KR20070030333A

KR20070030333A - Ｓｉｐ 네트워크와 셀룰러 통신 시스템간의 핸드오프

Info

Publication number: KR20070030333A
Application number: KR1020077004013A
Authority: KR
Inventors: 사머 즈레이크; 바루크 에루치모비크
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-03-15
Also published as: UA86636C2; IL180799A0; AU2005267168A1; KR100950190B1; SG156660A1; CA2574578A1; TW200625978A; RU2007106108A; BRPI0513535A; MX2007000804A; US7920520B2; US20060120355A1; CN101057453A; RU2380840C2; WO2006012381A1; ZA200700719B; JP4589390B2; JP2008507913A; NO20070895L; AU2009251112A1

Abstract

무선 SIP 네트워크와 셀룰러 통신 시스템간의 핸드오프가 제공된다. 시스템은 SIP-가능 장치에 음성을 포함하는 노매딕 (nomadic) 셀룰러 서비스를 제공하도록 설계된다.

SIP 네트워크, 셀룰러 통신 시스템, 셀룰러 아이덴터티

Description

ＳＩＰ 네트워크와 셀룰러 통신 시스템간의 핸드오프{HANDOFF BETWEEN A SIP NETWORK AND A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM}

35 U.S.C. §119에 따른 우선권 주장

본 특허 출원은 "CDMA 네트워크로의 IP-전용 장치의 인증 (AUTHENTICATION OF AN IP-ONLY DEVICE INTO A CDMA NETWORK)"의 명칭으로 2004년 7월 20일자로 출원된 가출원 제 60/589,821호를 우선권 주장하며, 본 발명의 양수인에게 양도되고, 여기에서 참조로서 전부 명백히 포함된다.

배경

분야

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 세션 개시 프로토콜 (SIP:session initiation protocol) 네트워크와 셀룰러 통신 시스템간의 핸드오프에 관한 것이다.

배경

표 1은 두문자 및 약자를 요약한다.

표 1: 두문자 및 약자

AP 액세스 포인트

AKEY 인증 키

BS 기지국

CDMA 코드 분할 다중 접속

CFSCNM 후보 주파수 서치 제어 메세지

CFSRSM 후보 주파수 서치 응답 메세지

CFSRQM 후보 주파수 서치 요구 메세지

ESN 전자 일련 번호

EVRC 개선된 가변 레이트 코덱

FA 외부 에이전트

FFS 추가 연구용

GPS 글로벌 위치확인 시스템

GW 게이트웨이

HLR 홈 위치 레지스터

HW 하드웨어

IETF 인터넷 엔지니어링 태스크 포스

IMSI 국제 이동 서브스크라이버 아이덴터티

IOS 상호 작동가능성 사양 또는 서버

IP 인터넷 프로토콜

LAN 로컬 영역 네트워크

MAC 미디엄 액세스 제어

MAD 이동 어드레스된 메세지

MGW 미디어 게이트웨이

MIB 관리 정보국

MIN 이동 식별자 번호

MIP 이동 인터넷 프로토콜

MO 이동국-발신

MS 이동국

MSC 이동 스위칭 센터

MT 이동국-종료

NGLAN 차세대 LAN

OAM 운용 경영 관리

OAM&P 운용 경영 관리&제공

OCS 오비완 셀룰러 서버

PPP 포인트 투 포인트 프로토콜

QoS 서비스의 품질

RFC 코멘트에 대한 요구

RLP 무선 링크 프로토콜

SGW 시그널링 게이트웨이

SIP 세션 개시 프로토콜

SNMP 단순 네트워크 관리 프로토콜

SS 상보적 서비스

SS7 시그널링 시스템#7

SW 소프트웨어

TCH 트래픽 채널

TCP 전송 제어 프로토콜

UDP 유저 데이터그램 프로토콜

VoIP IP상의 음성

VOPS 음성 최적화 전력 절약

WAN 광영역 네트워크

WSS 무선 소프트 스위치

SIP-전용 장치는 셀룰러 아이덴터티 (identity) 를 가지지 않고 셀룰러 아이덴터티 없이 셀룰러 액세스가 허여될 수 없다. 따라서, 셀룰러 네트워크와의 SIP-전용 장치의 인터네트워킹의 요구가 있다.

하나의 해결책은 셀룰러 네트워크에 액세스하도록 준비되는 모든 SIP-전용 장치에 셀룰러 아이덴터티를 정적으로 할당하는 것이었다. 이것은 SIP 서비스에서 표준 SIP 프로토콜로의 변화 요구의 결코 표준 해결책이 아니다.

다른 해결책에 있어서, SIP 장치가 셀룰러 장치를 콜 (call) 하는 경우, 콜은 일반 전화 교환망 (PSTN) 을 통해 라우팅 (routing) 될 수 있고 PSTN에서 콜은 셀룰러 네트워크로 라우팅된다. 이 해결책은 콜의 음성 품질에 영향을 주는 여분의 시그널링 및 트래픽 오버헤드 (overhead) 를 야기한다. 또한, 이것은 콜이 PSTN을 통해 라우팅되고 PSTN 오퍼레이터가 콜에 대해 요금을 부과하므로 여분의 요금을 야기한다.

