KR20080104720A - 다중모드 휴대단말기의 핸드오버 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 허가 무선 시스템 및 비허가 무선 시스템을 지원하는 다중모드 휴대단말기의 효율적인 핸드오버 방안에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 다중모드 휴대단말기에서 핸드오버 방법에 있어서, 핸드오버 수행을 인지하면, 허가 무선 시스템으로부터 수신하는 주변 셀 정보를 확인하는 과정과, 상기 주변 셀 정보에 의거하여 핸드오버 가능 여부를 판단하는 과정과, 상기 핸드오버가 불가능할 시 핸드오버를 생략하고 상기 허가 무선 시스템과의 연결을 유지하는 과정과, 상기 핸드오버가 가능할 시 해당 비허가 무선 시스템으로 핸드오버 하는 과정을 포함한다.
휴대단말기, 다중모드, 허가, 비허가, UMA, GAN, 주변 셀

Description

다중모드 휴대단말기의 핸드오버 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR HANDOVER OF MULTI-MODE PORTABLE TERMINAL}
도 1a는 본 발명이 적용되는 UMA 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 1b는 도 1a의 UMA 시스템에서 통신 세션 관리를 위한 프로토콜 계층을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 허가 및 비허가 무선 시스템에서 핸드오버가 발생하는 경우의 예시를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 핸드오버 절차를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 핸드오버 처리 과정을 도시한 도면.
본 발명은 다중모드 휴대단말기에 관한 것으로, 특히 UMA(Unlicensed Mobile Access) 기술을 적용하는 다중모드 휴대단말기의 효율적인 핸드오버(Handover)를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 허가(licensed) 무선 시스템(GSM, UMTS 및 CDMA 등의 이동통신 시스템)과 비허가(unlicensed) 무선 시스템(Wi-Fi/Bluetooth)은 별개의 망(network)으로 중복 구축되어 있다. 비허가 무선 시스템의 경우 비교적 높은 서비스 속도와 저렴한 서비스 비용으로 급속히 확산되고 있지만 좁은 서비스 영역과 낮은 이동성을 제공한다는 단점이 있다. 반면에, 허가 무선 시스템의 경우 서비스 속도가 느리고 비용이 고가이지만 넓은 서비스 영역과 높은 이동성을 지원한다는 장점이 있다.
이러한 이유로, 최근에는 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템을 결합하여 상호 연동하게 하는 컨버전스(convergence) 기술인 UMA 기술이 개발되고 있으며, 또한 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템에 모두 접속 가능한 다중모드 이동통신 단말기(Multi Mode Mobile Station)도 개발되고 있다.
여기서, 전술한 UMA 기술은, UMA 네트워크 제어기(UMA Network Controller, UNC)가 비허가 무선 시스템의 액세스 포인트(Access Point, AP) 즉, 무선 랜(LAN, Local Area Network) AP를 통해서 기존 이동통신 시스템을 구성하는 장비(MSC, SGSN, HLR 등)의 변경 없이 그 이동통신 시스템에서 제공하던 음성, 데이터 및 부가 서비스들을 투명하게 제공할 수 있다.
따라서 전술한 UMA 기술을 이용하는 경우 사용자 입장에서 기존 이동통신 시 스템과 동일한 서비스를 Wi-Fi나 블루투스(Bluetooth)와 같은 비허가 무선 시스템에서도 사용할 수 있다. 이동통신 사업자는 댁내와 같은 이동통신 음영 지역에 유선 IP(Internet Protocol) 망과 무선 랜 AP를 설치함으로써 저비용으로 음영 지역 해소 및 서비스 영역 확대가 가능하며, 또한 가정 등에서의 유선 전화 사용을 이동 전화 사용으로 전환하도록 유도하여 이동통신 사업자 입장에서 수익을 증대시킬 수 있다.
전술한 UMA 기술은 몇몇 무선 인프라 제공 관련 기업과 단말기 제조 관련 기업 및 네트워크 운영 기업들이 연합하여 제정한 규격에 근거하고 있다. 가입자들은 다중모드 이동통신 단말기를 이용하여 일관된 이동통신의 음성 및 데이터 서비스를 제공받을 수 있다. 또한 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템 사이에서 음성 호 및 데이터 세션의 핸드오버를 지원함으로써 끊김 없는 이동(seamless roaming) 및 서비스가 가능하다.
상술한 바와 같이 비허가 무선 시스템에 의한 서비스는 일반적으로 허가 무선 시스템에서 제공되는 것보다 빠른 데이터 속도의 장점을 제공하지만, 커버리지의 영역과 기지국(BS, Base Station)에 연결될 수 있는 사용자들의 수에 있어서 많은 제한을 받는다. 따라서 이동통신 단말기 사용자가 허가 무선 시스템으로부터 비허가 무선 시스템의 커버리지 영역으로 진입할 때 비허가 무선 시스템으로 천이하는 것과, 비허가 무선 시스템의 커버리지 영역을 벗어날 때 허가 무선 시스템으로 천이하는 것이 예상된다.
이에 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템이 혼재된 통신 시스템에서 효 율적인 핸드오버 방안이 요구된다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 허가(licensed) 및 비허가(unlicensed) 무선 인프라 구조를 포함하는 UMA(Unlicensed Mobile Access) 통신 시스템에서 효율적인 핸드오버 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 다중모드 휴대단말기에서 핸드오버 방법에 있어서, 핸드오버 수행을 인지하면, 허가 무선 시스템으로부터 수신하는 주변 셀 정보를 확인하는 과정과, 상기 주변 셀 정보에 의거하여 핸드오버 가능 여부를 판단하는 과정과, 상기 핸드오버가 불가능할 시 핸드오버를 생략하고 상기 허가 무선 시스템과의 연결을 유지하는 과정과, 상기 핸드오버가 가능할 시 해당 비허가 무선 시스템으로 핸드오버 하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 다중모드 휴대단말기의 핸드오버 방법에 있어서, 서비스 중인 허가 무선 시스템으로부터 시스템 정보 메시지를 수신하는 과정과, 상기 시스템 정보 메시지의 주변 셀 정보에서 비허가 무선 시스템에 대한 셀 인디케이터의 변경 여부를 판단하는 과정과, 상기 셀 인디케이터에 변경이 없을 시 핸드오버 처리 동작을 종료하고, 상기 허가 무선 시스템과의 연결을 유지하는 과정과, 상기 셀 인디케이터가 변경될 시 기존의 셀 인디케이터를 상기 변경된 셀 인디케이터로 갱신하는 과정과, 상기 갱신하는 셀 인디케이터의 설정 값에 따라 핸드오버를 처리하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 다중모드 휴대단말기에 있어서, 허가 무선 시스템과의 서비스 연결을 위한 제1 통신모듈과, 비허가 무선 시스템과의 서비스 연결을 위한 제2 통신모듈과, 상기 제1 통신모듈에서 수신하는 주변 셀 정보를 식별하고, 상기 주변 셀 정보에 따른 상기 제1 통신모듈 및 제2 통신모듈의 동작 제어를 통해 허가 무선 시스템 및 비허가 무선 시스템 간 핸드오버를 처리하는 공통모듈을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 비허가 무선 접속(UMA) 통신 시스템에 있어서, 비허가 무선 시스템에 대한 주변 셀 정보를 시스템 정보 메시지에 실어 주기적으로 방송하는 허가 무선 시스템과, 상기 허가 무선 시스템으로부터 획득하는 상기 주변 셀 정보에 의거하여 비허가 무선 시스템으로의 핸드오버를 수행하는 휴대단말기를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이 거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 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.
