KR20100030918A - 이종 망간 핸드 오버 방법 및 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치 - Google Patents

이종 망간 핸드 오버 방법 및 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 다른 종류의 무선 통신 망간 핸드 오버에 관한 것으로, 특히 무선 자원 정보를 이용한 이종 망간 핸드 오버 방법 및 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치에 관한 것으로, 다수의 무선 통신망들 각각에 대한 무선 자원 정보를 동적으로 획득하는 단계; 상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 무선 통신망들 중 하나에 접속된 사용자 단말의 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 단계; 및 상기 핸드 오버 수행 여부 결정 결과에 따라 상기 사용자 단말로, 상기 접속한 무선 통신망과 다른 무선 통신망으로의 핸드 오버 수행을 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법에 의해 서로 다른 형태의 망간 다중 액세스 기술에 대해서 동적 무선 자원 정보에 의한 핸드 오버가 가능하도록 함으로써, 무선 통신망 간에 네트워크 자원의 적절한 로드 분배를 수행할 수 있다는 효과가 있다.
핸드오버, 무선 자원 관리, MRRM

Description

이종 망간 핸드 오버 방법 및 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치{Method for performing handover between different radio aceess technologies and Radio resource managing apparatus therefor}
본 발명은 서로 다른 종류의 무선 통신 망간 핸드 오버에 관한 것으로, 특히 무선 자원 정보를 이용한 이종 망간 핸드 오버 방법 및 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호 : 2006-S-003-03, 과제명 : 차세대 이동통신 서비스 플랫폼 개발]
국제 표준화 기구인 ITU-T에서는 현재까지 개발된 3세대 이동통신 이후의 4 세대 이동통신시스템을 IMT-Advanced로 명명하고 있다. 이 IMT-Advanced 시스템의 기본요구 사항 중 하나가 이기종 망간 핸드오버를 지원하는 것이다. 이에 따라 '3GPP Release 8' 에서는 이러한 요구사항을 충족시키기 위하여 발전된 네트워크 구조 및 기능을 정의하고 이를 SAE(System Architecture Evolution)로 명명하고 있다.
3GPP SAE의 네트워크 구조는 크게 3GPP 망, 신뢰되는 non-3GPP망 (Trusted non-3GPP) 그리고 신뢰되지 않는 non-3GPP(Untrusted non-3GPP) 망으로 구분된다. 여기서 신뢰되는 non-3GPP 망은 3GPP의 CDMA2000과 Mobile WiMAX를 나타내며, 신뢰되지 않는 non-3GPP망은 무선랜(Wireless LAN) 시스템을 나타낸다. 3GPP SAE에서는 3GPP 망과 Trusted/Untrusted non-3GPP 망간 그리고 Trusted/Untrusted non-3GPP 망간의 핸드오버 방법을 제공함으로써 기본적인 서비스의 연속성을 지원할 수 있다. 특히, 3GPP 망과 신뢰되는 non-3GPP 망간에는 핸드오버에 따른 지연시간과 패킷 유실을 최소화하기 위한 최적화된 핸드오버(Optimizes Handover)방법을 제공하고 있다. 그러나 신뢰 되지 않는 non-3GPP 망과는 기본적으로 신뢰 되지 않는 망이기 때문에 핸드오버를 수행하기 전에 타겟 망에 인증 및 핸드 오버 요청 절차를 수행할 수 있는 방법을 정의하고 있지 않다. 따라서, 3GPP망과 신뢰되지 않는 non-3GPP 망간 핸드오버에는 인증에 필요한 시간만큼 데이터 전송이 단절될 수 밖에 없다. 즉, 3GPP 망과 신뢰되지 않는 non-3GPP 망간에 핸드오버 시에는 음성 서비스, 비디오 서비스 등 실시간 서비스에 대해서 끊김 없는 서비스 연속성을 보장할 수 없다.
한편, 향후 서비스 이용자들은 다양한 오퍼레이터가 제공하는 다양한 형태의 이동통신망 서비스를 이용하게 된다. 이미 2세대 3세대의 셀룰러 기술과 WLAN, WiBro 등의 무선 인터넷까지 원하는 서비스를 개인 취향 및 서비스 형태에 따라 선택할 수 있다.
