KR101281924B1

KR101281924B1 - 비공인 모바일 네트워크로의 핸드오버

Info

Publication number: KR101281924B1
Application number: KR1020087003685A
Authority: KR
Inventors: 네일 피에르시; 닉 존슨; 데이비드 찰스 브록
Original assignee: 아이피.액세스 리미티드
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2013-07-03
Also published as: US8538429B2; CN101317482B; JP4914893B2; KR20080059374A; JP2009501471A; WO2007010304A1; CN101317482A; US20100130199A1; EP1913785A1; GB0514438D0

Abstract

공통 셀 신원을 갖는 저전력 액세스 포인트들 사이에서 모바일 통신 장치의 핸드오버를 가능케 하기 위한 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템이 개시된다. 모바일 통신 장치는 하나의 액세스 포인트와 또 다른 하나의 액세스 포인트 사이에서 핸드오버 리소스의 전달(communication)에 의해 상기 액세스 포인트들 간의 핸드오버를 확립한다. 모바일 통신 장치와 액세스 포인트간의 핸드오버 방법이 또한 설명된다.

핸드오버, 공통 셀 신원, 리소스, CGI, 저전력 액세스 포인트

Description

비공인 모바일 네트워크로의 핸드오버{HANDOVER TO AN UNLICENSED MOBILE NETWORK}

본 발명은 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템에 관한 것으로, 특히 저전력 네트워크에서의 사용을 위한 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템에 관한 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이동 통신을 위한 저전력 글로벌 시스템(Low Power Global System for Mobile Communication ; LP-GSM) 네트워크, 3G(UMTS) 또는 기타의 저전력 셀룰러 무선 통신 프로토콜은, 매크로 기지국 서브시스템(BSS)에서 요구되는 구성을 저감하기 위해 단일 셀 신원(single cell identity)을 공유함으로써 단일 셀처럼 보이는 복수의 "액세스 포인트(AP)"를 통상 가진다.

LP 네트워크에서, 이동국(MS)은 콜 동안에 AP들 사이에서 이동할 때 핸드오버 프로세스를 개시할 것을 요구한다. 핸드오버 프로세스가 개시되면, MS는 핸드오버 요청됨 메시지(handover-required message)를 기지국 제어기(BSC)에 송신함으로써 핸드오버를 개시한 AP에게 범위 내의 셀들을 보고한다.

이러한 셀-신원 공유는, 핸드오버를 위해 측정되고 목표로서 지정되고 있는 특정한 AP가 알려져 있지 않기 때문에, LP 네트워크로의 핸드오버가 이루어질 때 AP 신원의 모호성으로 이어진다. 이러한 모호성이, 공중 인터페이스를 통해 통상의 3GPP 메시징을 사용하되, LP-AP 액세스 네트워크에서 새로운 기술을 사용하여, 본 발명에 따라 해결될 수 있다.

문제점 설명(problem statement)

더 큰 통신 네트워크의 일부를 형성하는 무선 기지국들 사이에서 무선 단말 장치의 핸드오버를 수행하기 위한 방법들이 다양하게 존재한다. 이 방법들은 일반적으로 2개의 카테고리로 분류된다. 제1 카테고리에서, 단말 장치는 구 기지국과의 접속을 깨기 이전에 신 기지국과의 접속을 형성한다. 제2 카테고리에서, 단말 장치는 하나 이상의 잠재적 신 기지국을 고유하게 식별하고, 통신 네트워크는, 단말 장치가 한번에 단 하나의 기지국과 접속을 확립하도록, 구 기지국으로부터 신 기지국으로의 스케쥴링된 핸드오버를 제어한다.

두번째 방법은 GSM 시스템에 의해 사용되며 3G 하드 핸드오버 프로시져에서 사용된다. 이 기술의 기본 요소는, 네트워크에 의해 핸드오버가 개시되기 이전에 타겟 (신) 기지국을 고유하게 식별하기에 충분한 정보를 단말 장치가 그 네트워크에게 제공할 수 있어야 한다는 것이다.

종래의 GSM/3G 시스템에서 핸드오버를 수행하는 것은 각각의 셀이, 국부 고유 무선 구성과 함께, 고유한 신원, 즉 셀 전역 신원(Cell Global Identity; CGI)을 가질 것을 요구한다. GSM에서, 국부 고유 무선 구성은 무선 채널(ARFCN) 및 BSIC(BaseStation Identity Code)이다. 3G에서, 국부 고유 무선 구성은 주파수 및 스크램블링 코드이다. 콜 동안에, GSM 이동국(MS) 또는 3G 사용자 장비(UE)는 주변 기지국 신호들의 강도를 측정하고, 측정된 강도를, 그 측정과 연관된 타겟 기지국의 국부 고유 무선 구성과 함께, 호스트 기지국의 액세스 네트워크 제어기(GSM BSC 또는 3G RNC)에 보고한다. 만일 액세스 네트워크 제어기가 그 기지국으로의 핸드오버가 필요하다고 판정하면, 액세스 네트워크 제어기는, 타겟 기지국의 CGI를 유도하기 위해 국부적으로 준비된 데이터베이스에서 국부 고유 무선 구성을 찾아본다.