따라서, 표준 SIP 프로토콜에 변화를 요구하지 않고 여분의 시그널링 및 트래픽 오버헤드를 포함하지 않는 해결책의 요구가 있다.

도면의 간단한 설명

도 1은 일 실시형태에 따른 일반적 시스템 아키텍처이다.

도 2는 일 실시형태에 따른 핸드오프 콜 플로우를 나타낸다.

도 3은 일 실시형태에 따른 서빙 이동국과 후보 기지국간의 상호 작용을 나타낸다.

도 4는 일 실시형태에 따른 이동국-발신 (mobile originated) 콜 셋업을 나타낸다.

도 5는 일 실시형태에 따른 이동국-종료 (mobile terminated) 콜 셋업을 나타낸다.

도 6은 핸드오프 절차에 대한 이벤트의 시퀀스를 나타낸다.

도 7은 일 실시형태에 따른 이동국-발신 SMS (콜 없음) 를 나타낸다.

도 8은 일 실시형태에 따른 이동국-종료 SMS (콜 없음) 를 나타낸다.

도 9는 일 실시형태에 따른 이동국-발신 SMS (콜 동안) 를 나타낸다.

도 10은 일 실시형태에 따른 이동국-종료 SMS (콜 동안) 를 나타낸다.

설명

일 실시형태에 있어서, SIP 네트워크와 셀룰러 통신 시스템간의 핸드오프가 제공된다.

일 실시형태에 있어서, 무선 유닛은 세션 개시 프로토콜 (SIP) 장치이다. 또한, 무선 유닛은 가입자국, 가입자 유닛, 이동국, 이동 전화, 원격지국, 원격 단말기, 액세스 단말기, 유저 단말기, 유저 에이전트, 또는 유저 장비로 불리어질 수 있다. 무선 유닛은 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 무선 접속 능력을 갖는 핸드헬드 (handheld) 장치, 또는 무선 모뎀에 접속된 다른 프로세싱 장치일 수도 있다.

아키텍처

일 실시형태에 따르면, IP (SIP) 네트워크는 SIP/IOS 게이트웨이로서 지칭되는 특수 기지국 (또는 게이트웨이) 을 이용하여 셀룰러 (CDMA) 네트워크에 커플링된다.

하이브리드 셀룰러 이동 장치 (또한 SIP를 지원함) 는, IP 네트워크에서의 서비스가 허여될 수 있는 한편, SIP/IOS GW는 SIP와 CDMA 프로토콜간을 트랜슬레이트 (translate) 하고 2개의 네트워크간에 메세지를 전한다. 이러한 하이브리드 장치는 이들 장치를 셀룰러 네트워크가 인증하는 것을 가능하게 하는 보안 파라미터뿐만 아니라 셀룰러 넘버 (IMSI 및 ESN) 를 갖는다.

이러한 해결책에서, SIP-전용 장치는 셀룰러 네트워크에 "실재의" 셀룰러 장치로서 존재한다. 이러한 장치가 셀룰러 네트워크를 액세스하는 경우, AAA 서버에 따른 SIP/IOS GW는 그 장치에 셀룰러 아이덴터티 (IMSI, ESN 및 보안 파라미터) 를 할당하고 셀룰러 네트워크에 셀룰러 아이덴터티를 전할 것이다.

일 실시형태에 따른 일반적인 시스템 아키텍처를 도 1에 나타낸다. 도 1은 일 실시형태에 따른 IP-BSC 인터워킹 아키텍처 (100) 의 전체 도면을 나타낸다. 이들 인에이블링 기능은 엔드-유저 요금 부과뿐만 아니라 CDMA 서브스크립션 (subscription) 의 재사용, 시스템 선택, 단일 인증 메카니즘, 콜 라우팅 및 서비스 액세스를 포함한다.

SIP 폰 (102) 및 하이브리드 802.11/CDMA 폰 (104) 이 SIP (110, 112) 를 통하여 SIP 프록시/레지스트라와 무선으로 통신하는 SIP 도메인 (106) 에 나타난다. 또한, SIP 폰 (102) 은 VoIP (voice over Internet Protocol) 를 통해 미디어 게이트웨이 (120) 와 통신하도록 구성된다. 차세대 LAN (NGLAN) 은 셀룰러 오퍼레이터와 커플링되는 SIP 네트워크 (106) 를 기술하는 다른 네임이다.

SIP 프록시/레지스트라 (108) 는 SIP (116) 를 통하여 IP/CDMA 게이트웨이 (114) 와 무선으로 통신한다. 특히, SIP 프록시/레지스트라는 IP/CDMA 게이트웨이 (114) 의 SIP/IOS 게이트웨이 (118) 와 무선으로 통신한다.

