KR20110069673A - 인증 절차를 고려한 핸드오버 수행 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 단말이 리거시 시스템을 지원하는 기지국의 셀과 진보된 시스템을 지원하는 기지국의 셀 간에 이동할 때 보다 효율적으로 핸드오버가 이루어질 수 있도록 하는 핸드오버 수행 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법은, 단말의 핸드오버 수행 방법에 있어서, 스캐닝을 통하여 타겟 기지국 정보를 획득하는 단계와, 서빙 기지국과의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하는 단계와, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계를 포함한다. 따라서 리거시 기지국(예를 들어, IEEE 802.16e 기지국)으로부터 진보된 기지국(예를 들어, IEEE 802.16m 기지국)으로의 핸드오버에 있어서 단말 인증 과정을 최적화함으로써 직접 핸드오버(direct HO)를 효율적으로 수행할 수 있다.

Description

인증 절차를 고려한 핸드오버 수행 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOVER WITH CONSIDERING AUTHENTICATION PROCEDURE}
본 발명은 통신 시스템에서 단말의 이동성을 지원하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통신 시스템에서 단말의 셀 간 핸드오버 수행 방법 및 장치에 관한 것이다.
핸드오버(handover, hand over) 또는 핸드오프(handoff, hand off)는 통화 중 셀(cell)과 셀 사이를 이동하는 단말의 통화가 원활하게 유지되도록 지원하는 절차를 말한다. 핸드오버는 크게 다음의 세 가지 방식으로 분류된다. 소프트(soft) 핸드오버는 여러 기지국으로부터의 신호를 동시에 수신하면서 진행되는 핸드오버이다. 소프터(softer) 핸드오버는 동일한 기지국의 다른 섹터 간에 이루어지는 핸드오버로서 서로 다른 섹터의 신호를 동시에 수신하면서 진행되는 핸드오버이다. 하드(hard) 핸드오버는 한 순간에는 한 개의 기지국 신호만을 선택하여 수신하면서 진행되는 핸드오버이다.
예를 들어, IEEE 802.16e 표준에는 하드 핸드오버(hard handover; HHO), 최적화된 하드 핸드오버(optimized hard handover; OHHO), 빠른 기지국 스위칭(fast base station switching; FBSS), 매크로 다이버시티 핸드오버(macro diversity handover; MDHO)의 4가지 핸드오버가 정의되어 있다. 다만, 와이맥스 포럼(WiMAX Forum)이 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX) 인증을 위하여 정의한 시스템 프로파일에는 HHO와 OHHO만이 필수 기능으로 포함되어 있다.
HHO는 기존의 하드 핸드오버 방식처럼 단말이 새로운 기지국(타겟 기지국)과의 접속을 설정하기 이전에 현재 서비스를 받고 있는 기지국(서빙 기지국)과의 접속을 해제하는 방식으로서 "break before make", "break before entry" 또는 "break before establishment" 핸드오버 방식으로 이해될 수 있다. OHHO는 HHO를 최적화한 방식으로서, 일반적인 HHO를 최적화하여 핸드오버 스위칭 시간을 줄임으로써 서비스 연속성을 증진하고 호 절단 등을 방지하기 위한 방식이다. MDHO는 기존의 소프트 핸드오버 방식처럼 단말이 현재의 기지국과의 접속을 해제하기 이전에 새로운 기지국과의 접속을 설정하는 방식으로서 "make before break", "entry before break" 또는 "establishment before break" 핸드오버 방식으로 이해될 수 있다. FBSS는 HHO와 MDHO의 중간 정도의 성능과 복잡도를 갖는 핸드오버 방식이다.
한편, IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e 시스템과의 호환성을 유지하면서 차세대 4G 이동통신 규격인 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시키는 것을 목표로 하는 표준 규격이다. 이와 같이 기존 시스템(legacy system)과 진보된 시스템의 호환성이 유지되어야 하는 경우, 양 시스템 간의 단말의 이동성(mobility)이 중요한 기술적 이슈가 된다. 예를 들어, IEEE 802.16e 기지국(legacy base station; legacy BS)과 IEEE 802.16m 기지국(advanced BS)이 혼재하는 환경에서 IEEE 802.16e 기지국과 IEEE 802.16m 기지국 간의 핸드오버, 특히 IEEE 802.16m 기지국이 IEEE 802.16e 시스템을 지원하지 못 하는 경우의 핸드오버가 원활히 수행될 수 있어야 한다.
따라서 본 발명은 통신 시스템에서 단말의 기지국 간 핸드오버 절차를 최적화하여 핸드오버 소요 시간 또는 서비스 지연 시간을 단축할 수 있는 핸드오버 수행 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법은, 단말의 핸드오버 수행 방법에 있어서, 스캐닝을 통하여 타겟 기지국 정보를 획득하는 단계와, 서빙 기지국과의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 타겟 기지국으로 송신하는 단계와, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계는, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 없는 경우에는 상기 타겟 기지국으로의 초기 네트워크 진입(initial network entry) 절차를 수행하며, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 있는 경우에는 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 재진입(network reentry) 절차를 수행할 수 있다.
상기 인증 정보는 CMAC(cipher-based message authentication code) 튜플(tuple)일 수 있다.
상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 능력이 있는지 여부와, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 능력이 있다면 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말를 인증한 결과에 기반하여 설정될 수 있다.
상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 상기 인증 정보 및 상기 서빙 기지국이 상기 타겟 기지국에 제공한 상기 단말의 보안 컨텍스트에 의하여, 상기 타겟 기지국이 상기 단말을 인증한 결과에 기반하여 설정될 수 있다.
상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 핸드오버 절차 중 생략 가능한 MAC 제어 메시지를 식별하는 정보를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계는, 상기 타겟 기지국과 송수신하는 메시지를 인증하거나 데이터를 암호화하는데 이용되는 키에 대한 합의(key agreement), 상기 단말이 지원하거나 사용하기를 원하는 기능과 상기 타겟 기지국이 지원하거나 허용할 수 있는 기능에 대해 교섭하는 기능 교섭(capability negotiation) 및 상기 타겟 기지국의 네트워크로의 등록(registration) 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
상기 서빙 기지국은 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 기지국이고, 상기 타겟 기지국은 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 기지국일 수 있다.
