KR101005176B1 - 비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서의 핸드오버방법 - Google Patents

비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서의 핸드오버방법 Download PDF

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Abstract

비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서 이동통신 단말의 핸드오버 방법을 제시한다.
본 발명에서는 비동기 이동통신 시스템을 통하여 통화중인 이동통신 단말이 동기 이동통신 시스템 영역으로 이동하여 핸드오버 이벤트가 발생함에 따라, 이동통신 단말의 비동기 모뎀부와 비동기 이동통신 시스템과의 접속을 유지한 상태에서, 이동통신 단말의 동기 모뎀부와 동기 이동통신 시스템간의 접속을 완료한 후, 비동기 이동통신 시스템과의 접속을 종료한다.
이에 따라 이종망간의 핸드오버시 통화 단절 현상을 해결할 수 있게 된다.
비동기 이동통신 시스템, 동기 이동통신 시스템, 핸드오버

Description

비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서의 핸드오버 방법{Method for Hand-over in the Mixed Network of Asynchronous Communication Network and Synchronous Communication Network}
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신망의 구성도,
도 2는 본 발명에 적용되는 이동통신 단말의 구조도,
도 3은 비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서의 핸드오버 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 핸드오버 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 도 4에 도시한 동기 모뎀부에서의 통신 준비과정의 상세 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : DBDM 이동통신 단말 20 : 비동기 이동통신 시스템
30 : 동기 이동통신 시스템 40 : 인터넷
100 : 안테나 110 : 동기 모듈
111, 121 : 듀플렉서 112 : 동기 무선 송수신부
113 : 동기 모뎀부 122 : 비동기 무선 송수신부
123 : 비동기 모뎀부 130 : 공통 모듈
210 : 노드B/무선망 제어기 220 : 비동기 교환기
230, 330 : No.7 공통신호망 240, 340 : 단문 서비스 센터
250, 350 : 지능망 제어기 260, 360 : 홈위치 등록기
270 : SGSN 280 : GPRS망
290 : GGSN 310 : 기지국/기지국 제어기
320 : 교환기 370 : 패킷 데이터 서비스 노드
380 : 데이터 코어망
본 발명은 이동통신망에서의 핸드오버 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서 이동통신 단말의 핸드오버 방법에 관한 것이다.
이동통신 기술의 발전과 통신망의 진화에 따라 다양한 형태의 이동통신 시스템이 개발되고 있으며, 이에 따른 이동통신 시스템간 글로벌 로밍 문제를 해결하기 위해 IMT-2000 시스템이 개발되었다. IMT-2000 시스템은 CDMA2000 기반의 동기방식 시스템과 WCDMA 기반의 비동기 방식 시스템으로 나누어져 있다.
또한, 이동통신 시스템간 글로벌 로밍을 지원하기 위해 동기방식의 시스템과 비동기 방식의 시스템에서 모두 사용이 가능한 이동통신 단말(Dual Band Dual Mode Terminal; DBDM 이동통신 단말)이 개발되고 있으며, 이러한 이동통신 단말을 이용함에 의해 비동기 방식 시스템 영역 및 동기 방식 시스템 영역 각각에서 각기 다른 방식의 서비스를 이용할 수 있다.
현재, 비동기 이동통신 시스템은 서비스 요구가 많은 지역을 중심으로 구축 중에 있고, 이에 따라 동기 방식의 이동통신 시스템은 그 서비스 영역이 비동기 방식 시스템의 서비스 영역을 포함하는 형태로 진화하게 되며, 이러한 과정에서 사용자가 비동기 이동통신 시스템과 동기 이동통신 시스템간을 상호 이동하는 경우 연속적인 서비스 제공을 위해 시스템간 핸드오버가 필요하게 된다.
그런데, 현재 비동기 이동통신 시스템과 동기 이동통신 시스템간의 핸드오버시에는 현재 접속 상태에 있는 이동통신 시스템과의 통신을 중단하고 타 이동통신 시스템과 접속하는 방식으로 핸드오버가 이루어지고 있는데, 이 경우 핸드오버 시간이 많이 소요되게 되고(수백 msec), 이에 따라 짧지 않은 시간동안 통화 단절이 발생하여 서비스 품질이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비동기 이동통신 시스템과 동기 이동통신 시스템간의 핸드오버시 통신 단절 현상을 방지할 수 있는 핸드오버 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.
