KR100986141B1 - 광대역 무선통신 시스템의 핸드오버 지원 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템의 핸드오버 지원 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 핸드오버 지원 장치는, 이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능으로, 인접 기지국들 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청하는 이동 단말의 사용자 계층과, 상기 사용자 계층의 요청에 따라 MIH 서버와 연동하여, 상기 MIH 서버로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 획득하고, 상기 획득된 스캐닝 정보를 상기 사용자 계층으로 전송하는 이동 단말의 MIH 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
매크로 기지국, 소형 기지국, 핸드오버, MIH

Description

광대역 무선통신 시스템의 핸드오버 지원 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING HANDOVER IN BROADBAND WIRELESS COMMUNACATION SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 망 구조를 도시한 도면,
도 2는 IEEE 802.21 MIH 기술을 지원하는 이동 단말의 프로토콜 구조 모델을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MIH 기술을 이용한 매크로 기지국과 소형 기지국 간 핸드오버 절차를 도시한 신호 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 사용자 계층이 매크로 기지국과 소형 기지국 간 핸드오버를 지원하는 방법을 도시한 흐름도, 및
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 MIH 기능이 매크로 기지국과 소형 기지국 간 핸드오버를 지원하는 방법을 도시한 흐름도.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템의 핸드오버 지원 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 급증하는 사용자들의 요구를 충족시킬 정도의 광대역을 갖고 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선통신 시스템이 도입되었다.
상기 광대역 무선통신 시스템은 음성뿐만 아니라 저속 및 고속의 다양한 데이터 서비스, 고화질 동영상 등의 멀티미디어 응용 서비스를 통합 지원하기 위한 시스템이다. 이러한 광대역 무선통신 시스템은 2GHz, 5GHz, 26GHz 및 60GHz 등의 광대역을 이용한 무선 매체를 기반으로 이동 또는 고정 환경에서 PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), 인터넷 망, IMT2000망, ATM(Asynchronous Transfer Mode)망 등을 접속할 수 있으며, 2Mbps급 이상의 채널 전송률을 지원할 수 있는 무선통신 시스템이다. 상기 광대역 무선통신 시스템의 무선통신 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협 회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다.
현재 상기 광대역 무선통신 시스템에서는 매크로(Macro) 기지국을 보완하기 위해 소형 기지국을 증설하는 방안을 고려하고 있다. 상기 소형 기지국은 매크로 기지국의 서비스 영역이 아니거나 신호가 미약하여 서비스 질이 취약한 지역에 설치하는 홈(Home) 또는 SOHO(Small Office Home Office)용 기지국이다. 상기 소형 기지국은 상기 매크로 기지국과 같이 단말에게 휴대인터넷 서비스를 제공하며, 다만, 홈 또는 SOHO 등 소규모 실내에 최적화된 낮은 출력과 소용량 및 저렴한 가격 등의 특징을 가진다. 따라서, 상기 소형 기지국은 상기 매크로 기지국과 연동하여야 하며, 기존 단말은 상기 소형 기지국과 매크로 기지국을 전환하면서 서비스를 제공받을 수 있어야 한다. 즉, 무선 환경에 따라서 매크로 기지국과 소형 기지국 간의 핸드오버가 이루어져 단말이 향상된 서비스를 제공받을 수 있어야 한다.
한편, 일반적인 핸드오버 수행 과정을 살펴보면, 사용자의 통신 환경 변화에 따라 인접 셀 또는 인접 섹터로의 핸드오버가 요구되는 경우, 사용자 단말은 인접 기지국으로부터의 하향링크 신호를 근거로 인접 기지국과의 채널 상태를 측정한다. 일예로, 상기 광대역 무선 통신시스템에서 서빙 기지국은 기지국 관리 서버로부터 인접 기지국들의 정보를 수신하고, 상기 정보를 포함하는 MOB_NBR_ADV(MOBile_NeighBoR_ADVertisement) 메시지를 방송한다. 이때, 단말은 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 기반으로 인접 기지국의 채널 상태를 측정하는 일련의 스캐닝 동작을 수행한다.
