KR20060094051A - 이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법 - Google Patents

이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법 Download PDF

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야수히로 카토
히데아키 타카하시
마사유키 모테기
타케히로 나카무라
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가부시키가이샤 엔티티 도코모
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Abstract

핸드오버가 행하여진 경우에, 무선 제어국간 또는 기지국간에서의 패킷 데이터 전송에 있어서의 통신 품질을 개선할 수 있는 이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법을 제공한다.
이동 통신 시스템에, 요구되는 전송시간에 따라서 패킷 데이터를 분류하는 패킷 데이터 분류수단과, 핸드오버원 네트워크 노드로부터 핸드오버처 네트워크 노드에, 분류된 패킷 데이터마다 전송을 하는 전송 제어수단을 구비함으로써 달성된다.
패킷 데이터 분류수단, 전송 제어수단, 리얼타임성 패킷, 비리얼타임성 패킷

Description

이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법{Mobile Communication System and Packet Data Transfer Control Method}
도 1은 무선 제어국에 걸친 핸드오버시의 패킷 데이터 전송 제어의 일례를 도시하는 시퀀스도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동 통신 시스템을 도시하는 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 데이터 전송장치를 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 데이터 전송 제어의 일례를 도시하는 시퀀스도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
200: 이동 통신 시스템 201: 코어네트워크
2021, 2022: 무선 제어국 2031, 2032, 2033, 2034: 기지국
204: 이동국
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 핸드오버가 행하여지는 경우에 네트워크 노드간에서 패킷 데이터 전송 제어를 하는 이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법에 관한 것이다.
실제로 널리 사용되고 있는 기술로서, PDC(Personal Digital Celluler) 패킷 방식 및 IMT-2000 방식에 있어서의 공통 채널 통신 중의 핸드오버 방식이 있다.
이들 방식에서는 무선 제어국간에 걸친 핸드오버가 발생한 경우, 핸드오버원 무선 제어국이 보유하는 무선 제어정보와, 미송신 패킷 데이터를 핸드오버처 무선 제어국에 전송하는 제어가 행하여진다.
구체예로서, IMT-2000 방식에서의 무선 제어국간에 걸친 핸드오버 제어에 관해서, 도 1을 참조하여 설명한다.
이 핸드오버 제어에서는 이동국은 셀 이행을 한 후, 핸드오버처의 무선 제어국에 대하여, 기지국을 통하여 핸드오버 통지를 한다.
핸드오버처의 무선 제어국은 무선 제어국간에 걸친 핸드오버인지의 여부를 판단한다. 핸드오버처의 무선 제어국은 무선 제어국간에 걸친 핸드오버라고 판단한 경우는 핸드오버원의 무선 제어국에 무선 제어정보의 전송을 요구한다.
무선 제어정보 전송 요구를 수신한 핸드오버원의 무선 제어국은 보유하고 있는 무선 제어정보를 핸드오버처 무선 제어국에 전송한다. 무선 제어정보를 수신한 핸드오버처 무선 제어국은 전송된 무선 제어정보로 이동국과의 커넥션을 확인하고, 이동국에 핸드오버 완료를 통지한다.
핸드오버 완료를 수신한 이동국은 핸드오버 완료에 대한 ACK를 핸드오버처 무선 제어국에 통지한다.
핸드오버처의 무선 제어국은 이동국으로부터 핸드오버 완료에 대한 ACK를 수신하면, 핸드오버원 무선 제어국에, 패킷 데이터의 전송 요구를 한다.
핸드오버원 무선 제어국은 패킷 데이터의 전송 요구에 따라서, 핸드오버처 무선 제어국에 패킷 데이터의 전송을 한다(무선 제어국간 패킷 데이터 전송). 핸드오버처 무선 제어국은 이동국에 핸드오버원 무선 제어국으로부터 전송된 패킷 데이터를 송신한다. 핸드오버원 무선 제어국은 패킷 데이터의 전송이 종료하면, 핸드오버처 무선 제어국에, 패킷 데이터 전송 완료 통지를 송신한다.