본 발명에서는 비동기 이동통신 시스템을 통하여 통화중인 이동통신 단말이 동기 이동통신 시스템 영역으로 이동하여 핸드오버 이벤트가 발생함에 따라, 이동통신 단말의 비동기 모뎀부와 비동기 이동통신 시스템과의 접속을 유지한 상태에서, 이동통신 단말의 동기 모뎀부와 동기 이동통신 시스템간의 접속을 완료한 후, 비동기 이동통신 시스템과의 접속을 종료함으로써 통화 단절 없이 핸드오버가 이루 어지게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신망의 구성도이다.
본 발명에 적용되는 이동통신 단말(10)은 듀얼 밴드 듀얼 모드(이하, 'DBDM'이라 함) 이동통신 단말로서, 비동기 이동통신 서비스와 동기 이동통신 서비스를 동시에 제공 가능한 형태이며, 구체적인 설명은 도 2를 참조하여 후술할 것이다. DBDM 이동통신 단말(10)은 비동기 이동통신 시스템(20) 및 동기 이동통신 시스템(30)과 각각 무선 접속하여 음성 및 데이터 서비스를 이용할 수 있다.
비동기 이동통신 시스템(20)은 이동통신 단말(10)과의 무선 구간 통신을 위한 기지국으로서의 노드 B 및 노드 B의 제어를 위한 무선망 제어기(노드B/RNC, 210), 무선망 제어기(210)와 연결되어 이동통신 단말(10)로 서비스를 제공하기 위한 호 교환을 수행하는 비동기 교환기(MSC, 220), 비동기 교환기(220)와 No.7 공통신호망(230)을 통해 연결되는 단문 서비스 센터(SMSC, 240), 지능망 제어기(SCP, 250) 및 홈위치 등록기(HLR, 260), 무선망 제어기(210)와 GPRS(General Packet Radio Service)망(280) 사이에 연결되어 이동통신 단말(10)의 위치 트랙을 유지하고 액세스 제어 및 보안 기능을 수행하는 SGSN(Serving GPRS Support Node, 270), SGSN(270)과 GPRS(General Packet Radio Service)망(280)을 통해 연결되고, 인터넷(40)에 접속되어 외부 패킷과의 연동을 지원하는 GGSN(Gateway GPRS Support Node, 290)을 포함한다.
또한, 동기 이동통신 시스템(30)은 이동통신 단말(10)과 무선 구간 통신을 지원하는 기지국 및 기지국을 제어하기 위한 기지국 제어기(BTS/BSC, 310), 하나 이상의 기지국 제어기와 연결되어 호 교환을 수행하기 위한 교환기(MSC, 320), 교환기(320)와 No.7 공통신호망(330)을 통해 연결되는 단문 서비스 센터(SMSC, 340), 지능망 제어기(SCP, 350) 및 홈위치 등록기(HLR, 360), 기지국 제어기와 접속되어 가입자에게 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN, 370), 패킷 데이터 서비스 노드(370)와 인터넷(40) 간의 접속을 지원하기 위한 데이터 코어망(DCN, 380)을 포함하여 구성된다.
비동기 이동통신 시스템(20) 및 동기 이동통신 시스템(30)의 교환기(220, 320)는 상호 접속되어 있으며, No.7 공통신호망(230, 330) 또한 상호 접속되어, 이동통신 단말(10)의 핸드오버 등에 필요한 정보를 송수신하게 된다.
이러한 이동통신 시스템에서, 본 발명의 이동통신 단말(10)은 비동기 이동통신 시스템(20)과 동기 이동통신 시스템(30) 간에 상호 접속되어 두 시스템의 신호처리 상황을 전송하고 처리한다.
본 발명을 위하여, 이동통신 단말(10)의 위치등록시 이동통신 단말(10)은 비동기 이동통신 시스템(20)을 우선적으로 선택하며, 비동기 이동통신 시스템(20)으로의 위치등록 요청시 비동기 이동통신 시스템(20)은 위치 등록을 요청한 이동통신 단말(10)로 동기 이동통신 시스템(30)으로의 핸드오버가 가능함을 통보하여 핸드오버에 미리 대처할 수 있도록 한다. 이를 수신한 이동통신 단말(10)은 단말 정보를 비동기 이동통신 시스템(20)으로 전송하며, 비동기 이동통신 시스템(20)의 홈위치 등록기(260)는 해당 이동통신 단말(10)의 정보와 상기 이동통신 단말(10)이 핸드오버 가능한 단말임을 저장함으로써 핸드오버 발생에 대하여 미리 준비하게 된다.
또한, 비동기 이동통신 시스템(20) 영역에서 서비스를 이용하던 이동통신 단말(10)이 동기 이동통신 시스템(30) 영역으로 이동하면 동기 이동통신 시스템(30)으로의 핸드오버를 수행하고, 이동통신 단말(10)이 서비스를 종료하여 유휴 상태가 되면 다시 비동기 이동통신 시스템(20)을 선택한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 이동통신 단말의 구조도이다.
