KR20100039972A

KR20100039972A - 이종망 간 수직적 핸드오버 방법

Info

Publication number: KR20100039972A
Application number: KR1020080098981A
Authority: KR
Inventors: 한정훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-19

Abstract

본 발명은 이종망 수직적 핸드오버 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 노드 B와 RNC를 포함하는 UMTS 망을 구성하는 하부 네트웍 자원과 접속점과 무선랜 게이트 웨이를 포함하는 무선랜 망을 구성하는 하부 네트웍 자원이 SGSN에 공통으로 접속되는 시스템에 있어서, 휴대 단말기가 UMTS 망에서 무선랜 망으로 이동하거나 무선랜 망에서 UMTS 망으로 이동하는 경우의 핸드오버 절차를 개시한다.

SGSN, GGSN, RNC, WLAN

Description

이종망 간 수직적 핸드오버 방법{Vertical Handover Method}

본 발명은 이종망 간 수직적 핸드오버 방법에 관한 것으로, 특히 UMTS 망과 WLAN 망을 교차 지원하는 이종망 시스템에서 UMTS 망에서 WLAN 망으로 또는 WLAN 망에서 UMTS 망으로 수직적 핸드오버 하는 절차에 관한 것이다.

일반적으로, UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)는 유럽의 3세대 이동통신(3G) 기술 가운데 하나로서 W-CDMA를 기술표준으로 하는 이동통신 기술이다. 유럽과 일본 주축의 이동통신 협력기구인 3GPP에 의해 표준화되었으며, 국제전기통신연합(ITU)의 3세대 이동통신 규격인 IMT-2000에서 유럽 쪽을 대변하고 있다. 이러한 UMTS(Universal Moblie Telecommunications System)는 1920 kbit/s data 전송률까지 지원하며, 실제 망에서도 384kbit/s 성능까지를 기대한다. 그러나 이러한 특성도 단일 GSM의 회선교환식 데이터 채널의 14.4 kbit/s 나, HSCSD에서의 다중 14.4 kbit/s 보다도 훨씬 크기 때문에 UMTS는 비교적 저렴하게 모바일 장비로 무선인터넷과 MMS를 사용할 수 있도록 지원한다. 최근 UMTS 네트웍에는 3.5 세대로 알려진 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)가 도입되고 있으며 다운로드 속도는 14.4Mbps까지 올라갈 예정이다. 그리고 3.75세대로 알려진 HSUPA도 2007년부 터 도입될 예정이며 업로드 속도가 향상될 예정이다. UMTS로 인해 시장은 모바일 화상 회의까지 확대되고, 음악이나 비디오 다운로드도 가능한 정도가 되어 가고 있다. W-CDMA 구현에서 UMTS는 업링크 1900Mhz 와 다운링크 2100Mhz 상에서 5Mhz 채널 한 쌍을 사용한다. 이러한 UMTS는 데이터 송수신 속도가 무선랜에 비해서는 낮은 편이며, 데이터 비용은 무선랜에 비하여 비싸다. 그러나 UMTS 무선랜에 비하여 보다 넓은 범위에서의 서비스 지원이 가능하며, 어느 정도의 이동성도 제공한다.

한편, 무선랜(Wireless Local Area Network)은 두 대 이상의 컴퓨터가 선 없이 연결한 상태로, 무선으로 된 로컬 영역 네트워크를 일컫는다. 무선랜은 스프레드 분광이나 전자기파 기반의 OFDM 변조 기술을 사용하여 제한된 지역 안에 있는 기기끼리 서로 통신할 수 있게 만들어 준다. 이로써 무선랜 사용자는 무선랜 지원 지역을 돌아다니며 네트워크에 접속할 수 있다. 가정 사용자에게 무선망은 설치가 쉽고 노트북 컴퓨터의 인기 폭발에 힘입어 위치가 자유롭다. 그리고 무선랜은 비교적 빠른 데이터 송수신 속도와 비교적 저렴한 데이터 비용으로 이용할 수 있는 네트웍이다. 그러나 무선랜은 UMTS에 비하여 서비스 지원 영역이 작은 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 UMTS 및 무선랜 서비스 동시 지원이 가능한 지역에서 이동하는 휴대 단말기에 대하여 끊김없는 데이터 전송 서비스를 지원하며 보다 안정적인 네트웍 망을 선택할 수 있도록 지원하는 이종망 간 수직적 핸드오버 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이종망 간 수직 하향적 핸드오버 방법은, 노드 B가 연결되는 RNC(Radio Network Controller) 및 접속점이 연결되는 무선랜 게이트웨이 접속되는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node)을 기반으로 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망 및 무선랜 망을 형성하는 이종망 간 수직적 핸드오버 방법에 있어서, 상기 노드 B의 서비스 영역에서 상기 접속점의 서비스 영역으로 이동하는 휴대 단말기가 접속점에 자원을 요청하고 그에 따른 응답 메시지를 수신하는 과정; 상기 휴대 단말기가 상기 SGSN에 수직 하향적 핸드오버 요청 과정; 상기 SGSN이 무선랜 게이트웨이에 상기 휴대 단말기에 대한 자원 할당을 요청하고 그에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정; 상기 SGSN이 상기 휴대 단말기의 핸드오버를 허용하면, 상기 휴대 단말기가 상기 접속점과 상기 무선랜 게이트웨이를 포함하는 무선랜 망으로의 핸드오버를 완료하고 완료 메시지를 상기 SGSN에 전송하는 과정; 상기 SGSN이 상기 UMTS 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되던 데이터를 상기 무선랜 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되도록 네트웍 자원의 주소 값을 스위칭하는 과정; 상기 UMTS 망에 할당된 상기 휴대 단말기의 자원 해제를 수행하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이종망 간 수직 상향적 핸드오버 방법은, 노드 B가 연결되는 RNC(Radio Network Controller) 및 접속점이 연결되는 무선랜 게이트웨이에 접속되는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node)을 기반으로 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망 및 무선랜 망을 형성하는 이종망 간 수직적 핸드오버 방법에 있어서, 상기 접속점의 서비스 영역에서 상기 노드 B의 서비스 영역으로 이동하는 휴대 단말기가 상기 노드 B 및 상기 RNC에 자원을 요청하고 그에 따른 응답 메시지를 수신한 후, 접속 완료 메시지를 상기 RNC에 전송하는 과정; 상기 휴대 단말기가 상기 SGSN에 수직 상향적 핸드오버를 요청하는 과정; 상기 SGSN이 상기 RNC에 휴대 단말기에 대한 UMTS 접속 인증을 요청하고 그에 따른 응답 메시지를 수신하는 접속 인증 과정; 상기 SGSN이 상기 휴대 단말기의 수직 상향적 핸드오버를 허용하면, 상기 휴대 단말기가 상기 UMTS 망으로의 핸드오버를 완료하는 과정; 상기 SGSN이 상기 무선랜 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되던 데이터를 상기 UMTS 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되도록 네트웍 자원의 주소 값을 스위칭하는 과정; 상기 무선랜 망에 할당된 휴대 단말기의 자원을 해제하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 수직적 핸드오버 방법에 따르면, 서비스 가입자는 이동성을 가지는 휴대 단말기에 끊김없는 데이터 전송이 가능하며, 보다 안정적인 네트웍 자원을 이용할 수 있다.