이동 통신망의 셀 구성도 다양한 기술의 오버레이 된 형태로 발전하고 있으 며, 사용자는 장소 및 시간에 구애받지 않고 적어도 하나 이상의 이동통신망의 혜택을 볼 수 있다. 이때 사용자 단말은 멀티 인터페이스를 지원하는 형태로 구현되는 것이 바람직하고, 다양한 액세스 망간 서비스 연속성을 보장하기 위해서 수직형 핸드오버(vertical handover) 기술이 요구된다.
버티컬 핸드오버의 수행을 위해서는 사용자의 선호도, 망 로드의 분산, 서비스 형태정보가 필요하다. 무선 자원의 상태나 망 내 로드의 분산 등을 고려한 핸드 오버를 위해서 무선 자원에 대한 꾸준한 모니터링이 이루어져야 하며, 이를 동적으로 반영할 수 있어야 한다.
그러나 현재 구조로는 3GPP망과 신뢰할 수 없는 망간 핸드오버를 위해, 무선 자원 모니터링 결과의 동적 정보가 반영되지 않는다. 수평형 핸드오버가 일어나는 트리거링 요소에 신호 세기 및 정책(policy) 정보만을 반영하기 때문에 네트워크 전체의 로드 분산 차원에서의 핸드 오버를 수행한다는 것은 어려움이 있다.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 다양한 형태의 무선 통신 망간 다중 액세스 기술에 대해서 동적 무선 자원 정보에 의한 핸드오버가 가능하도록 하는 이종 망간 핸드오버 방법 및 무선 자원 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 무선 자원 관리 정보를 모니터링하여 네트워크 로드 분산을 위한 수직형 핸드오버를 수행하고, 새로운 통신 네트워크 기술에 접목이 용이한 이종망 간 핸드오버 방법 및 무선 자원 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제는 다수의 무선 통신망들 각각에 대한 무선 자원 정보를 동적으로 획득하는 단계; 상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 무선 통신망들 중 하나에 접속된 사용자 단말의 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 단계; 및 상기 핸드 오버 수행 여부 결정 결과에 따라 상기 사용자 단말로, 상기 접속한 무선 통신망과 다른 무선 통신망으로의 핸드 오버 수행을 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법에 의해 달성된다.
이때, 핸드 오버를 지시하는 단계는, 상기 획득되는 무선 자원 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 통신망들 중 상기 사용자 단말이 핸드 오버를 수행할 무선 통신망을 선택하는 단계; 및 상기 핸드 오버 수행 여부 결정 결과에 따라 상기 사용자 단말로, 상기 접속한 무선 통신망에서 상기 선택된 무선 통신망으로의 핸드 오버 수행을 지시하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 방법은 상기 사용자 단말로부터 상기 접속한 무선 통신망에서 망 접속 신호 세기 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 단계는 상기 획득되는 신호 세기 정보를 반영하여 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 방법은, 상기 사용자 단말로부터 주변 무선 통신망에 대한 정보 요청을 수신하는 단계; 및 상기 요청에 따라 상기 사용자 단말로 주변 무선 통신망에 대한 정보를 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 무선 자원 정보를 획득하는 단계는 상기 다수의 무선 통신망들로부터 주기적으로 무선 자원 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 이종 망간 핸드 오버 방법은 상기 통신 시스템의 네트워크 자원을 관리하는 무선 자원 관리 장치에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기술적 과제는 상이한 형태의 다수의 무선 통신망에 대한 무선 자원 정보를 동적으로 획득하는 자원 정보 획득부; 상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 무선 통신망들 중 하나에 접속된 사용자 단말의 핸드 오버 수행 여부를 판단하는 핸드오버 판단부; 및 상기 핸드오버 판단부에서 판단 결과에 따라 상기 사용자 단말로 핸드오버 수행을 지시하는 핸드 오버 요청부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치에 의해 달성된다.
상기 장치는 상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 통신 망들 중 상기 사용자 단말이 핸드 오버를 수행할 무선 통신망을 선택하는 통신망 선택부를 더 포함하고, 상기 핸드오버 요청부는 상기 통신망 선택부에서 선택된 무선 통신망 정보를 상기 핸드 오버 스윙 지시와 함께 상기 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 통신망 선택부는 통신 시스템 내에서 네트워크 자원의 부하 분산을 위해 네트워크 자원 부하가 낮은 망을 선택한다.
