KR20030097889A - 셀룰러 통신 시스템에서의 핸드오버 - Google Patents

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KR20030097889A
KR20030097889A KR10-2003-7015133A KR20037015133A KR20030097889A KR 20030097889 A KR20030097889 A KR 20030097889A KR 20037015133 A KR20037015133 A KR 20037015133A KR 20030097889 A KR20030097889 A KR 20030097889A
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Abstract

셀룰러 통신 시스템에서의 핸드오버에 대해 결정하는 방법이 개시되며, 셀룰러 통신 시스템은 셀들(A, B, C, D) 및 적어도 하나의 제 1 셀과의 접속을 갖는 이동국(MS1, MS2, MS3)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제 1 셀은 상기 이동국에게 어더한 데이터 전송 속도 즉, 비트율을 제공하며, 여기서, 상기 시스템은 상기 이동국에 관한 비트율 정보를 수집하고, 상기 비트율 정보를 이용하여 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정하도록 구성된다.

Description

셀룰러 통신 시스템에서의 핸드오버{HANDOVER IN CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM}
이동 가입자의 트래픽 접속 유지는 핸드오버(handover) 기능에 의하여 가능하게 된다. 핸드오버의 기본 개념은 간단하다. 가입자의 이동국(이동 전화, 무선 인터넷 장치, 휴대 장치, 개인 휴대 정보 단말기 등)이 셀룰러 통신 시스템에서, 그 시스템의 한 셀에서 타 셀로 이동할 때, 새로운 셀과의 새로운 접속이 설정되고, 이전 셀과의 접속은 해제되어야 한다.
이용된 다이버시티(diversity)에 따라서, 핸드오버 메커니즘은 하드 핸드오버(hard handover), 소프트 핸드오버(soft handover) 및 소프터 핸드오버(softer handover)로 분류될 수 있다. 동시 소프트 및 소프터 핸드오버 처리는 소프트-소프터 핸드오버(soft-softer handover)라 칭해진다. 이들 모두는 전형적으로 제 3 세대(3G) 이동 시스템에 의해 제공된다.
다양한 핸드오버 타입을 분류하는 다른 방식은, 그 사이에서 핸드오버 시그널링이 수행되는 네트워크 요소들을 의미하는 시스템 아키텍처에 근거하는 것이다.예를 들면, 핸드오버가 2개의 기지국 간에 수행된다면, 이 핸드오버는 기지국간 핸드오버(inter-base station handover)라 칭해진다. 이러한 기준에 근거하여, 예를 들면, 기지국내, 기지국간, 무선 액세스 제어기내, 무선 액세스 제어기간 및 코어 네트워크간 핸드오버가 또한 정의될 수 있다. 다른 예들로는, 동일 네트워크 또는 인접 셀들의 서로 다른 계층들 간에 수행되는 주파수내 핸드오버(intra-frequency handover), 동일 네트워크 또는 서로 다른 네트워크들/네트워크 타입들의 서로 다른 셀들 또는 계층들 간에 수행되는 주파수간 핸드오버(inter-frequency handover), 그리고 서로 다른 네트워크 타입들 예를 들면, IP RAN(IP Radio Access Network: IP 무선 액세스 네트워크), UTRAN(UMTS Radio Access Network: UMTS 무선 액세스 네트워크) 및 GSM의 셀들 또는 계층들 간에 수행되는 시스템간 핸드오버(intersystem handover)가 있다. IP RAN은 IP 전송을 이용하는 액세스 네트워크이다. IP 전송은 서로 다른 종류의 무선 액세스 기술(다중무선(multiradio))에 더하여 이용될 수 있다.
한편, 핸드오버 결정이 이루어진 이유에 근거하여, 핸드오버 타입들은 트래픽 이유 핸드오버, 품질 기반 핸드오버, 속도 기반 핸드오버 등으로 분류될 수 있다.
제 2 세대 셀룰러 시스템(GSM과 같은 제 2 세대 시스템은 예를 들어, EDGE 진보로 그의 후속 단계들에서 고속 데이터 트래픽을 지원할 것이다)과 제 3 세대 셀룰러 시스템 양쪽 모두는 데이터 비트율 즉, 무선 인터페이스를 거쳐 데이터가 전송되는 전송 속도에 있어 두드러진 증가를 제공한다. 그 결과, 최종 사용자에게제공되는 데이터 기반의 서비스들이 앞으로 셀룰러 기술 및 사업의 중요한 부분을 형성할 것이다. 데이터 기반의 서비스들은 음성과 같은 실시간 서비스들과 비교하여 셀룰러 시스템 환경에서 지배적인 역할을 할 것임을 일반적으로 이해해야 한다. 잠재적 사업 요소로서, 서로 다른 서비스 품질(QoS)을 갖는 데이터 기반의 서비스들은 또한 데이터 통신을 지원하는 셀룰러 시스템들에 새로운 기술 요건을 설정한다.