상기 레인징 응답 메시지는 상기 타겟 기지국의 네트워크로의 등록(registration) 이전에 사용되는 임시 단말 식별자(TSTID)를 더 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 수행 방법은, 상기 타겟 기지국을 선택하는 단계 이전에, 상기 서빙 기지국에 핸드오버 요청 메시지를 송신하는 단계와, 상기 서빙기지국으로부터 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계 및 상기 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 지시 메시지를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법은, 타겟 기지국의 핸드오버 수행 방법에 있어서, 단말과 서빙 기지국 간의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계와, 상기 인증 정보를 통한 상기 단말의 인증 결과에 따라서 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하는 단계와, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 단계 및 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 단말의 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계를 포함한다.
상기 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하는 단계는, 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 없는 경우에는 초기 네트워크 진입(initial network entry) 절차를 수행하도록 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하고, 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 있는 경우에는 네트워크 재진입(network reentry) 절차를 수행하도록 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정할 수 있다.
상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 상기 인증 정보 및 상기 서빙 기지국이 제공한 상기 단말의 보안 컨텍스트에 의하여 상기 단말을 인증한 결과에 기반하여 결정될 수 있다.
상술한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치는, 핸드오버를 수행하는 단말에 있어서, 스캐닝을 통하여 타겟 기지국 정보를 획득하고 타겟 기지국을 선택하며, 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행하는 제어부 및 서빙 기지국과의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하고, 상기 타겟 기지국으로부터 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 수신하는 송수신부를 포함한다.
상술한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치는, 핸드오버를 수행하는 타겟 기지국에 있어서, 인증 정보에 의하여 단말을 인증한 결과에 따라 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하고, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 단말의 네트워크 진입 절차를 수행하는 제어부 및 상기 단말과 서빙 기지국 간의 연결에서 사용된 상기 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 송수신부를 포함한다.
상기와 같은 핸드오버 수행 방법 및 장치에 따르면, 리거시 기지국(예를 들어, IEEE 802.16e 기지국)으로부터 진보된 기지국(예를 들어, IEEE 802.16m 기지국)으로의 핸드오버에 있어서, 단말 인증 과정을 최적화함으로써 보다 효율적인 네트워크 재진입(network reentry) 수준의 핸드오버 절차와 최초 네트워크 진입(initial network entry) 수준의 핸드오버 절차를 모두 지원할 수 있으며, 기존 시스템만을 지원하는 기지국에서 진보된 시스템만을 지원하는 기지국으로의 직접 핸드오버(direct HO)를 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16m 시스템에서의 LZone과 MZone을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 기지국에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 기지국으로의 핸드오버에 있어서 존 변경을 통한 핸드오버 절차를 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법(CMAC을 이용한 직접 핸드오버)에 있어서 IEEE 802.16e CMAC 정보를 이용하여 단말의 인증이 가능한 경우를 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법(CMAC을 이용한 직접 핸드오버)에 있어서 IEEE 802.16e CMAC 정보를 이용하여 단말의 인증이 불가능한 경우를 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
우선 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하는데 있어서 필요한 용어를 설명한다.
통신 시스템
본 발명의 통신 시스템은 주파수 대역과 같은 무선 자원을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 제공하는 다중 접속 시스템(multiple access system)이다. 본 발명의 통신 시스템에 적용되는 다중접속 기법은 TDMA(time division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), CDMA(code division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 또는 알려진 다른 변조 기술들과 같은 다중 접속 기법을 모두 포함한다. 또한, 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중접속 방식은 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 하향링크는 OFDMA 기법을 사용하고 상향링크는 SC-FDMA 기법을 사용할 수도 있다.
본 발명의 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템으로서 기지국 및 단말을 포함하며, 예를 들어 IEEE 802.16e/m 시스템 또는 모바일 와이맥스 시스템 등일 수 있다. 이하에서의 통신 시스템은 특정한 시스템에 한정되지 않으며, 단지 설명을 명확하게 하기 위하여 IEEE 802.16m 시스템을 예로 들어 설명하며, 이 경우 IEEE 802.16e 시스템이 IEEE 802.16m 시스템에 대한 기존 시스템이 된다.
단말
본 발명의 단말은 SS(subscriber station), UE(user equipment), ME(mobile equipment), MS(mobile station) 등으로 불릴 수 있으며, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(smart phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기 또는 PC, 차량 탑재 장치 등과 같이 휴대 불가능한 기기를 포함한다. 이하에서는 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 단말을 'YMS(legacY MS)', IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 단말을 'AMS(Advanced MS)'로 예를 들어 설명한다. 여기서 AMS는 IEEE 802.16e 시스템(기존 시스템)을 지원할 수도 있고, 지원하지 않을 수도 있다.
기지국
본 발명의 기지국은 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, eNB(evolved-NodeB), NB(NodeB), BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등으로 불릴 수 있다. 하나의 기지국은 적어도 하나의 셀(cell)에 대해 통신 서비스를 제공하고, 기지국 간에는 사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 이하에서는 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 기지국을 'YBS(legacY BS)', IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 기지국을 'ABS(Advanced BS)'로 예를 들어 설명한다. 여기서 ABS는 IEEE 802.16e 시스템을 지원할 수도 있고, 지원하지 않을 수도 있다.
컨텍스트
일반적으로 컨텍스트(context)는 그 안에 상주하는 개체의 환경을 정의하는 일련의 속성을 의미한다. 컨텍스트는 동기화, 트랜잭션, Just-In-Time 활성화, 보안 등의 특정 서비스 목적으로 만들어질 수 있다. 하나의 컨텍스트에는 개체가 여러 개 있을 수 있다. 특히, 보안 컨텍스트(security context)는 어느 한 사용자 또는 어느 한 단말에 대한 데이터로서, 식별자(identifier), 그룹 식별자, 특권(privilege), 접근 권한, 키(key) 등의 정보를 포함할 수 있다.
이하에서, 통신 시스템에서 단말의 기지국 간 핸드오버 절차를 최적화하여 소요 시간 또는 지연 시간을 단축할 수 있는 핸드오버 수행 방법 및 장치의 실시예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
차세대 통신 시스템의 도입은 막대한 재정적 비용을 수반하기 때문에, 통신 사업자는 필연적으로 기존 통신 시스템을 최대한 활용하면서 차세대 통신 시스템을 점진적으로 도입하는 것을 원하고, 그 결과 기존 통신 시스템을 지원하는 장비와 진보된 통신 시스템을 지원하는 장비의 상호 호환성(inter-operability)이 중요한 기술적 이슈가 된다. 예를 들어, 진보된 기지국이 기존 기지국을 완전히 지원할 수도 있겠지만, 그 경우 기술적, 비용적 부담이 적지 않기 때문에, 경우에 따라 진보된 통신 시스템만을 지원하는 진보된 기지국이 설치될 수도 있다.
