접속을 해제할 이전 셀의 정보를 포함하는 제2 필드(Cell release)를 포함하는 셀 변경 명령 메시지인, 핸드오버 장치.
  31. 제29항에 있어서
    상기 서빙 기지국이 매크로셀에 대응하는 기지국인 경우,
    상기 핸드오버 시점 결정부는
    상기 주변 기지국의 신호 세기가 상기 제1 문턱값보다 큰 경우에, 셀 추가를 수행할 시점인 셀 추가 준비 이벤트가 발생한 것으로 판단하며,
    상기 셀 추가 이벤트는 단말이 기본 셀인 매크로셀에 접속한 상태에서, 매크로셀에 포함되는 복수의 소형 셀 중에서 하나의 셀을 서빙 셀로 하여 추가로 접속하는 경우를 나타내는, 핸드오버 장치.
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