SIP/IOS 게이트웨이 (118) 는 일 실시형태에 따라 MGCP (122) 를 통하여 미디어 게이트웨이 (120) 와 통신한다. SIP/IOS 게이트웨이 (118) 는 IOS/SIGTRAN (126) 을 통하여 시그널링 게이트웨이 (124) 와 통신한다. SIP/IOS 게이트웨이 (118) 는 RADIUS (136) 를 통하여 홈 AAA IMSI/ESN 풀 (134) 과 통신한다.

미디어 게이트웨이 (120) 는 일 실시형태에 따라 PCM/E1 (130) 를 통하여 IS-41 MSC (128) 와 통신한다. 시그널링 게이트웨이 (124) 는 IOS/SS7 (132) 을 통하여 IS-41 MSC (128) 와 통신한다. MSC (128) 는 다른 종류의 CDMA MSC일 수도 있고 IS-41 MSC에 한정되지 않는다.

SIP 유저가 SIP-전용 장치 (102) 를 갖는 시스템으로 로그인할 때, AAA (134) 는 유저 네임 및 패스워드에 의해 유저의 어카운트를 인증한다. 일 실시형태에 따르면, GW (114) 및 AAA (134) 는 로그인/등록 시간에서 소정의 SIP 유저 (예를 들면, VIP 유저) 에게 정적 셀룰러 아이덴터티를 할당할 수도 있고, 유저가 셀룰러 네트워크에 콜하는 것을 시도할 때 다른 SIP 유저에게 셀룰러 아이덴터티를 동적으로 할당할 수도 있다.

정적 ID가 어떤 유저에게 할당될 때, (셀룰러 네트워크로부터) 이동국-종료 콜은 이들 유저에게 그들의 정적 셀룰러 넘버를 이용하여 관리될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, (예를 들면, 기업이 될 수 있는) SIP 제공자는 한정된 수의 셀룰러 아이덴터티를 포함하는 셀룰러 오퍼레이터로부터 "서비스 패키지" 를 구매할 수도 있다. 셀룰러 오퍼레이터는 SIP 오퍼레이터에 의해 서빙되고 셀룰러 네트워크로 액세스가 허여될 유저 어카운트와 함께 AAA (134) 를 구성한다. 또한, AAA (134) 는 SIP 유저에 할당될 셀룰러 아이덴터티와 함께 (상술한 바와 같이, 동적으로 또는 정적으로) 구성될 것이다. AAA 서버 (134) 는 과금 목적으로 SIP 오퍼레이터에게 셀룰러 오퍼레이터에 의해 공급될 SIP 어카운트 액티비티를 로그한다.

핸드오프

일 실시형태에 있어서, 셀룰러 넘버는 CDMA 네트워크 또는 NGLAN 중 하나상에서 작용한다. 코어 네트워크는 NGLAN상에 또는 CDMA 네트워크상에 서비스를 송달하기에 충분히 스마트하다.

일 실시형태에 있어서, 핸드오프는 유휴 모드 또는 활성 모드에서 발생한다. 유휴 모드에서 이동 전화가 네트워크들간을 이동함에 따라, 코어 네트워크는 이동 전화에 도달하는 방법을 안다. 활성 모드는 NGLAN-CDMA 핸드오프를 지원한다.

일 실시형태에 있어서, 2개의 네트워크에 대한 2개의 넘버가 있다. CDMA 네트워크에 대해 하나의 넘버 및 NGLAN에 대해 하나의 넘버가 있다. NGLAN 및 CDMA 네트워크 양자는 동시에 모니터링될 수 있다

NGLAN 서비스는 NGLAN을 이용하여 송달된다. 일 실시형태에 있어서, 아웃고잉 서비스는 선호된 액세스를 이용하도록 구성된다.

일 실시형태에 있어서, ID는 CDMA 도메인에서 고유의 IP 장치에 동적으로 할당된다. IMSI 및 ESN은 CDMA 장치로의 콜의 발신을 시도할 때, 홈 AAA 서버 (134) 와 같은 중앙 서버에 의해 관리되는 풀로부터 모든 고유의 IP 장치에 할당된다. 또한, ID는 SIP 콜에 할당된다. 동일 발신자로부터의 다중의 콜이 이용가능하다. 발신자는 그들의 SIP URL 및 SIP 콜-ID에 의해 식별된다.

일 실시형태에 있어서, ID는 CDMA 도메인에서 고유의 IP 장치에 정적으로 할당된다. IMSI 및 ESN은 SIP 도메인에서 등록할 때 IP 도메인에서 모든 장치 (또는 장치들 중 일부) 에 할당된다. IP 장치는 그들의 SIP URL에 의해 식별된다. SIP 장치로부터 CDMA 네트워크로의 다중 콜은 이용가능하지 않다.

SIP가 임의의 다른 시그널링 프로토콜에 의해 교환될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

802.11 PHY 또는 MAC 레이어로의 어떤 변화도 CDMA 핸드오프에 SIP를 구현하는 것을 필요로 하지 않는다. 과금 레코드는 셀룰러와 일치한다. AKEY, ESN 및 IMSI는 인증에 이용된다. RADIUS는 데이터 인증에 대한 것이다.

