KR100651621B1 - 패킷 교환 원격통신 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버들을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

패킷 교환 원격통신 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버들을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버를 용이하게 하기 위한 방법 및 장치는 패킷 교환, 및 시간 슬롯들과 같은 공유 자원들의 사용을 채용하고, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛들에 패킷 라우팅을 제공함으로써 기지국 시스템(14, 16)과 같은 이동 유닛(28)의 네트워크 소자 제어된 핸드오버를 제공한다. 기지국 시스템(14, 16)은 이동 유닛 단위로 PDP 콘텍스트 정보와 같은 저장된 무선 자원 요구 데이터(309)를 포함하는 데이터베이스 또는 다른 적절한 메모리와 같은 메모리(308)를 채용한다. 네트워크에서 기지국 시스템 수준의 영구적인 기준으로 공유 무선 자원 요구 데이터(309)의 패킷 라우팅, 저장, 및 관리를 행함으로써, 기지국 시스템에 패킷들을 제공하는 패킷 교환 네트워크 소자의 제어 없이도 네트워크 제어된 핸드오버들이 발생할 수 있다.
패킷 교환, 공유 자원, 패킷 라우팅, 핸드오버, PDP 콘텍스트 정보, 자원 요구 데이터

Description

패킷 교환 원격통신 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버들을 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for network controlled handovers in a packet switched telecommunications network}
본 발명은 일반적으로 커버리지 영역(coverage area)들을 횡단하는 이동 유닛들의 핸드오버들을 용이하게 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 패킷 교환 셀룰러 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버들(network controlled handovers)을 용이하게 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
무선 전화 통신 시스템들과 같은 원격통신 시스템들은 이동 유닛이 하나의 커버리지 영역으로부터 다른 커버리지 영역으로 이동할 때 또는 폭주(congestion)가 발생하였을 때, 하나의 커버리지 영역으로부터 다른 커버리지 영역으로 핸드오프될 랩탑 컴퓨터, 휴대용 통신 디바이스 또는 다른 이동 디바이스와 같은 이동 유닛을 필요로 한다. 본 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 핸드오버는 이동 유닛에 할당된 무선 자원들의 이동 및 그의 하나의 커버리지 영역으로부터 다른 커버리지 영역으로의 제어시 공동으로 동의된 것이다. 일부 디지털 무선 시스템들은 이동 유닛이 또 다른 주파수 또는 코드로의 핸드오버가 이루어지는 지의 여부를 제어하는 이동 유닛에 의한 핸드오버들을 사용한다. 또한, 이동 유닛에 의한 셀 재선택에 있어서, 어느 셀을 선택할 것인가에 대한 이들 결정들은 통상 무선 자원 네트워크에 투명하다. 다른 종래의 핸드오버 동작들은 네트워크 기반 핸드오버 제어를 채용할 수도 있으며, 여기서 기지국 시스템은, 예를 들어, 적절한 타겟 셀을 결정하여 이동 유닛의 핸드오버를 제어한다. 이러한 시스템들은 예를 들어, GSM 시스템과 같은 회로 교환 디지털 셀룰러 통신 시스템들로 공지되어 있다.
실시간 비디오 및 다른 데이터와 같은 실시간 데이터의 통신을 위한 요구가 증가됨에 따라, 변형된 회로 교환 디지털 셀룰러 통신 시스템들이 제안되어 왔다. 예를 들어, 유럽 원격통신 표준안 기구, F-06921 소피아 안티폴리스 세덱스(프랑스)로부터 입수가능한, 본원에 참고로 포함되는, 유럽 표준 GSM03.60 V6.2.0에 기재된 일반 패킷 무선 서비스(GPRS) 네트워크는, 데이터(음성, 비디오 등)의 패킷 교환 및 회로 교환을 제공하기 위해 회로 교환 디지털 셀룰러 통신 시스템에 채용되는 패킷 교환 디지털 셀룰러 원격통신 시스템을 기술하고 있다. 패킷 데이터 교환 네트워크들은 이동 유닛들 사이에서 공유되는 무선 자원 할당을 사용한다. 반대로, 회로 교환 원격통신 시스템들(예를 들어, TDMA 기반 시스템들)은 통상 특정 이동 유닛들에 할당되는 대역폭의 개별 부분들을 할당한다. 예를 들어, 특정 이동 유닛에 특정 TDMA 시간 슬롯이 전용될 수도 있다. GPRS 네트워크는 정보의 수신지와 이동 유닛 간 매개물로서 작용한다. 그러나, 이러한 패킷 교환 셀룰러 네트워크들은 통상 실시간 접속 지향 통신의 비교적 중단없는 핸드오버들을 지원하기에 충분한 이동성 관리 기능들은 제공하지 않는다.
또한, 예를 들어, GPRS 시스템에서, 기지국 시스템들간에는 직접적인 물리적 링크들이 존재하지 않는다. 또한, SGSN은 서비스를 받고 있는 BSS들만을 알고 있고 다른 BSS들은 모르고 있기 때문에, 패킷 데이터 교환 네트워크 노드들은 통상 기지국 시스템들간에 정보를 보낼 수 없다. 이동 유닛에 의해 제어되는 핸드오버들 대신에 네트워크 제어된 핸드오버들을 용이하게 하기 위해서 GPRS 시스템 및 이와 유사한 유형의 시스템들을 변형하는 것이 바람직할 것이다.
단일 이동 유닛들은 복수의 무선 자원들을 필요로 할 수도 있다. 예를 들어, 이동 유닛이 랩탑 컴퓨터일 경우, 패킷 도메인에서의 무선 자원들은, 예를 들어, 멀티미디어 응용, 컴퓨터에서 동작하는 모뎀 통신 응용, 및 다른 무선 전화 자원 요구 응용들을 포함하는 많은 소프트웨어 응용들에 의해 공유될 수도 있다. GPRS 네트워크는 고속 및 저속의 데이터 및 시그널링을 전송하기 위해 패킷 모드 기술을 사용한다. 이것은 네트워크 및 무선 자원들의 사용을 최적화하려고 시도한다. 네트워크 서브-시스템이 다른 무선 액세스 기술들에 의해 재사용될 수 있도록 하기 위해서 무선 서브-시스템 및 네트워크 서브-시스템간에 엄격한 분리가 관리된다.
그러나, 통상적으로 이러한 패킷 교환 셀룰러 네트워크들은 네트워크 제어되는 핸드오버들은 지원하지 못한다. 예를 들어, GPRS 네트워크 기반 시스템들에서, 네트워크에 대한 셀 선택 및 전달, 소재 지역 갱신을 수행하는 것은 이동 유닛의 책임이다. 이동 유닛이 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동할 때 어떤 문제점이 발생할 수 있으며, 이는 성공적인 셀 갱신 과정들이 완료될 때까지는 이동 유닛들로의 패킷들의 흐름이 두절될 수 있기 때문이다. 이것은 또한 핸드오버를 성공적으로 완료하는데 걸리는 시간을 증가시킨다. 또한, 이동 유닛이 추가적인 공유 자원들, 즉, 공유 시간 슬롯들 또는 공유 코드들을 필요로 하고, 이동 유닛이 추가적인 자원을 필요로 할 경우, 예를 들어, 새로운 소프트웨어 응용이 추가적인 무선 링크를 필요로 할 경우, 이동 시스템은 적절한 시간 동안 타겟 셀이 적절한 자원 요건을 갖추고 있는지 결정하는데 필요한 정보를 갖고 있지 않을 수도 있다. 패킷 도메인에서의 실시간 서비스들에 있어서, 이동 유닛에 의해 제어되는 핸드오버들 중에 스트리밍 비디오와 같은 멀티미디어 정보가 바람직하지 않게 중단될 수 있다. 또한, 기지국 시스템은 결정된 폭주로 인해 이동국들을 핸드오버할 수 없다.