상기 일반적인 핸드오버 수행 과정을 서빙 매크로 기지국과 타겟 소형 기지국 간의 핸드오버에 적용하여 수행하기 위해서는, 상기 기지국 관리 서버가 서빙 매크로 기지국으로 전송하는 인접 기지국 정보에 타겟 소형 기지국의 정보도 함께 포함되어야 한다. 하지만, 현재 기지국 관리 서버는 상기 타겟 소형 기지국의 정보를 관리하고 있지 않으며, 따라서 상기 MOB_NBR_ADV 메시지를 통한 타겟 소형 기지국 정보의 전송이 불가능하다. 즉, 기존의 IEEE 802.16e 기술로는 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버가 불가능하다.
따라서, 상기 광대역 무선통신 시스템에서 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버를 지원하기 위한 새로운 방안의 정의가 필요하다.
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본 발명의 목적은 광대역 무선 통신시스템에서 IEEE 802.21 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH 기술을 이용하여 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버를 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 핸드오버 지원 장치는, 이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능으로, 인접 기지국들 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청하는 이동 단말의 사용자 계층과, 상기 사용자 계층의 요청에 따라 MIH 서버와 연동하여, 상기 MIH 서버로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 획득하고, 상기 획득된 스캐닝 정보를 상기 사용자 계층으로 전송하는 이동 단말의 MIH 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 사용자 계층이 핸드오버를 지원하기 위한 방법은, 이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능으로, 인접 기지국들 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청하는 과정과, 상기 MIH 기능으로부터, 상기 요청에 따라 MIH 서버와의 연동을 통해 상기 MIH 서버로부터 획득한 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 이용하여, 상기 MIH 기능으로 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능이 핸드오버를 지원하기 위한 방법은, 이동 단말의 사용자 계층으로부터, 인접 기지국 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청받는 과정과, 상기 사용자 계층의 요청에 따라 MIH 서버와 연동하여, 상기 MIH 서버로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 획득하고, 상기 획득된 스캐닝 정보를 상기 사용자 계층으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 광대역 무선통신 시스템의 핸드오버 지원 장치 및 방법에 관한 것이다. IEEE 802.21 규격은 이종 망(heterogeneous network)간에 끊김 없는 핸드오버(Seamless Handover)와 서비스 연속성(Service Continuity)을 제공하여 이동 단말의 사용자 편의성을 향상시키는 것을 목적으로 하며, 기본적인 요구사항으로는 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : 이하 'MIH'라 칭함) 기능, 이벤트 서비스(Event Service : ES), 명령 서비스(Command Service : CS) 그리고 정보 서비스(Information Service : IS)를 정의하고 있다. 이하 본 발명은 상기 IEEE 802.21 MIH 기술을 이용하여 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버 를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 망 구조를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 광대역 무선통신 시스템은 이동 단말(100), 매크로 기지국(110), 매크로 기지국 제어기(120), 소형 기지국(130), 소형 기지국 제어기(140), MIH 서버(150)를 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 이동 단말(100)은 매크로 기지국(110)에 접속하여 해당 매크로 기지국(110)으로부터 휴대인터넷 서비스를 받으며, 이동에 따라 소형 기지국(130)의 영역에 진입할 시, 상기 소형 기지국(130)으로 핸드오버하여 이후 상기 소형 기지국(130)으로부터 휴대인터넷 서비스를 받는다. 본 발명에 따라 상기 이동 단말(100)은 매크로 기지국(110)이 주기적으로 방송하는 메시지를 통해 인접 기지국들 중 매크로 기지국을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 수신하고, IEEE 802.21 MIH 기술을 이용하여 MIH 서버(150)와의 통신을 통해 상기 인접 기지국들 중 소형 기지국을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 수신한다. 이와 같이 수신된 인접 기지국 정보에 하나 이상의 소형 기지국에 대한 정보가 포함되어 있을 시, 상기 이동 단말(100)은 해당 소형 기지국과 스캐닝 절차를 수행한 후, 이를 통해 결정된 하나의 소형 기지국으로의 핸드오버 절차를 수행한다. 만약, 상기 수신된 인접 기지국 정보에 소형 기지국에 대한 정보가 포함되어 있지 않고 매크로 기지국에 대한 정보만 포함되어 있다면, 상기 이동 단말(100)은 해당 매크로 기지국과 스캐닝 절차를 수행한 후, 이를 통해 결정된 하나의 매크로 기지국으로의 핸드오버 절차를 수행한다.