이와 같이, 기존 통신 시스템만을 지원하는 기존 기지국과 진보된 통신 시스템만을 지원하는 진보된 기지국이 공존하고, 단말이 기존 기지국의 셀로부터 진보된 기지국의 셀로 이동하는 경우, 핸드오버의 처리 방법이 문제된다.
이하에서는, IEEE 802.16e 시스템을 상기 기존 통신 시스템의 일 예로 가정하고, IEEE 802.16m 시스템을 상기 진보된 통신 시스템의 일 예로 가정하여 설명한다. 다만, IEEE 802.16e 시스템 및 IEEE 802.16m 시스템은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이러한 실시예에 한정되지 않음에 유의하여야 한다.
먼저, 단말이 YBS에서 ABS로 핸드오버를 수행하는 절차에 대해 설명한다. 단말이 YBS에서 ABS로 핸드오버할 수 있는 방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 하나는 존 변경(Zone Switch)을 통한 핸드오버이며, 다른 하나는 직접 핸드오버(direct handover; Direct HO)이다. 존 변경을 통한 핸드오버는 ABS가 기존 통신 시스템을 지원하는 경우에 이용될 수 있고, 직접 핸드오버는 ABS가 기존 통신 시스템을 지원하지 않는 경우에 이용될 수 있다. 이하에서 먼저 존 변경을 통한 핸드오버 방법에 대해 설명한다.
존 변경을 통한 핸드오버
기존 시스템을 지원하는 ABS의 리소스 존(resource zone)은 기존 시스템을 지원하는 LZone(legacy resource zone, IEEE 802.16e resource zone)과 IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 MZone(IEEE 802.16m resource zone)으로 나뉜다. YMS는 ABS의 LZone에서 동작하고 AMS는 ABS의 MZone에서 동작한다.
AMS가 IEEE 802.16e 네트워크에서 IEEE 802.16m 네트워크로 핸드오버하기 위해서는 타겟 ABS의 LZone으로 우선 핸드오버한 후, 타겟 ABS의 MZone으로 존 변경(Zone Switch)을 해야 한다. 존 변경이란, 하나의 캐리어(반송파, carrier) 내에 시간분할다중(time division duplexing; TDD) 방식으로 구분되는 LZone과 MZone이 존재하는 경우 LZone에서 동작하던 AMS가 MZone에서 동작하게 되는 절차이다. 즉, IEEE 802.16e MAC 동작을 수행하다가 IEEE 802.16m MAC 동작을 수행하게 된다는 의미로 이해될 수 있다. 반대로 AMS가 MZone에서 LZone으로 이동하는 경우도 유사한 방식으로 이해할 수 있다. 도 1은 IEEE 802.16m 시스템에서의 LZone과 MZone을 설명하기 위한 개념도이다.
AMS와 타겟 ABS는 존 변경을 하기 위해서 사전에 몇 가지 정보를 알아야 한다. 예를 들어, AMS 입장에서는 타겟 기지국이 ABS인지, ABS 입장에서는 단말이 AMS인지를 알아야, 그에 맞게 핸드오버 또는 존 변경 절차를 수행하도록 스케줄링할 수 있다. 또한, AMS는 이동할 존(zone)에 대한 정보를 알아야 한다. 예를 들어, LZone에서 MZone으로 이동할 경우, AMS는 MZone에 대한 시스템 정보(예를 들어, SFH(superframe header))를 수신해야 하며, MZone의 시작 위치도 알아야 한다.
AMS는 타겟 ABS의 LZone에서 네트워크 재진입을 수행하며, 타겟 ABS는 AMS가 LZone으로의 네트워크 재진입 중에 MZone으로 존 변경하거나 또는 LZone으로의 네트워크 재진입 완료 후 MZone으로 존 변경할 것을 지시할 수 있다. 이하에서는 AMS가 LZone으로의 네트워크 재진입을 완료한 후 MZone으로 존 변경하는 경우를 예로 들어 설명한다. AMS가 LZone으로의 네트워크 재진입 중 MZone으로 존 변경하는 경우도 타겟 ABS가 존 스위치 TLV(type-length-value)를 포함한 RNG-RSP 메시지를 AMS에 송신하는 시점에서 다소 차이가 있을 뿐 유사한 방식으로 이해될 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.
도 2는 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 기지국에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 기지국으로의 핸드오버에 있어서 존 변경을 통한 핸드오버 절차를 설명하는 순서도이다.
핸드오버는 AMS 또는 서빙 YBS에 의해 개시될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 나타난 바와 같이, AMS가 핸드오버를 개시한 경우, AMS는 서빙 YBS에 MOB_MSHO-REQ메시지를 보내고(S211), 서빙 YBS는 AMS에 MOB_BSHO-RSP 메시지를 보낸다(S213). AMS는 타겟 ABS의 BSID를 파라미터로 하는 MOB_HO-IND 메시지를 서빙 YBS에 보낼 수 있다(S215). 다음으로 AMS가 타겟 ABS에 RNG-REQ 메시지를 보내고(S221) 타겟 ABS로부터 RNG-RSP 메시지를 받음으로써(S223), 타겟 ABS의 LZone에서의 데이터 전송 경로가 설정된다(S225).
존 변경은 AMS 또는 타겟 ABS에 의해 개시되며, 최종적인 존 변경 결정은 타겟 ABS가 한다. 타겟 ABS는 AMS가 LZone으로 네트워크 재진입을 하는 동안 또는 네트워크 재진입을 완료한 후 LZone에서 MZone으로 존 변경을 하도록 지시할 수 있다.
AMS가 존 변경을 개시한 경우, AMS가 존 변경을 지정하는 파라미터(예를 들어, Ranging Purpose Indication의 비트 #4를 1로 설정)를 포함하는 RNG-REQ를 타겟 ABS로 보내고(S231), 이에 대응하여 타겟 ABS는 존 변경 TLV를 포함한 RNG-RSP를 AMS에 보낸다(S233). 그리고 AMS는 타겟 ABS의 MZone에 대한 동기를 맞출 수 있다(S241). 다음으로 AMS가 네트워크 재진입을 지정하는 파라미터(예를 들어, Ranging Purpose Indication의 비트 #0을 1로 설정)를 포함하는 AAI_RNG-REQ를 타겟 ABS로 보내고(S243), 타겟 ABS가 AAI_RNG-RSP를 AMS로 보냄으로써(S245), 타겟 ABS의 MZone에서의 데이터 전송 경로가 설정된다(S247).