또한, 상기 장치는 상기 사용자 단말로부터 상기 단말이 접속한 무선 통신 망에서 망 접속 신호 세기 정보를 획득하는 신호 정보 획득부;를 더 포함하고, 상기 핸드 오버 판단부는 상기 신호 정보 획득부로 획득되는 상기 사용자 단말의 신호 세기가 소정 값 이하이면 핸드 오버를 수행하도록 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 형태의 망간 다중 액세스 기술에 대해서 동적 무선 자원 정보에 의한 핸드 오버가 가능하도록 함으로써, 무선 통신망 간에 네트워크 자원의 적절한 로드 분배를 수행할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 무선 자원 관리 정보에 기초하여 망 간 핸드오버를 제어하는 무선 자원 관리 장치를 어떤 액세스 기술에도 접속이 가능하도록 독립적인 노드로 설정함으로써, 새로운 액세스 기술을 가진 사업자가 다른 사업자와 연계하여 수직형(Vertical) 핸드 오버에 대한 정책을 결정하더라도 망 구조 혹은 기술에 영향을 받지 않으면서 구현할 수 있다는 효과가 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 다른 형태의 다수의 무선 통신망들을 포함하는 통신 네트워크의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 네트워크는 다수의 무선 통신망들을 포함한다. 무선 통신망은 3GPP망, 혹은 신뢰되지 않는 non-3GPP망일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 현재까지 제안되었거나 향후에 제안될 수 있는 형태의 무선 통신망들을 포괄하도록 해석된다.
도 1 에 도시된 E-UTRAN(30, Evolved UTRAN) 즉, 3GPP망은 All-IP 기반의 서비스를 제공하기 위해 non-3GPP 망간 연동이 가능하다. 특히, 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45, ePDG: envolved Packet Data Gateway)는 사용자 단말(10, UE:User Equipment)에 신뢰되지 않는 non-3GPP 망을 통해서 3GPP 서비스를 제공한다. 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50, PDN-GW)와 연동하여 사용자 단말(10)로 서비스를 제공한다.
여기서 사용자 단말(10)이 3GPP 망에서 신뢰되지 않는 non-3GPP 망으로 또는 신뢰되지 않는 non-3GPP 망에서 3GPP망으로 핸드 오버를 수행하더라도, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50)는 변경되지 않기 때문에 서비스 중인 세션의 종료 없 이 연속적인 서비스가 가능하다.
또한 본 발명에 따르면, 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45, ePDG)가 가상 기지국(eNB:eNodeB)역할을 수행함으로써 사용자 단말(10)의 이종 망간 핸드오버 시에도 끊김 없는 서비스를 제공할 수 있다. 즉 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)가 가상 기지국 역할을 수행함으로써, 이동 단말이 핸드오버를 수행하기 전에 3GPP망 혹은 신뢰되지 않는 non-3GPP 망에 미리 데이터 경로를 설정할 수 있다.
진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 사용자 단말(10)이 신뢰되지 않는 non-3GPP망에 접속되어 있을 때, 사용자 단말(10)과의 3GPP 시그널링을 IP 기반으로 제공한다. 그리고 3GPP 망과는 기존의 3GPP 시그널링 및 데이터 패킷 전송 방법을 변경 없이 수행함으로써, 기존의 3GPP망의 구성에 변형 없이 실현이 가능하다. 또한, 3GPP 망에서 신뢰되지 않는 non-3GPP 망으로 핸드 오버시에는 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)가 3GPP의 목적지 노드 역할을 수행함으로써 사용자 단말(10)의 핸드오버 시에도 패킷을 유실 없이 전달할 수 있다.
이동성 관리 장치(32, MME:Mobility Management Entity)는 3GPP 망내에서 단말(10)의 이동성 관리 및 세션 기능을 수행하는 이동성 관리 장치이다. 서빙 게이트웨이(34, Serving Gateway)는 3GPP을 통해 사용자 데이터를 전달하고, WLAN AP(40)는 WLAN과 같은 신뢰되지 않는 non-3GPP망 내에서 엑세스 포인트(access point) 역할을 수행한다.
홈 가입자 서버(60, HSS:Home Subscriber Server)는 서비스 가입자의 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터가 저장된다. 정책 서버(70, PCRF:Policy and Charging Rules Function)는 통신 네트워크 내의 통신 청책 및 과금 처리를 수행한다. 또한, 인증서버(80, Authentication, Authorization and Accounting)는 통신망에 대한 접근 등을 인증한다.