SMS 통합 및 부가 서비스 지원의 룩 앤드 필 (look and feel) 이 보존된다. 네트워크, SIP 네트워크 및 CDMA 네트워크의 동시 모니터링에 기인한 이음메 없는 서비스 능력이 있다.

일 실시형태에 있어서, 핸드오프 트리거 및 타겟 선택이 지원된다. 일 실시형태에 있어서, 핸드오프는 80초 내에 발생하고 핸드오프의 타겟은 20 밀리초 내에서 결정된다.

일 실시형태에 있어서, 802.11 및 CDMA간의 슬립 모드가 조정된다.

도 2는 일 실시형태에 따른 핸드오프 콜 플로우 (200) 를 나타낸다. 도 2는 SIP (252) 상의 콜 및 CDMA 1x (254) 상의 콜을 나타낸다. 이동국 (MS; 256), 소스 기지국 (BS; 258), 이동 스위칭 센터 (MSC; 260), 및 타겟 BS (262) 만이 도시된다.

MS (256) 는 MS (256) 가 커버리지 (201) 외에 있다는 것을 나타내는 메세지를 소스 BS (258) 에 전송한다. 그 후, 핸드오프 핸드쉐이킹 (handshaking; 201a) 이 MS (256) 와 소스 BS (258) 간에서 발생한다.

소스 BS (258) 는 MSC (260) 에 핸드오프 요구됨 메세지 (202) 를 전송한다. MSC (260) 는 타겟 BS (262) 에 핸드오프 요구 메세지 (203) 를 전송한다. 타겟 BS (262) 는 트래픽 채널 (TCH) 셋업 (204) 을 행한다.

널 포워드 트래픽 프레임 (205) 이 타겟 BS (262) 로부터 MS (256) 로 전송된다. 핸드오프 요구 확인 응답 (206) 은 타겟 BS (262) 로부터 MS (260) 로 전송된다. 핸드오프 커맨드 (207) 는 MSC (260) 로부터 소스 BS (258) 로 전송된다. 업데이트 핸드오프 지시 메세지 (UHDM; 208) 는 소스 BS (258) 로부터 MS (256) 로 전송된다. MS 확인 응답 오더 (209) 는 MS (256) 로부터 소스 BS (258) 로 전송된다. 핸드오프 개시됨 메세지 (210) 는 소스 BS (258) 로부터 MSC (260) 로 전송된다. MS (256) 은 일 실시형태에 따라 1x로 튜닝한다 (211). 리버스 트래픽 프레임 (212) 은 MS (256) 로부터 타겟 BS (262) 로 전송된다.

MS (256) 는 타겟 BS (262) 에 핸드오프 완료 메세지 (HCM; 213) 를 전송한다. 타겟 BS (262) 는 MSC (260) 에 핸드오프 완료 (214) 를 전송한다. MSC (260) 는 소스 BS (258) 에 클리어 커맨드 (215) 를 전송한다. 소스 BS는 MSC (260) 에 클리어 완료 (216) 를 전송한다.

도 3은 일 실시형태에 따른 서빙 MS와 후보 기지국간의 핸드오프 핸드쉐이킹 중의 상호 작용을 나타낸다. 서치 파라미터 메세지 (CFSRQM; 201) 는 BS로부터 MS (222) 로 전송된다. 수용 메세지 (CFSRSM; 202) 는 MS (222) 로부터 후보 기지국 (220) 으로 전송된다.

CFSRQM은 기지국이 MS에게,

· 후보 주파수 네이버 (neighbor) 리스트 (CFNL)

· 후보 주파수 서치 세트 (CFSS), CFNL의 서브셋

· 주파수 대역 및 채널 넘버

· 주기적 서치에 대한 서치 주기

· 임계값 (MS Rx 전력 및 전체 파일럿 E_C/I_O, 등)

· AMPS에 대한 서치를 특정할 수 있는가 (다른 포맷이 추가될 수 있음)

· 선택적으로, MS와 BS간의 타이밍을 동기화할 수 있는가

를 통지하는 후보 주파수 서치 요구 메세지이다.

또한, CFSRQM은 서치를 시작할 수 있다.

CFSRSM은 후보 주파수 응답 메세지이고, 여기서 MS는

· 전체 CFSS를 서치하는 데드 타임 (포워드 및 리버스)

· 후보 주파수에의 인바이트 당 데드 타임 (포워드 및 리버스)

을 CFSRQM에 응답한다.

데드 타임은 일 실시형태에서 프레임으로 다른 실시형태에서 1.25 ㎳ 슬롯으로 특정될 수 있다.

서치 오더 (CFSCNM) 는 BS로부터 서빙 MS (222) 로 전송되는 것을 필요로 하지 않는다. CFSCNM은 (주기적인 또는 단일의) 서치를 시작하고 중단하는 후보 주파수 서치 제어 메세지이다. 서빙 MS (222) 는 후보 기지국 (220) 과 통신한다.

