KR100943584B1

KR100943584B1 - 이동통신시스템의 시스템간 핸드오버 방법

Info

Publication number: KR100943584B1
Application number: KR1020020073997A
Authority: KR
Inventors: 신그암레쉬; 반다나푸라제쉬; 라오모한; 이규환; 김유신
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2010-02-23
Also published as: KR20030064263A

Abstract

GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 기술과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술에 의한 통신이 모두 가능한 듀얼모드 이동 단말이 상기 GSM/GPRS에 의한 통신을 지원하는 BSS(Base Station Subsystem) 영역에서 전용채널을 연결하고 통신을 수행하는 도중 상기 UMTS에 의한 통신을 지원하는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 영역으로 이동함에 의하여 발생하는 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 상기 BSS로부터 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령이 상기 듀얼모드 이동단말에 수신됨에 따라 상기 이동단말내 GSM/GPRS 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS-RR)에 의해서 GSM/GPRS 데이터링크 보류를 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 요구하며 GSM/GPRS 물리채널 해제를 GSM/GPRS물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하는 과정과, 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 물리채널 구성을 UMTS물리계층에 요구하며 상기 UMTS물리계층이 UMTS물리계층 구성에 성공하였는지를 판단하는 과정과, 상기 UMTS 물리계층 구성에 성공하면 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 데이터링크계층에게 UMTS데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송하는 과정과, 상기 이동단말내 RRC에 의해서 GSM/GPRS 자원 해제를 상기 이동단말내 RR/GRR에게 요구하여 GSM/GPRS물리계층 및 GSM/GPRS 데이터링크 계층이 디폴트 구성으로 리셋되게 하는 과정으로 이루어진다.

시스템간, 핸드오버, GSM/GPRS, UMTS, RAT간 핸드오버(inter RAT handover)

Description

이동통신시스템의 시스템간 핸드오버 방법{METHOD FOR PERFORMING HANDOVER BETWEEN SYSTEMS IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 패킷 교환 네트워크에 기반하여 GSM TDMA(제2세대)와 UMTS W-CDMA(제3세대)를 지원하는 이동통신 시스템 구성도,

도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 이중모드 이동 단말의 프로토콜 스택과 계층간 인터페이스를 도시한 도면,

도 3a,b는 본 발명의 실시 예에 따른 GSM/GPRS BSS로부터 UMTS UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차를 나타낸 메시지 흐름도,

도 4a,b는 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS UTRAN으로부터 GSM/GPRS BSS로의 시스템간 핸드오버 절차를 나타낸 메시지 흐름도.

본 발명은 이동통신 시스템의 핸드오버 방법에 관한 것으로서, 특히 서로 다른 통신방식을 사용하는 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 관한 것이다.

GSM(Global System for Mobile communication)은 유럽 및 기타 지역에서 광범위하게 사용되는 디지털 이동전화 시스템이다. 상기 GSM은 TDMA(Time Division Multiple Access)의 변종으로서, 이는 TDMA 및 CDMA(Code Division Multiple Access)와 함께 가장 널리 사용되는 3개의 디지털 무선전화기술 중 하나이다. 상기 GSM은 데이터를 디지털화하고 압축한 다음 두 개의 다른 사용자 데이터와 함께 한 채널을 통해 보내는데, 각각의 데이터는 고유한 시간대역에서 보내진다. 이러한 GSM은 900MHz와 1800MHz 주파수 대역에서 모두 동작할 수 있다. 상기 GSM을 기반으로 하여 개발된 GPRS(General Packet Radio Services)는 보다 발전된 패킷 기반의 이동통신 서비스로서 이동 단말(Mobile Station: MS) 사용자들에게 56~114Kbps의 데이터 속도로 지속적인 데이터 서비스를 보장한다. 상기의 GPRS는 고속 고품질의 음성 및 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 제3세대 이동통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)를 향한 진화적인 단계이다.

UMTS는 GSM 통신표준에 기반을 두었으나 광대역(wide band) CDMA 기술을 사용하며, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps(mega bit per second) 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다. 상기 UMTS는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP)과 같은 패킷 프로토콜을 사용하는 패킷교환 방식의 접속이란 가상접속이라는 개념을 사용하며, 네트워크 내의 다른 어떠한 종단에라도 항상 접속이 가능하다.