도시된 것과 같이, 본 발명에 적용되는 DBDM 이동통신 단말(10)은 안테나(100), 동기 이동통신 서비스를 위한 모듈(110), 비동기 이동통신 서비스를 위한 모듈(120) 및 공통 모듈(130)을 포함하여 구성된다.
안테나(100)는 동기 이동통신 서비스를 위한 주파수 대역과 비동기 이동통신 서비스를 위한 주파수 대역을 동시에 처리 가능하다.
동기 모듈(110)은 각각의 주파수를 구분하여 처리하는 밴드 패스 필터로 동작하는 듀플렉서(111), 송수신 전파를 정해진 주파수 대역으로 분리하는 동기 무선 송수신부(112) 및 동기 이동통신 시스템과의 무선 구간 프로토콜을 처리하는 동기 모뎀부(113)를 포함하고, 비동기 모듈(120)은 각각의 주파수를 구분하여 처리하는 밴드 패스 필터로 동작하는 듀플렉서(121), 송수신 전파를 정해진 주파수 대역으로 분리하는 비동기 무선 송수신부(122) 및 비동기 이동통신 시스템과의 무선 구간 프로토콜을 처리하는 비동기 모뎀부(123)를 포함한다.
공통 모듈(130)은 동기 모뎀부(113) 및 비동기 모뎀부(123)를 제어하기 위한 중앙 처리 장치로 동작하고 멀티미디어 기능을 수행하는 어플리케이션 프로세서, 메모리, 입출력부, 기타 응용 처리부 등을 포함한다.
또한, DBDM 이동통신 단말(10)에는 사용자 인터페이스, 부가 서비스, 이동성 관리, 접속/세션 제어, 리소스 제어, 프로토콜 처리를 위한 소프트웨어가 탑재되어, 사용자가 각종 응용 서비스를 이용할 수 있게 하고, 핸드오버를 수행하며, 이동통신 시스템에 맞게 프로토콜 변환을 수행한다.
도 3은 비동기망과 동기망이 혼재된 이동통신망에서의 핸드오버 개념도이다.
하나의 이동통신 시스템에서, 핸드오버(또는 핸드오프)는 이동통신 단말이 이동통신 시스템의 한 셀에서 다른 셀로 이동하는 경우에 사용자가 통화의 단절 없이 통신할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.
본 발명은 동기 이동통신 시스템과 비동기 이동통신 시스템이 혼재된 망에서, DBDM 이동통신 단말의 핸드오버 방법으로서, 이동통신 단말(10-1)이 동기 영역(300)에서 비동기 영역(200)으로 이동한 경우와, 이동통신 단말(10-2)이 비동기 영역(200)에서 동기 영역(300)으로 이동한 경우 중에서, 후자에 한정하여 설명하기로 한다.
비동기 영역(200)에서 서비스를 이용하고 있는 이동통신 단말(10-2)이 동기 영역(300)으로 접근함에 따라, 비동기 이동통신 시스템의 노드 B로부터 이동통신 단말(10-2)로 수신되는 파일럿 신호의 크기가 점차 감쇄되게 되며, 전력 감쇄를 감지한 비동기 이동통신 시스템은 동기 이동통신 시스템으로 핸드오버를 요청하는 한 편, 해당 이동통신 단말(10)로 핸드오버를 수행할 것을 지시한다.
이에 따라, 동기 이동통신 시스템은 이동통신 단말(10-2)로 순방향 채널 할당을 수행하고, 비동기 모듈(120)을 이용하여 서비스를 이용하고 있던 이동통신 단말(10-2)은 동기 모듈(110)을 활성화시킨다. 이에 따라, 동기 모듈(110)로 모드 전환이 이루어지면 이동통신 단말(10-2)로부터 동기 이동통신 시스템 간에 역방향 채널 할당이 이루어지고, 결과적으로 이동통신 단말(10-2)과 동기 이동통신 시스템간에 호 설정이 이루어지게 된다.
이후, 비동기 이동통신 시스템은 이동통신 단말(10-2)의 비동기 모듈(120)과의 접속을 해제하여 호 설정을 종료하며, 동기 영역(300)으로 이동한 이동통신 단말(10-2)은 접속 단절 없이 계속해서 서비스를 이용할 수 있게 된다.
이러한 과정을 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 핸드오버 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이동통신 단말(10)이 비동기 이동통신 시스템(20)과 접속되어 통화를 하고 있는 상태에서, 이동통신 단말(10)이 동기 영역으로 이동하는 경우 이동통신 단말(10)의 동기 모듈(110)을 트래픽 상태로 전환함으로써 핸드오버 하는 경우를 나타낸다.
