KR100587420B1 - 핸드오버 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IP기반의 범용 이동통신 시스템에서 핸드오버 처리 기간을 단축하는 핸드오버 처리 방법에 관한 것이다. 단말기와 라우터(게이트웨이)가 IP계층 및 핸드오버 제어 계층까지 각각 확장되어, 상기 단말기의 IP계층에서 핸드오버 발생 전에 해당 서브넷의 네트워크 프레픽스 뿐만 아니라 인접 서브넷의 네트워크 프레픽스를 획득한다. 그리고, 단말기의 IP 계층은 핸드오버가 발생하는 경우 상기 획득한 네트워크 프레픽스를 이용하여 새로운 IP주소를 생성함과 동시에 상기 단말기의 RRC 계층은 L2의 핸드오버를 수행한다. 이와 같은 본 발명에 따르면 L2 핸드오버와 L3 핸드오버가 동시에 진행됨에 따라 핸드오버 처리 기간을 단축할 수 있다.

IP, 핸드오버, 서브넷, RRC, HOC, 네트워크 프레픽스

Description

핸드오버 처리 방법{MANAGING METHOD OF HANDOVER}

도 1은 범용 이동 통신 시스템에서 종래의 일반적인 핸드오버 처리 방법을 나타내는 핸드오버 메시지의 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 범용이동통신시스템(UMTS)의 대략적인 구조도이다.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 범용이동동통신시스템(UMTS)에서의 제어 측면(Control Plane)의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다.

도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 범용이동통신시스템(UMTS)에서의 사용자 측면(User Plane)의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 처리 방법을 나타내는 핸드오버 메시지의 흐름도이다.

본 발명은 핸드오버 처리 방법에 관한 것으로서, 특히 IP(Internet Protocol, 이하'IP'라 함)기반 범용이동통신시스템(Universal Mobile Telecommunication System, 이하'UMTS'라 함)의 이동통신 망에서의 핸드오버 처리 방법에 관한 것이다.

이동 통신 시스템에서 이동성 관리(Mobility Managment)는 핸드오버(Handover)와 위치관리(Location Management)로 나누어진다. 위치관리는 단말기가 통신 중이 아닌 유휴(idle)상태에 있을 때도 그 위치를 지속적으로 추적하여 망에서 다른 사용자가 해당 단말기와 통신을 원할 때 페이징(paging)을 통해 언제라도 통신서비스가 가능하도록 하기 위해 단말기의 위치를 망에 기록하는 기능이며, 핸드오버는 통신 중인 단말기가 위치를 이동하여 셀이나 네트워크 접속점을 바꿀 필요가 있을 때 끊김 없는 통신서비스를 지원하는 기능이다.

이러한 핸드오버에서 가장 중요한 것은 핸드오버 중에 생기는 데이터 유실을 최소화하는 것은 물론 핸드오버 지연시간을 줄이는 것이다. 특히, 실시간 서비스의 경우에는 핸드오버의 지연시간이 길어지면 통상의 서비스 품질(QoS)를 보장할 수 없게된다. 그러나, 종래에 핸드오버에 의한 데이터 유실을 막고 핸드오버의 지연시간을 줄이기 위해 제안된 여러 가지 방법은 핸드오버를 고려하는 각 프로토콜(protocol) 계층마다 독립적으로 수행된다. 일반적으로 범용이동통신시스템(UMTS)에서, 이동통신 망에서는 계층2(Layer2, 이하'L2'라 함)(특히, 무선자원제어(Radio Resource Control, 이하 'RRC'라함))에서 핸드오버 기능이 수행되고 IP 기반 외부망에서는 계층3(Layer3, 이하'L3'라함)(특히, MIP(Mobie Internet Protocol)계층)에서 핸드오버 기능이 수행된다. 이하 도 1을 참조하여 L2 및 L3에서 일어나는 핸드오버 처리 방법에 대하여 알아본다.