이러한 UMTS는 제2세대로 분류되는 셀룰러 시스템인 GSM/GPRS와 구별되어 제3세대 이동통신 시스템으로 불린다. 통신기술이 제2세대 셀룰러 시스템(특히 GSM/GPRS)으로부터 제3세대 이동통신 시스템(특히 UMTS)으로 발전할 것이고 제2세대에서 제3세대로의 전환이 수년간이라는 상당한 긴 기간에 걸쳐 점진적으로 이루질 것임에 따라 네트워크 운영자는 양쪽 기술(GSM/GPRS 및 UMTS) 모두에서 동작될 수 있는 이동단말을 사용자에게 제공해야할 필요성을 느끼게 되었다. 이러한 필요성에 의해서 UMTS와 GSM/GPRS를 동시 지원하는 듀얼모드 이동단말(dual mode user equipment or dual mode mobile terminal)이 개발되었다. 더욱이 이동 가입자가 어떤 한 장소에서 서로 상이한 무선 액세스 기술을 개발해온 다른 국가들에서의 로밍 설비를 거쳐 다른 장소로 이동하게 될 경우에는, 이들 상이한 네트워크들에서 모두 동작할 수 있는 다중모드(multi-mode) 이동단말에 대한 필요성을 절감할 것이다. 따라서 제3세대 기술이 성공하기 위해서는 적어도 하나 이상의 무선기술에서 동작될 수 있는 이동 단말이 반드시 필요하다. UMTS가 완전히 구현되기 이전 단계에서, 사용자들은 UMTS와 GSM/GPRS를 동시 지원하는 듀얼모드 이동단말을 이용함으로써, UMTS를 사용할 수 없는 지역에서도 GSM 900이나 GSM 1800 등과 같이 현재 활용 가능한 기술로 전환되는 다중 서비스를 제공받을 수 있다.

상기한 바와 같은 듀얼모드 이동단말이 GSM/GPRS 또는 UMTS의 커버리지에서 통화중 상태에서 다른 무선 액세스 기술(Radio Access Technology: RAT)의 커버리지로 이동하게 되는 경우 핸드오버에 의하여 채널 절체가 이루어져야 한다. 그런데 알려진 종래 기술에서는 이동 단말이 현재 연결하고 있는 호를 유지하면서 채널을 절체하는 핸드오버 기술을 제공하고 있지 않고 있다. 따라서 이동 단말이 서로 다 른 통신 방식을 사용하는 영역간을 이동하게 되는 경우 호가 끊어지게 되어 사용자의 통화에 불편함을 초래할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 호 끊김 없이 서로 상이한 무선액세스기술간 핸드오버를 가능하게 하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 GSM/GPRS와 UMTS간의 시스템간 호 끊김 없는 핸드오버를 가능케 하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상이한 무선액세스 기술간의 성공적인 핸드오버를 위해 듀얼모드 이동단말내 GSM/GPRS 무선자원계층과 UMTS 무선자원계층간을 인터페이스 하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 GSM/GPRS와 UMTS간 전용연결 끊김 없는 소프트 핸드오버가 가능한 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 듀얼모드 지원 이동 단말기에서 GSM/GPRS를 지원하는 프로토콜 스택과 UMTS를 지원하는 프로토콜 스택간의 연동 처리를 통해 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 진행중인 회선교환 호(circuit switched call)를 UMTS에서 GSM/GPRS로 또는 GSM/GPRS에서 UMTS로 호 절단 없이 핸드오버할 수 있게 하는 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따라, 본 발명은, GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 기술과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술에 의한 통신이 모두 가능한 듀얼모드 이동 단말이 상기 GSM/GPRS에 의한 통신을 지원하는 BSS(Base Station Subsystem) 영역에서 전용채널을 연결하고 통신을 수행하는 도중 상기 UMTS에 의한 통신을 지원하는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 영역으로 이동함에 의하여 발생하는 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 상기 BSS로부터 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령이 상기 듀얼모드 이동단말에 수신됨에 따라 상기 이동단말내 GSM/GPRS 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS-RR)에 의해서 GSM/GPRS 데이터링크 보류를 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 요구하며 GSM/GPRS 물리채널 해제를 GSM/GPRS물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하는 과정과, 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 물리채널 구성을 UMTS물리계층에 요구하며 상기 UMTS물리계층이 UMTS물리계층 구성에 성공하였는지를 판단하는 과정과, 상기 UMTS 물리계층 구성에 성공하면 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 데이터링크계층에게 UMTS데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송하는 과정과, 상기 이동단말내 RRC에 의해서 GSM/GPRS 자원 해제를 상기 이동단말내 RR/GRR에게 요구하여 GSM/GPRS물리계층 및 GSM/GPRS 데이터링크 계층이 디폴트 구성으로 리셋되게 하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 GSM/GPRS 데이터링크 보류를 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 요구하기 이전에, 상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버절차가 실패하는 경우 이전 전용채널 구성으로 복귀하게 위해 현재 전용채널 구성 및 셀할당 파라미터를 저장하는 과정을 더 가진다.

또한 본 발명은, GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 기술과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술에 의한 통신이 모두 가능한 듀얼모드 이동 단말이 상기 UMTS에 의한 통신을 지원하는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 영역에서 전용채널을 연결하고 통신을 수행하는 도중 상기 GSM/GPRS에 의한 통신을 지원하는 BSS(Base Station Subsystem) 영역으로 이동함에 의하여 발생하는 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 상기 UTRAN으로부터 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령이 상기 듀얼모드 이동단말에 수신됨에 따라 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)에 의해서 UMTS 데이터링크 보류를 UMTS 데이터링크계층에게 요구하며 UMTS 물리채널 해제를 UMTS물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 GSM/GPRS 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS-RR)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하는 과정과, 상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 GSM/GPRS 물리채널 구성을 GSM/GPRS물리계층에 요구하며 상기 GSM/GPRS물리계층이 GSM/GPRS물리계층 구성에 성공하였는지를 판단하는 과정과, 상기 GSM/GPRS 물리계층 구성에 성공하면 상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 GSM/GPRS데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 GSM/GPRS채널을 통해 상기 BSS로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이동통신 시스템에서 RAT(Radio Access Technology)는 CDMA나 TDMA 또는 WCDMA 등과 같은 무선 액세스 기술이다. 그리고 RAT간 핸드오버(inter-RAT handover)는 이러한 무선 액세스 기술간의 핸드오버를 일컫는다. 그러므로 GSM/GPRS(제2세대)와 UTRAN(제3세대)간 핸드오버는 RAT간 핸드오버에 해당된다.