이상 존 변경을 통한 핸드오버 방법에 대해 설명하였다. 이하에서는 직접 핸드오버 방법에 대해 설명한다.
직접 핸드오버
존 변경은 IEEE 802.16e 시스템과 IEEE 802.16m 시스템을 모두 지원하는 타겟 ABS에서만 수행될 수 있다. 그래서 그린필드(Greenfield) 모드와 같이 YBS에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로의 핸드오버 또는 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로부터 YBS로의 핸드오버 절차가 별도로 정의되고 있다.
AMS가 무작위 검색(blind scanning)을 통하여 주변에 ABS가 존재하는지를 검색한 후, IEEE 802.16m 규격에서 정의하고 있는 무조정 핸드오버(uncontrolled HO, uncoordinated HO) 절차를 통하여 타겟 ABS로 핸드오버를 수행한다. 무작위 검색이란 서빙 기지국의 조정(coordination)을 받지 않고 검색(scanning)을 수행하는 것으로서, 길어진 중단 시간(interruption time) 등의 QoS(quality of service) 저하가 발생할 수 있다.
핸드오버에서 가장 중요한 과제 중 하나는 핸드오버 절차를 수행하는 도중에 발생하는 지연 시간을 최소화하는 것이다. 그러나 AMS가 직접 핸드오버를 수행하는 경우, 타겟 기지국으로 수행하는 핸드오버 절차는 기지국의 조정이 없는 상태의 핸드오버가 되므로, 이로 인한 지연 시간이 길어지게 된다. 예를 들어, YBS에서 서비스를 받고 있는 AMS가 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로 핸드오버할 때 YBS 또는 ABS로부터 조정을 받지 못하여 핸드오버가 최적화되지 못하는 것이다.
또한, AMS가 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로 핸드오버하려고 할 때, YBS에게 이를 요청할 수 있는 방법이 없다. 예를 들어, AMS가 핸드오버를 개시하는 경우, MOB_MSHO-REQ 메시지는 이러한 ABS로의 핸드오버를 위한 메시지 형식(format)을 지원하지 못한다.
그리고, AMS가 YBS에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로 네트워크 진입(network entry)을 할 때 타겟 ABS가 진입하는 AMS를 인증하지 못 하기 때문에, 최적화된 핸드오버 절차를 제공하지 못하는 문제도 있다. 타겟 ABS가 AMS를 인증하지 못하는 이유는, IEEE 802.16e 네트워크에서 사용되는 보안(security) 방식과 IEEE 802.16m 네트워크에서 사용되는 보안 방식(예를 들어, 보안 키 유도(security key derivation))이 달라, 이로 인하여 AMS가 YBS와의 관계에서 사용하였던 인증 정보들을 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS가 해석 또는 인증하지 못하기 때문이다.
상술한 바와 같이, 직접 핸드오버에 있어서 무조정 핸드오버 절차도 원활히 수행되는데 어려움이 있으며, ABS는 핸드오버를 하기 보다는 서빙 기지국에서 연결 해제(disconnect, de-registration)를 한 후, 타겟 기지국으로 최초 네트워크 진입을 수행하는 것을 선호할 것이다. 이에 따라, IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS에 대하여는 최적화된 핸드오버 절차가 아닌 최초 네트워크 진입 수준의 절차가 매번 수행됨으로써 지연 시간이 길어지는 비효율적인 상황이 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법은 상술한 문제를 해결하기 위하여 서빙 기지국와의 관계에서 사용하였던 인증 정보들을 이용하거나 인증 시점을 조절하는 등 가능한 한 타겟 기지국의 단말에 대한 인증 과정을 최적화함으로써 핸드오버 지연 시간을 최소화하는 방법을 제안한다. 상술한 바와 같이, YBS에서 서비스를 받고 있는 AMS가 무작위 검색 등의 방법으로 주변에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS를 검색하였고, 상기 ABS의 신호 상태가 좋은 경우, 상기 ABS를 타겟 기지국으로 하여 핸드오버를 수행할 수 있다. 이때 단말의 직접 핸드오버를 지원할 수 있는 두 가지 방법을 제안한다.
첫째 방법은 CMAC을 이용한 직접 핸드오버 방법이다. 구체적으로, AMS가 YBS에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로 핸드오버를 수행할 때, 네트워크 재진입 과정에서 이전 YBS에서 사용하였던 CMAC(cipher-based message authentication code) 정보를 이용하여 확장할 수 있는 인증 프로토콜(extensible authentication protocol; EAP) 인증 과정을 생략하고, AMS의 신원(identification) 정보를 제공함으로써 정상적인 IEEE 802.16m 형식의 네트워크 재진입 절차 또는 최초 네트워크 재진입 절차를 수행하는 방법이다.
둘째 방법은 CMAC을 이용하지 않는 직접 핸드오버 방법이다. 구체적으로, AMS가 YBS에서 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 ABS로 핸드오버를 수행할 때, 네트워크 재진입 절차에서는 인증 절차를 수행하지 않고, ABS가 AMS의 신원 정보를 수신한 상태에서 네트워크 재진입 절차를 마친 후, 키 합의(key agreement) 절차에서 단말을 최종적으로 인증한 후 서비스를 제공하는 방법이다.
첫째 방법은 단말의 인증을 네트워크 재진입 절차 중에 하는 반면에, 둘째 방법은 단말의 인증을 네트워크 재진입 절차 이후에 하는 점에서도 차이가 있다. 이하에서는 CMAC을 이용한 직접 핸드오버 방법에 대해 설명한다. 이하에서 '단말'은 AMS를 의미하며, '서빙 기지국'은 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 기지국으로서 현재 상기 단말에 대해 서비스를 제공하고 있는 기지국을 의미하고, '타겟 기지국'은 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 기지국으로서 상기 단말이 핸드오버하려고 하는 기지국을 의미한다.
