핸드오버¶

스펙 · 릴리즈

E-UTRAN 핸드오버: TS 36.300 §10.1.2 (X2 HO), TS 23.401 §5.5.1 (X2/S1 HO) · RRC: TS 36.331 §5.3.5.4 (mobilityControlInfo), §5.5 (측정) · 성능 요구: TS 36.133 §5.1

Rel-8~ (Rel-9 MRO, Rel-14 make-before-break·RACH-less, Rel-16 LTE CHO·DAPS)

한눈에 보기

통화 중에 차를 타고 이동하면 단말은 여러 셀을 옮겨 다닙니다. 연결을 끊지 않고 서빙 셀을 바꾸는 것이 핸드오버입니다.

LTE 핸드오버의 특징은 망이 결정한다는 점입니다.

기지국이 단말에게 "주변 셀을 재고, 이런 조건이 되면 보고해라" 설정
단말이 조건을 만족하면 측정 보고(Measurement Report)
소스 기지국이 타깃 기지국과 협의(준비)
소스가 단말에게 핸드오버 명령
단말이 타깃 셀에 RA로 접속(실행) → 소스는 남은 데이터를 타깃으로 넘김(포워딩)
핵심망 경로를 타깃으로 변경(완료)

LTE는 hard handover입니다. 소스와의 연결을 끊고 타깃에 붙기까지 수십 ms의 데이터 중단이 있습니다.

X2 핸드오버¶

sequenceDiagram
    autonumber
    participant UE
    participant S as 소스 eNB
    participant T as 타깃 eNB
    participant MME
    participant SGW as S-GW
    S->>UE: RRCConnectionReconfiguration (measConfig: A3 이벤트)
    UE->>S: MeasurementReport (타깃 PCI, RSRP/RSRQ)
    Note over S: HO 결정
    S->>T: X2AP Handover Request (UE 컨텍스트, E-RAB, K_eNB*)
    Note over T: 승인 제어, 자원 예약, 전용 프리앰블 할당
    T->>S: Handover Request Acknowledge (HO 명령 컨테이너)
    S->>UE: RRCConnectionReconfiguration (mobilityControlInfo)
    Note over UE: 소스와 분리, T304 시작
    S->>T: SN Status Transfer
    S-->>T: 하향 데이터 포워딩 (X2-U)
    UE->>T: RA 프리앰블 (비경쟁)
    T->>UE: RAR (TA, UL grant)
    UE->>T: RRCConnectionReconfigurationComplete
    Note over UE,T: 무선 구간 복구 — 데이터 재개
    T->>MME: S1AP Path Switch Request
    MME->>SGW: Modify Bearer Request (타깃 eNB TEID)
    SGW-->>S: End Marker
    SGW->>MME: Modify Bearer Response
    MME->>T: Path Switch Request Acknowledge
    T->>S: UE Context Release

단계	메시지	비고
측정·준비	1–4	소스·타깃 eNB만 관여, 단말은 계속 소스와 통신
실행	5–10	중단 구간: 5(HO 명령) 수신 ~ 10(Complete) 송신. 목표 수십 ms
완료	11–16	핵심망 경로 변경. 그 전까지 하향은 소스 → 타깃 포워딩

핸드오버 명령 내용¶

RRCConnectionReconfiguration의 mobilityControlInfo:

필드	의미
`targetPhysCellId`	타깃 PCI
`carrierFreq`, `carrierBandwidth`	다른 주파수 HO 시
`t304`	HO 완료 제한 시간 (50–2000 ms)
`newUE-Identity`	타깃에서 쓸 C-RNTI
`radioResourceConfigCommon`	타깃 셀의 공통 설정 (SIB2 상당)
`rach-ConfigDedicated`	전용 프리앰블, PRACH 마스크

단말은 타깃 SIB를 읽지 않고 바로 접속할 수 있습니다. 보안 키는 \(K_{eNB}^*\)로 새로 유도합니다.

핸드오버 종류¶

종류	조건	특징
X2 HO	X2 존재, MME 유지	가장 일반적, 빠름
S1 HO	X2 없음, MME/S-GW 재배치	MME가 준비 단계를 중계 (Handover Required → Request → Command)
Intra-eNB	같은 eNB의 다른 셀	내부 처리, 핵심망 관여 없음
Inter-frequency	다른 EARFCN	측정 갭 필요 (단일 수신기 단말)
Inter-RAT	LTE → 3G/2G	PS HO, SRVCC(VoLTE → CS 음성), CSFB(리디렉션)

전문가 노트 — 중단 시간, 실패, 진화

중단 시간 분해 (TS 36.133, 동일 주파수). HO 명령 처리 약 15 ms + 타깃 동기·RACH 대기 최대 수 ms + RA 왕복 약 10 ms + Reconfiguration Complete ≈ 30–50 ms. 규격 요구사항은 \(T_{interrupt} = T_{search} + T_{IU} + 20\) ms 형태로 정의됩니다(알려진 셀이면 \(T_{search}\) = 0).

T304 만료 → 핸드오버 실패 → 단말은 RRC 재수립을 시도합니다(소스로 돌아오면 Too-early, 다른 셀이면 Wrong-cell 후보).

MRO와 파라미터. A3 offset, hysteresis, TTT, CIO(Cell Individual Offset)를 셀 쌍별로 조정합니다. 고속 이동(고속도로, 철도)에서는 TTT를 짧게, 핑퐁이 심한 곳은 길게 설정합니다.

SRVCC (Rel-8~). VoLTE 통화 중 LTE 커버리지를 벗어나면 MME가 Sv 인터페이스로 MSC에 CS 핸드오버를 요청합니다. IMS 세션은 eSRVCC(Rel-10, ATCF/ATGW 앵커)로 빠르게 전환됩니다.

Rel-14 향상. - Make-before-break: 단말이 타깃에 첫 UL을 보낼 때까지 소스와 송수신을 유지 (makeBeforeBreak-r14) - RACH-less: 타깃 UL grant를 HO 명령에 포함 → RA 생략

Rel-16 LTE 이동성 향상. - CHO (Conditional HO): 여러 후보 셀을 미리 준비하고, 단말이 조건(예: A3) 만족 시 스스로 실행 → Too-late HO 감소 - DAPS (Dual Active Protocol Stack): 타깃 접속 중에도 소스와 데이터 유지 → 0 ms 중단에 근접 두 기능 모두 NR에도 같은 릴리즈에 도입되었습니다. → NR 핸드오버

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X2 핸드오버¶

핸드오버 명령 내용¶

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