KR101149973B1

KR101149973B1 - Ｗｉｍａｘ 네트워크와 다른 네트워크들 간의 상호 연동 및 핸드오버

Info

Publication number: KR101149973B1
Application number: KR1020107020958A
Authority: KR
Inventors: 창홍 샨
Original assignee: 인텔 코오퍼레이션
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2012-05-31
Also published as: CN101960880B; CN101960880A; WO2009121201A1; KR20100120687A; JP2011517164A; EP2269400A1; US20110003595A1; EP2269400A4; JP5298356B2

Abstract

WiMAX와 다른 네트워크들 간의 핸드오버를 관리하는 기술들이 설명된다.

Description

ＷＩＭＡＸ 네트워크와 다른 네트워크들 간의 상호 연동 및 핸드오버{INTERWORKING AND HANDOVER BETWEEN WIMAX NETWORKS AND OTHER NETWORKS}

본 발명은 일반적으로 무선 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 네트워크들 사이에서의 핸드오버에 관한 것이다.

WiMAX 네트워크와 다른 네트워크들 사이에서 핸드오버(handover)를 수행하고 상호 연동(interwork)하는 기술들은 유용할 수 있다.

발명의 상세한 설명은 명세서에 수반되는 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1a는 발명의 실시예들에 따라 WiMAX 네트워크에서의 데이터 경로(data path)를 도시하는 개략적인 도면.
도 1b는 발명의 실시예들에 따라 WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 핸드오버 절차를 도시하는 개략적인 도면.
도 1c는 발명의 실시예들에 따라 GPRS/UMTS 네트워크에서의 데이터 경로를 도시하는 개략적인 도면.
도 2는 발명의 실시예들에 따라 WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 핸드오버 절차를 도시하는 개략적인 도면.
도 3 내지 도 7은 발명의 실시예들에 따라 WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 상호 연동하는 절차들을 도시하는 개략적인 도면.
도 8 및 도 9는 발명의 실시예들에 따라 WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 상호 연동하는 절차들을 도시하는 개략적인 도면.

본 명세서에는 WiMAX 네트워크와 다른 네트워크들 사이의 핸드오버 및 상호 연동 동작들(interworking operations)을 수행하는 예시적인 시스템들 및 방법들이 설명되어 있다. 후술하는 상세한 설명에는, 다양한 실시예들에 대한 완벽한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 사항들이 제시되어 있다. 하지만, 이러한 구체적인 사항들 없이도 다양한 실시예들이 실시될 수 있다는 것을 해당 기술 분야의 당업자는 이해할 수 있다. 다른 경우에 있어서, 이미 알려진 방법들, 절차들, 구성 요소들 및 회로들은 특정 실시예들을 모호하게 하지 않기 위해 도시되지 않거나 상세하게 설명되지 않았다.

일부 실시예들에서, WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 핸드오프(handoff) 동작들을 관리하기 위한 방법이 제공된다. 도 1a는 발명의 실시예들에 따른 WiMAX 네트워크 내의 데이터 경로를 도시하는 개략적인 도면이다. 도 1a를 참조하면, 이동국(mobile station; MS), 기지국(base station; BS), 소스 액세스 서비스 네트워크 게이트웨이(access service network gateway; ASN-GW), 및 게이트웨이 GPRS 지원 노드(gateway GPRS support node; GGSN) 사이에 데이터 경로가 존재한다. GGSN은 HSS 홈 위치 레지스터(home location register; HSS/HLR)에 결합될 수 있다.

도 1b는 실시예들에 따른 WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 핸드오버 절차를 도시하는 개략적인 도면이다. 도 1b를 참조하면, MS는 핸드오버를 초기화하기를 원함을 알리기 위해 소스 BS로 MOB_MSHO-REQ를 전송한다. 타겟 무선 네트워크 제어기(radio network controller; RNC) 및/또는 노드 B 식별자(Node B identifier)가 이 메시지에 포함될 수 있다.

만약 소스 BS가 MS를 위해 핸드오버를 개시하는 데 동의하면, 소스 BS는 이 MS를 위한 핸드오버를 지시하기 위해 소스 ASN-GW로 HO 요구(HO Request)를 보낸다. HO 요구(HO Request)를 수신한 후, 소스 ASN-GW는 타겟 서빙 GPRS 지원 노드(Serving GPRS Support Node; SGSN)로 재배치 요구 전달(Forward Relocation Request)을 전송한다. 이 요구는 타겟 SGSN이 이 MS를 위해 전송 베어러(transport bearer)를 설정하기 위해 필요한 정보를 포함한다. 데이터 통합성(data integrity)을 위해, PDU 정보가 여기에 포함될 수 있다.

타겟 SGSN은 소스 ASN-GW로부터 회수한 일부 또는 모든 컨텍스트(context)를포함하여 타겟 RNC로 재배치 요구(Relocation Request)를 전송한다. 타겟 SGSN 및 타겟 RNC에 의해 수신된 컨텍스트에 따라, 액세스 링크 제어 적용 프로토콜(Access Link Control Application Protocol; ALCAP) lu 데이터 전송 베어러(Data Transport Bearer)가 설정된다. 그리고, 타겟 RNC가 무선 링크 자원 할당(radio link resource allocation) 준비를 요구하는 무선 링크 설정 요구(Radio Link Setup Request)를 타겟 노드 B로 전송한다. 그리고 타겟 노드 B는 타겟 RNC로 무선 링크 설정 응답(Radio Link Setup Response)으로 응답한다.