무선 자원 관리 장치(20, MRRM : Multi-Radio Resource Management)는 통신 네트워크 전반적으로 네트워크 자원 등을 관리한다. 무선 자원 관리 장치(20)는 트래픽 종류, 송신단의 시스템 특성, 채널 특성, 수신단으로부터 요구되는 정보 등을 획득하여 통신 시스템 무선 구간의 전반적인 네트워크 자원을 관리한다.
본 실시예에 있어서, 무선 자원 관리 장치(20)는 무선 자원 정보에 기초하여 사용자 단말(10)이 다른 무선 통신망으로 핸드 오버를 수행하도록 할 수 있다. 즉, 통신 네트워크 내의 전반적인 네트워크 자원 분산 정보를 활용하여, 특정 망에만 다수의 단말들이 접속하여 로드가 걸리는 것을 막을 수 있다. 즉, 통신 네트워크 전반적으로 단말 접속 폭주 관리 및 로드 분산이 가능하다. 이때 무선 자원 관리 장치(20)는 향후 제안될 수 있는 새로운 액세스 기술의 수용이 용이하도록 개방화된 구조로 구현되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따르면, 통신 시스템 고유의 구조는 준수하되, 무선 자원 정보를 파악하여 핸드 오버 수행을 지시하는 무선 자원 관리 장치를 망간 무선 정보 교환을 위한 추가의 독립적인 노드로 구성함으로써, 기존 프로토콜에 대한 영향을 최소화할 수 있고 향 후에 새로 제안될 수 있는 액세스 기술의 접목이 용이하다는 효과가 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 관리 장치의 구성을 도시한 블록 도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무선 관리 장치는 자원 정보 획득부(200), 자원 관리부(210), 핸드오버 판단부(220), 통신망 선택부(225) 및 핸드오버 요청부(230)를 포함한다.
자원 정보 획득부(200)는 다수의 무선 통신망으로부터 해당 망에서의 네트워크 무선 자원 정보를 획득한다. 일 실시예에 있어서 자원 정보 획득부(200)는 무선 자원 정보를 인터넷 프로토콜(IP) 전달망을 통해 획득한다. 여기서 무선 자원 정보는 망 내 트래픽의 종류, 송신단의 시스템 특성, 채널 특성 그리고 수신단으로부터 요구되는 정보와 같은 정보들일 수 있다. 본 실시예에 있어서 자원 정보 획득부(200)는 다수의 무선 통신망으로부터 무선 자원 정보를 주기적으로 획득하도록 구현될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서는 자원 정보 획득부(200)에서 이벤트를 발생할 경우에, 다수의 무선 통신망으로부터 이벤트 트리거 방식으로 무선 자원 정보를 획득하도록 구현될 수도 있다.
자원 관리부(210)는 자원 정보 획득부(200)에서 획득되는 정보들을 이용하여 종합적으로 무선 구간의 자원을 관리한다. 여기서 무선 자원 관리 기술은 구체적으로 호 수락 제어, 혼잡 제어, 동적 채널 할당, 핸드오프, 전력 제어, 전송율 제어, 패킷 스케줄링, 부하 공유 방안, 오류 제어(ARQ) 기술 등을 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
핸드오버 판단부(220)는 자원 정보 획득부(200)에서 획득되는 정보에 기초하여 핸드오버를 수행할지 여부를 판단한다. 본 실시예에 있어서 핸드오버 판단 부(220)는 네트워크 전반적으로 부하분산이 필요한 경우에, 로드가 많은 무선 통신 망에 접속한 단말이 로드가 적은 무선 통신망으로 핸드 오버를 수행하도록 판단한다.
추가적으로 무선 자원 관리 장치는 사용자 단말(10)로부터 망 접속 신호 세기 정보와 같은 정보를 획득할 수 있다. 핸드오버 판단부(220)는 사용자 단말(10)로부터 수신되는 망 접속 신호 세기가 소정의 값 이하일 경우에, 핸드오버를 수행하도록 판단할 수도 있다.
