WO2009157725A2 - 전용레인징코드를 이용한 핸드오버 지원방법 - Google Patents

전용레인징코드를 이용한 핸드오버 지원방법 Download PDF

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WO2009157725A2
WO2009157725A2 PCT/KR2009/003442 KR2009003442W WO2009157725A2 WO 2009157725 A2 WO2009157725 A2 WO 2009157725A2 KR 2009003442 W KR2009003442 W KR 2009003442W WO 2009157725 A2 WO2009157725 A2 WO 2009157725A2
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WO
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handover
base station
information
ranging
dedicated
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육영수
류기선
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엘지전자 주식회사
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    • H04W36/0038—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection with transfer of context information of security context information
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    • H04W36/0055—Transmission or use of information for re-establishing the radio link

Definitions

  • the present invention relates to a method for supporting handover in a wireless access system.
  • Handover refers to a handover when a mobile terminal moves through a communication zone such as a cell of a base station, when the mobile terminal leaves the sal area of the serving base station and enters the sal area of the base station during a call. It refers to a function that allows you to maintain a busy call by exchanging channels or lines.
  • Handovers can be divided into Softer Handover, Soft Handover, and Hard Handover.
  • the softer handover is a handover performed in one cell, and means that the UE changes to a good channel among the channels being used within cell coverage.
  • Soft Handover is a method of operating two adjacent channels at the same time and ending one channel slowly. Soft handover can be easily implemented because CDMA uses the same frequency band.
  • Hard Handover is a method of disconnecting a channel that is currently in a call and immediately connecting to another channel.
  • Ranging refers to a collection of processes for maintaining connection quality (particularly, synchronization) of RFCRadio Frequency (RFCRadio Frequency) communication between a base station and a terminal in IEEE 802.16 or the portable Internet.
  • RFCRadio Frequency RFCRadio Frequency
  • ranging is not a problem because the base station transmits to multiple terminals at one reference timing.
  • the propagation delay may be different for each terminal. Therefore, as a separate timing synchronization method for this, the base station and the terminal perform ranging. That is, ranging is a procedure for various terminals to correctly adjust synchronization for transmission time.
  • Initial ranging is used for initial network entry and coupling when the terminal first enters the base station (for example, when the terminal is powered on or switched from a long idle mode to an idle mode).
  • Periodic ranging is periodically transmitted by the terminal to the base station for synchronization tracking.
  • Handoff lasing is performed by the terminal for synchronization with the target base station during the handoff.
  • Bandwidth Request (BR) Ranging is transmitted by the base station to request uplink allocation. Bandwidth requirement ranging is only transmitted in a terminal that is already synchronized with the system.
  • connection ID Connection IDentifier
  • connection identifier refers to an address for identifying and identifying a connection ion mapped to a required service flow between each peer on the MAC sublayer.
  • the CID is included in the MAC PDU header. That is, all connections between the base station and the terminal are identified by the CID in the MAC header, and the CID is matched with a Service Flow IDentiifier (SFID) defining service flow QoS parameters associated therewith.
  • SFID Service Flow IDentiifier
  • the management CID may be allocated from the base station at the time of initialization when all terminals access the base station. That is, the terminal may be assigned a management CID from the base station through a series of ranging and registration process. Management CID can be classified into Primary CIID, Basic CIDCPrimary CID) and Secondary CID.
  • the base CID (BCID) is used by the base station for identification of the terminal in the initial access step. That is, the MAC address of the terminal is mapped to the basic CID.
  • the initial CID (PCID) may be used in authentication messages and dynamic resource allocation related messages.
  • the management CID there are a transport CID for classifying a service of user traffic, a broadcast CID for classifying broadcast traffic, and a multicast CID for multicast CID.
  • the transmission CID (TCID) may be assigned for each connection generated between the terminal and the base station.
  • the present invention is to satisfy the new requirements for the general technology as described above, an object of the present invention is to provide an efficient handover support method in a broadband wireless access system.
  • Another object of the present invention is to provide a method of optimizing the handover process by simplifying a complicated process during handover and transmitting and receiving only necessary minimum information.
  • the present invention discloses various methods for supporting handover in a wireless access system.
  • a method for supporting handover includes transmitting a handover request message to a first base station (a serving base station) and from the first base station.
  • a first message UL grant or UL-MAP message
  • DCI dedicated code index
  • the ranging response message may include timing adjustment information power adjustment information, handover procedure optimization information, and CQICH allocation information.
  • the authentication information may be generated at the second base station using an authentication key (AK) of the mobile terminal, a CMAC key count of the mobile terminal, and a dedicated code index (DCI).
  • the handover related information may include information on an act time to perform a handover and a handover indication field.
  • a method for supporting handover includes: receiving, at a second base station (TBS), a handover request message including an authentication key (AK) and a CMAC key count from a first base station; Transmitting a handover response message including handover related information; assigning a ranging code index indicating a dedicated ranging code for performing non-competitive based ranging with the mobile terminal; and an authentication key and a CMAC key. Generating authentication information using at least one of a count and a ranging code index, and transmitting a first message including the authentication information.
  • a timing adjustment information, power adjustment information, and handover in response to receiving a dedicated ranging code from a mobile terminal and in response to the dedicated ranging code.
  • the method may further include transmitting a ranging response message including the procedure optimization information and the CQICH allocation information.
  • the handover related information may include information on an action time to perform a handover and a handover indication field.
  • a method for supporting handover comprising: receiving a first handover request message from a mobile station at a first base station and including an authentication key (AK) and a CMAC key count for the mobile station; Sending a second handover request message to the second base station; receiving a second handover voice message including handover related information from the second base station; and receiving a first handover response message including the handover related information. And transmitting to the second terminal.
  • AK authentication key
  • CMAC key count for the mobile station
  • the first handover response message and the second handover response message may further include authentication information for the mobile terminal.
  • the authentication information may be generated at the second base station using at least one of an authentication key (AK), a CMAC key count, and a dedicated code index indicating a dedicated ranging code.
  • the handover related information may include information on an act time to perform a handover and a handover indication field.
  • the handover process can be optimized by simplifying the complicated handover process and transmitting and receiving only the minimum required information.
  • the handover tensing procedure can be optimized by using a method for allocating a dedicated ranging code as one of the embodiments of the present invention. Therefore, delay time in handover can be minimized.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a handoff procedure used in an IEEE 802.11e system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a handover procedure using a dedicated ranging code as an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating one method of performing a handover using a dedicated code index (DCI) according to another embodiment of the present invention.
  • DCI dedicated code index
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another one of a handover method using a dedicated code index (DCI) according to another embodiment of the present invention.
  • DCI dedicated code index
  • HO ID handover identifier
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature is not combined with any other component or feature It may be implemented in the form.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be substituted for any configuration or feature of another embodiment.
  • the base station is meant as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station. Certain operations described as being performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • various operations performed for communication with a mobile station in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • the 'base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an advanced base station (ABS), or an access point.
  • Mobile Station (MS) is a UEC User Equipment, SS (Subscriber Station), MSS (Mobile Subscriber Station), Mobile Terminal (Mobi le Terminal), Advanced Mobile Station (AMS) or Terminal (Terminal) May be replaced with such terms.
  • the transmitting end refers to a fixed and / or second node that provides a data service or a voice service
  • the receiving end refers to a fixed station that receives a data service or a voice service.
  • / or mobile node Therefore, in uplink, a mobile station may be a transmitting end and a base station may be a receiving end. Similarly, in downlink, a mobile station may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • the mobile station of the present invention is a personal digital assistant (PDA), a cell phone, a personal communication service (PCS) phone, a GSKGlobal System for Mobile (WCDMA) phone, a WCDMA (Wideband CDMA) phone, MBSCMobile. Broadband System), Hand-Held PCs, Notebook PCs, Smart Phones or Multi-Mode Multi-band (: -MB) terminals may be used.
  • PDA personal digital assistant
  • PCS personal communication service
  • WCDMA Wideband CDMA
  • MBSCMobile Broadband System
  • Hand-Held PCs Portable Multi-Mode Multi-band
  • -MB Multi-Mode Multi-band
  • a smart phone is a terminal which combines the advantages of a mobile communication terminal and a personal portable terminal, and may mean a terminal integrating data communication functions such as schedule management, fax transmission and reception, etc. which are functions of a personal mobile terminal.
  • a multimode multiband terminal is a multi-modem chip that can operate in both portable Internet systems and other mobile communication systems (for example, CDMA Code Division Multiple Access 2000 system, WCDMA (fideband CDMA) system, etc.) Speak terminal.
  • Embodiments of the invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to embodiments of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs).
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs yield programmable gate arrays
  • processors controllers
  • microcontrollers microprocessors
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, or functions for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the IEEE 802 system, the 3GPP system, the 3GPP LTE system, and the 3GPP2 system. That is, the steps or parts which are not described in order to clarify the technical spirit of the present invention may be supported by the above documents.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a handoff procedure used in an IEEE 802.16e system.
  • the mobile station may be registered in a serving base station (SBS) to transmit and receive data.
  • the serving base station may periodically broadcast handover trigger conditions and information on neighboring base stations present in its coverage to mobile stations through a M0B_NBR—ADV message.
  • the mobile station While communicating with the serving base station, the mobile station starts scanning for neighboring base stations based on a HO Tr igger condition. If the scanning value exceeds the hysteresis margin, the mobile station performs the handoff procedure by sending a handover request (M0B_MSH0-REQ) message including a Candidate HO BS field to the serving base station. (S101).
  • M0B_MSH0-REQ handover request
  • the serving base station receiving the handover request notifies the handover request to the candidate handover base stations (Candidate HO BSs) included in the M0B_MSH0-REQ message through a handover request (HO—REQ) message (S102).
  • the serving base station and the target base station may exchange context information through the backbone network.
  • a radio bearer path may be set and registered between the serving base station and the target base station.
  • the candidate handover base stations (eg, TBS) transmit handover related information to the serving base station through a handover voice response (H0-RSP) message for the mobile terminal that has made the handover request (S103).
  • H0-RSP handover voice response
  • the serving base station handovers the handover related information contained in the H0-RSP message.
  • the MOB_BSH0-RSP message includes an action time to perform a handoff (Act ion Time), a handover indication (H0-ID), or a dedicated handover CDMA ranging code (Dedicated HO CDMA Ranging Code). Necessary information may be included (S104).
  • the serving base station may transmit an acknowledgment acknowledgment signal (H0-ACK) for the handover response message to the target base station (S105).
  • H0-ACK acknowledgment acknowledgment signal
  • the mobile station selects one target base station based on the handover information included in the MOB 'BSH0-RSP message received through the coordinat ion of the serving base station. If the mobile station determines the handover, it transmits a handover indication (M0B_H0-IND) message to the serving base station (S106).