타겟 RNC 및 타겟 노드 B에 의해 수신된 컨텍스트에 따라, ALCAP Iub 데이터 전송 베어러(Data Transport Bearer)는 타겟 RNC 및 노드 B 사이에 설정된다. 타겟 RNC는 타겟 SGSN으로 재배치 요구 응답(Relocation Request Acknowledge)을 송신한다. 타겟 SGSN은 소스 ASN-GW로 재배치 응답 전달(Forward Relocation Response)을 송신한다. 소스 ASN-GW는 소스 BS로 HO 응답(HO Response)을 송신한다.

만약 데이터가 소스 BS 상에 버퍼링되면, 소스 BS는 소스 ASN-GW로 데이터를 전달하고, ASN-GW는 타겟 SGSN으로 데이터를 전달하며, 그 다음 타겟 RNC로 전달할 것이다. 만약 데이터가 소스 ASN-GW 상에 버퍼링되면, ASN-GW는 타겟 SGSN으로 데이터를 직접 전달할 수 있고, 그 다음 타겟 RNC로 전달할 수 있다. 소스 BS는 MS로 MOB_BSHO-RSP을 전송하고, MS는 소스 BS로 MS가 핸드오버하기 원하는 타겟 RNC 및 노드 B 식별자를 포함하여 MOB_HO-IND를 전송한다.

소스 BS는 그 다음 소스 ASN-GW로 타겟 RNC 및 노드 B의 식별자를 표시하는 HO 승인(HO Confirm)을 전송한다. 소스 ASN-GW는 타겟 SGSN으로 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 전송한다. 이 절차의 목적은 타겟 RNC로 소스 ASN 컨텍스트를 전송하고 서빙 ASN(Serving ASN) 역할을 타겟 RNC로 이동시키기 위한 것이다. 컨텍스트는 업링크 및 다운링크 방향에 대해 다음 PDU 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 서빙(Serving) ASN-GW는 GRE PDU 시퀀스 번호를 GTP PDU 시퀀스 번호로 맵핑해야 한다.

소스 ASN-GW로부터 컨텍스트를 수신했을 때, MS가 유효한지 그렇지 않은지를 검증하기 위해 보안 기능이 동작해야 하고, 만약 보안 기능이 MS를 정확하게 인증하지 못하면, 핸드오버 절차는 실패할 것이다. 보안 기능이 성공적으로 수행되면, SRNS 컨텍스트가 수신되고 MS가 유효하게 검증되었음을 승인하기 위해 타겟 SGSN은 소스 ASN-GW로 SRNS 컨텍스트 전달 응답(Forward SRNS Context Acknowledge)으로 응답한다.

타겟 SGSN은 타겟 RNC로 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 전송한다. 타겟 SGSN은 업링크 및 다운링크 방향 각각에 GTP PDU 시퀀스 번호를 PDCP PDU 시퀀스 번호로 맵핑할 수 있다. MS는 타겟 노드 B에 의해 검출된다. 타겟 노드 B는 타겟 RNC로 무선 링크 복원 표시(Radio Link Restore Indication)를 전송한다. 타겟 RNC는 타겟 SGSN으로 MS가 타겟 RNC에 의해 검출되었음을 표시하는 재배치 검출(Relocation Detect)을 전송한다.

MS가 자신을 재구성하였을 때(when the MS has reconfigured itself), RRC 메시지, 예를 들어, 물리 채널 재구성 완료(Physical Channel Reconfiguration Complete) 메시지를 타겟 SRNC로 전송한다. 타겟 SRNC가 적절한 RRC 메시지, 예를 들어, UTRAN의 경우 물리 채널 재구성 완료(Physical Channel Reconfiguration Complete) 메시지 또는 무선 베어러 해제 완료(Radio Bearer Release Complete) 메시지, 또는 GERAN의 경우 UTRAN으로의 핸드오버 완료(Handover to UTRAN Complete) 메시지 또는 핸드오버 완료(Handover Complete) 메시지를 수신하면, 즉 새로운 SRNC-ID + S-RNTI가 무선 프로토콜에 의해 MS와 성공적으로 교환되면, 타겟 SRNC는 새로운 SGSN으로 재배치 완료(Relocation Complete) 메시지를 전송함으로써 재배치 완료 절차를 시작해야 한다. 재배치 완료 절차의 목적은 타겟 SRNC에 의해 CN으로의 SRNC의 재배치의 완료를 표시하는 것이다. 타겟 SGSN은 재배치가 타겟 네트워크에서 완료되었음을 알려주기 위해 소스 ASN-GW로 재배치 완료 전달(Forward Relocation Complete)을 전송한다.

소스 ASN-GW는 소스 BS로 핸드오버 완료(Handover Complete)를 전송하고, 그 다음 소스 BS 및 ASN-GW 사이의 데이터 경로가 말소(deregister)된다. 데이터 경로 말소(deregistration) 절차는 소스 BS 또는 ASN-GW에 의해 시작될 수 있다. 타겟 SGSN은 GGSN과의 PDP 컨텍스트를 업데이트한다. GGSN은 PDP 컨텍스트 필드를 업데이트하고 PDP 컨텍스트 업데이트 응답(Update PDP Context Response) 메시지를 반환한다. 도 1c는 실시예들에 따른, GPRS/UMTS 네트워크 상의 데이터 경로를 도시하는 개략적인 도면이다.

