KR100802154B1

KR100802154B1 - 무선 통신 시스템에서 핸드오버 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100802154B1
Application number: KR1020070003661A
Authority: KR
Inventors: 김종열
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-02-11

Abstract

본 발명은 이종 망간의 핸드오버 방법 및 이를 제공하는 시스템에 관한 것으로서, 현재 휴대 단말기의 배터리 상태를 서빙 기지국 및 코어 네트워크로 전달하면, 코어 네트워크는 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하고, 선정한 타겟 기지국에 따라 핸드오버를 수행하는 수직적 핸드오버 방법 및 시스템을 제공함으로써, 휴대 단말기의 서비스 시간을 연장할 수 있다.

무선 통신 시스템, 이종 망, 핸드오버, 공중 무선망, 휴대 인터넷

Description

무선 통신 시스템에서 핸드오버 방법 및 시스템{System of vertical handover in a wireless communication system and method thereof}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기능이 적용되는 무선 통신 시스템의 구조의 예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구성 예를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수직적 핸드 오버 방법을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 도면.

본 발명은 광대역 무선 접속(BWA, Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 수직적 핸드오버(Vertical handover)를 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현재의 무선 통신 환경에서 사용자에게 데이터 서비스를 제공하기 위해서 일반적으로 사용되는 기술로는, CDMA2000 1xEVDO(Code Division Multiple Access 2000 1x Evolution Data Optimized), GPRS(General Packet Radio Services), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 및 GSM(Global System for Mobile communication) 등과 같은 2.5세대 또는 3세대 셀룰러 이동통신 기술과, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 무선(Wireless) 근거리 통신 네트워크(Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 기술 등으로 나누어진다.

또한 상기한 이동통신 기술들의 진화와 병행하여 IEEE 802.16 기반의 무선 LAN 등과 같은 다양한 근거리 무선 접속 기술들이 등장하고 있다. 상기 근거리 무선 접속 기술들은 공공장소나 학교 등과 같은 핫 스팟(Hot Spot) 지역이나 홈 네트워크(Home Network) 환경에서 케이블 모뎀(cable modem) 또는 xDSL(Digital Subscriber Line)과 같은 유선 통신 망을 대체하면서, 무선 환경에서 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 대안으로서 제시되고 있다.

하지만, 상기에서 설명하는 무선 LAN으로 고속 데이터 서비스를 제공할 경우, 극히 제한된 이동성과 좁은 서비스 영역뿐만 아니라 전파 간섭 등으로 인해 사용자에게 공중망 서비스를 제공하는데 한계가 있다.

따라서 상기와 같은 한계를 극복하기 위한 노력들이 다각도로 이루어지고 있다. 예를 들면, 셀룰러 이동통신 시스템과 무선 LAN의 장단점을 보완한 휴대 인터 넷 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 상기 휴대 인터넷 기술의 대표적인 예로서, 무선 광대역 인터넷(WiBro, Wireless Broadband Internet, 이하 '와이브로'라 칭하기로 한다) 시스템에 대한 연구들이 활발히 진행 중에 있다. 상기 와이브로 시스템은 다양한 형태의 휴대 단말기(Portable Device)를 이용해 실내외의 정지 환경, 보행 속도 및 중/저속(60Km/h 내외) 등의 이동 환경에서 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

현재 휴대 인터넷을 기초로 다양한 서비스가 개발 및 제공되고 있으며, 휴대인터넷 시스템의 서비스 영역이 공중 무선망(예컨대, 셀룰러 이동통신 시스템 등)의 서비스 영역과 중첩됨에 따라, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷 시스템과 공중 무선망 통신 시스템과의 효율적인 핸드오버 방안이 필요하다.

그러나 이러한 휴대 인터넷 시스템(예컨대, 와이브로 시스템)에서는 이종 망간의 핸드오버 방안에 대하여 구체적으로 제시되지 않고 있다. 특히 상기 휴대 인터넷 시스템에서는 휴대 인터넷 시스템 간의 핸드오버 즉, 동종 망간의 핸드오버에 대한 예시만 언급되고 있을 뿐, 이종의 휴대 인터넷 시스템 및 다른 시스템(예컨대, 셀룰러 이동통신 시스템 등) 간의 핸드오버 즉, 이종 망간의 핸드오버에 대한 구체적인 방안에 대해서는 제시되고 있지 않다. 일반적으로 휴대 인터넷 시스템의 기지국을 사용하기 위해서는 타 종의 기지국보다 전류 소모량이 많다. 이러한 이유로 배터리의 잔량이 거의 없는 경우, 휴대 단말기의 서비스 시간을 연장하기 위하여 전류소모가 적은 이종망으로의 핸드오버 할 수 있는 방법이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 휴대 단말기의 배터리 상태를 체크하여 배터리 상태가 좋지 않은 경우, 채널 상태가 좋으며, 소모 전류가 적게 드는 이종망으로 핸드오버를 할 수 있는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법은, 서빙 기지국이 배터리 상태 리포트 요청을 포함하는 채널 측정 리포트 요청 메시지를 휴대 단말기로 전송하는 과정과, 휴대 단말기가 배터리 상태 리포트를 포함하는 채널 측정 리포트 응답 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 서빙 기지국이 채널 측정 리포트 응답 메시지를 코어 네트워크로 전달하는 과정과, 상기 코어 네트워크가 상기 배터리 상태 리포트의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정과, 상기 선정한 타겟 기지국 정보를 상기 서빙 기지국을 통해 상기 휴대 단말기로 전달하는 과정과, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 과정을 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 휴대 단말기의 수직적 핸드오버 방법은, 배터리 상태 리포트 요청을 포함하는 채널 측정 리포트 요청 메시지를 수신하는 과정과, 상기 배터리 상태 리포트를 포함하는 채널 측정 리포트 응답 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국 정보를 수신하여 수직적 핸드오버를 수행하는 과정을 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법은, 서빙 기지국으로부터 휴대 단말기의 배터리 상태 리포트를 수신하는 과정과, 상기 배터리 상태 리포트의 배터리 잔량에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정과, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 통지 메시지를 전송하는 과정과, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 통지 응답 메시지를 수신하는 과정과, 상기 핸드오버통지 응답 메시지에 긍정 신호가 포함된 경우, 상기 타겟 기지국의 정보를 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