이상의 제어에 의해, 핸드오버처 무선 제어국은 이동국과의 무선링크가 확립된 것을 확실하게 확인한 후에 패킷 데이터 전송을 개시할 수 있다. 이렇게 함으로써, 핸드오버시의 신호 손실을 막을 수 있고, 패킷 통신 품질의 향상이 도모된다.
그러나, 상술한 핸드오버 제어에서는 무선 제어국에 걸친 핸드오버가 행하여지고 나서 패킷 데이터가 전송될 때까지 시간이 걸리는 경우가 있고, 특히 리얼타임성을 요구하는 서비스, 예를 들면, 음성통신의 경우에는 무선 제어국에 걸친 핸드오버가 행하여지고 나서 패킷 데이터가 전송되기까지의 시간에 의해 생기는 지연에 의해 치명적인 악영향이 생기는 문제가 있다.
다른 핸드오버 제어기술로서, 예를 들면 무선 제어국을 구비하고 있지 않은 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방식으로서, 기지국간에 걸친 핸드오버마다 기지국간에서 패킷 데이터의 전송을 하는 방법도 제안되어 있다.
구체적으로는 핸드오버가 행하여지고, 기지국간에서 패킷 데이터 전송이 행하여지는 경우에, 신호 손실을 억제하기 위해서, 패킷 데이터의 전송에 있어서 허용되는 시간을 관리하는 타이머를 설치한다. 이렇게 구성함으로써, 리얼타임계 서비스의 경우에는 타이머를 짧게 함으로써 지연을 강제적으로 억제하는 것이 가능해진다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그러나, 기지국과 이동국간에서의 무선링크의 확립순서 및 패킷 데이터 전송을 개시하는 타이밍에 대해서는 명확하게 나타나고 있지 않다.
[특허문헌 1]일본 공개특허공보 2004-235883호
그러나, 상술한 배경기술에는 이하의 문제가 있다.
핸드오버가 행하여진 경우에 네트워크 노드간에서, 패킷 데이터의 리얼타임성, 즉 요구되는 전송시간에 따른 패킷 데이터의 전송이 행하여지고 있지 않는 문제가 있다.
일반적으로, 무선을 사용한 이동 통신 시스템에서는 유선 시스템과 비교하면 통신단말, 예를 들면 이동국이 통신 가능한 상태에 있는 것인지의 여부가 불확실하다. 이 때문에, 통신단말이 통신 가능한 것을 확인한 후에 통신을 개시하는 순서를 중시할 필요가 있다.
이 경우, 비리얼타임계 서비스에서는 지연에 의한 신호 손실을 발생시키지 않는 것이 중시되기 때문에, 다소 시간이 걸리는 것은 큰 문제가 아니다. 그러나, 리얼타임계 서비스의 경우는 신호 손실보다도 저지연이 중시되기 때문에, 통신단말 이 통신 가능한 상태에 있는 것인지의 여부가 불확실하더라도 신호의 송수신을 개시하는 쪽이 서비스로서의 품질이 향상되는 경우가 있다.
그래서, 본 발명은 핸드오버가 행하여진 경우에, 무선 제어국간 또는 기지국간에서의 패킷 데이터 전송에 있어서의 통신 품질을 개선시킬 수 있는 이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 이동 통신 시스템은 핸드오버가 행하여지는 경우에, 네트워크 노드간에서 패킷 데이터의 전송을 하는 이동 통신 시스템에 있어서, 요구되는 전송시간에 따라서 패킷 데이터를 분류하는 패킷 데이터 분류수단과, 핸드오버원 네트워크 노드로부터 핸드오버처 네트워크 노드에, 분류된 패킷 데이터마다 전송을 하는 전송 제어수단을 구비한다.