CMAC 을 이용한 직접 핸드오버
단말이 IEEE 802.16e 네트워크에 대해 IEEE 802.16m 네트워크로의 핸드오버를 요청하는 것이 어려운 경우, IEEE 802.16m 네트워크가 IEEE 802.16e 네트워크에서 핸드오버를 수행하는 단말의 인증 기능을 지원할 수 있다.
구체적으로, 단말은 IEEE 802.16e 네트워크에서 사용하였던 보안 컨텍스트 정보(security context information)를 AAI_RNG-REQ 메시지에 포함하여 타겟 기지국에 보내는데, 예를 들어, 상기 보안 컨텍스트 정보는 CMAC 정보(Legacy CMAC Tuple)일 수 있다. 또한, 단말은 이전 서빙 기지국에 대한 정보(예를 들어, BSID), 단말 식별 정보(예를 들어, CID), IEEE 802.16m 시스템에서의 단말 식별 정보(예를 들어, AMSID*) 등을 AAI_RNG-REQ 메시지에 포함하여 보낼 수 있다.
직접 핸드오버를 지정하는 파라미터(예를 들어, Ranging Purpose Indication의 비트 #8를 1로 설정)를 포함하는 AAI_RNG-REQ를 타겟 기지국에 보냄으로써, 타겟 기지국에게 단말이 직접 핸드오버를 수행한다는 것을 알린다. 이에 대응하여, 타겟 기지국은 이전 서빙 기지국으로부터 상기 단말의 컨텍스트 정보를 제공받을 수 있다. 여기서, 상기 단말의 컨텍스트 정보는, 보안 컨텍스트 정보와 같은 정적(static) 단말 컨텍스트 정보이거나, 또는 동적(dynamic) 단말 컨텍스트 정보일 수 있다.
한편, 타겟 기지국이 IEEE 802.16e 시스템의 보안 정보 해석 기능을 보유하고 있을 수도 있지만, 그렇지 못한 경우도 존재할 수 있다. 만약 타겟 기지국이 IEEE 802.16e 시스템의 보안 정보 해석 기능을 보유하고 있지 않다면, 타겟 기지국은 단말이 송신한 AAI_RNG-REQ 메시지에 대응하여 단말에 최초 네트워크 진입 절차의 수행을 지시하는 AAI_RNG-REQ 메시지를 송신하게 된다. 즉, 이 경우에는 단말의 핸드오버 절차가 최적화되지 못한다.
만약 타겟 기지국이 IEEE 802.16e 시스템의 보안 정보 해석 기능을 보유하고 있다면, 타겟 기지국은 서빙 기지국으로부터 제공 받은 상기 단말의 컨텍스트 정보와 단말의 AAI_RNG-REQ 메시지에 포함되어 전송된 상기 단말의 보안 컨텍스트 정보(예를 들어, Legacy CMAC Tuple)을 이용하여 상기 단말을 인증한다. 그리고 타겟 기지국은 AAI_RNG-RSP 메시지를 통하여 인증 결과를 상기 단말에 송신한다.
이때, 타겟 기지국은 네트워크 재진입 시 생략 가능한 절차를 알리는 파라미터(예를 들어, HO Process Optimization) 또는 타겟 기지국이 상기 단말을 인증할 능력이 있는지(즉, IEEE 802.16e 시스템의 보안 정보 해석 기능을 보유하고 있는지)를 알리는 파라미터(예를 들어, Legacy Authentication Indicator)를 포함하는 AAI_RNG-RSP 메시지를 송신하여 상기 단말에게 상기와 같은 정보를 전달할 수 있다.
표 1은 CMAC을 이용한 직접 핸드오버에서 이용되는 AAI_RNG-REQ 메시지의 파라미터들의 일 예를 나타낸다.
Name Value Usage
AMSID* It's the hash value of AMSID in order to protect AMS privacy, which is used for ABS to distinguish AMSs when more than one AMS send AAI_RNG-REQ message at the same time. It shall be included when the AMS is attempting network entry without its STID/DID which the ABS/Paging Controller assigns.
MAC version Version number of IEEE 802.16 supported by the AMS
Ranging Purpose Indication The presence of this item in the message indicates the following AMS action: If Bit#0 is set to 1, it indicates that the AMS is currently attempting HO reentry, or, in combination with a Paging Controller ID, indicates that the MS is attempting network reentry from idle mode to the BS. In this case, Bit#1 shall be 0.
If Bit#1 is set to 1, it indicates that the AMS is initiating the idle mode location update process, or, in combination with CRID, it indicates that the AMS is initiating DCR mode extension. In this case, Bit#0 shall be 0.
If Bit#2 is set to 1, ranging request for emergency call setup. When this bit is set to 1, it indicates AMS action of Emergency Call process.
If Bit#4 is set to 1, it indicates that the AMS is attempting to perform location update due to a need to update service flow management encodings for E-MBS flows.
If Bit #5 is set to 1, it indicates that the AMS is initiating location update for transmission to DCR mode from idle mode.
If Bit #6 is set to 1 in combination with ID of the network entity that assigns/retains the context, it indicates that the AMS is currently attempting reentry from DCR mode.
If Bit#7 is set to 1, it indicates that the AMS is currently attempting network reentry after experiencing a coverage loss.
If Bit#8 is set to 1, it indicates that the AMS is currently attempting network reentry from a IEEE802.16e only Legacy BS		 It shall be included when the AMS is attempting to perform reentry, HO, location update or DCR mode extension.
Serving BSID The BSID of the AMS's previous serving ABS before incurring a coverage loss, or the BSID of the serving ABS to which the AMS is currently connected (has completed the registration cycle and is in normal operation). Inclusion of serving BSID in the AAI_RNG-REQ message signals to the target ABS that the AMS is currently connected to the network through the serving ABS and is in the process of HO network reentry. It shall be included when the AMS is attempting to perform HO reentry. In case of performing Direct HO, this is the BSID of the previous serving Legacy BS.
Previous CID The CID which the AMS used in the previous serving BS It shall be included when the AMS is attempting to perform Direct HO reentry
AK_COUNT The AMS's current value of the AK_COUNT, which is used to generate the security keys in the target ABS. It shall be included during reentry, secure Location Update or HO
CMAC Tuple If included, the CMAC Tuple shall be the last attribute in the message. It shall be included when the AMS is attempting to perform Network Reentry from idle mode, Secure Location Update, or HO, or a reentry after incurring a coverage loss if the AMS has a CMAC tuple necessary to expedite security authentication.