제시된 GPRS 시스템 개선에 있어서는, 셀 단위의 서비스 품질 테이블을 이용하는데, 이 경우 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 콘텍스트들은 기지국 시스템이 아닌 패킷 교환 네트워크 소자에 의해 관리된다. 패킷 교환 네트워크 소자는 SGSN이다. 이들 PDP 콘텍스트들은, 예를 들어, 소정의 이동 유닛에 대해 세션 단위로, 예를 들어, 특정 세션에 대한 비트 레이트와, 소정의 세션에 대해 허용 가능한 지연과 같은 성능 서술자들을 나타내는 소스 트래픽 데이터를 포함할 수도 있다. 소정의 이동 유닛에 대해 복수의 세션들이 정의된다. 예를 들어, 이동 유닛은 음성 세션, 인터넷 웹 브라우징 세션, 및 다른 세션들을 동시에 필요로 할 수도 있다. 소정의 이동 유닛에 대한 자원 요구 정보는 패킷 데이터 교환 네트워크에 의해 관리된다. 그러나, SGSN에 의해 셀 단위로 이러한 정보를 관리하는 것은 트래픽 관리와 관련된 기능들을 수행하기 위한 기지국 시스템의 능력을 제한시킨다. 그러므로, 어떤 소정의 이동 유닛이 위치되어 있는 셀이 매번 서비스 중인 GPRS 지원 노드(SGSN)에 통지되어야 한다. 이것은 트래픽 관리와 관련된 기능들을 수행하기 위한 기지국 시스템의 능력을 상당히 제약시킬 수 있다. 현재, BSS에 의한 이동 유닛들의 핸드오버는 패킷 교환 네트워크 소자와는 무관하게 수행될 수 없다.
또한, 패킷 데이터 교환 네트워크는 통상 패킷 서비스 요청을 취하여 패킷들을 적절한 기지국 사이트 제어기로 보낸다. SGSN으로부터 BSS로 보내진 패킷은 특히 이동 유닛 식별자(MID) 및 셀 식별자(CELLID)를 포함하는 어드레싱 정보를 포함한다. 그러므로, SGSN은 핸드오버 중에 이동 유닛들을 셀들로 보내야 하지만, 필요한 핸드오버 정보를 갖고 있지는 않다. 기지국 사이트 제어기는 SGSN으로부터의 어드레스 정보에 의해 지정된 특정 셀에 상기 정보를 보낸다. SGSN은 셀 단위로 패킷들을 스케쥴링하고 패킷들을 (이동 유닛들 외에) 셀들에 어드레스함으로써, 기지국 시스템은 정보를 보낼 타이밍과 프로토콜 변환을 수행하는 것을 간단히 알기만 하면 된다. 그러나, SGSN의 오버헤드를 줄이기 위해서 BSS에 의해 패킷 라우팅이 수행될 수 있다면 바람직할 것이다. 또한, 현재의 GPRS 시스템은 덜 폭주된 셀들로 이동 유닛들을 보내는 것을 제공하지 않기 때문에, 무선 관련 정보에 기초하여 BSS가 트래픽 관리를 수행할 필요가 있다.
네트워크 기반 핸드오버들을 위한 하나의 공지된 기술이 GSM 시스템과 같은 디지털 셀룰러 회로 기반 교환 시스템들에서 사용된다. 그러나, 이러한 시스템들은 통상 핸드오버들을 용이하게 하기 위한 패킷 교환 정보를 수용하도록 적응되어 있지 않다. 현재의 네트워크 지원 핸드오프들은 신호 강도 표시 및 무선 자원 품질에 기초하여 핸드오버만을 행한다. 공지된 네트워크 지원 핸드오버들은 통상 나타낸 이동 유닛 단위로 서비스 품질을 고려하지 않는다. 패킷 교환 시스템에 의해서, 공유 무선 자원들의 복수 사용자들의 요구를 고려하는 네트워크 제어되는 핸드오버를 갖추는 것이 바람직할 것이다. 이러한 시스템이, 예를 들어, 새로운 이동 유닛이 추가적인 무선 자원을 필요로 하는 경우 다른 이동 유닛이 그 서비스 품질을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 한 이동 유닛을 다른 커버리지 영역으로 이동시키는 능력을 갖고 있다면 바람직할 것이다. 또한, 패킷 데이터 교환을 채용하는 공지된 디지털 셀룰러 통신 시스템들은 호 중에 서비스 품질을 변경하는 핸드오버 중에 재교섭을 허용하지 않는다. 결국, 이동 유닛은 핸드오버 중에 자원들을 더하거나 줄일 수 없다.
따라서, 패킷 교환 디지털 무선 시스템에서 네트워크 제어되는 핸드오버들을 용이하게 하는 장치 및 방법의 필요성이 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 패킷 교환 디지털 원격통신 시스템에서 네트워크 제어되는 핸드오버들을 채용하는 시스템의 일 예의 블록도. [MSC는 이동 교환국(Mobile Switching center)을 나타내며, 도면에 MSC로 표시한 것에 대해서는 다른 용어를 사용할 것이다].
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시한 시스템에서의 메시지 발송의 일 예를 도시하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 기지국 시스템의 일 예를 도시하는 블록도.
도 4는 도 3의 장치의 일 예의 동작을 도시하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세션 셋업을 도시하는 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 폭주 결정에 기초하여 패킷 교환 원격통신 시스템에서 네트워크 제어되는 핸드오버의 방법을 도시하는 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 이동 유닛에 의해 어떤 새로운 공유 자원들이 필요로 되는지에 대한 결정에 기초하여 패킷 교환 원격통신 시스템에서 네트워크 제어되는 핸드오버의 방법의 일예를 도시하는 흐름도.
일반적으로, 패킷 교환, 및 시간 슬롯들과 같은 공유 자원들의 사용을 채용하며, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛에 패킷 라우팅을 제공함으로써 이동 유닛에 대한 기지국 시스템과 같은 네트워크 소자에 의해 제어되는 핸드오버를 제공하는, 무선 네트워크에서 네트워크 제어되는 핸드오버를 용이하게 하는 방법 및 장치이다. 기지국 시스템은 이동 유닛 단위로 PDP 콘텍스트 정보와 같은 저장된 무선 자원 요구 데이터를 포함하는 데이터베이스 또는 다른 적절한 메모리와 같은 메모리 소자를 채용한다. 네트워크에서 기지국 시스템 수준에서 저장된 공유 무선 자원 요구 데이터의 패킷 라우팅, 저장, 및 유지를 갖춤으로써, 기지국 시스템에 패킷들을 제공하는 패킷 교환 네트워크 소자의 제어 없이도 네트워크 제어되는 핸드오버들이 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국 시스템 또는 다른 적절한 네트워크 소자에 채용되는 것과 같은 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치는, 예를 들어, 주파수들, 시간 슬롯들, 코드들 또는 이동 유닛들간에 공유되는 다른 무선 자원들과 같은 가용 공유 자원들을 추적하도록 동작하는 공유 무선 자원 제어기를 포함하며, 또한 패킷 핸드오버 제어기를 포함한다. 패킷 핸드오버 제어기는 공유 무선 자원 제어기와 동작 가능하게 통신하며 패킷 교환 네트워크로부터 수신된 패킷 데이터들의 패킷 라우팅을 제공한다. 패킷 라우팅은, 패킷 교환 네트워크가 이동 유닛을 기지국 시스템에 보내고, BSS와 같은 공유 무선 자원 제어기가 패킷에 포함된 이동 유닛에 대한 콘텍스트에 대한 식별자 평가치(예를 들어, 콘텍스트 ID)를 수신하고, 콘텍스트 ID/셀 룩 업 테이블 또는 다른 메카니즘에 기초하여 적절한 셀에 패킷을 보내도록 변경된다. 이것은 이동 유닛 단위로 수행된다. 패킷들은 이동 유닛에 서비스를 행하고 있는 BSS로 보내진다. 어드레싱 메카니즘은 콘텍스트 또는 흐름 식별자에 매핑되는 IP 어드레스와 같은 네트워크 어드레스, 또는 IP 어드레스나 다른 적절한 정보로부터 도출되는 식별자에 기초할 수 있다. 또한, 개시된 방법 및 장치는 타겟 기지국 시스템 또는 다른 네트워크 소자, 및 소스 기지국 시스템 또는 다른 네트워크 소자에서 자원 할당, 해제, 생성 및 패킷 데이터 콘텍스트들의 삭제를 용이하게 하는 것을 포함한다. 시스템 및 방법은 또한 타겟 및 소스 네트워크 소자들이 패킷 교환 네트워크와는 관계없이 트래픽 관리 목적으로 핸드오버들을 수행하도록 한다.