상기 배터리 상태 리포트는 상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보는 만충 상태, 일반 상태, 저전압 상태 및 임계 상태인 것을 특징으로 한다.

상기 코어 네트워크가 상기 배터리 상태 리포트의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정은, 배터리 상태가 임계 상태인 경우, 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 타겟 기지국을 선정하는 것이 바람직하다. 또한, 배터리 상태가 저전압 상태인 경우, 동종망 및 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 타겟 기지국을 선정하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템은, 배터리 상태 리포트를 포함하는 채널 측정 리포트 응답 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 휴대 단말기와, 상기 채널 측정 리포트 응답 메시지를 수신하고, 수신한 채널 측정 응답 메시지를 전송하는 서빙 기지국 및 상기 채널 측정 응답 메시지의 배터리 상태 리포트를 수신하여 상기 휴대 단말기의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 코어 네트워크를 포함한다.

상기 서빙 기지국은 배터리 상태 리포트를 요청하는 채널 측정 리포트 요청 메시지를 상기 휴대 단말기로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 코어 네트워크는 배터리 상태가 임계 상태인 경우, 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 상기 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 코어 네트워크는 배터리 상태가 저전압 상태인 경우, 동종 및 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 상기 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 한다.

상기 휴대 단말기는 상기 코어 네트워크가 선정한 타겟 기지국으로 수직적 핸드오버하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 외의 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 하거나, 명확히 하기 위하여 생략할 것이다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

예컨대, 이하에서 설명하는 이종망간의 핸드오버 방법은 휴대 인터넷(예컨대, 와이브로(wibro) 등)망 및 공중 무선망(예컨대, 셀룰러 이동 통신망 등)을 이용한다. 하지만, 본 발명의 이종 망간의 핸드오버 방법이 이러한 망 또는 이러한 망을 지원하는 시스템들에 한정되지는 않는다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 이종 망간의 핸드오버 방법은 상술한 휴대 인터넷 및 공중 무선망 및 이를 지원하는 시스템뿐만 아니라, 휴대 인터넷 시스템과 유사한 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.1x, IEEE 802.2x 기반의 무선 랜과 같이 가입자에게 IP(Internet Protocol) 기반의 패킷 서비스를 제공할 수 있는 망을 포함하며, 또한 공중 무선망은 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General packet radio service), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), UMTS(Universal mobile telecommunications system), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband code division multiple access), Wi-Fi 및 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 등의 통신망을 포함할 수 있으며, 상술한 통신망들의 확장된 형태 및 변형된 형태들에 있어서도 다양하게 응용할 수도 있을 것이다.

또한 이하에서는 발명의 요지를 명확히 하고, 그 설명 및 이해의 편의를 돕기 위하여, 휴대 단말기는 일반 이동 통신망은 물론 무선 랜이나 휴대 인터넷과 같은 통신망에 접속할 수 있는 적어도 듀얼 모드(Dual Mode) 이상을 지원하는 단말기를 이용할 수 있다.

또한 이하에서 설명하는 "서빙(Serving) 기지국(BS, Base Station)" 또는 "서빙 무선 접속국(Radio Access Station, 이하 'RAS'라 칭하기로 한다)"의 의미는 휴대 단말기가 현재 속해있는 기지국 또는 RAS로서 상기 휴대 단말기에 현재 서비스를 제공하는 해당 기지국 또는 RAS를 나타낸다. 즉, 서빙 기지국은 공중 무선망에서 휴대 단말기에 현재 서비스를 제공하는 기지국을 의미하며, 서빙 RAS는 휴대 인터넷 망에서 휴대 단말기에 현재 서비스를 제공하는 기지국을 의미한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기지국 및 RAS를 '기지국'이라 통칭하기로 한다.

또한 이하에서 설명되는 "타겟(Target) 기지국"의 의미는 상기 휴대 단말기가 상기 서빙 기지국에서 이동하여 즉, 핸드오버 하여 서비스를 연속해서 제공받고자 하는 기지국을 의미한다.