일부 실시예들에서 시스템은 라우팅 영역(routing area; RA) 업데이트 절차(Update Procedure)를 구현한다. MS가 새로운 3GPP 네트워크로 핸드오버할 때, 라우팅 영역 업데이트를 요구하기 위해 타겟 SGSN으로 라우팅 영역 업데이트 요구(Routing Area Update Request)를 전송한다. 라우팅 영역 정보를 업데이트하기 위해, 타겟 SGSN은 이 MS를 위한 현재 라우팅 영역 정보를 포함하는 위치 업데이트(Update Location)를 HSS/HLR로 전송한다. HSS/HLR은 최근의 영역 정보가 AAA 서버(AAA Server)로 향함을 인지하고, 따라서 HSS/HLR은 위치 취소(Cancel Location)를 AAA 서버로 전송할 것이다. 위치 취소를 수신한 후, AAA 서버는 저장된 MS 세션 정보를 삭제할 수 있고, 그 다음 위치 취소 응답(Cancel Location Ack)으로 응답한다.

HSS/HLR은 가입자 관련 데이터를 알려주기 위해 새로운 SGSN으로 가입자 데이터 삽입(Insert Subscriber Data)을 전송하고, SGSN은 가입자 데이터 삽입 응답(Insert Subscriber Data Ack)으로 응답한다. HSS/HLR은 위치 업데이트 응답(Update Location Ack)으로 위치 업데이트(Update Location)에 응답한다. 만약 MS가 모드 I 또는 클래스 A에 있으면, SGSN은 MSC/VLR로 위치 업데이트 요구(Location Update Request)를 전송할 것이다. 위치 업데이트 요구를 수신하면, MSC/VLR은 HSS/HLR로 위치 업데이트를 전송할 수 있다.

그 다음, HSS/HLR은 가입자 데이터 삽입(Insert Subscriber Data)을 이용하여 가입자 데이터를 MSC/VLR로 전송할 것이고, MSC/VLR은 가입자 데이터 삽입 응답(Insert Subscriber Data Ack)으로 응답한다. 가입자 데이터를 MSC/VLR로 삽입한 후, HSS/HLR은 MSC/VLR로 위치 업데이트 응답(Update Location Ack)을 전송한다. 위치 업데이트 응답을 수신한 후, MSC/VLR은 SGSN으로 위치 업데이트 승낙(Location Update Accept)을 전송하고, 그 다음 SGSN은 MS로 라우팅 영역 업데이트 승낙(Routing Area Update Accept)을 전송한다. 라우팅 영역 업데이트 승낙을 수신한 후, MS는 SGSN에 라우팅 영역 업데이트 완료(Routing Area Update Complete)로 응답한다.

도 2는 실시예들에 따른, WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 핸드오버 절차를 도시하는 개략적인 도면이다. 도 2를 참조하면, 측정 결과들 및 RAN 토폴로지 지식에 기반하여, 소스 SRNC는 결합된 하드(hard) 핸드오버 및 SRNS 재배치의 시작을 결정한다. 소스 RNC는 재배치를 요구하기 위해 소스 SGSN으로 재배치 필요(Relocation Required)를 전송한다. 소스 SGSN은 타겟 ID로부터 SRNS 재배치가 SGSN 내 재배치(intra-SGSN relocation)인지, SGSN 내 SRNS 재배치(intra-SGSN SRNS relocation)인지, SGSN 간 SRNS 재배치(inter-SGSN SRNS relocation)인지 결정한다. SGSN 간 SRNS 재배치인 경우 소스 SGSN은 재배치 요구 전달(Forward Relocation Request) 메시지를 타겟 ASN-GW로 전송하여 재배치 자원 할당 절차를 개시한다.

타겟 ASN-GW는 BS에 MS가 액세스하도록 허락할지를 물어보기 위해 타겟 BS에 핸드오버 요구(Handover Request)를 전송한다. 타겟 BS는 타겟 ASN-GW에 핸드오버 응답(Handover Response)으로 응답한다. 타겟 ASN-GW는 타겟 BS로부터의 컨텍스트를 포함하여 소스 SGSN으로 재배치 응답 전달(Forward Relocation Response)을 전송한다. 소스 SGSN은 타겟 BS가 MS를 수용할 수 있음을 표시하는 재배치 명령(Relocation Command)을 소스 RNC로 전송한다.

데이터 통합성의 목적을 위해, 소스 RNC는 데이터를 소스 SGSN으로 전달하고, 그 다음 SGSN은 데이터를 타겟 ASN-GW로 전달한다. 소스 RNC는 RRC 메시지(예를 들어, UTRAN의 경우 물리 채널 재설정(Physical Channel Reconfiguration), 또는 UTRAN으로부터의 핸드오버(Handover From UTRAN), 또는 GERAN Iu 모드의 경우 핸드오버 명령(Handover Command))를 핸드오버를 표시하는 MS로 전송한다. 소스 RNC는 소스 SGSN으로 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 전송한다. SRNS 컨텍스트는 각 관계된 RAB에 대해 송신되고 업링크 및 다운링크 방향에서 다음에 전송될 GTP PDUs의 시퀀스 번호들과 MS로부터 데이터를 송신하고 수신하는 데 사용될 수 있는 다음 PDCP 시퀀스 번호들을 포함한다. 소스 SGSN은 소스 RNC로부터 수신한 컨텍스트를 포함하여 타겟 ASN-GW로 SRNS 컨텍스트(SRNS Context)를 전달한다.