또다른 실시예에서, SGSN 또는 다른 적절한 소자와 같은 패킷 교환 데이터 네트워크 소자는 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 의해 서비스를 받고 있는 기지국 시스템들에 대한 기지국 시스템 식별 데이터를 나타내는 데이터를 저장한다. 또한, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자들에 의해 서비스 받고 있는 기지국 시스템들에 인접한 다른 기지국 시스템들에 대한 다른 패킷 교환 데이터 네트워크 소자들을 나타내는 데이터도 저장된다. 그후, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자는 저장된 기지국 시스템 식별 데이터 및 저장된 패킷 교환 데이터 네트워크 소자 식별 데이터에 기초하여 적절한 기지국 시스템 또는 다른 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 메시지들을 전달한다.
도 1은 공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 제 1 기지국 시스템(14), 및 공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 제 2 기지국 시스템(16)과 같은 무선 자원 네트워크 제어 소자와 통신하는 하나 이상의 패킷 교환 네트워크 소자들(12)을 구비한 패킷 교환 네트워크(11)를 갖는 디지털 무선 시스템(10)의 일 예를 도시한 것이다. 예시 목적상, GPRS 시스템과 관련하여 본 발명을 기술한다. 그러나, 본 발명은 패킷 교환하는 임의의 적절한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다는 것을 알 것이다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 원한다면 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)(18)에 동작 가능하게 연결될 수도 있다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 또한 이동 교환 센터(22) 및 트랜스코더(24)를 통해 공중 교환 전화 네트워크(20)에 연결될 수 있고, 상기 트랜스코더(24)는 무선으로 송신하기에 적절한 포맷(예를 들어, 풀 레이트, 하프 레이트, 적응형 멀티레이트)으로 부호화된 음성을, 이 기술분야에 공지된 바와 같이, 공중 교환 전화 네트워크(PSTN)를 통한 송신에 적절한 음성(예를 들어, A-법칙(A-law) PCM)으로 변환한다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는, 예를 들어, SGSN 또는 임의의 다른 적절한 패킷 교환 네트워크 소자일 수도 있다.
이 실시예에서 기지국 시스템들(14, 16)은 26으로 나타낸 무선전화 시스템의 일부이다. 일반적으로, 제 1 기지국 시스템(14)으로부터 제 2 기지국 시스템(16)으로의 이동 유닛(28)의 핸드오버는 이동 유닛(28)이 커버리지 경계(30)를 가로지르거나 이 커버리지 경계에 충분히 근접하게 될 때 일어난다. 이동 유닛(28)은 임의의 적절한 통신 유닛, 소프트웨어 응용, 또는 무선 링크(32)를 통해 기지국과 통신하는 다른 엔티티일 수도 있다. 화살표 34는 커버리지 영역에서의 경계(seam)를 지나는, 예를 들어, 하나의 셀로부터 다른 셀로의 이동 유닛(28)의 이동 방향을 나타낸다.
이 기술분야에 공지된 바와 같이, 게이트웨이 지원 노드(18)(GGSN)는 적절하게 링크(36)를 통해 SGSN(12)에 링크될 수 있다. 마찬가지로, 패킷 교환 네트워크(11)는 링크(38)를 통해 트랜스코더(24)에 연결되고, 트랜스코더(24)는 링크(40)를 통해 MSC(22)에 연결되고, MSC(22)는 링크(42)를 통해 PSTN(20)에 연결된다.
패킷 교환 네트워크 소자(12)는 링크(44)를 통해 제 1 기지국 시스템(14)에 동작 가능하게 연결되고, 이 경우, 실시간, 오디오, 비디오, 음성, 데이터 또는 다른 정보와 같은 패킷화된 데이터가 패킷 통신된다. 공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 제 2 기지국 시스템(16)은 또한 링크(46)를 통해 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 연결된다. 원한다면, 제 1 기지국 시스템(14)과 제 2 기지국 시스템(16)간에 직접적인 통신 링크(48)가 사용될 수도 있다.
공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 제 1 기지국 시스템(14)은 링크(44)를 통해 패킷 교환 네트워크 소자(12)로부터 패킷 교환 데이터를 수신한다. 제 1 기지국 시스템(14)은 하나의 셀로부터 다른 셀로의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 이동 유닛들에 패킷 라우팅을 제공함으로써, 이동 유닛(28)의 기지국 시스템 제어 핸드오버를 제공한다. 따라서, 패킷 라우팅은 패킷 교환 네트워크와는 반대로 기지국 시스템에 의해 수행된다. BSS는, 임의의 소정의 패킷이 보내지는 이동 유닛의 셀을 결정한 후, 이를 적절한 셀에서의 송신을 위해 전달한다. BSS는 공유 채널들 상의 이동 유닛들의 데이터베이스를 관리하고, 어느 이동 유닛들이(콘텍스트 ID 단위로) 어느 셀들에 있는지에 대한 테이블을 관리하고, 패킷 내 콘텍스트 ID에 기초하여 패킷을 적절한 셀에 보낸다. 그러므로, SGSN은 셀 ID를 모으거나 전송해야 하는 것이 아니라, 소정의 이동 유닛의 콘텍스트 ID를 확인하는 룩업 테이블을 통해 올바른 패킷을 올바른 BBS에 보내고, 표준 이동성 요건 과정들을 통해 결정된 콘텍스트 ID와 연관된 BSS에 보낼 필요가 있을 뿐이다. 제 1 기지국 시스템(14) 및 제 2 기지국 시스템(16)은 실질적으로 동일한 구성요소들을 갖는다. 그러므로, 제 1 기지국 시스템(14)에 관하여 앞으로 설명이 이루어질 것이지만, 이 설명은 제 2 기지국 시스템(16)에도 똑같이 적용될 수 있다.
