KR101370909B1

KR101370909B1 - 핸드오버시 신속한 상향 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR101370909B1
Application number: KR1020070098695A
Authority: KR
Inventors: 박기원; 김용호; 윤애란; 한진백; 이진; 하성웅
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: WO2009045027A3; WO2009045027A2; KR20090033598A; US8503394B2; US20100208696A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, I-RAT 핸드오버를 수행하는 도중에 상향으로 전송할 데이터가 있는 경우 핸드오버 시그널을 효율적으로 이용하여 신속하게 상향링크 데이터를 전송 및 수신하는 방법에 관한 것이다. 광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 도중에 상향링크 데이터를 신속하게 전송하는 방법에 있어서, 본 발명은 상향링크 데이터의 존재 여부를 알리는 정보필드를 포함하는 메시지를 타겟 기지국으로 전송하는 단계와 상기 정보필드가 상기 상향링크 데이터의 존재를 나타내는 경우에 상기 타겟 기지국으로부터 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당받는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들을 사용하면, 이동단말이 핸드오버를 수행하는 도중 신속하게 상향링크 사용자 데이터들을 전송할 수 있다.

핸드오버, I-RAT 핸드오버, 상향링크 데이터, 신속한 데이터 전송

Description

핸드오버시 신속한 상향 데이터 전송방법{Method of Fast Uplink Data Transmission for handover}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, I-RAT 핸드오버를 수행하는 도중에 상향으로 전송할 데이터가 있는 경우 핸드오버 시그널을 효율적으로 이용하여 신속하게 상향링크 데이터를 전송 및 수신하는 방법에 관한 것이다.

핸드오버란 이동중인 단말이 이동통신 셀(cell)과 같은 통신영역(zone)을 이동할 때 통화 중에 기지국의 영역을 벗어나 다른 기지국 영역으로 진입하는 경우에 통화를 계속 유지하도록 하는 기능을 말한다.

핸드오버는 이동가입자가 사용중인 기지국내의 무선채널의 상태가 불량한 경우, 이동가입자가 기지국내의 현재 섹터에서 다른 섹터로 이동하는 경우 및 현재의 기지국 영역에서 다른 기지국 영역으로 이동할 때 발생한다.

핸드오버는 채널을 어떻게 전환하는가에 따라 소프터 핸드오버(Softer Handover), 소프트 핸드오버(Soft Handover) 및 하드 핸드오버(Hard Handover) 등으로 구분할 수 있다.

소프터 핸드오버는 하나의 셀 내부에서 이루어지는 핸드오버로서, 단말이 셀 커버리지 내에서 사용중인 채널 중 양호한 채널 등으로 바꾸는 것을 말한다. 소프트 핸드오버(Soft Handover)는 인접 2개의 채널을 동시에 운영하며, 종국에 가서는 1개 채널을 서서히 끊는 방식이다. CDMA 방식에서는 같은 주파수대역을 사용하기 때문에 쉽게 구현할 수 있다. 하드 핸드오버(Hard Handover)는 현재 통화중인 채널을 끊고, 곧바로 다른 채널로 연결하는 방식이다.

핸드오버는 핸드오버를 수행하는 주체에 따라, 통신망 제어 핸드오프 (NCHO: Network Controlled Handoff), 이동국 보조 핸드오프 (MAHO: Mobile Assisted Handoff) 및 이동국 제어 핸드오프 (MCHO: Mobile Controlled Handoff) 등으로 구분할 수 있다. 본 명세서에서는 소프트 핸드오버 및 이동국 보조 핸드오버 방식을 주된 방법으로 설명한다. 다만, 다른 핸드오버 방법을 이용할 수도 있다.

I-RAT(Intra Radio Access Technology) 핸드오버 방식은 동종망간 핸드오버 를 지원하는 방식을 말한다. I-RAT 핸드오버는 단말이 동종망 내에서 단말을 제어하는 기지국(예를 들어, 서빙 기지국)의 영역을 벗어나 다른 타겟 기지국이 관리하는 영역으로 이동할 경우 끊김 없는 핸드오버(Seamless Handover)와 서비스의 연속성(Service Continuity)을 제공한다. 이를 통해 단말 사용자의 편의성을 향상시키기 위한 것이다.

