KR101490340B1 - 무선통신시스템에서 핸드오버 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 핸드오버 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 핸드오버 처리 방법은, 인증되지 않은 이동국으로부터 핸드오버 접속 신호 수신 시, 핸드오버 접속 요청 메시지를 위한 상향링크 자원을 할당하는 과정과, 상기 할당된 상향링크 자원의 할당정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅하는 과정과, 인증정보 및 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 수신하는 과정과, 상기 수신된 인증정보를 이용해서 상기 이동국을 인증하는 과정과, 상기 인증 성공 시, 상기 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 검사하는 과정과, 상기 하향링크 데이터가 존재할 경우, 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 상기 하향링크 데이터를 함께 상기 이동국으로 전송하는 과정을 포함한다.

광대역 무선접속, 핸드오버, 인증

Description

무선통신시스템에서 핸드오버 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING HANDOVER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신시스템에 관한 것으로, 특히 무선통신시스템에서 상호 인증에 따른 핸드오버 지연 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 고속의 이동통신을 위해서 많은 무선통신 기술들이 후보로 제안되고 있으며, 이 중에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기법은 현재 가장 유력한 차세대 무선 통신 기술로 인정받고 있다. 향후 대부분의 무선통신 기술에서는 상기 OFDM 기술이 사용될 것으로 예상되며, 현재 3.5세대 기술이라고 불리는 IEEE 802.16 계열의 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)에서도 상기 OFDM 기술을 표준규격으로 채택하고 있다.

한편, 셀룰라 기반의 이동통신시스템은 이동국에게 끊김 없는 서비스를 제공하기 위해 핸드오버(handover)를 지원한다. 상기 핸드오버는 이동성을 갖는 이동국 이 하나의 기지국 영역(셀 영역)에서 인접 기지국 영역으로 이동할 때, 이전 기지국과 이동국 사이에 형성되어 있는 커넥션(connection)을 새로운 기지국으로 넘겨주는 기술이다.

도 1은 종래 기술에 따른 무선통신시스템에서 핸드오버 절차를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면, 먼저 핸드오버 조건을 만족하는 경우, 이동국(100)은 101단계에서 서빙 기지국(SBS : Serving Base Station)(110)으로 핸드오버 요청(MOB_MSHO-REQ : Mobile MS Handover Request)메시지를 송신한다. 상기 핸드오버 요청 메시지는 핸드오버 후보 기지국 리스트를 포함하며, 여기서 타겟 기지국1(TBS 1 : Target BS 1)(120)과 타겟 기지국2(TBS2)(130)를 후보 기지국으로 가정하기로 한다.

상기 핸드오버 요청 메시지 수신시, 상기 서빙 기지국(110)은 103단계에서 타겟 기지국 1(120)로 상기 이동국(100)의 핸드오버 요청을 알리는 HO-request 메시지를 전송하고, 105단계에서 상기 타겟 기지국2(130)로 상기 HO-request 메시지를 전송한다. 그러면, 상기 타겟 기지국1은 107단계에서 상기 HO-request 메시지에 대한 응답으로 HO-response 메시지를 상기 서빙 기지국(110)으로 전송하고, 상기 타겟 기지국2는 109단계에서 응답으로 HO-response 메시지를 상기 서빙 기지국(110)으로 전송한다. 여기서, 상기 타겟 기지국들(120,130)은 상기 이동국(100)의 핸드오버를 수용할 수 있는 것으로 가정한다.

상기 서빙 기지국(110)은 111단계에서 상기 타겟 기지국들(120,130)의 정보 및 메시지 인증을 위한 CMAC(Cipher-based Message Authentication Code) 정보를 포함하는 핸드오버 응답(MOB_BSHO-RSP : Mobile BS handover response) 메시지를 상기 이동국(100)으로 전송한다. 또한, 상기 서빙 기지국(110)은 113단계 및 115단계에서 상기 타겟 기지국들(120, 130)로 상기 HO-response 메시지의 수신을 알리는 HO-Ack(Handover Acknowledgement) 메시지를 전송한다.

한편, 상기 이동국(100)은 상기 핸드오버 응답 메시지에 포함된 정보를 이용해서 최종 핸드오버 타겟 기지국을 결정한다. 여기서, 상기 타겟 기지국 2(130)가 최종 타겟 기지국으로 결정된 것으로 가정한다. 상기 타겟 기지국을 결정한 후, 상기 이동국(100)은 117단계에서 타겟 기지국 정보(TBS 2)와 CMAC 정보가 포함된 핸드오버 지시(MOB_HO-IND : Mobile Handover Indication) 메시지를 상기 서빙 기지국(110)으로 전송한다.

상기 핸드오버 지시 메시지 수신시, 상기 서빙 기지국(110)은 119단계에서 상기 이동국(100)의 핸드오버를 알리는 HO-confirm 메시지를 상기 타겟 기지국2(130)로 전송한다. 이후, 상기 서빙 기지국(110)은 121단계에서 상기 타겟 기지국2(130)로 상기 이동국(100)의 컨텍스트(context) 정보를 전달하고, 상기 타겟 기지국2(130)는 123단계에서 응답으로 HO-Ack 메시지를 상기 서빙 기지국(100)으로 전송한다.

한편, 상기 핸드오버 지시 메시지를 서빙 기지국으로 전송한 후, 상기 이동국(100)은 상기 타겟 기지국2(130)로부터의 프리앰블 신호를 이용해서 동기를 획득 하고, 상기 타겟 기지국2(130)로부터 필요한 메시지들(MAP, DCD UCD 등)을 수신하여 통신에 필요한 각종 파라미터들을 획득한다.

그리고, 상기 이동국(100)은 125단계에서 레인징 코드를 상기 타겟 기지국2(130)로 송신한다. 한편, 상기 타겟 기지국2(130)가 상기 레인징 코드를 성공적으로 수신한 경우, 상기 타겟 기지국2(130)는 127단계에서 상기 레인징 코드에 응답하는 레인징응답(RNG-RSP : Ranging response) 메시지와 상향링크 자원할당 정보(예 : CDMA_Allocation_IE)를 상기 이동국(100)으로 전송한다.

그러면, 상기 이동국(100)은 129단계에서 할당받은 상향링크 자원을 통해 레인징 요청(RNG-REQ : Ranging Request) 메시지를 상기 타겟 기지국2(130)로 전송한다. 이때, 상기 레인징요청 메시지는 CMAC 튜플(tuple) 정보를 포함한다.