도 2에서, 도 1의 시스템에 무선 네트워크 핸드오버 제어를 제공하는 방법은, 블록 200에 나타낸 바와 같이, 타겟 기지국 시스템에 소스 기지국 시스템 핸드오버 공유 자원 질의를 생성하는 것을 포함한다. 제한하는 것이 아니라 예시의 목적상, 제 1 기지국 시스템(14)을 소스 기지국으로 하고 제 2 기지국 시스템(16)을 타겟 기지국으로 고려한다. 소스 BSS와 타겟 BSS간의 직접적인 통신 링크(48)와 같은 물리적 링크, 또는 BSS, SGSN 및 GGSN과 같은 하나 이상의 네트워크 소자들을 통과하는 논리 링크를 사용함으로써, 소스 기지국 시스템과 타겟 기지국 시스템간에 시그널링 링크 수립이 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 SGSN과 같은 단일의 패킷 교환 네트워크 소자(12)를 구비한 것으로서 간주한다. 이 실시예에서, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 SGSN에 의해 서비스를 받고 있는 기지국들(예를 들어, BSS(14, 16)), 또는 SGSN에 의해 서비스를 받고 있는 하나 이상의 기지국 시스템들에 인접하여 있는 기지국 시스템들에 대한 기지국 시스템 식별 데이터와 더불어, 예를 들어, 기지국 시스템들을 나타내는 데이터를 포함하는 테이블을 저장하고 있다. 이와 같이, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 의해 서비스를 받고 있는 기지국 시스템들에 대한 기지국 시스템 식별자들을 나타내는 데이터를 저장하고 있고, 및/또는 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 의해 서비스를 받는 기지국 시스템들에 인접한 기지국 시스템에 대한 다른 패킷 교환 데이터 네트워크 소자 식별 데이터를 나타내는 데이터를 저장하고 있다. 링크(44)를 통해 소스 BSS로부터 수신국으로서의 기지국 시스템 식별자를 가진 패킷을 수신하였을 때, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는, 테이블에서 수신지 BSS에 서비스를 행하고 있음을 나타내는 BSS인 경우라면 수신지 BSS에 패킷을 전달한다. 그렇지 않다면, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 패킷 내 BSS 식별자에 의해 식별된 수신지 BSS에 서비스를 행하는 다른 적절한 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 패킷을 보낸다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 저장된 테이블은, 예를 들어, 수신지 기지국 시스템이 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 의해 서비스를 받고 있는지 여부를 결정하는데 사용되는 라우팅 테이블 형태일 수도 있고, 아니면, 수신지 기지국 시스템에 서비스를 행하는 패킷 교환 네트워크 소자의 패킷 데이터 프로토콜 어드레스(예를 들어, 인터넷 프로토콜 어드레스)일 수도 있다. 대안적으로, 직접적인 통신 링크(48)는 핸드오버 목적으로 기지국 시스템에서 기지국 시스템으로 직접적인 시그널링을 행하기 위한 메카니즘으로서 사용될 수도 있다.
공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 각각의 기지국 시스템(14, 16)은 이동 유닛 단위로 공유 무선 자원 요구 데이터를 저장한다. 예를 들어, 본원에 참고로 포함되는 GPRS 명세 No.03.60 v 6.2.0에 정의된 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 콘텍스트들이 이동 유닛 단위로 기지국 시스템들(14, 16)에 의해 액세스 가능한 데이터베이스 또는 다른 적절한 메모리에 저장되어 있다. 이동 유닛들을 위한 PDP 콘텍스트들의 예는, 예를 들어, GPRS 명세 No.03.60 v 6.2.0의 81 페이지에서 찾아볼 수 있다. 콘텍스트들은 무선 자원 요구가 변경될 때 BSS에 의해 동적으로 갱신된다. 공유 무선 자원 요구 데이터는, 예를 들어, 이동 유닛들이 적절한 그룹들로 그룹화되어 있었다면 이동 유닛들이 그룹 단위로 저장될 수도 있다. 기지국 시스템들(14, 16)이 이동 유닛 단위로 무선 자원 요구 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스를 포함할 수 있을지라도, 데이터베이스는 적절한 기지국 시스템에 의해 액세스하기에 적절한 어떤 위치에 놓여있을 수도 있음을 알 것이다. 핸드오버 공유 자원 질의는, 예를 들어, 제 1 기지국 시스템(14)으로부터 제 2 기지국 시스템(16)으로와 같이, 다른 네트워크 핸드오버 제어 장치로의 핸드오버 자원 질의 메시지일 수도 있다. 이 질의는 적절한 CDMA 기반 핸드오버 제어 패킷들의 형태일 수도 있다. 핸드오버 공유 자원 질의는, 예를 들어, 하나의 셀로부터 다른 셀로 핸드오프될 이동 유닛을 수용하기 위해 타겟 기지국 시스템이 필요한 가용 코드들, 시간 슬롯들 또는 다른 자원들을 갖고 있는지 여부를 나타내는 데이터를 포함할 수도 있다. 핸드오버 공유 자원 질의는, 예를 들어, 단순 질의를 포함한 많은 형태를 취할 수 있으며, 이 단순 질의는 타겟 기지국 시스템이 응답하게 될, 요청된 핸드오버를 지원하는 능력을 나타내는 데이터를 포함하도록 생성된다. 대안적으로, 함축적 자원 할당 질의가 사용될 수도 있으며, 이에 따라, 활성 PDP 콘텍스트의 전부 또는 그 중 미리 결정된 부분집합들일 수 있는 자원들이 요청된 핸드오버를 지원하기 위해 실제로 할당된다. 단순 질의인 경우, 소스 BSS는 질의를 받은 타겟 셀 목록 중에서 이상적인 타겟 셀을 결정하여 핸드오버 과정을 개시한다.
블록 202에 나타낸 바와 같이, 제 2 기지국 시스템(16)과 같은 타겟 기지국 시스템은 공유 자원 가용성 테이블을 평가하여 적절한 공유 자원들이 가용한지 여부를 나타내는, 질의에 대한 핸드오버 공유 자원 응답을 소스 BSS로 다시 발생한다. 예를 들어, 타겟 기지국 시스템은 각종 패킷들에 대한 코드들 및 시간 슬롯들과 같은 공유 자원들이 핸드오버될 이동 유닛에 이용할 수 있는지 여부를 나타낼 수도 있다. 블록 204에 나타낸 바와 같이, 핸드오버 공유 자원 응답이 기지국 시스템(14)으로 전달된 후에, 프로세스는, 예를 들어, 소스 기지국 시스템(14)에 의해, 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지를 발생하는 것을 포함한다. 임의의 소정의 이동 유닛에 대해 핸드오버를 수행하기 위해서, 기지국 시스템은 핸드오버 프로세스를 개시할 수 있기 전에 이동 유닛의 모든 활성 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트들을 알고 있어야 한다. PDP 콘텍스트 정보라고도 하는, 저장된 공유 무선 자원 요구 데이터는 패킷 교환 네트워크 소자(12), 이동 유닛, 또는 임의의 다른 적절한 소스를 포함한 임의의 적절한 소스로부터 얻어질 수도 있다. 모든 PDP 콘텍스트들이 성공적으로 핸드오버될 수 없는 경우에, 소스 BSS는 가능성 있는 새로운 타겟들과의 질의 프로세스를 반복하거나, 핸드오버 시도를 지연시키거나, 하나 이상의 PDP 콘텍스트들을 중지 또는 종료시키고, 핸드오버를 시작할 수도 있다. 소스 BSS가 복수의 타겟 BSS들로부터 응답들을 수신한 후에, 소스 BSS는 이동 유닛이 핸드오버될 수 있는 이상적인 타겟 셀을 결정할 수 있다. 이상적인 타겟 셀은, 예를 들어, 통상의 최상의 셀 알고리즘들에 기초할 수도 있고, 모든 PDP 콘텍스들이 타겟 BSS에 의해 지원될 수 있는지 여부를 추가적으로 포함할 수도 있다. 소스 BSS에 의해 이상적인 타겟 BSS가 확인되었으면, 소스 BSS는 이상적인 타겟 BSS를 통지하고, 핸드오버를 예상하여 필요한 자원들을 보유할 것을 타겟 BSS에 알린다.