이하에서 설명하는 이종 망간의 핸드오버는 특성이 다른 두 종류 이상의 네트워크들이 혼재되어 있는 유무선 네트워크(Overlay Network)에서 휴대 단말기가 현재 네트워크에서 종류가 다른 네트워크로 핸드오버 하는 것을 나타낸다.

또한 본 발명의 실시 예에서는 상기 휴대 단말기를 듀얼 모드 이상을 지원하는 이동통신 단말기를 예로 하여 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 상기 휴대 단말기는 상술한 듀얼 모드 이상을 지원하는 단말기로서, 바람직하게는 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 단말기, CDMA(Code Division Multiple Access) 단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 단말기, GSM(Global System for Mobile communication) 단말기, UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기, 셀룰러 폰, 팜탑(Palmtop) 컴퓨터 및 노트북 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

제안하는 본 발명의 실시 예에서는 휴대 인터넷 기술의 대표적인 무선 광대역 인터넷(WiBro, Wireless Broadband Internet, 이하 통칭하여 '휴대 인터넷'이라고 한다.)망과 공중 무선망(예컨대, GPRS, WCDMA, HSDPA, 및 Wi-Fi망 등) 간의 핸드오버 즉, 이종 망간의 핸드오버 방안을 제안하며, 수직적(Vertical) 핸드오버와 혼용해서 사용하기로 한다.

그러면 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 기능이 적용되는 시스템 및 휴대 단말기의 예를 하기 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기능이 적용되는 무선 통신 시스템의 구조의 예를 도시한 도면이다. 특히, 상기 도 1에서는 휴대 인터넷 시스템과 공중 무선망 통신 시스템이 중첩된 구조의 예를 나타낸다.

상기 도 1을 참조하면, 휴대 인터넷 시스템(300)은 크게 휴대 단말기(100)와 무선으로 통신을 수행하는 RAS들(310, 330)과 RAS들의 기능을 제어하는 역할을 하는 접속 제어 라우터(Access Control Router, 이하 'ACR'이라 칭하기로 한다)(350) 및 상기 휴대 인터넷 시스템(300)과 외부 다른 시스템과의 서비스 연동을 중계하는 코어 네트워크(CN, Core Network)(400) 등을 포함한다.

ACR들(310, 330) 각각은 코어 네트워크(CN, Core Network)(400)와 상기 RAS 들(310) 사이에 위치하는 시스템으로서, 수렴 서브 레이어(CS, Convergence Sublayer) 기능, 자동 재전송(ARQ, Automatically Request) 처리 기능 및 핸드오버 제어 기능 등을 수행한다. 또한 ACR들(3110, 330)은 상기 코어 네트워크(400)와의 인터페이스(interface)를 제공한다.

코어 네트워크(400)는 ACR들(310, 330)의 위치 정보 등을 파악함과 아울러, 주변의 이종 망(예컨대, 공중 무선망(500))에 대한 위치 정보를 파악하고, 휴대 단말기(100)의 휴대 인터넷 시스템(300)에서 공중 무선망(500)으로의 핸드오버 또는 공중 무선망(500)에서 휴대 인터넷 시스템(300)으로의 핸드오버에 필요한 접속 관련 정보의 중계를 담당한다.

RAS들(310, 330) 각각은 ACR(350)과 휴대 단말기(100) 간에 위치하는 시스템으로서, 무선 접속 규격 예컨대, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 규격에 준하는 무선 접속 인터페이스를 제공한다. 따라서 휴대 단말기(100)는 상기와 같은 무선 접속 규격에 따라 RAS들(310, 330)에 접속하여 통신을 수행한다.

또한 상기 도 1에서는 도시하지 않았으나 상기 휴대 단말기(100)는 상기 공중 무선망(500)에 접속하여 통신을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 휴대 단말기(100)는 서로 다른 통신 시스템과 통신하기 위한 적어도 듀얼 모드(Dual Mode) 이상을 지원하는 것을 가정한다.

이러한 휴대 단말기(100)의 구성 예는 후술하는 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다. 그리고 공중 무선망(500)은 공중 무선망 통신 시스템에 의해 형성되는 상기 휴대 인터넷 시스템과는 다른 종류의 망을 대표하여 나타낸 것이다. 이하에서는 공중 무선망 또는 공중 무선망 통신 시스템의 용어를 설명의 편의를 위하여 혼용하여 기재하나 이는 동일한 시스템을 나타내며, 특히 상기 휴대 인터넷 시스템(300)과는 다른 종류의 모든 통신 시스템의 망을 통칭하여 나타내는 것임에 유의하여야 한다.

이러한 공중 무선망(500)은 데이터망 서비스를 포함하는 경우 상기 휴대 단말기(100)와 무선 구간 통신을 지원하는 기지국, 상기 기지국을 제어하기 위한 기지국 제어기(BSC, Base Station Controller) 및 하나 이상의 기지국 제어기와 연결되어 호 교환을 수행하기 위한 교환기(MSC, Mobile Switching Center) 등을 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구성 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기능이 적용되는 휴대 단말기(100)는 듀얼 모드(Dual mode) 이상을 지원하기 위하여 상기 도 2에 도시된 바와 같이 안테나(110), 휴대 인터넷 서비스를 위한 제1 모듈(120), 공중 무선망 통신 서비스를 위한 제2 모듈(130) 및 공통 모듈(140)을 포함한다.