상기 레인징 요청 메시지 수신시, 상기 타겟 기지국2(130)는 131단계에서 인증국(예 : AAA서버)(140)으로 상기 CMAC 튜플에 대한 인증을 요청한다. 그러면, 상기 인증국(140)은 133단계에서 상기 요청에 응답하여 상기 이동국(100)의 인증키(AK : Authentication key)를 생성하고, 135단계에서 상기 생성된 AK 정보(AK컨텍스트와 SA(Security Association)정보)를 포함하는 인증응답 메시지를 상기 타겟 기지국2(130)로 전송한다.

이후, 상기 타겟 기지국2(130)는 137단계에서 상기 AK 정보를 이용해서 상기 이동국(100)의 CMAC을 검증한다. 이때, 상기 CMAC이 유효한 경우, 상기 타겟 기지국2(130)는 139단계에서 상기 이동국(100)으로 레인징 응답 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 레인징 응답 메시지는 핸드오버 절차 최적화 필드(HO process optimization field)와 상기 타겟 기지국2(130)의 인증을 위한 CMAC정보를 포함한다. 또한, 상기 타겟 기지국2(130)는 141단계에서 상기 인증응답 메시지에 대한 확인(confirm) 메시지를 상기 인증국(141)으로 전송한다.

한편, 상기 이동국(100)은 상기 레인징 응답 메시지의 인증정보(CMAC)를 이용해서 상기 타겟 기지국2(130)를 인증한다. 또한, 상기 이동국(100)은 상기 핸드오버 절차 최적화 필드에 따라 네트워크 재진입 절차 중 해당 시그널링 절차(예 : 기본능력 협상 절차, 등록 절차, PKM협상 절차, DSA 절차 등)를 생략한다.

상술한 바와 같이, 타겟 기지국은 인증국으로부터 인증정보를 수신한후 상기 이동국이 전송한 메시지의 CMAC을 검증함으로써 상기 이동국을 인증한다. 상기 이동국 역시 상기 타겟 기지국으로부터 수신된 메시지의 CMAC을 검증함으로써 타겟 기지국을 인증한다. 이와 같은 상호 인증(mutual authentication)을 통해 이동국과 타겟 기지국은 서로 믿고 통신할 수 있는 준비를 완료하며, 이 인증 과정이 완료되어야 이동국은 비로소 타겟 기지국으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 자원을 요청할 수 있고, 타겟 기지국도 이동국으로 상향링크 자원 할당이나 하향링크 데이터 전송을 시작할 수 있다.

그런데, 타겟 기지국으로의 접속 과정에서, 상기 타겟 기지국이 상기 이동국을 인증한 이후에는 이동국에서의 타겟 기지국 인증과 상관 없이 모든 동작 수행이 가능하다. 그런데, 종래기술에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 이동국과 타겟 기지국이 상호 인증을 모두 완료한 후 하향 데이터 전송 및 상향링크 자원 할당을 이루어지기 때문에, 핸드오버 이후 데이터 통신이 복구되기까지의 시간이 지연되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 상호 인증에 따른 핸드오버 지연 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 핸드오버 이후 데이터 통신이 복구되기까지의 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 핸드오버시 이동국이 인증정보와 상향링크 자원요청 정보를 함께 타겟 기지국으로 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 핸드오버 타겟 기지국이 이동국에 대한 인증 수행 후 바로 하향링크 데이터를 이동국으로 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 핸드오버 타겟 기지국이 이동국에 대한 인증 수행후 바로 이동국으로 상향링크 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 핸드오버 타겟 기지국이 이동국에 대한 인증 수행후 바로 하향링크 데이터와 타겟 기지국의 인증 정보를 동시에 이동국으로 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 핸드오버 처리 방법에 있어서, 인증되지 않은 이동국으로부터 핸드오버 접속 신호 수신시, 핸드오버 접속 요청 메시지를 위한 상향링크 자원을 할당하는 과정과, 상기 할당된 상향링크 자원의 할당정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅하는 과정과, 인증정보 및 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 수신하는 과정과, 상기 수신된 인증정보를 이용해서 상기 이동국을 인증하는 과정과, 상기 인증 성공 시, 상기 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 검사하는 과정과, 상기 하향링크 데이터가 존재할 경우, 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 상기 하향링크 데이터를 함께 상기 이동국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 이동국의 핸드오버 처리 방법에 있어서, 핸드오버 접속 신호를 타겟 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 핸드오버 접속 신호에 대한 응답으로 상향링크 자원을 할당받는 과정과, 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 인증정보와 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 타겟 기지국으로부터 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 하향링크 데이터를 함께 수신하는 과정과, 상기 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국을 인증하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 인증되지 않은 이동국으로부터 핸드오버 접속 신호 수신시, 핸드오버 접속 요청 메시지를 위한 상향링크 자원을 할당하는 제어부와, 상기 할당된 상향링크 자원의 할당정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅하는 송신부와, 인증정보 및 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 수신하는 수신부와, 상기 수신된 인증정보를 이용해서 해당 이동국을 인증하는 메시지 처리부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 인증 성공 시, 상기 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 검사하고, 상기 하향링크 데이터가 존재할 경우, 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 상기 하향링크 데이터를 함께 상기 이동국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 이동국 장치에 있어서, 상기 핸드오버 접속 신호를 타겟 기지국으로 전송한 후, 수신되는 메시지를 해독하여 상향링크 자원이 할당되었는지 검사하는 메시지 처리부와, 상기 상향링크 자원이 할당된 경우, 인증정보와 대역폭 정보중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지를 생성하는 메시지 생성부와, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 자원을 통해 상기 타겟 기지국으로 송신하는 송신부와, 상기 타겟 기지국으로부터 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 하향링크 데이터를 함께 수신하는 수신부를 포함하며, 상기 메시지 처리부는 상기 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국을 인증하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 핸드오버 처리 방법에 있어서, 타겟 기지국으로부터 인증되지 않은 이동국이, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 접속 신호를 전송하는 과정과, 상기 타겟 기지국이, 상기 핸드오버 접속 신호에 대응하여 상향링크 자원을 할당하고, 상기 상향링크 자원 할당정보를 브로드캐스팅하는 과정과, 상기 인증되지 않은 이동국이, 상기 할당된 자원을 통해 인증정보와 대역폭 요청 정보중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 접속 요청 메시지의 인증 정보를 이용해서 상기 이동국을 인증하는 과정과, 상기 인증 성공 시, 상기 타겟 기지국이 인증 정보를 포함하는 응답 메시지, 상기 이동국을 위한 하향링크 데이터, 및 상기 이ㅏ동국을 위한 상향링크 자원 할당 정보를 함께 상기 이동국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 핸드오버 이후 트래픽을 통신하기까지의 지연 시간을 감소시키는 효과가 있다. 본 발명은 현재 제안된 핸드오버 재진입 절차에 대한 최소한의 수정으로 수행될 수 있고, 새로운 메시지를 요구하지 않기 때문에 용이하게 실시될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 본 발명은 무선통신시스템에서 상호 인증에 따른 핸드오버 지연 시간을 줄이기 위한 방안에 대해 살펴본다.