그 다음, 타겟 기지국의 액세스 네트워크 제어기가 MS/UE의 핸드오버 동안에 사용될 타겟 기지국 상의 리소스들을 할당할 것이 요청된다. 이 요청은, 타겟 셀을 호스팅하고 있는 BSC/RNC로의 포워딩을 위해 모바일 스위칭 센터(MSC)에 전송되고, 이 요청을 포워딩받는 BSC/RNC를 식별하기 위해 타겟 CGI를 사용한다.

많은 수의 초 저전력 셀들(본 명세서에서는 LP-AP라 칭함)을 배치하기 위해(예를 들어, 개개의 하우스 내에 GSM/3G 서비스를 제공하는 것), 이와 같은 대규모 갯수의 AP셀들을 커버하는 임의의 매크로 셀들이 매 AP에 대한 정보를 공급받을 것을 요구하는 것은 실용적이지 않다. 사실상 3GPP 명세에서, 셀은 그 인접한 셀 목록 내에서 최대 64개의 고유 엔트리를 갖는 것으로 제한되며, CGI 그 자체는 제한된 갯수의 고유한 신원을 가진다.

본 명세서에서 기술되는 해결책은, 잠재적으로 많은 갯수의 LP-AP들이 단일 신원(CGI)을 공유하는 것을 허용하고, 그에 따라 동일한 국부 고유 무선 구성을 공유한다. 이것은, AP들 각각이 대단히 낮은 전력을 가짐으로써, 동일한 무선 구성 내의 복수개의 AP들의 커버리지 영역이 서로 중첩되지 않는다고 가정할 때 가능한 것이다. 따라서 이것은, 하나 또는 소수의 CGI 및 그 연관된 국부 고유 무선 구성들(각각이 한 세트의 AP들에 대해 제공됨)에 대하여, 매크로 네트워크 제어기에서의 프로비저닝 요건을 저감시켜 준다.

그러나, 이것은 그 자체로 핸드오버에 대한 타겟 기지국이 더 이상 고유하게 식별되지 않는다는 문제점을 야기한다.

동일한 신원(CGI 및 무선 구성)을 공유하는 AP들의 집합 및 제어기(BSC/RNC)는 본 발명에 따라 하나의 그룹으로서 행동한다.

다른 비중첩 지리적 영역에서 상이한 CGI와 연관된 동일한 구성을 사용하는 것(이것은 GSM/3G에 의해 사용되는 셀룰러 재사용의 통상적 방법임)은 여전히 가능하다는 사실에 주목해야 한다. 이러한 재사용은 전통적인 셀 및 제어기, 또는 AP들의 또다른 집합 및 그들의 제어기를 위한 것이며, 역시 본 발명에 따라 행동한다.

본 발명에 따라 행동하는 BSC/RNC는, 각각의 고유의 CGI를 갖는 전통적인 셀들을 호스팅하거나, 본 발명에 따라 각각이 하나의 CGI를 공유하는 AP들의 하나 이상의 집합을 호스팅할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 청구항 제1항에 따라 복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들 중 하나의 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)으로의 이동국의 셀룰러 무선 통신 핸드오버 방법이 제공된다.

삭제

복수의 공통 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들은 공통 셀 신원을 공유하는 저전력 액세스 포인트들(Low Power Access Points)의 네트워크일 수 있다. 핸드오버 리소스는 실행될 핸드오버마다 고유할 것이다. MS는, 가능한 타겟 BTS들의 부분집합에만 접속이 허용된다.

이 방법은, 핸드오버에 대응하는 데이터를 제어기에 전달하고, 공통 셀 신원을 갖는 비-타겟 BTS들과 연관된 핸드오버 리소스를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

핸드오버 리소스는 미리결정된 핸드오버 채널을 포함하며, 타겟 BTS는 다른 이동국 핸드오버를 위해 미리결정된 핸드오버 채널을 자유로운 상태로 유지하도록, 트래픽 채널로의 이동국의 셀내 핸드오버(intra-cell handover)를 개시한다. 이 방법은, BTS가 사용중일 때에는 항상 이동국으로부터의 통신신호를 찾기 위해 각각의 공통 셀 신원 BTS 상의 미리결정된 핸드오버 채널을 스캐닝하는 단계를 포함한다.

이 방법은, 만일 하나 이상의 BTS가 MS로부터의 통신신호를 수신하였는지를 판정하고, 만일 그렇다면, 이 방법의 단계 (iv)를 완료하기 위해 복수의 BTS들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 하나 이상의 MS가 BTS에게 동시에 통신신호를 전송하였는지를 판정하고, 만일 그렇다면, 적어도 하나의 MS가 이전의 BTS로 되돌아가는 단계를 포함한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 청구항 제10항에 따른 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템이 제공된다.

삭제

복수의 공통 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들은 공통 셀 신원을 공유하는 저전력 액세스 포인트를 포함할 수 있다. 핸드오버 리소스는, 가능한 타겟 BTS마다 고유하다.

MS는, 가능한 타겟 BTS들의 부분집합에만 접속이 허용되도록 구성된다.

이 시스템은, 핸드오버에 대응하는 데이터를 수신하도록 구성되고 공통 셀 신원을 갖는 비-타겟 BTS들과 연관된 핸드오버 리소스를 갱신하도록 더 구성된 제어기를 포함한다.

핸드오버 리소스는 전용 핸드오버 채널을 포함한다. BTS들은, 사용중일 때, 이동국으로부터의 통신신호를 찾기 위해 미리결정된 핸드오버 채널을 스캐닝하도록 구성된다.