도 1은 범용 이동 통신 시스템에서 종래의 일반적인 핸드오버 처리 방법을 나타내는 핸드오버 메시지의 흐름도이다. 도 1에서 단말기(Mobile Station, 이하'MS'라 함)(10)가 현재 속해 있는 셀의 무선망 제어국(Radio Network Controller, 이하 'RNC'라 함) 및 무선패킷서비스(General Packet Radio Service, 이하 'GPRS'라 함)게이트웨이지원노드(Gateway GPRS Support Node, 이하 'GGSN'이라 함)를 각각 '제1 무선망 제어국(Old-RNC)(20)' 및 '제1 라우터(Old-GGSN)(30)'로 나타내었으며, 단말기(MS, 10)가 이동할 셀의 무선망 제어국(RNS) 및 GGSN을 각각 '제2 무선망 제어국(New-RNC)(22)' 및 '제2 라우터(New-GGSN)'로 나타내었다.

우선, L2에서 수행되는 핸드오버 절차는 UMTS 시스템에서 무선구간 제어를 담당하는 RRC 프로토콜에 의해 수행되는 핸드오버를 말한다. 단말기(10)가 기존 통신채널로 대상 노드(Correspondent Node, 이하 'CN'이라 함)(50)과 통신하고 있는 상황에서, 단말기의 RRC(14)는 제1 무선망 제어국(20)의 RRC에서 전송되는 감지 제어(Measurement Control) 메시지에 의해 측정기준을 가지고 있다(S10). 여기서, 단말기(10)의 계층1(Layer1, 이하 'L1'이라 함)이 파이럿 채널의 수신세기를 측정해서 단말기의 RRC(14)로 보고하는데 이 측정값과 측정기준을 비교하여 핸드오버 이벤트를 발생시킨다(S11). 핸드오버 이벤트가 발생하면 단말기의 RRC(14)에서 제1 무선망 제어국(20)의 RRC로 감지보고(Measurement Report)메시지를 전송하고(S12), L2 계층의 핸드오버(무선구간 핸드오버) 과정이 수행된다(S13). 여기서, 무선구간 핸드오버 과정은 제1 무선망 제어국(20)의 RRC는 전송받은 감지보고(Measurement Report)메시지에 포함된 파라미터로서 새로운 셀의 파일럿 채널에 포함된 주스크램블링 코드(Primary scrambling Code)를 읽어서 새로운 셀이 어떤 셀인지를 인식하 게 되고, 세로운 셀에 무선채널을 설정하고 기존셀의 호 정보를 새로운 셀로로 넘기는 과정이다. 무선채널이 설정되면 기존 셀에 있는 무선채널을 바로 해제시키거나(이를 하드 핸드오버라고 함) 두 개의 무선채널을 계속 유지하다가 단말기의 RRC(14)로부터 새로운 감지보고(Measurement Report)메시지를 제1 무선망 제어국(20)이 받으면 해당 무선채널을 해제한다(S14, S15).

다음으로, L3에서 수행되는 핸드오버 절차는 IP 계증에서 수행되는 핸드오버로서 MIPv6(Mobile Internet Protocol version6)에 의해 수행되다. 이것은 IP 계층에서의 메커니즘에 관한 것으로서 RRC 계층의 핸드오버와는 무관하게 수행된다. RRC계층(L2)의 핸드오버가 모두 완료된 후, 새로운 셀로 이동한 결과가 되면 단말기(10)는 새로운 셀로 무선채널이 설정되고 이 무선채널을 통해서, 단말기(10)는 제2 라우터(32)로 라우터 요청(Router Solicitation)메시지를 전송하고(S16), 제2 라우터(32)로부터 IP 계층의 제어 메시지인 라우터 광고(Router Advertisement)메시지를 수신한다(S17). 단말기의 MIP 계층(12)에서는 라우터 광고(Router Advertisement)메시지를 통해서 새로운 서브넷으로 이동했다는 것을 인식하게 된다. 라우터 광고(Router Advertisement)메시지를 수신한 단말기(10)는 IP주소 자동생성(Address Auto Configuration)과정(S18, S19)과 바이딩 업데이트(Binding Updaet)과정(S22, S23)을 수행하여 L3 핸드오버 절차가 종료된다.