상기 안테나(110)는 공중 무선망 통신 서비스를 위한 주파수 대역과 휴대 인터넷 서비스를 위한 주파수 대역을 동시에 처리 가능하다. 상기 도 2에서는 상기 안테나(110)를 하나의 구성으로 도시하였으나, 각각의 시스템에 대응하여 듀얼 안테나 이상으로 구성될 수 있음은 물론이다.

휴대 인터넷 서비스를 제공하기 위한 상기 제1 모듈(120)은 각각의 주파수를 구분하여 처리하는 밴드 패스 필터로 동작하는 듀플렉서(122), 송수신 전파를 정해진 주파수 대역으로 분리하는 제1 무선 송수신부(124) 및 휴대 인터넷 시스템(300)과의 무선 구간 프로토콜을 처리하는 제1 모뎀부(126) 등을 포함한다.

공중 무선망 통신 서비스를 제공하기 위한 상기 제2 모듈(130)은 각각의 주파수를 구분하여 처리하는 밴드 패스 필터로 동작하는 듀플렉서(132), 송수신 전파를 정해진 주파수 대역으로 분리하는 제2 무선 송수신부(134) 및 공중 무선망 통신 시스템(400)과의 무선 구간 프로토콜을 처리하는 제2 모뎀부(136) 등을 포함한다.

상기 공통 모듈(140)은 제1 모뎀부(126) 및 제2 모뎀부(136)를 제어하기 위한 중앙 처리 장치로 동작하고 멀티미디어 기능을 수행하는 어플리케이션 프로세서, 메모리, 입출력부, 기타 응용 처리부 및 상기 각 구성간의 신호흐름 및 제어를 수행하는 제어부 등을 포함할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 상기 휴대 단말기(100)는 두 개 이상의 통신 접속 모드를 지원한다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 수직적 핸드 오버 방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수직적 핸드 오버 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도면을 설명하기에 앞서, 제1 기지국(310)은 현재의 서빙 기지국이며, 제2 기지국(500)은 이종망의 기지국이며, 제1 기지국(310) 보다 전류가 적게 소모되는 망의 기지국이라고 가정한다.

도 3을 참조하면, 제1 기지국(200)은 S301 단계에서 배터리 상태 요청(Battery Status Request)을 포함하는 채널 측정 리포트 요청(REP-REQ : Channel measurement Report Request, 이하, 'REP-REQ'라 한다.) 메시지를 휴대 단말 기(100)로 전송한다.

REP-REQ 메시지는 기지국이 수신전계강도(RSSI, Received Signal Strength Indicator, 이하, 'RSSI'라고 한다.), 신호대간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'라고 한다) 등의 채널 측정 리포트(Channel measurement reports)를 요청할 때 전송한다. 본 발명의 실시 예에서는 배터리 상태 정보의 요청을 위하여 REP-REQ 메시지에 배터리 상태 요청(Battery Status Request) 필드를 포함시킨다.

하기의 <표 1>은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 상태 리포트 요청을 위한 정보 필드를 내용을 설명하기 위한 것이다.

name	Type	Length	Value

Battery Status Request	1.9	1	Bit #0: 1 - The status of MS battery requested Bit #1-7: Reserved, shall be set to zero

상기 <표 1>에 나타난 바와 같이, REP-REQ 메시지의 정보 필드로 배터리 상태 요청 필드를 추가로 정의하였다. 이러한 정보 필드를 이용하여 배터리 상태 리포트를 요청하기 위해서는 그 정보 필드의 첫 번째 비트(Bit #0)를 "1"로 설정하여 전송한다. 그러면, 휴대 단말기(100)는 상기 정보 필드의 첫 번째 비트를 해독하여 제1 기지국(310)으로부터의 배터리 상태 요청을 인식할 수 있다. 한편, 배터리 상태 요청 필드의 첫 번째 비트(Bit #0)가 "0"으로 설정된 경우 휴대 단말기(100)는 일반 적인 채널의 상태만 되돌릴 것이다.

배터리 상태 리포트 요청을 인식한 휴대 단말기(100)는 S303 단계에서 배터리 잔량을 측정하고, 이를 정규화(normalized)한다. REP-REQ 메시지를 통해 배터리 상태 리포트 요청을 수신할 때마다, 휴대 단말기(100)는 배터리의 상태를 측정하여 측정한 값을 정규화한다. 이러한 배터리 잔량의 정규화 값은 배터리 상태 리포트 필드(Battery Status Report)에 반영된다.

하기의 <표 2>는 배터리의 잔량의 정규화 값을 설명하기 위한 것이다.