도 1은 핸드오버 및 초기 망진입 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 단말이 핸드오버 및 초기 망 진입시 셀을 선택한다(S101, S102). 셀 선택은 단말이 네트워크 연결이나 핸드오버를 위한 적당한 기지국을 찾기 위해 하나 이상의 기지국과 스캐닝(Scanning)이나 레인징(Ranging)을 수행하는 절차이다. 단말은 기지국으로의 초기 망 진입 또는 타겟 기지국으로 핸드오버 가능성을 판단하기 위해 스캔 구간이나 슬립 구간을 스케줄링해야 한다.

단말은 초기 망 진입시 서빙 기지국(Serving Station)과의 동기 및 하향링크 파라미터를 획득한다(S103). 서빙 기지국은 현재 단말이 진입하고자 하는 망에서 서비스를 제공하는 기지국을 말한다. 서빙 기지국과의 동기를 획득한 단말은 서빙 기지국으로의 상향링크 파라미터를 획득하고(S104), 서빙 기지국과 레인징 절차를 수행하며 상향링크 파라미터를 조정한다(S105). 이상의 절차를 통해 단말과 서빙 기지국은 통신을 위한 기본 기능을 형성하게 된다(S106). 서빙 기지국은 단말을 인가하고 키(key)를 교환한다(S107). 이로써 단말은 서빙 기지국에 등록되고(S108), IP 연결이 설정된다(S109).

서빙 기지국은 단말에 동작 파라미터들을 전송하여 단말의 통신 절차를 수행하게 하고(S110), 단말과 서빙 기지국이 연결이 설립되어(S111), 단말과 기지국은 정상적인 동작을 수행할 수 있다(S112). 단말은 서빙 기지국에서 정상적인 동작을 수행하는 도중에도 계속해서 인접 기지국을 탐색한다(S113). 이는 단말이 이동 과정에서 서빙 기지국으로부터 멀어짐에 따라 서빙 기지국에서 제공되는 서비스의 품질이 약해지므로 보다 나은 서비스를 제공할 수 있는 기지국을 탐색하기 위해서이다. 따라서, 서빙 기지국보다 나은 서비스를 제공하는 인접 기지국을 타겟 기지국(Target Station)이라 하며, 타겟 기지국을 탐색하여 단말은 핸드오버를 수행한다.

일반적으로 핸드오버는 단말이 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 셀 영역을 이동하는 경우에 발생하는 것이다. 핸드오버는 단말이 무선 인터페이스, 서비스 플로우 및 망 접속점을 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 전환하는 것으로, 단말, 서빙 기지국 또는 망 관리자에서 핸드오버를 결정하는 것으로 시작된다(S114).

단말은 타겟 기지국을 선택하고(S115), 타겟 기지국과 동기 획득 및 하향링크 파라미터를 획득한다(S116). 단말은 타겟 기지국의 상향링크 파라미터를 획득하고(S117), 타겟 기지국과 레인징 및 상향링크 파라미터를 조정한다(S118). 이때, 단말이 타겟 기지국의 식별자, 주파수, 상향/하향 채널 디스크립터(UCD/DCD)를 포함한 NBR-ADV 메시지를 미리 수신하였다면 스캔 과정과 동기화 절차가 간소화될 수 있다. 타겟 기지국이 백본망을 통해 서빙 기지국으로부터 핸드오버 통보를 수신하였다면 비경쟁 방식의 초기 레인징 기회를 UL-MAP으로 제공할 수 있다.

이상의 절차를 통해 단말과 타겟 기지국은 기본 기능을 형성하게 되고(S119), 단말과 타겟 기지국은 레인징을 수행하여 망 재진입 절차를 시작한다. 또한, 단말은 타겟 기지국에 재등록 및 재연결이 설정된다(S120). 이로써 단말은 타겟 기지국에 등록되며(S121), 타겟 기지국의 IP 연결도 단말에 재설정 된다(S122). 이로써, 타겟 기지국은 서빙 기지국이 되어 단말에 서비스를 제공할 수 있다.