LEGACY_CMAC_KEY_COUNT The AMS's current value of the CMAC_KEY_COUNT, which was used at the previous serving Legacy BS. It shall be included during Direct HO from a 16e only Legacy BS to the target ABS.
Legacy CMAC Tuple If included, the CMAC Tuple shall be the last attribute in the message.
*Note: This is not used to generate the security keys in the target ABS, This is only for security authentication		 It shall be included when the AMS is attempting to perform Network Reentry from Direct HO, if the AMS has a CMAC tuple necessary to expedite security authentication. This CMAC is the CMAC tuple used in the previous serving Legacy BS.
표 2는 CMAC을 이용한 직접 핸드오버에서 이용되는 AAI_RNG-RSP 메시지의 파라미터들의 일 예를 나타낸다.
Name Value Usage
Ranging Status Used to indicate whether UL messages are received within acceptable limits by ABS.
1 = continue, 2 = abort, 3 = success		 It shall be included in the AAI_RNG-RSP message
Temporary STID Used for AMS identification until STID is assigned to the AMS during registration procedure. It shall be included in the AAI_RNG-RSP message in response to the AAI_RNG-REQ message, which is not CMAC protected, when the AMS is not assigned its STID/DID yet.
AMSID* A required parameter when the AMS confirms if the AAI_RNG-RSP is a response to the AAI_RNG-REQ message which the AMS sent.
Legacy Authentication Indicator Used to indicate whether ABS is able to authenticate the AMS by referring to its CMAC tuple used at the previous serving Legacy only BS. If the indicator is set, it implies that the ABS is able to authenticate the AMS and allows the AMS to perform network reentry at the target ABS. Otherwise, if unset, the AMS shall perform full initial network entry.
Location Update Response 0x00= Success of Location Update
0x01= Failure of Location Update
0x02 = Reserved
0x03=Success of location update and DL traffic pending
0x04 = Allow AMS's DCR mode initiation request or DCR mode extension request
0x05 = Reject AMS's DCR mode initiation request or DCR mode extension request
0x06~0xFF: Reserved		 It shall be included when an ABS sends an AAI_RNG-RSP message in response to an AAI_ RNG-REQ message used to perform location update or DCR mode initiation from Idle Mode or DCR mode extension.
HO Process Optimization Identifies reentry process MAC control messages that may be omitted during the current HO attempt due to the availability of MS service and operational context information obtained by means that are beyond the scope of this standard, and the MS service and operational status post-HO completion. The AMS shall not enter normal operation with target ABS until completing receiving all network reentry, MAC control message responses as indicated in HO process optimization. It shall be included when the AMS is attempting to perform network reentry or HO and the target ABS wishes to identify reentry process MAC control messages that may be omitted during the current HO attempt
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법(CMAC을 이용한 직접 핸드오버)에 있어서 IEEE 802.16e CMAC 정보를 이용하여 단말의 인증이 가능한 경우를 설명하는 순서도이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 단말이 서빙 기지국과의 관계에서 설정된 데이터 전송 경로를 통해 데이터를 송수신하던 중(S311), 블라인드 스캐닝 등의 방법으로 주변에 존재하는 기지국 중 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 기지국을 탐색할 수 있다. 단말이 서빙 기지국에 MOB_MSHO-REQ 메시지를 보내어 핸드오버를 요청하면(S313), 이에 대응하여 서빙 기지국은 단말에 MOB_BSHO-RSP 메시지를 보낸다(S315). 그리고 단말은 타겟 기지국의 BSID 정보를 파라미터로 포함하는 MOB_HO-IND를 서빙 기지국에 보내어 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 서빙 기지국에 요청할 수 있다(S317). 다만, 상기 서빙 기지국과 상기 타겟 기지국을 포함하는 통신 시스템이 서빙 기지국과 타겟 기지국 간에 단말의 핸드오버를 조정하는 과정이 정의되지 않은 시스템인 경우에는 상기 S313 내지 S317 단계가 생략될 수도 있다.
다음으로 단말은 상기 타겟 기지국으로 네트워크 재진입을 시도한다. 단말은 타겟 기지국으로 AAI_RNG-REQ 메시지를 보내며 직접 핸드오버를 요청하는데(S321), 이때 직접 핸드오버 절차가 수행되는데 필요한 몇몇 정보를 AAI_RNG-REQ 메시지에 포함시켜 보낸다.
예를 들어, 단말은 직접 핸드오버를 지정하는 파라미터(예를 들어, Ranging Purpose Indication의 비트 #8를 1로 설정), 이전 서빙 기지국과의 연결에서 사용하였던 CMAC 정보(예를 들어, Legacy CMAC Tuple)과 CMAC 키 값(예를 들어, LEGACY_CMAC_KEY_COUNT, 이전 서빙 기지국의 BSID(예를 들어, Serving BSID) 및 이전 서빙 기지국과의 연결에서 사용한 CID(예를 들어, Previous CID) 등을 AAI_RNG-REQ 메시지에 포함할 수 있다. 단말은 IEEE 802.16m 시스템에서의 단말 식별 정보(예를 들어, AMSID*)를 AAI_RNG-REQ에 포함시킬 수도 있다.
AAI_RNG-REQ 메시지를 수신한 타겟 기지국은 상기 AAI-RNG-REQ에 포함된 정보를 단말을 인증하는데 이용한다. 타겟 기지국은 이전 서빙 기지국에 단말의 컨텍스트(정적, 동적)를 요청하여(S323), 이전 서빙 기지국으로부터 이를 수신한다(S325). 그리고 타겟 기지국은 AAI_RNG-REQ에 포함된 정보(특히, CMAC 정보와 CMAC 키 값)와 이전 서빙 기지국으로부터 수신한 단말의 컨텍스트를 이용하여 단말을 인증한다.
단말 인증이 성공하면, 타겟 기지국은 단말이 송신한 AAI_RNG-REQ 메시지의 응답으로 AAI_RNG-RSP 메시지를 단말에 송신한다(S327). 타겟 기지국이 송신하는 AAI_RNG-RSP 메시지는 단말의 네트워크 재진입 시 생략 가능한 절차를 지정하는 파라미터(예를 들어, HO Process Optimization), 단말 인증이 성공했음을 알리는 파라미터(예를 들어, Legacy Authentication Indicator를 1로 설정), 단말과 타겟 기지국 간에 이용되는 임시 단말 식별자를 지정하는 파라미터(예를 들어, Temporary STID) 등을 포함할 수 있다. 이 시점까지는 단말과 타겟 기지국 간에 보안을 위한 PKM(privacy key management) 설정이 이루어지지 않은 상태이므로, 상기 AAI_RNG-RSP 메시지는 암호화되어 있지 않는다.