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 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템은 UMTS 망(200), WLAN 망(300) 및 UMTS 망(200)과 WLAN 망(300)을 핸드오버하는 휴대 단말기(MN)를 포함한다.

상기 UMTS 망(200)은 무선구간을 통한 휴대 단말기(MN)의 접속을 담당하는 노드 B(210) 및 상기 노드 B(210)를 제어하는 RNC(Radio Network Controller), SGSN(Serving GPRS Supporting Node)(250) 및 GGSN(Gateway GPRS Support Node)(270)으로 구성되며, GGSN(270)과 연결되는 IP 네트웍(280)이 포함될 수 있다. 그리고 WLAN 망(300)은 WLAN 게이트웨이(320)와 접속점(Access Point : AP)(310)과, SGSN(250) 및 GGSN(270)으로 구성되며, GGSN(270)과 연결되는 IP 네트웍(280)이 포함될 수 있다. 이때, WLAN 망(300)에서 WLAN 게이트웨이(320)와 SGSN(250)은 직접적으로 연결되어 강결합을 형성한다. 여기서 본 발명에 따른 휴대 단말기(MN)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.

상기 IP 네트웍(280)은 여러 서버들과 GGSN(270)을 연결하는 구성으로서, 휴대 단말기(MN)와 가상으로 연결되는 통신 채널을 통하여 특정 서버와 휴대 단말기(MN)를 연결하는 자원이다. 이러한 IP 네트웍(280)은 각 서버, 각 서버에서 제공하는 특정 포트, 특정 포트를 통하여 송수신되는 데이터 등에 IP를 할당하여 특정 IP를 가지는 휴대 단말기(MN)에 특정 데이터가 전송될 수 있도록 지원한다. 본 발명의 IP 네트웍(280)은 서버가 제공하는 특정 데이터를 GGSN(270), SGSN(250), RNC(220) 및 노드 B(210)를 거쳐 휴대 단말기(MN)에 전송하는 경로와, GGSN(270), SGSN(250), WLAN 게이트웨이(320) 및 AP(310)를 거쳐 휴대 단말기(MN)에 전송하는 경로를 가질 수 있다.

상기 GGSN(270)은 GPRS 기간망과 외부 패킷 데이터 망 간의 접속 기능을 담 당하는 노드. SGSN(250)으로부터 오는 GPRS 패킷을 적당한 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 형식 예를 들면 IP, X.25로 변환하여 전송하고 착신 패킷 데이터의 PDP 주소를 수신자의 GSM 주소로 변환하는 기능을 가지고 있다. 또한 GGSN(270)은 SGSN(250)의 위치 레지스터에 있는 현 사용자의 SGSN의 주소와 사용자 프로파일을 저장하고 인증과 요금 부과 기능도 수행한다. 특히, 본 발명의 GGSN(270)은 SGSN(250)과 IP 네트웍(280) 사이에 배치되어 SGSN(250)의 게이트웨이 역할을 담당한다.

상기 SGSN(250)은 서비스 지역 내에서 이동국과의 데이터 패킷 전달을 담당하는 노드. 패킷 라우팅 및 전송, 이동성 관리, 논리적 링크 관리, 인증 및 요금 부과 등의 기능을 가지며, SGSN(250)에 포함된 위치 레지스터는 SGSN에 등록된 GPRS 사용자의 위치 정보 예를 들면 셀, 방문자 위치 레지스터 등, 사용자 프로파일 예를 들면 국제 이동국 식별 번호인 IMSI 등을 저장한다. 특히, 본 발명의 SGSN(250)은 UMTS 망(200)의 RNC(220)와 WLAN 망(300)의 WLAN 게이트웨이(320)와 접속되어 사용자 패킷 데이터 전달을 담당하고, 휴대 단말기(MN)의 이동성 관리 및 PDP 컨텍스트 활성화 서비스를 제공한다.