본 발명은 이동국이 타겟 기지국과 정상적으로 통신하기 위해 필요한 파라미터들을 미리 서빙 기지국으로부터 명시적으로 수신하거나, 그렇지 않은 파라미터의 경우 이동국과 타겟 기지국이 통신 없이 독립적으로 설정 가능하여, 이동국이 타겟 기지국에 접속할 때에는 타겟 기지국으로부터 수신해야 하는 파라미터가 없다고 가정한다. 이는 타겟 기지국이 이동국을 인증한 후에는 상기 이동국이 상기 타겟 기지국을 인증하지 않고도 혹은 인증하기 위한 정보를 정상적으로 수신하기 이전이라 도 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위해서이다. 예를 들어, IEEE 802.16 기반의 시스템에서는 이동국이 타겟 기지국으로부터 레인징 응답 메시지를 통해 기지국 인증정보와 동작 파라미터들을 수신하지 않으면 정상 동작을 수행할 수 없다. 그런데, 본 발명에서는 상기 레인징 응답 메시지의 동작 파라미터들을 이미 서빙 기지국에서 수신하였거나 정해진 약속에 의해 이동국이 독립적으로 생성하는 것으로 가정한다. 즉, 본 발명에 따른 이동국은 레인징 응답 메시지를 타겟 기지국을 인증하고 핸드오버 절차를 완료하는 용도로 사용할 수 있다.

이하 본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 본 발명과 유사한 핸드오버 시그널링을 수행하는 다른 통신시스템에도 용이하게 적용될 수 있다.

한편, 이하 설명에서 망 엔티티(NE : Network Entity)의 명칭은 해당 기능에 따라 정의된 것으로, 표준화 그룹 및 운용자의 의도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 기지국은 AP(Access Point), RAS(Radio Access Station), Node-B 또는 BS(Base Station)로 불릴 수 있다. 또한, 기지국 제어기는 RNC(Radio Network Controller), BSC(Base Station Controller), ACR(Access Control Router) 또는 ASN-GW(Access Service Network-Gateway : 접속 서비스 네트워크 게이트웨이)로 불릴 수 있다. 여기서, 상기 ASN-GW는 기지국 제어기 기능뿐 아니라 라우터 기능을 수행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 전반적인 핸드오버 절차를 도시하고 있다.

도 2를 참조하면, 먼저 서빙 기지국과의 핸드오버 절차를 완료한 후 타겟 기지국으로 접속을 시도하는 이동국(MS)(200)은 타겟 기지국(210)의 프리앰블 신호를 수신하여 동기를 획득하고, 필요한 메시지들(DL-MAP, UL-MAP, DCD, UCD 등)을 수신하여 통신에 필요한 물리계층 정보를 획득한다. 이때, 상기 이동국(200)은 핸드오버 레인징을 위한 공유 자원을 확인할 수 있다.

이후, 상기 이동국(200)은 201단계에서 본 발명에 따른 특정 핸드오버를 나타내는 신호(핸드오버 접속 신호)를 타겟 기지국(210)으로 송신한다. 이때, 상기 이동국(200)은 특정 핸드오버를 나타내는 신호를 타겟 기지국(210)이 명시적으로 상기 이동국(200)에게 할당한 자원을 통해 송신할 수도 있고 다른 예로 핸드오버를 시도하는 여러 이동국들이 공통으로 사용하는 공유 자원을 통해 송신할 수 있다. 본 발명은 상기 특정 핸드오버를 나타내는 신호를 공유 자원을 통해 임의 접근(random access)으로 전송하는 것으로 가정하기로 한다. 예를 들어, IEEE 802.16 기반의 시스템의 경우 이동국은 임의로 선택된 핸드오버 레인징 코드(Handover Raging Code)를 핸드오버 레인징 영역(Handover Ranging Region)을 통해 타겟 기지국으로 전송한다. 만약, 시스템이 기존의 다른 핸드오버 방식과 본 발명에 따른 핸드오버 방식을 모두 지원하는 경우, 핸드오버 레인징 코드 셋(set)을 서로 다르게 설정하여 핸드오버 방식을 구분할 수 있다. 즉, 타겟 기지국은 검출된 핸드오버 레인징 코드가 어느 코드 셋에 속하는지를 판단함으로써 이동국이 시도하는 핸드오버 방식을 구분할 수 있다.

한편, 타겟 기지국(210)은 공유 자원을 통해 수신되는 신호를 정상적으로 검출함으로써 이동국의 핸드오버 접속을 감지한다. 상기 특정 핸드오버를 나타내는 신호(예 : 핸드오버 레인징 코드)가 정상적으로 수신된 경우, 상기 타겟 기지국(210)은 203단계에서 접속에 필요한 정보를 전송할 수 있는 충분한 크기의 상향링크 자원을 상기 이동국(200)으로 할당하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 상기 이동국(200)으로 전송한다. 예를 들어, 이동국(200)이 레인징 코드를 이용해 임의 접속을 시도한 경우, 상기 타겟 기지국(210)은 CDMA-Allocation_IE(UL-MAP_IE)을 통해 상기 이동국(200)으로 상향링크 자원을 할당할 수 있다.