또한, 만약 타겟 기지국이 이전 서빙 기지국으로부터 단말의 Flow ID와 같은 정보를 백홀 경로를 통하여 수신하였다면, 타겟 기지국은 단말의 컨텍스트 매핑(context mapping)을 지정하는 파라미터(예를 들어, FID_update)를 AAI_RNG-RSP에 포함시킬 수 있고, 이를 통하여 단말은 Flow ID의 생성 과정을 처음부터 수행하여야 하는 부담을 줄일 수 있다.
타겟 기지국이 AAI_RNG-RSP 메시지를 단말에 송신한 후, 남은 네트워크 재진입 절차가 수행된다. 단말과 타겟 기지국은 보안을 위한 PKM 절차를 수행하는데, PKM 절차는 송수신하는 메시지를 인증하거나 데이터를 암호화하는데 이용되는 키에 대해 합의하는 과정을 포함한다(key agreement, S333 내지 S337). 키 합의 과정은 단말과 타겟 기지국 간에 랜덤 넘버(NONCE_ABS, NONCE_AMS)를 교환하는 절차를 포함할 수 있다(S333 내지 S337).
또는, 단말과 타겟 기지국은 AAI_SBC-REQ 메시지와 AAI_SBC-RSP 메시지를 통하여 단말이 지원하거나 사용하기를 원하는 기능과 타겟 기지국이 지원하거나 허용할 수 있는 기능에 대해 교섭할 수 있다(capability negotiation, S331). 또는, 단말과 타겟 기지국은 AAI_REG-REQ 메시지와 AAI_REG-RSP 메시지를 통하여 단말이 타겟 기지국의 네트워크로의 등록을 수행할 수 있다(registration, S339).
네트워크 재진입 절차가 완료된 후, 단말은 타겟 기지국과의 관계에서 설정된 데이터 전송 경로를 통해 데이터를 송수신한다(S341).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법(CMAC을 이용한 직접 핸드오버)에 있어서 IEEE 802.16e CMAC 정보를 이용하여 단말의 인증이 불가능한 경우를 설명하는 순서도이다.
다만, 단말이 서빙 기지국과의 관계에서 설정된 데이터 전송 경로를 통해 데이터를 송수신하는 단계(S411), 단말이 서빙 기지국에 MOB_MSHO-REQ 메시지를 보내며 핸드오버를 요청하는 단계(S413), 서빙 기지국이 단말에 MOB_BSHO-RSP 메시지를 보내는 단계(S415), 단말이 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 서빙 기지국에 요청하는 단계(S417), 단말이 타겟 기지국으로 AAI_RNG-REQ 메시지를 보내며 직접 핸드오버를 요청하는 단계(S421), 단말과 타겟 기지국 간에 남은 네트워크 재진입 절차를 수행하는 단계(S431 내지 S439) 및 단말이 타겟 기지국과의 관계에서 설정된 데이터 전송 경로를 통해 데이터를 송수신하는 단계(S441)는 상술한 CMAC을 이용한 직접 핸드오버 절차 중 IEEE 802.16e CMAC 튜플을 이용하여 단말의 인증이 가능한 경우에서 도 3을 참조하여 S311 내지 S321, S331 내지 S341 단계에 대하여 설명한 바와 유사한 방식으로 이해될 수 있으므로 이하 설명을 생략한다.
마찬가지로 타겟 기지국이 단말이 송신한 AAI_RNG-REQ 메시지의 응답으로 AAI_RNG-RSP 메시지를 단말에 송신하는 단계(S427)에서, 단말과 타겟 기지국 간에 이용되는 임시 단말 식별자를 지정하는 파라미터(예를 들어, Temporary STID)를 포함시키는 구성, 상기 AAI_RNG-RSP 메시지가 암호화되어 있지 않는 구성 등은 도 3을 참조하여 S327 단계에 대하여 설명한 바와 유사한 방식으로 이해될 수 있으므로 이하 설명을 생략한다.
도 3에 도시된 단말의 인증이 가능한 경우와 도 4에 도시된 단말의 인증이 불가능한 경우를 비교해 보면, 도 3에 도시된 단말의 인증이 가능한 경우에서는 AAI_RNG-REQ 메시지를 수신한 타겟 기지국이 상기 AAI-RNG-REQ에 포함된 정보를 이용하여 단말을 인증할 수 있는 반면에, 도 4에 도시된 단말의 인증이 불가능한 경우에서는 AAI_RNG-REQ 메시지를 수신한 타겟 기지국이 상기 AAI_RNG-REQ에 포함된 정보를 이용하여 단말을 인증하지 못한다.
즉, 도 3에 도시된 단말의 인증이 가능한 경우에서는 타겟 기지국이 이전 서빙 기지국으로부터 단말의 컨텍스트를 수신하여 단말을 인증한 후 단말에게 최적화된 네트워크 재진입 절차(optimized network reentry procedure)를 수행하라고 지시하는 반면에, 도 4에 도시된 단말의 인증이 불가능한 경우에서는 타겟 기지국이 이전 서빙 기지국으로부터 단말의 컨텍스트를 수신 받을 수 없거나 수신 받지 아니하고, 단말에게 최초 네트워크 진입 절차 전체(full network entry procedure)를 수행하라고 지시하는 점에서 차이가 있다.
네트워크 진입 절차를 지시하기 위하여, 도 3에 도시된 단말의 인증이 가능한 경우에 타겟 기지국이 단말로 송신하는 AAI_RNG-RSP 메시지에 포함된, 단말의 네트워크 재진입 시 생략 가능한 절차를 지정하는 파라미터(예를 들어, HO Process Optimization)의 값과 도 4에 도시된 단말의 인증이 불가능한 경우의 파라미터의 값은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 단말의 인증이 가능한 경우의 HO Process Optimization은 생략 가능한 절차를 나타내는 일부 비트가 1로 설정되는 반면에, 도 4에 도시된 단말의 인증이 불가능한 경우의 HO Process Optimization은 전체 비트가 0으로 설정된다.