여기서, 도 2는 상기 IEEE 802.21 MIH 기술을 지원하는 이동 단말(200)의 프로토콜 구조 모델을 도시하고 있으며, 사용자 계층(201)과 MIH 기능(203) 및 802.16 MAC 계층(205)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 사용자 계층(201)은 L3 혹은 그 이상의 상위 계층을 의미하며, MIH 명령을 발생하여 MIH 기능(203)으로 전달함으로써, 상기 MIH 기능(203)에게 핸드오버 관련 행위를 지시하고 이에 대한 응답을 수신한다. 상기 MIH 기능(203)은 MIH 서버(150)와 연동하여 상기 사용자 계층(201)의 MIH 명령을 수행하며, 상기 사용자 계층(201)의 MIH 명령에 따른 핸드오버 관련 명령을 발생하여 상기 802.16 MAC 계층(205)으로 전달함으로써, 상기 802.16 MAC 계층(205)에게 핸드오버 관련 행위를 지시하고 이에 대한 응답을 수신한다. 이때, 상기 MIH 기능(203)은 상기 사용자 계층(201)으로 해당 MIH 명령에 대한 응답으로써 상기 수신된 응답을 전송한다. 또한, 상기 802.16 MAC 계층(205)은 상기 MIH 기능(203)의 명령에 따라 매크로 기지국(110) 및 소형 기지국(130)과의 통신을 통해 스캐닝 절차 및 핸드오버 절차를 수행하고 이에 대한 응답을 전송한다.
상기 매크로 기지국(110)은 하나 이상의 소형 기지국(130)의 영역을 포함하여 넓은 영역을 커버리지하는 기지국으로, 접속된 이동 단말(100)에게 휴대인터넷 서비스를 제공한다. 상기 매크로 기지국 제어기(120)는 상기 이동 단말(100)의 연결(connection) 및 이동성(mobility)을 관리한다.
상기 소형 기지국(130)은 서비스 영역에 진입하는 이동 단말(100)에게 휴대 인터넷 서비스를 제공한다. 상기 소형 기지국 제어기(140)는 상기 이동 단말(100)의 연결(connection) 및 이동성(mobility)을 관리한다.
상기 MIH 서버(150)는 데이터베이스를 통해 시스템별 하나 이상의 매크로 기지국에 대한 정보와 매크로 기지국별 하나 이상의 소형 기지국에 대한 정보를 관리하며, 상기 이동 단말(100)의 요청에 따라 상기 이동 단말(100)의 서빙 매크로 기지국(110)에 포함된 하나 이상의 소형 기지국(130)에 대한 정보를 상기 데이터 베이스에서 추출하여 상기 이동 단말(100)에게 전송한다. 여기서, 상기 매크로 기지국 및 소형 기지국에 대한 정보는 해당 기지국을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 MIH 기술을 이용한 매크로 기지국과 소형 기지국 간 핸드오버 절차를 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 이동 단말은 301단계에서 내부 계층, 즉 사용자 계층(300), MIH 기능(310), 802.16 MAC 계층(320)을 통해 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)로부터 트래픽을 송수신함으로써 서비스를 수신한다. 여기서, 상기 이동 단말은 상기 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)로부터 서비스를 수신하는 동안 상기 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)가 주기적으로 방송하는 MOB_NBR_ADV 메시지를 수신하여 인접 기지국들의 정보, 즉 해당 인접 기지국들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 수신한다. 이때, 상기 MOB_NBR_ADV 메시지에 포함되는 인접 기지국들의 정보에는 매크로 기지국들에 대한 정보만이 포함되어 있을 뿐 소형 기지국들의 정보는 포함되어 있지 않다.