먼저, 이동통신 단말(10)의 비동기 모듈(120)이 활성화되어 비동기 모뎀부(123)와 비동기 이동통신 시스템(20)이 접속되어 통화를 하고 있는 상태에서(S101), 이동통신 단말(10)이 동기 영역으로 이동하여 핸드오버 조건이 만족되게 되면, 비동기 이동통신 시스템(20)은 동기 이동통신 시스템(30)의 코어망으로 이동통신 단말(10)의 접속 환경을 전환할 것을 요청한다(Relocation Required, S102). 이때, 이동통신 단말(10)의 식별 번호를 함께 전송하며, 코어망은 IS-41에 정의된 MAP(Mobile Application Part) 메시지를 이용하여 교환기(MSC)로 핸드오프를 요청한다(FACDIR2, S103).
이에 따라, 교환기(MSC)는 기지국(BTS)으로 핸드오프를 요청하고(Handoff Request), 기지국(BTS)이 교환기(MSC)로 응답신호(Handoff Req Ack)를 전송한 후(S104, S105)), 이동통신 단말(10)의 동기 모듈(120)에 포함된 동기 모뎀부(113)로 전방향 트래픽 전송을 위한 전방향 기본채널(Forward Fundamental Channel; F-FCH)을 통해 널(NULL) 프레임을 전송(null F-FCH frames, S106)함으로써 전방향 채널이 할당되게 된다. 이와 같이, 동기 이동통신 시스템(30)에서 핸드오버 준비가 완료되면, 동기 이동통신 시스템(30)의 교환기(MSC)는 코어망을 통해 비동기 이동통신 시스템(20)으로 접속 전환 요청에 대한 응답 신호(facdir2, Relocation Command)를 전송한다(S107, S108).
이후, 비동기 이동통신 시스템(20)은 이동통신 단말(10)의 비동기 모뎀부(123)로 핸드오버를 지시(HANDOVER FROM UTRAN COMMAND)하는데(S109), 이 메시지에는 동기 이동통신 시스템 관련 메시지가 포함되며, 특히 채널 할당을 위한 정보가 포함되게 된다. 채널 할당 정보(channel assignment)는 비동기 모뎀부(123)으로부터 동기 모뎀부(113)으로 전송되어 동기 모뎀부(113)가 핸드오버를 미리 준비할 수 있도록 한다(S110). 또한, 비동기 이동통신 시스템(20)이 비동기 모뎀부(123)로 핸드오버를 지시하는 단계(S109)에서 동기 이동통신 시스템(30) 의 핸드오버 메시지(Universal handoff direction message)를 함께 전송하여 핸드오버가 진행되도록 한다.
이와 같이, 동기 모뎀부(113)가 채널 할당 메시지 및 핸드오버 메시지를 수신함에 따라 동기 모듈(110)이 동기 이동통신 시스템(30)과의 통신 준비 과정을 수행하고(S111), 통신 준비 과정이 완료되면 이를 비동기 모뎀부(123)로 통보한다(call connected, S112).
이동통신 단말(10)의 동기 모듈(110)이 동기 이동통신 시스템과의 통신 준비를 완료하면, 비동기 모뎀부(123)와 동기 모뎀부(113) 간에 모드 전환이 이루어지고(S113), 동기 모뎀부(113)가 동기 이동통신 시스템의 기지국(BTS)으로 역방향 기본채널(Reverse Fundamental Channel; R-FCH)을 통해 프레임을 전송하고(R-FCH frames, S114), 이에 따라 이동통신 단말(10)과 동기 이동통신 시스템(30) 간에 접속이 이루어진다(S115).
이후, 기지국(BTS)은 교환기(MSC)를 통해 코어망으로 핸드오프를 완료하였음을 통보(Handoff Complete, MSONCH)하고(S116, S117), 코어망은 비동기 이동통신 시스템(20)으로 비동기 모뎀부(123)와의 호를 해제할 것을 요청한다(Iu Release Command, S118). 이에 따라, 비동기 이동통신 시스템(20)이 비동기 모뎀부(123)와의 접속을 종료하고, 호 해제가 완료되었음을 코어망으로 보고(IU Rel. Complete)함으로써(S119), 비동기 이동통신 시스템(20)으로부터 동기 이동통신 시스템(30)으로의 핸드오버가 완료되게 된다.
도 5는 도 4에 도시한 동기 모뎀부에서의 통신 준비과정의 상세 흐름도이다.