또는, 네트워크 진입 절차를 지시하기 위하여, 도 3에 도시된 단말의 인증이 가능한 경우 타겟 기지국이 단말로 송신하는 AAI_RNG-RSP 메시지는 단말 인증이 성공했음을 알리는 파라미터(예를 들어, Legacy Authentication Indicator를 1로 설정)를 포함하는 반면에, 도 4에 도시된 단말의 인증이 불가능한 경우 타겟 기지국이 단말로 송신하는 AAI_RNG-RSP 메시지는 단말 인증이 실패했음을 알리는 파라미터(예를 들어, Legacy Authentication Indicator를 0으로 설정)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치(500)는 제어부(501) 및 송수신부(503)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치(500)는 단말 또는 기지국일 수 있다. 이하에서 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치(500)가 단말인 경우를 예로 들어 설명한다.
제어부(501)는 송수신부(503)의 전반적인 동작을 제어하는 제어신호를 보낸다.
제어부(501)는, 스캐닝을 통하여 타겟 기지국 정보를 획득하고 타겟 기지국을 선택하며, 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행한다.
송수신부(503)는, 서빙 기지국과의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하고, 상기 타겟 기지국으로부터 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 수신한다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치(500)가 기지국(타겟 기지국)인 경우를 예로 들어 설명한다.
제어부(501)는 송수신부(503)의 전반적인 동작을 제어하는 제어신호를 보낸다.
제어부(501)는, 인증 정보에 의하여 단말을 인증한 결과에 따라 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하고, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 단말의 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행한다.
송수신부(503)는, 상기 단말과 서빙 기지국 간의 연결에서 사용된 상기 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 상기 단말로 송신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치(500)가 단말 또는 기지국인 경우의 제어부(501) 및 송수신부(503)에 대하여는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 방법에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 유사하게 이해될 수 있으므로 이하 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치는, 상술한 구성요소 이외에 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 필요한 하드웨어, 소프트웨어 및 기록매체, 예를 들어 출력장치(디스플레이 장치, 스피커 등), 입력장치(터치스크린, 키패드, 마이크 등), 메모리, 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소는 관련 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항인바, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치는 하드웨어, 소프트웨어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 수행 장치는 상술한 각 기능 또는 각 동작을 수행하는 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 모듈은 적절한 프로그램 언어로 작성된 소프트웨어 코드에 의해 구현될 수 있으며, 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되었다가 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리나 프로세서는 관련 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
500: 핸드오버 수행 장치 501: 제어부
503: 송수신부

Claims (15)

  1. 단말의 핸드오버 수행 방법에 있어서,
    스캐닝을 통하여 타겟 기지국 정보를 획득하는 단계;
    서빙 기지국과의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 타겟 기지국으로 송신하는 단계;
    상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계를 포함하는 핸드오버 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계는, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 없는 경우에는 상기 타겟 기지국으로의 초기 네트워크 진입(initial network entry) 절차를 수행하며, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 있는 경우에는 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 재진입(network reentry) 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인증 정보는 CMAC(cipher-based message authentication code) 튜플(tuple)인 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 능력이 있는지 여부와, 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 능력이 있다면 상기 타겟 기지국이 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말를 인증한 결과에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 상기 인증 정보 및 상기 서빙 기지국이 상기 타겟 기지국에 제공한 상기 단말의 보안 컨텍스트에 의하여, 상기 타겟 기지국이 상기 단말을 인증한 결과에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 핸드오버 절차 중 생략 가능한 MAC 제어 메시지를 식별하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계는, 상기 타겟 기지국과 송수신하는 메시지를 인증하거나 데이터를 암호화하는데 이용되는 키에 대한 합의(key agreement), 상기 단말이 지원하거나 사용하기를 원하는 기능과 상기 타겟 기지국이 지원하거나 허용할 수 있는 기능에 대해 교섭하는 기능 교섭(capability negotiation) 및 상기 타겟 기지국의 네트워크로의 등록(registration) 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국은 IEEE 802.16e 시스템만을 지원하는 기지국이고, 상기 타겟 기지국은 IEEE 802.16m 시스템만을 지원하는 기지국인 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 응답 메시지는 상기 타겟 기지국의 네트워크로의 등록(registration) 이전에 사용되는 임시 단말 식별자(TSTID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 기지국을 선택하는 단계 이전에,
    상기 서빙 기지국에 핸드오버 요청 메시지를 송신하는 단계;
    상기 서빙기지국으로부터 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버 지시 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 수행 방법.
  11. 타겟 기지국의 핸드오버 수행 방법에 있어서,
    단말과 서빙 기지국 간의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 인증 정보를 통한 상기 단말의 인증 결과에 따라서 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하는 단계;
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 단계; 및
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 단말의 네트워크 진입 절차를 수행하는 단계를 포함하는 핸드오버 수행 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하는 단계는, 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 없는 경우에는 초기 네트워크 진입(initial network entry) 절차를 수행하도록 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하고, 상기 인증 정보에 의하여 상기 단말을 인증할 수 있는 경우에는 네트워크 재진입(network reentry) 절차를 수행하도록 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 핸드오버 절차 최적화 플래그는, 상기 인증 정보 및 상기 서빙 기지국이 제공한 상기 단말의 보안 컨텍스트에 의하여 상기 단말을 인증한 결과에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 수행 방법.
  14. 핸드오버를 수행하는 단말에 있어서,
    스캐닝을 통하여 타겟 기지국 정보를 획득하고 타겟 기지국을 선택하며, 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 타겟 기지국으로의 네트워크 진입 절차를 수행하는 제어부; 및
    서빙 기지국과의 연결에서 사용된 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하고, 상기 타겟 기지국으로부터 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 수신하는 송수신부를 포함하는 단말.
  15. 핸드오버를 수행하는 타겟 기지국에 있어서,
    인증 정보에 의하여 단말을 인증한 결과에 따라 핸드오버 절차 최적화 플래그를 결정하고, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그에 따라 상기 단말의 네트워크 진입 절차를 수행하는 제어부; 및
    상기 단말과 서빙 기지국 간의 연결에서 사용된 상기 인증 정보 및 상기 타겟 기지국으로의 직접 핸드오버를 나타내는 지시 정보가 포함된 레인징 요청메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 핸드오버 절차 최적화 플래그가 포함된 레인징 응답 메시지를 상기 단말로 송신하는 송수신부를 포함하는 타겟 기지국.
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