Value	State	Action
0	Full Charged Battery	None
1	Normal Charged Battery	None
2	Low State Battery	VHO 여부 판단해야함.
3	Critical State Battery	배터리 상태를 고려하여 VHO 수행함

상기 <표 2>에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 배터리의 상태를 4단계로 정규화한다. 각 4단계는 배터리가 완전히 충전된 만충 상태(Full Charged Battery)에서 일반 상태(Normal Charged Battery), 저전압 상태(Low State Battery), 및 임계 상태(Critical State Battery)로 순차로 배터리의 잔량이 적어짐을 의미하며, 일반적인 휴대 단말기의 배터리 상태 표시 아이콘을 기준으로 설정할 수 있다.

특히, 임계 상태인 경우 배터리가 거의 남아 있지 않은 상태를 의미한다. 이러한 임계 상태는 배터리 상태 아이콘에 한 칸도 남지 않은 상황을 상정할 수 있다. 이러한 정규화의 기준은 설정한 바에 따라 달라질 수 있음은 당연하다.

다음으로, 휴대 단말기(100)는 수신한 REP-REQ 메시지에 수록된 측정 요청(여기서는 배터리 상태 측정 리포트 요청을 포함한다.)에 대한 응답으로, S305 단계에서 배터리 상태 리포트(Battery Status Report) 필드를 포함하는 채널 측정 리포트 응답(REP-RSP, Channel measurement Report Response, 이하, REP-RSP라 한다.) 메시지를 송신한다.

배터리 상태 리포트 필드는 배터리 잔량을 상기 <표 2>에서 설명한 바와 같이 정규화한 값을 반영한 것이다. 여기서, 배터리 잔량은 채널 측정 리포트 요청 메시지를 수신한 때의 휴대 단말기의 배터리 충전 상태이다.

하기의 <표 3>은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 상태 리포트 필드를 설명하기 위한 것이다.

name	Type	Length	Value

Battery Status Report	6.4	1	Bit #0: 1 - Battery status is 0 (Full Charged Battery) Bit #1: 1 - Battery status is 0 (Normal Charged Battery) Bit #2: 1 - Battery status is 0 (Low State Battery, VHO check recommended) Bit #3: 1 - Battery status is 0 (Critical State Battery, VHO check should be needed) Bit #4-7: Reserved, shall be set to zero

상기 <표 3>에 나타난 바와 같이, 배터리 상태 리포트 필드는 정규화된 배터리 상태에 대응하도록 Bit #0 내지 Bit #4까지 비트 값을 할당하고, 해당 배터리 상태를 나타내도록 대응하는 비트 값을 "1"로 설정할 수 있다. 그리고 채널 측정 리포트 응답 메시지에 비트 값을 설정한 배터리 상태 리포트를 포함시켜 전송한다.

여기서, 현재 휴대 단말기의 배터리 상태가 임계 상태(Full Charged Battery)라고 가정한다. 그러면, 배터리 상태 리포트 필드의 네번째 비트(bit #3)를 "1"로 설정하고, 나머지 비트를 "0"으로 설정하여 전송한다. 그러면, 배터리 상태 리포트 필드를 해석하는 제1 기지국(310) 또는 코어 네트워크(400)는 휴대 단말기(100)의 배터리 상태를 알 수 있다.

다음으로, REP-RSP 메시지를 수신한 제1 기지국(310)은 S307 단계에서 휴대 단말기(100)의 배터리 상태 리포트를 코어 네트워크(400)로 전달한다. 그러면, 코어 네트워크(400)는 배터리 상태 리포트에 따라 수직적 핸드오버를 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 배터리의 상태에 따라 수직적 핸드오버를 수행하거나, 그렇지 않을 수 있다.

여기서, 휴대 단말기(100)의 배터리 상태가 만충 상태 및 일반 상태인 경우 수직적 핸드오버를 수행할 필요가 없다. 한편, 저전압 상태인 경우 기지국의 채널 상태를 고려하여 동종 및 이종의 기지국으로 핸드오버를 수행한다. 그리고 임계 상태인 경우 수직적 핸드오버를 강제한다. 일반적으로 휴대 인터넷 기지국은 이종의 기지국 보다 전류 소모가 크다. 이러한 이유로 본 발명의 실시 예에서는 임계 상태인 경우 전류 소모가 적은 이종의 기지국으로 수직적 핸드오버를 강제한다.

여기서, 배터리의 상태가 임계 상태이므로, 코어 네트워크(400)는 S311 단계에서 기 저장된 이종망의 인접 기지국 정보를 참조하여 핸드오버 가능한 기지국을 선정한다. 그런 다음, 코어 네트워크(400)는 선정된 기지국으로 S313 단계에서 수직적 핸드오버 통지(Vertical handover notification, 이하 VHO_notification이라 한다.) 메시지를 전송한다. 여기서, 선정된 기지국은 제3 기지국(500)이라고 가정한다.

현재 휴대 단말기(100)는 배터리의 잔량이 적은 이유로, 전류 소모가 적은 이종망으로 수직적 핸드오버하려하며, 소모 전류를 줄이기 위해 RSSI 등의 채널 상태가 좋은 기지국으로 이동하여야한다. 따라서 VHO_notifiction 메시지는 휴대 단말기(100)가 요구하는 채널 상태에 대한 요구사항을 포함한다. 이러한 VHO_notification 메시지를 수신한 제3 기지국(500)은 휴대 단말기(100)가 요구하는 채널 상태를 지원할 수 있는지 판단한다.