이때, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 관리 장치를 통해 핸드오버에 대한 제어를 받기 위한 사용자 단말(10)은 무선 자원 관리 장치로 주변 엑세스 네트워크(Access Network)에 대한 정보를 요구한다. 그러면, 무선 자원 관리 장치는 시스템 이동성 정책에 관한 정보를 제공한다. 즉, 예를 들어 신뢰 되지 않는 non-3GPP 망인 WLAN 망에서 3GPP망으로 시스템간 이동성이 허용되는지 여부에 대한 정보를 제공한다.
통신망 선택부(225)는 핸드 오버 판단부(220)에서 판단 결과, 핸드 오버를 수행하도록 판단되는 경우에는 해당 사용자 단말(10)이 핸드 오버할 무선 통신 망을 선택한다. 본 실시예에 있어서, 통신망 선택부(225)는 네트워크 전반적으로 부하 분산이 필요한 경우에, 통신 자원에 대한 로드가 적은 무선 통신망을 선택한다. 이때, 통신망 선택부(225)는 해당 단말의 접근성, 이동성 등을 더 고려하여, 핸드 오버를 수행하기에 최적의 무선 통신망을 선택할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
핸드오버 요청부(230)는 핸드오버 판단부(220)에서의 판단 결과에 따라 사용자 단말(10)로 핸드오버를 수행할 것을 지시한다. 이때 핸드 오버 요청부(230)는 통신망 선택부(225)에서 선택된 통신 망에 대한 정보를 함께 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 망간 핸드 오버 방법의 플로우차트이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따라 무선 자원 관리 장치로부터 이종 망간 핸드 오버 제어를 받고자 하는 단말로부터 주변 무선 망에 대한 정보 요청을 수신한다(S300). 그리고, 요청에 따라 WLAN과 같은 non-3GPP망에서 3GPP망으로 이동이 허용되는지 여부에 대한 정보를 확인한다. 그리고 그 단말로 무선망 정보를 포함하여 이동성(inter-system mobility) 정책 정보 등을 제공한다(S310).
그리고, 무선 통신망에 접속한 단말이 핸드 오버를 수행할지 결정한다(S30).
구체적으로, 다수의 무선 통신망으로부터 무선 자원 정보를 획득한다(S320).일 실시예에 있어서 무선 자원 정보를 인터넷 프로토콜(IP) 전달망을 통해 획득한다. 여기서 무선 자원 정보는 망 내 트래픽의 종류, 송신단의 시스템 특성, 채널 특성 그리고 수신단으로부터 요구되는 정보와 같은 정보들일 수 있다. 본 실시예에 있어서 다수의 무선 통신망으로부터 무선 자원 정보를 주기적으로 획득하도록 구현될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서는 다수의 무선 통신망으로부터 이벤트 트리거 방식으로 무선 자원 정보를 획득하도록 구현될 수도 있다.
그리고, 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 통신 네트워크 전반적으로 자원 분산이 필요한 경우에 사용자 단말이 핸드 오버를 수행하도록 판단한다(S325). 본 실시예에 있어서 네트워크 전반적으로 부하분산이 필요한 경우에, 로드가 많은 무선 통신 망에 접속한 단말이 로드가 적은 무선 통신망으로 핸드오버를 수행하도록 판단한다.
또한, 추가적으로 단말로부터 망 접속 신호 세기 정보등을 획득한다(S330). 그리고 사용자 단말로부터 수신되는 접속 신호 세기가 소정 값 이하이면, 사용자 단말이 핸드 오버를 수행하도록 판단한다(S335).
그리고, 핸드오버의 수행 여부 판단 결과, 핸드 오버를 수행하도록 판단되는 경우에는 해당 단말이 핸드 오버를 수행할 무선 통신 망을 선택한다(S340). 본 실시예에 있어서, 네트워크 전반적으로 부하 분산이 필요한 경우에, 통신 자원에 대한 로드가 적은 무선 통신망을 선택한다. 이때, 해당 사용자 단말의 접근성, 이동성 등을 더 고려하여, 핸드 오버를 수행하기에 최적의 무선 통신망을 선택할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
이 후에 선택된 판단 결과에 따라 단말로 핸드 오버를 수행할 것을 지시한다(S350). 이때 핸드 오버를 수행하도록 선택된 통신 망에 대한 정보를 함께 제공한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크 시스템에서 수행되는 이종 망간 핸드 오버 절차를 도시한 흐름도이다.