  • M0B_H0-IND handover indication
  • the serving base station may inform the mobile station to perform handover to the target base station by transmitting a handover confirmation (H0-Conf irm) message to the target base station (S107).
  • a handover confirmation H0-Conf irm
  • the target base station may transmit an acknowledgment acknowledgment signal H0-ACK for the handover confirmation message to the serving base station (S108).
  • the isoterminal may transmit a ranging request message including a handover tensing code (CDMA code) to the base station in order to synchronize with the target base station (S109).
  • CDMA code handover tensing code
  • the target base station receiving the CDMA code transmits the ranging success or physical correction values to be used in the target base station through a ranging response (RNG-RSP) message to the mobile station.
  • the target base station may transmit an uplink map message including uplink resource allocation information to the mobile station (S110).
  • the mobile terminal holds the physical correction value acquired through the RNG-RSP message.
  • the physical values that were present can be corrected.
  • the mobile station may send a ranging request (RNG—REQ) message including the MAC address and other security information of the mobile station to perform an authentication procedure at the target base station.
  • the security information may include a CMAC key count (S111).
  • the target base station receiving the ranging request message may perform a procedure of updating the authenticator ASN and the CMAC key count (S112).
  • the target base station transmits a ranging response message including system information (SI) and handover optimization information (HO Proc. Opt.) To be used by the target base station, such as a connection identifier (CID), to the mobile station (S113). .
  • SI system information
  • HO Proc. Opt. handover optimization information
  • CID connection identifier
  • the mobile terminal can perform communication with the target base station which has been handed off (S114).
  • the radio bearer established between the target base station and the serving base station is released.
  • a period during which a mobile station performs a ranging procedure for synchronizing with a target base station during handover is a H0 interruption time.
  • Step S109 of FIG. 1 is basically performed based on contention. Therefore, if the transmission of the handover ranging code fails, the handover stop time may be long.
  • a dedicated code can be assigned to a mobile station performing handover in a serving base station.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a handover procedure using a dedicated ranging code according to an embodiment of the present invention.
  • Steps S201 to S205 of FIG. 2 are similar to steps S101 to S106 of FIG. 1. Therefore, the corresponding description will refer to FIG. 1.
  • the other base station uses a UL grant or an UL map (UL-MAP) to provide a dedicated code for handover ranging to a mobile station (MS).
  • UL-MAP UL grant or an UL map
  • DCI Dedicated Code Index
  • the mobile station can perform handover ranging by using the assigned dedicated ranging code.
  • the probability of transmission failure of the dedicated ranging code may be lowered (S207).
  • the target base station receiving the ranging code moves a ranging response message including one or more of timing alignment information, power adjust information, and uplink resource allocation information for transmitting the ranging request message. It can transmit to the terminal (S208).
  • the mobile station can correct the physical values using the information included in the ranging response message and transmit a ranging request message to the target base station for performing an authentication procedure through the allocated uplink radio resource.
  • the ranging request message may include the CMAC key count value of the mobile station and may be transmitted to the target base station (S209).
  • the target base station and the authenticator ASN may perform a procedure of updating the CMAC key count value received from the mobile station (S210).
  • the target base station may complete the handover procedure by transmitting a ranging response message including the handover optimization information and the CQICH allocation information to the mobile station. Therefore, the mobile station can then transmit and receive data with the other base station (S211, S212).
  • a mobile station uses a dedicated code index (DCI) for non-competitive ranging through messages broadcast from a target base station (UL Grant or UL— MAP). Index) can be received.
  • the serving base station may transmit a dedicated code index (DCI) to the mobile terminal.
  • the target base station may allocate a dedicated code index to the mobile terminal and inform the serving base station of the information about the dedicated code index through the backbone network.
  • the serving base station may transmit a mobile terminal including a dedicated tasing code in the handover voice answer (MOB ⁇ BSH0-RSP) message in step S204.
  • the handover ranging procedure may be further simplified.
  • the information included in the ranging message may be shared in advance by the serving base station and the target base station.
  • various information may be included in the tening message transmitted and received in steps S208 and S209 in FIG. 2. However, most of the information included in the ranging message may be exchanged through the backbone network between the serving base station and the target base station.
  • the mobile station and the target base station can simplify the ranging procedure by performing an authentication procedure using a ranging code.
  • a method of performing authentication on the mobile terminal as a ranging code transmitted by the mobile terminal.
  • authentication of a mobile station may be performed through a CMAC key included in a ranging request message.
  • the CMAC key may be generated using an authentication key (AK) of 20 bytes.
  • the CMAC key is included in a specific message in terms of security for the specific message, and does not need to be used for authentication of the mobile terminal which performs the handover. That is, in the case of simplifying the ranging procedure as in another embodiment of the present invention, authentication of the mobile terminal may be performed by transmitting and receiving a portion of the authentication key between the mobile terminal and the target base station.
  • the ranging procedure of steps S209 to S211 may be omitted.
  • the handover optimization information and the CQICH allocation information transmitted in step S211 may be included in the ranging response message of step S208 and transmitted.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating one of a method for performing handover using a dedicated code index (DCI) according to another embodiment of the present invention.
  • DCI dedicated code index
  • FIG. 3 illustrates that the target base station and / or serving base station does not directly transmit a dedicated code index (DCI) for non-competitive based ranging to the mobile station, but authentication information (M) derived using DCI.
  • DCI dedicated code index
  • M authentication information
  • a mobile station may register with a serving base station (SBS) to transmit and receive data.
  • the serving base station may periodically broadcast handover trigger conditions and information on neighboring base stations within its coverage to the mobile stations through the M0B_NBR-ADV message.
  • the mobile station can start scanning for neighboring base stations based on a handover trigger condition while communicating with the serving base station. If the scanning value exceeds the hysteresis margin, the mobile station may transmit a handover request (M0B_MSH0-REQ) message including a candidate handover base station (Candidate HO BS) field to the serving base station (S301).
  • M0B_MSH0-REQ handover request
  • Candidate HO BS candidate handover base station
  • the serving base station receiving the handover request is a candidate included in the M0B_MSH0-REQ message.
  • the handover base stations (Candidate HO BS) to inform the target base station of the handover request using a handover request (H0-REQ) message over the backbone network.
  • the handover request message may further include an authentication key (AK) and a CMAC KEY count (CMAC KEY count) for the mobile terminal (S302).
  • the serving base station and the target base station may exchange context information through a backbone network.
  • a radio bearer path may be set and registered between the serving base station and the target base station.
  • the target base station may transmit a handover voice answer (HO—RSP) message including information related to handover to the serving base station (S303).
  • HO—RSP handover voice answer
  • the serving base station transmits the handover related information included in the H0-RSP message to the mobile station using a handover voice answer (M0B_BSH0—RSP) message.
  • the handover related information may include information required for handover such as an action time (Act ion Time) information for performing a handover and a handover indication (H0-ID) (S304).
  • the mobile station After receiving the M0B_BSH0-RSP message, the mobile station transmits a handover indication (M0B_H0-IND) message for informing a handover with the target base station (S305).
  • M0B_H0-IND handover indication
  • the target base station may allocate a dedicated code index (DCI) to the mobile terminal to perform dedicated ranging in a non-competitive manner with the mobile terminal.
  • the target base station can generate the authentication information (M) using the authentication key (AK) of the mobile terminal, the CMAC key count and the DCI assigned to the mobile terminal (S306).
  • a handover indication M0B_H0-IND
  • UL grant uplink grant
  • UL-MAP uplink map
  • M authentication information
  • the mobile terminal can obtain the dedicated code index using the authentication information. Equation 2 below shows an example of a function for deriving authentication information (M).
  • DCI f _1 (AK, CMAC-KEY count, ⁇ )
  • the mobile terminal can obtain the DCI by substituting the authentication information M into a function for obtaining the DCI (S308).
  • the mobile station can transmit a dedicated ranging code indicated by the acquired DCI to the target base station (S309).
  • the target base station can know which mobile terminal performs handover by checking the dedicated ranging code. Therefore, the authentication procedure can be performed with the mobile terminal.
  • the target base station may perform a procedure of updating the authenticator ASN and the CMAC key count as one of the procedures.
  • the target base station may transmit a ranging voice response message including one or more of timing adjustment information, power adjustment information, handover procedure optimization information, and CQICH allocation information to the mobile terminal as a response to the ranging code for handover ranging. (S3U).
  • the handover procedure is completed and the mobile station can register with the target base station to transmit and receive data (S312).
  • DCI dedicated code index
  • FIG. 4 illustrates that the target base station and / or the serving base station does not directly transmit a dedicated code index (DCI) for non-competitive based ranging to the mobile station, but instead transmits authentication information (M) derived using DCI. Another method of transmitting is disclosed.
  • DCI dedicated code index
  • M authentication information
  • the serving base station can prevent the risk of exposure of the DCI by transmitting the authentication information (M) generated using the DCI to the mobile terminal, without directly transmitting the DCI.
  • FIG. 4 receives dedicated code index (DCI) information from a serving base station through a handover response message (M0B_BSH0-RSP).
  • DCI dedicated code index
  • the mobile station MS may transmit a handover request (M0B_MSH0-REQ) message to the slow base station (S401).
  • M0B_MSH0-REQ handover request
  • the serving base station receiving the handover request transmits a handover request (H0-REQ) message to the target base station through the backbone network.
  • the handover request (H0-REQ) message may further include an authentication key (AK) and a CMAC KEY count (CMAC KEY count) for the mobile terminal (S402).
  • the other base station that receives the handover request (H0-REQ) message may allocate a dedicated code index (DCI) to the mobile terminal to perform a dedicated ranging in a non-competitive manner with the mobile terminal.
  • the target base station may generate the authentication information (M) by using the authentication key (AK) of the mobile terminal, the CMAC key count and the DCI assigned to the mobile terminal.
  • the authentication information is mathematical It may be generated using 1 (S403).
  • the target base station may transmit a handover voice answer (H0-RSP) message including information related to handover and authentication information (M) to the serving base station (S404).
  • H0-RSP handover voice answer
  • M authentication information
  • the serving base station may transmit a handover response (M0B_BSH0-RSP) message including handover related information and authentication information (M) to the mobile terminal.
  • the handover related information includes information required for handover such as uplink resource allocation information for ranging code, act ion time information to perform handoff, and handover indication (HO—ID).
  • HO—ID handover indication
  • One or more symptoms may be included (S405).
  • the mobile station After receiving the M0B_BSH0-RSP message, the mobile station transmits a handover indication (MOB—H0—IND) message for informing a handover with the target base station (S406).