실제 셀룰러 환경에서, 사용자 밀도 및 사용자들이 요구하는 데이터 비트율은 셀룰러 시스템을 효율적으로 설계할 때 2개의 결정적인 요소들이다. 그러나, 수요 트래픽에 대한 네트워크의 지속적인 조정(adaption)을 요구하는, 추정되거나 제어되어야 할 가장 곤란한 요소들 중 일부가 존재한다. 데이터 기반의 서비스들의 경우에, 오직 초기 네트워크 설계에 의해서만 네트워크 자원들을 조정하는 것은 충분하지 않다. 또한, 상기 데이터 기반의 서비스들의 특성은 적절한 서비스 품질을 만족시키기 위해 최적화된 자원들을 이용하는 셀룰러 시스템에서 지원되는 핸드오버 메커니즘과 같은 다른 메커니즘들로부터 유연성을 더 요구한다.
통상의 핸드오버 메커니즘들이 반드시 지원되어야 하지만은, 그 메커니즘들이 항상 데이터 기반의 서비스 환경에서 최적의 성능을 달성하기 위한 수단을 제공하는 것은 아니다.
본 발명은 셀룰러 통신 시스템에서 이동국의 핸드오버 절차를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
하기에서는, 첨부 도면들을 참조로 한 바람직한 실시예들에 의하여 본 발명을 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 예시하고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 절차를 도시한 흐름도이고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 핸드오버 절차의 이용예를 예시하고; 그리고
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 핸드오버 절차를 도시한 시그널링도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 방법 및 그 방법을 실시하는 장치를 제공하여, 상기 문제점들을 없애거나 또는 적어도 그 문제점들을 완화시키고자 하는 것이다. 본발명의 목적들은 독립항 1항, 14항 및 27항에 언급된 것을 특징으로 하는 방법, 셀룰러 통신 시스템 및 시스템 요소에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항에 개시된다.
본 발명은 한 셀에서 타 셀로의 이동국의 핸드오버를 결정할 때 그 결정을 기초로, 기존 및/또는 요구된 접속들을 포함하는 접속의 데이터 전송 속도 즉, 비트율을 이용한다는 생각을 근거로 한다.
본 발명의 장점은, 패킷 교환 셀룰러 시스템의 버스트(burst)가 핸드오버 상황에서 고려될 수 있다는 점이다. 본 발명은 셀간의 부하에 대해 밸런스(balance)를 유지하고, 이에 따라 무선 시스템의 안정성에 영향을 미치는데 이용될 수 있다. 본 발명은 트래픽 부하를 더 균등하게 분배하기 위해서 멀티캐스트(multicast) 접속들을 적절하게 분할하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 통상의 핸드오버 메커니즘들로 인한 바람직하지 않은 시그널링 부하를 감소시키는데에 도움이 될 수 있다. 본 발명은 또한 제 3 세대 시스템들에서 예를 들면, 무선, Iub 및 Iur 인터페이스들에 대한 측정 리포트들의 양을 감소시킬 수 있다. (무선 액세스 베어러 정보와 함께) 상위 계층 동작과 관련하여 비트율 정보가 추출될 수 있다. 따라서, 핸드오버는 시스템 성능을 향상시키기 위해서 우선적인 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명의 기본 요지는 셀룰러 통신 시스템에서 핸드오버에 대해 결정할 때 비트율 정보를 이용하는 것이다. 상기 비트율 정보는 예를 들면, 이동국이 셀에 접속할 때 상기 시스템에서 셀에 의해 이동국(MS)에게 제공된 비트율, (이동국이 반드시 접속할 필요는 없는) 적어도 하나의 다른 셀에 의해 이동국에게 제공된 비트율 또는 이동국에 의해 요청되는 비트율을 가리킨다. 바람직하게는, 상기 비트율은 처리 속도(throughput rate)이다. 핸드오버에 대한 결정은 또한 예를 들면, 핸드오버가 이루어져야 하는지 여부에 대한 결정, 어느 셀에 이동국 핸드오버가 이루어져야 하는지에 대한 결정 또는 핸드오버가 언제 이루어져야 하는지에 대한 결정을 포함할 수 있다. 하기에서, 본 발명에 따라 비트율 정보를 이용하는 핸드오버 메커니즘을 비트율에 민감한 핸드오버(bit rate sensitive handover) 또는 BSH라 칭한다.
상기 BSH는 셀룰러 운영자들 또는 서비스 제공업자들이 서로 다른 비트율 등급에 대해 서로 다른 핸드오버 프로파일을 정의할 수 있게 해준다. 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 핸드오버 프로파일은 각 비트율에 대해 바람직한 셀(들)을 정의하도록 정의된다. 상기 비트율 등급은 바람직하게는 무선 액세스 베어러들에 대해 특정된 트래픽 등급들에 따라 분류된다. 상기 핸드오버 프로파일은 접속들의 비트율들에 근거하여, 다중계층 셀 구조에서 서로 다른 시스템들 예를 들면, GSM, WCDMA(Wide-band Code Division Multiple Access: 광대역 코드 분할 다중 접속) 등 내의 바람직한 타겟 셀을 정의할 수 있다. 다음의 표는 BSH 핸드오버 방식에서 핸드오버 결정 목적을 위한 비트율 분류를 예시한다. 이러한 분류는 예를 들면, 이동국에 의해 요청된 무선 액세스 베어러 ID(Radio Access Bearer ID), 상기 요청된 RAB들에 근거하여 구성된 전송 포맷 세트 조합 정보(Transport Format Set Combination information) 등에 근거하여 행해질 수 있다. 상기 핸드오버 프로파일은 또한 위치 정보 카테고리 예를 들면, 기지국과 이동국 간의 거리를 포함할 수 있다.