일반적인 핸드오버 절차에서는 핸드오버를 수행하는 도중에 상향링크로 데이터를 전송할 필요가 생기는 경우, 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위해 번거로운 여러 절차가 필요하다. 즉, 단말이 타겟 기지국에 따로 상향링크를 전송하기 위한 무선자원을 요청하고, 상기 타겟 기지국으로부터 할당받은 무선자원을 통해 상향링크 데이터를 전송하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 핸드오버 도중 상향으로 전송할 데이터가 있는 경우 단말이 상향링크 데이터를 전송하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 핸드오버 도중 상향으로 전송할 데이터가 있는 경우 핸드오버 시그널을 효율적으로 이용하여 핸드오버 후 단말이 신속하게 상향링크 데이터를 전송하는 방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이동단말이 핸드오버시 신속하게 상향으로 데이터를 전송할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태로서, 광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 도중에 상향링크 데이터를 신속하게 전송하는 방법에 있어서, 상기 방법은 상향링크 데이터의 존재 여부를 알리는 정보필드를 포함하는 메시지를 타겟 기지국으로 전송하는 단계와 상기 정보필드가 상기 상향링크 데이터의 존재를 나타내는 경우에 상기 타겟 기지국으로부터 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당받는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법에서 상기 정보필드를 포함하는 상기 메시지는, 바람직하게 핸드오버 확인 메시지일 수 있다.

상기 방법의 상기 무선자원을 할당받는 단계에서, 상기 무선자원은 바람직하게 상기 메시지에 대한 응답 메시지를 이용하여 단말에 할당되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 방법은 또한, 상기 단말이 서빙 기지국으로 신호품질 정보를 주기적으로 제공하는 단계와 상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국에서 사용되는 상기 단말 식별자 및 전용 프리엠블을 포함하는 메시지를 수신하는 단계와 상기 식별자 및 상기 전용 프리엠블 중 하나 이상을 사용하여 상기 타겟 기지국과 동기를 맞추는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태로서 , 광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 도중에 상향링크 데이터를 신속하게 수신하는 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 상향링크 데이터의 존재 여부에 대한 정보비트를 포함하는 메시지를 단말로부터 수신하는 단계와 상기 상향링크 데이터가 존재하는 경우에 상기 상향링크 데이터를 수신하기 위한 무선자원을 상기 단말에 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 또한, 서빙 기지국으로부터 상기 단말의 핸드오버를 요청하는 메시지를 수신하는 단계와 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 타겟 기지국에서 사용되는 상기 단말 식별자 및 전용 프리엠블을 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법에서 상기 정보비트는, 바람직하게 상기 상향링크 데이터가 존재하는 경우에는 1로, 상기 상향링크 데이터가 존재하지 않는 경우에는 0으로 할당되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 사용하면, 이동단말이 핸드오버를 수행하는 도중 신속하게 상향링크 사용자 데이터들을 전송할 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들을 사용하면, 이동단말이 신속하게 상향링크 사용자 데이터들을 전송함으로써, 핸드오버시 지연시간을 줄일 수 있다.

셋째, 본 발명의 실시예들을 사용하면, 이동단말이 핸드오버 절차가 끝난 후 신속하게 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, I-RAT 핸드오버를 수행하는 도중에 상향으로 전송할 데이터가 있는 경우 핸드오버 시그널을 효율적으로 이용하여 신속하게 상향링크 데이터를 전송 및 수신하는 방법에 관한 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 명세서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 게이트웨이(Gateway)는 프로토콜이 서로 다른 통신망이 접속할 수 있게 해주는 상위계체로서, 프로토콜 변환기의 하나를 나타낸다. 게이트웨이는 넓은 의미로서 2개 이상의 다른 종류 또는 같은 종류의 통신망을 상호 접속하여 통신망 간 정보를 주고받을 수 있게 하는 기능 단위 또는 장치이다. 좁은 의미로는 OSI 기본 참조 모델의 각 계층에서 프로토콜이 달라 호환성이 없는 복수의 통신망을 상호 접속하여 프로토콜의 변환을 행하는 기능 단위 또는 장치를 나타낼 수 있다.

게이트웨이는 프로토콜이 다른 복수의 통신망 간에 프로토콜을 변환하여 정보를 송수신할 수 있다. 즉, 게이트웨이는 TCP/IP 네트워크가 외부 인터넷과 연결되어 있을 때 외부 인터넷 연결을 위한 통로로 사용되는 지점의 IP 주소를 지정할 수 있다. 게이트웨이는 통신 환경에서 데이터를 송수신할 때 데이터를 재구성하고 변화하는 기능을 포함한다. 본 발명의 실시예들에서 사용되는 게이트웨이 또는 서빙 게이트웨이는 하나 이상의 기지국들을 제어하고, 데이터를 전송하는 역할을 하는 상위계체를 지칭할 수 있다.