한편, 상기와 같이 상향링크 자원을 할당받은 이동국(200)은 205단계에서 할당된 상향링크 자원을 통해 핸드오버 접속 요청 메시지(Handover Access Request Message)를 전송한다. 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 위한 요청 자원량 및 그 자원을 필요로 하는 데이터 플로우 식별자 등을 포함할 수 있다. 물론, 상향링크로 전송할 데이터가 없을 경우, 상기 요청 자원량 및 플로우 식별자 등은 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 이동국의 식별자는 MAC 주소나 기본연결 식별자(Basic CID : Basic Connection Identifier) 등이 될 수 있고, 상기 이동국의 인증정보는 메시지 인증 코드(예 : CMAC) 등이 될 수 있으며, 상기 요청 자원량은 대역폭 요청량(Requested bandwidth)이 될 수 있고, 상기 플로우 식별자는 전송연결 식별자(TCID: Transport CID)나 서비스 플로우 식별자(SFID : service flow identifier)가 될 수 있다.

상기와 같은 정보들을 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지는 하나의 새로운 메시지로 정의될 수도 있고, 독립된 정보를 포함한 다수의 메시지들로 정의될 수도 있다. 후자의 경우, 예를 들어, 이동국의 식별자와 이동국의 인증정보를 포함한 레인징 요청(RNG-REQ)메시지와, 대역폭 요청량 및 해당 플로우 식별자를 포함하는 대역폭 요청 헤더(BRH : Bandwidth Request Header)를 사용할 수 있다. 이때, 대역폭 요청 헤더 대신에 할당 관리 서버헤더(GMSH : Grant Management SubHeader) 혹은 기타 대역폭 요청 관련 서브헤더를 사용할 수 있다. 혹은 상기 핸드오버 접속 요청 메시지의 모든 정보를 포함하는 새로운 확장 서브헤더(Extended Subheader)를 정의하여 사용할 수도 있다. 즉, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 다양한 형태로 실시될 수 있다.

한편, 만일 상기 타겟 기지국(210)이 상기 이동국(200)이 접속할 것을 대비하여 상기 이동국(200)만이 사용할 수 있는 전용 자원을 할당하는 경우, 상기 201단계는 생략 가능하다. 즉, 이동국(200)은 전용으로 할당된 자원을 통해 바로 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 타겟 기지국(210)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, "Fast Ranging IE"을 통해 자원이 할당된 경우가 이에 해당된다.

상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 수신한 상기 타겟 기지국(210)은 207단계에서 상기 메시지의 인증정보를 이용해서 상기 이동국(200)을 인증한다. 이때, 이동국 인증이 성공된 경우, 상기 타겟 기지국(210)은 상기 핸드오버 접속 요청 메시지에 포함된 다른 정보도 유효하다고 판단한다. 따라서, 타겟 기지국(210)은 207단계에서 상기 핸드오버 접속 요청 메시지에 응답하여 기지국의 인증정보를 포함하는 핸드오버 접속 응답 메시지(Handover Access Response Message)를 상기 이동국(200)으로 전송한다. 예를 들어, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지는 CMAC을 포함한 레인징 응답 메시지일 수 있다.

한편, 이동국(200)으로 전송할 하향링크 데이터가 존재하는 경우, 상기 타겟 기지국(210)은 상기 207단계에서 상기 핸드오버 접속 응답 메시지와 함께 하향링크 데이터도 함께 송신한다. 또한, 상기 타겟 기지국(210)은 상기 207단계에서 핸드오버 접속 요청 메시지에 포함된 대역폭 요청량만큼 상향링크 자원을 스케줄링하여 상기 이동국(200)에게 할당한다. 즉, 상기 상향링크 자원할당 정보, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지 및 상기 하향링크 데이터는 동시(동일 프레임)에 상기 이동국(200)으로 전송될 수 있다. 이와 같이, 상기 타겟 기지국(210)은 이동국(200)이 타겟 기지국(210)을 인증할 때까지 기다리지 않고 바로 하향링크 데이터를 이동국으로 전송할 수 있다. 다시 말해, 이동국(200)은 타겟 기지국(210)을 인증하기 전이라도, 상기 타겟 기지국(210)으로부터의 하향링크 데이터를 수신할 수 있으며, 상향링크 자원이 할당될 경우 이를 이용해 상향링크 데이터를 송신할 수 있다.

한편, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지를 수신한 상기 이동국(200)은 메시지의 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국(210)을 인증한다. 그리고, 상기 이동국(200)은 209단계에서 상향링크 데이터 패킷을 할당받은 상향링크 자원을 통해 기지국으로 전송한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메시지 인증코드의 생성 예를 도시하고 있 다.

본 발명은 메시지에 포함된 인증정보를 통해 메시지를 검증함으로써 상대를 인증한다. 이때, 인증정보는 다양한 형태를 가질 수 있으나, 본 발명에서는 CMAC(Cipher-based Message Authentication Code)를 사용하는 것으로 가정하기로 한다.

도 3을 참조하면, CMAC 값은 CMAC 키(CMAC_KEY), 인증키 식별자(AKID : Authentication key identifier), CMAC 패킷 번호(PN : Packet Number), 연결식별자(CID) 및 해당 메시지(MAC management message) 이용해서 생성된다.

상기 CMAC 키는 다수개가 존재하며, 대표적으로 하향링크 메시지를 인증하기 위해 사용되는 하향링크용 CMAC키(CMAC_Key_D)와 상향링크 메시지를 인증하기 위해 사용되는 상향링크용 CMAC키(CMAC_KEY_U)가 있다. 상기 CMAC키는 AK로부터 생성되며, 상기 AK는 고유의 식별자를 가진다. 따라서, CMAC값 결정을 위해 사용되는 AKID는 CMAC키가 생성된 AK의 AKID를 의미한다. 또한, 반복 공격(replay attack)을 방지하기 위해 상향링크와 하향링크는 각각 패킷 번호 카운터인 CMAC_PN_U 및 CMAC_PN_D를 사용한다. 각 패킷 번호 카운터는 4바이트 값을 가지며, 하나의 패킷이 송신될 때마다 카운트 값이 증가한다. 상기 CID는 기지국이 이동국에게 고유하게 할당하는 연결 식별자이다.

도 3에 도시된 바와 같이, CMAC 값은 하기 수학식 1과 같이 생성될 수 있다.