상기 판단 결과 휴대 단말기의 요구 사항을 만족할 수 있으면, 제3 기지국(500)은 S315 단계에서 VHO_notification_response 메시지에 긍정(ACK, acknowledge, 이하 ACK라 한다.) 신호를 포함하여 전송한다. 만일, 휴대 단말기(100)의 요구사항을 충족시킬 수 없는 경우, 제3 기지국(500)은 부정(NACK, non acknowledge, 이하 NACK라 한다.) 신호를 상기 메시지에 포함시켜 전송한다. NACK 신호를 포함하는 이유는 휴대 단말기의 요구 사항 외로 기지국 자체의 원인으로 NACK 신호를 포함할 수 있다.

다음으로, 코어 네트워크(400)는 S317 단계에서 ACK 신호를 송신한 타겟 기지국 정보를 제1 기지국(310)으로 전달한다. 그러면, 제1 기지국(310)은 핸드오버 가능한 타겟 기지국을 제3 기지국(500)으로 인식할 수 있다. 그리고 제1 기지국(310)은 S317 단계에서 타겟 기지국 정보를 포함하는 핸드오버 응답(mobile hand over response, 이하 MOB_BSHO-RSP라 한다.) 메시지를 휴대 단말기(100)로 전송한다. 여기서, 타겟 기지국 정보에 하나의 기지국만이 포함되었지만 다수의 기지국이 포함될 수 있다.

다음으로, 휴대 단말기(100)는 MOB_BSHO-RSP 메시지에 대한 응답으로 S319 단계에서 핸드오버 지시(mobile handover indication, 이하 MOB_HO-IND라 한다.) 메시지를 제1 기지국(310)으로 전송한다. 휴대 단말기(100)는 MOB_HO-IND 메시지로 핸드오버를 최종 결정할 수 있다.

여기서, 휴대 단말기(100)는 MOB_HO-IND 메시지의 HO_IND type 필드의 값을 '0b00'(serving BS release)으로 하여 전송함으로써 제1 기지국(310)과의 연결 정보 및 연결을 해제(release)하도록 할 수 있다. 그리고 휴대 단말기(100)는 MOB_HO-IND 메시지에 핸드오버 할 기지국, 즉 타겟 기지국인 제3 기지국(500)의 식별자(Target_BS_ID)를 포함하여 전송한다.

본 발명의 실시 예에서는 타겟 기지국 정보에 제3 기지국(500)으로 가정하여 설명하였지만, 제1 기지국(310)은 S323 단계에서 타겟 기지국 정보에 복수개의 기지국 정보를 포함한 MOB_BSHO-RSP 메시지를 휴대 단말기(100)로 전송할 수 있으며, 이러한 경우 휴대 단말기(100)는 MOB_HO-IND 메시지를 통해 타겟 기지국 정보의 어느 하나의 기지국을 타겟 기지국으로 선택할 수 있다.

제1 기지국(310)은 MOB_HO-IND 메시지를 수신하면 휴대 단말기(100)가 제3 기지국(500)으로 핸드오버 할 것임을 인식하고, S327 단계에서 휴대 단말기(100)와 설정된 현재의 연결 정보 및 연결을 해제(release)한다. 연결 정보 및 연결의 해제는 MOB_HO-IND 메시지 수신 즉시 실행하거나, 제3 기지국(500)으로부터 핸드오버 절차가 완료되었다는 통보를 받을 때까지 미리 설정한 설정 시간 동안 연결 정보를 유지할 수 있다.

다음으로, 휴대 단말기(100)는 S321 단계에서 제3 기지국(500)과 연결하는 수직적 핸드오버 과정을 수행한다. 여기서, 수직적 핸드오버는 이종망의 종류에 따라 여러 가지 방법으로 진행될 수 있으므로 그 자세한 설명은 생략하도록 한다.

이하로는 전술한 바와 같은 수직적 핸드오버 방법을 휴대 단말기의 입장에서 살펴보기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 휴대 단말기(100)는 S401 단계의 대기 모드 수행 중에 있다.

현재 휴대 단말기(100)의 서빙 기지국인 제1 기지국(310)은 채널 상태 측정을 위하여 REP-REQ 메시지를 전송할 수 있다. 그러면, 휴대 단말기(100)는 S403 단계에서 이를 수신하고, S405 단계에서 수신한 REP-REQ 메시지의 Battery Status Request 필드를 검색한다.

상기 검색 결과 Bit #0의 값이 "1"인 경우, 휴대 단말기(100)는 배터리 상태 리포트 요청을 인식하여 S407 단계로 진행한다. 한편, Bit #0의 값이 "0"인 경우 휴대 단말기(100)는 S409 단계로 진행하여 일반적인 REP-REQ 메시지에 의거한 채널 정보를 수집하여 REP-RSP 메시지를 통해 제1 기지국으로 전송한다.