상기 RNC(Radio Network Controller : RNC)는 무선망 네트웍 제어부로서, 비동기 방식 IMT-2000 시스템의 기지국에 대한 제어 기능을 하는 무선 접속망(RAN)의 구성 요소이다. 이러한 RNC(220)는 IMT-2000 시스템의 무선 자원 관리를 위한 기능과 무선 가입자망에서의 기지국에 대한 관리 및 무선망 제어부와 다른 망 요소 간의 인터페이스에 대한 관리 기능을 수행한다.

상기 노드 B(210)는 상기 RNC(220)에 접속되어 UMTS 망(200)의 기지국 역할을 수행하는 구성이다. 그리고 노드 B는 WCDMA 측면에서 볼 때, 에어 인터페이스에 대응하는 구성이다. 즉, 노드 B(210)는 RNC(220)로부터 전달되는 패킷 등을 직접 전파에 실어서 특정 휴대 단말기(MN)에 전송하는 역할을 수행한다. 이러한 노드 B(210)는 전송 전력에 따라 UMTS 서비스 영역(201)이 결정될 수 있으나, 여러 가지 환경적 요인 및 기기 설계상의 이유로 인하여 설정된 전력의 범위 내에서 운용이 된다.

상기 AP(310)는 WLAN 모뎀을 사용하는 휴대 단말기(MN)가 접속될 수 있는 접속점 역할을 수행하는 구성이다. 이러한 AP(310)는 일정 범위 이내에 위치한 다수개의 휴대 단말기(MN)의 동시 접속을 지원하며, 휴대 단말기(MN)의 데이터 송수신을 위하여 WLAN 게이트웨이(320)에 접속된다. 상기 AP(310)의 WLAN 서비스 영역(301)은 UMTS 서비스 영역(201)보다 작으나, UMTS 서비스 영역(201) 내에서 제공되는 데이터 전송 속도나 전송량 보다는 많은 것을 제공할 수 있다. 즉, WLAN 서비스 영역(301)에 위치한 휴대 단말기(MN)는 UMTS 서비스 영역(201)에서보다 빠른 데이터 전송, 많은 데이터 전송, 상대적으로 낮은 비용의 서비스를 지원한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템 상에서, 휴대 단말기(MN)는 IP 네트웍(280)이 지원하는 데이터 서비스를 이용하는 과정에서 UMTS 서비스 영역(201)과 WLAN 서비스 영역(301)이 중복되는 영역에 위치하게 되면 WLAN 서비스 영역(301)에서 제공되는 WLAN 서비스를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 본 발명의 이종망 수직적 핸드오버 방법은 시스템과 휴대 단말 기 간에 이종망 간 수직적 핸드오버 발생 시 필요한 신호 송수신을 적절히 수행하도록 정의함으로써, UMTS 서비스 영역(201)에서 데이터 송수신을 수행하다가 WLAN 서비스 영역(301)으로 이동하는 경우, 또는 WLAN 서비스 영역(301)에서 UMTS 서비스 영역(201)으로 이동하는 경우, 휴대 단말기(MN) 사용자는 끊김없는 데이터 서비스 지원을 받을 수 있다. 즉, 시스템은 SGSN(250)을 기반으로 휴대 단말기(MN)가 UMTS 망(200)을 이용하는지 WLAN 망(300)을 이용하는지 여부를 확인하고, 특정 망에서 다른 망으로 이동하게 되면, 송수신되는 데이터가 끊기지 않도록 현재 전송된 데이터의 이후 데이터를 휴대 단말기(MN)가 이동한 망을 통하여 전송할 수 있도록 지원한다. 이러한 본 발명의 이종망 간 데이터 서비스 지원을 위한 신호 송수신에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기(MN)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기(MN)는 UMTS 모듈(110), WLAN 모듈(120), 입력부(130), 오디오 처리부(140), 표시부(170), 저장부(150) 및 제어부(160)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 휴대 단말기(MN)는 제어부(160)의 제어에 따라 UMTS 모듈(110) 또는 WLAN 모듈(120)을 선택적으로 운용할 수 있으며, 이 과정에서 필요한 신호를 SGSN과 송수신할 수 있다. 즉, 본 발명의 휴대 단말기(MN)는 UMTS 모듈(110)이 WLAN 모듈(120)에 비하여 보다 안정적이고 강건한 신호를 수신할 수 있는 경우, UMTS 모듈(110)을 이용하여 IP 네트웍(280)에 접속하며, 반대의 경우, WLAN 모듈(120)을 이용하여 IP 네트웍(280)에 접속한다. 그리고 본 발명의 휴대 단말기(MN)는 UMTS 모듈(110) 및 WLAN 모듈(120)을 운용하는 과정 중에 데이터를 끊김 없이 수행할 수 있도록 UMTS 망 및 WLAN 망과 공통적으로 접속되는 SGSN을 이용하여 핸드오버를 수행한다. 이하 휴대 단말기(MN)의 각 구성에 대하여 설명하기로 한다.