따라서, 상기 이동 단말의 사용자 계층(300)은 상기 인접 기지국들 중 소형 기지국들의 정보를 수신하기 위하여 IEEE 802.21 MIH 기술을 이용한다. 다시 말해, 상기 사용자 계층(300)은 303단계에서 MIH 기능(310)으로 서빙 매크로 기지국 식별자 정보를 포함하는 MIH_Get_Information.request 메시지를 전송하여, 상기 MIH 기능(310)으로 하여금 MIH 서버(340)와의 통신을 통해 인접한 소형 기지국들의 정보를 획득하여 이를 알려줄 것을 요청하고, 상기 MIH_Get_Information.request 메시지를 수신한 상기 MIH 기능(310)은 305단계에서 상기 인접한 소형 기지국들의 정보를 요청하는 MIH_Get_Information REQUEST 메시지를 MIH 서버(340)로 전송한다.
이때, 상기 MIH 서버(340)는 상기 서빙 매크로 기지국 식별자를 이용하여, 데이터베이스에서 상기 서빙 매크로 기지국의 영역에 속하는 하나 이상의 소형 기지국들을 검색하고, 307단계에서 상기 검색된 소형 기지국들에 대한 정보, 즉 해당 소형 기지국들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 포함하는 MIH_Get_Information RESPONSE 메시지를 상기 MIH 기능(310)으로 전송한다. 이후, 상기 MIH 기능(310)은 309단계에서 상기 검색된 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 MIH_Get_Information.confirmation 메시지를 상기 사용자 계층(300)으로 전송한다.
상기와 같은 과정을 통해 상기 사용자 계층(300)은 인접 기지국들의 정보를 수집하고, 즉 인접한 매크로 기지국들에 대한 정보뿐만 아니라, 상기 서빙 매크로 기지국의 영역에 속하는 인접한 소형 기지국들에 대한 정보를 수집하고, 311단계에서 상기 수집된 인접 기지국들의 정보에 소형 기지국들의 정보가 포함되어 있음이 판단될 시, 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝을 위해 313단계에서 해당 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 포함하는 MIH_Scan.request 메시지를 상기 MIH 기능(310)으로 전송한다. 이때, 상기 MIH 기능(310)은 315단계에서 상기 802.16 MAC 계층(320)으로 C_HO-REQ(HO-Scan) 메시지를 전송하여 상기 802.16 MAC 계층(320)으로 하여금 해당 소형 기지국에 대해 IEEE 802.16e 스캐닝 절차를 수행하도록 요청한다.
이때, 상기 802.16 MAC 계층(320)은 317단계에서 상기 스캐닝 정보를 이용하여 해당 소형 기지국들에 대해 IEEE 802.16e 스캐닝 절차를 수행한다. 즉 해당 소형 기지국들의 수신 세기(예를 들어, CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio))를 측정한다. 여기서, 상기 IEEE 802.16e 스캐닝 절차를 살펴보면, 상기 802.16 MAC 계층(320)은 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)와의 시그널링(MOB_SCN-REQ(MOBile_SCaNning interval allocation REQuest) 및 MOB_SCN-RSP(MOBile_SCaNning interval allocation ReSPonse) 메시지의 송수신)을 통해 상기 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)로부터 할당받은 스캐닝 구간에 해당 소형 기지국/기지국 제어기(350)들에 대한 스캐닝을 수행한다. 이후, 상기 소형 기지국들과 IEEE 802.16e 스캐닝 절차를 수행한 상기 802.16 MAC 계층(320)은 319단계에서 스캐닝 결과(예를 들어, CINR)를 포함하는 C_HO-RSP(HO-Scan) 메시지를 상기 MIH 기능(310)으로 전송하고, 이때 상기 MIH 기능(310)은 321단계에서 상기 사용자 계층(300)으로 상기 스캐닝 결과를 포함하는 MIH_Scan.reponse 메시지를 전송한다.