S407 단계에서, 휴대 단말기(100)는 배터리의 잔량을 측정하여 4단계로 정규화한다. 각 4단계는 만충 상태, 일반 상태, 저전압 상태, 및 임계 상태로 구성된다.

다음으로, 휴대 단말기(100)는 수신한 REP-REQ 메시지에 대한 응답으로 S411 단계에서 배터리 상태 리포트 필드를 포함하는 REP-RSP 메시지를 제1 기지국(310)으로 전송한다. 이때, 휴대 단말기(100)는 배터리 잔량의 정규화 값에 대응하도록 배터리 상태 리포트 필드의 Bit #0 내지 Bit #4 중 어느 하나의 비트 값을 "1"로 설정하여 전송한다. 예컨대, 현재 휴대 단말기(100)의 배터리 상태가 임계 상태(Critical State Battery)이면, 네번째 비트(bit #3)를 "1"로 설정하고, 나머지 비트를 "0"으로 설정하여 전송한다.

다음으로, REP-RSP 메시지를 수신한 제1 기지국(310)은 이를 코어 네트워크(400)로 전달한다. 배터리 상태 리포트 필드를 수신하여 해석하는 제1 기지국(310) 또는 코어 네트워크(400)는 휴대 단말기(100)의 배터리 상태를 알 수 있다. 이러한 이유로 코어 네트워크(400)는 배터리 상태 리포트 및 기 저장한 인접 기지국 정보를 참조하여 타겟 기지국을 선정한다. 그리고 코어 네트워크(400)는 선정한 타겟 기지국에 대한 정보를 제1 기지국(310)을 통해 휴대 단말기(100)로 전송한다. 이때, 타겟 기지국 정보는 MOB_BSHO-RSP 메시지를 통해 휴대 단말기(100)로 전송된다. 타겟 기지국을 선정하는 방법은 하기에서 자세히 설명하기로 한다.

다음으로, 휴대 단말기(100)는 S413 단계에서 MOB_BSHO-RSP 메시지를 수신하고, 이에 대한 응답으로 S415 단계에서 MOB_HO-IND 메시지를 제1 기지국(310)으로 전송한다. 여기서, 휴대 단말기(100)는 MOB_HO-IND 메시지에 핸드오버 할 기지국, 즉 타겟 기지국인 제3 기지국(500)의 식별자(Target_BS_ID)를 포함하여 전송한다.

제1 기지국(310)은 MOB_HO-IND 메시지를 수신하면 휴대 단말기(100)가 제3 기지국(500)으로 핸드오버 할 것임을 인식하고, 휴대 단말기(100)와 설정된 현재의 연결 정보 및 연결을 해제(release)한다.

다음으로, 휴대 단말기(100)는 S417 단계에서 제3 기지국(500)과 연결하는 수직적 핸드오버 과정을 수행한다. 여기서, 수직적 핸드오버는 이종망의 종류에 따라 여러 가지 방법으로 진행될 수 있으므로 그 자세한 설명은 생략하도록 한다.

이하로는 전술한 바와 같은 수직적 핸드오버 방법을 코어 네트워크 및 기지국의 입장에서 살펴보기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코어 네트워크의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 코어 네트워크(400)는 S501 단계에서 제1 기지국(310)으로부터 휴대 단말기(100)의 배터리 상태 리포트(Battery Status Report)를 수신한다. 이러한 배터리 상태 리포트를 수신한 코어 네트워크(400)는 S503 단계에서 배터리 상태 리포트를 해독하여 배터리 잔량을 파악한다. 그리고 코어네트 워크(400)는 배터리 잔량에 따라 타겟 기지국을 결정한다.

배터리 상태가 저전압 상태(#2)인 경우, 코어 네트워크(400)는 S405 단계에서 기 저장한 동종 및 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태가 좋은 기지국을 타겟 기지국으로 선택할 수 있다. 여기서, 채널 상태는 인접 기지국으로부터 수신하는 파일럿 채널 신호의 RSSI, CINR, 지연 시간 등을 고려할 수 있다.

한편, 배터리 상태가 임계 상태(#3)인 경우, 코어 네트워크(400)는 S407 단계에서 기 저장한 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태가 좋은 기지국을 타겟 기지국으로 선택할 수 있다. 즉, 임계 상태인 경우 수직적 핸드오버를 강제한다. 이러한 이유는 휴대 인터넷 기지국의 경우 타 망에 비해서 전류 소모가 많으므로, 전류 소모가 적은 이종망으로 핸드오버하게 함으로써, 휴대 단말기(100)의 서비스 시간을 연장하기 위함이다.

그리고 배터리 상태가 만충 상태(#0) 및 일반 상태(#1)인 경우, 코어 네트워크(400)는 핸드오버를 하기 위한 동작을 수행하지 않는다.

S405 단계 또는 S407 단계에서 타겟 기지국을 선정한 코어 네트워크(400)는 S409 단계에서 VHO_notification 메시지를 선정한 타겟 기지국으로 전송하고, S411 단계에서 이에 대응하는 VHO_notification_response를 수신한다.