상기 UMTS 모듈(110)은 제어부(160)의 제어 하에 노드 B와 통신채널을 형성하여 데이터 및 음성 통신을 수행한다. UMTS 모듈(110)은 상기 통신 채널을 이용하여 사용자 데이터를 외부 다른 휴대 단말기 등으로 무선 전송할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 UMTS 모듈(110)은 노드 B, RNC 및 SGSN과 GGSN을 통하여 IP 네트웍에 접속된 서버에 접근할 수 있으며, 서버에서 제공하는 특정 웹 페이지에 접속하거나, 서버가 제공하는 특정 데이터를 다운로드할 수 있다.

상기 WLAN 모듈(120)은 제어부(160)의 제어 하에 무선 접근 포인트 즉, AP와 통신채널을 형성하여 데이터 및 음성 통신을 수행한다. 특히, 본 발명의 WLAN 모듈(120)은 AP와, AP와 연결되는 WLAN 게이트웨이, SGSN 및 GGSN을 통하여 IP 네트웍에 접속된 서버에 접근할 수 있으며, 서버에서 제공하는 특정 웹 페이지에 접속하거나 서버가 제공하는 특정 데이터를 다운로드할 수 있다.

그리고 상술한 UMTS 모듈(110) 및 WLAN 모듈(120)은 현재 수신된 신호의 수신신호 품질을 제어부(160)에 전달하며, 제어부(160)는 수신신호 품질에 따라 선택적으로 두개의 모듈 중 어느 하나를 활성화하도록 제어할 수 있다.

상기 입력부(130)는 숫자 또는 문자 정보를 입력받고 각종 기능들을 설정하 기 위한 다수의 입력키 및 기능키들을 포함한다. 상기 기능키들은 특정 기능을 수행하도록 설정된 방향키, 사이드 키 및 단축키 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 입력부(130)는 휴대 단말기(MN)의 기능 제어와 관련하여 입력되는 키신호를 제어부(160)에 전송한다. 특히, 상기 입력부(130)는 저장부(150)에 저장된 웹 브라우저 등 서버에 접속하기 위한 웹 어플리케이션을 활성화하기 위한 신호, 특정 웹 사이트를 선택하거나 접속하기 위한 입력 신호, 특정 서버로부터 특정 데이터를 수신하기 위한 입력 신호 등을 사용자 입력에 따라 생성하여 제어부(160)에 전달할 수 있다.

상기 오디오 처리부(140)는 제어부(160)에서 출력되는 오디오 데이터를 스피커(SPK)를 이용하여 재생하고, 마이크(MIC)로부터 입력되는 음성 등의 오디오 데이터를 제어부(160)에 전송하는 기능을 수행한다. 즉, 오디오 처리부(140)는 음성/음향 데이터를 제어부(160)의 제어에 상응하여 스피커(SPK)를 통해 가청음으로 변환하여 출력한다. 또한 오디오 처리부(140)는 상기 마이크로부터 수신되는 음성 등의 오디오 데이터를 출력한다. 특히, 본 발명의 오디오 처리부(140)는 IP 네트웍을 통하여 서버로부터 특정 오디오 신호를 수신하는 과정 중에 UMTS 망으로부터 데이터를 수신하는 경우 해당 망을 통하여 수신되는 오디오 신호를 출력하고, 휴대 단말기의 이동에 따라 WLAN 망으로 접속이 변경되는 경우, 해당 망을 통하여 출력되는 오디오 신호의 다음 신호를 제어부(160) 제어에 따라 출력할 수 있다.

상기 표시부(170)는 휴대 단말기(MN)의 각종 메뉴 화면을 비롯하여 사용자가 입력한 사용자 데이터, 기능 설정정보 또는 사용자에게 제공하는 다양한 정보를 표 시한다. 표시부(170)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display 이하 LCD)로 형성될 수 있으며, 상기 LCD가 터치스크린(Touchscreen) 형태로 형성되는 경우 입력수단에 포함될 수 있다. 이러한 표시부(170)는 입력부(130)로부터 입력되는 신호에 따라 특정 메뉴 항목 활성화에 대응하는 화면, IP 네트웍을 통하여 접속된 서버가 제공하는 웹 페이지 화면, 특정 데이터 수신에 따른 수신 화면, 수신된 데이터 재생에 따른 화면 등을 출력할 수 있다. 그리고 상기 표시부(170)는 휴대 단말기(MN)가 현재 접속 중인 망의 형태 즉, 휴대 단말기(MN)의 통신 모듈 중 현재 활성화되고 있는 모듈의 종류에 대한 아이콘을 화면 일측에 출력할 수 있다.

상기 저장부(150)는 본 발명의 실시 예에 따른 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 비롯하여, 사용자에 의해 생성되는 사용자 데이터 및 통신 시 송수신되는 데이터 등을 저장한다. 또한, 저장부(150)는 소정 응용 프로그램 실행 중에 발생하는 사용자 데이터를 일시 저장하는 하나 이상의 버퍼(Buffer)를 포함할 수 있다. 이러한 저장부(150)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다.

상기 프로그램 영역은 휴대 단말기의 부팅을 위한 부팅 프로그램 및 운영 체제 등을 저장하며, 휴대 단말기(MN)의 각 구성 예를 들면 UMTS 모듈(110), WLAN 모듈(120) 등을 활성화하기 위한 UMTS.APP, WLAN.APP를 저장할 수 있다. 그리고 프로그램 영역은 휴대 단말기(MN)가 상술한 통신 모듈을 기반으로 IP 네트웍에 접속 중 서버에 접속할 수 있도록 지원하는 웹 브라우저를 저장할 수 있다.