이동국은 본 발명의 제2 양태에 따라 정의되거나, 본 발명의 제1 양태에 따라 동작하도록 구성된다.

이동국은, 이동 전화, PDA, 랩탑 컴퓨터 중 임의의 하나를 포함할 수 있다.

베이스 스테이션 트랜시버 스테이션은 본 발명의 제2 양태에 따라 정의되거나, 본 발명의 방법의 제1 양태에 따라 동작하도록 구성된다.

베이스 스테이션 트랜시버 스테이션은, 저전력 GSM 네트워크 또는 UMTS 네트워크 내의 액세스 포인트를 포함한다.

양호하게는, 복수의 공통 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들은 공통의 셀 신원을 공유하는 저전력 액세스 포인트의 네트워크이다.

삭제

양호하게는, 핸드오버의 완료 후에, 타겟 BTS는, 다른 이동국 핸드오버를 위해 미리결정된 핸드오버 채널을 자유로운 상태로 유지하도록, 트래픽 채널로의 이동국의 셀내 핸드오버(intra-cell handover)를 개시한다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 청구항 제21항에 따른 제어기가 제공된다.

삭제

본 발명은, 매크로 네트워크에서 요구되는 구성을 저감시키기 위해 많은 수의 AP들이 단일 셀 신원을 공유함으로써 많은 수의 AP들이 단일 셀처럼 보이는 경우에, 저전력 AP 네트워크로의 핸드오버 프로시져의 동작을 허용한다. 이제, 전체 3GPP 명세의 프레임워크에 속하는, GSM(a.k.a. 2G) LP-AP 네트워크 및 3G(a.k.a. UMTS) 네트워크 양자 모두에서 본 발명이 어떻게 구현되는지에 관한 설명이 주어질 것이다.

이제 본 발명이 첨부된 도면들을 참조하여 예로서 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 셀룰러 무선 통신 시스템의 실시예의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 한 양태에 따라 미리구성된 리소스를 이용한 GSM 핸드오버 방법을 기술하는 메시지 시퀀스 차트이다.

도 3은 본 발명의 한 양태에 따라 미리구성된 리소스를 이용한 3G 핸드오버 방법을 기술하는 메시지 시퀀스 차트이다.

도 4는 본 발명의 한 양태에 따라 UE 고유 리소스를 이용한 3G 핸드오버 방법을 기술하는 메시지 시퀀스 차트이다.

도 5는 본 발명의 한 양태에 따라 MS 고유 리소스를 이용한 GSM 핸드오버 방법을 기술하는 메시지 시퀀스 차트이다.

핸드오버 솔루션 개념의 개요
이제 도 1 내지 도 5를 참조한다.

전술한 구성이 주어졌을때, MS/UE가 LP-AP에 대한 측정 보고를 매크로 제어기에 발행하면, 매크로 제어기는, 국부 고유 무선 구성과 연관된 CGI가 하나라는 점에서 핸드오버를 위한 인접 셀은 하나만 있다고 인지한다. 만일 액세스 네트워크 제어기가, 그 인접 셀로 MS/UE가 핸드오버하는 것이 바람직하다고 판정하면, 액세스 네트워크 제어기는, 타겟 셀의 CGI를 포함하는 핸드오버/릴로케이션 요청됨(Handover/Relocation Required) 메시지를 MSC에 발행한다. MSC는, CGI에 의해 타겟 액세스 네트워크 제어기를 LP-AP 제어기인 것으로 식별하고 타겟 LP-AP의 액세스 네트워크 제어기에 핸드오버/릴로케이션 요청(Handover/Relocation Request)을 발행한다.

전통적인 네트워크에서, 타겟 액세스 네트워크 제어기는 알려진 타겟 셀상의 가용 리소스를 선택하고, 그 셀에게 인입하는 핸드오버를 기다리라고 통보하며, MS/UE에게로 되중계될 핸드오버 명령을, 핸드오버 레퍼런스 넘버(GSM의 경우) 또는 임시 신원(3G의 경우)과 함께 전송한다. 이 핸드오버 명령은 사용할 새로운 리소스를 가리킨다.

그러나, LP-AP 제어기는 이 시점에서 어떤 특정한 LP-AP가 측정되었는지를 알지 못한다. 따라서, 동일한 CGI가 수개의 AP들과 연관된 관계로 핸드오버가 발생해야 할 실제 AP를 모르기 때문에 이것을 행할 수 없다. 대신에, 핸드오버/릴로케이션 요청(Handover/Relocation Request)을 접수확인통보하고, 핸드오버 동안에 MS/UE에 의해 사용될 몇몇 "핸드오버 리소스"를 항상 제공한다. 핸드오버 명령이 MS로 되중계되어 새로운 리소스와 핸드오버 레퍼런스 넘버를 알려준다. LP-AP 제어기는, 이와 같은 핸드오버가 발생하는 것을 허용하기 위해 그 CGI를 공유하는 모든 AP들을 가로지르는 통상의 트래픽에 대해 일반적으로 미사용으로 유지되는 미리구성된 리소스 세트로부터 핸드오버 리소스를 선택할 수도 있다. 대안으로서, LP-AP 제어기는 이 특정한 MS/UE에 대한 핸드오버의 타겟이 될 수 있는 모든 AP들에게 공통되는 고유한 세트의 핸드오버 리소스를 할당할 수도 있다. 이 대안은, LP-AP 네트워크가 어떤 MS/UE가 각각의 AP를 이용할 수 있는지에 관해 제약을 가할 수 있는 경우에 이용가능하며, 이용가능한 부분집합은 대개, CGI를 공유하는 AP들의 전체 갯수의 극소수일 것이다.