도 2는 단말이 I-RAT 핸드오버를 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 2에서 하나의 통신 시스템은 단말(UE: User Equipment, 200), 서빙 기지국(S-eNB, 220), 타겟 기지국(T-eNB, 240), 이동성 관리 엔터티 및 서빙 게이트웨이(MME/S-GW, 260)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 단말(200)은 서빙 기지국(220)과 패킷 데이터를 송수신하고, 서빙 기지국(220)은 서빙 게이트웨이(260)와 사용자 데이터를 송수신한다.

단말(200)은 자신이 속해 있는 셀(cell)을 관리하는 서빙 기지국(220)에 주기적으로 신호 강도 또는 신호품질 등의 정보를 포함하는 측정 리포트(Measurement Report)를 전송한다(S201).

단말(200)이 전송한 측정 리포트를 수신한 서빙 기지국(220)은 단말이 수집한 측정 결과를 확인하고 단말이 서빙 기지국(220)보다 다른 기지국과 통신을 수행하는 것이 적합하다고 판단되는 경우, 단말 정보(UE context)를 포함하는 핸드오버 요청(HO Request) 메시지를 다른 기지국(즉, 타겟 기지국)으로 전송한다(S202).

타겟 기지국(240)은 서빙 기지국(220)이 전송한 핸드오버 요청 메시지를 수신하면 이에 대한 응답으로 단말(200)에 핸드오버 요청응답(HO Request ACK) 메시지를 전송한다(S203).

S203 단계에서, 핸드오버 요청응답 메시지에는 타겟 기지국(240)이 단말(200)을 구별하기 위해 부여한 임시 식별자인 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier)를 포함한다.

서빙 기지국(220)은 타겟 기지국(240)으로부터 수신한 핸드오버 요청응답 메시지에 포함된 C-RNTI 정보를 핸드오버 지시(HO Command) 메시지에 실어 이동단말(200)에 전송한다(S204).

서빙 기지국(220)이 타겟 기지국(240)으로의 핸드오버를 승인한 이후에도 아직 핸드오버가 완료된 상태가 아니기 때문에, 아직 단말(200)은 서빙 기지국(220)의 관리하에 있다. 따라서, 서빙 게이트웨이(S-GW, 260)는 서빙 기지국(220)으로 사용자 데이터를 전송한다(S205).

서빙 기지국(220)은 단말(200)의 핸드오버 대상 기지국인 타겟 기지국(240)으로 사용자 데이터를 전달(DL Data Forwarding)한다(S206).

단말(200)은 서빙 기지국(220)으로부터 핸드오버 지시 메시지를 수신하면 타겟 기지국(240)의 셀과 동기를 맞추기 위해 타겟 기지국(240)으로부터 수신한 정보를 RACH 메시지(RACH Access Preamble)에 실어 타겟 기지국(240)으로 전송한다(S207).

S207 단계에서 RACH(Random Access Channel) 채널은 단말(200)이 통신망에 접속하기 위해 사용되는 공유 채널이다. 특히 초기 접속 및 버스트 데이터 전송시에 사용된다.

타겟 기지국(240)은 RACH 메시지의 응답으로서 타이밍 어드벤스(Timing Advance) 값 및 단말(200)이 자신에게 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지를 전송할 수 있도록 할당된 자원(UL allocation) 정보를 포함하는 RACH 응답(RACH Response) 메시지를 단말(200)에 전송한다(S208).

단말(200)은 RACH 메시지에 포함된 상향링크 자원을 이용하여 타겟 기지국(240)으로 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지를 전송한다(S209).

핸드오버 확인 메시지를 수신한 타겟 기지국(240)은 이에 대한 응답으로 핸드오버 확인응답(HO Confirm ACK) 메시지를 단말(200)에 전송하고(S210), 타겟 기지국(240)은 MME(Mobility Management Entity, 260)에 핸드오버 완료(HO Complete) 메시지를 전송한다(S211). S210 단계와 S211 단계는 거의 동시에 진행된다.

만약, 단말(200)이 상향으로 전송할 사용자 데이터(User Data)를 가지고 있 을 경우, 단말(200)은 타겟 기지국(240)으로 스케줄링 요청(Scheduling Requset) 메시지를 전송하여 상향링크 데이터를 전송하기 위한 자원할당을 요청한다(S212).

타겟 기지국(240)은 단말(200)로부터 스케줄링 요청 메시지를 수신하면, 상향링크 데이터를 전송하기 위한 자원할당 정보가 포함된 응답 메시지(예를 들어, BRS 응답 메시지)를 단말(200)에 전송한다(S213).