비동기 모뎀부(123)로부터 채널 할당 정보를 수신한 동기 모뎀부(113)는 스위치-온 및 웜-업 과정을 통해 활성화되고(S201), 파일럿 채널 및 동기 채널을 획득한다(S202, S203). 파일럿 채널을 획득함에 의해 동기 이동통신 시스템의 기지국과 단말기 간의 동기화가 이루어지며, 동기 채널을 획득함에 의해 타이밍 정보, 기타 시스템 정보 등을 기지국으로부터 수신하게 된다.
이에 따라, 이동통신 단말(10)의 동기 모듈(110)이 유휴 상태를 거쳐 트래픽 상태로 천이하게 되어(S204, S205), 동기 이동통신 시스템(30)과 접속이 이루어지게 된다.
본 발명에서는 이동통신 단말(10)이 비동기 모듈(120)을 이용하여 비동기 이동통신 시스템(20)과 접속하여 통화를 수행하던 중, 이동통신 단말(10)이 동기 영역으로 이동하는 경우 비동기 모듈(120)과 비동기 이동통신 시스템(20)간의 접속을 종료하기 전 동기 모듈(110)과 동기 이동통신 시스템(30)간의 접속을 완료함으로써, 핸드오버시의 통화품질을 개선할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 비동기 이동통신 시스템과 동기 이동통신 시스템이 혼재된 이동통신망에서, 듀얼밴드 듀얼모드 이동통신 단말의 핸드오버시 기 접속 중인 이동통신 시스템과의 접속을 유지한 상태에서 핸드오버할 이동통신 시스템과의 접속을 완료한 후 기 접속 중인 이동통신 시스템과의 접속을 종료함으로써 핸드오버시 통화 단절 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 서비스 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 비동기 이동통신 시스템과 동기 이동통신 시스템이 혼재된 이동통신망에서, 비동기 모뎀부 및 동기 모뎀부를 구비하는 듀얼밴드 듀얼모드 이동통신 단말의 핸드오버 방법으로서,
    상기 비동기 이동통신 시스템과 접속되어 통화 상태에 있는 상기 이동통신 단말이 상기 동기 이동통신 시스템 측으로 이동하여 핸드오버 이벤트가 발생함에 따라, 상기 비동기 이동통신 시스템이 상기 동기 이동통신 시스템으로 상기 이동통신 단말의 식별 번호를 전송하여 접속 전환을 요청하는 단계;
    상기 동기 이동통신 시스템의 교환기가 기지국으로 핸드오버를 요청하는 단계;
    상기 기지국이 상기 이동통신 단말의 동기 모뎀부와 전방향 채널 할당을 수행하는 단계;
    상기 동기 이동통신 시스템의 교환기가 상기 비동기 이동통신 시스템으로 상기 접속 전환 요청에 대한 응답 신호를 전송하는 단계;
    상기 비동기 이동통신 시스템이 상기 이동통신 단말의 비동기 모뎀부로 채널 할당 정보를 포함하는 핸드오버 지시 메시지를 전송하는 단계;
    상기 이동통신 단말의 비동기 모뎀부가 상기 동기 모뎀부로 상기 채널 할당 정보를 전송하는 단계;
    상기 동기 모뎀부가 통신 준비 과정을 수행하여 상기 비동기 모뎀부와 동기 모뎀부 간에 모드 전환이 이루어지는 단계;
    상기 동기 모뎀부와 상기 동기 이동통신 시스템 간에 역방향 채널 할당이 이루어지고 접속이 완료되는 단계; 및
    상기 동기 이동통신 시스템이 상기 비동기 이동통신 시스템으로 비동기 모뎀부와의 호 해제를 요청하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드오버 지시 메시지는 상기 동기 이동통신 시스템의 핸드오버 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기 모뎀부의 통신 준비 과정은 상기 동기 모뎀부의 스위치-온 및 웜-업을 수행하는 단계;
    상기 동기 이동통신 시스템으로부터 파일럿 채널 및 동기 채널을 획득하는 단계;
    상기 동기 모뎀부가 유휴 상태로 천이하는 단계; 및
    상기 유휴 상태의 동기 모뎀부가 트래픽 상태로 천이하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동통신 단말이 상기 비동기 이동통신 시스템과 접속하여 통화를 수행하기 전, 상기 이동통신 단말은 상기 비동기 이동통신 시스템으로 위치 등록을 수행하며,
    상기 위치등록시 상기 비동기 이동통신 시스템으로부터 동기 이동통신 시스템으로의 핸드오버가 가능함을 통보받고, 상기 이동통신 단말이 상기 비동기 이동통신 시스템으로 단말 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 방법.
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