이렇게 구성함으로써, 핸드오버가 행하여진 경우의 무선 제어국간 또는 기지국간의 패킷 데이터 전송에 있어서, 리얼타임성에 따라서 적합한 핸드오버 품질을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 패킷 데이터 전송 제어방법은 핸드오버가 행하여지는 경우에, 네트워크 노드간에서 패킷 데이터의 전송을 하는 이동 통신 시스템에 있어서의 패킷 데이터 전송 제어방법에 있어서, 요구되는 전송시간에 따라서, 패킷 데이터를 분류하는 스텝과, 핸드오버원 네트워크 노드로부터 핸드오버처 네트워크 노드에, 분류된 패킷 데이터마다 전송을 하는 스텝을 갖는다.
이렇게 함으로써, 핸드오버가 행하여진 경우의 무선 제어국간 또는 기지국간 에서, 패킷 데이터를, 리얼타임성에 따른 적합한 핸드오버 품질로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 핸드오버가 행하여진 경우에, 무선 제어국간 또는 기지국간에서의 패킷 데이터 전송에 있어서의 통신 품질을 개선시킬 수 있는 이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법을 실현할 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 실시예를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하여, 반복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 구성에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 이동 통신 시스템(200)은 코어네트워크(201)에 접속된 무선 제어국{202(2021, 2022)}과, 무선 제어국(202)과 접속된 기지국{203(2031, 2032, 2033, 2034)}과, 기지국(203)과 접속되는 이동국(204)을 구비한다.
코어네트워크(201)는 예를 들면 IP 프로토콜을 사용한 네트워크이고, 구체적으로는 패킷 교환망이 상정된다.
무선 제어국(202)은 핸드오버가 행하여진 경우에 이동국마다의 무선 제어, 무선측의 프로토콜과 유선측의 프로토콜 사이의 변환을 한다. 또한, 무선 제어국간에 걸친 핸드오버가 행하여지는 경우, 무선 제어국간에서 후술하는 패킷 전송처리를 한다.
기지국(203)은 주로 베이스밴드나 RF 밴드의 물리 레이어의 처리를 한다.
이동국(204)은 물리 레이어로부터 애플리케이션 레이어까지 모든 레이어를 종단한다.
다음에, 본 발명의 실시예에 따른 패킷 데이터 전송장치(300)에 관해서, 도 3을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 패킷 데이터 전송장치(300)는 패킷 데이터 분류수단 및 전송 제어수단으로서의 이동국 무선 제어부(301)와, 이동국 무선 제어부(301)와 접속된 이동국 인터페이스부(302) 및 무선 제어국간 인터페이스부(303)와, 이동국 인터페이스부(302)와 접속된 기지국 인터페이스부(305) 및 패킷 데이터 격납부(304)와, 무선 제어국간 인터페이스부(303)와 접속된 코어네트워크 인터페이스부(306)를 구비한다. 또한, 패킷 데이터 격납부(304)는 무선 제어국간 인터페이스부(303) 및 코어네트워크 인터페이스부(306)와 접속된다.
이동국 무선 제어부(301)는 이동국 인터페이스부(302)나 무선 제어국간 인터페이스부(303)를 통하여, 이동국마다의 무선링크의 확립에 필요한 무선 제어정보, 예를 들면 제공 서비스, 가입자 인증정보, 무선상태, 이동국의 하드웨어 능력 등의 관리와, 핸드오버 제어를 한다.
또한, 이동국 무선 제어부(301)는 네트워크 노드간, 예를 들면 이동국간에서 송수신되는 패킷 데이터를 리얼타임성, 즉 요구되는 전송시간에 따라서 분류한다. 예를 들면, 이동국 무선 제어부(301)는 패킷 데이터를 리얼타임으로 전송하는 리얼타임성 패킷, 비리얼타임으로 전송하는 비리얼타임성 패킷으로 분류(구분)한다. 또한, 이동국 무선 제어부(301)는 무선 제어국에 걸쳐서, 이동국이 핸드오버를 한 경우에, 무선 제어국간에서 전송되는 패킷 데이터의 전송 타이밍을 결정한다.