도 4는 WLAN 망에서 3GPP 망으로 핸드오버 하는 경우의 흐름도이다. 먼저, 초기 상태에서 사용자 단말(10)은 WLAN 인터페이스를 통해 WLAN 망에 접속하여, 패킷 데이터 게이트웨이(50,PGW)로부터 데이터를 전달받는다.
WLAN망에 접속 상태인 사용자 단말(10)은 무선 자원 관리 장치(20,MRRM)를 통해 핸드오버에 대한 제어를 받기 위해 주변 액세스 네트워크(access network)에 대한 정보를 요청한다(S400).
그러면 요청에 따라 무선 자원 관리 장치(20)는 그 응답으로 단말로 내부 시스템 이동성 정책 정보를 전송한다(S405). 이때 사용자 단말(10)은 무선 자원 관리 장치(20)로부터 내부 시스템 이동성 정책에 관한 정적인 정보를 획득한다. 즉, WLAN에서 3GPP 망으로 이동이 허용되는지 금지되었는지에 대한 정보이다.
이때, 3GPP망 즉 E-UTRAN에서는 무선 자원 관리 장치로 IP 전달망을 통해 무선 자원에 대한 정보를 보고한다(S410). 이때 무선 자원에 대한 정보 보고는 주기적으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 이벤트 발생시마다 전송하도록 이벤트 트리거 방식으로 구현될 수도 있다.
그리고, WLAN 망에서도 무선 자원 관리 장치로 IP 전달망을 통해 무선 자원에 대한 정보를 보고한다(S415). 이때 무선 자원에 대한 정보 보고 역시 3GPP 망과 마찬가지로 주기적으로 이루어질 수도 있고, 이벤트 트리거 방식으로 구현될 수도 있다.
또한, 단말은 무선 자원 관리 장치로 망 접속 신호 세기 정보와 같은 측정 정보를 보고한다(S420). 이때 단말은 측정 정보를 주기적으로 보고하거나, 이벤트 발생시에 보고하도록 구현될 수 있다.
그리고, 무선 자원 관리 장치는 해당 사용자 단말(10)의 핸드 오버 수행 여부를 결정한다(S30). 여기서 단말로부터 획득한 측정 정보로부터 망 접속 신호 세기가 적정 수준 이하이거나, E-UTRAN 혹은 WLAN으로부터 획득된 무선 자원 정보로부터 망 내의 부하 분산이 필요하다고 판단될 경우에 핸드 오버를 수행하도록 판단한다. 그리고 이때, 무선 통신망들로부터 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 단말이 핸드오버 할 무선 통신망을 선택한다.
그리고, 무선 자원 관리 장치(20)는 단말로 핸드오버를 요구한다(S430). 그리고 이때 선택된 단말이 핸드오버 할 무선 통신망 정보도 함께 제공한다.
이 후에 단말(10)은 3GPP망으로 핸드오버 전에 먼저 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)를 통해 3GPP 망에 등록(Attach)한다(S440). 구체적으로 사용자 단말(10)은 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)로 3GPP 등록 절차를 수행하기 위한 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 전송한다. 이때 RRC 연결 요청 메시지는 IPsec 터널을 통해 안전하게 전송되는 것이 바람직하다. 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 RRC 연결 요청 메시지의 응답으로 RRC 연결 응답 메시지를 사용자 단말(10)로 전송하여 인증 절차를 수행할 수 있도록 한다.
RRC 연결 응답 메시지를 수신한 사용자 단말(10)은 인증 절차를 수행한다. 인증 절차는 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)를 통해서 이동성 관리 장치(32)로 릴레이 되고, 이동성 관리 장치(32)는 인증서버(80,HSS/AAA)와 연동하여 인증을 수행한다. 인증 절차를 완료하면 이동성 관리 장치(32)는 인증서버(80)와 연동하여 사용자 단말(10)의 위치 정보를 갱신하고 사용자 정보를 획득하여 사용자 단말(10) 의 콘텍스트(context) 정보를 생성한다.
그리고 이동성 관리 장치(32)는 서빙 게이트웨이(34, SGW : Serving Gateway)와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50, PGW)와 연동하여 기본 채널 즉, 베어러(bearer)를 생성한다. 여기서 기본 베어러는 서빙 게이트웨이(34)와 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50)간에 생성되며 실제 데이터 전송이 이루어지지는 않는다.