상기 수학식 1에서 CMAC()는 전체 128비트의 CMAC 값을 계산하기 위한 함수를 나타내고, Truncate64()는 전체 128비트의 CMAC 값에서 하위 64비트를 잘라내는 함수를 나타낸다. 이렇게 잘라낸 하위 64비트의 값을 해당 메시지에 인증정보로 붙여서 전송한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 이동국(MS)의 핸드오버 절차를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 서빙 기지국과의 핸드오버 절차를 완료한 후, 타겟 기지국으로 접속을 시도하는 이동국은 먼저 401단계에서 타겟 기지국으로부터의 프리앰블(preamble) 신호를 이용해서 동기를 획득한다. 동기를 획득한후, 상기 이동국은 필요한 메시지들(예 : DL-MAP, UL-MAP, DCD, UCD 등)을 수신하여 통신에 필요한 물리계층 정보를 획득한다. 이때, 상기 이동국은 접속을 시도하기 위한 공유 자원(예 : 핸드오버 레인징 영역)을 확인할 수 있다.

상기 공유 자원이 확인되면, 상기 이동국은 403단계로 진행하여 본 발명에 따른 특정 핸드오버를 나타내는 신호(핸드오버 접속 신호)를 상기 공유 자원을 통해 타겟 기지국으로 전송한다. 예를 들어, 상기 특정 핸드오버를 나타내는 신호는 핸드오버 레인징 코드가 될 수 있으며, 기존의 다른 핸드오버 방식과 본 발명에 따 른 핸드오버 방식은 핸드오버 레인징 코드 셋을 다르게 설정하여 구분할 수 있다. 즉, 상기 이동국은 해당 레인징 코드 셋 중 랜덤하게 하나의 레인징 코드를 선택하고 상기 선택된 핸드오버 레인징 코드를 해당 레인징 영역을 통해 타겟 기지국으로 전송할 수 있다.

상기 핸드오버 레인징 코드를 전송한 후, 상기 이동국은 405단계에서 상기 핸드오버 레인징 코드에 대한 레인징응답 메시지(RNG-RSP메시지)를 수신하고, 필요한 경우 상기 메시지의 각종 오프셋 조정 정보(예 : 시간, 주파수 및 송신전력 교정값)를 이용해서 물리계층 파라미터를 조정한다.

또한, 상기 이동국은 407단계에서 상기 타겟 기지국으로부터 상향링크 자원 할당 정보(UL-MAP_IE)가 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 상향링크 자원은 핸드오버 접속 요청 메시지(인증정보 및 대역폭 요청 정보 포함)를 전송할 수 있는 자원으로, 일 예로 "CDMA_Allocation_IE"을 통해 할당될 수 있다.

만일, 설정 시간동안 상기 상향링크 자원할당 정보를 수신하지 못하면, 상기 이동국은 상기 401단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다. 이때 백오프 알고리즘을 수행한후 상기 핸드오버 레인징 코드를 다시 전송할 수 있다. 만일, 설정시간 내에 상기 상향링크 자원할당 정보가 수신되면, 상기 이동국은 409단계로 진행하여 할당된 상향링크 자원이 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 전송하기에 충분한지를 검사한다.

만일, 할당된 상향링크 자원이 충분하지 않으면, 상기 이동국은 411단계로 진행하여 기존의 다른 핸드오버 방식을 지원할 수 있는지 판단한다. 상기 기존의 다른 핸드오버 방식을 지원할 수 있으면, 상기 이동국은 415단계로 진행하여 기존의 핸드오버 방식을 이용해서 상기 타겟 기지국으로 접속하고, 그렇지 않으면 상기 401단계로 되돌아가 이하 단계를 재수행한다.

만일, 할당된 상향링크 자원이 충분한 경우, 상기 이동국은 413단계로 진행하여 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 할당된 자원을 통해 상기 타겟 기지국으로 전송한다. 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 요청 자원량 및 그 자원을 필요로 하는 플로우 식별자 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 하나의 메시지로 정의될 수도 있고, 독립된 정보를 포함한 다수의 메시지들로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 이동국의 식별자와 인증정보를 포함한 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청량 및 플로우 식별자를 포함하는 대역폭 요청 헤더를 사용할 수 있다.

상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 전송한 후, 이에 대한 핸드오버 접속 응답 메시지를 수신하기 전이라도, 상기 이동국은 417단계에서 하향링크 데이터를 정상적으로 수신하고, 상향링크 자원이 할당된 경우 상향링크 데이터를 전송하며, 추가로 상향링크 자원을 요청할 수 있다.

한편, 상기 이동국은 419단계에서 상기 핸드오버 접속 응답 메시지가 수신되는지 검사한다. 만일, 설정시간 내에 상기 핸드오버 접속 응답 메시지를 수신하지 못하면, 상기 이동국은 상기 413단계로 되돌아가 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 정해진 일정 횟수 범위내에서 재전송한다. 만일, 설정시간내에 상기 핸드오버 접속 응답 메시지가 수신되면, 상기 이동국은 421단계로 진행하여 상기 핸드오버 접속 응답 메시지의 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국을 인증한다. 예를 들어, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지는 CMAC을 포함한 레인징 응답 메시지일 수 있다. 만일, 타겟 기지국에 대한 인증이 성공되면, 상기 이동국은 423단계에서 성공적으로 핸드오버 절차를 완료한다. 반면, 타겟 기지국에 대한 인증이 실패되면, 상기 이동국은 425단계로 진행하여 인증절차를 포함한 망 재진입 절차를 수행한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 타겟 기지국의 핸드오버 절차를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 타겟 기지국은 501단계에서 이동국들이 임의 접속을 시도하는 공유 자원(예 : 핸드오버 레인징 영역)으로부터 특정 핸드오버를 나타내는 신호가 수신되는지 검사한다. 예를 들어, 상기 특정 핸드오버를 나타내는 신호가 레인징 코드일 경우, 상기 타겟 기지국은 상기 공유 자원을 통해 수신되는 신호를 OFDM복조하여 주파수 영역의 데이터를 획득하고, 상기 주파수 영역의 데이터에서 핸드오버 레인징 코드가 매핑된 데이터를 추출한다. 그리고, 상기 추출된 데이터와 핸드오버 레인징 코드들 각각을 상관하여 핸드오버 레인징 코드를 검출한다.

상기 특정 핸드오버를 나타내는 신호가 수신된 경우, 상기 타겟 기지국은 503단계에서 상기 특정 핸드오버를 나타내는 신호에 근거해서 이동국에 대한 물리계층 파라미터 조정이 필요한지 판단하고, 필요한 경우 각종 조정 정보(예 : 시간, 주파수 및 송신전력 교정값)를 포함하는 메시지(예 : 레인징 응답 메시지)를 상기 이동국으로 전송한다.