블록 206에 나타낸 바와 같이, 소스 BSS는, 이동 유닛과 연관된 모든 PDP 콘텍스트들이 중지 상태로 둘 것임을 나타내기 위해 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 전송되는 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지를 발생시킨다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는, PDP 콘텍스트가 활성화될 때까지 또는 미리 결정된 시간이 끝날 때까지, 중지된 PDP 콘텍스트에 대한 어떤 다운링크 패킷들을 버퍼링한다. 블록 208에 나타낸 바와 같이, 이어서 소스 BSS는 이동 유닛이 특정 타겟 셀로 이동하도록 명령하기 위해 이동 유닛에 핸드오버 명령을 발생시킨다. 블록 210에 나타낸 바와 같이, 이어서 이동 유닛은 핸드오버 액세스 요청을 발생하고, 이 요청을 블록 210에 나타낸 바와 같이 타겟 BSS로 전달한다. 블록 212에 나타낸 바와 같이, 이동 유닛으로부터 핸드오버를 검출하였을 때, 타겟 BSS는 패킷 교환 네트워크 소자(12)에게 고려중인 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트를 수정하여 재활성화할 것을 요청하기 위해 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 재활성 메시지를 발생시킨다. 요청된 수정들로는, 셀의 수정, 하나 이상의 PDP 콘텍스트들에 대한 서비스 품질, 핸드오버가 완료된 후 지원될 수 없는 PDP 콘텍스트의 삭제, 또는 임의의 다른 적절한 수정 요청 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 핸드오버는 PDP 콘텍스트들 중 일부에만 적용할 수 있고, 그 결과 나머지 활성 PDP 콘텍스트들은 삭제된다. 또한, 이동 유닛으로부터 핸드오버를 검출하였을 때, 타겟 BSS는 핸드오버 성공 표시 메시지를 제공함으로써 성공적인 핸드오버 완료를 소스 BSS에 알린다. 대안적으로, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 PDP 콘텍스트를 수정하여 활성화한 후에 핸드오버가 성공적으로 완료되었다는 것을 소스 BSS에 나타낼 수도 있다. 타겟 BSS로부터 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 핸드오버 성공 표시를 제공하는 것과, 패킷 교환 네트워크 소자(12)로부터 소스 BSS로 핸드오버 성공 표시를 제공하는 것을 블록 214 및 블록 216에 나타내었다. 성공적인 핸드오버 후에, 소스 BSS는 이동 유닛에 할당되었던 모든 자원들을 해제한다. 이동 유닛에 할당된 자원들은 통상 타겟 BSS로부터 성공적인 핸드오버 통지를 수신한 후에만 소스 BSS에 의해 해제된다. 이것은 핸드오버 시도를 실패한 경우 이동 유닛이 소스 BSS로 복귀할 수 있도록 한다. 또한, 인터 패킷 교환 데이터 소자 통신들이 사용될 경우, 소스 SGSN은 PDP 콘텍스트의 전부 또는 일부에 대한 앵커(anchor)로서 작용할 수도 있음을 알 것이다.
도 3에서, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)의 일 예는 공유 무선 자원 제어기(302), 동적 핸드오버 무선 자원 요구 데이터 갱신 능력들을 갖는 패킷 핸드오버 제어기(304), 업링크/다운링크 패킷 라우터(306), 및 서비스중인 이동 유닛 단위로 공유 무선 자원 요구 데이터(309)를 포함하는 메모리(308)를 포함한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는, 예를 들어, 제 1 기지국 시스템(14) 및 제 2 기지국 시스템(16)에 통합될 수도 있다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 링크(44)를 통해 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로부터 패킷 데이터(310)를 수신한다. 패킷 데이터(310)는 각 이동 유닛에 대한 콘텍스트 ID를 포함한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 이동 유닛에 의해 액세스가 가능하게 하기 위해, 이동 유닛이 핸드오버될 셀 ID, 주파수, 코드, 시간슬롯 또는 임의의 다른 적절한 데이터를 포함하는 핸드오버 제어 패킷들(312)을 제공한다. 또한, 통상의 트래픽 패킷들은 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)로부터 출력될 수도 있다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 적절하게 프로그램된 컴퓨터 또는 컴퓨터들, 처리 시스템들, 또는 하드웨어나 소프트웨어 또는 펌웨어의 임의의 적절한 조합을 사용하여 구현될 수도 있다. 공유 무선 자원 제어기(302)는 기지국 시스템에 의해 서비스를 받고 있는 각 이동 유닛에 가용 공유 무선 자원들을 추적하도록 동작한다. 공유 무선 자원 제어기(302)는, 예를 들어, 소프트웨어 프로그램이거나, 또는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합일 수도 있고, 이것은, 예를 들어, 시간 슬롯들, 주파수들, 코드들, 또는 복수의 이동 유닛들에 의해 패킷 기반으로 공유되는 임의의 다른 적절한 무선 자원들과 같은 가용 공유 자원들의 테이블을 관리한다.
패킷 핸드오버 제어기(304)는, 이동 유닛들의 핸드오버를 용이하게 하기 위해, 이 제어기가 서비스하는 이동 유닛들에, 수신된 데이터 패킷들에 대한 패킷 라우팅을 제공한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)가 패킷 라우팅을 제공함으로써, 패킷 교환 네트워크 소자(12)로부터 패킷 라우팅이 이동된다. 이러한 구성의 하나의 이점은 SGSN에 알리지 않고도 BSS가 핸드오버들을 수행할 수 있다는 것이다. 패킷 라우팅과 관련하여, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 소정의 이동 유닛이 어느 셀(만약 있다면)에 속하는지, 그에 따라 어느 패킷들이 어느 셀로 라우팅되어야 할 것인지를(이동 유닛의 id가 각 패킷의 헤더에 있다) 알고 있다.
또한, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 활성화 과정 중에 이동 유닛의 자원 요구가 변경될 때 각 이동 유닛에 대해 메모리(308)에 저장되어 있는 공유 무선 자원 요구 데이터(309)를 동적으로 갱신한다. 무선 자원 요구 데이터는, 예를 들어, 이동 유닛에서 필요로 하는 코드들의 수, 이동 유닛에 대한 서비스 품질 요구들 또는 임의의 다른 적절한 무선 자원 요구 데이터를 포함할 수도 있다. 무선 자원 요구 데이터를 갱신할 것인지 결정하기 위해서, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 트래픽 변경이나 가용 자원들의 변경(예를 들어, 무선 자원들의 증감)으로 인해, 또는 해당 이동 유닛에 대한 하나 이상의 PDP 콘텍스트를 갱신하기 위해 SGSN에 메시지를 전송하는 이동 유닛에 의해 변경들이 필요한지 여부를 결정한다. 이와 같이, 네트워크 기반 패킷 핸드오버 제어기(304)는 PDP 콘텍스트 관리자 형태로서 작용한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 적절한 처리 유닛에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛의 자원 요구 및 BSS의 가용 공유 자원들에 기초하여 소정의 이동 유닛에 대한 무선 자원 요구 데이터(309)의 활성화 또는 중지에 영향을 미치는 중지 및/또는 활성화 명령 데이터(318)를 발생한다. 예를 들어, 소정의 이동 유닛에 대한 소정의 PDP 콘텍스트와 연관된 필드는 제한된 자원 가용성으로 인해 PDP 콘텍스트가 중지되었는지 여부를 나타내는 정보를 포함한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛들용의 자원들을 동적으로 갱신하기 위해 중지/활성화 정보를 포함하는 무선 자원 요구 데이터(309)를 얻는다. 서비스 받고 있는 모든 이동 유닛들에 의해 사용되고 있는 자원들에 대해 어떤 공유 자원들이 가용한지를 패킷 핸드오버 제어기(304)가 결정하였으면, 공유 무선 자원 제어기(302)가 가용 자원들의 상태를 갱신할 수 있도록 패킷 핸드오버 제어기(304)는 공유 무선 자원 제어기(302)에 자원 가용성 갱신 데이터(322)를 발생시킨다. 추가 자원 교섭에 대한 핸드오버가 수용될 수 있는지에 대해 패킷 핸드오버 제어기(304)가 결정할 수 있도록, 공유 무선 자원 제어기(302)는 패킷 핸드오버 제어기(304)에 자원 가용성(324)을 발생한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 또한 이동 유닛 제어 데이터(326) 및 라우터 제어 데이터(328)를 발생한다.