S213 단계에서 응답 메시지는 버퍼 상태 리포트(BSR: Buffer Status Report) 정보를 전송하기 위해 할당된 자원을 포함할 수 있다. 예를 들어, UL-SCH 메시지를 사용할 수 있다.

타겟 기지국(240)으로부터 응답 메시지를 수신한 이동단말(200)은 전송할 상향링크 데이터의 양이 표시된 버퍼 상태 리포트를 포함하는 메시지를 타겟 기지국(240)으로 전송한다(S214).

타겟 기지국(240)은 버퍼 상태 리포트를 포함하는 메시지를 수신하면, 현재 단말(200)이 상향링크로 전송할 데이터의 크기를 확인할 수 있다. 따라서, 타겟 기지국(240)은 단말(200)에게 상향링크 데이터 전송을 위한 무선자원을 할당하기 위한 응답 메시지(예를 들어, BRS 응답 메시지)를 단말(200)에 전송한다(S215).

단말(200)은 S215 단계에서 할당받은 상향링크 자원을 사용하여 사용자 데이터를 타겟 기지국(240)으로 전송한다(S216).

도 2을 참조하면, S211 단계에서 타겟 기지국(240)으로부터 핸드오버 확인 메시지를 수신한 서빙 게이트웨이(S-GW, 260)는 사용자 데이터의 전송경로를 서빙 기지국(220)에서 타겟 기지국(240)으로 변경할 수 있다(S217).

MME(260)는 서빙 게이트웨이(260)가 사용자 데이터의 전송경로를 변경하면, 핸드오버 완료응답(HO Complete ACK) 메시지를 이용하여 타겟 기지국(240)에 서빙 게이트웨이(260)의 사용자 데이터 경로 변경사실을 통지한다(S218).

MME(260)가 전송한 핸드오버 완료응답 메시지를 통해 사용자 데이터의 전송경로의 변경 사실을 타겟 기지국(240)이 인지하면, 타겟 기지국(240)은 서빙 기지국(220)에 단말(200)과 데이터 통신을 수행하기 위해 가지고 있는 모든 정보의 삭제를 요청하는 메시지(Release Resource Message)를 전송한다(S219).

서빙 기지국(220)이 타겟 기지국(240)으로부터 단말 정보의 삭제를 요청하는 메시지를 수신하면, 서빙 기지국(220)은 단말(200)에 전송할 하향링크 데이터 패킷들을 타겟 기지국(240)으로 전달(forwarding)한다(S220).

서빙 기지국(220)은 단말(200)과 관련된 모든 정보를 해제 및 삭제한다(S221).

도 2의 과정을 통해 단말(200)은 핸드오버를 수행하는 도중에도 상향링크로 데이터를 전송할 수 있다. 다만, 도 2의 과정을 사용하면 단말(200)이 신속하게 상향링크 데이터를 전송하지 못하고 타겟 기지국(240)과 여러 절차를 거쳐야 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 단말이 핸드오버를 수행하는 도중 상향링크로 전송할 데이터가 있는 경우 신호처리 과정을 나타내는 도면이다.

도 3에서 하나의 통신 시스템은 단말(UE: User Equipment, 300), 서빙 기지국(S-eNB, 320), 타겟 기지국(T-eNB, 340), 이동성 관리 엔터티(MME: Mobility Management Entity, 360) 및 서빙 게이트웨이(S-GW, 380)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 단말(300)은 서빙 기지국(320)과 패킷 데이터를 송수신하고, 서빙 기지국(320)은 서빙 게이트웨이(380)와 사용자 데이터를 송수신한다. 단말(300)은 자신이 속해 있는 셀(cell)을 관리하는 서빙 기지국에 주기적으로 신호 강도 또는 신호품질 등의 정보를 포함하는 측정 리포트(Measurement Report)를 전송한다(S301).

단말(300)이 전송한 측정 리포트를 수신한 서빙 기지국(320)은 단말이 수집한 측정 결과를 확인하고 단말이 서빙 기지국(320)보다 다른 기지국과 통신을 수행하는 것이 적합하다고 판단되는 경우, 단말 정보(UE context)를 포함하는 핸드오버 요청(HO Request) 메시지를 다른 기지국(즉, 타겟 기지국)으로 전송한다(S302).

타겟 기지국(340)은 서빙 기지국(320)이 전송한 핸드오버 요청 메시지를 수신하면 이에 대한 응답으로 단말(300)에 핸드오버 요청응답(HO Request ACK) 메시지를 전송한다(S303).