비트율 핸드오버 프로파일
16kbps 회선 교환 도메인을 위해 공유된 셀들/용량(1)
32kbps 저속 쌍방향 데이터를 위해 공유된 셀들/용량(2)
64kbps 중간 쌍방향 데이터를 위해 공유된 셀들/용량(3)
128kbps 고속 쌍방향 데이터를 위해 공유된 셀들/용량(4)
256kbps 대규모 쌍방향 데이터를 위해 공유된 셀들/용량(5)
Rn...Rn+1 하이퍼 데이터 비트율 서비스들을 위해 공유된 셀들/용량
도 1은 본 발명의 일 실시예를 예시한다. 소위 "핑퐁(ping-ponging)" 효과(2개의 셀들 간의 경계에 가까이 위치한 이동국이 상기 셀들 사이에서 앞뒤로 과격하게 교환하며, 임의의 형태의 핸드오버에 대해 다루기 어려운 어떤 현상을 가리킴)를 막기 위하여, 비트율 핸드오버 마진이 이용될 수 있다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 이동국이 셀 A로부터 셀 B를 향하여 (시간/거리 축을 따라서) 이동할 때, 셀 A에 의해 제공되는 비트율은 감소하고, 셀 B에 의해 제공되는 비트율은 증가한다. 핸드오버 마진(dH)은 인접 셀들(A와 B)에 의해 제공되는 비트율의 변경 뿐만아니라 예를 들면, 핸드오버 프로파일에 근거하여 동적으로 정의될 수 있다. 이는 셀 A의 커버리지가 얼마나 빨리 약해지고, 인접 셀(셀 B)의 커버리지가 셀 경계에서 얼마나 빨리 강해지는지를 고려하는 것을 의미한다. 상기 도면에서, 셀 A와 셀 B의 합해진 비트율(summed bit rate)이 초과해서는 안되는 레벨에서 상위 한계(upper threshold)가 설정된다. 그렇게 하지 않으면, 시스템에 간섭을 일으킬 수 있다. 하위 한계(lower threshold)는 셀 A에 의해 제공되는 비트율이 최소 허용가능 레벨에 있는 레벨이다. 핸드오버 마진은, 셀 B에 의해 제공되는 비트율이 어떤 시간 동안 예를 들면, 도 1에서 t2와 t3 사이의 시간 동안 어떤 양만큼 서빙(serving) 셀(셀 A)로부터의 비트율을 초과하는 동안의 간격이다.
그 시간 간격에서 핸드오버(브랜치 추가)가 일어날 수 있으며, 이 시간 간격 동안 서빙 셀 A의 비트율이 최소 허용가능 레벨(t1)에 있게 된다. 한편, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 이 시점(t1)에서 셀 B에 의해 제공되는 비트율은 측정되기에 충분하여, 셀 A에 의해 제공되는 비트율에 가산된다. 이는 바람직하게는 소프트/소프터 핸드오버가 이용될 때 행해진다. 한편, t3에서, 상기 합해진 비트율은 상위 한계에 근접하며, 만일 상기 합해진 비트율이 상위 한계를 초과하면 시스템에 바람직하지 않은 간섭을 일으킬 수 있어, 셀 A의 신호(비트율과 관련)가 제거되게 된다(브랜치 삭제). 하드 핸드오버의 경우, 그리고 상기 핸드오버 마진이 이용되는 경우, 셀 A의 신호(비트율)는 바람직하게는, t2와 t3 간의 간격에서 셀 B의 신호(비트율)로 완전히 대체된다.
또한, 핸드오버를 언제 수행할 것인지에 대해 결정할 때 상기 설명된 마진대신에 다른 종류의 전제조건을 이용할 수 있다. 예를 들면, 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율이 소정의 한계치보다 낮을 때, 소정의 한계치보다 높을 때 또는 2개의 소정의 한계치 사이에 있을 때 핸드오버가 수행되도록 설정될 수 있다.