상기에서 설명한 바와 같이 종래의 방법에서는 셀 영역이 서브넷 영역보다 작은 경우 두 계층의 핸드오버(L2 핸드오버, L3 핸드오버) 절차가 각각 독립 적으로 수행되어야 하므로 핸드오버수행에 걸리는 시간이 길어지는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 핸드오버수행 시간을 줄이는 핸드오버 처리 방법에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 핸드오버 처리 방법은

단말기, 상기 단말기가 현재 속해 있는 제1 셀을 관리하는 제1 무선망 제어국, 상기 단말기가 이동할 제2 셀을 관리하는 제2 무선망 제어국, 상기 제1 무선망 제어국을 관리하는 제1 라우터 및 상기 제2 무선망 제어국을 관리하는 제2 라우터를 포함하는 IP기반의 범용 이동통신 시스템에서 핸드오버를 처리하는 방법에 있어서,

(a) 상기 단말기의 IP계층에서 상기 제1 셀이 속하는 제1 서브넷의 네트워크 프레픽스와 인접 서브넷의 네트워크 프레픽스를 획득하는 단계; (b) 상기 단말기가 상기 제1 서브넷에서 벗어나 핸드오버가 발생하는 경우, 상기 단말기의 IP계층에서 상기 단계(a)에서 획득한 네트워크 프레픽스를 이용하여 상기 제2 셀에서 사용할 새로운 IP주소를 획득하는 단계; 및 (c) 상기 단말기가 상기 단계(b)에서 획득한 새로운 IP주소를 등록하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 단계(b)에서 상기 단말기가 새로운 IP주소를 획득하는 동안, 상기 단말기의 무선 자원 제어 계층에 의해 계층2의 핸드오버가 수행된다. 그리고, 상기 단계(b)에서 상기 핸드오버 발생 시, 상기 단말기의 무선 자원 제어 계층은 상기 핸드오버 발생을 상기 제1 무선망 제어국으로 전송하여 상기 계층2의 핸드 오버가 수행되고, 상기 무선 자원 제어 계층은 상기 핸드오버 발생을 상기 단말기의 핸드오버 제어 계층으로 전송하여 상기 새로운 IP의 주소 획득이 수행된다. 한편, 상기 단계(a) 내지 단계(c)에서 상기 단말기는 상기 제1 셀에 사용한 IP주소인 기존의 IP주소를 사용하여 통신한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 처리 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 범용이동통신시스템(UMTS)의 대략적인 구조도이다.

도 2에서 단말기(MS)(100)가 현재 속에 있는 셀(Cell 0)의 무선망 제어국(RNC) 및 무선패킷서비스게이트웨이지원노드(GGSN)를 각각 '제1 무선망 제어국(Old-RNC)(200)' 및 '제1 라우터(Old-GGSN)'로 나타내었으며, 단말기(MS)(100)가 이동한 셀(Cell 2)의 무선망 제어국 및 GGSN을 각각 '제2 무선망 제어국(New-RNC)(220)' 및 '제2 라우터(New-GGSN)(320)'로 나타내었다. 여기서, 셀(Cell 1) 과 셀(Cell 1)은 동일 서브넷이고 셀(Cell 2)은 다른 서브넷이라고 가정하면, 아래에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 처리 방법은 단말기(100)가 셀(Cell 0)에서 셀(Cell1)로 이동하는 서브넷(즉, GGSN)간 이동에서 적용된다. 즉, 단말기의 이동이 동일 서브넷(동일 GGSN)간의 이동인 셀(Cell 0)에서 셀(Cell 1)로의 이동은 본 발명이 적용되지 않는다.