또한, 상기 타겟 기지국은 505단계에서 핸드오버 접속 요청 메시지를 위한 상향링크 자원을 할당하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보(UL-MAP_IE)를 포함하는 UL-MAP메시지를 브로드캐스팅한다. 여기서, 상기 상향링크 자원 할당 정보는 예를 들어 "CDMA_Allocation_IE"일 수 있다.

이와 같이, 상기 이동국으로 상향링크 자원을 할당한 후, 상기 타겟 기지국은 507단계에서 상기 할당된 자원을 통해 핸드오버 접속 요청 메시지가 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 위한 요청 자원량 및 해당 플로우 식별자 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 하나의 메시지로 정의될 수도 있고, 독립된 정보를 포함한 다수의 메시지들로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 이동국의 식별자와 인증정보를 포함한 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청량 및 플로우 식별자를 포함하는 대역폭 요청 헤더를 사용할 수도 있다.

만일, 설정시간 내에 상기 핸드오버 접속 요청 메시지가 수신되지 않으면, 상기 타겟 기지국은 오류가 발생한 것으로 판단하여 상기 501단계로 되돌아간다. 만일, 설정시간 내에 상기 핸드오버 접속 요청 메시지가 수신되면, 상기 타겟 기지국은 상기 메시지에 포함된 인증정보를 이용해서 상기 이동국을 인증한다.

이때, 이동국에 대한 인증이 실패되면, 상기 타겟 기지국은 513단계로 진행하여 인증절차를 포함한 망 재진입 절차를 수행하도록 이동국으로 지시한다. 반면, 상기 이동국에 대한 인증이 성공되면, 상기 타겟 기지국은 511단계로 진행하여 기지국의 인증정보를 포함하는 핸드오버 접속 응답메시지를 상기 이동국으로 전송한 다. 여기서, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지는 예를 들어, CMAC을 포함한 레인징 응답 메시지일 수 있다.

이때, 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 있을 경우, 상기 타겟 기지국은 상기 511단계에서 상기 핸드오버 접속 응답 메시지와 함께 하향링크 데이터를 전송한다. 또한, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지에 상향링크 요청 자원량이 포함되어 있는 경우, 상기 타겟 기지국은 상기 511단계에서 상기 이동국으로 상향링크 자원을 할당하고, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 상기 이동국으로 전송한다. 즉, 상기 상향링크 자원할당 정보, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지 및 상기 하향링크 데이터는 동시(동일 프레임)에 이동국으로 전송될 수 있다. 즉, 타겟 기지국은 이동국이 타겟 기지국을 인증할 때까지 기다리지 않고 바로 하향링크 데이터를 이동국으로 전송할 수 있다.

그러면, 이하 기지국과 이동국의 내부 블록 구성에 대해 살펴보기로 한다. 동일한 인터페이스 모듈(통신모듈)을 갖는 기지국과 이동국은 동일한 블록 구성을 가지므로, 이하 설명에서는 하나의 장치를 가지고 기지국과 이동국의 동작을 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 기지국(또는 이동국)의 블록 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국(또는 이동국)은, 듀플렉서(600), RF수신기(602), ADC(604), OFDM복조기(606), 복호화기(608), 메시지 처리부(610), 제어부(612), 메시지 생성부(614), 부호화기(616), OFDM변조기(618), DAC(620), RF송신기(622)를 포함하여 구성된다. 이하, 제어메시지(MAC management) 처리 위주로 살펴보기로 한다.

도 6을 참조하면, 먼저 듀플렉서(600)는 듀플렉싱 방식에 의해 안테나로부터의 수신 신호를 RF수신기(602)로 전달하고, RF송신기(622)로부터의 송신신호를 상기 안테나를 통해 송신한다.

상기 RF수신기(602)는 상기 듀플렉서(600)로부터의 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. ADC(604)은 상기 RF수신기(602)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(606)는 상기 ADC(604)에서 출력되는 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다.

복호화기(608)는 상기 OFDM복조기(606)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터(버스트 데이터)를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.

메시지 처리부(610)는 상기 복호화기(608)로부터의 데이터에서 소정 단위의 패킷(예 : MAC PDU)을 검출하고, 상기 검출된 패킷에 대해 헤더 및 에러검사를 수행한다. 이때, 헤더 검사를 통해 제어메시지라고 판단되면, 상기 메시지 처리부(610)는 규정된 규격에 따라 제어메시지를 해석하고, 그 결과를 제어부(612)로 제공한다. 즉, 상기 메시지 처리부(610)는 수신되는 제어메시지에서 각종 제어정보 를 추출하여 상기 제어부(612)로 전달한다.

상기 제어부(612)는 상기 메시지 처리부(610)로부터의 정보들에 근거해서 해당 처리를 수행한다. 또한, 상기 제어부(612)는 제어메시지의 송신이 필요한 경우 해당 정보를 생성하여 메시지 생성부(614)로 제공한다. 상기 메시지 생성부(614)는 상기 제어부(612)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 부호화기(616)로 출력한다.

상기 부호화기(616)는 상기 메시지 생성부(614)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조하여 출력한다. OFDM변조기(618)는 상기 부호화기(616)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(620)는 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. RF처리기(622)는 상기 DAC(620)로부터의 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

상술한 구성에서, 상기 제어부(612)는 프로토콜 제어부로서, 상기 메시지 처리부(610), 상기 메시지 생성부(614)를 제어한다. 즉, 상기 제어부(612)는 상기 메시지 처리부(610), 상기 메시지 생성부(614)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서, 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 제어부(612)에서 처리하도록 구성할 수 있으며, 이들 중 일부만 상기 제어부(612)에서 처리하도록 구성할 수 있다.

그러면, 상기 도 6의 구성에 근거하여 타겟 기지국 및 이동국의 동작을 각각 살펴보기로 한다. 이하, 이동국이 타겟 기지국으로 핸드오버 레인징 코드를 전송함으로써 접속을 시도하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

먼저 기지국을 살펴보면, 도시하지 않았지만, 레인징 코드 검출기는 상기 OFDM복조기(606)로부터의 부반송파 값들에서 핸드오버 레인징 신호가 매핑된 부반송파 값들을 추출하고, 상기 추출된 부반송파 값들과 핸드오버 레인징 코드들을 곱하여 코드 검출을 수행한다. 즉, 상기 레인징 코드 검출기는 각 레인징 슬롯에서 수신된 신호와 핸드오버 레인징 코드들 각각을 상관하고, 상관 피크(peak)가 검출된 코드의 번호를 상기 제어부(612)로 제공한다.