상기 실시예들에서의 셀 A와 셀 B는 본 발명의 기본 요지에 대해 어떠한 의의(significance)를 가짐이 없이, 동일한 무선 액세스 시스템 또는 GSM과 WCDMA와 같은 2개의 서로 다른 시스템들에 속할 수 있음을 이해해야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 절차의 흐름도를 예시한다. 단계(200)에서, 특정 시간 간격 내에서, 상기 설명된 바와 같이 핸드오버에 대해 결정함에 있어서 이용된 비트율(들)을 설명하는, 비트율 파라미터들을 포함한 핸드오버 측정들이 수집되어, 바람직하게는 저장된다. 비트율 판단기준 즉, 핸드오버 상황에 대한 비트율 정보의 이용은 핸드오버 결정 절차의 초기 단계에서 이용된 다른 기본적인 판단기준과 결합될 수 있다. 이러한 판단기준은 예를 들면, 이동국 위치 정보, 이동국 속도, 접속 형태(실시간, 비실시간, 멀티캐스트 등)일 수 있다. 이들로부터, 위치 보조 데이터(location assistance data)는 이러한 목적을 위해 가장 유용한 정보가 될 수 있다. 멀티캐스트 접속(동시 실시간, 비실시간 등)의 경우, 비트율 판단기준은 또한 인접 셀들 간의 부하를 분할하는데 이용될 수 있다. 이는 무선 자원이 하나 또는 그 이상의 접속들에 포함된 서로 다른 서비스들을 지원하기 위해서 서로 다른 셀들 또는 네트워크 계층들로부터 할당될 수 있음을 의미한다. 상기 언급된 서로 다른 네트워크 계층들은 동일 네트워크의 서로 다른 계층들(그네트워크의 매크로 및 마이크로 계층들 등) 또는 GSM/EDGE, WCDMA 또는 WLAN과 같은 서로 다른 무선 액세스 네트워크들의 계층들일 수 있다. 단계(201)에서는, 예를 들면, 셀내의 전송 전력과 수신 전력 둘다에 대한 신호 강도 한계를 포함할 수 있는 가능한 제 1 판단기준이 충족되는지 여부가 검사된다. 상기 한계는 예를 들면, 퍼센티지 값으로 표시될 수 있다. 상기 제 1 판단기준은 전형적으로 특정 셀에 대해 설정된 특정 파라미터를 부착함으로써 셀별(cell-by-cell) 방식으로 정의되는 핸드오버 제어 파라미터들에 속한다. 도 1의 경우, 상기 제 1 판단기준은 예를 들면, 셀 B에 의해 제공되는 신호 강도(전력)가 셀 A에 의해 제공되는 신호 강도를 임의의 양만큼 예를 들면, 2dB만큼 초과하는 것일 수 있다. 상기 제 1 판단기준이 충족되지 않으면, 단계(205)에서 핸드오버가 수행되지 않는다. 판단기준이 충족되면, 그 절차는 단계(202)로 진행한다. 단계(202)에서는, 제 2 판단기준 즉, 비트율 판단기준이 충족되는지 여부가 검사된다. 상기 비트율 판단기준은 바람직하게는 주요 및 최종 판단기준이고, 핸드오버 엔티티가 핸드오버 결정을 하여, 핸드오버 수행을 트리거(trigger)하기 위해서 타겟 판단기준으로 이용될 수 있다. 도 1의 경우, 상기 제 2 판단기준은 예를 들면, 셀 B에 의해 제공되는 비트율이 셀 A에 의해 제공되는 비트율을 임의의 양만큼 예를 들면, 20kbps만큼 초과하는 것일 수 있다. 상기 제 2 판단기준이 충족되지 않으면, 단계(205)에서 핸드오버가 수행되지 않는다. 판단 기준이 충족되면, 그 절차는 단계(203)로 진행한다. 단계(203)에서는, 선택된 자원이 핸드오버가 일어나는데에 이용가능한지 여부를 검사한다. 이용가능하다면, 단계(204)에서 핸드오버가 수행된다. 이용가능하지 않다면, 그 절차는단계(206)로 진행한다. 단계(206)에서, 상기 자원은 예를 들면, 경과 시간 또는 이용가능한 비트율에 근거하여 큐잉(queueing)된다. 시간이 종료되면, 단계(205)에서 핸드오버가 수행되지 않는다. 큐잉이 경과되면, 단계(204)에서 핸드오버가 수행된다.
상기 BSH는 셀룰러 시스템들에서의 무선 자원 관리의 전체 성능을 향상시키기 위해서 서로 다른 상황들 및 서로 다른 시스템들에서 이용될 수 있다. 도 3은 본 발명의 상기 실시예들에 따른 BSH 이용의 어떤 예들을 예시한다. 도 3의 시스템은 기지국들(BTS)에 의해 제공되며, 무선 네트워크 제어기(RNC)에 의해 제어되는 셀들(A, B, C 및 D)을 포함한다. 상기 RNC에 접속된 무선 네트워크 데이터베이스가 또한 도시된다. 상기 도면은 오직 본 발명을 이해하는데 필요한 요소들만을 예시하며, 상기 시스템의 구조는 본 발명의 기본 요지에 영향을 미치지 않고, 도시된 것으로부터 변경할 수 있다. 높은 비트율을 요청하는 저속 이동국(MS1)이 무선 접속을 요청할 때 또는 이미 상기 무선 네트워크와의 무선 접속을 가질 때, 상기 MS1이 매크로 셀(A)의 경계에 위치한다고 가정해보자. 상기 높은 비트율의 이동국들을 상기 마이크로 셀내에 유지하는 것이 합당하기 때문에, MS1을 상기 매크로 셀로부터 그 하부의 인접 마이크로 셀(B)로 핸드오버하기로 결정될 수 있다. 이러한 핸드오버에 대한 이유는, 상기 요청된 높은 비트율 접속이 상기 매크로 셀을 통해 지원될 수 없거나, MS1의 속도가 비트율에 의하여 더 나은 서비스 품질을 제공할 수 있는 상기 마이크로 셀에서 그 접속을 유지하기에 충분히 낮다는 사실 때문이다. 따라서, 상기 시스템 성능 및 QoS의 관점에서, 상기 마이크로 셀 레벨에서 저속 및 높은 비트율로 이동국의 무선 접속을 유지하는 것은 더 민감할 수 있다. 또한, 이러한 타입의 핸드오버는 셀간의 트래픽, 시그널링 부하 및 바람직하지 않은 간섭에 대해 밸런스를 유지하게 하여, 시스템 안정성 및 더 나은 성능을 이끌어내는데 이용될 수 있다.