MS/UE는, 핸드오버 명령에서 자신에게 할당된 리소스를 이용하기 시작한다. AP들 중 하나가 MS/UE를 검출하면, 그 AP는 MS/UE와의 채널을 확립하고 LP-AP 제어기에게 핸드오버 시도와 그 연관된 핸드오버 레퍼런스 넘버 또는 임시 신원을 통보한다.

LP-AP 제어기는, 인입되는 핸드오버 레퍼런스 또는 임시 신원과, 자신이 현재 예측하고 있는 핸드오버 목록을 정합시키고, 통상의 핸드오버-검출(Handover Detect) 메시지로 MSC에게 통보한다. 만일 LP-AP 제어기가 이 핸드오버를 위해 하나 이상의 AP 상의 특정 리소스들을 할당했다면, 다른 AP들 상의 미사용 리소스들은 그 시점에서 클리어된다. 핸드오버가 완료되면, 제어기는 MSC가 구 액세스 네트워크 제어기의 리소스들을 클리어할 수 있도록 핸드오버 완료를 MSC에게 통보한다.

한편, 핸드오버가 완료되는대로, 그리고, 미리구성된 핸드오버 리소스가 사용되었다면, LP-AP 제어기는, MS/UE를, 미리구성된 핸드오버 리소스를 해방하기 위해 이 MS/UE에 제공된 진행중인 서비스를 위한 상이한 세트의 리소스상으로 이동시킨다.

미리구성된 핸드오버 리소스를 사용하는 옵션은, MS/UE의 요건 및 현재 제공중인 서비스에 대한 핸드오버 리소스의 특정한 재단을 방지한다. 예를 들어, 미리구성된 리소스는 암호화될 수 없는데, 이것은 이와 같은 암호화에 필요한 키들이 하나의 MS/UE에 대해 고유하기 때문이다. 또 다른 예는, 비록 최상의 코덱은 아니지만 핸드오버 이전에 MS/UE에 의해 사용중일 코덱으로서, FR과 같은 특정한 음성 코덱을 위해 리소스가 미리구성될 수 있다는 것이다. 이와 같은 경우, 후속하여 MS/UE를 그 MS/UE 및 현재의 서비스 요건을 위한 특정한 리소스로 즉각적으로 이동시키는 행위는, 짧은 기간 동안에만 차선의 서비스를 제공하면서, 더욱 적절한 서비스 리소스를 복구시킬 것이다.

MS/UE-고유의 및 서비스-고유의 리소스를 이용하고 잠재적으로 복수의 AP들에게 할당하는 옵션은 전술한 문제점을 피한다. 이것은, 가능하다면 엔드-유저에게 준-심리스 서비스(near-seamless less)를 제공하지만, AP들, LP-AP 제어기, 및 이들 사이의 네트워크에 부하를 더한다. 부하가 얼마나 되는지 및 그러한 부하가 용납할 수준인지는 많은 인자들에 달려 있으나, 핵심 인자는, 각각의 단일 핸드오버 이벤트에 대해 리소스를 할당받아야만하는 AP들의 갯수이다. 각각의 AP 상의 액세스 제어가 가족 및 친구의 MS/UE만을 허용하는 가정용 배치의 AP의 경우, 상기 AP들의 갯수는 매우 작기 때문에, 이 해결책을 매력적으로 만들어준다.

미리구성된 리소스를 구비한 GSM용 세부 핸드오버 시퀀스

상기 절차는 도 1에 도시된 메시지 시퀀스 차트에 요약되어 있다. LP-AP 정황에서 이 메커니즘이 어떻게 동작하는지를 강조하기 위해 몇개의 핵심 파라미터들만이 도시되어 있다.

ㆍ GSM에서 국부 고유 무선 구성이 되는 MS로부터의 측정 보고에서의 ARFCN, BSIC 쌍.

ㆍ LP-GSM BSC를 핸드오버 타겟으로서 식별하기 위한 ARFCN, BSIC 쌍의 CGI로의 맵핑.

ㆍ LP-BSC로부터 매크로 BSS를 경유하여 MS에게로 반환되는 이러한 핸드오버를 위해 선택된 미리할당된 핸드오버 슬롯(TS-HI).

ㆍ 핸드오버 액세스 버스트를 핸드오버 요청(Handover Request)에 묶어두는데 사용되는 핸드오버 레퍼런스(HO_Ref).

메시징은 표준 3GPP 핸드오버 시퀀스를 따르되, 통상적으로 채널 활성화는, 액세스 버스트 및 수정된 핸드오버 검출 메시지의 사용이 예상되는 채널을 식별하기 위해 새로운 BSC로부터 새로운 BTS쪽으로 전송된다는 예외에 주목해야 한다. LP-AP의 경우, AP는 미리결정된 핸드오버 리소스를 경청하기 때문에 채널 활성화는 필요하지 않다.

미리구성된 GSM 솔루션에 대한 기타의 문제점

이 섹션은, 몇가지 문제점과, 그 문제점들의 발생을 초래하는 시나리오를, 그러한 문제 발생의 영향과 함께 기술할 것이다.