S303 단계에서, 핸드오버 요청응답 메시지에는 타겟 기지국(340)이 단말(300)을 구별하기 위해 부여한 임시 식별자인 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier)와 전용 프리엠블(Dedicated Preamble)을 포함할 수 있다. 전용 프리엠블(Dedicated Preamble)은 단말(300)과 타겟 기지국(340) 사이의 동기를 맞추기 위한 랜덤 엑세스 처리(Random Access Process) 과정에서 다른 이동단말과의 충돌을 방지하기 위해 타겟 기지국(340)이 단말(300)에 할당하는 고유한 코드이다.

서빙 기지국(320)은 타겟 기지국(340)으로부터 수신한 핸드오버 요청응답 메 시지에 포함된 C-RNTI 및 전용 프리엠블 정보를 핸드오버 지시(HO Command) 메시지에 실어 이동단말(300)에 전송한다(S304).

서빙 기지국(320)이 타겟 기지국(340)으로의 핸드오버를 승인한 이후에도 아직 핸드오버가 완료된 상태가 아니기 때문에, 아직 단말(300)은 서빙 기지국(320)의 관리하에 있다. 따라서, 서빙 게이트웨이(380)는 서빙 기지국(320)으로 사용자 데이터를 전송한다(S305).

서빙 기지국(320)은 단말(300)의 핸드오버 대상 기지국인 타겟 기지국(340)으로 하향링크 사용자 데이터를 전달(DL Data Forwarding)한다(S306).

단말(300)은 서빙 기지국(320)으로부터 핸드오버 지시 메시지를 수신하면 타겟 기지국(340)의 셀과 동기를 맞추기 위해 타겟 기지국(340)으로부터 전달받은 전용 프리엠블을 RACH 메시지(RACH Access Preamble)에 실어 타겟 기지국(340)으로 전송한다(S307).

S307 단계에서 RACH(Random Access Channel) 채널은 단말(300)이 통신망에 접속하기 위해 사용되는 공유 채널이다. 특히 초기 접속 및 버스트 데이터 전송시에 사용된다.

타겟 기지국(340)은 RACH 메시지의 응답으로서 타이밍 어드벤스(Timing Advance) 값 및 단말(300)이 자신에게 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지를 전송할 수 있도록 할당된 자원(UL allocation) 정보를 포함하는 RACH 응답(RACH Response) 메시지를 단말(300)에 전송한다(S308).

단말(300)은 상기 과정을 통해 타겟 기지국과 동기를 맞춘 후에 타겟 기지국 으로 전송할 상향링크 데이터가 존재하는 경우, RACH 메시지에 포함된 상향링크 자원을 이용하여 타겟 기지국(340)으로 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지를 전송한다(S309).

S309 단계에서, 단말은 핸드오버 확인(HO Confirm) 메시지에 상향링크로 전송할 데이터가 있다는 것을 알리는 정보필드를 포함할 수 있다. 상기 정보필드는 다양한 형태로 표현될 수 있고, 바람직하게는 1 비트의 플래그로서 표현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 핸드오버 확인 메시지(HO Confirm)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 핸드오버 확인 메시지는 헤더(Header), 핸드오버 확인 페이로드(HO Confirm Payload) 및 정보필드를 포함할 수 있다. 정보필드는 단말이 상향링크 데이터를 가지고 있는지 여부를 나타낼 수 있고, 바람직하게는 1 비트 플래그로서 상향링크 데이터(UL Data Indication)의 존재 여부를 나타낼 수 있다.

이때, 상기 1 비트 플래그가 '1'로 표시되면 상향링크 데이터가 있음을 나타내고, '0'으로 표시되면 상향링크 데이터가 없음을 나타낼 수 있다. 또한 그 역도 가능하다.

다시 도 3으로 돌아가서, 핸드오버 확인 메시지를 수신한 타겟 기지국(340)은 이에 대한 응답으로 핸드오버 확인응답(HO Confirm ACK) 메시지를 단말(300)에 전송하고(S310), 타겟 기지국(340)은 MME(360)에 핸드오버 완료(HO Complete) 메시지를 전송한다(S311). S310 단계와 S311 단계는 거의 동시에 진행된다.