이동국 인터페이스부(302)는 이동국 무선 제어부(301)의 지시에 따라서, 유선과 무선 사이의 프로토콜 변환처리를 한다.
무선 제어국간 인터페이스부(303)는 이동국 무선 제어부(301)의 지시에 따라서, 무선 제어국에 걸친 핸드오버가 행하여진 경우에 무선 제어국간에서 송수하는 패킷 데이터의 프로토콜 처리를 한다.
코어네트워크 인터페이스부(306)는 코어네트워크에 대한 프로토콜 처리, 주로 저레이어에 관한 프로토콜 처리를 한다. 또한, 코어네트워크 인터페이스부(306)는 무선 제어국에 걸친 핸드오버가 행하여지는 경우에 무선 제어국과의 사이에서 신호를 송수신한다.
기지국 인터페이스부(305)는 기지국의 인터페이스에 대한 프로토콜 처리, 주로 저레이어에 관한 프로토콜 처리를 한다.
패킷 데이터 격납부(304)는 이동국 인터페이스부(302) 및 코어네트워크 인터페이스부(306) 사이에서 송수신되는 패킷 데이터를 일시적으로 버퍼링한다. 또한, 패킷 데이터 격납부(304)는 리얼타임성에 따라서 분류된 무선 제어국 사이에서 전송되는 패킷 데이터를 관리한다. 또한, 패킷 데이터 격납부(304)는 패킷 데이터의 이동국 인터페이스부(302)로의 송신 순서 관리를 한다.
다음에, 본 발명의 실시예에 따른 패킷 데이터 전송 제어처리에 관해서, 도 4를 참조하여 설명한다. 본 실시예에 있어서는 무선 제어국(202)이 패킷전송장치(300)를 구비하는 경우에 관해서 설명한다. 또한, 본 실시예에 있어서는 무선 제 어국간, 예를 들면 무선 제어국(2021)과 무선 제어국(2022) 사이에 걸친 핸드오버가 발생한 경우에 있어서의 패킷 데이터 전송 제어처리에 관해서 설명한다.
이동국(204)과 무선 제어국, 예를 들면 무선 제어국(2021)과의 사이에서, 기지국(2032)을 통하여, 임의의 서비스에 관한 패킷 데이터가 송수신된다. 무선 제어국(2021)의 이동국 무선 제어부(301)는 이동국(204)으로부터 송신된 패킷 데이터를, 리얼타임성에 따라서 리얼타임성 패킷인지 비리얼타임성 패킷인지로 분류하고, 이동국 인터페이스부(302)를 통하여, 패킷 데이터 격납부(304)에 격납한다.
분류 방법으로서, 패킷 데이터에 리얼타임성 패킷인지 비리얼타임성 패킷인지를 식별하기 위한 식별자를 미리 부여하는 방법이나, 패킷 데이터의 헤더에 부여된 트랜스포트 레이어의 프로토콜을 확인하여, UDP이면 리얼타임성 패킷, TCP이면 비리얼타임성 패킷으로 분류하는 방법이 있다.
이동국(204)은 통신 중에 조건이 좋은 셀이 발견된 경우는 핸드오버를 행한다. 예를 들면, 기지국(2032)이 커버하는 에어리어(셀)로부터 기지국(2033)이 커버하는 에어리어에 이동국(204)이 이동하는 경우, 무선 제어국(2021)으로부터 무선 제어국(2022)으로 무선 제어국에 걸친 핸드오버가 행하여진다.
최초에, 무선 제어국에 걸친 핸드오버(HO)가 발생한다(스텝 S402). 핸드오버가 행하여진 후, 이동국(204)은 핸드오버처 무선 제어국(2022)에 대하여, 기지국 (2033)을 통하여 핸드오버 통지를 송신한다(스텝 S404).