상기 데이터 영역은 휴대 단말기의 사용자 데이터, 폰북 데이터, 통신 모듈 운용에 따라 수신한 데이터 등을 저장한다. 그리고 데이터 영역은 통신 모듈을 기 반으로 특정 서버에서 데이터를 수신하는 중에 데이터를 버퍼링하는 기능을 담당할 수 있다.

제어부(160)는 휴대 단말기(MN)의 전반적인 동작 및 휴대 단말기(MN)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 오디오 처리부(140) 등으로부터 전달되는 음성 데이터, 사용자로부터 입력되는 숫자/문자 데이터, 통신 모듈로부터 전달되는 데이터 등의 처리를 담당한다. 이러한 제어부(160)는 통신 모듈을 통하여 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신부와, 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화하는 수신부를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 제어부(160)는 UMTS 모듈(110)과 WLAN 모듈(120)의 선택적 운용을 제어하며, 수직적 핸드 오버 과정에서 발생하는 데이터 전환 과정을 제어할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제어부(160)는 UMTS 모듈(110)이 수신하는 신호의 수신신호 품질 예를 들면 수신신호 세기와 WLAN 모듈(120)이 수신하는 신호의 수신 신호 품질 예를 들면 수신신호 세기를 각각 비교하여 보다 강건한 신호를 수신하는 통신 모듈을 결정하고, 결정된 통신 모듈을 기반으로 해당 서버 접속이 가능하도록 제어한다. 예를 들어, 제어부(160)는 사용자가 IP 네트웍에 접속된 특정 서버에 접속하고자 하는 경우 WLAN 모듈(120)에 비하여 보다 넓은 서비스 영역을 가지는 UMTS 모듈(110)을 우선적으로 활성화하여 해당 서버가 제공하는 웹 서비스에 대응하는 데이터를 수신하도록 제어한다. 그리고 제어부(160)는 WLAN 모듈(120)이 활성화할 수 있는지 여부를 검사한 후, WLAN 모듈(120) 활성화가 불가능한 경우 UMTS 모듈(110) 활성화를 유지하도록 제어한다. 한편, 제어부(160)는 WLAN 모듈(120) 활성화 가능 타진을 위하여 일정 주기에 따라 WLAN 모듈(120) 운용이 가능한지 여부를 확인하고, WLAN 모듈(120) 활성화가 가능한 경우, WLAN 모듈(120)이 수신하는 신호의 세기가 UMTS 모듈(110)이 수신하는 신호의 세기보다 양호한지 판단한다. WLAN 모듈(120)이 수신하는 수신 신호의 세기가 보다 양호하다고 판단되면 제어부(160)는 기 설정된 송수신 신호에 따라 SGSN과 수직적 핸드오버 과정을 수행하고, 해당 서버로부터 수신 중 인 데이터를 WLAN 모듈(120)을 통하여 수신하여 출력하도록 제어한다.

이 과정에서 제어부(160)는 UMTS 모듈(110)로부터 수신 중인 데이터와 WLAN 모듈(120)을 통하여 수신 중인 데이터를 각각 임시 저장한 후, 데이터가 중복되는 시점부터 UMTS 모듈(110)을 비활성화하도록 제어하고, WLAN 모듈(120)을 통하여 수신되는 데이터를 기반으로 서비스 화면을 출력하도록 제어할 수 있다. 이러한 과정은 UMTS 모듈(110)이 수신하는 신호의 세기가 WLAN 모듈(120)이 수신하는 신호의 세기보다 양호한 경우에도 유사하게 발생할 수 있다. 즉, 제어부(160)는 WLAN 망에서 UMTS 망으로부터 수직적 핸드오버 과정을 수행하는 과정에서 필요한 신호를 송수신하도록 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 수직적 핸드오버를 위한 시스템은 SGSN을 기준으로 SGSN과 접속되어 있는 UMTS 망 하부 네트웍 자원과 SGSN과 접속되어 있는 WLAN 망 하부 네트웍 자원 간에 통신 채널을 형성하는 UMTS 모듈과 WLAN 모듈을 동시에 운용 가능한 휴대 단말기를 마련하고, 상기 휴대 단말기와 네트웍 자원 간에 적절한 통신 채널이 형성되도록 필요한 송수신 신호를 정의함으로써, 사용자가 보다 안정적이고 적절한 데이터 서비스를 이용할 수 있도록 지원할 수 있다.