  • a handover indication MOB—H0—IND
  • the mobile station After transmitting the handover indication message to the serving base station, the mobile station can acquire the DCI using the authentication information (M) obtained in step S405.
  • the mobile terminal can derive the DCI before step S406.
  • the method of deriving the DCI may refer to Equation 2 (S407).
  • the mobile station can transmit the dedicated ranging code indicated by the DCI acquired in step S407 to the target base station without receiving an uplink map message or an uplink grant message from the target base station (S408).
  • the other base station can determine which mobile terminal performs handover by checking the dedicated ranging code. Therefore, the authentication procedure can be performed with the mobile terminal.
  • the target base station may perform a procedure for updating the authenticator ASN and the CMAC key count as one of the authentication procedures (S409).
  • the target base station may transmit a ranging answer message including the timing adjustment information, the power adjustment information, the handover procedure optimization information, and the CQICH allocation information as a response to the ranging code for handover ranging (S410). ).
  • the handover procedure is completed, and the mobile station can register with the target base station and transmit and receive data (S411). Authentication Information (M) Generation Condition
  • the function (Equation 1) for generating the authentication information (M) used in the embodiments of the present invention will be described in detail. It is preferable that the function (f) for generating authentication information satisfies the following conditions.
  • the CMAC—KEY count may be a different value for each terminal or may be the same value.
  • the CMAC-KEY count may be omitted.
  • the condition of the function (f) for generating authentication information may be changed as follows.
  • the authentication information generation function ( f) is It is desirable to satisfy the following conditions.
  • the serving base station generates the authentication information (M) and can inform the target base station and the mobile terminal. For example, the serving base station that receives the handover request (M0B_MSH0-REQ) message from the mobile station allocates a DCI to the mobile station, and uses authentication information (AK, CMAC-KEY count and DCI) of the mobile station. M) can be generated.
  • the serving base station transmits the authentication information (M) to the target base station through the backbone network, and includes the authentication information in the handover response (M0B_BSH0-RSP) message to the mobile station.
  • the target base station transmits a fast ranging information element (Fast Ranging IE) in the UL-MAP.
  • a fast ranging information element Fast Ranging IE
  • the target base station assigns a specific connection identifier (CID) or a mobile station identifier (MSID: Moblie Station IDentifier) to the mobile station for transmission of the authentication information (M), and then UL- as the CID or MSID.
  • CID connection identifier
  • MSID mobile station identifier
  • MSID Moblie Station IDentifier
  • the mobile station may receive a specific MAP masked with the identifier.
  • the base station may allocate a predetermined connection km to the mobile station that informs the handover (H0) related information.
  • the base station may include the authentication information (M) in the broadcast message transmitting the predetermined connection and transmit the same to the mobile terminal.
  • the resource allocation information for this connection may be included in the UL-MAP together with the CID and broadcasted to the mobile terminal.
  • the base station sets one specific channel for transmitting a broadcast message, thereby broadcasting authentication information together with other broadcast information through the specific channel.
  • the base station includes resource allocation information and CID for transmitting authentication information.
  • UL-MAP can be broadcast to the mobile terminal.
  • the base station may fix the location of the radio resource through which the authentication information is transmitted and transmit the authentication information only through the fixed location. How to configure dedicated ranging code
  • Dedicated Ranging Code can be assigned in various ways. Private ranging codes should not be used by anyone other than the assigned user.
  • a base station in a cell informs a mobile station of a ranging code through a broadcast channel. At this time, the base station informs the mobile station of the range according to the purpose of the ranging code.
  • the base station can inform the mobile terminal of an initial polynomial and an initial state.
  • the base station and the mobile station can generate a long length code using an initial polynomial and an initial state, cut the long length code into a predetermined length, and assign an index according to the purpose.
  • the base station uses the broadcast message to determine the range of the ranging code index according to the purpose for which each code is used (for example, initial ranging, hand). Handover ranging, periodic ranging, bandwidth request ranging, etc.) may be informed to the mobile terminal.
  • a specific range of the above-mentioned long length ranging code may be used.
  • the base station is able to By notifying the mobile station only, the other mobile station can be prevented from being used without the permission of the base station.
  • the base station does not inform the dedicated ranging channel area itself, but only the information about the allocated area, so that the other mobile station does not belong to the other base station.
  • the terminal may not be able to know whether it is available. How to reuse ranging code
  • the ranging codes are preferably allocated so that code sets used between adjacent cells do not overlap.
  • the use of different ranging codes between adjacent cells does not interfere with the seed cell. However, the same code can be reused for distant cells, not adjacent cells.
  • each cell has a primary ranging code set and a dedicated ranging code set
  • a second cell far from the dedicated ranging code set used by the first cell. You can choose from the basic ranging codesets. In this way, limited ranging code can be used efficiently.
  • the information about the dedicated ranging code may be transmitted only to a specific mobile terminal through a handover related message.
  • each cell can easily reuse the same code. That is, even if the same ranging codeset is used in adjacent cells, if different resources are used in the time and / or frequency domain, adjacent cells may reuse the same ranging code.
  • a handover identifier (HO ID) is generated for use in an initial ranging process at another base station.
  • the handover identifier is assigned by the candidate base stations in the handover preparation step before the target base station is determined, there is a problem of generating an identifier that is not used by the candidate base station that does not perform the actual handover.
  • FIG. 5 illustrates a method that may be additionally applied to the embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 2 to 4. Therefore, parts that overlap with the description of FIGS. 2 to 4 will be referred to the accompanying drawings.
  • the mobile station MS transmits a handover request (MOB ⁇ MSH0-REQ) message to the serving base station (SBS) (S511), and the serving base station (SBS) targets through the backbone network.
  • a handover request (HO-request) message may be transmitted to the base station (TBS) (S512).
  • the target base station receiving the handover request (HO— request) message may generate a handover identifier and include the handover identifier in a handover response (HO-response) message and transmit it to the serving base station (S513).
  • the serving base station may include the handover identifier in the handover response (M0B_BSH0-RSP) message and transmit it to the mobile station (S514).
  • the mobile station transmits a handover indication message indicating that the handover is to be performed to the serving base station (S515), and the serving base station may transmit a handover complete message to the target base station (S516).
  • the serving base station may set the size of the handover identifier to have a value larger than a predetermined bit (eg 8 bits), and may generate a handover identifier.
  • the mobile station MS transmits a handover request (M0BJ1SH0-REQ) message to the serving base station (SBS) (S531), and the serving base station (SBS) transmits a target base station (SBS) to the target base station (SBS).
  • TBS may transmit a handover request (HO-request) message (S532).
  • the target base station that receives the handover request (HO-request) message may transmit a handover response (HO-response) message to the serving base station. (S533).
  • the serving base station generates a handover identifier having a size larger than a predetermined size, and transmits the handover identifier (HO ID) to the mobile station by including a handover identifier (HO ID) in the handover response (M0B_BSH0-RSP) message (S534).
  • the mobile station transmits a handover indication message indicating that handover is to be performed to the serving base station (S535), and the serving base station may transmit a handover identifier assigned to the mobile station to the target base station using the handover complete message ( S536).
  • the handover related messages used in FIGS. 5A and 5B may use the handover related messages described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the mobile terminal can operate as a transmitter in the uplink and the receiver in the downlink.
  • the base station can operate as a receiver in the uplink and as a transmitter in the downlink. That is, the mobile terminal and the base station may include a transmitter and a receiver for transmitting information or data.
  • the transmitter and receiver may include a processor, modules, parts, and / or means for carrying out the embodiments of the present invention.
  • the transmitter and the receiver may use modules for encrypting messages, modules for interpreting encrypted messages, messages for It may include an antenna for transmitting and receiving.
  • the mobile terminal used in the embodiments of the present invention may include a low power RF (Radio Frequency) / IF (Int ermedi at e Frequency) models.
  • the mobile terminal may control a MAC (Medium Access Control) frame variable control function, a handover function, authentication, and encryption depending on a controller function, a service characteristic, and a propagation environment for performing the above-described embodiments of the present invention.
  • the base station may transmit data received from the upper layer to the mobile terminal wirelessly or wired.
  • the base station may include low power RFCRadio Frequency (IF) / Intermediate Frequency (IF) models.
  • the base station is a controller function for performing the above-described embodiments of the present invention, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) packet scheduling, time division duplex (TDD) pattern scheduling and channel MAC frame variable control function according to multiplication function, service characteristics and radio wave environment, high speed traffic real time control function, handover function, authentication and encryption function, packet modulation and demodulation function for data transmission, high speed packet channel coding function And means, modules, or the like for performing a real-time module control function.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • TDD time division duplex
  • channel MAC frame variable control function according to multiplication function, service characteristics and radio wave environment
  • high speed traffic real time control function handover function
  • authentication and encryption function packet modulation and demodulation function for data transmission
  • high speed packet channel coding function
  • Embodiments of the present invention can be applied to various wireless access systems.
  • various radio access systems include 3rd Generation Partnership Project (3GPP), 3GPP2 and / or IEEE 802.xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802) systems.
  • Embodiments of the present invention can be applied not only to the various wireless access systems, but also to all technical fields using the various wireless access systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선접속시스템에서 핸드오버를 지원하는 다양한 방법들을 개시한다. 본 발명의 일 실시예로서 핸드오버를 지원하는 방법은, 제 1 기지국(서빙 기지국)으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계와 제 1 기지국으로부터 핸드오버 관련 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계와 제 2 기지국(타겟 기지국)으로부터 인증정보(M)를 포함하는 제 1 메시지(UL 그랜트 또는 UL-MAP 메시지)를 수신하는 단계와 인증정보(M)를 이용하여 전용레인징코드를 지시하는 전용코드인덱스(DCI)를 도출하는 단계와 비경쟁 기반으로 전용레인징코드를 제 2 기지국으로 전송하는 단계와 전용레인징코드에 대한 응답으로 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
전용레인징코드를 이용한 핸드오버 지원방법
【기술분야】
본 발명은무선접속시스템에서 핸드오버를지원하는 방법에 관한 것이다.
【배경기술】
이하 핸드오버 및 레인징 절차에 대하여 간략히 검토한다.
핸드오버 (Handover)란 이동중인 단말이 기지국의 셀 (cell)과 같은 통신영역 (zone)을 이동할 때, 통화 중에 서빙 기지국의 샐 영역을 벗어나 다론 기지국의 샐 영역으로 진입하는 경우에 통화를 그대로 유지하도록 하는 기능 (채널이나회선의 교환을 수행하여 통화중인 호를 계속 유지 되도록 하는 기능 등)을 말한다.
핸드오버는 소프터 핸드오버 (Softer Handover), 소프트 핸드오버 (Soft Handover) 및 하드 핸드오버 (Hard Handover)로구분할수 있다.