이동 유닛 제어 데이터(326)는 패킷 라우터(306)로 보내져 이동 유닛의 핸드오버를 제어하기 위해 송신을 위해 패킷화된다. 이동 유닛 제어 데이터(326)는 핸드오버 제어 패킷들(312)을 포함한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)에 대한 이동 유닛 제어 데이터(326)의 일부로서, 이동 유닛은 SSI와 같은 주변 셀에 관한 정보, 비트 에러 레이트들 및 핸드오버를 행할지 여부를 결정하는데 사용되는 다른 적절한 데이터를 제공한다.
패킷 핸드오버 제어기(304)는, 예를 들어, 원하는 이동 유닛이 위치되어 있는 적절한 셀로 패킷 데이터가 전달되도록 패킷 핸드오버 제어기(304)에 의해 적합하게 어드레스된 패킷 데이터일 수도 있는 라우터 제어 데이터(328)를 발생한다.
상이한 BSS들과 연관된 BSS들간의 핸드오버와 같은 인터 BSS 유형의 핸드오버들과 관련하여 기술되었지만, 본원 개시된 장치 및 방법은 동일한 BSS와 연관된 2개 이상의 BTS들간의 핸드오버와 같은 인트라 BSS 핸드오버들에 적용될 수도 있다.
네트워크 핸드오버 제어 장치(300)의 동작의 일 예의 흐름도(도 4)를 도 3 및 도 4에 도시하였고, 여기에서, 장치(300)는 이웃 셀들의 신호 강도 표시를 결정하기 위해 패킷 네트워크로부터 패킷 데이터 형태로 이동 유닛 측정 보고 데이터를 수신한다. 이것을 블록 400에 나타내었다. 블록 402에 나타낸 바와 같이, 장치는 이동 유닛에 서비스할 수 있는 대안적인 셀들이 있는지 결정한다. 블록 404에 나타낸 바와 같이, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 소정의 이동 유닛에 대해 메모리(308)에 저장된 공유 무선 자원 요구 데이터(309)를 평가한다. 블록 406에 나타낸 바와 같이, 각 타겟 셀에 대해서, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 타겟 셀이 핸드오버될 이동 유닛의 필요한 공유 자원 요구들을 수용할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 타겟 셀의 공유 패킷 자원 가용성 데이터와 이동 유닛 무선 자원 요구 데이터를 비교한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 정적 또는 동적으로, 타겟 셀의 공유 패킷 자원 가용성 데이터와 이동 유닛 무선 자원 요구 데이터를 비교할 수도 있다. 예를 들어, 정적으로, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 현재 할당된 자원들만을 주시한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 또한 동적으로 비교를 수행하고, 이 경우에 이동 유닛들이 제거 또는 추가될 수 있는지 여부를 결정하기 위해 다른 이동 유닛들에 의한 소정의 자원들에 대한 트래픽 요구들을 고려한다.
블록 408에 나타낸 바와 같이, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이 기술분야에 공지된 바와 같이 임의의 적절한 우선순위 규칙을 사용하여 타겟 핸드오버 셀들의 우선순위를 정한다. 프로세스는 블록 410에 나타낸 바와 같이, 서비스 중인 셀이 최상의 셀인지 여부를 결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 서비스 중인 셀이 가장 높은 C/I를 갖고 있는 경우, 서비스 중인 셀이 최소의 콘텍스트들이 중지될 것을 요청하는 경우, 또는 이동 유닛에 대한 임의의 다른 적절한 기준. 최상의 셀은 네트워크 퍼스펙티브(perspective)도 가지고 있을 수 있으며, 이것은 다른 사용자들의 트래픽 및 요청된 콘텍스트들 모두를 고려한다. 최상의 셀은 개개의 이동 유닛 퍼스펙티브만이 아니라 시스템 퍼스펙티브로부터 올 수도 있다. 그러하다면, 어떠한 핸드오버도 일어나지 않을 것이다. 그러나, 서비스 중인 셀이 최상의 셀이 아니라면, 프로세스는 블록 412에 나타낸 바와 같이 최상의 셀의 가용 자원들이 이동 유닛에 대한 현재의 셀의 가용 자원들과 동일한지 또는 그에 적절한 것인지 여부를 결정하는 것을 포함한다. 타겟 셀의 가용 자원들이 서비스 중인 셀의 가용 공유 자원들과 동일한 것이 아니면, 프로세스는 블록 414에 나타낸 바와 같이 새로운 할당을 위해 자원들을 변경(부가 또는 감소)하기 위해 이동 유닛과 교섭하는 것을 포함한다. 예를 들어, 이동 유닛이 이동중이고 타겟 셀이 디지털 무선 통신을 필요로 하는 모든 소프트웨어 응용들을 수용할 수 없다면, 기지국 시스템은 응용이 일정 시간 동안 또는 교호적으로 동작을 중지할 수 있는지 결정하기 위해 이동 유닛과 교섭할 것이며, 이동 유닛이 사용하고자 하는 추가 자원들을 타겟 셀이 갖고 있다면, 추가 자원들이 사용될 수 있는지 여부를 이동 유닛에 묻는다. 그러므로, 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 중지시키거나, 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 해제(de-activating)시키거나, 이동 유닛과 연관된 중지된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 재활성화시킴으로써, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대해 시스템은 허용 가능한 이동 유닛 자원들을 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭한다.
블록 416에 나타낸 바와 같이, 적절한 공유 자원들이 결정되었다면, 소스 기지국 시스템은 이동 유닛이 원하는 공유 자원들을 할당할 것을 선택된 타겟 셀에 요청한다. 블록 418에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 이동 유닛에 알리기 위해 소스로부터 이동 유닛으로 핸드오버 명령 패킷들을 전송하는 것을 포함한다. 이것은, 예를 들어, 명령 데이터(318)를 라우터에 전송함으로써 수행된다. 그러면 라우터는 공유 무선 자원 제어기(302)에 의해 제어되는 라우팅 테이블 데이터를 갱신한다. 라우팅 테이블 갱신 데이터(329)는 이동 유닛들에 대한 무선 자원 요구 데이터를 동적으로 갱신할 수 있도록 하는 동적 피드백으로서 작용한다. 예를 들어, 패킷 핸드오버 제어기(304)가 소정의 PDP 콘텍스트를 위해 무선 자원이 사용될 것을 결정할 때, 라우팅 테이블 갱신 데이터(329)는 공유 무선 자원 제어기(302)에 어떤 무선 자원이 더 이상 가용하지 않은지를 알려준다. 블록 420에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 교섭에 기초하여 메모리(308) 내 무선 자원 요구 데이터(309)를 갱신하는 것을 포함한다. 이것은 자원 가용성 갱신 데이터(322)를 패킷 핸드오버 제어기(304)에 전송함으로써 수행되고, 그러면 패킷 핸드오버 제어기(304)는 라우팅 테이블 갱신 데이터(329)에 기초하여 무선 자원 요구 데이터(309)를 갱신한다.