한편, 도 2는 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 동작 설명에 필요한 블록 구성을 도시하였으나, 본 발명이 이러한 구성에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명의 휴대 단말기(MN)는 그 제공 형태에 따라 카메라 및/또는 휴대(무선) 인터넷 모듈 등을 더 포함할 수도 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 핸드오버를 위한 시스템 구성에 대하여 개략적으로 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 핸드오버를 위해 필요한 신호흐름에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 수직적 핸드오버 과정 중 UMTS 망에서 WLAN 망으로 즉 수직 하향 핸드오버하는 과정을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 휴대 단말기(MN)는 S101 단계에서, UMTS 모듈을 기반으로 데이터 수신을 하는 중에, WLAN 모듈이 수신하는 신호의 세기가 UMTS 모듈이 수신하는 신호의 세기보다 양호하거나, 또는 사용자가 WLAN 모듈을 기반으로 데이터 수신을 요청하는 경우 제어부는 이종망 간 수직 하향적 핸드오버를 결정(DOWNWARD VERTICAL Handover DECISION)할 수 있다. 이때, WLAN 모듈을 통하여 AP 접근이 가능한 경우, 제어부는 S103 단계에서 WLAN 모듈을 통하여 AP 접속 요청 메시지(WLAN ASSOCIATION REQUEST)를 송출하도록 제어할 수 있다. 이후, 제어부는 S105 단계에서 AP로부터 AP 접속 응답 메시지(WLAN ASSOCIATION RESPONSE) 를 수신하게 되면, 제어부(160)는 S107 단계에서 SGSN에 수직 하향적 핸드오버 요청 메시지(DOWNWARD VERTICAL HANDOVER REQUEST)를 전송한다. 그러면 SGSN은 S109 단계에서 WLAN 게이트웨이에 상기 휴대 단말기(MN)가 WLAN 망에 접속 요청함을 알리는 무선랜 접속 요청 메시지(WLAN RAB ASSOCIATION REQUEST)를 전달한다. 이에 대응하여 WLAN 게이트웨이는 S111 단계에서 무선랜 접속 응답 메시지(WLAN RAB ASSOCIATION RESPONSE)를 SGSN에 전송한다.

SGSN은 S111 단계에서 WLAN 게이트웨이로부터 무선랜 접속 응단 메시지(WLAN RAB ASSOCIATION RESPONSE)를 수신하면, S113 단계에서 휴대 단말기(MN)에게 수직 하향적 핸드오버 허용 메시지(DOWNWARD VERTICAL HANDOVER ACCEPT)를 전송한다. 휴대 단말기(MN)는 S115 단계에서 수직 하향적 핸드오버 허용 메시지(DOWNWARD VERTICAL HANDOVER ACCEPT)에 대한 응답 메시지로서 수직 하향적 핸드오버 완료 메시지(DOWNWARD VERTICAL HANDOVER COMPLETE)를 SGSN에 전송한다.

SGSN은 S117 단계에서 휴대 단말기(MN)에 대한 네트웍 자원의 스위칭 즉, 상기 UMTS 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되던 데이터를 상기 무선랜 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되도록 휴대 단말기(MN)에 할당된 IP 주소를 무선랜 게이트웨이 및 접속점에 전달하며, S119 단계에서 UMTS 자원 해제 요청 메시지(UMTS RAB RELEASE REQUEST)를 RNC에 전송한다. 여기서 SGSN은 네트웍 자원에 대한 스위칭 과정에서, UMTS 망을 통하여 전송된 데이터의 일부와 현재 WLAN 망을 통하여 전송되는 데이터의 일부가 서로 중복되어 전송되도록 제어하는 것이 바람직하다. 즉, SGSN은 UMTS 망을 통하여 전송되는 데이터의 후반부와 휴대 단말기(MN) 가 새로 진입한 WLAN 망을 통하여 전송되는 데이터의 시작부분 중 일부가 서로 중복되어 전송되도록 함으로써, 휴대 단말기(MN)가 수직 하향적 핸드오버 과정 중에 수신되는 데이터를 중복하여 수신하도록 제어할 수 있다. 휴대 단말기(MN)는 수직 하향적 핸드오버 중에 중복되어 수신된 데이터 중 UMTS 모듈이 수신한 데이터를 버리고, WLAN 모듈을 통하여 수신되는 데이터를 선택하여 이후 데이터를 끊김 없이 수신할 수 있도록 지원할 수 있다.

한편, RNC는 S121 단계에서 노드 B를 통하여 UMTS 자원 해제 요청 메시지(UMTS RAB RELEASE REQUEST)를 휴대 단말기(MN)에게 전달한다. UMTS 자원 해제 요청 메시지(UMTS RAB RELEASE REQUEST)를 수신한 휴대 단말기(MN)는 S123 단계에서 노드 B를 통하여 UMTS 자원 해제 완료 메시지(UMTS RAB RELEASE COMPLETE)를 RNC에 전송한다. 이에 따라, RNC는 S125 단계에서 UMTS 자원할당 제거 요청 메시지(UMTS RL DELETE REQUEST)를 노드 B에 전송하고, 노드 B는 S127 단계에서 UMTS 자원할당 제거 요청 메시지(UMTS RL DELETE REQUEST)에 대한 UMTS 자원할당 제거 응답 메시지(UMTS RL DELETE RESPONSE)를 RNC에 전송한다.