무선망 제어국(RNC)(200, 220)은 유무선 채널관리, 단말기 프로토콜 정합, 기지국 프로토콜 정합 등 기지국을 관리하는 기능을 담당하고, 기지국과 무선망 제어국(RNC)은 범용이동통신시스템 무선 접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network, 이하 'UTRAN'이라 함)을 구성한다. 그리고, 라우터(GGSN)(300, 320)는 GPRS의 데이터 서비스를 위한 고속 패킷(Packet) 데이터 서비스를 제공하는 IP 기반의 패킷망의 제공 노드(Serving Node)로서 패킷 데이터 서비스의 이동성 제공 및 각종 데이터 관련 프로토콜 처리기능을 수행한다. 한편, 도 2에서는 나타내지 않았지만 무선망 제어국(200, 220)과 라우터(GGSN)(300, 320)사이에는 GPRS지원노드(Serving GPRS Support Node, 이하 'SGSN'이라 함)이 위치하며 GPRS 서비스를 위하여 ATM기반의 스위치 및 라우팅 접속을 제공하는 하드웨어 구조를 갖추고 각종 데이터 서비스 처리에 따른 운영(OS)을 지원한다. 여기서, GGSN과 SGSN이 UMTS시스템의 GPRS망 구조를 형성한다.

한편, 도 2에서 HA(Home Agent)(400)는 모바일 IP(Mobile IP) 및 인터넷의 각종서버와 접속제공을 위하여 초기등록, IP라우팅, 루트 최적화, 이동가입자의 주소관리 및 이동정보관리 등의 기능을 수행한다. 즉, 인터넷 망에서 라우터 (GGSN)(300, 320)간에 핸드오프가 발생되면, 단말기(100)뿐만 아니라 무선망 제어국(200, 220)들의 IP를 관리하고 이동성을 보장하며 모바일 IP를 이용한 핸드오버를 수행하는 역할을 한다. 그리고, 상대 노드(Correspondent Node, 이하 'CN'이라 함)(500)는 단말기(100)와 접속중인 노드를 나타낸다.

이하에서는 도 3a, 도 3b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 처리 방법을 제공하기 위한 추가되는 범용이동통신시스템(UMTS)의 프로토콜 스택에 대해서 알아본다. 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 범용이동동통신시스템(UMTS)에서의 제어 측면(Control Plane)의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이며, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 범용이동통신시스템(UMTS)에서의 사용자 측면(User Plane)의 프로토콜 스택을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 3b의 사용자 측면(User Plane)의 프로토콜 스택은 종래의 표준화된 UMTS 프로토콜 스택이고 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있으므로 이하 구체적 설명은 생략한다.

도 3a에 나타낸 바와 같이 사용자 측면(Control Plane)의 프로토콜 스택에는 단말기(MS)(100)에서 핸드오버 제어(Handover Control, 이하'HOC'라 함)(140)계층 및 IP(160)계층이 추가되고 GGSN의 프로토콜(L1(Layer 1), L2(Layer 2), IP(Internet Protocol), UDP(User Datagram Protocol), GTP-C(GPRS Tunneling Protocol-Control), HOC(Handover Control)(340), IP(Internet Protocol)(360))이 추가된다.