따라서, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여 이동 유닛에 가장 적절한 타겟 셀을 결정한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는, 타겟 셀 선택 후 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대해, 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 기지국 시스템과 같은 타겟 셀 네트워크 소자와 허용 가능한 이동 유닛 자원들을 교섭한다. 이와 같이, 초기 세션이 시작된 후에, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자(12)가 개입하지 않고도, 네트워크 제어된 핸드오버 메카니즘에 의해 자원들의 재교섭이 용이하게 될 수 있다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 다른 이동 유닛과 연관된 저장된 무선 자원 요구 데이터(309)에 기초하여 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당하며, 예를 들어, 다른 이동 유닛은 추가 자원들을 요구할 수도 있고, 핸드오버되는 이동 유닛은 공유 자원을 사용하는 이동 유닛을 위해 공유 자원을 거절당할 수도 있으며, 또는, 대안으로, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 타겟 셀을 떠나려 하거나, 또는 우선순위가 낮거나 실시간 정보 대 비-실시간 데이터와 같이, 통신되고 있는 정보의 유형에 기초한 다른 이동 유닛을 희생시켜 핸드오버되는 이동 유닛이 추가 자원들을 얻을 수 있도록 무선 자원들을 재할당한다. 무선 자원들의 재할당은 셀 내의 다른 이동 유닛의 자원 요구 데이터에 기초할 수도 있고, 또는 셀 밖의 이동 유닛의 자원 요구에 기초할 수도 있다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 셀 폭주 데이터에 기초하여 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 네트워크 소자와 이동 유닛간의 활성 세션의 일 예를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 기지국 시스템과 같은 네트워크 소자는 이 기술분야에 공지되어 있고 또한 블록 500에 나타낸 바와 같이 이동 유닛과의 세션을 활성화한다. 블록 502에 나타낸 바와 같이, 기지국 시스템은 패킷 교환 네트워크에 의해 저장되어 있거나 또는 소정의 이동 유닛에 대해 기지국 시스템에 저장되어 있는 무선 자원 요구 데이터(309)에 기초하여 자원들이 이동 유닛에 대해 가용한지 여부를 결정한다. 자원들이 가용할 경우, 시스템은 블록 504에 나타낸 바와 같이 데이터베이스에 자원 요구 데이터(309)를 저장한다. 이어서 기지국 시스템은 블록 506에 나타낸 바와 같이 무선 자원 요구 데이터(309)에 의해 지정된 공유 패킷 자원들을 할당한다. 이어서, 기지국은 블록 508에 나타낸 바와 같이 필요한 공유 패킷 자원들이 할당되었음을 이동 유닛에 알리고, 이어서 이동 유닛이 정보 패킷들과 통신할 수 있도록 세션을 지속한다.
도 6은 기지국 시스템, 또는 다른 적절한 네트워크 소자에 의해 검출된 폭주에 기초한 핸드오버를 보인 흐름도이다. 블록 600에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 폭주에 기초한 핸드오버가 이동 유닛에 필요한지를 결정하는 것을 포함한다. 이것은, 예를 들어, 각 셀에 대해 BSS에 의해 축적된 트래픽 밀도 정보에 기초하여 결정된다.
도 7은 이동 유닛에 의해 새로운 자원들이 필요한지에 대한 결정에 기초한 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버를 나타낸 흐름도이다. 블록 700에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 추가 공유 패킷 자원들에 대한 이동 유닛에 의한 요청에 기초하여 이동 유닛에 의해 새로운 자원들이 필요한지 결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 이것은 이동 유닛에 대해 새로운 PDP 콘텍스트가 활성화되었고 이동 유닛이 위치되어 있는 현재의 셀이 이 콘텍스트 및 모든 이미 활성화된 콘텍스트들에 대해 충분한 자원들을 갖고 있지 않다면 행해질 수도 있다.
상술된 바와 같이, 패킷 핸드오버 제어기(304)는, 예를 들어, 바람직하게 모든 패킷화된 통신인, 다른 네트워크 핸드오버 제어 장치로의 핸드오버 자원 요청 메시지, 핸드오버 자원 응답 메시지, 핸드오버 요청, 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지, 및 재활성화 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 메시지를 나타내는 데이터를 발생 및 수신한다.
도 3에 도시하지는 않았지만, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)가 추가적인 BSS와 같은 다른 네트워크 소자에 있는 경우, 제 2 네트워크 소자에 의해 액세스 가능한 제 2 메모리는 기지국 시스템과 같은 네트워크 소자에 의해 서비스를 받는 복수의 이동 유닛들에 대해 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터(309)를 포함한다. 따라서, 추가적인 기지국 시스템은 또한 도 3을 참조하여 기술된 것과 실질적으로 동일한 공유 무선 자원 제어기를 구비한 핸드오버 제어기를 포함한다. 복수의 패킷 핸드오버 제어기들이 사용되는 경우, 이들은 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터(309) 및 메모리들 중 하나에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛으로부터 허용 가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭한다. 또한, 기지국 시스템들(14, 16)은 복수의 이동 유닛들과 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷들 및 회로 교환 포맷들 모두를 이용하는 디지털 RF 통신 네트워크 소자의 일부이다.
따라서, 모든 또는 사전 교섭된 활성 PDP 콘텍스트들의 세트 또는 공유 무선 자원 요구 데이터에 대해 보증된 서비스 품질은 핸드오버 완료시 제공될 수도 있다. 핸드오버는 패킷 교환 네트워크 소자와는 무관하게 네트워크 제어되기 때문에, 핸드오버 처리 중에 최소한의 패킷 송수신 두절이 조장될 수도 있다. 또한, 핸드오버는 PDP 콘텍스트들의 서브-세트 또는 슈퍼-세트를 포함할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 폭주 데이터, 공유 자원 가용성, 및 다른 기준에 응답하여, 서비스 취급의 향상에 융통성을 갖도록 핸드오버 중에 서비스 품질 기준의 재교섭이 제공될 수도 있다. 패킷 교환 네트워크 소자를 최소한으로 연관시킴으로써 핸드오버를 보다 빠르게 할 수 있다. 다른 이점들은 이 기술분야에 숙련된 자들에게 명백할 것이다.
본 발명의 여러 가지 면에서 본 발명의 다른 변형예들 및 수정예들이 이 기술분야에 숙련된 자들에게 명백할 것이며, 본 발명은 개시된 특정 실시예들로 한정되는 것이 아님을 알 것이다. 그러므로, 본원에 개시 및 청구된 기본 원리들의 사상 및 범위 내에 있는 어떠한 및 모든 수정예들, 변형예들, 또는 등가물들은 본 발명에 포괄되는 것이다.