핸드오버 레퍼런스의 고유성

핸드오버 레퍼런스는 새로운 BSS에 의해 선택되는 8-비트 숫자이다. 따라서, LP-GSM BSC에서, CGI당 진행중인 핸드오버의 갯수가 256개보다 작은 경우, 인입하는 핸드오버 액세스 버스트를 BSC에서 유지되고 있는 핸드오버 컨텍스트와 정합하는데 있어서 어떠한 모호성도 없을 것이다.

복수의 AP들에 의한 핸드오버 검출

하나 이상의 AP가 동일한 핸드오버 액세스 버스트를 검출하는 것은 이론적으로 가능하다. 이런 사태가 발생하려면 AP는 분명 공통의 ARFCN을 사용하고 있을 것이며 어느 정도의 커버리지 중첩이 존재할 것이다. 이것은 명백히 바람직하지 못한 것이지만, AP의 밀도가 높은 영역에서는 발생할 수도 있다. MS는 자신이 측 정하고 있는 AP에 동기화되어 있는 비교적 작은 시간 윈도우에서 액세스 버스트를 시도할 것이다. AP들은 서로 동기화되어 있지 않기 때문에, 이것은 "엉뚱한" AP가 액세스 버스트를 검출하게 될 가능성을 상당히 저감시켜주며, 이 때 그 확률은 프레임 시간의 분수(fraction)로서 허용된 타이밍 오프셋이다. 매우 낮은 전력을 갖는 LP-GSM AP의 경우, MS는 낮은 범위로 인해 매우 낮은 (아마도 제로) 타이밍 어드밴스에서 셀에 액세스해야 하기 때문에, 중첩 커버리지 내의 이와 같은 2개의 AP들이, 그 AP들 양자 모두가 제로 또는 낮은 타이밍 어드밴스에서 액세스 시도를 검출할만큼 충분히 근접한 타이밍 내에 있을 가능성은 아주 작다. 만일 2개의 AP가 정말로 Phys Info로 응답한다면, 이들 AP들은 서로 간섭할 가능성이 높고 레이어 2 확립은 실패할 가능성이 크다. 만일 MS가 레이어 확립에 문제가 있다고 판정하면, MS는 시퀀스의 핸드오버 완료 스테이지에 도달하지 않고, 그대신 구 BSC의 되돌아갈 것이다.

만일 정말로 이러한 일이 발생한다면, BSC는, 2개의 상이한 핸드오버 검출 메시지에서 동일한 핸드오버 레퍼런스를 보게 될 것이다. BSC는 먼저, (동일한 ARFCN을 갖지만 BSIC가 상이한 AP들을 핸들링하고 있다면) 핸드오버에서 사용되고 있는 BSIC와는 상이한 BSIC를 갖는 AP로부터의 핸드오버 레퍼런스를 거부함으로써 이들 메시지들을 필터링할 것이다. 만일 여전히 모호성이 존재한다면, BSC는 AP들중 하나가 핸드오버를 무시할 것을 명령할 수 있다. 그러나, 핸드오버는 성공적이지 않을 것이다. 이러한 사태는 허용가능한 실패율 내에 있을 정도로 충분히 드물 것이다.

동일한 AP로의 동시발생적 핸드오버 - 동시발생 액세스 버스트

만일 하나 이상의 MS가 Phys Info 응답 이전에 액세스 버스트를 발행하면, 이들은 후속 Phys Info를 검출하고 그에 대해 작용할 것이다.

하나 또는 양자 모두의 레이어 2 확립은 상호 간섭 때문에 실패할 가능성이 높다. 이 경우, MS(들)은 구 BSS로 되돌아가야 한다.

이러한 시나리오가 발생하기 위해, 상이한 MS로부터의 액세스 버스트는 대략 250-300 msec 내에서 발생하는 것이 필요할 것이다. 따라서, 역시 이 기간 내에 단일의 AP에게 이러한 일이 발생할 가능성은, 사용자들의 상관된 행위시(예를 들어, 각각의 MS상에서 통화중인 2명의 사용자가 동일한 집에 함께 들어가는 경우)에도 낮게 되고, 역시 실패율도 허용가능할 정도가 된다.

동일한 AP로의 동시발생적 핸드오버 - Phys Info 이후의 액세스 버스트

만일 제1 MS의 액세스 버스트에 응답하여 Phys Info가 이미 발행되었을 때 제2 MS가 액세스 버스트를 개시한다면, 후자의 액세스 버스트는 무시될 것이다. Phys Info 응답의 결핍은 타이머 T3124가 만료되게 하고, 제2 MS가 구 BSS로 되돌아가게 한다. 후자의 시도로부터의 액세스 버스트는 이미 진행중인 핸드오버에 간섭할 것이다.

타겟 AP 상의 자유 채널이 없음

만일 MS가, AP상의 가용 트래픽 채널이 없을 때, 핸드오버 액세스 버스트를 시도하면, 액세스 버스트는 무시될 것이다. Phys Info의 결핍은 타이머 T3124가 만료되게 하고 제2 MS가 구 BSS로 되돌아가게 할 것이다.

미리구성된 리소스를 구비한 세부 핸드오버 시퀀스

이 시나리오는 도 3에 도시되어 있다. 이것은 전술한 GSM 시나리오와 유사하다.

1.0. 매크로-RNC는 인접 셀들의 구성된 주파수들 및 스크램블링 코드를 전송한다.