소스 SGSN으로부터 SRNS 컨텍스트를 수신할 때, 타겟 ASN-GW는 SRNS 컨텍스트 전달 응답(Forward SRNS Context Acknowledge)으로 응답한다. 타겟 ASN-GW는 타겟 BS로 MS가 여기로 핸드오버할 것을 표시하는 HO 승인(HO Confirm)을 전송한다. ASN-GW와 BS사이의 데이터 경로는 HO 승인 후에 설정될 수 있다. MS는 전체 네트워크로 요청하기 위해 타겟 BS로 RNG-REQ를 전송한다. 타겟 BS는 타겟 ASN-GW에 AK 컨텍스트를 요청한다. 만약 타겟 ASN-GW가 MS를 위한 AK 컨텍스트를 공급하거나 도출시킬 수 없으면, 루트 키 및 그 지속시간(lifetime)을 얻기 위해 AAA 서버와 접촉할 것이고, 만약 AAA 서버가 루트 키를 공급할 수 없으면, 키 자료(key material)를 얻기 위해 HSS/HLR과 접촉할 수 있다. AAA 서버는 타겟 ASN-GW로 액세스-승낙(Access-Accept)을 전송하고, 그 다음 타겟 ASN-GW는 관련된 보안 컨텍스트를 도출하고 AK 컨텍스트를 타겟 BS로 전송한다.

보안 컨텍스트를 획득하고 MS를 유효한 것으로 검증한 후, 타겟 BS는 RNG-RSP를 MS로 보낼 것이다. BS와 ASN-GW 사이의 데이터 경로는 여기서 확립될 수 있다. BS는 ASN-GW로 핸드오버 완료(Handover Complete)를 전송한다. ASN-GW는 소스 SGSN으로 재배치 완료 전달(Forward Relocation Complete)을 전송하고, 소스 SGSN은 재배치 완료 전달 응답(Forward Relocation Complete Acknowledge)으로 응답한다. SGSN은 소스 RNC로 Iu 해제 명령(Iu Release Command)을 전송하고 Iu 인터페이스를 해제하며, 그 다음 소스 RNC는 Iu 해제 완료(Iu Release Complete)로 응답한다.

재배치 완료 전달 응답(Forward Relocation Complete Acknowledge)을 수신한 후, ASN-GW는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 업데이트 요구(Update PDP Context Request)를 전송하고, GGSN은 MS를 위해 PDP 컨텍스트를 업데이트하며, 그 다음 PDP 컨텍스트 업데이트 응답(Update PDP Context Response)으로 응답한다. 두 개의 다른 종류의 위치 업데이트 절차들이 있을 수 있는 데, 하나는 AAA 서버를 통해서이고, 다른 하나는 HSS/HLR로 직접 위치 업데이트(Update Location)를 전송하는 것이다. 첫번째 방법의 경우 ASN-GW이 MAP을 구현할 필요가 없다.

일부 실시예들에서, 시스템은 위치 업데이트를 구현할 수 있다. 예를 들어, 타겟 ASN-GW는 AAA 서버를 통해 HSS/HLR로 위치 업데이트를 전송한다. MS가 새로운 액세스 네트워크에 소속됨을 인식하면(이것은 ASN-GW의 식별자를 읽음으로써 수행될 수 있다), HSS/HLR은 소스 SGSN으로 위치 취소(Cancel Location)를 전송하고, 그 다음 SGSN은 이 MS를 위해 관련된 세션 컨텍스트를 삭제할 수 있고, 위치 취소 응답(Cancel Location Ack)으로 응답한다. 위치 취소 응답을 수신한 후, HSS/HLR은 AAA 서버를 통해 새로운 ASN-GW로 가입자 데이터를 삽입할 것이고, 이것은 가입자 데이터 삽입(Insert Subscriber Data) 및 가입자 데이터 삽입 응답(Insert Subscriber Data Ack)을 이용하여 수행될 수 있다.

가입자 데이터를 새로운 ASN-GW에 삽입한 후, HSS/HLR은 AAA 서버를 통해 위치 업데이트 응답(Update Location Ack)으로 응답할 것이다. 만약 MS가 3GPP 네트워크 내의 모드 I 또는 클래스 A에 있으면, HSS/HLR은 또한 MSC/VLR로 위치 취소(Cancel Location)를 전송할 것이고, MSC/VLR은 MS와 관련된 세션 컨텍스트를 제거할 수 있고, 그 다음 위치 취소 응답(Cancel Location Ack)으로 응답한다.