다른 예로서, 높은 비트율 접속(상기 요청된 접속 포함)의 이동국(MS3)은 마이크로 셀(D)에 있다고 가정한다. 상기 높은 비트율의 MS3이 매우 빈번하게 셀간(마이크로-셀) 핸드오버를 일으키도록 이동하여, 상기 시스템에 대해 바람직하지 않은 시그널링 부하를 야기시킨다고 또한 가정한다. 그 다음, 상기 MS3은 빈번한 핸드오버 수행으로 인한 상기 시그널링 부하를 감소시키기 위해 그 상부의 매크로 셀(A)에 핸드오버된다. 이러한 경우, 비트율 기준(bit rate criterion)은 최소의 비트율이 상기 매크로 셀(A)에 의해 또한 제공될 수 있도록 보장하는데 이용될 수 있다. 대안적으로, 문제가 되는 트래픽 이유 핸드오버(traffic reason handover)가 존재하고 무선 자원의 희소성 때문에 전체 비트율이 마이크로 셀(D)를 통해 지원될 수 없는 경우, MS3은 인접 셀(예를 들면, 매크로 셀(A))에 핸드오버될 수 있다. 또한, 비트율 기준은 부분 부하 방식을 제공하기 위한 기초로서 이용될 수 있다. 이것은 홈 셀(home cell)의 부하가 이동국을 상기 매크로 셀에 핸드오버하기 위해서 미리정의된 핸드오버 프로파일에 따라 부분적으로 감소될 수 있음을 의미한다. 따라서, 비트율을 희생하여 진행중인 호출의 차단을 피할 수 있게 된다.
또다른 예로서, 고속 이동국(MS2)이 상기 마이크로 셀(B)에 접속해 있고 이 셀을 통해 높은 비트율 무선 접속을 갖는다고 가정한다. 상기 이동국의 움직임에근거하여 핸드오버 결정이 이루어진다면, 상기 이동국은 핸드오버 시그널링 부하를 감소시키기 위해 상기 매크로 셀(A)에 핸드오버될 것이다. 그럼에도 불구하고, 상기 접속의 핸드오버 프로파일 및 무선 액세스 또는 셀에서의 간섭 상황을 고려하여, 비트율에 의하여 상기 접속의 QoS가 충족되도록 상기 이동국은 여전히 상기 마이크로 셀 레벨에서 유지될 수 있다.
비트율 이유 핸드오버(bit rate reason handover)를 고려할 때, 네트워크의 커버리지(coverage)내에서 전체 트래픽 분배 및 제공된 용량을 고려하는 것이 유익하다. 상기 커버리지는 높은 비트율 용량이 대부분 요구되는 영역에 중점을 두도록 설계될 수 있다. 그 결과로서, 높은 비트율 접속들은 적용가능한 경우 이 영역들에 핸드오버될 수 있다. 높은 비트율 서브-영역들은 다운링크 공유 채널(DSCH: Downlink Shared Channel) 또는 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA: High Speed Downlink Packet Access)와 같은 더 많은 전송 수단들에 의해 지원될 수 있다. 그 다음, BSH를 이용함으로써, 상기 높은 비트율 접속들은 이러한 전송 기술들을 지원하는 셀들에 스위치될 수 있다.
상기 언급된 경우들은 단지 BSH 이용 및 파라미터 설계를 예시하기 위한 것일 뿐이고, 따라서 본 발명은 상기 설명된 예들에 한정되지 않는다는 것에 주목해야 한다.
도 4는 BS간 소프트 핸드오버의 메시지 시퀀스를 예시하며, 여기서, BS에 의해 제공되는 원래의 무선 링크는 동일한 서비스 제공 RNC에 의해 제어되는 다른 BS에 의해 제공되는 새로운 무선 링크로 대체된다. 실제로, BS간 무선 링크 대체 절차는 무선 링크 설정 및 삭제를 둘다 포함한다. 상기 예시된 예는 WCDMA 시스템 응용을 근거로 한다. 그럼에도 불구하고, 그 기술요지는 이 예에 한정되지 않고, 따라서 임의의 셀룰러 시스템에도 적용될 수 있다.