서빙 MS (222) 는 후보 기지국 (220) 으로 리포트 (CFSRPM) 를 전송한다. CFSRPM은 후보 주파수 서치 리포트 메세지이고, 여기서 MS는 서빙 주파수상에서 BS에게

· 후보 주파수상에서의 MS Rx 전력

· 가산 임계값 (T_add) 초과의 파일럿

· 후보 주파수 서치 세트의 전체 E_C/I_O가 임계값을 초과하는 경우에만 주기적 서치로 전송됨

· 모든 파일럿 측정이 리포트의 0.8초 내에서 이루어져야 함

을 리포트한다.

일반적 핸드오프 방향 메세지 (GHDM) 는 서빙 MS (222) 에 전송되고, GHDM은 하드 핸드오프 (HHO) 실패상의 절차를 구체화하는 플래그를 포함한다.

콜 셋업

도 4는 일 실시형태에 따른 이동국-발신 콜 셋업을 나타낸다.

도 5는 일 실시형태에 따른 이동국-종료 콜 셋업을 나타낸다.

도 6은 일 실시형태에 따른 등록 절차를 나타낸다.

SMS

SMS를 지원하는 하이브리드 장치에 대해, SMS 메세지는 SIP 확장 메세지에서 터널링된다. 고유의 SIP 장치에 대해, IP/CDMA 게이트웨이는 SMS 프록시로서 이용된다. IP/CDMA 게이트웨이는 SMS 프로토콜을 핸들링하고 SIP 메세지에서 텍스트를 전송한다.

도 7은 일 실시형태에 따른 이동국-발신 SMS (콜 없음) 을 나타낸다.

도 8은 일 실시형태에 따른 이동국-종료 SMS (콜 없음) 을 나타낸다.

도 9는 일 실시형태에 따른 이동국-발신 SMS (콜 동안) 을 나타낸다.

도 10은 일 실시형태에 따른 이동국-종료 SMS (콜 동안) 을 나타낸다.

일 실시형태에 있어서, SIP/IOS 게이트웨이는, 예를 들면, 표준 상호 작동가능성 사양 (IOS) 4.2 (Standard Inter Operability Specification (IOS) 4.2) A1 및 A2 인터페이스를 지원하는 BSC의 특수한 종류이다. SIP/IOS 게이트웨이는 오퍼레이터의 네트워크에 배치되고 셀룰러 서비스를 제공하기 위해 무선 유닛에서 클라이언트에 대한 지원을 제공한다.

SIP/IOS 게이트웨이는 SIP와 IOS 프로토콜 사이에 트랜슬레이팅에 책임이 있다. 이것은 무선 유닛에 대해 SIP 서버로서 및 MSC에 대해 CDMA BSC로서 기능한다. SIP 레지스트라 (registrar) 는 SIP/WLAN 도메인에서 유저를 등록하는데 이용된다. SIP 레지스트라는 SIP/WLAN 도메인에서 각 유저에 대해 IMSI/ESN과 IP 어드레스간의 트랜슬레이션을 유지한다.

미디어 게이트웨이 (MGW) 및 시그널링 게이트웨이 (SGW) 는 SIP/IOS 게이트웨이에 의해 제어되고 시그널링을 위해 A1/SS7/T1/E1을 이용하여 및 음성 전송을 위해 A2/T1/E1을 통해 MSC와 통신하는데 이용된다. 시그널링 게이트웨이는 SIGTRAN (IP) 와 SS7간을 트랜슬레이트하고, 미디어 게이트웨이는 보코더 (vocoder) 를 포함하고, 이것은 EVRC/RTP와 PCM/T1/E1간을 트랜슬레이트한다.

네트워크는 SIP/WLAN 모드에서 무선 단말기로 서비스를 제공하는 MSC (소프트-스위치) 를 포함한다. 이 MSC는 MGW를 향해 표준 IOS A1 및 A2 인터페이스 를 지원한다. 또한, 이 MSC는 CDMA 무선 네트워크로의 핸드오프를 위해 IS-41 네트워크에 접속된다.

일 실시형태에 있어서, SIP/IOS 게이트웨이 (118; SGW와 함께) 는 SIP/IOS와 IOS/SS7 프로토콜간을 트랜슬레이트한다.

서브스크립션 관리

주로, 셀룰러 서브스크립션은 서비스를 관리하는데 이용될 것이다. 이것은 셀룰러 ESN 및 IMSI가 AKEY와 함께 이용될 것이라는 것을 의미한다.

WLAN 환경에서의 동작시에, SIP 가능 단말기는 콜 프로세싱 시그널링을 위해 SIP를 이용할 것이다. 이것은 SIP 시그널링 인프라스트럭쳐를 이용하여 셀룰러 서브스크립션을 터널링할 것이다.