위치 업데이트 루틴의 다른 예제에서, 타겟 ASN-GW는 HSS/HLR로 위치 업데이트(Update Location)을 전송한다. MS가 새로운 액세스 네트워크에 소속됨을 인지하면(이것은 ASN-GW의 식별자를 읽음으로써 수행될 수 있음), HSS/HLR은 소스 SGSN으로 위치 취소(Cancel Location)를 전송하고, 그 다음 SGSN은 이 MS를 위해 관련된 세션 컨텍스트를 삭제할 수 있고 위치 취소 응답(Cancel Location Ack)으로 응답할 수 있다. 위치 취소 응답을 수신한 후, HSS/HLR은 가입자 데이터를 새로운 ASN-GW로 삽입할 것이고, 이것은 가입자 데이터 삽입(Insert Subscriber Data) 및 가입자 데이터 삽입 응답(Insert Subscriber Data Ack)을 이용하여 수행될 수 있다. 가입자 데이터를 새로운 ASN-GW에 삽입한 후, HSS/HLR은 위치 업데이트 응답(Update Location Ack)으로 응답할 것이다.

만약 MS가 3GPP 네트워크 내의 모드 I 또는 클래스 A에 있었으면, HSS/HLR은 또한 MSC/VLR로 위치 취소(Cancel Location)를 전송할 것이고, MSC/VLR은 MS와 관련된 세션 컨텍스트를 삭제할 수 있고, 그 다음 위치 취소 응답(Cancel Location Ack)으로 응답한다.

다른 구현예에서, 시스템은 WiMAX 네트워크와 다른 네트워크들 사이에 상호 연동을 수행하는 기술들을 제공한다. 도 3 내지 도 7은 실시예들에 따른, WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 사이의 상호연동 절차들을 도시하는 개괄적인 도면들이다.

도 3을 참조하면, 처음에, MS는 시간, 전력, 주파수 동기(synchronization) 등을 하기 위해 무선 인터페이스에서 BS에 소속된다. ASN-GW 및 AAA 서버 상에서 AAA 클라이언트를 통해 MS와 HSS사이에 인증이 이루어진다. 로밍의 경우에는, 방문 CSN(visited CSN)에 AAA 프록시가 있을 수 있고, AAA 서버는 홈 CSN에 있을 수 있다. 만약 인증이 성공적으로 종료되면, AAA 서버는 방문 CSN에 알릴 것이고, 그 다음 방문 CSN은 ASN에 MS가 인증되었다는 사실을 알린다. 동시에, 가입자 정보가 ASN으로 보내질 것이다. DHCP 및 MIP 메시지를 전송하기 위해, BS와 ASN-GW 사이에 초기 서비스 플로우(initial service flow)가 마련되고, DHCP 및 MIP 절차가 발생한다.

ASN-GW에 DHCP 프록시가 있으면, MS 및 ASN-GW 사이에서 DHCP 절차가 발생할 것이다. ASN-GW에 DHCP 에이전트가 있으면, DHCP 절차는 MS, ASN-GW 및 DHCP 서버 사이에서 일어날 것이다. 만약 클라이언트 MIPv4의 경우에는, MIP 절차가 MS, ASN-GW 및 PDN-GW 사이에서 일어날 것이다. 만약 프록시 MIPv4의 경우에는, MIP 절차가 ASN-GW 및 PDN-GW 사이에서 일어날 것이다. 만약 프록시 MIPv6의 경우에는, MIP 절차가 ASN-GW 및 PDN-GW 사이에서 일어날 것이다. 성공적인 MIP 등록 이후, ASN-GW 및 PDN-GW 사이에 MIP 터널이 존재한다. MIP 등록 이후, MS, BS, ASN-GW, PDF 및 PCRF 사이에서 제공전 서비스 플로우(pre-provisioned service flow) 절차가 일어난다. 로밍의 경우, 방문 CSN에 V-PCRF가 있을 수 있다.

도 4는 WiMAX 네트워크와 SAE 네트워크 사이에 핸드오프를 수행하기 위한 준비 단계에서의 동작들을 도시하는 개괄적인 도면이다. 핸드오버가 일어나기 전에, 업링크 및 다운링크 페이로드(payload) PDUs는 MS, 소스 BS, 소스 ASN-GW 및 PDN-GW 사이에서 전송될 것이다.

도 4에 도시된 실시예에서, MS는 소스 BS로 핸드오버를 표시하는 MOB_MSHO-REQ를 전송한다. 후보 타겟 eNodeB의 리스트가 포함될 것이다. 소스 BS는 핸드오버하고자 하는 타겟 eNodeB 식별자의 리스트를 포함하여 소스 ASN-GW으로 핸드오버 요구(Handover Request)를 전송한다. MS의 전력, 주파수, 시간, 성능(capability) 정보가 이 메시지에 포함될 수 있다. 소스 ASN-GW는 각 타겟 eNodeB의 위치를 문의하고 타겟 MME를 찾고, 그 다음 핸드오버 준비를 표시하는 재배치 요구 전달(Forward Relocation Request)을 각 타겟 MME로 전송한다. MS의 전력, 주파수, 시간, 성능 정보가 이 메시지에 포함될 수 있다.