이때， 소프터 핸드오버는 하나의 셀 내부에서 이루어지는 핸드오버로서, 단말이 셀 커버리지 (cell coverage) 내에서 사용중인 채널 중 양호한 채널 등으로 바꾸는 것을 말한다. 소프트 핸드오버 (Soft Handover)는 인접한 2개의 채널을 동시에 운영하며, 종국에 가서는 1개 채널을 서서히 끊는 방식을 말한다. 소프트 핸드오버의 경우 CDMA 방식에서는 같은 주파수대역을 사용하기 때문에 쉽게 구현할 수 있다. 하드 핸드오버 (Hard Handover)는 현재 통화중인 채널을 끊고, 곧바로 다른 채널로 연결하는방식을 말한다.
단말은 현재 서비스중인 기지국의 ¾ 영역에서 다른 기지국의 셀 영역으로 이동하고 다른 기지국으로 핸드오버를수행한후 레인징 (Ranging) 절차를수행한다. 레인징은 IEEE 802.16 또는 휴대인터넷 등에서, 기지국과 단말기 간의 RFCRadio Frequency) 통신의 연결 품질 (특히， 동기화)을 유지하기 위한 프로세스의 집합체를 말한다. 레인징은 0FDMA/TDD 방식을 기반으로 하는 다중 접속시， 하향링크에서는 기지국이 여러 단말들에게 하나의 기준 타이밍으로 송신하므로 문제가 되지 않는다. 다만, 상향링크에서는 여러 단말이 제각각 신호를 송신하므로 전파 지연이 단말마다 다르게 나타날 수 있다. 따라서， 이를 위한 별도의 타이밍 동기화 방법으로 기지국과 단말은 레인징을 수행한다. 즉， 레인징은 여러 단말기가 송신 시간에 대한 동기를을바르게 조정하기 위한 절차이다.
단말과 기지국 간의 상향 링크의 동기 획득 및 전력 제어의 용도로서, 초기 레인징 (Initial Ranging) , 주기적 레인징 (Periodic Ranging) 및 핸드오프 (Hand-Off (HO) Ranging) 테인징이 있다. 또한, 단말이 기지국에 대역폭을 요구하기 위한 대역폭 요구 테인징이 있다.
초기 레인징은 단말이 기지국에 최초에 진입시 (예를 들어， 단말의 전원을 키거나 오랜 휴지모드에서 유휴모드로 전환시) 초기 망 진입과 결합에 사용된다. 주기적 레인징은 단말이 기지국에 대해 동기 추적을 위해 주기적으로 전송된다. 헨드오프 레이징은 단말이 핸드오프 동안 타켓 기지국과의 동기화를 위해 단말에 의해 수행된다. 대역폭 요구 레인징 (Bandwidth Request (BR) Ranging)은 기지국에서 상향링크 할당을 요구하기 위해 전송된다. 대역폭 요구 레인징은 시스템과 이미 동기가 이뤄진 단말에서만 전송된다.
기지국이 단말로부터 레인징 요청 메시지를 수신하면， 기지국은 해당 단말의 연결 식별자 (CID: Connection IDentifier)를 생성한다. 이후, 기지국은 단말과 재협상 , 재인증 및 재등록 과정 등을 수행한다 .
연결 식별자 (CID)는 MAC 부계층 상의 각 피어 (Peer)들 사이에서 필요한 서비스 플로우 (Service Flow)에 매핑된 연결 (connect ion)에 대한 구분 및 식별을 위한 주소를 말한다 . CID는 MAC PDU 헤더에 포함된다. 즉， 기지국과 단말의 모든 연결은 MAC 헤더에 있는 CID에 의해 식별되고 , CID는 그와 관련된 서비스 플로우 (Service Flow) QoS 파라미 터들을 정의하고 있는 SFID(Service Flow IDenti f ier)와 대웅된다.
관리용 CID는 모든 단말이 기지국에 접속하는 초기화 때 기지국으로부터 할당받을 수 있다 . 즉， 단말은 관리용 CID를 일련의 레인징 및 등록 과정을 통해 기지국으로부터 할당받을 수 있다. 관리용 CID는 기본 CIlXBasic CID) , 초기 CIDCPrimary CID) 및 보조 CID (Secondary CID)로 구분할 수 있다 .
이때 , 기본 CID(BCID)는 초기 접속 단계에서 기지국이 단말의 식별을 위해 사용된다. 즉， 단말의 MAC 주소가 기본 CID에 매핑된다. 초기 CID(PCID)는 인증 메시지 및 동적 자원할당 관련 메시지들에서 사용될 수 있다. 또한， 보조 CID(BCID)는 선택사양으로서 단말의 능력 협상과정에서 사용 여부가 결정될 수 있다.
관리용 CID 외에도 사용자 트래픽의 서비스를 구분하기 위한 전송 CID(Transport CID) , 방송 트래픽을 구분하기 위한 방송 CID(Broadcast ing CID) 및 멀티 캐스트 CID(Mult i casting CID)가 존재한다. 여기서， 전송 CID(TCID)는 단말과 기지국 간에 생성된 연결마다 할당될 수 있다 .
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】 일반적으로 단말이 서빙 기지국에서 타켓 기지국으로 핸드오버를 수행한 후에 단말과 타겟 기지국이 핸드오버 레인징을 통해 등기를 획득할 수 있다. 다만， 통신기술이 발전함에 따라 핸드오버시 지연시간을 즐이기 위해 빠론 핸드오버 수행 방법이 요구된다. 따라서， 더욱 빠른 핸드오버 및 핸드오버 레인징 과정을 단축시키기 위한방법이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 일반적인 기술에 대한 새로운 요구사항을 만족시키기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 효율적인 핸드오버 지원방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 핸드오버시 복잡한 과정을 단순화하고, 필요한 최소한의 정보만을 송수신함으로써 헨드오버 과정을 최적화하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 핸드오버 레인징 절차를 최적화하는 방법에 관한 것으로서, 전용 테인징 코드를 할당하는 방법을제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.
【기술적 해결방법】
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 무선접속시스템에서 핸드오버를 지원하는 다양한 방법들을 개시한다 .
본 발명의 일 양태로서 핸드오버를 지원하는 방법은, 제 1 기지국 (서빙 기지국)으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계와 제 1 기지국으로부터 핸드오버 관련 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계와 제 2 기지국 (타겟 기지국)으로부터 인증정보 (M)를 포함하는 제 1 메시지 (UL 그랜트 또는 UL-MAP 메시지)를 수신하는 단계와 인증정보 (M)를 이용하여 전용레인징코드를 지시하는 전용코드인텍스 (DCI)를 도출하는 단계와 비경쟁 기반으로 전용레인징코드를 제 2 기지국으로 전송하는 단계와 전용레인징코드에 대한 응답으로 레인징 웅답 메시지를수신하는 단계를 포함할수 있다.
상기 본 발명의 일 양태에서 레인징 응답 메시지는， 타이밍조정 정보 전력조정 정보， 핸드오버 절차 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보를 포함할 수 있다. 또한, 인증정보는 이동단말의 인증키 (AK), 이동단말의 CMAC 키 카운트 및 전용코드인덱스 (DCI)를 이용하여 제 2 기지국에서 생성될 수 있다. 또한, 핸드오버 관련 정보는 핸드오버를 수행할 동작시간 (Act ion Time)에 대한 정보 및 핸드오버 지시 필드를 포함할수 있다.
본 발명의 다른 양태로서 핸드오버를지원하는 방법은， 제 2기지국 (TBS)에서 제 1 기지국으로부터 인증키 (AK) 및 CMAC 키 카운트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하는 단계와 제 1 기지국으로 핸드오버 관련 정보를 포함하는 핸드오버 웅답 메시지를 전송하는 단계와 이동단말과 비경쟁 기반의 전용레인징을 수행하기 위한 전용레인징코드를 지시하는 레인징코드인덱스를 할당하는 단계와 인증키, CMAC 키 카운트 및 레인징코드인덱스 중 하나 이상을 이용하여 인증정보를 생성하는 단계와 인증정보를 포함하는 제 1 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 양태는, 이동단말로부터 전용레인징코드를 수신하는 단계와 전용레인징코드에 대한응답으로타이밍조정 정보, 전력조정 정보, 핸드오버 절차 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보를 포함하는 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 양태에서 핸드오버 관련 정보는, 핸드오버를 수행할 동작시간 (Act ion Time)에 대한 정보 및 핸드오버 지시 필드를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서 핸드오버를 지원하는 방법은， 제 1 기지국에서 이동단말로부터 제 1 핸드오버 요청 메시지를 수신하는 단계와 이동단말에 대한 인증키 (AK) 및 CMAC 키 카운트를 포함하는 제 2 핸드오버 요청 메시지를 제 2 기지국으로 전송하는 단계와 제 2 기지국으로부터 핸드오버 관련 정보를 포함하는 제 2 핸드오버 웅답 메시지를 수신하는 단계와 핸드오버 관련 정보를 포함하는 제 1 핸드오버 응답 메시지를 이등단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 또 다른 양태에서 제 1 핸드오버 웅답 메시지 및 제 2 핸드오버 응답 메시지는 이동단말에 대한 인증정보를 더 포함할 수 있다. 이 때 , 인증정보는 인증키 (AK) , CMAC 키 카운트 및 전용레인징코드를 지시하는 전용코드인덱스 중 하나 이상을 이용하여 제 2 기지국에서 생성될 수 있다 . 또한， 핸드오버 관련 정보는 핸드오버를 수행할 동작시간 (Act ion Time)에 대한 정보 및 헨드오버 지시 필드를 포함할 수 있다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째， 본 발명의 실시 예들을 이용함으로써 효율적으로 핸드오버를 지원할 수 있다.
들째 , 복잡한 핸드오버 과정을 단순화하고， 필요한 최소한의 정보만을 송수신함으로써 핸드오버 과정을 최적화할 수 있다 . 셋째， 본 발명의 실시 예 중 하나로서 전용 레인징 코드를 할당하는 방법을 사용함으로써 핸드오버 테인징 절차를 최적화할 수 있다. 따라서 , 핸드오버시 지 연시간을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 IEEE 802. 16e 시스템에서 사용되는 핸드오프 절차를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예로서 전용 레인징 코드를 이용한 핸드오버 절차를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예로서 전용코드인덱스 (DCI )를 이용한 헨드오버 수행 방법 증 하나를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예로서 전용코드인덱스 (DCI )를 이용한 헨드오버 수행 방법 중 다른 하나를 나타내는 도면이다 .
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예로서 핸드오버 식별자 (HO ID)를 전송하는 방법들을 나타내는 도면이다 .