종래의 표준화된 UMTS 프로토콜 스택의 사용자 측면(Control Plane)은 단말 기(MS)(100)에서는 단말기의 이동성 관리 및 세션 제어를 담당하는 PMM/SM(Packet Mobility Management/Session Management)까지 종단되고, GGSN의 프로토콜은 존재하지 않아 IP가 올라가지 않는 구조였다. 그러나, 현재 표준화된 MIPv6에서는 단말기가 새로운 서브넷으로 이동했을 때 새로운 IP 주소를 얻기 위해서는 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 알아야 하고, 이 네트워크 프레픽스(Network Prefix)는 라우터(GGSN)로부터 단말기(MS)가 받아야하는 정보이므로, 도 3a와 같이 IP 계층을 제어 측면(Control Plane)으로 추가한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 핸드오버를 하고자 하는 단말기가 현재 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)와 인접 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 얻어서 핸드오버 처리에 사용하기 위해 IP 계층(160, 360)을 제어 측면(Control Plane) 프로토콜에 추가하였다. 그리고, 종전의 제어 측면(Control Plane)의 프로토콜은 SGSN에서 종단되므로 도 3a와 같이 IP계층(360) 및 HOC계층(340)을 포함하는 GGSN의 프로토콜(L1, L2, IP, UDP, GTP-C, GTP-C, HOC, IP)이 추가된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 새로 추가된 IP 계층(360)과 무선 구간의 제어를 담당하는 RRC 계층(140)간의 상호연동 절차를 고려하기 위해, 제어 측면(Control Plane)의 GGSN에도 IP 계층(360)이 올라가고, 이 IP계층(360)으로부터 핸드오버의 이동성과 관련된 정보를 받아서 UTRAN의 RRC로 전송하는 기능을 담당하는 GGSN의 HOC(340)계층이 추가된다. 그리고, 단말기에도 HOC계층(140)이 추가된다. HOC 계층(340)은 해당 GGSN(자신이 속해 있는 GGSN의 말함)의 IP계층(360)의 라우터 광고 메시지(Router Advertisement)로부터 해당 서브넷의 네트워크 프레픽스 (Network Prefix)를 얻고, 인접 GGSN의 HOC(340)로부터 인접 GGSN의 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 얻어서 이들의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)정보를 모두 포함하는 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)를 SGSN으로 전송하는 기능을 수행하며, 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)메시지를 수신한 SGSN은 UTRAN의 RRC로 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)메시지를 전달한다. UTRAN의 RRC에서는 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information) 메시지를 두 가지 채널을 통해서 단말기(MS)(100)로 전송한다. 하나의 채널을 이용하여 유휴상태(Idle State)에 있는 단말이 수신 가능하도록 시스템 정보(System Information)내에 포함시켜 셀 전체에 전송하는 것이고, 나머지 하나의 채널을 이용하여 무선접속이 존재하는 단말기가 수신가능 하도록 RRC 직접 전송(RRC Direct Transfer)메시지에 포함시켜 전송한다. 또한, 해당 GGSN의 HOC 계층(340)은 해당 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 포함하는 메시지인 근접 네트워크 프레픽스 정보(Near Network Prefix Information)메시지를 구성하여 인접 GGSN의 HOC(340)로 전송하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기와 같이 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 단말기에 전송하는 이유는 단말기가 핸드오버하여 이동하였을 때 수행하는 주소자동생성절차를 수행하기 위해서는 네트워크 프레픽스(Network Prefix)가 필요하기 때문이다. 단말기에서 새로운 IP주소를 생성하기 위해서는 네트워크 프레픽스(Network Prefix)에 자신의 MAC(Medium Access Control)주소(Address)를 붙여서 128비트의 IPv6 주소를 생성한다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 L2 계층 및 L3 계층의 핸드오버를 동시에 수행하기 위해서는 핸드오버를 하려고 하는 인접 서브넷에서 사용되는 IP주소를 미리 생성하기 위해서 생성된 IP 주소에 대해서 중복 어드레스 검사 (Duplicate Address Detection, 이하 'DAD'라 함)를 수행해야 하는데, 이러한 DAD의 수행도 HOC 계층에서 담당한다. 단말기(MS)의 IP계층(160)에서 새로이 생성한 IP 주소를 받은 단말기(Ms)의 HOC(140)에서는 근접 중복 어드레스 검사(Near Duplicate Address Detection)메시지를 통해서 해당GGSN의 HOC(340)로 전송하고, GGSN의 HOC(340)는 인접 GGSN의 HOC(340)로 메시지(Near Duplicate Address Detection)를 전송하여 해당 GGSN(제1 라우터(300))의 DAD(Duplicate Address Detection)절차를 수행한다. 그리고, DAD(Duplicate Address Detection)의 결과 주소 충돌이 발생하면 응답을 주어야 하는 근접 중복 어드레스 검사 확인(Near Duplicate Address Detection Ack)의 전송도 HOC(140, 340)계층이 담당한다.

한편, 상기에서 설명한 도 3a에서의 계층을 제외한 나머지 계층에 대해서는 본 발명과 직접적인 관계가 없을 뿐만 아니라 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있는바 이하 구체적 설명은 생략한다.

이하에서는 상기와 같은 구성 및 프로토콜 스택을 가지는 UMTS 시스템에서 핸드오버 처리하는 방법에 대해서 도 4를 참조하여 알아본다. 즉, IP기반 범용이동통신시스템(UMTS)에서 L2 핸드오버 및 L3 핸드오버가 동시에 수행되는 방법에 대해서 알아본다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 처리 방법을 나타내는 핸드오버 메시지의 흐름도이다.