타겟 MME는 핸드 오버 준비를 표시하는 재배치 요구(Relocation Request)를 타겟 eNodeB로 전송한다. MS의 전력, 주파수, 시간, 성능 정보가 이 메시지에 포함될 수 있다. 타겟 eNodeB는 자신의 성능 정보와 MS의 정보를 비교하고, MS가 핸드오버할 수 있을지를 결정한다. 만약 MS를 승인하면, 주파수, 시간 및 성능 정보를 포함하는 재배치 요구 응답(Relocation Request Ack)을 타겟 MME로 전송한다. 타겟 MME는 소스 ASN-GW로 재배치 응답 전달(Forward Relocation Response)을 전송한다. 타겟 eNodeB의 주파수, 시간 및 성능 정보가 포함될 수 있다. 소스 ASN-GW는 각 타겟 eNodeB로 부터의 응답을 수집하고 소스 BS로 핸드오버 응답(Handover Response)을 전송한다. 타겟 eNodeB의 주파수, 시간 및 용량 정보가 포함될 수 있다. 마지막으로, 소스 BS는 그 성능 정보를 포함하여 MS로 후보 eNodeB의 리스트를 결정하고 전송한다.

도 5는 실시예들에 따른, 핸드오버 단계를 도시하는 개괄적인 도면이다. 도 5를 참조하면, 초기에, MS는 핸드오버 하고자 하는 타겟 eNodeB를 결정하고, 그 다음 타겟 eNodeB의 식별자를 포함하여 소스 BS로 M0B_H0-IND를 전송한다. 그 다음 소스 BS는 타겟 eNodeB의 식별자 및 MS 컨텍스트를 포함하여 소스 ASN-GW으로 핸드오버 요구(Handover Request)를 전송한다. 소스 ASN 및 타겟 eNodeB 사이에 데이터 전달(Data forwarding)이 발생할 수 있다.

소스 ASN-GW는 MS 컨텍스트를 포함하여 타겟 MME로 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 전송한다. 타겟 MME는 MS 컨텍스트를 포함하여 타겟 eNodeB로 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 전송한다. 타겟 eNodeB는 SRNS 컨텍스트 전달 응답(Forward SRNS Context Ack)으로 타겟 MME에 응답한다. 타겟 MME는 SRNS 컨텍스트 전달 응답(Forward SRNS Context Ack)으로 소스 ASN-GW에 응답한다. MS가 타겟 eNodeB에 소속된다.

HO에서 E-UTRAN 완료(HO to E-UTRAN Complete)를 수신한 후, 타겟 eNodeB는 타겟 MME로 재배치 완료(Relocation Complete)를 전송한다. 타겟 MME는 소스 ASN-GW로 재배치 완료 전달(Forward Relocation Complete)을 전송하고, 소스 ASN-GW는 재배치 완료 전달 응답(Forward Relocation Complete Ack) 메시지로 응답한다. 소스 ASN-GW는 소스 BS로 핸드오버 완료(Handover Complete)를 전송한다. BS 및 ASN-GW 사이의 데이터 경로는 말소되고, MEP 해제 절차가 일어난다.

타겟 MME는 타겟 eNodeB 식별자를 포함하여 서빙 GW(serving GW)로 베어러 업데이트 요구(Update Bearer Request)를 전송하고, 그 다음 서빙 GW는 PDN-GW로 베어러 업데이트 요구를 전달한다. PDN-GW는 서빙 GW에 베어러 업데이트 응답(Update Bearer Response)으로 응답하고, 그 다음 서빙 GW는 타겟 MME로 베어러 업데이트 응답을 전송한다. 데이터 베어러는 타겟 eNodeB, 서빙 GW 및 PDN-GW 사이에 설정된다. 업링크 및 다운링크 페이로드 PDUs는 MS, eNodeB, 서빙 GW 및 PDN-GW 사이에서 전송된다.

도 6은 SAE 네트워크와 WiMAX 네트워크 사이의 핸드오프를 수행하는 준비 단계의 동작들을 도시하는 개괄적인 도면이다. 도 6을 참조하면, 검출될 때, MS는 재배치를 해야할 필요가 있고, 소스 eNodeB는 핸드오버를 표시하는 재배치 필요(Relocation Required)를 소스 MME로 전송한다. 타겟 BS의 식별자가 이 메시지에 포함된다. MS 및 eNodeB 성능, 전력, 주파수 및 시간 정보가 포함될 수 있다. 소스 MME는 BS의 위치를 문의하고, 그 다음 타겟 BS가 위치하고 있는 타겟 ASN-GW로 재배치 요구 전달(Forward Relocation Request)을 전송한다. MS 및 eNodeB 성능, 전력, 주파수 및 시간 정보가 포함될 수 있다. 타겟 ASN-GW은 타겟 BS로 핸드오버 요구(Handover Request)를 전송한다. MS 및 eNodeB 성능, 전력, 주파수 및 시간 정보가 포함될 수 있다. 타겟 BS 는 요구를 처리하고 타겟 ASN-GW에 핸드오버 요구를 전송한다. 타겟 ASN-GW는 타겟 BS에 재배치 응답 전달(Forward Relocation Response)로 응답한다.

도 7은 SAE 네트워크와 WiMAX 네트워크 사이의 핸드오프를 수행하기 위한 실행 단계에서의 동작들을 도시하는 개괄적인 도면이다. 도 7을 참조하면, 초기에, 소스 MME는 핸드오버 실행 단계가 시작되었음을 표시하는 재배치 명령(Relocation Command)을 소스 eNodeB로 전송한다. 소스 eNodeB가 재배치 명령을 수신하면, 타겟 ASN-GW로 데이터 전달(data forwarding)을 시작할 수 있다.