기본 베어러가 생성되면 이동성 관리 장치(32)는 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)로 단말(10)이 3GPP망에 등록(attach)이 완료되었다는 등록 수락 메시지를 전송한다. 최종적으로 사용자 단말(10)은 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50)로부터 전송되는 데이터를 서빙 게이트웨이(34,SGW)와 3GPP망을 경유하여 전달받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 3GPP 망에서 WLAN 망으로 핸드오버 하는 경우의 흐름도이다.
먼저, 초기 상태에서 사용자 단말(10)은 3GPP 인터페이스를 통해 3GPP 망에 접속하여, 패킷 데이터 게이트웨이(50,PGW)로부터 데이터를 전달받는다.
3GPP망에 접속 상태인 사용자 단말(10)은 무선 자원 관리 장치(20,MRRM)를 통해 핸드오버에 대한 제어를 받기 위해 주변 액세스 네트워크(access network)에 대한 정보를 요청한다(S500).
그러면 요청에 따라 무선 자원 관리 장치(20)는 그 응답으로 단말로 내부 시 스템 이동성 정책 정보를 전송한다(S505). 이때 사용자 단말(10)은 무선 자원 관리 장치(20)로부터 내부 시스템 이동성 정책에 관한 정적인 정보를 획득한다. 즉, WLAN에서 3GPP 망으로 이동이 허용되는지 금지되었는지에 대한 정보이다.
이때, 3GPP망 즉 E-UTRAN에서는 무선 자원 관리 장치로 IP 전달망을 통해 무선 자원에 대한 정보를 보고한다(S510). 이때 무선 자원에 대한 정보 보고는 주기적으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 이벤트 발생시마다 전송하도록 이벤트 트리거 방식으로 구현될 수도 있다.
그리고, WLAN망에서도 무선 자원 관리 장치로 IP 전달망을 통해 무선 자원에 대한 정보를 보고한다(S515). 이때 무선 자원에 대한 정보 보고 역시 3GPP 망과 마찬가지로 주기적으로 이루어질 수도 있고, 이벤트 트리거 방식으로 구현될 수도 있다.
또한, 사용자 단말(10)은 무선 자원 관리 장치로 망 접속 신호 세기 정보와 같은 측정 정보를 보고한다(S520). 이때 단말은 측정 정보를 주기적으로 보고하거나, 이벤트 발생시에 보고하도록 구현될 수 있다.
그리고, 무선 자원 관리 장치는 해당 사용자 단말(10)의 핸드 오버 수행 여부를 결정한다(S30). 여기서 단말로부터 획득한 측정 정보로부터 망 접속 신호 세기가 적정 수준 이하이거나, E-UTRAN 혹은 WLAN으로부터 획득된 무선 자원 정보로부터 망 내의 부하 분산이 필요하다고 판단될 경우에 핸드 오버를 수행하도록 판단한다. 그리고 이때, 무선 통신망들로부터 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 단말이 핸드오버 할 무선 통신망을 선택한다.
이후에, 무선 자원 관리 장치(20)는 판단 결과에 따라 단말로 핸드 오버를 수행할 것을 요구한다(S530). 그리고 이때 선택된 단말이 핸드 오버 할 무선 통신망 정보를 함께 제공한다.
사용자 단말(10)은 신뢰되지 않는 비 3GPP망 접속을 위해 무선 인터페이스를 활성화하여 접속 절차를 수행한다. 또한, 신뢰되지 않는 비 3GPP 망에 접속이 완료되면 선택된 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)와의 접속을 위해 IKEv2 프로토콜을 이용하여 인증 및 터널 설정 절차를 수행한다.
IKEv2는 IPsec의 자동 키 교환 프로토콜로서 IP(Internet Protocol)를 보호하기 위해 기밀성(confidentiality), 무결성(data integrity), 접근제어(access control), 데이터 출처 인증 (data source authentication)과 같은 보안 서비스 제공할 수 있다. 이후에 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 인증서버(80)와 연동하여 단말(10)을 인증한다.
그리고 사용자 단말(10)에 네트워크 기반의 이동성이 제공되면 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 패킷 데이터 게이트웨이(50,PGW) 와 PMIPv6 터널을 설정하기 위해서 프록시 바인딩 업데이트(Proxy Binding Update)를 요청한다(S540).