이때, 단말은 타겟 기지국과 동기를 맞추었기 때문에 타겟 기지국과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 단말이 상향링크로 전송할 데이터를 가지고 있는 경우에는 타겟 기지국과 상향링크 데이터를 전송하는 절차를 수행할 수 있다(S312).

MME(360)는 서빙 게이트웨이(380)와 서빙 기지국(320)이 형성하고 있는 하향 데이터 전송경로를 타겟 기지국(340)으로 변경하는 요청을 사용자 평면 갱신요청(User Plane Update Request) 메시지에 포함하여 서빙 게이트웨이(380)로 전송한다(S313).

S312 단계에서 사용자 평면 갱신요청 메시지를 수신한 서빙 게이트웨이(380)는 사용자 데이터의 하향링크 전송경로를 변경하고(S314), MME(360)에 사용자 평면 갱신요청 메시지에 대한 응답(User Plane Update Reponse) 메시지를 전송한다(S315).

MME(360)는 서빙 게이트웨이(380)로부터 응답 메시지를 수신하면, 핸드오버 완료응답(HO Complete ACK) 메시지를 이용하여 타겟 기지국(340)에 서빙 게이트웨이(380)의 사용자 데이터 경로 변경사실을 통지한다(S316).

MME(360)가 전송한 핸드오버 완료응답 메시지를 통해 사용자 데이터의 전송경로의 변경 사실을 타겟 기지국(340)이 인지하면, 타겟 기지국(340)은 서빙 기지국(320)에 단말(300)과 데이터 통신을 수행하기 위해 가지고 있는 모든 정보의 삭제를 요청하는 메시지(Release Resource Message)를 전송한다(S317).

서빙 기지국(320)이 타겟 기지국(340)으로부터 단말 정보의 삭제를 요청하는 메시지를 수신하면, 서빙 기지국(320)은 하향 데이터 버퍼(DL buffer)에 저장된 단말의 정보를 삭제하고(S318), 단말(300)과 송수신 중인 하향링크 데이터 패킷들을 타겟 기지국(340)으로 전달(forwarding)한다(S319).

서빙 기지국(320)은 단말(300)과 관련된 모든 정보를 해제 및 삭제한다(S320). 이후 타겟 기지국은 서빙 게이트웨이와 데이터 패킷들을 송수신하고, 단말은 타겟 기지국과 데이터 패킷들을 송수신할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상을 더욱 명확히 드러내기 위해, 도 3의 S309 단계 내지 S312 단계를 다른 실시예를 사용하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 핸드오버 수행중 단말이 상향링크로 사용자 데이터를 전송하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 5에서 하나의 통신 시스템은 단말(UE: User Equipment, 500), 서빙 기지국(S-eNB, 520), 타겟 기지국(T-eNB, 540), 이동성 관리 엔터티(MME: Mobility Management Entity, 560) 및 서빙 게이트웨이(S-GW, 580)를 포함한다.

도 5는 기본적으로 도 3의 절차와 유사하다. 따라서, 반복되는 설명을 피하기 위해 도 3의 S309 내지 S312 단계와 관련된 설명만 하기로 한다.

도 5를 참조하면, 단말(500)은 타겟 기지국(540)으로 확인 메시지(예를 들어, HO Confirm 메시지)를 전송한다(S501). S501 단계에서, 확인 메시지에는 도 4의 핸드오버 확인 메시지 구조를 사용할 수 있다. 따라서, 단말(500)은 핸드오버 확인 메시지에 상향링크 데이터가 있음을 표시하여 타겟 기지국(540)으로 전송할 수 있다.

타겟 기지국(540)은 단말(500)로부터 수신한 핸드오버 확인 메시지에 대한 응답으로서 핸드오버 확인 응답 메시지(예를 들어, HO Confirm ACK 메시지)를 단말(500)에 전송하고, MME(560)에게 단말(500)이 타겟 기지국(540)이 관리하는 셀(cell) 영역으로 이동했다는 사실을 핸드오버 완료 메시지(예를 들어, HO Complete)를 이용하여 통지할 수 있다(S503).

타겟 기지국(540)은 S501 단계에서 단말(500)로부터 수신한 핸드오버 확인 메시지를 확인하여, 단말(500)이 상향으로 전송할 사용자 데이터를 가지고 있는 경우, 단말(500)이 사용자 데이터를 타겟 기지국(540)으로 전송할 수 있도록 무선자원을 할당한다(S504).