소스 eNodeB는 E-UTRAN으로부터의 HO 명령(HO from E-UTRAN Command)을 핸드오버를 표시하는 MS로 전송하고, 타겟 BS 식별자는 이 메시지에 포함된다. 소스 eNodeB는 MS 세션 정보를 포함하는 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 이용하여 소스 MME로 SRNS 컨텍스트를 전달한다. 타겟 BS 식별자는 이 메시지에 포함된다.

소스 MME는 타겟 ASN-GW로 SRNS 컨텍스트 전달(Forward SRNS Context)을 전송한다. MS 세션 정보는 이 메시지에 포함될 수 있다. 타겟 BS 식별자는 이 메시지에 포함될 수 있다. 타겟 ASN-GW는 타겟 BS로 핸드오버 승인(Handover Confirm)을 전송한다. MS 세션 정보가 이 메시지에 포함될 수 있다.

타겟 BS는 핸드오버 승인 응답(Handover Confirm Ack)으로 타겟 ASN-GW에 응답한다. 타겟 ASN-GW는 소스 MME에 SRNS 컨텍스트 전달 응답(Forward SRNS Context Ack) 메시지로 응답한다. 핸드오버는 타겟 WiMAX 네트워크에서 완료되고, ASN-GW는 핸드오버가 타겟 네트워크에서 완료되었음을 표시하는 재배치 완료 전달(Forward Relocation Complete)을 소스 MME로 전송한다.

핸드오버 절차 및 초기 서비스 플로우(Initial Service Flow)가 설정된 후, MIP 단계가 시작한다. 도 8을 참조하면, 만약 MS가 MIPv4 외부 에이전트 광고(MIPv4 Foreign Agent Advertisement) 메시지를 수신할 수 없으면, MS는 타겟 ASN-GW로 MIPv4 에이전트 요청(MIPv4 Agent Solication)을 전송한다. 그 다음, ASN-GW 내의 FA는 MS로 MIPv4 외부 에이전트 광고를 광고한다. 그 다음, MS는 MIPv4 등록(MIPv4 registration)을 시작하기 위해 ASN-GW 내의 FA로 MIPv4 등록 요구(MIPv4 Registration Request)를 전송하고, FA는 PDN-GW로 MIPv4 등록 요구를 전달한다.

PDN-GW는 AAA 서버 또는 HLR로부터의 인증을 요구한다. 만약 인증이 성공적이면, AAA 서버 또는 HLR은 MS를 위해 PDN-GW 주소 기록(address record)를 업데이트할 수 있다. PDN-GW는 ASN-GW 내의 FA로 MIPv4 등록 응답(MIPv4 Registration Reply)을 전송하고, ASN-GW 내의 FA는 MS에 MIPv4 등록 응답(MIPv4 Registration Reply)으로 응답한다.

일부 실시예들에서, MIP 터널(MIP Tunnel)은 MS, ASN-GW 및 PDN-GW 사이에 설정된다. 핸드오버 절차 및 초기 서비스 플로우(Initial Service Flow)가 설정된 후, MIP 단계가 시작한다. 도 9를 참조하면, 먼저 ASN-GW 내의 PMIPv6 클라이언트가 PDN-GW로 프록시 바인딩 업데이트(Proxy Binding Update)를 전송한다. 그 다음 PDN-GW는 AAA 서버 또는 HLR로부터의 인증을 요구한다. 만약 인증이 성공적이면, AAA 서버 또는 HLR은 MS를 위해 PDN-GW 주소 기록을 업데이트 할 수 있다. 마지막으로, PDN-GW는 ASN-GW에 프록시 바인딩 응답(Proxy Binding Ack)으로 응답한다.

여기서 참조되는 용어 "로직 명령어들(logic instructions)"은 하나 또는 그 이상의 논리 동작들을 수행하기 위한 하나 또는 그 이상의 기계들에 의해 이해될 수 있는 표현들과 관련된다. 예를 들어, 로직 명령어들은 하나 또는 그 이상의 데이터 객체들 상의 하나 또는 그 이상의 동작들을 수행하기 위해 컴퓨터 컴파일러에 의해 해석될 수 있는 명령어들을 포함할 수 있다. 하지만, 이것은 단지 기계-판독가능한 명령어들의 예시이고 실시예들은 이러한 것들에 한정되지 않는다.

여기서 참조되는 용어 "컴퓨터 판독가능 매체(computer readable medium)"는 하나 또는 그 이상의 기계들에 의해 인지되는 표현들을 유지할 수 있는 매체와 관련된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어들 또는 데이터를 저장하기 위한 하나 또는 그 이상의 저장 장치들을 포함할 수 있다. 그러한 저장 장치들은 예를 들어, 광학, 자기 또는 반도체 저장 매체와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다. 하지만, 이것은 단지 컴퓨터 판독가능 매체의 예시이고 실시예들은 이러한 것들에 한정되지 않는다.