일 실시형태에 있어서, IP/CDMA GW (114) 는 영구 과잉 저장 장치에, 인터넷 어드레스 (TCP/IP 어드레스 및 포트 또는 UDP/IP 어드레스 및 포트) 와 셀룰러 서브스크립션간의 매핑을 저장할 것이다.

핸드오프 트리거

핸드오프는 무선 단말기와 SIP/IOS GW (118) 간의 링크의 품질이 부적합할 때 발생한다. 트리거는 항상 핸드오프를 발생시키지는 않는다. 핸드오프 과정은 서치 단계에 의존한다.

서치: 무선 단말기는 신규의 액세스 포인트 (AP) 를 서치할 것이고, 가장 센 신호 강도를 갖는 AP를 선택할 것이다. 액세스 포인트는 기지국 또는 게이트웨이이다.

핸드오프는 이러한 AP가 히스테리시스 (hysteresis) 레벨 이상만큼 현재 AP보다 큰 경우 개시될 것이다. (이것은 핑-퐁 효과를 방지하기 위한 것이다.) 서치 단계의 일부가 핸드오프 트리거 이전에 (IP/CDMA GW에서의 데이터베이스와 함께) 후보 AP 리스트의 구성을 통해 발생할 수도 있다.

완료: 무선 단말기는 신규의 AP와의 접속을 셋업한다. 이것은 802.11 인증, 802.11 결합 및 더 높은 레이어 기능을 포함한다.

인터-AP 핸드오프는 (셀룰러 핸드오버에 통상적으로 이용되는 이동국-지원 핸드오프에 반하는) 802.11 시스템에서와 같이 이동 제어된다.

핸드오프에서의 일 단계는, 현재 링크의 품질이 부적합하다고 본질적으로 나타내는 핸드오프 트리거의 발생이다. 핸드오프 트리거에 기초하여, 핸드오프는 CDMA 네트워크에 또는 다른 AP에 실행된다. 핸드오프 실행 자체는 무선 단말기에서 유지되는 후보 AP의 것의 리스트에 의존한다. 핸드오프에서의 최종 단계는 신규의 음성 경로의 셋업, 및 이전의 음성 경로의 종료를 포함하는 핸드오프의 실행이다.

핸드오프 실행

통화 모드 핸드오프 실행: 각 후보의 엔트리 (entry) 에 기초하여, 후보 AP 리스트가 소팅된다. 리스트의 최상단에서의 신호 강도가 충분하면, 핸드오프는 리스트의 최상단에서의 AP에 시도된다. 핸드오프가 실패하면, 무선 단말기는 후보 리스트상의 다음 AP와의 링크를 시도하고, 타이머가 만료할 때까지 이 프로세스를 계속하거나, 최대수의 핸드오프 시도가 이루어진다.

유휴 모드 핸드오프 실행

무선 단말기는 802.11 전력 절약 모드를 퇴장하고 후보 AP 리스트를 구성하기 위해 규정하는 도메인의 동작에 유효한 모든 채널을 스캔하고, Error! Reference source not found. 로 주어진 룰에 따라 리스트를 소팅한다. 핸드오프가 실패하면, 무선 단말기는 후보 리스트상의 다음 AP와 링크를 시도하고, 타이머가 만료할 때까지 이 프로세스를 계속하거나, 최대수의 핸드오프 시도가 이루어진다. 무선 단말기는 모든 핸드오프를 완료하는 중에 킵 얼라이브 (keep alive) 를 전송한다. 이 킵 얼라이브는 핸드오프 완료에 걸리는 시간을 포함하고, 그 데이터베이스를 레프레쉬 (refresh) 하기 위해 IP/CDMA GW에 의해 이용된다. 핸드오프가 완료 (IP/CDMA GW와의 메세지의 성공적인 교환) 된 후, 무선 단말기는 802.11 전력 절약 모드로 되스위칭한다. 핸드오프의 정확한 메카니즘은 WLAN 배치에서 구현되는 보안성의 레벨에 따른다.

보안성을 갖지 않은 핸드오프

우선, 보안성 셋팅이 전혀 이용되지 않는 또는 WEP 보안성 셋팅만이 이용되는 가장 간단한 경우를 생각해보자. 이들 간단한 경우에 대해 핸드오프의 프로세스는 하기의 단계를 포함한다.

인증 요구를 전송하고, 인증 응답을 얻는다. 이것은 WEP 키가, 만약 할당된다면, 이용되는 단계이다. 무선 단말기는 무선 단말기에서의 IP/CDMA GW 데이터베이스 또는 로컬 데이터베이스로부터 WEP 키를 얻는다.

인증 요구를 전송하고, 관련 응답을 얻는다.

인터-AP 프로토콜을 이용하여 이전의 AP를 알리고 그 리스트로부터 무선 단말기를 제거한다.

SNAP를 이용하여 AP 서브넷에서의 스위치를 알리고 신규의 AP로 무선 단말기에 대한 패킷을 전송한다.