제안하는 본 발명은 다중모드 휴대단말기에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는 이종의 통신 시스템을 지원하는 다중모드 휴대단말기의 효율적인 핸드오버 방안을 제안한다.
본 발명에 따르면, 허가(licensed) 및 비허가(unlicensed) 무선 인프라 구조를 포함하는 비허가 무선 접속(Unlicensed Mobile Access, UMA) 시스템에서 다중모드 휴대단말기의 효율적인 핸드오버 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
허가 무선 시스템들은 정부로부터 허가받은 무선 신호 주파수들을 이용하여 휴대단말기들로 서비스를 제공한다. 이러한 허가 무선 시스템들은 상기 무선 신호 주파수를 이용하여 해당 시스템으로 접속하는데 많은 비용이 지불된다. 즉, 허가 주파수 상에서의 통신을 지원하기 위해 고가의 기지국(BS, Base Station) 장비를 사용한다. 일반적으로 기지국들은 셀 플랜(Cell plan)에 의하여 일정 구간만큼 떨어져 설치된다. 일반적인 허가 무선 시스템들이 이용하는 무선 전송 메커니즘 및 주파수들은 데이터 전송 속도와 범위를 제한한다. 결과적으로, 허가 무선 시스템들 에서의 서비스 품질(음성 품질 및 데이터 전송 속도)은 유선 접속들이 제공할 수 있는 서비스의 품질보다 매우 열악하다. 따라서 허가 무선 시스템의 사용자는 상대적으로 낮은 서비스 품질을 위해 상대적으로 높은 비용을 지불하고 있다.
반면, 유선 접속들은 고품질의 음성 서비스 및 고속의 데이터 서비스를 저비용으로 제공한다. 하지만, 유선 접속들의 사용자의 이동을 제한한다는 문제점 있다. 이에 유선 기반 망들에 대한 이동 액세스를 구현하기 위한 비허가 무선 시스템들의 사용이 급속도록 증가하고 있다. 예를 들면, 비허가 무선 시스템들은 IEEE 802.11(a, b 또는 g) 표준(Wi-Fi) 또는 블루투스 표준에 기초하는 무선 통신을 지원할 수 있다. 일반적으로 비허가 무선 시스템은 유선 기반 망에의 물리 접속(예컨대, 동축 또는 광 케이블 등)을 갖는 무선 액세스 포인트(Access Point, AP)를 구비하는 기지국(BS, Base Station)을 포함한다.
여기서, Wi-FI 표준 및 블루투스 표준이 지원하는 데이터 전송 속도는 상기한 허가 무선 시스템들이 지원하는 데이터 전송 속도보다 훨씬 높다. 따라서 비허가 무선 시스템에서는 고품질 서비스들을 저비용으로 제공할 수 있다. 하지만, 비허가 무선 시스템에서는 기지국으로부터 일정 거리까지만 확장될 뿐이다.
현재, 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템의 사용을 끊김 없는 방식으로 통합하는 기술이 개발되고 있다. 즉, 사용자는 하나의 휴대단말기를 통해 비허가 무선 시스템의 범위 내에 있을 때는 비허가 무선 시스템을 액세스하고, 비허가 무선 시스템의 범위 밖에 있을 때는 허가 무선 시스템을 액세스할 수 있다.
한편, 상기한 UMA 기술은 무선 이동통신 시스템과 고정 핫 스폿(Hot spot, 예컨대, IP 망) 사이의 핸드오버가 가능한 차세대 유무선 통합 기술이다. 상기 UMA 기술은 허가가 필요 없는 주파수대를 사용하여 휴대단말기를 연결하는 무선서비스 접속 기술이다.
UMA 기술을 적용하는 휴대단말기는 핫 스폿이 설치된 장소에서 무선 랜(LAN, Local Area Network)을 통해 초고속 대용량 데이터 통신이나 인터넷 전화(VoIP)를 이용할 수 있다. 이때, 무선 랜이 안 되는 장소에서 휴대단말기는 허가 무선 시스템(이동통신 시스템)을 이용할 수 있다. 이러한 휴대단말기는 무선 랜 지역으로 이동시 통화단절 없이 이동통신 요금보다 저렴하게 전화를 이용할 수 있다.
이상에서와 같이, UMA는 비교적 적은 공중선 전력으로 지정된 주파수 대역을 허가 없이 사용할 수 있는 무선 서비스 접속 기술이다. 이러한 UMA는 한정된 구역 내에서 음성 및 데이터 전송을 비롯하여, 산업 장비나 자동차, 레저 용품 등의 원격 제어 등 이용 범위가 급속하게 확산되어 가고 있다. 특히, 블루투스나 802.11과 같이 허가받지 않는 주파수대를 이용하면서 GSM(Global System for Mobile Communication), GPRS(General Packet Radio Service), 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 등과 같은 이동통신 방식과 연결하는 접속 방식이 개발되고 있다.
도 1a는 본 발명이 적용되는 UMA 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 1b는 상기 도 1A의 UMA 시스템에서 통신 세션 관리를 위한 프로토콜 계층을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1a를 참조하면, 휴대단말기(102)의 사용자는 액세스 허가 무선 통신 세션(106) 또는 비허가 무선 통신 세션(108)을 통해 음성 및 통신망(104)을 액세스할 수 있다. 상기 통신망(104)은 음성 망(112)에 대한 액세스를 제공하는 이동 교환국(Mobile Switching Center, MSC)(110), 및 데이터 망(116)에 대한 액세스를 제공하는 SGSN(Serving GPRS Support Node)(114)을 포함한다. 상기 MSC(110)는 또한 VLR(Visitor Location Register) 기능을 제공한다.
보다 상세하게 설명하면, 허가 무선 통신 세션(106)은 통신망(104)을 포함하는 허가 무선 망(118)이 제공하는 인프라구조에 의해 용이해진다. 예시된 실시 예에서, 허가 무선 망(118)은 각각의 허가 무선 링크들(122)(예컨대, 허가 대역폭 내의 무선 주파수를 이용하는 무선 링크들)을 통한 각종 휴대단말기들(102)을 위한 무선 통신 서비스들을 용이하게 하는 다수의 BTS(Base Transceiver Stations)(120)(하나만 도시됨)를 포함하는 GSM 기반 셀룰러 망에 공통인 구성 요소들을 나타낸다. 일반적으로, 다수의 BTS들(120)은 넓은 서비스 영역을 커버하는 셀룰러 구성(각 셀마다 하나)으로 이루어진다. 주어진 영역 또는 지역을 위한 각종 BTS들(120)은 BSC(Base Station Controller)(124)에 의해 관리되며, 각 BTS(120)는 사설 트렁크(126)를 통해 BSC(124)에 통신 가능하게 연결된다. 일반적으로, 지역 또는 전국 모바일 서비스 제공자에 의해 제공되는 망과 같은 대형 허가 무선 시스템이 다수의 BSC들(124)을 포함할 수 있다.
각 BSC(124)는 표준 기지국 제어기 인터페이스(126)를 통해 통신망(104)과 통신한다. 예컨대, BSC(124)는 회선 교환 음성 서비스용의 GSM A-인터페이스를 통해 MSC(110)와 통신할 수 있고, 패킷 데이터 서비스(GPRS)용의 GSM Gb 인터페이스 를 통해 SGSN(114)과 통신할 수 있다. 종래 허가 음성 및 데이터 망들(104)은 하나의 인식된 BSC(124)로부터 다른 BSC(도시되지 않음)로의 끊김 없는 핸드오버를 가능하게 하는 프로토콜들을 포함한다.