RNC는 S129 단계에서 UMTS 자원 해제 응답 메시지(UMTS RAB RELEASE RESPONSE)를 SGSN에 전송함으로써, UMTS 망에서 WLAN 망으로의 수직 하향적 핸드오버 과정을 완료한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 수직적 핸드오버 과정 중에 WLAN 망에서 UMTS 망으로 즉, 수직 상향 핸드오버 과정을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 휴대 단말기(MN)는 S201 단계에서, WLAN 모듈을 기반으로 데이터 수신을 하는 중에, UMTS 모듈이 수신하는 신호의 세기가 WLAN 모듈이 수신하는 신호의 세기보다 양호하거나, 또는 사용자가 UMTS 모듈을 기반으로 데이터 수신을 요청하는 경우 제어부는 이종망 간 수직 상향적 핸드오버를 결정(UPWARD VERTICAL HANDOVER DECISION)할 수 있다. 이때, UMTS 모듈을 통하여 노드 B 및 RNC 접근이 가능한 경우, 제어부는 S203 단계에서 UMTS 모듈과 노드 B를 이용하여 UMTS 접속 요청 메시지(UMTS RRC CONNECTION REQUEST)를 RNC에 송출하도록 제어할 수 있다. 이후, 제어부는 S205 단계에서 RNC로부터 UMTS 접속 셋업 메시지(UMTS RRC CONNECTION SETUP)를 수신하게 되면, 제어부(160)는 S207 단계에서 RNC에 UMTS 접속 완료 메시지(UMTS RRC CONNECTION COMPLETE)를 전송하도록 제어한다. 그리고 제어부는 S209 단계에서 SGSN에 수직 상향적 핸드오버 요청 메시지(UPWARD VERTICAL HANDOVER REQUEST)를 전송한다. 그러면 SGSN은 S211 단계에서 RNC에 상기 휴대 단말기(MN)의 접속 인증 요청에 해당하는 UMTS 인증 요청 메시지(UMTS RAB ASSIGNMENT REQUEST)를 전달한다. 이에 대응하여 RNC는 S213 단계에서 노드 B에 UMTS 자원 추가 요청 메시지(UMTS RL ADD REQUEST)를 전송하고, 노드 B로부터 S215 단계에서 UMTS 자원 추가 응답 메시지(UMTS RL ADD REQUEST)를 수신한다.

이후 RNC는 S217 단계에서 UMTS 망을 구성하는 기지국 즉 노드 B와 상기 RNC 간의 통신 채널을 형성하는 셋업 메시지인 UMTS 셋업 메시지(UMTS RRC RB SETUP REQUEST)를 노드 B를 거쳐 휴대 단말기(MN)에 전송한다. 그러면 휴대 단말기(MN) 는 S219 단계에서 UMTS 셋업 메시지(UMTS RRC RB SETUP REQUEST)를 기반으로 셋업을 완료하여 UMTS 셋업 완료 메시지(UMTS RRC RB SETUP COMPLETE)를 노드 B를 거쳐 RNC에 전송한다. RNC는 휴대 단말기(MN)로부터 UMTS 셋업 완료 메시지(UMTS RRC RB SETUP COMPLETE)수신하면, UMTS 인증 응답 메시지(UMTS RAB ASSIGNMENT RESPONSE)를 생성하여 SGSN에 전송한다.

다음으로, SGSN은 S223 단계에서 수직 상향적 핸드오버 허용 메시지(UPWARD VERTICAL HANDOVER ACCEPT)를 휴대 단말기(MN)에 전송하고, 휴대 단말기(MN)는 이 메시지를 바탕으로 수직 상향 핸드오버를 완료하고 그에 대한 응답으로 수직 상향적 핸드오버 완료 메시지(UPWARD VERTICAL HANDOVER COMPLETE)를 SGSN에 전송한다.

SGSN은 S227 단계에서 네트웍 자원에 대한 수직 상향 스위칭 즉, 상기 무선랜 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되던 데이터를 상기 UMTS 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되도록 휴대 단말기(MN)에 할당된 IP 주소를 RNC(220) 및 노드 B에 통보하도록 제어하며, S229 단계에서 무선랜 자원 해제 요청 메시지(WLAN RAB RELEASE REQUEST)를 WLAN 게이트웨이에 전송한 후, S232 단계에서 WLAN 게이트웨이로부터 무선랜 자원 해제 응답 메시지(WLAN RAB RELEASE RESPONSE)를 수신한다. 여기서, WLAN 게이트웨이는 SGSN으로부터 자원 해제 요청 메시지를 수신하면 이를 접속점에 전달하고, 접속점은 휴대 단말기에 할당된 자원을 해제하는 과정이 추가로 수행될 수 있다.

여기서 SGSN은 네트웍 자원에 대한 스위칭 과정에서, WLAN 망을 통하여 전송된 데이터의 일부와 현재 UMTS 망을 통하여 전송되는 데이터의 일부가 서로 중복되 어 전송되도록 제어하는 것이 바람직하다. 즉, SGSN은 WLAN 망을 통하여 전송되는 데이터의 후반부와 휴대 단말기(MN)가 새로 진입한 UMTS 망을 통하여 전송되는 데이터의 시작부분 중 일부가 서로 중복되어 전송되도록 함으로써, 휴대 단말기(MN)가 수직 상향적 핸드오버 과정 중에 수신되는 데이터를 중복하여 수신하도록 제어할 수 있다. 휴대 단말기(MN)는 수직 상향적 핸드오버 중에 중복되어 수신된 데이터 중 WLAN 모듈이 수신한 데이터를 버리고, UMTS 모듈을 통하여 수신되는 데이터를 선택하여 이후 데이터를 끊김 없이 수신할 수 있도록 지원할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이종망 간 수직적 핸드오버 방법은 핸드오버되는 각 망들 간의 송수신 신호를 정의하여 수직 하향 또는 수직 상향에 대한 핸드오버를 적절히 수행하도록 지원하고, 핸드오버 과정 중에 끊김없는 데이터 전송을 지원할 수 있다.

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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구조를 보다 상세히 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수직 하향적 핸드오버 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수직 상향적 핸드오버 방법을 설명하기 위한 신호 흐름도.