【발명의 실시를 위한 형 태】
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형 태로 결합한 것돌이다 . 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적 인 것으로 고려될 수 있다 . 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느실시예의 일부구성이나특징은 다른실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른실시예의 대웅하는구성 또는특징과교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서， 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 증심으로 설명되었다. 여기서， 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드 (terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드 (upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉， 기지국을포함하는 다수의 네트워크 노드들 (network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국 (fixed station), Node B, eNode B(eNB), 발전된 기지국 (ABS: Advanced Base Station)또는 억세스포인트 (access point)등의 용어에 의해 대체될 수 있다.또한， '이동국 (MS: Mobile Station)'은 UECUser Equipment), SS(Subscr iber Station), MSS (Mobile Subscriber Station),이동 단말 (Mobi le Terminal) ,발전된 이동단말 (AMS: Advanced Mobile Station) 또는단말 (Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한， 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및 /또는 이등 노드를 말하고， 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및 /또는 이동 노드를 의미한다. 따라서 , 상향링크에서는 이동국이 송신단이 되고， 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 이동국이 수신단이 되고， 기지국이 송신단이 될 수 있다.
한편， 본 발명서 이동국으로 개인휴대단말기 (PDA: Personal Digital Assistant), 셀를러폰， 개인통신서비스 (PCS: Personal Co誦 unication Service) 폰, GSKGlobal System for Mobile) 폰， WCDMA( Wideband CDMA) 폰， MBSCMobile Broadband System)폰， 핸드헬드 PC(Hand-Held PC)， 노트북 PC,스마트 (Smart)폰또는 멀티모드 멀티밴드 (腿 -MB: Multi Mode-Mult i Band) 단말기 등이 이용될 수 있다.
여기서， 스마트 폰이란 이동통신 단말기와개인 휴대 단말기의 장점을흔합한 단말기로서, 이동통신 단말기에 개인 휴대 단말기의 기능인 일정 관리， 팩스 송수신 및 인터넷 접속 등의 데이터 통신 기능을 통합한 단말기를 의미할 수 있다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기란 멀티 모뎀칩을 내장하여 휴대 인터넷시스템 및 다른 이동통신 시스템 (예를 들어, CDMA Code Division Multiple Access) 2000 시스템, WCDMA(fideband CDMA) 시스템 등)에서 모두 작동할 수 있는 단말기를 말한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어， 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따론 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits) , DSPs(digital signal processors) , DSPDs(digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices) , FPGAs(f ield programmable gate arrays) , 프로세서 , 콘트를러 , 마이크로 콘트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시 예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템， 3GPP 시스템 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉， 본 발명의 실시 예들 증 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다.
또한， 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명 될 수 있다 . 특히， 본 발명의 실시 예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서 인 P802. 16-2004, P802. 16e-2005, P802. 16Rev2 및 P802. 16-2009 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본원 발명 에서 개시하고 있지 않은 통신 시스템의 기본적 인 사항들은 3GPP LTE 시스템의 TS36.211, TS36.212 및 TS36.331 증 하나 이상의 표준문서를 참조할 수 있다.
이하， 본 발명에 따른 바람직 한 실시 형 태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시 적 인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며， 본 발명 이 실시될 수 있는 유일한 실시형 태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한， 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 (特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것 이며 , 이 러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서 사용되는 핸드오프 절차를 나타내는 도면이다.
이동단말 (MS)은 서빙 기지국 (SBS : Serving Base Stat ion)에 등록되어 데이터를 송수신할 수 있다 . 서빙 기지국 (SBS)은 주기적으로 자신의 커버 리지 (Coverage) 내에 존재하는 이웃 기지국들에 대한 정보 및 핸드오버 트리거 조건을 M0B_NBR— ADV 메시지를 통해 이동단말들에 브로드캐스트할 수 있다.
이동단말은 서빙 기지국과 교신을 하는 중에 핸드오버 트리거 (HO Tr igger) 조건을 기반으로 인근 기지국들에 대한 스캐닝을 시작한다. 스캐닝 값이 히스테리시스 마진 (Hysteresis Margin)을 초과했을 경우 , 이동단말은 후보 핸드오버 기지국 (Candidate HO BS) 필드를 포함하는 핸드오버 요청 (M0B_MSH0-REQ) 메시지를 서빙 기지국으로 전송함으로써 핸드오프 절차의 수행을 요청한다 (S101) .
핸드오버 요청을 받은 서빙 기지국은 M0B_MSH0-REQ 메시지에 포함된 후보 핸드오버 기지국 (Candidate HO BS)들에 게 핸드오버 요청 (HO— REQ) 메시지를 통해 핸드오버 요청을 알린다 (S102) .
이때，서빙 기지국과 타겟 기지국 (TBS: Target Base Stat ion)은 백본망을 통해 컨텍스트 정보들을 교환할 수 있다. 또한， 서빙 기지국과 타겟 기지국 간에 무선 베어 러 경로를 설정 및 등록할 수 있다 .
후보 핸드오버 기지국들 (예를 들어， TBS)은 핸드오버 요청을 한 이동단말을 위해 핸드오버와 관련된 정보들을 서빙 기지국으로 핸드오버 웅답 (H0-RSP) 메시지를 통해 전달한다 (S103) .
서빙 기지국은 H0-RSP 메시지에 포함된 핸드오버 관련 정보를 핸드오버 응답 (M0B_BSH0-RSP) 메시지를 이용하여 이동단말에 전송한다 . 이 때 , MOB_BSH0-RSP 메시지에는 핸드오프를 수행할 동작시간 (Act ion Time) , 핸드오버 지시 (H0-ID) 또는 전용 핸드오버 CDMA 테인징 코드 (Dedicated HO CDMA Ranging Code) 등의 핸드오버를 위해 필요한 정보들이 포함될 수 있다 (S104) .
서빙 기지국은 핸드오버 응답 메시지 에 대한 수신확인긍정 신호 (H0-ACK)을 타겟 기지국으로 전송할 수 있다 (S105) .
이동단말은 서빙 기지국의 협업 (Coordinat ion)을 통해 전달받은 MOBᅳ BSH0-RSP 메시지에 포함된 핸드오버 정보를 토대로 타겟 기지국을 하나 선택한다 . 이동단말이 핸드오버를 결정한 경우, 핸드오버 지시 (M0B_H0-IND) 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다 (S106) .
서빙 기지국은 핸드오버 확인 (H0-Conf irm) 메시지를 타겟 기지국으로 전송함으로써 이동단말이 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행할 것을 알려줄 수 있다 (S107) .
타겟 기지국은 핸드오버 확인 (ΗΟ-Conf irm) 메시지에 대한 수신확인긍정 신호 (H0-ACK)를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다 (S108) .
이등단말은 타겟 기지국과 동기를 맞추기 위해 핸드오버 테인징 코드 (CDMA code)를 포함하는 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다 (S109) .
CDMA 코드를 수신한 타겟 기지국은 이동단말에게 레인징 응답 (RNG-RSP) 메시지를 통해 레인징의 성공 여부 및 타겟 기지국에서 사용될 물리보정 값들을 전송한다 . 또한, 타겟 기지국은 상향링크 자원할당 정보를 포함하는 상향링크 맵 메시지를 이동단말에 전송할 수 있다 (S110) .
이동단말은 RNG-RSP 메시지를 통해 획득한 물리 보정값으로 기존에 보유하고 있던 물리 값들을 보정할 수 있다. 또한, 이동단말이 물리 값들을 보정할 필요가 없다면, 이동단말은 타겟 기지국에서 인증절차를 수행하기 위해 이동단말의 MAC 주소 및 기타 보안정보를 포함하는 레인징 요청 (RNG— REQ) 메시지를 타겟 기지국에 전송한다. 이때， 보안정보에는 CMAC키 카운트가포함될 수 있다 (S111).
레인징 요청 메시지를 수신한 타겟 기지국은 인증자 ASN과 CMAC 키 카운트를 갱신하는 절차를수행할수 있다 (S112).
타켓 기지국은 이동단말에게 연결식별자 (CID)와 같은 타켓 기지국에서 사용할 시스템 정보 (SI: System Information) 및 핸드오버 최적화 정보 (HO Proc. Opt.)를 포함하는 레인징 응답 메시지를 전송한다 (S113).
타겟 기지국이 이동단말의 인증을 성공적으로 마친 이후， 이동단말은 핸드오프한 타겟 기지국과통신을수행할수 있다 (S114). 또한, 타겟 기지국과서빙 기지국간에 설정된 무선 베어러는 해제된다.
도 1을 참조하면, 이동단말이 핸드오버를 수행하는 도중에 타겟 기지국과 동기를 맞추기 위한 레인징 절차를 수행하는 기간은 핸드오버 중단 (H0 interruption)시간이다. 도 1의 S109단계는 기본적으로 경쟁 (Content ion)기반으로 수행된다. 따라서， 만약 핸드오버 레인징 코드의 전송이 실패하게 되면 핸드오버 중단 시간이 길어질 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 서빙 기지국에서 핸드오버를 수행하는 이동단말에 전용코드를할당할수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서 전용 레인징 코드를 이용한 핸드오버 절차를 나타내는도면이다.
도 2의 S201 단계 내지 S205 단계는 도 1의 S101 단계 내지 S106 단계와 유사하다. 따라서， 이에 해당하는 설명은 도 1을 참조하도록 한다. 도 2를 참조하면, 타갯 기지국 (TBS)은 상향링크 그랜트 (UL Grant) 또는 상향링크 맵 (UL-MAP)을 이용하여 이동단말 (MS)에 핸드오버 레인징을 위한 전용 코드 (Dedicated code)를 나타내는 전용코드인덱스 (DCI: Dedicated Code Index)를 전송할수 있다 (S206).
이동단말은 할당 받은 전용 레인징 코드를 이용하여 핸드오버 레인징을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 비경쟁 방식의 레인징으로서 전용 레인징 코드의 전송실패가 발생할 확율이 낮아질 수 있다 (S207).
레인징 코드를 수신한 타겟 기지국은 타이밍 조정 (Timing Alignment) 정보, 전력 조정 (Power Adjust) 정보 및 레인징 요청 메시지의 전송을 위한 상향링크 자원할당 정보 중 하나 이상을 포함하는 레인징 응답 메시지를 이동단말에 전송할 수 있다 (S208).
이동단말은 레인징 웅답 메시지에 포함된 정보들을 이용하여 물리 값들을 보정하고, 할당받은 상향링크 무선 자원을 통해 인증 절차를 수행하기 위한 레인징 요청 메시지를 타겟 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 레인징 요청 메시지에는 이동단말의 CMAC키 카운트 값이 포함되어 타겟 기지국으로 전송될 수 있다 (S209). 타켓 기지국과 인증자 ASN(Authenticator ASN)은 이동단말로부터 수신한 CMAC 키 카운트 값을 갱신하는 절차를수행할수 있다 (S210).