1.1. UE가 측정 보고를 발행할 때 준수해야 할 기준을 명시한다.

1.2. UE는, 명시된 인접 셀들이 매크로-RNC에 의해 명시된 기준을 충족한다는 것을 가리키는 측정 보고를 전송한다.

1.3. 매크로-RNC는 인접 셀의 CGI를 찾아보고 그 CGI를 릴로케이션-요청됨 메시지(Relocation-Required Message)를 통해 MSC에 전송한다.

1.4. MSC는 타겟 셀에 대한 RNC를 식별하고 릴로케이션-요청(Relocation-Request)을 그 타겟 RNC에 전송한다.

1.5. LP-AP RNC는 핸드오버를 위한 식별자를 할당하고, 그 식별자를 표준의 핸드오버-리소스와 더불어 릴로케이션-요청-접수확인(Relocation-Request-Acknowledge)을 통해 반환한다.

1.6. MSC는 릴로케이션 명령(Relocation-Command) 메시지를 통해 릴로케이션 -요청-접수확인(Relocation-Request-Acknowledge)으로부터의 정보를 매크로-RNC에게 전달한다.

1.7. 매크로-RNC는 물리-채널-재구성(Physical-Channel-Reconfiguration) 메시지를, 릴로케이션-명령(Relocation-Command) 메시지 내의 정보로부터의 UE로 전송한다.

1.8. UE는 LP-AP와 동기화된다. 이 시점에서, LP-AP는 어떤 UE가 동기화되었는지를 알지 못하기 때문에, LP-AP는 릴로케이션-검출(Relocation-Detect)을 즉시 전송하지 않는다.

1.9. UE는 단계 1.5.에서 UE에게 할당된 식별자를 포함하고 있는 물리-채널-재구성-완료(Physical-Channel-Reconfiguration-Complete)를 전송한다.

1.10. LP-AP는 릴로케이션-완료(Relocation-Complete)를 LP-AP RNC에게 전송한다. 이것은 어떤 UE가 LP-AP에 접속했는지에 대한 정보를 포함한다.

1.11. LP-AP는 릴로케이션-검출(Relocation-Detect)을 MSC에 전송하여 매크로-RNC로부터 LP-AP RNC로의 사용자 데이터의 리라우팅을 촉발시킨다.

1.12. LP-AP RNC는 릴로케이션-완료(Relocation-Complete)를 MSC에게 전송하여 매크로-RNC 내의 UE-관련 리소스의 해방을 촉발시킨다.

이 시나리오에서, RNC로부터 MSC로의 릴로케이션-검출출(Relocation-Detect) 메시지의 전송시에는, 검출된 UE가 식별될 때까지 메시지가 전송될 수 없기 때문에, 약간의 지연이 있다. 그러나, MSC는 메시지들의 타이밍에 대한 어떠한 예측도 할 수 없기 때문에, 이것이 MSC에게 문제를 유발하지는 않는다. 변하지 않는 메시지들의 시퀀스만이 유일하게 관련있다.

GSM 해결책에 대해 전술한 문제점들은, (핸드오버 레퍼런스와 등가인) 3G 임시 신원은 8 비트로 제한되지 않으며, 항상 고유하다는 점을 제외하고는, 이 해결책에도 마찬가지로 적용된다.

특정한 핸드오버 리소스를 갖는 세부 핸드오버 시퀀스

이 시나리오는 도 4에 도시되어 있다. 이 경우, LP-AP RNC는 각각의 핸드오버에 대해 고유한 리소스 세트를 할당한 다음, 모든 후보 AP들 상에서 물리 채널을 구성한다.

AP들의 미가공 후보 목록은 릴로케이션-요청(Relocation-Request) 메시지 내에 명시된 CGI와 동일한 CGI를 갖는 모든 AP들을 포함한다. LP-AP RNC는 AP들에 적용되는 액세스 제어에 대한 지식을 이용하여 이 미가공 후보 목록의 크기를 선택적으로 저감시킬 수 있다. 어떤 UE가 어떤 AP에게 액세스할 수 있는지를 명시한 액세스 제어 목록은, 핸드오버 UE가 동작하도록 허용된 경우 AP들의 미가공 목록을 필터링하여 이와 같은 AP들의 더 작은 부분집합으로 추리는데 사용될 수 있다. 적절한 CGI를 갖고 UE가 동작하도록 허용되어 있는 LP-AP들만이 후보 셀로서 간주된다.

1.0. 매크로-RNC는 그 인접 셀들의 구성된 주파수들 및 스크램블링 코드를 전송한다.

1.1. 매크로-RNC는 UE가 측정 보고를 발행할 때 준수해야 할 기준을 명시한다.

1.2. UE는 명시된 인접 셀이 매크로-RNC에 의해 명시된 기준을 충족한다는 것을 가리키는 측정 보고를 전송한다.

1.3. 매크로-RNC는 인접 셀의 CGI를 찾아보고 이것을 릴로케이션-요청됨(Relocation-Required) 메시지를 통해 MSC에 전송한다.

1.4. MSC는 타겟 셀에 대한 RNC를 식별하고 릴로케이션-요청을 타겟 RNC에 전송한다.

1.5. LP-AP RNC는 UE에 대한 식별자와, 핸드오버에 대한 물리 채널 리소스를 할당한다. LP-AP RNC는 CGI와 UE 신원에 기초하여 핸드오버에 대한 타겟이 될 수 있는 셀들의 후보 목록을 발생한다. 그 다음, RNC는 제1 LP-AP에게 핸드오버를 위한 무선 링크를 셋업하도록 명령한다.