Claims

노드 B가 연결되는 RNC(Radio Network Controller) 및 접속점이 연결되는 무선랜 게이트웨이에 접속되는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node)을 기반으로 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망 및 무선랜 망을 형성하는 이종망 간 수직적 핸드오버 방법에 있어서,

상기 노드 B의 서비스 영역에서 상기 접속점의 서비스 영역으로 이동하는 휴대 단말기가 접속점에 자원을 요청하고 그에 따른 응답 메시지를 수신하는 과정;(S103, S105)

상기 휴대 단말기가 상기 SGSN에 수직 하향적 핸드오버 요청 과정;(S107)

상기 SGSN이 무선랜 게이트웨이에 상기 휴대 단말기에 대한 자원 할당을 요청하고 그에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정;(S109, S111)

상기 SGSN이 상기 휴대 단말기의 핸드오버를 허용하면, 상기 휴대 단말기가 상기 접속점과 상기 무선랜 게이트웨이를 포함하는 무선랜 망으로의 핸드오버를 완료하고 완료 메시지를 상기 SGSN에 전송하는 과정;(S113, S115)

상기 SGSN이 상기 UMTS 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되던 데이터를 상기 무선랜 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되도록 네트웍 자원의 주소값을 스위칭하는 과정;(S117)

상기 UMTS 망에 할당된 상기 휴대 단말기의 자원 해제를 수행하는 과정;(S119, S121, S123, S125, S127, S129)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 하향적 핸드오버 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 스위칭하는 과정은

상기 휴대 단말기에 할당된 IP 주소를 상기 무선랜 망을 구성하는 상기 무선랜 게이트웨이 및 상기 접속점에 통보하는 과정인 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 하향적 핸드오버 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 스위칭하는 과정은

상기 UMTS 망을 통하여 전송되던 데이터의 마지막 부분과 상기 휴대 단말기가 새롭게 접속한 상기 무선랜 망을 통하여 전송되던 데이터의 시작 부분이 일정 부분 중복되도록 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 하향적 핸드오버 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 자원 해제를 수행하는 과정은

상기 SGSN이 상기 휴대 단말기 자원 해제 요청 메시지를 RNC에 전송하는 과정;

상기 RNC가 상기 휴대 단말기에 할당된 자원을 해제하는 과정;

상기 RNC가 상기 노드에 상기 휴대 단말기 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 과정;

상기 노드 B가 상기 휴대 단말기에 할당된 자원을 해제하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 하향적 핸드오버 방법.
노드 B가 연결되는 RNC(Radio Network Controller) 및 접속점이 연결되는 무선랜 게이트웨이 접속되는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node)을 기반으로 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망 및 무선랜 망을 형성하는 이종망 간 수직적 핸드오버 방법에 있어서,

상기 접속점의 서비스 영역에서 상기 노드 B의 서비스 영역으로 이동하는 휴대 단말기가 상기 노드 B 및 상기 RNC에 에 자원을 요청하고 그에 따른 응답 메시지를 수신한 후, 접속 완료 메시지를 상기 RNC에 전송하는 과정;(S203, S205, S207)

상기 휴대 단말기가 상기 SGSN에 수직 상향적 핸드오버를 요청하는 과정;(S209)

상기 SGSN이 상기 RNC에 휴대 단말기에 대한 UMTS 접속 인증을 요청하고 그에 따른 응답 메시지를 수신하는 접속 인증 과정;(S211, S221)

상기 SGSN이 상기 휴대 단말기의 수직 상향적 핸드오버를 허용하면, 상기 휴대 단말기가 상기 UMTS 망으로의 핸드오버를 완료하는 과정;(S223, S225)

상기 SGSN이 상기 무선랜 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되던 데이터 를 상기 UMTS 망을 통하여 상기 휴대 단말기에 전송되도록 네트웍 자원의 주소값을 스위칭하는 과정;(S227)

상기 무선랜 망에 할당된 휴대 단말기의 자원을 해제하는 과정;(S229, S231)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 상향적 핸드오버 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 스위칭하는 과정은

상기 휴대 단말기에 할당된 IP 주소를 상기 UMTS 망을 구성하는 상기 노드 B와 상기 RNC에 통보하는 과정인 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 상향적 핸드오버 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 스위칭하는 과정은

상기 무선랜 망을 통하여 전송되던 데이터의 마지막 부분과 상기 휴대 단말기가 새롭게 접속한 상기 UMTS 망을 통하여 전송되던 데이터의 시작 부분이 일정 부분 중복되도록 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 상향적 핸드오버 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 자원 해제를 수행하는 과정은

상기 SGSN이 상기 무선랜 게이트웨이에 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 과정;

상기 무선랜 게이트웨이가 상기 휴대 단말기에 할당된 자원을 해제하는 과정;

상기 무선랜 게이트웨이가 상기 접속점에 상기 휴대 단말기 자원 해제 요청 메시지를 전송하는 과정;

상기 접속점이 상기 휴대 단말기에 할당된 자원을 해제하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 상향적 핸드오버 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 접속 인증 과정은

상기 접속 인증 요청 메시지를 수신한 상기 RNC가 UMTS 자원 추가 요청 메시지를 상기 노드 B에 전달하고, 상기 노드 B로부터 그에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정;

상기 RNC가 상기 노드 B를 거쳐 기지국 셋업 요청 메시지를 상기 휴대 단말기에 전송하고, 상기 휴대 단말기로부터 그에 대한 완료 메시지를 수신하는 과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 간 수직 상향적 핸드오버 방법.