비허가 통신 세션(108)은 실내 기지국(130)을 구비하는 (무선) AP(128)를 통해 용이해진다. 일반적으로, AP(128)는 가정(132) 또는 사무실 건물(134)과 같은 고정 구조 내에 위치될 수 있다. 휴대단말기(102)는 비허가 무선 채널(136), AP(128), 액세스 망(138), 및 UNC(UMA Network Controller)(140)를 포함하는 제2 데이터 경로를 통해 통신망(114)에 접속될 수 있다. UNC(140)는 기지국 제어기 인터페이스(126A)와 유사한 기지국 제어기 인터페이스(126B)를 이용하여 통신망(104)과 통신하고, GSM A 인터페이스 및 Gb 인터페이스를 포함한다.
실내 기지국(128) 및 실내 망 제어기(132)는 메모리에 저장되어 프로토콜 변환을 수행하도록 된 하나 이상의 마이크로프로세서(도시되지 않음) 상에서 실행되는 소프트웨어 엔티티들을 포함할 수 있다. 실내 기지국(128) 및 UMA 망 제어기(140)는 또한 메모리에 저장되어 프로토콜 변환을 수행하도록 된 하나 이상의 마이크로프로세서(도시되지 않음) 상에서 실행되는 소프트웨어 엔티티들을 포함할 수 있다.
비허가 무선 채널(136)은 비허가 무료 스펙트럼(예컨대, 2.4 GHz, 5 GHz, 11-66 GHz 근처의 스펙트럼) 내의 파장(또는 파장 범위)을 이용하는 무선 링크에 의해 용이해진다. 비허가 무선 채널(136)을 호스팅(hosting)하는 비허가 무선 서비스는 해당 통신 프로토콜을 가질 수 있다. 예로서, 비허가 무선 서비스는 블루투스 호환 무선 서비스 또는 무선 랜(Wi-Fi) 서비스(예컨대, IEEE 802.11(a, b, 또는 g)) 무선 표준일 수 있다. 이는 비허가 무선 서비스의 서비스 지역에서(즉, 대응 AP의 서비스 범위 내에서) 향상된 서비스 품질을 사용자에게 제공한다.
따라서 사용자는 비허가 AP의 범위 내에 있을 때 저비용, 고속, 및 고품질 음성 및 데이터 서비스들을 받을 수 있다. 또한, 허가 무선 시스템에 의해 신뢰성 있게 서비스될 수 없는 위치의 위치 내에서도 휴대단말기가 서비스들을 받을 수 있으므로, 사용자는 확장된 서비스 범위를 이용할 수 있다. 동시에, 사용자는 통신 두절 없이 비허가 AP의 범위 밖에서 로밍할 수 있다. 즉, 비허가 AP의 범위 밖에서의 로밍으로 끊김 없는 핸드오버가 가능하다. 여기서 통신 서비스들은 일반적인 허가 무선 시스템에 의해 자동적으로 제공될 수 있다.
휴대단말기(102)는 통신 세션들을 관리하기 위한 무선 프로토콜들을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령들을 저장하는 마이크로프로세서 및 메모리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이를 도 1B를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 휴대단말기(102)는 레이어 1 프로토콜 계층(142), 레이어 2 프로토콜 계층(144), 및 허가 무선 서비스용의 레이어 3 시그널링 프로토콜 계층을 포함하고, 레이어 3 시그널링 프로토콜 계층은 RR(raido resource) 서브 계층(146), MM(mobility management) 서브 계층(148), 및 CM(call management) 계층(150)을 포함한다. 레벨 1 계층, 레벨 2 계층, 및 레벨 3 계층은 소프트웨어 "엔티티들"로서 설명될 수도 있는 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있음은 자명하다.
허가 무선 서비스들에 대한 통상의 명칭에 따라, 레이어 1(142)은 무선 통신 세션을 위한 물리 계층이다. 물리 계층은 무선 인터페이스의 최하 계층이고, 물리 무선 링크를 통해 비트 스트림들을 전송하는 기능을 제공한다. 레이어 2(144)는 데이터 링크 계층이다. 데이터 링크 계층은 휴대단말기와 기지국 제어기 사이에 시그널링을 제공한다. RR 서브 계층(146)은 휴대단말기가 전용 모드에 있는 시간인 RR-세션의 관리뿐만 아니라, 무선 채널, 전력 제어기, 불연속 송수신, 및 핸드오버의 구성과 관련되어 있다. MM 서브 계층(148)은 사용자의 이동으로 생기는 문제들을 관리한다. MM 서브 계층(148)은 예컨대, 휴대단말기 위치, 보안 기능들, 및 인증을 처리할 수 있다. CM 계층(150)은 종단 간 호(call) 설정을 위한 제어를 제공한다. 허가 무선 시스템을 위한 이들 기능은 무선 통신 분야에서 잘 알려져 있다.
또한 휴대단말기는 비허가 무선 서비스 물리 계층(152)(즉, 블루투스, Wi-Fi, WiMAX 등과 같은 비허가 무선 서비스용 물리 계층)을 포함할 수 있다. 휴대단말기는 비허가 무선 서비스 레벨 2 링크 계층(154), 및 비허가 무선 서비스 무선 자원 서브 계층(들)(156)을 포함한다. 휴대단말기(102)가 비허가 AP(128)의 범위 내에 있을 때 MM 서브 계층(148)과 CM 서브 계층(150)이 비허가 무선 서비스 무선 자원 서브 계층(156) 및 비허가 무선 서비스 링크 계층(154)을 액세스할 수 있도록 하기 위해, 그리고, 허가된 RR 서브 계층(146)과 비허가 무선 서비스 RR 서브 계층(156) 간의 스위칭을 지원하기 위해 액세스 모드 스위치가 포함될 수 있다.
비허가 무선 자원 서브 계층(156) 및 비허가 링크 계층(154)은 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템 간의 끊김 없는 핸드오버를 용이하게 하기 위해 선택된 프로토콜들 외에 비허가 무선 서비스에 특정된 프로토콜들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 허가 무선 서비스는 GSM/GPRS 무선 액세스 망을 대표적인 예로 설명한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에서 UNC(140)는 표준 GSM BSS 망 요소가 사용하는 동일한 기지국 제어기 인터페이스들을 통해 GSM 코어 망에 접속한다. 예를 들면, GSM 응용에서, 이들 인터페이스들은 회선 교환 음성 서비스들을 위한 GSM A-인터페이스 및 패킷 데이터 서비스들(GPRS)을 위한 GSM Gb 인터페이스이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 응용에서, UNC(140)는 회선 교환 음성 서비스들을 위한 UMTS Iu-cs 인터페이스 및 패킷 데이터 서비스들을 위한 UMTS Iu-ps 인터페이스를 이용하여 UMTS 망에 접속할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따르면 CDMA(Code Division Multiple Access) 응용에서, UNC(140)는 회선 교환 음성 서비스들을 위한 CDMA A1 및 A2 인터페이스들 및 패킷 데이터 서비스들을 위한 CDMA A10 및 A11 인터페이스들을 이용하여 CDMA 망과 접속할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따르면 GSM/GPRS 실시 예에서, UNC(140)는 GSM/GPRS 코어 망에 GSM BSS에 대응된다.
다시 도 1a를 참조하면, 트랜잭션 제어(예컨대, 호 처리)는 MSC(110)의 VLR 및 SGSN(114)에 의해 제공된다. 허가받은 휴대단말기들은 AP(128)의 서비스 영역 밖에 있는 경우에는 직접 GSM 무선 액세스 망을 통해 또는 AP의 서비스 영역 내에 있는 경우에는 UMA 망 시스템을 통해 GSM/GPRS 코어 망을 액세스할 수 있다.