1.6. LP-AP RNC는 기타의 모든 후보 LP-AP들에게 핸드오버를 위한 무선 링크를 셋업하도록 명령한다.

1.7. LP-AP RNC는 릴로케이션-요청을 접수확인하고 핸드오버를 위해 사용될 물리 채널 자원과 UE 식별자를 포함한다.

1.8. MSC는 릴로케이션-명령-접수확인으로부터의 정보를 릴로케이션0명령 메시지를 통해 매크로-RNC에게 전달한다.

1.9. 매크로-RNC는 물리-채널-재구성(Physical-Channel-Reconfiguration) 메시지를, 릴로케이션-명령(Relocation-Command) 메시지 내의 정보로부터의 UE에게 전송한다.

1.10. UE는 LP-AP들중 하나와 동기화한다. 이 핸드오버를 위해 리소스가 개별적으로 할당되었기 때문에, LP-AP는 어떤 UE가 출현하였는지를 안다.

1.11. LP-AP는 UE가 출현하였음을 RNC에게 알려준다.

1.12. LP-AP RNC는 MSC에게 릴로케이션-검출(Relocation-Detect)을 전송하여 매크로-RNC로부터 LP-AP RNC로의 사용자 데이터의 리라우팅을 촉발시킨다.

1.13. LP-AP RNC는, UE가 출현하지 않은 모든 LP-AP들 상에서 핸드오버에 대해 할당된 무선 링크들을 삭제한다.

1.14. UE는 단계 1.5.에서 UE에 할당된 식별자를 포함하고 있는 물리-채널-재구성-완료(Physical-Channel-Reconfiguration-Complete)를 전송한다.

1.15. LP-AP는 릴로케이션 완료(Relocation-Complete)를 RNC에게 전송한다.

1.16. LP-AP RNC는 릴로케이션-완료(Relocation-Complete)를 MSC에게 전송하여 매크로-RNC 내의 UE-관련 리소스의 해방을 촉발시킨다.

이 시나리오에서, 핸드오버에 대한 어떠한 후보 셀도 없는 것이 가능하다. 이것은, 만일 액세스 제어 메커니즘을 이용하고 있고 핸드오버를 시도하고 있는 UE가 명시된 CGI를 갖는 어떠한 셀에서도 허용되지 않는 경우에 발생할 수 있다. 이 경우, LP-AP RNC는 릴로케이션-실패 메시지를 이용하여 핸드오버를 거부할 수 있다.

GSM 해결책에 대해 전술된 문제점들은, 복수의 AP들이 여전히 핸드오버를 검출할 수도 있고, 이 경우에는 전술한 문제와 동일한 문제가 여전히 적용될 수 있다는 점만 제외하고는, 이 해결책에는 적용되지 않는다.

특정한 핸드오버 리소스를 구비한 GSM을 위한 세부 핸드오버 시퀀스

특정한 리소스를 구비한 핸드오버의 GSM 버전은 앞선 3G 상황에 대해 기술된 바와 같이 미리구성된 리소스에 비교하여 대응하는 변화를 채택한다. 이것은 도 5에 도시되어 있다.

본 명세서에서 용어 "저전력"은 500 mW 이하의 전력 출력을 기술하기 위해 사용되는 것임을 이해하여야 한다.

Claims

복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들 중 하나의 베이스 트랜시버 스테이션으로의 MS(mobile station, 이동국)의 셀룰러 무선 통신 핸드오버 방법에 있어서,

(i) 상기 MS로부터의 적어도 하나의 측정 보고를 제어기에서 수신하는 단계;

(ii) 상기 MS가 사용하기 위한 핸드오버 리소스와 핸드오버 참조 번호를 할당하는 단계;

(iii) 상기 핸드오버 리소스와 핸드오버 참조 번호를 이용하여 상기 MS로부터 통신신호를 찾기 위해 상기 공통 셀 신원 BTS들 중 적어도 일부 BTS에서 채널을 스캐닝하는 단계;

(iv) 상기 공통 셀 신원 BTS들 중 하나의 BTS에서 상기 MS로부터의 통신 신호를 수신하여, 그 공통 셀 신원 BTS를 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS로서 식별하는 단계; 및

(v) 상기 MS와 상기 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS 간의 핸드오버를 완료하는 단계를 포함하며,