타겟 기지국은 핸드오버 최적화 정보 및 CQICH할당 정보를 포함하는 레인징 응답 메시지를 이동단말에 전송함으로써， 핸드오버 절차를 완료할수 있다. 따라서, 이후 이동단말은타¾ 기지국과 데이터를송수신할수 있다 (S211, S212) .
도 2에서 이동단말은 타겟 기지국에서 방송하는 메시지들 (UL Grant 또는 UL— MAP)을 통해 비경쟁 기반의 레인징을 위한 전용코드인덱스 (DCI: Dedicated Code Index)를 수신할 수 있다. 다만， 본 발명의 일 실시예로서， 전용코드인텍스 (DCI)를 서빙 기지국이 이동단말에 전송할수 있다.
예를 들어， S203 단계에서 타겟 기지국은 이동단말에 전용코드인덱스를 할당하고, 서빙 기지국에 백본망을 통해 전용코드인덱스에 대한 정보를 알려즐 수 있다. 이때, 서빙 기지국은 S204 단계에서 핸드오버 웅답 (MOBᅳ BSH0-RSP) 메시지에 전용 테인징 코드를포함하여 이동단말에 전송할수 있다. 이러한 경우， S206단계는 생략될 수 있으므로， 핸드오버 레인징 절차는더욱 간소화될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 레인징 메시지에 포함되는 정보들을 서빙 기지국과타겟 기지국에서 미리 공유할수 있다.
예를 들어, 도 2에서 S208 단계 및 S209 단계에서 송수신되는 테인징 메시지에는 여러 가지 정보들이 포함될 수 있다. 그러나， 레인징 메시지에 포함되는 대부분의 정보들은 서빙 기지국과 타겟 기지국 간의 백본망을 통해 교환될 수 있다.
만약， 테인징 메시지에 포함되는 정보들을 백본망을 통해 송수신한다면, 이동단말과 타겟 기지국은 레인징 코드를 이용하여 인증절차를 수행함으로써 레인징 절차를 간소화 할 수 있다. 이러한 경우, 이동단말이 전송하는 레인징 코드로서 이동단말에 대한 인증을 수행하는 방법을 고려해블수 있다.
일반적인 핸드오버 레인징 절차에서 이동단말의 인증은 레인징 요청 메시지에 포함되는 CMAC 키를 통해 수행될 수 있다. CMAC 키는 20 바이트의 인증키 (AK: Authentication Key)를 이용하여 생성될 수 있다.
그러나, CMAC 키는 특정 메시지에 대한 보안 측면에서 특정 메시지에 포함될 뿐, 핸드오버를 수행하는 이동단말자체에 대한 인증을 위해서 사용될 필요는 없다. 즉, 본원 발명의 다른 실시 예와 같이 레인징 절차를 간소화하는 경우에는， 이동단말과 타겟 기지국간에 인증키의 일부를 송수신함으로써 이동단말의 인증이 수행될 수 있다 .
즉， 이동단말의 인증을 S207 단계의 레인징 코드를 이용하여 수행한다면， S209 단계 내지 S211 단계의 레인징 절차를 생략할 수 있다 . 이러한 경우에， S211 단계에서 전송되는 핸드오버 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보들은 S208 단계의 레인징 응답 메시지에 포함되어 전송될 수 있다 .
도 3은 본 발명의 다른 실시 예로서 전용코드인덱스 (DCI )를 이용한 핸드오버 수행 방법 중 하나를 나타내는 도면이다.
도 3은 타겟 기지국 및 /또는 서빙 기지국이 비경 쟁 기반의 레인징을 위한 전용코드인덱스 (DCI : Dedicated Code Index)를 직접 이동단말에 전송하는 것이 아니라, DCI를 이용하여 도출된 인증정보 (M)를 전송하는 방법을 개시한다 .
도 3을 참조하면 , 이동단말 (MS)은 서빙 기지국 (SBS: Serving Base Stat ion)에 등록되어 데이터를 송수신할 수 있다. 서빙 기지국 (SBS)은 주기 적으로 자신의 커버리지 (Coverage) 내에 존재하는 인근 기지국들에 대한 정보 및 핸드오버 트리거 조건을 M0B_NBR-ADV 메시지를 통해 이동단말들에 브로드캐스트할 수 있다 .
이동단말은 서빙 기지국과 교신하는 중에 핸드오버 트리거 (HO Trigger) 조건을 기 반으로 인근 기지국들에 대한 스캐닝을 시작할 수 있다 . 스캐닝 값이 히스테리시스 마진 (Hysteresis Margin)을 초과했을 경우 , 이동단말은 후보 핸드오버 기지국 (Candidate HO BS) 필드를 포함하는 핸드오버 요청 (M0B_MSH0-REQ) 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다 (S301) .
핸드오버 요청을 받은 서빙 기지국은 M0B_MSH0-REQ 메시지에 포함된 후보 핸드오버 기지국 (Candidate HO BS)들 중 타겟 기지국에게 백본망을 통해 핸드오버 요청 (H0-REQ) 메시지를 이용하여 핸드오버 요청을 알린다 . 이때 , 핸드오버 요청 메시지에는 이동단말에 대한 인증키 (AK) 및 CMAC 키 카운트 (CMAC KEY count )가 더 포함될 수 있다 (S302) .
서빙 기지국과 타켓 기지국 (TBS: Target Base Stat ion)은 백본망을 통해 컨텍스트 (Context ) 정보들을 교환할 수 있다. 또한, 서빙 기지국과 타겟 기지국 간에 무선 베어 러 경로 (Radio Bearer Path)를 설정 및 등록할 수 있다.
타겟 기지국 (TBS)은 핸드오버와 관련된 정보들을 포함하는 핸드오버 웅답 (HO— RSP) 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다 (S303) .
서빙 기지국은 H0-RSP 메시지 에 포함된 핸드오버 관련 정보를 핸드오버 웅답 (M0B_BSH0— RSP) 메시지를 이용하여 이동단말에 전송한다. 이때， 핸드오버 관련 정보에는 핸드오버를 수행할 동작시간 (Act ion Time) 정보 및 핸드오버 지시 (H0-ID) 등의 핸드오버를 위해 필요한 정보들이 포함될 수 있다 (S304) .
이동단말은 M0B_BSH0-RSP 메시지에 수신한 이후에 , 타겟 기지국과의 헨드오버를 알리기 위한 핸드오버 지시 (M0B_H0-IND) 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다 (S305) .
타겟 기지국은 이동단말과의 비경쟁 방식의 전용 레인징을 수행하기 위해 전용코드인덱스 (DCI)를 이동단말에 할당할 수 있다. 또한 , 타겟 기지국은 이동단말의 인증키 (AK) , CMAC 키 카운트 및 이동단말에 할당한 DCI를 이용하여 인증정보 (M)를 생성할 수 있다 (S306) .
다음 수학식 1은 인증정보 (M)를 생성하기 위한 함수의 일례를 나타낸다 . 【수학식 1】 M = f(AK,CMAC-KEY count , DCI)
이동단말은 핸드오버 지시 (M0B_H0-IND) 메시지를 서빙 기지국에 전송한 이후에 , 타겟 기지국으로부터 인증정보 (M)를 포함하는 상향링크 그랜트 (UL Grant) 메시지 또는 상향링크 맵 (UL-MAP) 메시지를 수신할 수 있다 (S307) .
이동단말은 인증정보를 이용하여 전용코드인덱스를 획득할 수 있다 . 다음 수학식 2는 인증정보 (M)를 도출하기 위한 함수의 일례를 나타낸다 .
【수학식 2】
DCI = f_1(AK,CMAC-KEY count ,Μ)
이동단말은 DCI를 구하기 위한 함수에 인증정보 (M)를 대입함으로써 , DCI를 획득할 수 있다 (S308) .
이동단말은 획득한 DCI가 지시하는 전용 레인징 코드를 타켓 기지국으로 전송할 수 있다 (S309) .
타겟 기지국은 전용 레인징 코드를 확인함으로써， 어떤 이동단말이 핸드오버를 수행하는지를 알 수 있다. 따라서 , 해당 이동단말과 인증절차를 수행할 수 있다 . 타겟 기지국은 인중절차 중 하나로서 인증자 ASN과 CMAC 키 카운트를 갱신하는 절차를 수행할 수 있다 (S310) .
타겟 기지국은 핸드오버 레인징을 위한 레인징 코드에 대한 응답으로서， 타이밍 조정 정보, 전력 조정 정보， 핸드오버 절차 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보 중 하나 이상을 포함하는 레인징 웅답 메시지를 이동단말에 전송할 수 있다 (S3U) . 핸드오버 절차는 완료되 고 이동단말은 타켓 기지국에 등록하여 데이터를 송수신할 수 있다 (S312) .
도 4는 본 발명의 다른 실시 예로서 전용코드인덱스 (DCI )를 이용한 핸드오버 수행 방법 증다른하나를나타내는도면이다.
도 4는 타겟 기지국 및 /또는 서빙 기지국이 비경쟁 기반의 레인징을 위한 전용코드인덱스 (DCI: Dedicated Code Index)를 직접 이동단말에 전송하는 것이 아니라, DCI를 이용하여 도출된 인증정보 (M)를 전송하는 방법 중 다른 하나를 개시한다.
만일， 이동단말이 서빙 기지국으로부터 수신하는 M0B_BSH0-RSP가 암호화되지 않는 경우에는 DCI 정보가 누출될 수 있는 문제점이 있다. 따라서， 서빙 기지국은 DCI를 직접 전송하지 않고 DCI를 이용하여 생성된 인증정보 (M)를 이동단말에 전송함으로써 DCI가노출되는 위험을 방지할수 있다.
도 4는 도 3과 달리 전용코드인덱스 (DCI) 정보를 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 메시지 (M0B_BSH0-RSP)를통해 수신한다.
도 4을 참조하면, 이동단말 (MS)은 무선통신 환경에서 핸드오버를 수행할 필요가 발생한 경우， 핸드오버 요청 (M0B_MSH0-REQ) 메시지를 서벙 기지국으로 전송할수 있다 (S401).
핸드오버 요청을 받은 서빙 기지국은 백본망을 통해 핸드오버 요청 (H0-REQ) 메시지를 타겟 기지국에 전송한다. 이때， 핸드오버 요청 (H0-REQ) 메시지에는 이동단말에 대한 인증키 (AK) 및 CMAC 키 카운트 (CMAC KEY count)가 더 포함될 수 있다 (S402).