이상에서는 본 발명이 적용되는 통신 시스템에 대하여 전반적으로 살펴보았 으며, 다음으로 이하에서는 상기와 같은 통신 시스템에서의 본 발명의 핸드오버 방안에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 상기에서 살펴본 바와 같은 UMA 시스템에서 다중모드를 지원하는 휴대단말기의 핸드오버 방안을 제안한다. 이때, 본 발명의 실시 예에서는 제1 무선망(허가 무선 시스템)에서 휴대단말기로 전송하는 주변 셀 정보에 상기 휴대단말기가 접속할 수 있는 제2 무선망(비허가 무선 시스템)의 존재 여부를 알려주는 인디케이터(indicator)를 추가하고, 이를 이용하여 다중모드 휴대단말기의 효율적인 핸드오버 방안을 제안한다.
상기 제1 무선망은 상기 도 1a를 참조하여 살펴본 바와 같이 GSM, GPRS, UMTS 및 CDMA 등과 같은 허가 무선 시스템일 수 있다. 상기 제2 무선망은 Wi-Fi, 블루투스(Bluetooth), RFID, UWB(Ultra Wideband), 지그비(Zigbee) 등과 같이 허가 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 UMA 또는 GAN(Generic Access Network) 기술을 지원하는 비허가 무선 시스템일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 무선망 및 허가 무선 시스템과, 제2 무선망 및 비허가 무선 시스템의 용어를 혼재하여 사용하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 휴대단말기는 상기 제1 무선망과 제2 무선망을 지원하는 다중모드 휴대단말기이며, 상기 제1 무선망으로부터 수신하는 주변 셀 정보에 의거하여 제2 무선망으로의 핸드오버를 결정하도록 한다. 이에 의거하여 휴대단말기는 불필요한 핸드오버 절차를 생략할 수 있다. 즉, 제1 무선망에 의해 전달되는 주변 셀 정보에 핸드오버 가능한 어느 하나의 비허가 무선 시스템이 존재하지 않는 경우 그의 핸드오버 절차를 생략하도록 한다. 이로 인해 휴대단말기의 불필요한 배터리 소모를 줄일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 휴대단말기는 제2 무선망으로의 핸드오버를 위해 수행하는 AP 스캐닝(scanning), AP 등록, IP 할당, 터널(tunnel) 생성, UNC(UMA Controller)/GANC(GAN Controller) 등록 등과 같은, 비허가 무선 시스템으로의 서비스 등록 과정을 제거할 수 있으며, 이를 통해 휴대단말기의 성능을 향상시킬 수 있으며, 휴대단말기의 배터리 소모 또한 줄일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템 구간에서 효율적인 핸드오버 방안을 제안한다. 이하, 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템 구간에서 핸드오버가 발생하는 경우를 하기 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 허가 및 비허가 무선 시스템에서 핸드오버가 발생하는 경우의 예시를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 휴대단말기(200)는 서로 상이한 무선 환경들을 접할 수 있다. 제1 환경(210)에서, 허가 무선 시스템(211) 및 비허가 무선 시스템(213) 커버리지 영역들은 완전히 별개로 형성되고 서로 중첩되지 않는다. 제2 환경(220)에서, 허가 무선 시스템(221) 및 비허가 무선 시스템(223) 커버리지는 부분적으로 중첩되어 있다. 제3 환경(230)에서, 비허가 무선 시스템(233) 커버리지는 허가 무선 시스템(231) 커버리지 내에 캡슐화된다. 휴대단말기(200)는 이들 환경에서 핸드오버를 수행할 수 있다.
휴대단말기(200)는 전원 공급 시, 아이들 상태이고 어떤 타입의 커버리지도 없는 경우에는, 허가 무선 시스템 비허가 무선 시스템을 찾기 위해 스캔 동작을 수행할 수 있다. 이때, 휴대단말기(200)는 다음과 같은 절차를 수행할 수 있다.
허가 무선 시스템이 검출되면, 휴대단말기(200)는 통상의 허가 무선 시스템에서의 이동 관리 절차에 따라 서비스를 연결할 수 있다. 이러한 동작은 허가 무선 시스템이 검출된 시점에 휴대단말기(200)에 의해 검출되는 비허가 무선 시스템이 없을 경우, 또는 비허가 무선 시스템으로의 등록 절차 완료 전에 적용될 수 있다.
비허가 무선 시스템이 검출되면, 휴대단말기(200)는 AP로의 비허가 무선 링크를 형성하고 신호 품질을 감시한다. 휴대단말기(200)에서 수신 신호 레벨이 미리 정해진 임계값을 초과하면, 휴대단말기(200)는 비허가 무선 시스템으로의 등록 절차를 수행한다. 이러한 동작은 허가 무선 시스템이 없는 경우, 또는 허가 무선 시스템이 검출되기 이전에 비허가 무선 시스템이 검출될 때 적용될 수 있다.
휴대단말기(200)가 허가 무선 시스템 내에서 아이들 상태이고, 비허가 무선 시스템이 존재하지 않으면, 휴대단말기(200)는 비허가 무선 시스템을 찾기 위해 주기적으로 스캔을 수행한다. 이때, 비허가 무선 시스템이 검출되면 휴대단말기(200)는 상기에서 설명된 비허가 무선 시스템으로의 등록 절차를 개시할 수 있다.
휴대단말기(200)가 비허가 무선 시스템 내에서 아이들 상태이고, 허가 무선 시스템이 존재하지 않으면, 휴대단말기(200)는 통상의 허가 무선 시스템 검색 절차들을 계속 수행할 수 있다.
휴대단말기(200)가 비허가 무선 시스템 내에서 아이들 상태이고, 허가 무선 시스템이 존재하면, 휴대단말기(200)는 통상의 허가 무선 시스템의 셀 재선택 절차들을 계속 수행할 수 있다.
상기에서 비허가 무선 시스템 환경은, IEEE 802.11 환경일 수 있다. 이 경우에, 휴대단말기(200)는 주기적으로 이용 가능한 802.11 AP들을 찾기 위해 액티브 스캔을 수행한다. AP가 발견될 때, 이 AP는 사용자 선호도 및 보안 증명서의 저장된 프로파일과 매칭될 수 있으며, 이러한 경우 휴대단말기(200)는 자동적으로 AP와 연결될 수 있다. 휴대단말기(200)는 저전력 슬립 모드(sleep mode)에서 비허가 무선 시스템의 등록 시작 시점을 결정하기 위한 신호 품질 측정을 위해 주기적으로 활성화될 수 있다.
상기에서 비허가 무선 시스템 환경은, 블루투스 환경일 수 있다. 이 경우에, 휴대단말기(200)는 비허가 무선 시스템의 서비스를 액세스하는데 사용되는 블루투스 AP와 이전에 페어링(pairing)을 이루고 있을 수 있다. 주기적으로, 휴대단말기(200)는 페이지 스캔 수신 모드로 들어갈 수 있고, 링크-레벨 접속을 형성하기 위해 AP 송신 페이지에 응답할 수 있다. 일단 링크-레벨 제어 채널이 형성되면 그리고 휴대단말기가 달리 활성화되지 않으면, 휴대단말기는 전력을 보존하기 위해 저전력 블루투스 상태(예컨대, 파크(park) 모드)로 들어갈 수 있다. 주기적으로, AP는 휴대단말기를 폴링(polling)하여 액티브 전력 모드로 재진입하도록 한다. 이 주기적 트래픽은 또한 비허가 무선 시스템 등록 절차를 수행할 때를 결정하기 위한 신호 품질을 측정하기 위해 휴대단말기에 의해 사용될 수 있다.