보안성을 갖는 핸드오프

보안성은, 802 네트워크를 통해 EAP (확장 인증 프로토콜 (extended authentication protocol)) 의 동작을 특정하는 802.1x 표준을 이용하여 구현된다.

음성 모드에서의 802.11-1x 핸드오프

활성 상태 핸드오프는 802.11 동작 모드로부터 고유의 1xRTT 모드로의 핸드오프를 특징으로 한다.

인터-AP와 CDMA 핸드오프간의 판정

현재의 AP가 낮은 신호 강도를 가지는 경우, CDMA 네트워크로 핸드오프할지 아니면 WLAN으로 핸드오프할지를 결정할 필요가 있다. 예를 들면, (오직 하나의 AP를 갖는) 홈 WLAN에 있어서, 일 실시형태에 따르면 교체 (alternate) AP로의 핸드오프의 시도는 추가의 지연을 발생시킬 것이고 WLAN 링크가 열화하자마자 CDMA 네트워크로의 핸드오프가 시도된다. 반면에, 기업 배치에 있어서, 많은 AP의 것들이 있을 것이고 CDMA 네트워크로의 핸드오프가 시도되기 전에 교체 AP로의 핸드오프가 시도되어야 한다.

콜 동안 (또는 콜이 시작하기 전에) 수행되는 스캐닝이 어떤 다른 AP의 것들도 이용가능하지 않다고 나타내는 경우, WLAN과 CDMA간의 결정은 명확하고, 핸드오 프는 CDMA로 되어야 한다. 그러나, 다른 AP의 것들이 존재하면, WLAN으로 핸드오프할지 아니면 CDMA로 핸드오프할지를 판정할 필요가 있다. 이러한 판정은:

· WLAN으로의 핸드오프는 프리 (free) 스펙트럼 사용을 최대화하고

· 신규의 IP 어드레스가 획득되는 것을 필요로 하는 경우 또는 WLAN 배치가 과도한 지연을 발생시키는 경우, WLAN으로의 핸드오프는 과잉 지연을 야기하므로 중요하다.

IP/CDMA GW 데이터베이스는 핸드오프가 WLAN으로 되어야 할지 아니면 CDMA로 되어야 할지를 무선 단말기가 판정하는 것을 돕는다. WLAN-CDMA 핸드오프에 대해 트리거가 있는 경우, 또는 임계값을 초과하는 신호 강도를 갖는 신뢰성 레벨 4 AP가 없는 경우, 대화 모드 WLAN 투 CDMA 핸드오프가 시도된다.

WLAN-CDMA 핸드오프 기초 원리

핸드오프 이전에, 유저 단말기는 트래픽 플레인에서의 VoIP 스택뿐만 아니라 시그널링 플레인에서의 802.11 프로토콜 스택상의 IP상의 SIP를 이용한다. 핸드오프 절차가 완료된 후, 유저 단말기는 트래픽 플레인에서의 고유의 IS-2000 1xRTT 음성 프로세싱뿐만 아니라 시그널링 플레인에서의 고유의 IS-2000 1xRTT 시그널링 프로토콜 스택을 이용한다.

타겟 CDMA BTS, 타겟 CDMA BSC 및 타겟 IS-41 MSC는 표준 컴포넌트이다. 핸드오프 절차를 통한 IS-41 MSC와의 IP/CDMA GW 상호작용은 IS-41과 IOS 사양에 따른다. 개발은 단지 IP/CDMA GW에서 및 유저 단말기에서 허용되고 요구된다.

802.11 동작 모드에서의 음성 콜 동안, 무선 단말기는 네트워크 양자 (802.11, CDMA) 를 모니터링하여야 한다. 802.11의 수신 전력이 일정 임계값 아래로 떨어지면, 무선 단말기는 IP/CDMA GW로 네트워크 양자의 수신 전력을 리포트하여야 한다. 그 후, IP/CDMA GW는 CDMA로의 상호 시스템 핸드오프 절차를 이끌어낼 수도 있다. 따라서, 이러한 핸드오프 절차는 이동국-지원적이다. 이러한 절차의 일부로서, IP/CDMA GW는 IS-41 MSC로부터 수신되는 핸드오버 커맨드를 유저 단말기로 포워딩해야 한다. 그 후, 유저 단말기는 802.11 동작 모드에서의 그 동작을 종료하고, 1xRTT 모드로 튜닝하고, 활성 모드로 그 CDMA 프로토콜 스택을 시동하고, 타겟 기지국과 함께 표준 CDMA 핸드오프 시퀀스를 수행하여야 한다.

WLAN으로부터 CDMA로의 핸드오프는, WLAN-CDMA 핸드오프에 대한 트리거가 있는 경우, 또는 인터-AP 핸드오프가 실패하여 CDMA 네트워크로의 핸드오프에 대한 요구를 발생시키는 경우의 2개의 경우에서 발생할 수 있다.

WLAN 투 CDMA 핸드오프에 대한 트리거는

· 어떤 패킷도 핸드오프_타임아웃_임계값에 대한 다운링크상에 수신되지 않고

· 다운스트림상의 미싱된 패킷의 부분이 핸드오프_패킷 손실_임계값에 초과하는 조건 중 임의의 것을 만족시키는 경우 발생된다.