삭제
이후, 상기 MIH_Scan.reponse 메시지를 수신한 사용자 계층(300)은 상기 스캐닝 결과를 이용하여 서빙 매크로 기지국(330)의 수신 세기보다 더 큰 수신 세기를 가지는 하나 이상의 소형 기지국을 후보 소형 기지국으로 결정하고, 323단계로 진행하여 상기 결정된 하나 이상의 후보 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Candidate_Query.request 메시지를 상기 MIH 기능(310)으로 전송하여 핸드오버 절차의 수행을 요청한다. 이때, 상기 MIH 기능(310)은 325단계에서 상기 후보 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 C_HO-REQ(HO-Mobile) 메시지를 상기 802.16 MAC 계층(320)으로 전송한다. 이후, 상기 C_HO-REQ(HO-Mobile) 메시지를 수신한 상기 802.16 MAC 계층(320)은 상기 후보 소형 기지국들에 대해 IEEE 802.16e 핸드오버 절차(337단계)를 수행한다. 다시 말해, 상기 802.16 MAC 계층(320)은 상기 후보 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 상기 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)로 전송하고, 상기 핸드오버 요청 메시지를 수신한 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)가 상기 후보 소형 기지국들과 통신하여 상기 이동 단말의 핸드오버가 가능한지를 확인한 후, 상기 이동 단말의 핸드오버가 가능한 하나 이상의 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 상기 이동 단말의 802.16 MAC 계층(320)으로 전송한다. 이때, 상기 802.16 MAC 계층(320)은 327단계에서 상기 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 C_HO-RSP(HO-Mobile) 메시지를 상기 MIH 기능(310)으로 전송하고, 상기 메시지를 수신한 상기 MIH 기능(310)은 329단계에서 상기 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Candidate_Query.response 메시지를 상기 사용자 계층(300)으로 전송한다.
이후, 상기 사용자 계층(300)은 331단계에서 상기 후보 타겟 소형 기지국들 중 신호 세기가 가장 큰 하나의 소형 기지국을 선택하여 타겟 소형 기지국으로 결정하고, 333단계에서 상기 결정된 타겟 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Commit.request 메시지를 상기 MIH 기능(310)으로 전송하여 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시한다. 이때, 상기 MIH 기능(310)은 335단계에서 상기 정보를 포함하는 C_HO-IND(HO-Start) 메시지를 상기 802.16 MAC 계층(320)으로 전송한다. 이후, 상기 802.16 MAC 계층(320)은 상기 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)로 핸드오버 지시 메시지를 전송하고, 상기 서빙 매크로 기지국/기지국 제어기(330)와의 통신 연결을 해제한 후, 해당 타겟 소형 기지국/기지국 제어기(350)와 네트워크 재진입 과정을 수행한다.
이로써, 상기 802.16 MAC 계층(320)은 상기 타겟 소형 기지국/기지국 제어기(350)와의 핸드오버 수행을 완료하고, 339단계로 진행하여 상기 MIH 기능(310)으로 핸드오버 완료를 알리는 C_HO-IND(HO-Complete) 메시지를 전송한다. 이때, 상기 MIH 기능(310)은 341단계에서 상기 사용자 계층(300)으로 MIH_MN_HO_Commit.reponse 메시지를 전송한다. 이후, 상기 이동 단말은 343단계에서 상기 타겟 소형 기지국/기지국 제어기(350)로부터 트래픽을 송수신함으로써 서비스를 수신한다.
한편, 상기 311단계에서 상기 수집된 인접 기지국들의 정보에 소형 기지국들의 정보가 포함되어 있지 않음이 판단될 시, 상기 사용자 계층(300)은 일반적인 핸드오버 절차에 따라 상기 인접 기지국들의 정보에 포함된 매크로 기지국들의 정보를 이용하여 해당 매크로 기지국들에 대한 스캐닝을 수행하고, 상기 스캐닝 결과가 핸드오버 조건을 만족하면, 즉 상기 서빙 매크로 기지국의 수신 세기보다 더 큰 수신 세기를 가지는 인접 매크로 기지국이 존재하는 경우, 상기 사용자 계층(300)은 해당 인접 매크로 기지국으로 핸드오버를 수행하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 사용자 계층이 매크로 기지국과 소형 기지국 간 핸드오버를 지원하는 방법을 도시한 흐름도 이다.
상기 도 4를 참조하면, 이동 단말의 사용자 계층은 401단계에서 서빙 매크로 기지국으로부터 인접 기지국들 중 매크로 기지국들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 수신한다. 여기서, 상기 정보는 상기 서빙 매크로 기지국이 주기적으로 방송하는 MOB_NBR_ADV 메시지를 통해 수신한다.