이상에서와 같이, 휴대단말기는 허가 무선 시스템의 커버리지로부터 비허가 무선 시스템의 커버리지로 천이를 수행할 수 있다. 또한 휴대단말기는 비허가 무선 시스템의 커버리지로부터 허가 무선 시스템 커버리지로 천이를 수행할 수 있다.
이하에서는 휴대단말기가 제1 무선망(허가 무선 시스템)에 존재하는 상태에서 제2 무선망(비허가 무선 시스템)의 커버리지 영역으로 진입하는 경우를 고려한다. 하지만 본 발명이 상기한 예에서와 같이 다양한 환경에서도 적용될 수 있음은 자명하다.
한편, 상기 휴대단말기는 상기 제2 무선망으로 진입 또는 인지 시, 상기 제1 무선망으로부터 제2 무선망으로의 핸드오버를 위해, 상기한 바와 같이 제2 무선망과의 서비스를 위한 모든 등록 과정을 수행한 후에 상기 제2 무선망으로 접속할 수 있다.
그러나 휴대단말기는 현재 자신이 서비스 받고 있는 제1 무선망의 주변 셀(cell)에 제2 무선망이 존재하는지 알 수 없으며, 무조건 제2 무선망으로의 서비스를 요청한다. 따라서 휴대단말기는 제2 무선망에 서비스를 위한 모든 등록 과정을 수행하고도 제2 무선망으로 핸드오버할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 휴대단말기는 상기 제2 무선망으로 접속하기 위한 모드(예컨대, UMA 모드)로 전환할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.
이를 예를 들어 살펴보면 다음과 같다.
즉, UMA을 지원하는 휴대단말기는 Wi-Fi 신호가 강한 실내로 이동할 때 접속 중단 없이 비허가 무선 시스템을 이용하여 기존의 허가 무선 시스템에 의한 서비스를 지속할 수 있게 된다. 그러나 Wi-Fi 신호가 강한 실내로 들어오면 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)/UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network) 모드에 있던 휴대단말기는 <Mode Selection Preference> 값에 의해 끊김 없는 서비스를 받기 위해 UMA/GAN 모드로 전환할 수 있다.
이때, Preference 값이 "UMA/GAN preferred"인 경우 휴대단말기는 무조건 적절한 AP를 검색하여 해당 AP에 등록한 후 UMAN(UMA Network)/GAN에 서비스를 요청하며 이에 성공할 경우 UMA/GAN 모드로 동작하게 된다. Preference 값이 "GERAN/UTRAN preferred"인 경우 휴대단말기는 정상 서비스를 받을 수 있는 GERAN/UTRAN이 없으면 위와 같은 동일한 과정을 통해 UMA/GAN 모드로 동작하게 된다.
그러나 상기 <UMA/GAN preferred> 모드의 휴대단말기가 GERAN/UTRAN 모드에서 서비스를 받던 중 Wi-Fi 신호가 강한 위치로 진입할 시 UMAN/GAN에서 서비스를 끊김없이 지속하기 위해서는(즉, 핸드오버를 하기 위해서는) UMA/GAN 셀의 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Numbers) 값이 현재 서비스 중인 GERAN/UTRAN의 주변 셀이 등록이 되어 있어야 한다.
하지만, 휴대단말기는 현재 서비스 중인 GERAN/UTRAN 셀의 주변 셀에 UMA/GAN 셀이 있는지 여부를 알 수 없으며, 무조건 UMAN/GAN에 서비스를 요청한다. 따라서 휴대단말기는 UMAN/GAN에 서비스를 위한 모든 등록 과정을 마치고도 UMA/GAN 모드로 전환할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.
또한, <GERAN/UTRAN preferred> 모드의 휴대단말기가 현재 서비스 중인 GERAN/UTRAN 셀에서 정상 서비스 불가능하며 주변에도 정상 서비스가 가능한 GERAN/UTRAN 셀이 없을 경우 UMAN/GAN에 서비스를 요청한다. 이때, 동일한 원인으로 UMAN/GAN에 서비스를 위한 모든 등록 과정을 마치고도 UMA/GAN 모드로 전환할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.
상기와 같이 종래의 휴대단말기는 UMAN/GAN에 서비스를 위한 모드 등록 과정을 위해 AP Scanning, Ap 등록, IP 할당, Secure Tunnel 생성, UNC(UMA Controller)/GANC(GAN Controller) 등록과 같은 많은 절차(Procedure)를 수행해야 한다. 이는 휴대단말기에 불필요한 배터리 소모와 프로세싱 부하를 가져오며 네트워크 자원 낭비를 가져올 수 있다. 특히, <UMA/GAN preferred> 모드의 휴대단말기일 경우 서비스 등록 실패 후에도 Wi-Fi 신호가 강한 이상 지속적으로 UMAN/GAN로의 서비스 전환을 시도하게 되고, 주변에 UMA/GAN 셀이 없는 한 동일한 문제가 반복되게 된다.
이러한 문제점에 착안하여 본 발명의 실시 예에서는, GERAN/UTRAN 셀의 주변셀 정보에 UMA/GAN 셀이 있는지 여부를 알려주는 인디케이터(Indicator)를 추가하고, 이를 이용한 새로운 GSM/GPRS/UMTS와 UMA/GAN를 지원하는 다중모드 휴대단말기의 핸드오버 알고리즘을 제안한다. 이를 통해 불필요한 UMAN/GAN 서비스 등록 과정을 제거함으로써 휴대단말기의 성능 향상과 배터리 소모 감소 및 네트워크의 자원 활용을 높일 수 있도록 한다.
이하에서 설명하는 본 발명의 실시 예에서는 UMA 기술을 적용하는 경우를 대표적인 예로 설명하지만, 본 발명의 휴대단말기에 적용되는 기술이 이에 한정되지는 않는다. 따라서 본 발명의 다중모드 휴대단말기는 UMA 기술을 비롯하여 GAN(Generic Access Network)를 지원하는 휴대단말기를 이용할 수도 있음은 물론이다.
또한 본 발명의 실시 예에서 적용되는 통신 시스템의 예시로는, GSM(Global System for Mobile Communications) 무선 접속(radio access) 시스템, GSM 및 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, UMTS(Universal Mobile Telephone System) 및 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템을 비롯하여, 다른 통신 시스템들 및 이러한 시스템들의 조합들을 포함할 수 있다. 이러한 각각의 통신 시스템들에 대해서는 일반적으로 공지되어 있으므로 여기에서 추가 설명은 생략하기로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에서 적용되는 휴대단말기의 예시로는, UMA 및 GAN 기술 중 어느 하나 이상을 지원하는 단말기로, IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000), TDMA(Time Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 및 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 등에 적용 가능한 통신 프로토콜들에 의거하여 동작하는 모든 통신 단말기와, 상기한 통신 시스템들과 같은 이동통신망의 기지국과 통신이 가능하며, 무선랜 망에 의한 통신이 가능한 PMP(Portable Multimedia Player), MP3 플레이어, 디지털 방송 수신기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone) 및 휴대전화기(mobile phone), 랩탑 또는 노트북 컴퓨터 등 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적 용될 수 있음은 자명할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기(300)는 안테나(310), 제1 무선망과의 통신 서비스(허가 무선 시스템에 의한 통신 서비스)를 위한 제1 통신모듈(320), 제2 무선망과의 통신 서비스(비허가 무선 시스템에 의한 통신 서비스)를 위한 제2 통신모듈(330), 및 휴대단말기(300)의 전반적인 동작 및 기능 제어를 위한 공통 모듈(340)을 포함한다.