핸드오버 통지를 수신한 무선 제어국(2022)은 이동국 무선 제어부(301)에 있어서, 상기 이동국(204)이 다른 무선 제어국 부하로부터 핸드오버를 하여 왔는지의 여부를 판단한다. 이동국 무선 제어부(301)는 상기 이동국이 다른 무선 제어국 부하로부터 핸드오버를 하여 왔다고 판단한 경우에, 핸드오버원의 무선 제어국(2021)에 무선 제어정보 전송 요구를 송신한다(스텝 S406). 그 결과, 무선 제어정보 전송 요구는 무선 제어국간 인터페이스부(303)와, 코어네트워크 인터페이스부(306)를 통하여 송신된다.
무선 제어정보 전송 요구를 수신한 핸드오버원 무선 제어국(2021)은 이동국 무선 제어부(301)에 있어서, 자무선 제어국(2021)이 보유하는 무선 제어정보를 핸드오버처 무선 제어국(2022)에 전송한다(스텝 S408). 또한, 핸드오버원 무선 제어국(2021)의 이동국 무선 제어부(301)는 패킷 데이터 격납부(304)에 리얼타임성 패킷으로 분류된 패킷 데이터가 존재하는 경우는, 무선 제어정보의 전송에 계속하여 상기 패킷 데이터의 전송을 개시한다(스텝 S410). 그 결과, 무선 제어정보 및 리얼타임성 패킷은 무선 제어국간 인터페이스부(303)와, 코어네트워크 인터페이스부(306)를 통하여 송신된다.
무선 제어정보를 수신한 핸드오버처 무선 제어국(2022)은 이동국 무선 제어부(301)에 있어서, 무선 제어정보의 내용을 바탕으로 핸드오버 완료 통지를 이동국 (204)에 대하여 송신한다(스텝 S412). 또한, 핸드오버처 무선 제어국(2022)의 이동국 무선 제어부(301)는 계속해서 패킷 데이터를 수신한 경우는 핸드오버 완료 신호에 계속하여 패킷 데이터를 이동국(204)에 대하여 송신한다. 그 결과, 핸드오버 완료 통지 및 패킷 데이터는 이동국 인터페이스부(302)와, 기지국 인터페이스부(305)를 통하여 송신된다.
핸드오버 완료 통지를 수신한 이동국(204)은 핸드오버 완료 통지를 정상으로 수신한 것을 나타내는 ACK를 핸드오버처 무선 제어국(2022)에 송신한다(스텝 S414).
ACK를 수신한 핸드오버처 무선 제어국(2022)은 이동국 무선 제어부(301)에 있어서, 무선링크가 정상으로 확립하였다고 판단하고, 패킷 데이터 전송 요구를 핸드오버원 무선 제어국(2021)에 송신한다(스텝 S416). 그 결과, 패킷 데이터 전송 요구는 무선 제어국간 인터페이스부(303)와, 코어네트워크 인터페이스부(306)를 통하여 송신된다.
패킷 데이터 전송 요구를 수신한 핸드오버원 무선 제어국(2021)은 이동국 무선 제어부(301)에 있어서, 패킷 데이터 격납부(304)에 비리얼타임성 패킷에 분류되는 패킷 데이터가 존재하는 경우는 상기 패킷 데이터를 핸드오버처 무선 제어국(2022)에 전송한다(스텝 S418). 그 결과, 비리얼타임성 패킷은 무선 제어국간 인터페이스부(303)와, 코어네트워크 인터페이스부(306)를 통하여 송신된다.