상기 셀에 접속한 이동국(MS)이 전송한 Measurement_Report 메시지에 의해 BS간 소프트 핸드오버 (브랜치 대체) 절차가 시작된다. 이러한 측정 리포트는 요청된 비트율에 관한 정보를 또한 포함할 수 있다. 이 정보에 근거하여, 상기 MS(또는 접속)는 상기 네트워크에 의해 핸드오버 프로파일안의 적절한 등급이 되게 된다. 그 등급에 근거하여, SRNC는 새로운 BS를 통해 무선 링크를 설정하고, 원래의 BS를 삭제하기로 결정하는데, 이는 원래의 BS가 미리정의된 품질 기준(비트율)을 충족하지 않기 때문이다. 설정된 무선 링크 및 삭제된 무선 링크는 각각 타겟 BS 및 소스 BS의 제어하에 있다. 소스 BS는 상기 MS가 이미 무선 링크를 가지고 있는 BS를 가리킨다. 한편으로, 타겟 BS는 새로운 무선 링크가 설정될 BS를 가리킨다. 이 단계에서, 상기 SRNC는 핸드오버 알고리즘을 실행하여, 핸드오버가 수행되어야 하는지 여부 및 만일 핸드오버가 수행되어야 한다면, 접속이 어느 셀에 링크되어야 하는지를 평가할 수 있다. 핸드오버가 수행되어야 하는 경우, 상기 SRNC는 Iub 인터페이스를 통해 상기 타겟 BS에게 Radio_Link_Addition 메시지를 전송한다. 요청된 자원들이 이용가능하다면, 상기 타겟 BS는 자원들을 할당하여, 상기 SRNC에게 Radio_Link_Addition_Complete 메시지를 전송한다. 이 메시지를 수신하면, 상기 SRNC는 상기 타겟 BS에 대한 전송 프로토콜들을 이용하여 Iub 데이터 전송 베어러의 설정을 시작한다. 그 다음에, 상기 타겟 BS 및 상기 SRNC는 이미 존재하는 무선링크(들)에 관한 데이터 전송 베어러(들)에 대한 동기를 설정한다. 그 다음, 타겟 BS는 DL(다운링크) 전송을 시작한다.
성공적인 동기화가 수행된 후에, 상기 SRNC는 상기 MS에게 Active_Set_Update 메시지를 전송한다. 실제로, 이 메시지를 전송함으로써, 상기 SRNC는 상기 타겟 BS를 통한 새로운 무선 링크의 설정 및 상기 소스 BS를 통한 기존의 무선 링크의 삭제에 관하여 상기 MS에게 알린다. 그 다음, 상기 MS는 상기 소스 BS의 기존의 무선 링크를 통한 DL 수신을 비활성화시키고, 상기 타겟 BS의 새로운 무선 링크를 통한 DL 수신을 활성화시킨다. 상기 MS는 또한 상기 SRNC에게 Active_Set_Update_Complete 메시지를 전송함으로써 Active_Set_Update 메시지의 수신을 알린다.
또한, 상기 SRNC는 상기 소스 BS에 Radio_Link_Release 메시지를 전송함으로써, 상기 SRNC에게 무선 자원들을 할당해제(deallocate)하도록 요청한다. 그 다음, 상기 BS는 기존의 브랜치와 관련된 물리적 자원들을 해제하여, 상기 SRNC에게 Radio_Link_Release_Ack 메시지를 전송하고, 또한 상기 전송 프로토콜을 이용함으로써 상기 소스 BS에 대한 Iub 데이터 전송 베어러의 해제를 시작한다.
진행중인 핸드오버 프로세스에 관련된 BS들이 서로 다른 RNC들하에 위치되고, 상기 소프트 핸드오버 절차를 지원하기 위해 상기 RNC들 사이에서 이용할 수 있는 어떠한 Iub 인터페이스도 존재하지 않는 경우, BS간 핸드오버는 일종의 하드 핸드오버가 될 수 있음을 알 수 있어야 한다.
BSH는 하드, 소프트, 소프터(softer), 소프트-소프터, 이동국이 평가하는 핸드오버(MEHO: Mobile Evaluated Handover)(여기서, 이동국이 상기 핸드오버 알고리즘을 실행하고, 최종 승인만이 상기 네트워크에 의해 제공됨), 네트워크가 평가하는 핸드오버(NEHO: Network Evaluated Handover)(네트워크측에서 핸드오버 알고리즘 및 결정이 행해짐) 및 이동국이 지원하는 핸드오버(MAHO: Mobile Assisted Handover)(이동국이 핸드오버 알고리즘이 실시될 때 필요한 지원 데이터를 제공하고, 네트워크에 의해 결정이 행해짐)를 포함하는 모든 타입의 핸드오버 메커니즘들에 의하여 이용될 수 있다.
핸드오버 프로세스에 이용될 필요한 파라미터들은 네트워크 최적화 프로세스 동안에 사전에 또는 동적으로 정의될 수 있다. 핸드오버 프로파일 대 셀들, 부하 등급들 대 셀들, 위치 지원 데이터, 속도, 신호 길이 등을 포함하는 상기 핸드오버 파라미터들은 무선 네트워크 데이터베이스에 보관유지될 수 있다. 이 데이터베이스는 상기 핸드오버 알고리즘을 이용할 때 이용되도록 핸드오버 메커니즘에 수반되는 무선 네트워크 제어기에 접속된다.