상기 안테나(310)는 제1 무선망과의 통신 서비스를 위한 주파수 대역과 제2 무선망과의 통신 서비스를 위한 주파수 대역을 동시에 처리 가능하다. 상기 도 3에서는 상기 안테나(310)를 하나의 구성으로 도시하였으나, 각각의 무선 시스템에 대응하여 듀얼 안테나 이상으로 구성할 수 있음은 물론이다.
상기 제1 통신모듈(320)은 각각의 주파수를 구분하여 처리하는 밴드 패스 필터로 동작하는 듀플렉서, 송수신 전파를 정해진 주파수 대역으로 분리하는 무선 송수신부 및 제1 무선망과의 무선 구간 프로토콜을 처리하는 모뎀부 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 통신모듈(320)은 본 발명의 실시 예에서 허가 무선 시스템에 의한 서비스를 제공하는 허가 통신모듈일 수 있다.
상기 제2 통신모듈(330)은 각각의 주파수를 구분하여 처리하는 밴드 패스 필터로 동작하는 듀플렉서, 송수신 전파를 정해진 주파수 대역으로 분리하는 무선 송수신부 및 제2 무선망과의 무선 구간 프로토콜을 처리하는 모뎀부 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 통신모듈(330)은 본 발명의 실시 예에서 비허가 무선 시스템에 의한 서비스를 제공하는 비허가 통신모듈일 수 있다.
상기 공통모듈(340)은 제1 통신모듈(320) 및 제2 통신모듈(330)의 제어 및 휴대단말기(300)의 전반적인 동작 및 기능을 제어하기 위한 장치를 나타낸다. 상기 공통모듈(340)은 멀티미디어 기능을 수행하는 응용 프로세서와, 메모리부와, 입출력부와, 기타 응용 처리부 및 상기 각 구성간의 신호 흐름 및 제어를 수행하는 제어부 등을 포함한다.
이러한 공통모듈(340)은 소정의 통신 시스템으로부터 서비스(예컨대, 호(Call) 수신)가 요청되거나 또는 사용자로부터 소정의 통신 시스템으로의 서비스(예컨대, 호 연결)가 요청되는 경우, 요청되는 해당 무선 시스템을 판단한다. 또한 상기 공통모듈(340)은 상기 판단하는 무선 시스템에 대응하는 통신모듈(제1 통신모듈(320) 또는 제2 통신모듈(330))을 이용하여 해당 무선 시스템으로의 접속을 제어한다.
예를 들면, 상기 공통모듈(340)은 제1 무선망(허가 무선 시스템) 또는 제2 무선망(비허가 무선 시스템) 중 어느 하나의 무선 시스템을 획득할 시 상기 무선 시스템에 해당하는 통신모듈(320)(330)을 이용하여 통신 서비스 접속을 제어한다. 또한 제1 무선망 및 제2 무선망을 동시에 획득할 시 미리 설정된 우선순위 모드에 의거하여 해당하는 어느 하나의 통신모듈을 제어하여 해당 무선망으로의 접속을 제어한다.
또한 상기 공통모듈(340)은 획득하는 무선 시스템들에 대응하는 통신 서비스 의 상태에 따라 상기 제1 및 제2 통신모듈(320)(340)의 동작을 제어한다. 이를 위해 상기 공통모듈(340)은 소프트웨어 엔티티(entity)들로 설명될 수 있는 소프트웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어부 상에서 실행되는 소프트웨어 엔티티들(허가 무선 시스템 제어를 위한 엔티티, 비허가 무선 시스템 제어를 위한 엔티티)을 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하므로 여기서는 생략하기로 한다.
상기 제1 통신모듈(320)과 제2 통신모듈(330)은 상기 공통모듈(340)의 제어 하에 상기 다중모드 휴대단말기(300)가 제1 무선망(허가 무선 시스템)과 제2 무선망(비허가 무선 시스템) 각각과 통신할 수 있도록 제1 통신 인터페이스(허가 통신 인터페이스) 및 제2 통신 인터페이스(비허가 통신 인터페이스)를 제공한다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 상기 휴대단말기(300)는 두 개 이상의 통신 접속 모드를 지원한다.
본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기(300)는 전원이 온(On)됨과 동시에 상기 제1 통신모듈(320)과 제2 통신모듈(330)을 동시에 활성화 시킬 수 있다. 또한 사용자 또는 미리 설정된 우선순위에 따라 제1 통신모듈(320)과 제2 통신모듈(330) 중 어느 하나의 통신모듈만을 활성화 시킬 수 있다. 이때, 특정 통신모듈을 활성화한 후 해당 무선 시스템과의 접속이 이루어지지 않을 시 활성화되지 않은 다른 통신모듈을 활성화하여 그에 대응하는 무선 시스템으로의 접속을 시도할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 다중모드 휴대단말기(300)는 제1 무선망과 제2 무선망을 통해 수신되는 서비스를 동시에 처리할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기(300)는 미리 설정된 선호 통신 시스템 모드에 따라 제1 통신모듈(320)과 제2 통신모듈(330) 중 어느 하나의 통신모듈을 통해 해당 통신 시스템과의 통신 서비스를 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기(300)는 제공되는 통신 시스템에 따라 제1 통신모듈(320)과 제2 통신모듈(330) 중 어느 하나의 통신모듈의 동작을 적응적으로 제어하거나, 또는 제1 통신모듈(320)과 제2 통신모듈(330)을 동시에 동작하도록 제어할 수 있다. 이는 상기 다중모드 휴대단말기(300)에서 제공되는 사용자 인터페이스 예컨대, <Mode Selection Preference> 메뉴 등에 의거하여 설정하거나, 그 제공 형태에 따라 모드가 적응적으로 자동 변경되도록 설정할 수 있으며, 이러한 예시는 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007039201613-PAT00001
상기 <표 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 다중모드 휴대단말기(300)의 사용자는 상기 <표 1>의 예시와 같은 <Mode Selection Preference> 사용자 인터페이스를 통해 통신 서비스 모드를 설정할 수 있다.