별도의 RF 체인 및 펌웨어는 각각의 동작 모드 (802.11, CDMA) 에 대해 유저 단말기에 의해 이용될 것이다. 802.11 콜 동안, 유저 단말기는 별도의 하드웨어를 이용하여 802.11 및 CDMA 네트워크 양자를 주기적으로 모니터링하여야 한다. 무선 단말기는 CDMA 시스템의 파일럿 채널의 획득을 시도하여야 한다. 제 1 파일럿 채널 획득에 후속하여, 무선 단말기는 또한 CDMA 시스템에 대한 타이밍 정보, SID 및 NID 쌍, 네이버 리스트 메세지 및 BASE_ID를 획득하기 위해 관련 싱크 (Synch) 및 페이징 채널을 얻어야 한다. 그 후, 무선 단말기는 슬롯 사이클 인덱스 영을 갖는 CDMA 유휴 상태의 저감된 플레이버 (flavor) 에 남아야 하고 필요로 될 때 네이버 셀로 유휴 모드 핸드오프를 수행하여야 한다. 무선 단말기는 수신된 4개의 가장 강한 파일럿 채널의 리스트 및 그들의 연관된 PN 오프셋, 수신 전력 및 BASE_ID를 유지하여야 한다.

IP/CDMA GW는 핸드오프에 대해 타겟 CDMA 셀보다 먼 위치에 상주할 수도 있다. 그 결과 그리고 고유의 CDMA와는 달리, IP/CDMA GW는 PN 오프셋 하나만에 기초하여 타겟 CDMA 셀의 고유한 ID를 결정할 수 없다. 따라서 무선 단말기는 타겟 셀의 페이징 채널을 획득하고 시스템 파라미터 메세지로부터의 BASE_ID를 획득하여야 한다. 표준 CDMA 설계 및 구현을 재사용하기 위해, 무선 단말기는 상술한 유휴 상태의 플레이버에 남아야 한다. 이것은 베터리 소비의 작은 낭비를 야기할 수도 있지만, 구현을 상당히 간략화한다.

Claims

세션 개시 프로토콜 (SIP) 장치에의 셀룰러 아이덴터티 할당 방법으로서,

일 장치가 SIP 장치인지의 여부를 결정하는 단계;

상기 SIP 장치를 인증하는 단계; 및

상기 인증에 기초하여 상기 SIP 장치에 셀룰러 아이덴터티를 할당하는 단계를 포함하는, 셀룰러 아이덴터티 할당 방법.
세션 개시 프로토콜 (SIP) 장치로부터 CDMA 네트워크로의 무선 통신 방법으로서,

일 장치가 SIP 장치인지의 여부를 결정하는 단계;

상기 SIP 장치를 인증하는 단계;

상기 인증에 기초하여 SIP-전용 장치에 셀룰러 아이덴터티를 할당하는 단계; 및

SMS 메세지 내에서 SIP 텍스트를 터널링하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
무선 단말기에 대한 세션 개시 프로토콜 (SIP) 네트워크로부터 CDMA 네트워크로의 핸드오프 방법으로서,

일 장치가 SIP 장치인지의 여부를 결정하는 단계;

상기 SIP 장치를 인증하는 단계;

상기 인증에 기초하여 상기 SIP 장치에 셀룰러 아이덴터티를 할당하는 단계;

무선 단말기 링크의 품질에 부분적으로 기초하여, 핸드오프가 트리거가 트리거링되었음을 결정하는 단계; 및

SMS 메세지 내에서 SIP 텍스트를 터널링하는 단계를 포함하는, 핸드오프 방법.
일 장치가 SIP 장치인지의 여부를 결정하는 수단;

상기 SIP 장치를 인증하는 수단;

상기 인증에 기초하여 상기 SIP 장치에 셀룰러 아이덴터티를 할당하는 수단;

무선 단말기 링크의 품질에 부분적으로 기초하여, 핸드오프가 트리거가 트리거링되었음을 결정하는 수단; 및

SMS 메세지 내에서 SIP 텍스트를 터널링하는 수단을 포함하는, 무선 단말기.
무선 단말기에 대한 세션 개시 프로토콜 (SIP) 네트워크로부터 CDMA 네트워크로의 핸드오프 방법을 수행하기 위해, 프로그램에 의해 실행가능한 명령 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독가능 매체로서,

상기 방법은,

일 장치가 SIP 장치인지의 여부를 결정하는 단계;

상기 SIP 장치를 인증하는 단계;

상기 인증에 기초하여 상기 SIP 장치에 셀룰러 아이덴터티를 할당하는 단계;

무선 단말기 링크의 품질에 부분적으로 기초하여, 핸드오프가 트리거가 트리거링되었는지를 결정하는 단계; 및

SMS 메세지 내에서 SIP 텍스트를 터널링하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.