먼저, 상기에서 설명한 바와 같이 제1 라우터(Old-GGSN)(300)의 HOC계층(340)은 제1 라우터(Old-GGSN)(300)의 IP계층(360)의 라우터 광고(Router Advertisement)메시지로부터 제1 라우터가 속해있는 서브넷의 네트워 프레픽스(Network Prefix)를 얻고, 제2 라우터(New-GGSN)(320)의 HOC계층(340)으로부터 제2 라우터가 속해있는 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 얻어서, 이 두 네트워크 프레픽스를 포함하는 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)를 SGSN을 경유하여 제1 무선 제어국(Old-RNC)(정확하게는 UTRAN의 RRC)에 전송한다(S100). 여기서, 상기 인접 라우터(GGSN)가 제2 라우터(New-GGSN)만이 다른 라우터(GGSN)이 존재하는 경우에도 나머지 라우터(GGSN)에도 상기 S100절차가 진행된다.

이때, 제1 라우터(300)의 HOC계층은 제2 라우터(320)의 HOC계층으로 제1 라우터(300)가 속해있는 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)메시지를 포함하는 근접 네트워 프레픽스 정보(Near Network Prefix Information)를 제2 라우터(New-Router)(320) 및 다른 인접 라우터(GGSN)로 전송한다(S110).

상기 단계 S100에서 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)메세지를 전송 받은 제1 무선 제어국(정확하게는 UTRAN의 RRC)은 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)를 상기에서 설명한 바와 같이 시스템 정보(System Information)에 포함시켜 유휴상태에 있는 단말기가 수신 가능하도록 셀 전체에 전송하고, RRC 직접 전송(RRC Direct Transfer)메시지에 포함시켜 무선접속 중인 단말기로 전송한다(S120). 여기서, 무선접속 중인 단말기뿐만 아니라 유휴상태에 있는 단말기의 RRC(120)는 전송 받은 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)메시지를 근접 라우터 광고(Near Router Advertisement)를 이용하여 단말기의 HOC 계층(140) 및 IP계층(160)으로 전송한다(S130).

따라서, 상기 단계 S100 내지 S130에 의해 단말기(100)의 HOC 계층(140) 및 IP 계층(160)은 해당 서브넷과 인접 서브넷의 네트워크 프레픽스(Network Prefix)를 핸드오버가 발생되기 전에 알 수 있다.

다음으로, 단말기(100)의 RRC계층(120)은 파일럿 채널의 측정을 통해서 핸드오버의 개시(Handover Event)를 알 수 있다(S140). 핸드오버 상황이 발생이 되면 단말기의 RRC계층(120)은 감지 보고(Measurement Report)메시지를 제1 무선망 제어국(200)으로 전송한다(S150). 이때, 단말기의 RRC(120)는 HOC계층(140)으로 L2 핸드오버 트리거(L2 Handover Trigger)메시지를 전송한다(S160). 이 L2 핸드오버 트리거 메시지를 수신한 HOC계층(140)은 IP계층(160)이 핸드오버가 개시되기 전에 얻은 네트워크 프레픽스 정보(Network Prefix Information)를 이용하여 IP주소 자동 생성 절차를 시작할 수 있도록 라우터 광고(Router Advertisement)메시지를 IP계층에 전송한다. 그러면, 단말기의 IP계층(160)은 IP주소 자동생성 절차 즉, 네트워크 프레픽스(Network Prefix)와 자신의 MAC주소를 조합하여 새로운 IP주소(제2 주소)를 생성한다(S170).