상기 <표 1>에서 상기 <UMA/GAN preferred>는 상기 다중모드 휴대단말기(300)가 획득할 수 있는 무선 시스템들 중 비허가 무선 시스템으로의 접속에 우선순위를 설정하는 방식의 예시를 나타낸 것이다. 상기 <표 1>에서 상기 <GERAN/UTRAN preferred>는 상기 다중모드 휴대단말기(300)가 획득할 수 있는 무선 시스템들 중 허가 무선 시스템으로의 접속에 우선순위를 설정하는 방식의 예시를 나타낸 것이다. 또한 상기 <표 1>에서는 예시하지 않았으나, <Dual Mode>와 같은 사용자 인터페이스를 부가하여 상기 다중모드 휴대단말기(300)가 획득할 수 있는 무선 시스템들의 종류에 관계없이 다중모드 휴대단말기(300)가 지원 가능한 모든 무선 시스템들에 대하여 동시에 동작하도록 설정할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 <표 1>과 같이 설정된 <Mode Selection Preference>에 의해 동작할 시, 주기적으로 획득하는 주변 셀들에 대한 정보에 의거하여 해당 무선 시스템으로의 핸드오버 여부를 결정하도록 한다. 즉, 상기 공통모듈(340)에서는 상기 <Mode Selection Preference> 설정에 따라 상기 제1 통신모듈(320) 및 제2 통신모듈(330)을 제어하며, 획득하는 무선 시스템의 상황에 따라 모드 전환을 수행한다. 이때, 상기 제1 통신모듈(320) 및 제2 통신모듈(330)의 동작 제어 시 허가 무선 시스템으로부터 획득하는 주변 셀 정보에 의거하여 상기 통신모듈(320)(330)간 전환 및 그에 따른 핸드오버를 처리한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 다중모드 휴대단말기가 지원하는 통신 시스템으로서 특정 시스템들을 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 다중모드 휴대단말기가 상기 특정 시스템만을 지원하는 휴대단말기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다중모드 휴대단말기는 현재 상용화 되어 서비스를 제공하는 통신 시스템 및 앞으로 개발 및 전개될 통신 시스템들 중 적어도 두 개 이상의 통신 시스템의 서비스를 지원할 수 있는 다중모드 휴대단말기에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기의 개략적인 구성 및 그에 따른 동작에 대하여 살펴보았다. 다음으로 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 다중모드 휴대단말기의 효율적인 핸드오버 처리 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명이 하기에서 기술하는 내용에 한정되는 것은 아니므로, 하기의 실시 예에 의거하여 다양한 실시 예들에 적용할 수 있음에 유의하여야 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 핸드오버 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 401단계에서 휴대단말기는 핸드오버를 수행해야 함을 인지하면, 403단계에서 제1 무선망(허가 무선 시스템)으로부터 수신하는 주변 셀 정보를 확인한다. 상기 도 4에서는 휴대단말기가 제1 무선망에서 제2 무선망(비허가 무선 시스템)으로 핸드오버하는 경우를 대표하여 설명하기로 한다. 상기 주변 셀 정보는 상기 제1 무선망에서 주기적으로 전송하는 시스템 정보(system information) 메시지에 의거하여 주기적으로 획득할 수 있다. 즉, 제1 무선망에서는 시스템 정보 메시지에 주변 셀 정보를 실어 주기적으로 방송할 수 있다. 상기 제1 무선망은 상기 주변 셀 정보에 비허가 무선 시스템의 셀 인디케이터(예컨대, UMA/GAN 셀 인디케이터, UMA_GAN_IND)를 포함하여 전송할 수 있다.
다음으로, 상기 휴대단말기는 405단계에서 상기 주변 셀 정보에 의거하여 핸드오버 가능 여부를 판단한다. 예를 들면, 상기 휴대단말기는 상기 주변 셀 정보에 핸드오버 가능한 제2 무선망이 존재하는지 체크할 수 있다.
이때, 핸드오버 가능한 제2 무선망이 존재하지 않을 시, 상기 휴대단말기는 407단계에서 현재 서비스 연결을 유지한다. 즉, 현재 휴대단말기에 서비스 중인 제1 무선망과의 접속을 유지한다. 반면, 핸드오버 가능한 제2 무선망이 존재할 시, 상기 휴대단말기는 409단계에서 상기 제2 무선망의 해당 AP에 대한 스캐닝을 비롯한 등록 절차를 수행한다.
다음으로, 상기 휴대단말기는 제2 무선망에 대한 등록이 완료되면 411단계에서 상기 제2 무선망으로의 핸드오버 절차를 수행한다. 이어서, 상기 휴대단말기는 핸드오버 완료 시 413단계에서 상기 제2 무선망과의 서비스를 연결하여 끊김 없는 서비스를 이용하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 핸드오버 처리 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 휴대단말기의 공통모듈은 제1 통신모듈을 통해 현재 서비스 중인 제1 무선망(허가 무선 시스템)으로부터 주변 셀 정보를 획득할 때마다 다음과 같은 핸드오버 알고리즘을 처리할 수 있다. 이때, 상기 도 5에서는 하나의 핸드오버 알고리즘으로 설명하지만, 상술한 바와 같이 상기 공통모듈의 소프트웨어 엔티티들에 의해 각각의 핸드오버 처리 알고리즘으로 설명할 수도 있음은 물론이다.
먼저, 501단계에서 상기 제1 통신모듈은 제1 무선망에서 주기적으로 전송되는 시스템 정보 메시지를 수신하여 공통모듈로 전달한다. 그러면, 상기 공통모듈은 503단계에서 상기 시스템 정보 메시지가 포함하는 주변 셀 정보를 확인하고, 505단계에서 제2 무선망에 대한 셀 인디케이터의 변경 여부를 판단한다.
상기 공통모듈은 상기 제2 무선망으로부터 획득하는 주변 셀 정보에 대응하여 제1 통신모듈 또는 제2 통신모듈을 대한 제어신호를 발생할 수 있다. 상기 공통모듈은 상기 주변 셀 정보에서 제2 무선망에 대한 셀 인디케이터(예컨대, UMA/GAN 셀 인디케이터(UMA_GAN_IND))를 확인하고, 그에 따른 제어신호를 발생한다. 이때, 상기 공통모듈은 상기 제2 무선망에 대한 셀 인디케이터를 확인하여 그의 변경 여부를 판단하고, 그 결과에 대응하는 해당 제어신호를 발생한다.
상기 셀 인디케이터의 변경 여부 판단은, 이전에 획득하여 저장하는 셀 인디케이터의 변수 값과 새롭게 획득하는 상기 셀 인디케이터의 변수 값을 비교하고, 그의 일치 여부에 따라 변경 여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 셀 인디케이터의 변수 값이 일치할 시, 상기 공통모듈은 509단계로 진행하여 핸드오버 처리 여부를 체크한다. 상기 핸드오버 처리 여부 체크 방법에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 공통모듈은 상기의 진행을 통해 509단계에서 핸드오버 처리로 판단할 시, 이전에 획득하여 저장하는 셀 인디케이터를 식별하여 핸드오버 지시인지 아닌지를 체크하고, 그에 대응하게 핸드오버 절차를 수행할 수 있다.
반면, 상기 셀 인디케이터의 변수 값이 다르면, 상기 공통모듈은 507단계에서 상기 변경된 셀 인디케이터의 변수 값으로 이전의 셀 인디케이터의 변수 값을 갱신한다. 즉, 상기 공통모듈은 상기 셀 인디케이터의 변수 값이 다르면, 기존의 셀 인디케이터 변수 값을 상기 새로운 제2 무선망의 셀 인디케이터의 변수 값으로 변경하여 저장한다.
다음으로, 상기 공통모듈은 상기 셀 인디케이터의 변수 값을 갱신한 후 509단계에서 핸드오버 처리 여부를 체크한다. 상기 공통모듈은 상기 <표 1>에서 설명한 바와 같은 <Mode Selection Preference> 값에 의해 핸드오버 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 상기 <Mode Selection Preference>에서 <UMA/GAN preferred> 모드일 경우에는 제1 무선망에 등록이 되는 시점이며, <GERAN/UTRAN preferred> 모드일 경우에는 현재 서비스 중인 제1 무선망에서 정상 서비스가 불가능하며, 제1 무선망의 주변에도 정상 서비스 가능한 다른 제1 무선망이 존재하지 않을 경우 등일 수 있다.
다음으로, 상기 공통모듈은 핸드오버 처리로 판단할 시 511단계에서 상기 갱신된 셀 인디케이터를 식별하여 513단계에서 핸드오버 지시인지 아닌지를 체크한다. 상기 공통모듈은 핸드오버 지시가 아니면 상기한 절차를 종료한다. 상기 공통모듈은 핸드오버 지시이면 515단계에서 제2 통신모듈을 동작하여 제2 통신모듈에 의해 제2 무선망으로의 핸드오버 절차를 수행한다.