이때, 본 발명의 또 다른 실시예로서, S502 단계에서 핸드오버 확인 응답 메시지(HO Confirm Response 메시지)에 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당하는 정보를 포함하여 단말(500)에 전송할 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 S504 단계는 또한 생략될 수 있다.

도 5를 참조하면, 단말(500)은 S504 단계에서 타겟 기지국(540)으로부터 할당받은 무선자원을 통해, 상향링크 데이터의 양을 버퍼 상태 리포트(Buffer Status Report) 메시지를 이용하여 타겟 기지국(540)에 통지할 수 있다(S505).

타겟 기지국(540)은 단말(500)로부터 전달받은 버퍼 상태 리포트 메시지를 확인한다. 타겟 기지국(540)은 단말(500)이 상향링크 사용자 데이터를 전송할 수 있도록 BSR 응답 메시지를 이용하여 무선자원(예를 들어, UL-SCH)을 할당한다(S506).

타겟 기지국(540)으로부터 무선자원을 할당받은 단말(500)은, 타겟 기지국(540)으로 사용자 데이터를 전송한다(S507).

또한, MME(560)는 S503 단계에서 핸드오버 완료 메시지를 수신하면, 서빙 게이트웨이(580)로 사용자 평면 갱신요청 메시지(User Plane Update Request Message)를 전송한다(S508). 이를 통해, 하향링크 전송경로가 서빙 기지국에서 타겟 기지국으로 변경되고, 이후 핸드오버를 완료하는 절차가 진행된다.

도 3 내지 도 5에서 설명한 본 발명의 실시예들을 통해, 단말이 핸드오버를 수행하는 도중에, 신속하게 상향링크 사용자 데이터를 전송함으로써 핸드오버시 지연 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

Claims

광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 도중에 상향링크 데이터를 신속하게 전송하는 방법에 있어서,

상향링크 데이터의 존재 여부를 알리는 정보필드를 포함하는 메시지를 타겟 기지국으로 전송하는 단계; 및

상기 정보필드가 상기 상향링크 데이터의 존재를 나타내는 경우에 상기 타겟 기지국으로부터 상기 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 할당받는 단계를 포함하는, 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 정보필드를 포함하는 상기 메시지는, 핸드오버 확인 메시지인, 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계 이전에,

단말이 상기 타겟 기지국과 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 타겟 기지국으로부터 할당받은 상기 무선자원을 이용하여 상기 타겟 기지국으로 상기 상향링크 데이터를 전송하는 단계 더 포함하는, 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 무선자원을 할당받는 단계에서,

상기 무선자원은 상기 메시지에 대한 응답 메시지를 이용하여 단말에 할당되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

단말이 서빙 기지국으로 신호품질 정보를 주기적으로 제공하는 단계;

상기 서빙 기지국으로부터 상기 타겟 기지국에서 사용되는 단말 식별자 및 전용 프리엠블을 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 식별자 및 상기 전용 프리엠블 중 하나 이상을 사용하여 상기 타겟 기지국과 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는, 데이터 전송방법.
제 1항에 있어서,

상기 정보필드는,

상기 상향링크 데이터가 존재하는 경우에는 1로, 상기 상향링크 데이터가 존재하지 않는 경우에는 0으로 할당되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송방법.
광대역 무선 접속 시스템에서 핸드오버를 수행하는 도중에 상향링크 데이터를 신속하게 수신하는 방법에 있어서,

상기 상향링크 데이터의 존재 여부에 대한 정보필드를 포함하는 메시지를 단말로부터 수신하는 단계; 및

상기 상향링크 데이터가 존재하는 경우에 상기 상향링크 데이터를 수신하기 위한 무선자원을 상기 단말에 할당하는 단계를 포함하는, 데이터 수신방법.
제 8항에 있어서,

상기 정보필드를 포함하는 상기 메시지는, 핸드오버 확인 메시지인, 데이터 수신방법.
제 8항에 있어서,

상기 메시지를 수신하는 단계 이전에,

상기 단말과 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는, 데이터 수신방법.
제 8항에 있어서,

서빙 기지국으로부터 상기 단말의 핸드오버를 요청하는 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 요청 메시지에 대한 응답으로 타겟 기지국에서 사용되는 상기 단말 식별자 및 전용 프리엠블을 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 데이터 수신방법.
제 8항에 있어서,

상기 정보필드는,

상기 상향링크 데이터가 존재하는 경우에는 1로, 상기 상향링크 데이터가 존재하지 않는 경우에는 0으로 할당되는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신방법.