핸드오버 요청 (H0-REQ) 메시지를 수신한 타¾ 기지국은 이동단말과의 비경쟁 방식의 전용 레인징을 수행하기 위해 전용코드인덱스 (DCI)를 이동단말에 할당할 수 있다. 또한, 타켓 기지국은 이동단말의 인증키 (AK), CMAC 키 카운트 및 이동단말에 할당한 DCI를 이용하여 인증정보 (M)를 생성할 수 있다. 이때， 인증정보는 수학식 1을 이용하여 생성될 수 있다 (S403) .
타겟 기지국 (TBS)은 핸드오버와 관련된 정보들 및 인증정보 (M)를 포함하는 핸드오버 웅답 (H0-RSP) 메시지를 서빙 기지국으로 전송할 수 있다 (S404) .
서빙 기지국은 핸드오버 관련 정보 및 인증정보 (M)를 포함하는 핸드오버 응답 (M0B_BSH0-RSP) 메시지를 이둥단말에 전송할 수 있다. 이 때， 핸드오버 관련 정보에는 레인징 코드를 위 한 상향링크 자원할당 정보， 핸드오프를 수행할 동작시간 (Act ion Time) 정보 및 핸드오버 지시 (HO— ID) 등의 핸드오버를 위해 필요한 정보들 증 하나 이상이 포함될 수 있다 (S405) .
이동단말은 M0B_BSH0-RSP 메시지를 수신한 이후에， 타겟 기지국과의 핸드오버를 알리기 위한 핸드오버 지시 (MOB— H0—IND) 메시지를 서빙 기지국으로 전송한다 (S406) .
이동단말은 서빙 기지국으로 핸드오버 지시 메시지를 전송한 후에 S405 단계에서 획득한 인증정보 (M)를 이용하여 DCI를 획득할 수 있다 . 물론， 이동단말은 S406 단계 이 전에 DCI를 도출할 수 있다 . 이때， DCI를 도출하는 방법은 수학식 2를 참조할 수 있다 (S407) .
이동단말은 타켓 기지국으로부터 상향링크 맵 메시지나 상향링크 그랜트 메시지를 수신하지 않고도, S407 단계에서 획득한 DCI가 나타내는 전용 레인징 코드를 타겟 기지국으로 전송할 수 있다 (S408) .
타¾ 기지국은 전용 레인징 코드를 확인함으로써， 어떤 이동단말이 핸드오버를 수행하는지를 알 수 있다 . 따라서 , 해당 이동단말과 인증절차를 수행할 수 있다 . 타겟 기지국은 인증절차 중 하나로서 인증자 ASN과 CMAC 키 카운트를 갱신하는 절차를 수행할 수 있다 (S409) . 타겟 기지국은 핸드오버 레인징을 위한 레인징 코드에 대한 응답으로서 , 타이밍 조정 정보， 전력 조정 정보， 핸드오버 절차 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보를포함하는 레인징 웅답 메시지를 이동단말에 전송할수 있다 (S410).
핸드오버 절차는 완료되고， 이동단말은 타겟 기지국에 등록하여 데이터를 송수신할수 있다 (S411). 인증정보 (M) 생성조건
이하에서는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 인증정보 (M)를 생성하기 위한 함수 (수학식 1)의 요구조건에 대하여 상세히 설명한다. 인증정보를 생성하는 함수 (f)는 다음과 같은 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
Mi
Figure imgf000023_0001
coun )이고， M2 = f( 2,CMAC-KEY count2,DCI2), DCI2 = f-1(AK2,CMAC-KEY count2,M2)인 경우를 가정한다. 이때， DCI3 = f^AKs^MAC-KEY count3,Mi)인 값에 대해서， 만일 AK^Mg이면 모든 경우에 DCI^^DCIs을 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예들에서， CMAC— KEY 카운트는 단말마다 다른 값일 수도 있고 같은 값일 수도 있다. 따라서, CMAC-KEY 카운트는 생략될 수도 있다. 이러한 경우 인증정보를 생성하는 함수 (f)의 조건은다음과 같이 변경될 수 있다.
Mi=f(AIii,DCIi), DCIfr AIH)이고, M2=f (AK2,DCI2) , DCI2=f_1(AK2,M2)인 경우를 가정하는 경우, DCI3 = r AKs.M 인 값에 대하여， Ald^AKs이면 모든 경우에 DCIi≠DCI3을 만족하는 것이 바람직하다.
만약， 본 발명의 실시예들에서 사용되는 셀에서 정의된 핸드오버를 위한 DCI가 N개 존재하는 경우 (즉， DCIn (n=l,...,N))에 대한 인증정보 생성함수 (f)는 다음과 같은 조건을 만족하는 것이 바람직하다 .
인증정보 생성함수 (f)는 X f^AKs )이고 服^氣인 경우, X g{DCIn Ιη=1,-··,Ν}을 만족하면 핸드오버되는 다른 이동단말의 핸드오버가 실패하지 않는다. 인증정보 (Μ) 전송 방법
이하에서는 본 발명의 다른 실시예로서， 인증정보 (Μ)를 전송하는 다른 방법들에 대하여 설명한다.
1. 서빙 기지국이 알려주는 방법
서빙 기지국이 인증정보 (Μ)를 생성하여 타겟 기지국 및 이동단말에 알려즐 수 있다. 예를 들어, 이동단말로부터 핸드오버 요청 (M0B_MSH0-REQ) 메시지를 수신한 서빙 기지국은 이동단말에 DCI를 할당하고， 이동단말의 AK, CMAC-KEY카운트 및 DCI 중 하나 이상을 이용하여 인증정보 (M)를 생성할 수 있다. 서빙 기지국은 인증정보 (M)를 백본망을 통해 타겟 기지국으로 전송하고, 핸드오버 응답 (M0B_BSH0-RSP) 메시지에 인증정보를 포함하여 이동단말에 전송할수 있다.
2. 상향링크 맵 (UL-MAP) 메시지를 이용하는 방법
IEEE 802.16e 시스템에서 타겟 기지국이 UL-MAP 내의 빠른 레인징 정보요소 (Fast Ranging IE)를 전송하는 것과 유사한 방식이다. UL-MAP을 이동단말 분할코딩 (Separate Coding) 하는 경우에는, 이동단말은 어떤 MAP에 인증정보가 포함되는지 알수가 없다. 이러한 경우에는, 타켓 기지국은 특정 연결식별자 (CID: Connection IDentifier) 또는 이동단말 식별자 (MSID: Moblie Station IDentifier)를 인증정보 (M)의 전송을 위해 이동단말에 할당한후， CID또는 MSID로 UL-MAP의 CRC를 마스킹 (masking) 하여 이동단말이 어떤 UL-MAP을 수신해야 하는지 알 수 있도록 한다. 또는, 기지국이 핸드오버 레인징 식별자 (HO ranging ID)와 같은 형태로 알려진 식별자를 특정 P의 CRC에 마스킹한 후 이동단말에 전송하면, 이동단말은 이러한 식별자가마스킹된 특정 MAP을수신할수 있다.
3. 방송 메시지 (Broadcast Message)를 이용하는 방법
기지국은 핸드오버 (H0) 관련 정보를 알려주는 소정의 연결 (Connect km)을 이동단말에 할당할 수 있다. 기지국은 이러한 소정의 연결을 송신하는 방송 메시지에 인증정보 (M)를 포함하여 이동단말에 전송할수 있다.
또한， UMTS(Universal Mobile Telecommuni cat ions System)에서 순방향접속채널 (FACH:Forward Access Channel)을 할당하는 방법과 유사하게, ID=000X는" Handover Ranging Code 할당 채널"이라고 할당하면 효과적이다. 즉， ID=000X 채널은 핸드오버를 수행하는 이동단말들이 모두 수신할 수 있는 채널이 된다ᅳ 따라서， 기지국은 ID=000X채널을 이용하여 인증정보 (M)를 이동단말에 전송할 수 있다. 이러한 연결에 대한 자원할당정보는 CID와 함께 UL-MAP에 포함되어 이동단말에 방송될 수 있다.
또는, 기지국은 방송 메시지 (Broadcast Message)를 송신하는 특정 채널을 하나설정함으로써, 특정 채널을통해 다른 방송 정보와 함깨 인증정보를 방송할수 있다. 기지국은 인증정보를 전송하기 위한 자원할당정보 및 CID를 포함하는 UL-MAP을 이동단말에 방송할수 있다.
또는， 기지국은 인증정보가 전송되는 무선자원의 위치를 고정하여 고정된 위치를통해서만 인증정보를 전송할수 있다. 전용 레인징 코드구성 방법
전용레인징코드 (Dedicated Ranging Code)는 다양한 방법으로 할당될 수 있다. 전용레인징코드는 할당된 사용자 이외의 다른사용자에 의해 사용되면 안 된다. 일반적으로 셀 내에서 기지국은 방송채널을 통해 레인징 코드에 대한 정보를 이동단말에 알려준다. 이때， 기지국은 레인징 코드 (ranging code)의 용도에 따라그 범위를 이동단말에 알려준다.
예를 들어， 테인징 코드가 PN 계열의 코드를 사용하는 경우에는, 기지국은 초기 다항식 (primitive polynomial)과 초기상태 (initial state)를 이동단말에 알려즐 수 있다. 기지국 및 이동단말은 초기 다항식 및 초기 상태를 이용하여 긴 길이의 코드를 생성하고, 긴 길이의 코드를소정의 길이로 잘라서 용도에 따라각각 인덱스 (index)를 부여하여 사용할수 있다.
이러한 경우， 기지국은 방송 메시지 (broadcast message)를 통해 레인징 코드 인덱스 (ranging code index)의 범위를 각각의 코드가 사용되는 용도에 따른 인덱스를 (예를 들어， 초기 레인징 (Initial Ranging), 핸드오버 레인징 (Handover ranging) , 주기적 레인징 (periodic ranging) 또는 대역폭 요청 레인징 (BW request ranging) 등) 이동단말에 알려즐 수 있다.
전용레인징채널 (Dedicated Ranging Channel)의 경우,상술한 긴 길이의 레인징 코드의 특정 범위를 이용할 수 있다. 기지국은 이러한 특정 범위를 특정 이동단말에게만 알려줌으로써 다른 이동단말이 기지국의 허가 없이 사용하는 것을 방지할수 있다.또는,기지국이 전용레인징채널 영역 자체를 알려주지 않고，할당된 영역에 대한 정보만을 알려줌으로써 다른 기지국에 속하지 않은 다른 이동단말이 그 사용 가능 여부를 알수 없도록 할 수 있다. 레인징 코드 재사용방법
레인징 코드는 인접 셀 간에서 사용하는 코드셋이 겹치지 않도록 할당되는 것이 바람직하다. 인접 셀 간에는서로 다른 레인징 코드를 이용함으로씨 다론 샐에 간섭으로 작용하지 않게 하기 위해서이다. 그러나， 인접 셀이 아닌 멀리 떨어져 있는 셀의 경우에는동일한코드를 재사용 (reuse) 할수 있다.