비리얼타임성 패킷을 수신한 핸드오버처 무선 제어국(2022)은 이동국 무선 제어부(301)에 있어서, 수신한 비리얼타임성 패킷이 핸드오버원 무선 제어국(2021)으로부터 송신된 것을 확인한다. 핸드오버처 무선 제어국(2022)의 이동국 무선 제어부(301)는 수신한 비리얼타임성 패킷을, 이동국 인터페이스부(302)와 기지국 인터페이스부(305)를 통하여, 이동국(204)에 전송한다.
핸드오버원 무선 제어국(2021)의 이동국 무선 제어부(301)는 모든 패킷 데이터의 전송이 완료하였다고 판단한 경우, 패킷 데이터 전송 완료 통지를 핸드오버처 기지국(2022)에 송신한다(스텝 S420).
이상 방법에 의해, 패킷 데이터 전송장치(300)는 리얼타임성 패킷을, 무선링크의 확립 확인전이지만 저지연으로 되는 것을 우선하여, 가능한 한 빠른 타이밍으로 이동국(204)으로의 송신을 한다. 한편, 패킷 데이터 전송장치(300)는 비리얼타임성 패킷을, 확실성을 우선하여 무선링크가 확립된 것을 확인 후 이동국(204)으로의 송신을 한다.
본 실시예에서는 무선 제어국간의 패킷 데이터 전송 제어방법으로서, 패킷 데이터 전송장치(300)를 무선 제어국에 구비하는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 패킷 데이터 전송 제어를 하는 네트워크 노드로서 무선 제어장치에 제한할 필요가 없고, 기지국에서도 적응 가능한 것은 분명하다. 즉, 기지국만으로 구성되는 이동 통신 시스템에 있어서, 패킷 데이터 전송장치(300)를 구비하는 기지국간 핸드오버에도 동등하게 적용 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 핸드오버가 행하여지는 경우에, 네트워크 노드 간에서의 패킷 데이터의 전송을 개시하는 타이밍을, 패킷 데이터에 요구되는 리얼타임성에 따라서 변경함으로써, 서비스마다 적합한 통신 품질(서비스 품질)을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 이동 통신 시스템 및 패킷 데이터 전송 제어방법은 특히 핸드오버가 행하여진 경우에, 네트워크 노드간에서 패킷 데이터 전송 제어를 하는 이동 통신 시스템에 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 핸드오버가 행하여지는 경우에, 네트워크 노드간에서 패킷들의 전송을 하는 이동 통신 시스템에 있어서,
    요구되는 전송시간에 따라서 패킷들을 분류하는 패킷 데이터 분류유닛과,
    핸드오버원 네트워크 노드로부터 핸드오버처 네트워크 노드로, 분류된 패킷들 마다 전송을 하는 전송 제어유닛을 구비하는, 이동 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 데이터 분류수단은, 패킷들을, 리얼타임으로 전송되는 리얼타임성 패킷 또는 비리얼타임으로 전송되는 비리얼타임성 패킷으로 분류하는, 이동 통신 시스템.
  3. 핸드오버가 행하여지는 경우에, 네트워크 노드간에서 패킷들의 전송을 하는 이동 통신 시스템에 있어서의 패킷 데이터 전송 제어방법에 있어서,
    요구되는 전송시간에 따라서, 패킷들을 분류하는 스텝과,
    핸드오버원 네트워크 노드로부터 핸드오버처 네트워크 노드로, 분류된 패킷들 마다 전송을 하는 스텝을 포함하는, 패킷 데이터 전송 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 분류하는 스텝은, 패킷들을 리얼타임으로 전송되는 리얼타임성 패킷 또는 비리얼타임으로 전송되는 비리얼타임성 패킷으로 분류하며,
    상기 전송을 하는 스텝은, 리얼타임성 패킷을 무선링크 확립 확인 전, 비리얼타임성 패킷을 무선링크 확립 확인 후에 전송하는, 패킷 데이터 전송 제어방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 분류하는 스텝은, 패킷들에 부여된 트랜스포트층의 프로토콜에 따라서 분류하는, 패킷 데이터 전송 제어방법.
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