이후, 상기 사용자 계층은 403단계에서 MIH 기능으로 서빙 매크로 기지국 식별자 정보를 포함하는 MIH_Get_Information.request 메시지를 전송하여, 상기 MIH 기능으로 하여금 MIH 서버와의 통신을 통해 인접 기지국들 중 소형 기지국을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 획득하여 이를 알려줄 것을 요청하고, 상기 MIH 서버로부터 해당 정보를 포함하는 MIH_Get_Information.confirmation 메시지를 수신한다.
이후, 상기 사용자 계층은 405단계에서 상기 401단계 및 403단계를 통해 수집된 인접 기지국들의 정보에 소형 기지국들의 정보가 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 수집된 인접 기지국들의 정보에 소형 기지국들의 정보가 존재할 시, 상기 사용자 계층은 407단계에서 상기 인접 기지국들의 정보에 존재하는 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 정보를 포함하는 MIH_Scan.request 메시지를 상기 MIH 기능으로 전송하여 스캐닝 수행을 요청하고, 상기 MIH 기능으로부터 스캐닝 결과(예를 들어, CINR)를 포함하는 MIH_Scan.reponse 메시지를 수신한다.
이후, 상기 사용자 계층은 409단계에서 상기 스캐닝 결과를 이용하여 서빙 매크로 기지국의 수신 세기보다 더 큰 수신 세기를 가지는 하나 이상의 소형 기지국을 후보 소형 기지국으로 결정한다. 이후, 상기 사용자 계층은 411단계에서 상기 결정된 하나 이상의 후보 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Candidate_Query.request 메시지를 상기 MIH 기능으로 전송한 후, 상기 MIH 기능으로부터 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Candidate_Query.reponse 메시지를 수신한다.
이때, 상기 사용자 계층은 413단계에서 상기 후보 타겟 소형 기지국들 중 신호 세기가 가장 큰 하나의 소형 기지국을 선택하여 타겟 소형 기지국으로 결정하고, 상기 결정된 타겟 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Commit.request 메시지를 상기 MIH 기능으로 전송하여 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시한 후, 상기 MIH 기능으로부터 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 완료하였음을 알리는 MIH_MN_HO_Commit.reponse 메시지를 수신한다.
반면, 상기 405단계에서 수집된 인접 기지국들의 정보에 소형 기지국들의 정보가 존재하지 않을 시, 상기 사용자 계층은 415단계에서 상기 인접 기지국들 중 매크로 기지국 정보를 이용하여 일반적인 스캐닝 및 핸드오버 절차를 수행한다.
이후, 상기 사용자 계층은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
삭제
도 5는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 MIH 기능이 매크로 기지국과 소형 기지국 간 핸드오버를 지원하는 방법을 도시한 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 이동 단말의 MIH 기능은 501단계에서 사용자 계층으로부터 인접 기지국들 중 소형 기지국들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 알려줄 것을 요청하는 MIH_Get_Information.request 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 MIH_Get_Information.request 메시지에는 서빙 매크로 기지국 식별자 정보가 포함되어 있다.
상기 메시지가 수신될 시, 상기 MIH 기능은 503단계에서 MIH 서버로 상기 인접 기지국들 중 소형 기지국들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 요청하는 MIH_Get_Information REQUEST 메시지를 전송하고, 상기 MIH 서버로부터 상기 서빙 매크로 기지국 식별자에 해당하는 하나 이상의 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보를 포함하는 MIH_Get_Information RESPONSE 메시지를 수신한 후, 상기 하나 이상의 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보를 포함하는 MIH_Get_Information.confirmation 메시지를 상기 사용자 계층으로 전송한다.
이후, 상기 MIH 기능은 505단계에서 상기 사용자 계층으로부터 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청하는 MIH_Scan.request 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 MIH_Scan.request 메시지는 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 정보가 포함되어 있다. 상기 메시지가 수신될 시, 상기 MIH 기능은 507단계에서 802.16 MAC 계층으로 C_HO-REQ(HO-Scan) 메시지를 전송하여 상기 802.16 MAC 계층으로 하여금 해당 소형 기지국에 대해 IEEE 802.16e 스캐닝 절차를 수행하도록 요청한 후, 상기 802.16 MAC 계층으로부터 스캐닝 결과(예를 들어, CINR)를 포함하는 C_HO-RSP(HO-Scan) 메시지를 수신하고, 상기 사용자 계층으로 상기 스캐닝 결과를 포함하는 MIH_Scan.reponse 메시지를 전송한다.