그러면, 상기 제어부(612)는 상기 검출된 핸드오버 레인징 코드에 응답하여 핸드오버 접속 요청 메시지(또는 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청 헤더)를 위한 상향링크 자원을 할당하고, 자원 스케줄링 결과를 메시지 생성부(614)로 제공한다.

상기 메시지 생성부(614)는 상기 제어부(612)로부터의 자원 스케줄링 결과를 이용해서 MAP메시지를 구성하여 물리계층의 부호화기(616)로 제공한다. 이후, 상기 MAP메시지는 물리계층 인코딩된후 안테나를 통해 전송된다.

상기 MAP메시지를 전송한후, 물리계층의 수신부는 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 핸드오버 접속 요청 메시지를 수신한다. 메시지 처리부(610)는 상기 수신된 핸드오버 접속 요청 메시지를 해석한다. 이때, 상기 메시지 처리부(610)는 상기 핸드오버 요청 메시지의 인증정보를 이용해서 이동국을 인증하고, 인증이 성공된 경우 이동국이 요청한 대역폭 요청량을 상기 제어부(612)로 제공한다. 그러면, 상기 제어부(612)는 상기 요청된 대역폭 요청량에 근거해서 상향링크 자원을 할당 하고, 자원 스케줄링 결과를 메시지 생성부(614)로 제공한다. 이때, 상기 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 존재할 경우, 상기 제어부(6`2)는 상기 하향링크 데이터에 대하여 자원 스케줄링을 수행하고, 자원 스케줄링 결과를 상기 메시지 생성부(614)로 제공한다.,

상기 메시지 생성부(614)는 상기 제어부(612)로부터의 자원 스케줄링 결과에 따라 MAP메시지(DL-MAP/UL-MAP)를 구성하여 물리계층으로 전달한다. 또한, 상기 메시지 생성부(614)는 상기 핸드오버 접속 요청 메시지에 대응하는 핸드오버 접속 응답 메시지(인증정보 포함) 및 상기 이동국으로 전송되는 하향링크 데이터 패킷을 생성하여 상기 물리계층으로 전달한다. 이후, 상기 MAP메시지, 상기 핸드오버 접속 응답 메시지(인증정보 포함) 및 상기 하향링크 데이터 패킷은 물리계층 인코딩되어 안테나를 통해 전송된다. 이와 같이, 타겟 기지국은 이동국에 대한 인증이 성공되는 경우, 이동국을 위한 상향링크 자원할당 정보, 핸드오버 접속 응답 메시지 및 하향링크 데이터 패킷은 동시(동이 프레임)에 이동국으로 전송할 수 있다.

다음으로 이동국을 살펴보면, 서빙 기지국과 핸드오버 절차를 완료한후 타겟 기지국으로 접속하는 이동국은 타겟 기지국의 프리앰블 신호를 수신하여 동기를 획득하고, 필요한 메시지들(MAP메시지, DCD, UCD 등)을 수신하여 통신에 필요한 각종 물리계층 정보를 획득한다.

도시하지 않았지만, 레인징 코드 발생기는 핸드오버 레인징 코드 셋(set)에서 임의의 한 코드를 선택하고, 상기 선택된 레인징 코드를 핸드오버 레인징 영역 에 매핑하여 출력한다. 이후, OFDM변조기(618)는 상기 핸드오버 레인징 영역에 매핑된 레인징 코드를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)연산하고, 상기 IFFT연산후의 샘플데이터에 보호구간을 삽입하여 OFDM심볼을 생성한다. 이렇게 생성된 OFDM심볼은 DAC(620)과 RF처리기(622)를 거쳐 안테나를 통해 송신된다.

상기 핸드오버 레인징 코드를 전송한후, 메시지 처리부(610)는 기지국으로부터 수신되는 제어메시지를 해독하여 상향링크 자원할당 정보(UL-MAP_IE)가 수신되는지 검사한다. 상기 상향링크 자원할당 정보가 수신된 경우, 상기 메시지 처리부(610)는 이동국에게 할당된 상향링크 자원 정보를 상기 제어부(412)로 제공한다.

그러면, 상기 제어부(612)는 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 핸드오버 접속 요청 메시지를 전송하도록 제어한다. 이때, 상향링크 트래픽이 버퍼에 존재하는 경우, 상기 제어부(612)는 버퍼 적재량에 근거해서 상향링크 자원량(대역폭 요청량)을 결정하고, 상기 대역폭 요청량을 메시지 생성부(614)로 제공한다. 상기 메시지 생성부(614)는 상기 제어부(612)의 제어하에 핸드오버 접속 요청 메시지를 생성하여 물리계층으로 전달한다. 여기서, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 대역폭 요청량 및 플로우 식별자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이후, 상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 물리계층 인코딩되어 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 타겟 기지국으로 전송된다.

상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 전송한후, 상기 메시지 처리부(610)는 수신되는 제어메시지를 해독하여 핸드오버 접속 응답 메시지(인증정보 포함) 및 상향링크 자원할당 정보가 수신되는지 검사한다. 상기 핸드오버 접속 메시지(인증정보 포함)가 수신된 경우, 상기 메시지 처리부(610)는 상기 메시지의 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국을 인증한다. 또한, 메시지 처리부(610)는 상기 이동국에게 할당된 상향링크 자원 정보를 상기 제어부(612)로 제공한다.

그러면, 상기 제어부(612)는 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 상향링크 데이터 패킷을 전송하도록 제어한다. 즉, 상기 메시지 생성부(614)는 버퍼에 적재된 상향링크 트래픽을 가지고 데이터 버스트를 구성하여 물리계층으로 전달한다. 이후, 상기 데이터 버스트는 물리계층 인코딩되어 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 타겟 기지국으로 전송한다.

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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 무선통신시스템에서 핸드오버 절차를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 전반적인 핸드오버 절차를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메시지 인증코드의 생성 예를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 이동국(MS)의 핸드오버 절차를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 타겟 기지국의 핸드오버 절차를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 기지국(또는 이동국)의 블록 구성을 도시하는 도면.