만일， 각 셀들이 기본 레인징 코드셋 (Primary Ranging Code Set)과 전용 레인징 코드셋 (Dedicate Ranging Code Set)을 가지고 있다면, 제 1 셀이 사용하는 전용레인징 코드셋을 멀리 떨어져 있는 제 2 셀의 기본 레인징 코드셋 중 선택하여 사용할수 있다. 이러한방법으로 제한된 레인징 코드를 효율적으로사용할 수 있다. 이러한 전용 레인징 코드에 관한 정보는 핸드오버 관련 메시지를 통해 특정 이동단말에게만전송될 수 있다.
추가적으로， 만일 테인징 코드를 전송하는 영역이 셀마다 다른 경우에는， 각 셀들은 동일 코드를 쉽게 재사용 할 수 있다. 즉， 인접한 셀에서 동일한 레인징 코드셋을 사용하더라도 시간 및 /또는 주파수 영역에서 다른 자원을 사용하게 되면， 인접한 셀들이 동일한 레인징 코드라도 재사용할수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 핸드오버 식별자 (HO ID)를 전송하는 방법들을 나타내는도면이다. 핸드오버 식별자 (HO ID: Handover Identifier)는 타¾ 기지국에서 초기 레인징 과정에서 사용되기 위해 생성된다. 다만， 핸드오버 식별자는 타겟 기지국이 결정되기 전에， 핸드오버 준비 단계에서 후보 기지국들에서 할당되므로, 실제 핸드로버를 수행하지 않는 후보 기지국의 입장에서는 사용하지 않는 식별자를 생성하는문제점이 있다.
도 5는 도 2 내지 도 4에서 설명한 본 발명의 실시예들에 추가적으로 적용될 수 있는 방법에 대한 것이다. 따라서， 도 2 내지 도 4의 설명과 중복되는 부분은 해당도면들을 참조하기로한다.
도 5(a)를 참조하면, 이동단말 (MS)이 서빙 기지국 (SBS)으로 핸드오버 요청 (MOBᅳ MSH0-REQ) 메시지를 전송하고 (S511), 서빙 기지국 (SBS)은 백본망을 통해 타겟 기지국 (TBS)으로 핸드오버 요청 (HO-request) 메시지를 전송할수 있다 (S512) . 핸드오버 요청 (HO— request) 메시지를 수신한 타겟 기지국은 핸드오버 식별자를 생성하고， 헨드오버 응답 (HO-response) 메시지에 핸드오버 식별자를 포함하여 서빙 기지국에 전송할 수 있다 (S513). 서빙 기지국은 핸드오버 식별자를 핸드오버 응답 (M0B_BSH0-RSP) 메시지에 포함하여 이동단말에 전송할 수 있다 (S514). 이동단말은 핸드오버를 수행할 것을 알리는 핸드오버 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송하고 (S515), 서빙 기지국은 핸드오버 완료 메시지를 타겟 기지국에 전송할 수 있다 (S516).
도 5(b)는 핸드오버 식별자를 타겟 기지국이 아닌 서빙 기지국에서 생성하여 전송하는 방법을 나타낸다. 즉, 서빙 기지국은 핸드오버 식별자의 크기를 소정의 비트 (e.g. 8비트)보다 큰 값을 갖는 것으로 설정하고, 득립적으로 핸드오버 식별자를 생성할수 있다. 도 5(b)를 참조하면, 이동단말 (MS)이 서빙 기지국 (SBS)으로 핸드오버 요청 (M0BJ1SH0-REQ) 메시지를 전송하고 (S531), 서빙 기지국 (SBS)은 백본망을 통해 타켓 기지국 (TBS)으로 핸드오버 요청 (HO-request) 메시지를 전송할수 있다 (S532) · 핸드오버 요청 (HO-request) 메시지를 수신한 타겟 기지국은 핸드오버 응답 (HO-response) 메시지를 서빙 기지국에 전송할수 있다 (S533).
서빙 기지국은 소정의 크기보다 큰 크기의 핸드오버 식별자를 생성하고， 핸드오버 응답 (M0B_BSH0-RSP) 메시지에 핸드오버 식별자 (HO ID)를 포함하여 이동단말에 전송할수 있다 (S534).
이동단말은 핸드오버를 수행할 것을 알리는 핸드오버 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송하고 (S535), 서빙 기지국은 핸드오버 완료 메시지를 이용하여 이동단말에 할당한 핸드오버 식별자를 타겟 기지국에 전송할수 있다 (S536).
도 5(a) 및 도 5(b)에서 사용되는 핸드오버 관련 메시지들은 도 1 내지 도 4에서 설명한 핸드오버 관련 메시지들을 이용할수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서， 도 1 내지 도 5에서 설명한 본 발명의 실시예들이 수행되는 이동단말 및 기지국에 대하여 설명한다.
이동단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할수 있다.또한， 기지국은 상향링크에서는 수신기로동작하고,하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 이동단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를포함할수 있다.
송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모들, 부분 및 /또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히， 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모들 (수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모들, 메시지를 송수신하기 위한 안테나등을포함할수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 이동단말은 저전력 RF(Radio Frequency) / IF( Int ermedi at e Frequency) 모들을 포함할 수 있다. 또한, 이동단말은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트를러 기능， 서비스 특성 및 전파 환경에 따론 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능， 핸드오버 (Hand Over)기능， 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패¾ 변복조 기능, 고속 패¾ 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모들 또는 부분 등을 포함할수 있다.
기지국은 상위 계층으로부터 수신한 데이터를 무선 또는 유선으로 이동단말에 전송할수 있다. 기지국은 저전력 RFCRadio Frequency)/IF( Intermediate Frequency) 모들을 포함할 수 있다. 또한， 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한콘트롤러 기능， 직교주파수분할다증접속 (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스 (TDD: Time Division Duplex) 패¾ 스케즐링 및 채널 다증화기능, 서비스 특성 및 전파환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버 (Hand Over)기능， 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패¾ 채널 코딩 기능 및 실시간 모템 제어 기능 등을 수행하는 수단, 모들 또는 부분 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서， 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한， 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로포함할수 있다.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 실시예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서， 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 및 /또는 IEEE 802. xx (Institute of Electrical and Electronic Engineers 802)시스템 등이 있다. 본 발명의 실시예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라， 상기 다양한무선접속 시스템을응용한모든 기술 분야에 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
핸드오버를 지원하는 방법에 있어서，
제 1 기지국으로 핸드오버 요청 메시지를 전송하는 단계 ;
상기 제 1 기지국으로부터 핸드오버 관련 정보를 포함하는 핸드오버 응답 메시지를 수신하는 단계 ;
제 2 기지국으로부터 인증정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계 ; 상기 인증정보를 이용하여 전용레인징코드를 지시하는 전용코드인덱스 (DCI)를 도출하는 단계 ;
비 경쟁 기반으로 상기 전용레인징코드를 상기 제 2 기지국으로 전송하는 단계 ; 및
상기 전용테인징코드에 대한 웅답으로 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는， 핸드오버 지원방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 레인징 응답 메시지는，
상기 타이밍조정 정보， 전력조정 정보 , 핸드오버 절차 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 3】
제 1항에 있어서 ,
상기 인증정보는，
이등단말의 인증키 (AK) , 상기 이동단말의 CMAC 키 카운트 및 상기 전용코드인텍스를 이용하여 상기 제 2 기지국에서 생성되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 4】
제 1항에 있어서，
상기 핸드오버 관련 정보는 ,
상기 핸드오버를 수행할 동작시간 (Act ion Time)에 대한 정보 및 핸드오버 지시 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 5】
제 1항에 있어서，
상기 핸드오버 응답 메시지는 ,
핸드오버 식 별자 (HO ID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 6】
핸드오버를 지원하는 방법에 있어서，
제 2 기지국에서 제 1 기지국으로부터 인증키 (AK) 및 CMAC 키 카운트를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하는 단계 ;
상기 제 1 기지국으로 핸드오버 관련 정보를 포함하는 핸드오버 웅답 메시지를 전송하는 단계 ;
이동단말과 비경쟁 기반의 전용레인징을 수행하기 위한 전용레인징코드를 지시하는 레인징코드인덱스를 할당하는 단계 ;
상기 인증키 , CMAC 키 카운트 및 상기 레인징코드인덱스 중 하나 이상을 이용하여 인증정보를 생성하는 단계 ; 및 상기 인증정보를포함하는 제 1 메시지를 전송하는 단계를포함하는 핸드오버 지원방법.
【청구항 7】
제 6항에 있어서,
상기 이동단말로부터 상기 전용레인징코드를 수신하는 단계; 및
상기 전용레인징코드에 대한 응답으로 타이밍조정 정보， 전력조정 정보, 핸드오버 절차 최적화 정보 및 CQICH 할당 정보를 포함하는 레인징 웅답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 8】
제 7항에 있어서，
상기 핸드오버 관련 정보는，
상기 핸드오버를 수행할 동작시간 (Action Time)에 대한 정보 및 핸드오버 지시 필드를포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법.
【청구항 9】
핸드오버를 지원하는 방법에 있어서,
제 1 기지국에서 이동단말로부터 제 1 핸드오버 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 이동단말에 대한 인증키 (AK) 및 CMAC 키 카운트를 포함하는 제 2 핸드오버 요청 메시지를 제 2 기지국으로 전송하는 단계;
상기 제 2 기지국으로부터 핸드오버 관련 정보를 포함하는 제 2 핸드오버 웅답 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 핸드오버 관련 정보를 포함하는 제 1 핸드오버 응답 메시지를 상기 이동단말로 전송하는 단계를 포함하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 10】
제 9항에 있어서，
상기 제 1 핸드오버 웅답 메시지 및 상기 제 2 핸드오버 웅답 메시지는 상기 이동단말에 대한 인증정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 11】
제 10항에 있어서 ,
상기 인증정보는，
상기 인증키 (AK) , 상기 CMAC 키 카운트 및 전용레인징코드를 지시하는 전용코드인덱스를 이용하여 상기 제 2 기지국에서 생성되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 12】
제 10항에 있어서 ,
상기 핸드오버 관련 정보는，
상기 핸드오버를 수행할 동작시간 (Act ion Time)에 대한 정보 및 핸드오버 지시 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
【청구항 13】
제 10항에 있어세
상기 제 1 핸드오버 웅답 메시지는 ,
핸드오버 식별자 (HO ID)를 더 포함하되，
상기 핸드오버 식별자는 소정의 크기 이상인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지원방법 .
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