예를 들면, 이동국의 좌표, 속도 및 이동 방향에 의하여 위치 지원 데이터를 이용할 때, 비트율 커버리지가 상기 위치 정보에 어떻게 매핑되는지를 설명하는 지역 특정 패턴의 정의가 가능하다. 이것은 예를 들면, 서브-영역들이 시스템의 커버리지 영역내에서 정의되고, 바람직한 비트율들이 각각의 서브-영역에 대해 정의된다는 것을 의미한다. 이러한 패턴에 근거하여, 예를 들면, 상기 높은 비트율의 이동국들은 적절한 높은 비트율의 바람직한 서브-영역에 효과적으로 핸드오버될 수 있고, 낮은 비트율의 이동국들은 적절한 낮은 비트율의 바람직한 서브-영역에 핸드오버될 수 있다. 상기 서브-영역들은 단일 셀, 셀들의 집단, 위치 영역, 라우팅 영역 등 내에 있을 수 있다. 단일 셀이 관계될 때, 그것은 상기 셀 영역이 예를 들면, 상기 셀의 중앙에 있는 기지국으로부터 시작하여 상기 셀 경계로 이어지는 동심원상의 서로 다른 서브-영역들로 분리된다는 것을 의미한다. 특정한 바람직한 비트율 등급들이 각각의 서브-영역들에 대해 정의될 수 있다. 예를 들면, 상기 기지국에 근접한 이러한 서브-영역들은 전형적으로 상기 셀의 경계에 근접한 서브-영역들보다 더 높은 비트율들을 제공할 수 있다.
BSH는 서로 다른 무선 액세스 네트워크 타입들 예를 들면, IP RAN, UTRAN, WLAN(Wireless Local Area Network: 무선 근거리 통신망) 및 GERAN(GSM Enhanced Radio Access Network: GSM이 개선된 무선 액세스 네트워크) 사이에서 실행될 수 있음을 알아야 한다. BSH는 또한 CDMA, TDMA 및 FDMA와 같은 서로 다른 종류의 무선 액세스 기술들로 구현되는 셀들 사이에서 실행될 수 있다. 상기 실시예들에서 언급된 네트워크 요소들은 서로 다른 시스템들에서 서로 다른 이름들 또는 기능들을 가지며, 따라서 한정으로서가 아니라 설명적인 것으로서 이해해야 한다는 것을 또한 알아야 한다. 예를 들면, IP RAN에서, 상기 무선 네트워크 데이터베이스는 흔히 공통 자원 관리자 서버(Common Resource Manager Server)라 칭해지며, 많은 RAN 기능들은 기지국 및 무선 네트워크 액세스 서버에 분배된다.
기술이 진보함에 따라, 본 발명의 개념이 다양한 방식들로 구현될 수 있음이 이 기술분야의 당업자에게 명백해질 것이다. 본 발명 및 그의 실시예들은 상기 설명된 예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 청구범위내에서 변경이 가능하다.

Claims (41)

  1. 셀들 및 적어도 하나의 제 1 셀과의 접속을 갖는 이동국을 포함하는 셀룰러 통신 시스템에서 핸드오버를 결정하는 방법 - 상기 적어도 하나의 제 1 셀은 상기 이동국에 어떠한 데이터 전송 속도 즉, 비트율을 제공한다 - 으로서,
    상기 이동국에 관한 비트율 정보를 수집하는 단계와; 그리고
    상기 비트율 정보를 이용하여, 상기 제 1 셀로부터 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비트율 정보는 상기 제 1 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율, 적어도 하나의 다른 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율, 상기 이동국에 의해 요청되는 비트율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버에 대한 결정은 핸드오버가 수행되어야 하는지 여부에 대해 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버에 대한 결정은 상기 이동국의 핸드오버가 어느 셀에 이루어져야 하는지에 대해 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버에 대한 결정은 핸드오버가 언제 수행되어야 하는지에 대해 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 시스템에서 트래픽 분배에 관한 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 시스템의 서로 다른 부분들에서 상기 시스템에 의해 제공되는 용량에 관한 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템의 커버리지 영역내에서 서브-영역들을 정의하는 단계와; 그리고
    바람직한 비트율들을 정의함으로써, 그렇게 정의된 서브-영역 정보가 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 이용되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 비트율에 대해 바람직한 셀(들)을 정의하는 핸드오버 프로파일을 정의함으로써, 상기 핸드오버 프로파일은 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 이용되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 이동할 때,
    상기 제 1 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율을 측정하는 단계와; 그리고
    상기 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율이 소정의 조건(들)을 만족할 때 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 상기 비트율이 소정의 한계치보다 더 낮거나, 소정의 한계치보다 더 높거나, 또는 2개의 소정의 한계치들 사이에 있도록 요구하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 한계치(들)가 상기 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율의 변동에 근거한다는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 서로 다른 무선 액세스 시스템들 또는 동일한 무선 액세스 시스템에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 셀들(A, B, C, D)과; 그리고
    적어도 하나의 제 1 셀과의 접속을 갖는 이동국(MS, MS1, MS2, MS3) - 상기 적어도 하나의 제 1 셀은 상기 이동국에게 어떠한 데이터 전송 속도 즉, 비트율을 제공한다 - 을 포함하는 셀룰러 통신 시스템에 있어서,
    상기 이동국에 관한 비트율 정보를 수집하고; 그리고
    상기 비트율 정보를 이용하여, 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 이동국의 핸드오버에 대해 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 비트율 정보는 상기 제 1 셀에 의해 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)에게 제공되는 비트율, 적어도 하나의 제 2 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율, 상기 이동국에 의해 요청되는 비트율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 핸드오버가 수행되어야 하는지 여부에 대해 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  17. 제 14 항, 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 이동국의 핸드오버가 어느 셀(A, B, C, D)에 대해 수행되어야 하는지에 대해 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 핸드오버가 언제 수행되어야 하는지에 대해 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 시스템에서 트래픽 분배에 관한 정보를 이용하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 시스템의 서로 다른 부분들에서 상기 시스템에 의해 제공되는 용량에 관한 정보를 이용하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  21. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템의 커버리지 영역내의 서브-영역들 및 각 서브-영역에 대한 바람직한 비트율들을 정의하도록 더 구성됨으로써, 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 그렇게 정의된 서브-영역 정보를 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 비트율에 대해 바람직한 셀(들)의 정의들을 포함하는 핸드오버 프로파일을 포함함으로써, 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 핸드오버 프로파일을 이용하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)이 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 이동할 때,
    상기 제 1 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율을 측정하고; 그리고
    상기 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율이 소정의 조건(들)을 만족할 때 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 상기 비트율이 소정의 한계치보다 더 낮거나, 소정의 한계치보다 더 높거나, 또는 2개의 소정의 한계치들 사이에 있도록 요구하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 한계치(들)가 상기 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율의 변동에 근거한다는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  26. 제 14 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 서로 다른 무선 액세스 시스템들 또는 동일한 무선 액세스 시스템에 속하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  27. 셀들(A, B, C, D) 및 적어도 하나의 제 1 셀과의 접속을 갖는 이동국(MS, MS1, MS2, MS3) - 상기 적어도 하나의 제 1 셀은 상기 이동국에게 어떠한 데이터 전송 속도 즉, 비트율을 제공한다 - 을 포함하는 셀룰러 통신 시스템에서 핸드오버들을 제어하는 시스템 요소(RNC, MS, MS1, MS2, MS3)로서,
    상기 이동국에 관한 비트율 정보를 수집하고; 그리고
    상기 비트율 정보를 이용하여, 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 비트율 정보는 상기 제 1 셀에 의해 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)에게 제공되는 비트율, 적어도 하나의 제 2 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율, 상기 이동국에 의해 요청되는 비트율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 핸드오버가 수행되어야 하는지 여부에 대해 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  30. 제 27 항, 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 이동국의 핸드오버가 어느 셀(A, B, C, D)에 대해 수행되어야 하는지에 대해 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  31. 제 27 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 핸드오버가 언제 수행되어야 하는지에 대해 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  32. 제 27 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 시스템에서 트래픽 분배에 관한 정보를 이용하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  33. 제 27 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 시스템의 서로 다른 부분들에서 상기 시스템에 의해 제공되는 용량에 관한 정보를 이용하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  34. 제 27 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템의 커버리지 영역내의 서브-영역들 및 각 서브-영역에 대한 바람직한 비트율들을 정의하도록 더 구성됨으로써, 상기 이동국의 핸드오버에 대해 결정할 때 그렇게 정의된 서브-영역 정보를 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  35. 제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 비트율에 대해 바람직한 셀(들)의 정의들을 포함하는 핸드오버 프로파일을 포함함으로써, 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)의 핸드오버에 대해 결정할 때 상기 핸드오버 프로파일을 이용하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)이 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 이동할 때,
    상기 제 1 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 상기 이동국에게 제공되는 비트율을 측정하고; 그리고
    상기 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율이 소정의 조건(들)을 만족할 때 상기 제 1 셀로부터 상기 제 2 셀로 상기 이동국의 핸드오버를 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 상기 비트율이 소정의 한계치보다 더 낮거나, 소정의 한계치보다 더 높거나, 또는 2개의 소정의 한계치들 사이에 있도록 요구하는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 한계치(들)가 상기 제 1 셀에 의해 제공되는 비트율 및/또는 상기 제 2 셀에 의해 제공되는 비트율의 변동에 근거한다는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  39. 제 27 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템 요소는 무선 네트워크 제어기(RNC)인 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  40. 제 27 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템 요소는 상기 이동국(MS, MS1, MS2, MS3)인 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
  41. 제 27 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀은 서로 다른 무선 액세스 시스템들 또는 동일한 무선 액세스 시스템에 속하는 것을 특징으로 하는 시스템 요소.
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