Claims (35)

1. 무선통신시스템에서 기지국의 핸드오버 처리 방법에 있어서,

   인증되지 않은 이동국으로부터 핸드오버 접속 신호 수신시, 핸드오버 접속 요청 메시지를 위한 상향링크 자원을 할당하는 과정과,

   상기 할당된 상향링크 자원의 할당정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅하는 과정과,

   인증정보 및 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 수신하는 과정과,

   상기 수신된 인증정보를 이용해서 상기 이동국을 인증하는 과정과,

   상기 인증 성공 시, 상기 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 검사하는 과정과,

   상기 하향링크 데이터가 존재할 경우, 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 상기 하향링크 데이터를 함께 상기 이동국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 인증 성공 시, 상기 대역폭 요청 정보에 근거해서 상향링크 자원을 할당하는 과정과,

   상기 상향링크 자원 할당정보를 상기 응답메시지와 함께 상기 이동국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 핸드오버 접속 요청 메시지는 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 위한 대역폭 요청량 및 해당 플로우의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, CMAC(Cipher based Message Authentication Code)를 포함하는 레인징 요청(RNG-REQ : Ranging Request)메시지와 대역폭 요청 헤더로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 응답메시지는 CMAC(Cipher based Message Authentication Code)를 포함하는 레인징 응답(RNG-RSP : Ranging Response)메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 무선통신시스템에서 이동국의 핸드오버 처리 방법에 있어서,

   핸드오버 접속 신호를 타겟 기지국으로 전송하는 과정과,

   상기 핸드오버 접속 신호에 대한 응답으로 상향링크 자원을 할당받는 과정과,

   상기 할당된 상향링크 자원을 통해 인증정보와 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정과,

   상기 타겟 기지국으로부터 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 하향링크 데이터를 함께 수신하는 과정과,

   상기 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국을 인증하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지 전송후, 상기 타겟 기지국으로부터 상향링크 자원 할당정보가 수신되는 경우, 할당된 상향링크 자원을 통해 상향링크 데이터를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 삭제
12. 제8항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 위한 대역폭 요청량 및 해당 플로우의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제8항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, CMAC을 포함하는 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청 헤더로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제8항에 있어서,

    상기 응답메시지는 CMAC을 포함하는 레인징 응답 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
15. 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,

    인증되지 않은 이동국으로부터 핸드오버 접속 신호 수신시, 핸드오버 접속 요청 메시지를 위한 상향링크 자원을 할당하는 제어부와,

    상기 할당된 상향링크 자원의 할당정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스팅하는 송신부와,

    인증정보 및 대역폭 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 상향링크 자원을 통해 수신하는 수신부와,

    상기 수신된 인증정보를 이용해서 해당 이동국을 인증하는 메시지 처리부를 포함하며,

    상기 제어부는 상기 인증 성공 시, 상기 이동국으로 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 검사하고, 상기 하향링크 데이터가 존재할 경우, 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 상기 하향링크 데이터를 함께 상기 이동국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 제15항에 있어서,

    상기 인증 성공시, 상기 제어부는, 상기 대역폭 요청 정보에 근거해서 상향링크 자원을 할당하며, 상기 상향링크 자원 할당 정보를 상기 응답메시지와 함께 상기 이동국으로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제15항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 위한 대역폭 요청량 및 해당 플로우의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제15항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, CMAC을 포함하는 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청 헤더로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제15항에 있어서,

    상기 응답메시지는 CMAC을 포함하는 레인징 응답 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
22. 무선통신시스템에서 이동국 장치에 있어서,

    핸드오버 접속 신호를 타겟 기지국으로 전송한 후, 수신되는 메시지를 해독하여 상향링크 자원이 할당되었는지 검사하는 메시지 처리부와,

    상기 상향링크 자원이 할당된 경우, 인증정보와 대역폭 정보중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지를 생성하는 메시지 생성부와,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 할당된 자원을 통해 상기 타겟 기지국으로 송신하는 송신부와,

    상기 타겟 기지국으로부터 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 하향링크 데이터를 함께 수신하는 수신부를 포함하며,

    상기 메시지 처리부는 상기 인증정보를 이용해서 상기 타겟 기지국을 인증하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 삭제
24. 제22항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지 전송 후 상기 타겟 기지국으로부터 상향링크 자원 할당정보가 수신되는지 검사하며, 할당된 자원을 통해 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 삭제
26. 제22항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, 이동국의 식별자, 이동국의 인증정보, 상향링크 데이터 전송을 위한 대역폭 및 해당 플로우의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제22항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, CAMC을 포함하는 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청 헤더로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 제22항에 있어서,

    상기 응답메시지는 CMAC을 포함하는 레인징 응답 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
29. 무선통신시스템에서 핸드오버 처리 방법에 있어서,

    타겟 기지국으로부터 인증되지 않은 이동국이, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 접속 신호를 전송하는 과정과,

    상기 타겟 기지국이, 상기 핸드오버 접속 신호에 대응하여 상향링크 자원을 할당하고, 상기 상향링크 자원 할당정보를 브로드캐스팅하는 과정과,

    상기 인증되지 않은 이동국이, 상기 할당된 자원을 통해 인증정보와 대역폭 요청 정보중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 접속 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정과,

    상기 타겟 기지국이 상기 핸드오버 접속 요청 메시지의 인증 정보를 이용해서 상기 이동국을 인증하는 과정과,

    상기 인증 성공 시, 상기 타겟 기지국이 인증 정보를 포함하는 응답 메시지, 상기 이동국을 위한 하향링크 데이터, 및 상기 이동국을 위한 상향링크 자원 할당 정보를 함께 상기 이동국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 삭제
31. 제29항에 있어서,

    상기 이동국이, 상기 타겟 기지국으로부터 인증 정보를 포함하는 응답 메시지와 하향링크 데이터, 및 상기 이동국을 위한 상향링크 자원 할당 정보를 함께 수신하는 과정과,

    상향링크 자원이 할당되는 경우, 상기 이동국이, 상기 할당된 자원을 통해 상향링크 데이터를 상기 타겟 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 삭제
33. 제29항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 신호는 레인징 코드인 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제29항에 있어서,

    상기 핸드오버 접속 요청 메시지는, CMAC을 포함하는 레인징 요청 메시지와 대역폭 요청 헤더로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제29항에 있어서,

    상기 응답메시지는 CMAC을 포함하는 레인징 응답 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.

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