이후, 상기 MIH 기능은 509단계에서 상기 사용자 계층으로부터 하나 이상의 후보 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Candidate_Query.request 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 메시지가 수신될 시, 상기 MIH 기능은 511단계에서 상기 후보 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 C_HO-REQ(HO-Mobile) 메시지를 상기 802.16 MAC 계층으로 전송하고, 상기 802.16 MAC 계층으로부터 상기 이동 단말의 핸드오버가 가능한 하나 이상의 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 포함하는 C_HO-RSP(HO-Mobile) 메시지를 수신한 후, 상기 수신된 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Candidate_Query.response 메시지를 상기 사용자 계층으로 전송한다.
이후, 상기 MIH 기능은 513단계에서 상기 사용자 계층으로부터 타겟 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 MIH_MN_HO_Commit.request 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 메시지가 수신될 시, 상기 MIH 기능은 515단계에서 상기 타겟 소형 기지국에 대한 정보를 포함하는 C_HO-IND(HO-Start) 메시지를 상기 802.16 MAC 계층으로 전송하여 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시한 후, 상기 802.16 MAC 계층으로부터 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버 수행 완료를 알리는 C_HO-IND(HO-Complete) 메시지를 수신하고, 상기 사용자 계층으로 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버 수행 완료를 알리는 MIH_MN_HO_Commit.reponse 메시지를 전송한다.
이후, 상기 MIH 기능은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광대역 무선 통신시스템에서 IEEE 802.21 MIH 기술을 이용하여 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버를 지원함으로써, 매크로 기지국에서 소형 기지국으로의 핸드오버를 가능하게 하는 이점이 있다.

Claims (21)

  1. 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 핸드오버 지원 장치에 있어서,
    이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능으로, 인접 기지국들 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청하는 이동 단말의 사용자 계층과,
    상기 사용자 계층의 요청에 따라 MIH 서버와 연동하여, 상기 MIH 서버로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 획득하고, 상기 획득된 스캐닝 정보를 상기 사용자 계층으로 전송하는 이동 단말의 MIH 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 계층은, 상기 MIH 기능으로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 수신하고, 상기 수신된 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 이용하여 상기 MIH 기능으로 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청하며,
    상기 MIH 기능은, 상기 스캐닝 수행 요청에 따라 MAC 계층으로 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 MIH 기능의 요청에 따라 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝을 수행하고, 스캐닝 결과를 상기 MIH 기능으로 전송하는 상기 이동 단말의 MAC 계층을 더 포함하여,
    상기 MIH 기능은, 상기 스캐닝 결과를 상기 사용자 계층으로 전송하고,
    상기 사용자 계층은, 상기 스캐닝 결과를 이용하여 서빙 매크로 기지국의 수신 세기보다 더 큰 수신 세기를 가지는 하나 이상의 소형 기지국을 후보 소형 기지국으로 결정하고, 상기 결정된 후보 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보를 상기 MIH 기능으로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 MIH 기능은, 상기 후보 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보를 상기 MAC 계층으로 전달하고, 상기 MAC 계층으로부터 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보가 수신되면, 상기 수신된 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 상기 사용자 계층으로 전달하며,
    상기 MAC 계층은, 상기 MIH 기능으로부터의 상기 후보 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 상기 서빙 매크로 기지국으로 전송하고, 상기 서빙 매크로 기지국으로부터 핸드오버가 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 수신하여 상기 MIH 기능으로 전달하며,
    상기 사용자 계층은, 상기 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보와 해당 후보 타겟 소형 기지국들의 스캐닝 결과를 이용하여, 상기 후보 타겟 소형 기지국들 중 수신 세기가 가장 큰 소형 기지국을 타겟 소형 기지국으로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 사용자 계층은, 상기 MIH 기능으로 상기 결정된 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시하고,
    상기 MIH 기능은, 상기 사용자 계층의 지시에 따라 상기 MAC 계층으로 상기 결정된 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시하며,
    상기 MAC 계층은, 상기 MIH 기능의 지시에 따라 상기 서빙 매크로 기지국과의 통신 연결을 해제하고, 상기 타겟 소형 기지국과 네트워크 재진입 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 계층은, 서빙 매크로 기지국 식별자를 이용하여 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 요청하며,
    상기 MIH 기능은, 상기 서빙 매크로 기지국 식별자를 상기 MIH 서버로 전달하고, 상기 MIH 서버로부터 해당 서빙 매크로 기지국의 영역에 속하는 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 수신하여, 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 MIH 기능으로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 요청받고, 데이터베이스에서 상기 서빙 매크로 기지국 식별자에 매핑된 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 추출하여 상기 MIH 기능으로 전송하는 상기 MIH 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 소형 기지국은, 단말에게 휴대인터넷 서비스를 제공하며, 소규모 실내에 최적화된 기지국임을 특징으로 하는 장치.