다음으로, 새롭게 생성된 IP주소(제2 주소)는 다른 단말기와의 충돌 여부를 확인하는 절차가 수행된다. 단말기의 HOC계층(140)에서 근접 중복 어드레스 검사 (Near Duplicate Address Detection)메시지를 제1 라우터(Old-GGSN)(300)의 HOC계층으로 전송하고(S180), 제1 라우터(Old-GGSN)(300)의 HOC계층은 단말기가 새로 이동하는 셀이 속하는 제2 라우터(New-GGSN)의 HOC계층으로 근접 중복 어드레스 검사 (Near Duplicate Address Detection)메시지를 전송한다(S190). 여기서, 제2 라우터(New-GGSN)가 단말기(100)의 새 IP주소(제2 주소)를 조사하여 주소 충돌이 생긴다면 제2 라우터(New-Router)(320)의 HOC계층로부터 근접 중복 어드레스 검사 확인(Near Duplicate Address Detection Ack)메시지가 제1 라우터(Old-GGSN)(300)의 HOC계층 및 단말기의 HOC계층(140)으로 전송되어 단말기는 다시 새로운 주소를 생성한다(S200, S210). 여기서, 주소 충돌이 생기지 않는다면 단말기(100)는 새로운 주소를 제2 IP 주소(secondary IP Address)로 저장하고 있고, 실제 통신은 기존의 IP 주소(first IP Address)로 통신한다.

한편, 단계 S150이 발생된 후에는 단말기의 RRC(120)는 상기에서 설명한 종래의 방법과 동일하게 L2 핸드 오버 절차를 수행한다. L2 핸드오버 절차는 단말기의 RRC(120)로부터 액티브 셋 업데이트 완료(Active Set Update Complete)메시지를 제2 무선망 제어국(220)으로 전송함으로서 종료된다. L2 핸드오버 절차에 대해서는 상기에서 설명하였는바 이하 구체적 설명은 생략한다.

다음으로, L2 핸드 오버 절차가 완료되면 단말기의 RRC(120)는 L2 핸드오버 완료(L2 Handover Complete)메시지를 단말기의 HOC계층(140)으로 전송하고, 이 메시지를 수신하면 단말기의 HOC계층(140)은 IP계층(160)으로 바이딩 업데이트(Binding Update)절차를 수행하도록 요구한다. 이 메시지를 수신한 단말기의 IP계 층(160)은 상기에서 생성한 제2 주소(Secondary IP Address)를 적용하기 위해 MIPv6의 절차에 따라 바이딩 업데이트(Binding Update)메시지를 제2 라우터(320)를 통해 CN(500) 및 HA(400)로 전송하여 새로운 서브넷으로 패킷이 전달되도록 한다(S240, S250). HA(400)와 CN(500)으로부터 바이딩 업데이트 확인(Binding Update Ack)메시지를 수신하면(S260, S270), 단말기(100)는 제2 IP 주소(Secondary IP Address)를 사용해서 IP통신을 수행한다.

여기서, 단말기가 상기 제2 IP 주소를 사용하여 IP통신을 최종적으로 수해하기 이전에는 단말기는 기존의 IP주소를 이용하여 통신한다.

이와 같이 본 발명은 L2 핸드오버 절차와 L3 핸드오버 절차가 동시에 수행됨에 따라 핸드오버 지연시간을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 L2(RRC)의 핸드오버와 L3(IP)의 핸드오버를 동시에 수행함으로써, 핸드오버의 지연시간을 줄일 수 있다. 이에 따라 통신서비스의 서비스품질(QoS)도 유지할 수 있다.

Claims (12)

1. 단말기, 상기 단말기가 현재 속해 있는 제1 셀을 관리하는 제1 무선망 제어국, 상기 단말기가 이동할 제2 셀을 관리하는 제2 무선망 제어국, 상기 제1 무선망 제어국을 관리하는 제1 라우터 및 상기 제2 무선망 제어국을 관리하는 제2 라우터를 포함하는 IP기반의 범용 이동통신 시스템에서 핸드오버를 처리하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 단말기의 IP계층에서 상기 제1 셀이 속하는 제1 서브넷의 네트워크 프레픽스와 인접 서브넷의 네트워크 프레픽스를 획득하는 단계;

   (b) 상기 단말기가 상기 제1 서브넷에서 벗어나 핸드오버가 발생하는 경우, 상기 단말기의 IP계층에서 상기 단계(a)에서 획득한 네트워크 프레픽스를 이용하여 상기 제2 셀에서 사용할 새로운 IP주소를 획득하는 단계; 및