그리고, VHO_notification_response 메시지에 ACK 신호가 포함된 경우, 코어 네트워크는 S413 단계에서 ACK 신호를 포함하여 전송한 타겟 기지국 정보를 제1 기지국(310)으로 전송한다. 그러면, 제1 기지국(310)과 휴대 단말기(100)는 타겟 기지국 정보를 토대로 수직적 핸드오버를 수행 할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 채널 상태가 좋으며, 소모 전류가 적게 드는 이종망으로의 핸드오버를 통해 휴대 단말기(100)의 서비스 지속시간을 늘릴 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 휴대 단말기의 배터리 상태를 체크하여 배터리 상태가 좋지 않은 경우, 채널 상태가 좋으며, 소모 전류가 적게 드는 이종망으로 핸드오버를 유도함으로써, 휴대 단말기의 서비스 지속 시간을 늘릴 수 있다. 따라서 휴대 단말기의 사용을 늘릴 수 있는 이점이 있다.

Claims

무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법에 있어서,

서빙 기지국이 배터리 상태 리포트 요청을 포함하는 채널 측정 리포트 요청 메시지를 휴대 단말기로 전송하는 과정과,

휴대 단말기가 배터리 상태 리포트를 포함하는 채널 측정 리포트 응답 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하는 과정과,

상기 서빙 기지국이 채널 측정 리포트 응답 메시지를 코어 네트워크로 전달하는 과정과,

상기 코어 네트워크가 상기 배터리 상태 리포트의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정과,

상기 선정한 타겟 기지국 정보를 상기 서빙 기지국을 통해 상기 휴대 단말기로 전달하는 과정과,

상기 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 배터리 상태 리포트는

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보인 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보는

만충 상태, 일반 상태, 저전압 상태 및 임계 상태인 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 코어 네트워크가 상기 배터리 상태 리포트의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정은,

배터리 상태가 임계 상태인 경우, 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 코어 네트워크가 상기 배터리 상태 리포트의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정은,

배터리 상태가 저전압 상태인 경우, 동종망 및 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 방법.
휴대 단말기의 수직적 핸드오버 방법에 있어서,

배터리 상태 리포트 요청을 포함하는 채널 측정 리포트 요청 메시지를 수신하는 과정과,

상기 배터리 상태 리포트를 포함하는 채널 측정 리포트 응답 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 과정과,

상기 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국 정보를 수신하여 수직적 핸드오버를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 6에 있어서,

상기 배터리 상태 리포트는

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 7에 있어서,

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보는

만충 상태, 일반 상태, 저전압 상태 및 임계 상태인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수직적 핸드오버 방법.
코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법에 있어서,

서빙 기지국으로부터 휴대 단말기의 배터리 상태 리포트를 수신하는 과정과,

상기 배터리 상태 리포트의 배터리 잔량에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정과,

상기 타겟 기지국으로 핸드오버 통지 메시지를 전송하는 과정과,

상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 통지 응답 메시지를 수신하는 과정과,

상기 핸드오버 통지 응답 메시지에 긍정 신호가 포함된 경우, 상기 타겟 기지국의 정보를 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 9에 있어서,

상기 배터리 상태 리포트는

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보인 것을 특징으로 하는 코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 10에 있어서,

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보는

만충 상태, 일반 상태, 저전압 상태 및 임계 상태인 것을 특징으로 하는 코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 10에 있어서,

상기 배터리 상태 리포트의 배터리 잔량에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정은,

배터리 상태가 임계 상태인 경우, 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 상기 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법.
청구항 10에 있어서,

상기 배터리 상태 리포트의 배터리 잔량에 따라 타겟 기지국을 선정하는 과정은,

배터리 상태가 저전압 상태인 경우, 동종 및 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 상기 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크의 수직적 핸드오버 방법.
무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템에 있어서,

배터리 상태 리포트를 포함하는 채널 측정 리포트 응답 메시지를 서빙 기지국으로 전송하는 휴대 단말기;

상기 채널 측정 리포트 응답 메시지를 수신하고, 수신한 채널 측정 응답 메시지를 전송하는 서빙 기지국; 및

상기 채널 측정 응답 메시지의 배터리 상태 리포트를 수신하여 상기 휴대 단 말기의 배터리 상태에 따라 타겟 기지국을 선정하는 코어 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템.
청구항 14에 있어서,

상기 배터리 상태 리포트는

상기 배터리의 잔량을 4단계로 정규화한 정보인 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템.
청구항 15에 있어서,

상기 서빙 기지국은

배터리 상태 리포트를 요청하는 채널 측정 리포트 요청 메시지를 상기 휴대 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템.
청구항 15에 있어서,

상기 코어 네트워크는

배터리 상태가 임계 상태인 경우, 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 상기 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템.
청구항 15에 있어서,

상기 코어 네트워크는

배터리 상태가 저전압 상태인 경우, 동종 및 이종망의 인접 기지국 중 채널 상태를 고려하여 상기 타겟 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템.
청구항 15에 있어서,

상기 휴대 단말기는

상기 코어 네트워크가 선정한 타겟 기지국으로 수직적 핸드오버하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 통신 시스템의 수직적 핸드오버 시스템.