상기 복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들은 공통의 셀 신원을 공유하는 저전력 액세스 포인트(Low Power Access Point)의 네트워크인, 무선 통신 핸드오버 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 핸드오버 리소스는 실행될 핸드오버에 고유한 것이지만, 복수의 가능한 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS들 사이에서는 공통된 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
제3항에 있어서, 상기 MS는 가능한 타겟 공통 셀 신원 BTS들의 부분세트에만 접속이 허용되는 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
제1항에 있어서, 핸드오버에 대응하는 데이터를 저전력 액세스 포인트 제어기에 전달하고, 비-타겟 공통 셀 신원 BTS들과 연관된 핸드오버 리소스를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
제1항에 있어서, 상기 핸드오버 리소스는 미리 결정된 제1 핸드오버 채널을 포함하고, 상기 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS는 다른 MS 핸드오버를 위해 미리 결정된 적어도 하나의 제2 핸드오버 채널을 자유로운 상태로 유지하도록, 트래픽 채널로의 MS의 셀내 핸드오버(intra-cell handover)를 개시하는 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
제6항에 있어서, 상기 MS로부터의 통신신호를 찾기 위해 복수의 공통 셀 신원 BTS 상의 미리 결정된 핸드 오버 채널을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
제1항에 있어서, 하나 이상의 핸드오버 공통 셀 신원 BTS가 상기 MS로부터의 통신신호를 수신했는지의 여부를 판정하고, 이러한 판정에 응답하여 상기 방법 단계(iv)를 완료하기 위해 상기 복수의 핸드오버 공통 셀 신원 BTS들 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
제1항에 있어서, 하나 이상의 MS가 동시에 상기 BTS에 통신신호를 전송했는지의 여부를 판정하는 단계와, 만일 하나 이상의 MS가 동시에 상기 BTS에 통신신호를 전송했다면, 상기 MS들 중 적어도 하나를 이전의 BTS로 되돌아가게 하는 단계를 더 포함하는 것인, 무선 통신 핸드오버 방법.
셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템에 있어서,

적어도 하나의 제어기,

복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)과,

적어도 하나의 MS(mobile station, 이동국)를 포함하고,

상기 적어도 하나의 MS는, 상기 적어도 하나의 제어기에게 적어도 하나의 측정 보고를 전송하도록 구성되고,

상기 복수의 공통 셀 신원 BTS들 중 하나로의 핸드오버가 요구된다고 판정된 경우, 핸드오버 리소스와 핸드오버 참조 번호가 상기 MS에 의해 사용되기 위해 할당되며,

상기 복수의 공통 셀 신원 BTS들 중 적어도 하나는 상기 핸드오버 리소스와 핸드오버 참조 번호를 이용하여 상기 MS로부터 통신신호를 수신하기 위해 채널을 스캐닝하여, 상기 공통 셀 신원 BTS를 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS라고 식별하도록 구성되고, 이러한 식별에 응답하여 상기 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS는 상기 MS의 핸드오버를 완료하도록 구성되며,

상기 복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들은 공통 셀 신원을 공유하는 저전력 액세스 포인트의 네트워크인, 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템.
삭제
제10항에 있어서, 상기 핸드오버 리소스는 복수의 가능한 타겟 공통 셀 신원 BTS들에 고유한 것인, 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템.
제12항에 있어서, 상기 MS는 가능한 타겟 공통 셀 신원 BTS들의 부분세트에만 접속하는 것이 허용되도록 구성되는 것인, 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템.
제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제어기는 소스(source) 제어기와, 상기 핸드오버에 대응하는 데이터를 상기 소스 제어기로부터 수신하도록 구성된 저전력 액세스 포인트 타겟 제어기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제어기는 비-타겟 공통 셀 신원 BTS들과 연관된 핸드오버 리소스를 갱신하도록 더 구성되는 것인, 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템.
제10항에 있어서, 상기 핸드오버 리소스는 미리 결정된 제1 핸드오버 채널을 포함하는 것인, 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템.
제15항에 있어서, 상기 복수의 공통 셀 신원 BTS들은 상기 MS로부터의 통신신호를 찾기 위해 상기 미리 결정된 제1 핸드오버 채널을 스캐닝하도록 구성된 것인, 셀룰러 무선 통신 핸드오버 시스템.
제1항에 기재된 방법에 따라 동작하도록 구성되는, 이동국.
제17항에 있어서, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩탑 컴퓨터 중 임의의 하나를 포함하는 것인, 이동국.
제1항에 기재된 방법에 따라 동작하도록 구성되는, 베이스 트랜시버 스테이션.
제19항에 있어서, 저전력 GSM(global system for mobile communications) 네트워크 또는 UMTS(universal mobile telecommunication system) 네트워크에서 사용하기 위한 액세스 포인트를 포함하는 것인, 베이스 트랜시버 스테이션.
복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들 중 하나의 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)으로의 이동국(MS)의 셀룰러 무선 통신 핸드오버를 돕기 위해 구성된 제어기에 있어서,

상기 제어기는 상기 MS로부터의 측정 보고와, 핸드오버 동안에 사용될 상기 BTS 상의 리소스를 할당하기 위한 소스 제어기로부터의 요청을 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나를 수신하기 위한 수신기를 포함하고,

상기 제어기는

상기 이동국이 사용하기 위한 핸드오버 리소스와 핸드오버 참조 번호를 할당하기 위한 수단;

상기 핸드오버 리소스와 핸드오버 참조 번호를 이용하여 상기 이동국으로부터 통신신호를 찾기 위해 상기 공통 셀 신원 BTS들 중 적어도 일부 BTS에서 채널을 스캐닝하기 위한 수단으로서, 상기 수신기는 상기 공통 셀 신원 BTS들 중 하나의 BTS에서 상기 이동국으로부터의 통신 신호를 수신하여, 그 공통 셀 신원 BTS를 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS로서 식별하도록 구성되는 것인, 스캐닝하기 위한 수단과;

상기 이동국과 상기 타겟 핸드오버 공통 셀 신원 BTS 간의 핸드오버를 완료하기 위한 수단을 포함하며,

상기 복수의 공통 셀 신원 베이스 트랜시버 스테이션(BTS)들은 공통 셀 신원을 공유하는 저전력 액세스 포인트의 네트워크인, 제어기.