예를 들면, 상기 공통모듈은 상기 셀 인디케이터의 변수 값을 식별하여 그 값이 <FALSE>이면 AP 스캐닝 등의 등록 절차를 시도하지 않고 핸드오버 수행 동작을 종료한다. 이때, 상기 공통모듈은 제1 통신모듈에 의해 현재 서비스 중인 제1 무선망과의 서비스 연결을 유지하도록 처리한다. 반면 상기 셀 인디케이터의 변수 값을 식별하여 그 값이 <TRUE>이면 AP 스캐닝 등의 등록 절차를 시작으로 모든 핸드오버 절차를 수행한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 다중모드 휴대단말기의 핸드오버 방법 및 장치에 따르면, 허가 무선 시스템과 비허가 무선 시스템을 지원하는 다중모드 휴대단말기의 보다 효율적인 핸드오버 알고리즘을 제공할 수 있다. 본 발명의 핸드오버 알고리즘에 의해 휴대단말기는 불필요한 핸드오버 절차를 생략할 수 있다. 이에 의거하여 휴대단말기의 성능을 향상시키고, 배터리 소모 또한 감소시킬 수 있다. 또한 휴대단말기의 불필요한 핸드오버 절차를 생략함에 따라 무선 시스템의 효율적인 자원 관리가 가능하며, 이는 결국 자원 낭비를 방지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 다중모드 휴대단말기에서 핸드오버 방법에 있어서,
    핸드오버 수행을 인지하면, 허가 무선 시스템으로부터 수신하는 주변 셀 정보를 확인하는 과정과,
    상기 주변 셀 정보에 의거하여 핸드오버 가능 여부를 판단하는 과정과,
    상기 핸드오버가 불가능할 시 핸드오버를 생략하고 상기 허가 무선 시스템과의 연결을 유지하는 과정과,
    상기 핸드오버가 가능할 시 해당 비허가 무선 시스템으로 핸드오버 하는 과정을 포함하는 비허가 무선 접속(UMA) 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변 셀 정보는 상기 허가 무선 시스템이 주기적으로 방송하는 시스템 정보 메시지로부터 획득하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주변 셀 정보의 비허가 무선 시스템에 대한 셀 인디케이터의 변수 값에 따라 핸드오버를 결정하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주변 셀 정보에 핸드오버 가능한 비허가 무선 시스템에 대한 정보가 존재할 시 핸드오버를 결정하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비허가 무선 시스템이 존재할 시 상기 비허가 무선 시스템과 등록 절차를 수행한 후, 상기 비허가 무선 시스템으로의 핸드오버를 수행하는 과정을 더 포함하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  6. 다중모드 휴대단말기의 핸드오버 방법에 있어서,
    서비스 중인 허가 무선 시스템으로부터 시스템 정보 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 시스템 정보 메시지의 주변 셀 정보에서 비허가 무선 시스템에 대한 셀 인디케이터의 변경 여부를 판단하는 과정과,
    상기 셀 인디케이터에 변경이 없을 시 핸드오버 처리 동작을 종료하고, 상기 허가 무선 시스템과의 연결을 유지하는 과정과,
    상기 셀 인디케이터가 변경될 시 기존의 셀 인디케이터를 상기 변경된 셀 인디케이터로 갱신하는 과정과,
    상기 갱신하는 셀 인디케이터의 설정 값에 따라 핸드오버를 처리하는 과정을 포함하는 비허가 무선 접속(UMA) 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 셀 인디케이터의 변경 여부 판단은,
    이전에 허가 무선 시스템으로부터 획득하여 저장하는 셀 인디케이터와 주기적으로 수신하는 셀 인디케이터를 비교하고, 그의 일치 여부에 따라 변경 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 핸드오버의 처리 결정은, 사전 설정되는 통신 모드의 우선순위 여부에 따라 핸드오버 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 핸드오버 처리로 결정할 시, 상기 셀 인디케이터를 식별하여 핸드오버 지시 여부를 판단하는 과정과,
    핸드오버 지시가 아니면 상기 핸드오버 절차를 종료하는 과정과,
    핸드오버 지시이면 비허가 무선 시스템으로 핸드오버 하는 과정을 포함하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 셀 인디케이터의 변수 값을 식별하는 과정과,
    상기 셀 인디케이터의 변수 값이 <FALSE>이면 비허가 무선 시스템으로의 등록 절차를 생략하는 과정과,
    상기 셀 인디케이터의 변수 값이 <TRUE>이면 비허가 무선 시스템으로의 등록 절차를 수행한 후 해당 비허가 무선 시스템으로 핸드오버 하는 과정을 포함하는 UMA 지원 휴대단말기의 핸드오버 방법.
  11. 다중모드 휴대단말기에 있어서,
    허가 무선 시스템과의 서비스 연결을 위한 제1 통신모듈과,
    비허가 무선 시스템과의 서비스 연결을 위한 제2 통신모듈과,
    상기 제1 통신모듈에서 수신하는 주변 셀 정보를 식별하고, 상기 주변 셀 정보에 따른 상기 제1 통신모듈 및 제2 통신모듈의 동작 제어를 통해 허가 무선 시스템 및 비허가 무선 시스템 간 핸드오버를 처리하는 공통모듈을 포함하는 비허가 무선 접속(UMA) 지원 휴대단말기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공통모듈은, 상기 허가 무선 시스템으로부터 수신하는 시스템 정보 메시지를 통해 상기 주변 셀 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공통모듈은, 상기 주변 셀 정보의 비허가 무선 시스템에 대한 셀 인디케이터의 값에 따라 핸드오버를 결정하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 공통모듈은, 상기 셀 인디케이터를 획득할 시 사전 저장된 셀 인디케이터를 비교하고, 그의 일치 여부에 따라 핸드오버를 결정하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공통모듈은, 사전 설정되는 통신모드의 우선순위 여부에 따라 핸드오버 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 공통모듈은, 획득하는 무선 시스템들에 대응하는 통신 서비스의 상태에 따라 상기 제1 및 제2 통신모듈의 동작을 제어하고, 이를 위한 소프트웨어 엔티티들을 포함하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공통모듈은, 미리 설정된 선호 통신 모드에 따라 상기 제1 통신모듈과 제2 통신모듈 중 어느 하나의 통신모듈을 통해 해당 무선 시스템과의 통신 서비스 를 제어하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 휴대단말기는,
    상기 허가 무선 시스템 및 비허가 무선 시스템과의 통신 서비스를 위한 해당 주파수 대역들을 처리하는 하나 이상의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 UMA 지원 휴대단말기.
  19. 비허가 무선 접속(UMA) 통신 시스템에 있어서,
    비허가 무선 시스템에 대한 주변 셀 정보를 시스템 정보 메시지에 실어 주기적으로 방송하는 허가 무선 시스템과,
    상기 허가 무선 시스템으로부터 획득하는 상기 주변 셀 정보에 의거하여 비허가 무선 시스템으로의 핸드오버를 수행하는 휴대단말기를 포함하는 핸드오버 제공 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 주변 셀 정보는 비허가 무선 시스템에 대한 셀 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 제공 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 휴대단말기는 비허가 무선 시스템으로의 핸드오버 수행 시, 상기 셀 인디케이터의 변수 값에 따라 핸드오버를 위한 등록 절차를 생략하거나, 해당 비허가 무선 시스템으로의 핸드오버를 처리하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 제공 시스템.
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