패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50)는 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)로부터 프록시 바인딩 업데이트 메시지를 수신하면, 인증서버(80)로 이를 알리기 위해 패킷 데이터 게이트웨이 정보 업데이트 메시지를 전송하고, 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)로 프록시 바인딩 업데이트 응답을 전송한다(S545).
진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50) 와 PMIPv6 터널 설정이 완료되면, 단말(10)과 IPsec 터널의 설정 절차를 수행한다. 그리고 진화된 패킷 데이터 게이트웨이(45)는 생성된 IPsec 터널을 통해서 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(50)로부터 수신되는 데이터 패킷을 전송한다. 이에 따라 핸드오버 시에도 사용자 단말(10)에 끊김 없이 데이터 패킷 유실 없는 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 전술한 이종 망간 핸드 오버 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의해 읽혀지고 실행됨으로써 구현될 수 있다. 상기 저장매체는 자기 기록매체, 광 기록 매체 등을 포함한다.
이제까지 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 다른 형태의 다수의 무선 통신망들을 포함하는 통신 네트워크의 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 관리 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 망간 핸드 오버 방법의 플로우차트,
도 4 및 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크 시스템에서 수행되는 이종 망간 핸드 오버 절차를 도시한 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 상이한 방식의 다수의 무선 통신망들을 포함하는 통신 시스템에서 이종 망 간 핸드 오버 방법에 있어서,
    상기 다수의 무선 통신망들 각각에 대한 무선 자원 정보를 동적으로 획득하는 단계;
    상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 무선 통신망들 중 하나에 접속된 사용자 단말의 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 핸드 오버 수행 여부 결정 결과에 따라 상기 사용자 단말로, 상기 접속한 무선 통신망과 다른 무선 통신망으로의 핸드 오버 수행을 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 핸드 오버를 지시하는 단계는,
    상기 획득되는 무선 자원 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 통신망들 중 상기 사용자 단말이 핸드 오버를 수행할 무선 통신망을 선택하는 단계; 및
    상기 핸드 오버 수행 여부 결정 결과에 따라 상기 사용자 단말로, 상기 접속한 무선 통신망에서 상기 선택된 무선 통신망으로의 핸드 오버 수행을 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말로부터 상기 접속한 무선 통신망에서 망 접속 신호 세기 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 단계는 상기 획득되는 신호 세기 정보를 반영하여 핸드 오버 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말로부터 주변 무선 통신망에 대한 정보 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 요청에 따라 상기 사용자 단말로 주변 무선 통신망에 대한 정보를 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 자원 정보를 획득하는 단계는 상기 다수의 무선 통신망들로부터 주기적으로 무선 자원 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이종 망간 핸드 오버 방법은 상기 통신 시스템의 네트워크 자원을 관리하는 무선 자원 관리 장치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 방법.
  7. 상이한 형태의 다수의 무선 통신망에 대한 무선 자원 정보를 동적으로 획득하는 자원 정보 획득부;
    상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 무선 통신망들 중 하나에 접속된 사용자 단말의 핸드 오버 수행 여부를 판단하는 핸드오버 판단부; 및
    상기 핸드오버 판단부에서 판단 결과에 따라 상기 사용자 단말로 핸드오버 수행을 지시하는 핸드 오버 요청부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 획득된 무선 자원 정보에 기초하여 상기 다수의 무선 통신망들 중 상기 사용자 단말이 핸드 오버를 수행할 무선 통신망을 선택하는 통신망 선택부를 더 포함하고,
    상기 핸드오버 요청부는 상기 통신망 선택부에서 선택된 무선 통신망 정보를 상기 핸드오버 수행 지시와 함께 상기 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 통신망 선택부는 네트워크 자원 부하 분산을 위해 네트워크 자원 부하 가 낮은 망을 선택하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 사용자 단말로부터 상기 단말이 접속한 무선 통신 망에서 망 접속 신호 세기 정보를 획득하는 신호 정보 획득부;를 더 포함하고,
    상기 핸드오버 판단부는 상기 신호 정보 획득부로 획득되는 상기 사용자 단말의 신호 세기가 소정 값 이하이면 핸드 오버를 수행하도록 판단하는 것을 특징으로 하는 이종 망간 핸드 오버 수행을 위한 무선 자원 관리 장치.
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