   (c) 상기 단말기가 상기 단계(b)에서 획득한 새로운 IP주소를 등록하는 단계를 포함하는 핸드오버 처리 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단계(b)에서 상기 단말기가 새로운 IP주소를 획득하는 동안, 상기 단말기의 무선 자원 제어 계층에 의해 계층2의 핸드오버가 수행되는 핸드오버 처리 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 단계(b)에서 상기 핸드오버 발생 시, 상기 단말기의 무선 자원 제어 계층은 상기 핸드오버 발생을 상기 제1 무선망 제어국으로 전송하여 상기 계층2의 핸드오버가 수행되고, 상기 무선 자원 제어 계층은 상기 핸드오버 발생을 상기 단말기의 핸드오버 제어 계층으로 전송하여 상기 새로운 IP의 주소 획득이 수행되는 핸드오버 처리 방법.
4. 제1항 내지 제3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단계(b)후, 상기 단말기의 핸드오버 제어 계층이 상기 제2 라우터의 핸드오버 제어 계층과 통신하여 상기 획득한 새로운 IP의 주소가 다른 단말기의 주소와 충돌되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 처리 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 주소 충돌 여부의 확인 단계에서는 단말기는 상기 제1 셀에서 사용하는 기존의 IP주소로 상기 제2 라우터와 통신하는 핸드오버 처리 방법.
6. 제2항에 있어서,

   상기 계층2의 핸드오버가 수행이 종료된 후 상기 단말기의 무선 자원 제어 계층이 상기 계층2의 핸드오버가 종료되었음을 상기 단말기의 핸드오버 제어 계층을 경유하여 상기 단말기의 IP계층에 알려주어, 상기 단계(c)가 진행되는 핸드오버 처리 방법.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단계(a)는,

   (a-1) 상기 제1 라우터의 핸드오버 제어 계층이 상기 제1 서브넷의 네트워크 프레픽스와 상기 제1 서브넷에 인접하는 서브넷의 네트워크 프레픽스를 획득하여 상기 제1 무선망 제어국으로 전송하는 단계;

   (a-2) 상기 제1 라우터의 핸드오버 제어 계층이 상기 제1 서브넷의 네트워크 프레픽스를 상기 제1 라우터에 인접하는 라우터에 전송하는 단계;

   (a-3) 상기 제1 무선망 제어국은 전송 받은 상기 네트워크 프레픽스를 상기 단말기의 무선 자원 제어 계층으로 전송하는 단계; 및

   (a-4)상기 단말기의 무선 자원 제어 계층은 상기 네트워크 프레픽스를 상기 단말기의 핸드오버 제어 계층을 경유하여 상기 단말기의 IP계층으로 전송하는 단계를 포함하는 핸드오버 처리 방법.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단계(c)에서, 상기 단말기가 홈에이전트(HA), 상기 단말기와 통신하는 상대 노드와의 바이딩 업데이트 절차를 수행하여 상기 단계(b)에서 획득한 새로운 IP주소를 등록하는 핸드오버 처리 방법.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단계(a) 내지 단계(c)에서 상기 단말기는 상기 제1 셀에 사용한 IP주소인 기존의 IP주소를 사용하여 통신하는 핸드오버 처리 방법.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 단계(b)에서 상기 단말기의 IP계층은 상기 단계(c)에서 획득한 네트워크 프레픽스와 자신의 MAC 주소를 붙여서 상기 제2 셀에서 사용할 새로운 IP주소를 생성하는 핸드오버 처리 방법.
11. 제7항에 있어서,

    상기 단계(a-1)에서, 상기 제1 무선망 제어국은 유휴모드 단말기와 접속모드 단말기에 모두 상기 네트워크 프레픽스를 전송하기 위해 시스템 정보 메시지 및 무선 제어 계층 직접 전송 메시지에 상기 네트워크 프레픽스의 정보를 포함시켜 전송하는 핸드오버 처리 방법.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    라우터 계층에 IP 계층과 핸드오버 제어 계층을 포함되어, 상기 범용 이통 통신 시스템의 제어 측면의 프로토콜 구조가 라우터까지 확장되는 핸드오버 처리 방법.

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