여기서 참조되는 용어 "로직(logic)"은 하나 또는 그 이상의 논리적인 동작들을 수행하기 위한 구조와 관련된다. 예를 들어, 로직은 하나 또는 그 이상의 입력 신호들에 기반하여 하나 또는 그 이상의 출력 신호들을 제공하는 회로들을 포함할 수 있다. 그러한 회로들은 디지털 입력을 수신하여 디지털 출력을 제공하는 유한 상태 기계(finite state machine), 또는 하나 또는 그 이상의 아날로그 입력 신호들에 따라 하나 또는 그 이상의 아날로그 출력 신호들을 제공하는 회로들을 포함할 수 있다. 그러한 회로들은 주문형 반도체(application specific integrated circuit; ASIC) 또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)로 제공될 수 있다. 또한, 로직은 기계-판독가능한 명령어들을 실행하기 위한 처리 회로(processing circuitry)와 결합하여 메모리에 저장된 기계-판독가능 명령어들을 포함할 수 있다. 하지만, 이것들은 로직을 제공할 수 있는 구조들의 예제에 불과하고 실시예들은 이러한 것들에 한정되지 않는다.

여기에 설명된 방법들의 일부는 컴퓨터-판독가능 매체 상의 로직 명령어들로 구현될 수 있다. 프로세서 상에서 실행될 때, 로직 명령어들은 프로세서가 설명된 방법들을 구현하는 특수-목적 기계(special-purpose machine)로 프로그램되도록 할 수 있다. 여기에 설명된 방법들을 실행하도록 로직 명령어들에 의해 설정되면, 프로세서는 설명된 방법들을 수행하기 위한 구조를 구성한다. 대신에, 여기에 설명된 방법들은 예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 주문형 반도체(ASIC) 또는 유사한 것들 상의 로직으로 변형될 수 있다.

상세한 설명 및 청구항들에서, 다른 파생어들과 더불어, 용어들 결합된( coupled) 및 연결된(connected)이 사용될 수 있다. 특정 실시예들에서, 연결된은 둘 또는 그 이상의 요소들이 서로 직접 물리적 또는 전기적 접촉함을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 결합된은 둘 또는 그 이상의 요소들이 직접 물리적 또는 전기적 접촉함을 의미할 수 있다. 하지만, 결합된은 또한 둘 또는 그 이상의 요소들이 서로 직접 접촉하지 않을 수 있지만, 그럼에도 서로 상호 협동 또는 작용함을 의미할 수 있다.

상세한 설명에서 "하나의 실시예" 또는 "실시예"의 참조는 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징, 구조, 특성이 적어도 하나의 구현방식에 포함될 수 있음을 의미한다. 상세한 설명의 다양한 곳에서의 문구 "하나의 실시예에서"의 표시는 동일한 실시예를 나타낼 수도 있지만 그렇지 않을 수도 있다.

본 발명의 실시예들이 구조적 특징들 및/또는 방법론적인 동작에 특정한 언어들로 기술되어 있지만, 청구된 주요 사항들은 기술된 특정 특징이나 동작들에 한정되지 않을 수 있다. 대신, 특정한 특징들 및 동작들은 청구된 주요 사항들을 구현하는 샘플 형태로서 개시된다.

Claims

WiMAX 네트워크와 GPRS/UMTS 네트워크 간의 핸드오버를 관리하는 방법으로서,
이동국에서, WiMAX 네트워크로부터 GPRS/UMTS 네트워크로 핸드오버를 시작하기 위한 요구를 개시하는 단계;
상기 요구를 기지국으로 전송하는 단계;
타겟 무선 네트워크 제어기(RNC)로 상기 요구를 전송하는 단계;
액세스 링크 제어 적용 프로토콜(Access Link Control Application Protocol) 전송 베어러를 설정하는 단계;
상기 타겟 무선 네트워크 제어기(RNC)로부터 상기 이동국으로 응답을 전송하는 단계; 및
상기 이동국에서 상기 무선 네트워크 제어기(RNC)로 승인을 전송하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 타겟 무선 네트워크 제어기(RNC)로 상기 요구를 전송하는 단계는 서빙 GPRS 지원 노드를 통해 상기 요구를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 이동국이 유효한지 그렇지 않은지를 검증하기 위한 하나 또는 그 이상의 보안 동작들을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 이동국과 무선 네트워크 제어기 간의 데이터 경로를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 이동국과 연관된 위치 파라미터를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 이동국과 연관된 가입자 데이터를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 이동국과 연관된 데이터 경로를 말소하는 단계를 더 포함하는 방법.
WiMAX 네트워크와 SAE 네트워크 간의 핸드오버를 관리하는 방법으로서,
이동국에서, WiMAX 네트워크로부터 SAE 네트워크로 핸드오버를 시작하기 위한 요구를 개시하는 단계;
상기 요구를 기지국으로 전송하는 단계;
타겟 무선 네트워크 제어기(RNC)로 상기 요구를 전송하는 단계;
액세스 링크 제어 적용 프로토콜(Access Link Control Application Protocol) 전송 베어러를 설정하는 단계;
타겟 무선 네트워크 제어기(RNC)로부터 상기 이동국으로 응답을 전송하는 단계; 및
상기 이동국에서 상기 무선 네트워크 제어기(RNC)로 승인을 전송하는 단계
를 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 타겟 무선 네트워크 제어기(RNC)로 상기 요구를 전송하는 단계는 서빙 GPRS 지원 노드를 통해 상기 요구를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 이동국이 유효한지 그렇지 않은지를 검증하기 위한 하나 또는 그 이상의 보안 동작들을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 이동국과 무선 네트워크 제어기 간의 데이터 경로를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 이동국과 연관된 위치 파라미터를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 이동국과 연관된 가입자 데이터를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 이동국과 연관된 데이터 경로를 말소하는 단계를 더 포함하는 방법.