  11. 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 사용자 계층이 핸드오버를 지원하기 위한 방법에 있어서,
    이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능으로, 인접 기지국들 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청하는 과정과,
    상기 MIH 기능으로부터, 상기 요청에 따라 MIH 서버와의 연동을 통해 상기 MIH 서버로부터 획득한 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 이용하여, 상기 MIH 기능으로 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 MIH 기능으로부터 스캐닝 결과가 수신될 시, 상기 스캐닝 결과를 이용하여 서빙 매크로 기지국의 수신 세기보다 더 큰 수신 세기를 가지는 하나 이상의 소형 기지국을 후보 소형 기지국으로 결정하는 과정과,
    상기 결정된 후보 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보를 상기 MIH 기능으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 MIH 기능으로부터 상기 후보 소형 기지국들 중 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 수신하는 과정과,
    상기 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보와 해당 후보 타겟 소형 기지국들의 스캐닝 결과를 이용하여, 상기 후보 타겟 소형 기지국들 중 수신 세기가 가장 큰 소형 기지국을 타겟 소형 기지국으로 결정하는 과정과,
    상기 MIH 기능으로 상기 결정된 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 소형 기지국은, 단말에게 휴대인터넷 서비스를 제공하며, 소규모 실내에 최적화된 기지국임을 특징으로 하는 방법.
  16. 매크로 기지국과 소형 기지국이 혼재하는 광대역 무선통신 시스템에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버(Media Independent Handover : MIH) 기능이 핸드오버를 지원하기 위한 방법에 있어서,
    이동 단말의 사용자 계층으로부터, 인접 기지국 중, 서빙 매크로 기지국의 서비스 영역에 존재하는 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보의 전송을 요청받는 과정과,
    상기 사용자 계층의 요청에 따라 MIH 서버와 연동하여, 상기 MIH 서버로부터 상기 소형 기지국들에 대한 스캐닝 정보를 획득하고, 상기 획득된 스캐닝 정보를 상기 사용자 계층으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 삭제
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 사용자 계층으로부터 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청받는 과정과,
    상기 스캐닝 수행 요청에 따라 MAC 계층으로 상기 소형 기지국들 전체 혹은 일부에 대한 스캐닝 수행을 요청하는 과정과,
    상기 MAC 계층으로부터 스캐닝 결과를 수신하여 상기 사용자 계층으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 사용자 계층으로부터 후보 소형 기지국에 대한 스캐닝 정보가 수신될 시, 상기 수신된 정보를 상기 MAC 계층으로 전달하는 과정과,
    상기 MAC 계층으로부터 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보가 수신될 시, 상기 수신된 핸드오버 가능한 후보 타겟 소형 기지국들에 대한 정보를 상기 사용자 계층으로 전달하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 사용자 계층으로부터 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버가 지시될 시, 상기 지시에 따라 상기 MAC 계층으로 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버를 지시하는 과정과,
    상기 MAC 계층으로부터 상기 타겟 소형 기지국으로의 핸드오버 수행 결과가 수신될 시, 상기 수신된 핸드오버 수행 결과를 상기 사용자 계층으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 소형 기지국은, 단말에게 휴대인터넷 서비스를 제공하며, 소규모 실내에 최적화된 기지국임을 특징으로 하는 방법.
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