Claims (32)

  1. 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치에 있어서:
    가용 공유 자원들을 추적하도록 동작하는 공유 무선 자원 제어기;
    상기 공유 무선 자원 제어기와 동작 가능하게 통신하여, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해, 수신된 데이터 패킷들의 패킷 라우팅(packet routing)을 복수의 이동 유닛들에 제공하는 패킷 핸드오버 제어기를 포함하는 기지국 시스템(BSS); 및
    상기 패킷 핸드오버 제어기에 동작 가능하게 연결되고, 저장된 무선 자원 요구 데이터를 이동 유닛 단위로 포함하는 메모리를 포함하고,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는, 상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여 이동 유닛에 가장 적절한 타겟 셀(target cell)을 결정하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는, 상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에, 허용 가능한 이동 유닛 자원들을, 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대한 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는, 다른 이동 유닛과 연관된 상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 적어도 하나의 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는, 셀 폭주 데이터(cell congestion data)에 기초하여, 적어도 하나의 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당하도록 동작하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는, 다른 네트워크 핸드오버 제어 장치에 대한 핸드오버 자원 질의 메시지, 핸드오버 자원 응답 메시지, 핸드오버 요청, 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지(suspend) 메시지, 및 재활성화 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 메시지 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 발생 및 수신하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유 무선 자원 제어기 및 상기 패킷 핸드오버 제어기는 상기 복수의 이동 유닛들과 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷들 및 회로 교환 포맷들 모두를 이용하는 디지털 RF 통신 네트워크 소자의 일부인, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기에 동작 가능하게 연결되고, 패킷 교환 네트워크 소자로부터 패킷들을 수신하고 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는 패킷 라우터를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유 무선 자원 제어기는 자원 가용성 갱신 데이터에 기초하여 무선 자원 요구 데이터를 갱신하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  11. 적어도 제 1 및 제 2 기지국 시스템(BSS)과 동작 가능하게 통신하는 패킷 교환 데이터 네트워크 소자를 갖는 디지털 무선 시스템에 있어서:
    상기 제 1 기지국 시스템에 의해 동작 가능하게 액세스가능하고, 상기 제 1 BSS에 의해 서비스 받고 있는 복수의 이동 유닛들에 대한 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터를 포함하는 제 1 메모리; 및
    상기 제 2 기지국 시스템에 의해 동작 가능하게 액세스 가능하고, 상기 제 2 BSS에 의해 서비스 받고 있는 복수의 이동 유닛들에 대한 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터를 포함하는 제 2 메모리를 포함하고,
    상기 제 1 기지국 시스템은 제 1 공유 무선 자원 제어기 및 상기 공유 무선 자원 제어기와 동작 가능하게 통신하여, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해, 수신된 데이터 패킷들의 패킷 라우팅을 복수의 이동 유닛들에 제공하는 제 1 패킷 핸드오버 제어기를 포함하고,
    상기 제 2 기지국 시스템은 제 2 공유 무선 자원 제어기 및 상기 제 2 공유 무선 자원 제어기와 동작 가능하게 통신하여, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해, 수신된 데이터 패킷들의 패킷 라우팅을 복수의 이동 유닛들에 제공하는 제 2 패킷 핸드오버 제어기를 포함하는, 디지털 무선 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패킷 핸드오버 제어기들은, 상기 제 1 및 제 2 메모리들 중 하나의 메모리 내의 상기 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 이동 유닛에 가장 적절한 타겟 셀을 결정하는, 디지털 무선 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패킷 핸드오버 제어기들은, 상기 제 1 및 제 2 메모리들 중 하나의 메모리 내의 상기 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에, 허용 가능한 이동 유닛 자원들을, 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대한 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭하는, 디지털 무선 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 BSS는 상기 제 1 메모리에 저장된 상기 동적으로 갱신된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여 상기 제 2 BSS에 대한 핸드오버 공유 자원 질의를 나타내는 데이터를 발생하고, 상기 제 2 BSS는 상기 제 2 BSS의 공유 자원 가용성 데이터에 기초하여 상기 제 1 BSS에 대한 핸드오버 자원 응답을 나타내는 데이터를 발생하고, 상기 제 1 BSS는 상기 패킷 데이터 교환 네트워크 소자에 대해 상기 제 2 BSS로 핸드오버되는 이동 유닛에 대응하는 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지를 나타내는 데이터를 발생하고, 상기 제 2 BSS는 상기 제 1 BSS로부터의 성공적인 핸드오버에 응답하여 상기 패킷 데이터 교환 네트워크 소자에 대해 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 재활성화를 나타내는 데이터를 발생하는, 디지털 무선 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 핸드오버 제어기는, 다른 이동 유닛과 연관된 상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 무선 자원들을 적어도 하나의 이동 유닛에 재할당하는, 디지털 무선 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 핸드오버 제어기는 셀 폭주 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당하도록 동작하는, 디지털 무선 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기지국 시스템들은 상기 복수의 이동 유닛들과 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷들 및 회로 교환 포맷들 모두를 이용하는 디지털 RF 통신 시스템의 일부인, 디지털 무선 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 BSS는, 상기 제 1 패킷 핸드오버 제어기에 동작 가능하게 연결되어, 상기 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로부터 패킷들을 수신하고, 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는 제 1 패킷 라우터를 포함하는, 디지털 무선 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 BSS는, 상기 제 2 패킷 핸드오버 제어기에 동작 가능하게 연결되어, 상기 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로부터 패킷들을 수신하고, 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는 제 2 패킷 라우터를 포함하는, 디지털 무선 시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 공유 자원 제어기는 자원 가용성 갱신 데이터에 기초하여 무선 자원 요구 데이터를 갱신하는, 디지털 무선 시스템.
  21. 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법에 있어서:
    기지국 시스템에 의해, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로부터 패킷 교환 데이터를 수신하는 단계;
    상기 기지국 시스템에 의해, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛들에 패킷 라우팅을 제공함으로써 상기 패킷 교환 데이터를 수신하는 이동 유닛의 기지국 시스템 제어 핸드오버를 제공하는 단계;
    상기 기지국 시스템에 의한 액세스를 위해, 이동 유닛 단위로 무선 자원 요구 데이터를 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여 가장 적절한 타겟 셀을 결정하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에, 허용 가능한 이동 유닛 자원들을, 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대한 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    다른 이동 유닛과 연관된 상기 저장된 무선 자원 요구 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    셀 폭주 데이터에 기초하여, 적어도 하나의 이동 유닛에 무선 자원들을 재할당하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    다른 네트워크 핸드오버 제어 장치에 대한 핸드오버 자원 질의 메시지, 핸드오버 자원 응답 메시지, 핸드오버 요청, 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지, 및 재활성화 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 메시지 중 적어도 하나를 포함하는 메시지들을 발생 및 수신하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 기지국 시스템에 의해, 이동 유닛들과 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷 및 회로 교환 포맷 모두로 데이터를 통신하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 기지국 시스템에 의해, 상기 저장된 공유 무선 자원 요구 데이터에 기초하여, 핸드오버 제어 패킷들을 이동 유닛에 제공하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  30. 제 21 항에 있어서,
    타겟 셀 선택 후에, 허용 가능한 이동 유닛 자원들을, 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대한 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭하는 단계는 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 중지시키는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  31. 제 21 항에 있어서,
    타겟 셀 선택 후에, 허용 가능한 이동 유닛 자원들을, 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대한 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭하는 단계는 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 비활성화(de-activating)하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  32. 제 21 항에 있어서,
    타겟 셀 선택 후에, 허용 가능한 이동 유닛 자원들을, 핸드오버를 위해 지정된 이동 유닛에 대한 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭하는 단계는 이동 유닛과 연관된 중지된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 재활성화하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
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