RAT간 핸드오버(inter-RAT handover)는 브레이크 앤 메이크 방식(break and make strategy)을 취하는 하드 핸드오버(hard handover)이다. 브레이크 앤 메이크 방식의 하드 핸드오버는 먼저 전용연결을 끊고 나서 새로운 주파수상 또는 다른 RAT상에서 새로운 전용연결을 설정하는 것을 의미한다. 이것은 하드핸드오버 간에는 항상 끊김(break)이 있음을 내포한다. 하지만 그 끊김이 짧기 때문에 하드 핸드오버가 일어나는 것이 사용자에게는 잘 감지되지 않을 수 있다. 참고로 하드핸드오버는 RAT내 핸드오버(intra-RAT handover)(예컨대 GSM 핸드오버)와 RAT간 핸드오버(예컨대 GSM과 UMTS간 핸드오버) 두 가지 타입이 있다.

하드핸드오버에 대별되는 핸드오버가 있는데 그것은 소프트 핸드오버(soft handover)이다. 소프트 핸드오버는 메이크 앤 브레이크방식(make and break strategy)으로서 하나 이상의 업링크 연결이 다른 어떤 노드에 형성되게 하는 WCDMA UMTS 무선기술에서만 사용될 수 있다. 하드 핸드오버는 그 핸드오버시 전용연결 끊김이 항상 있는데 반해 상기 소프트 핸드오버는 전용연결 끊김이 없다는 이점이 있다.

본 발명의 실시 예에서는 듀얼모드 이동단말이 서로 다른 무선액세스기술(Inter-RAT)간을 이동하게 되는 경우에도 하드핸드오버가 아닌 전용연결 끊김이 없는 소프트 핸드오버를 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 패킷 교환 네트워크에 기반하여 GSM TDMA(제2세대)와 UMTS W-CDMA(제3세대)를 지원하는 이동통신 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 기지국 시스템(Base Station Subsystem: BSS)(3)은 MSC(Mobile Switching Center)(2)를 통해 인터넷 등과 같은 패킷 교환 네트워크(1)에 접속하며 GSM TDMA에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 음성 및 데이터 서비스를 제공한다. 또한 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)(5)는 CN(Core Network)(4)을 통해 상기 패킷 교환 네트워크(1)에 접속하며 UMTS W-CDMA에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 음성 및 데이터 서비스를 제공한다. UMTS와 GSM/GPRS를 동시 지원하는 듀얼모드 이동단말(User Equipment: UE)(6)은 BSS(3)의 서비스 영역에서는 GSM/GPRS에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 호 서비스를 수행하고, UTRAN(5)의 서비스 영역에서는 UMTS에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 호 서비스를 수행한다.

GSM/GPRS TDMA 시스템과 UMTS W-CDMA 시스템간 핸드오버를 수행하기 위해서, GSM/GPRS TDMA와 UMTS W-CDMA를 모두 지원하는 도 1의 듀얼모드 이동 단말(6)은 각각 GSM/GPRS와 UMTS에 기반한 통신 프로토콜에 따른 논리적인 채널과 무선 자원을 제어하는 네트워크 계층(제3계층)과 데이터링크 계층(제2계층)을 가진다. 여기서 상기 네트워크 계층과 상기 데이터링크 계층은, OSI(Open Systems Interconnection) 모델에 따른 제4계층 이상을 의미하는 상위계층과 물리계층(Physical Layer)을 공유할 수 있어야 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 적용되는 듀얼모드 이동단말(6)의 프로토콜 스택과 계층간 인터페이스를 보여주는 도면이다. 도 2에서, "★"표시의 블록은 UMTS만을 위한 모듈이고, "●"표시의 블록은 GSM/GPRS만을 위한 모듈이며, "★ ●"표시의 블록은 GSM/GPRS 및 UMTS가 공유하는 모듈임을 이해하여야 한다. 따라서, "★ ●"표시의 GSM/GPRS 및 UMTS 공유 모듈로는 PHY(physical layer)(10), MM/GMM(Mobility Management/GPRS-MM)(32), CC/SS/SMS/SM(Call Control / Supplementary Services / Short Message Service / Session Management)(32), 및 API(Application Protocol Interface)(40)가 있고, "★"표시의 UMTS만을 위한 모듈로는, MAC(Medium Access Control)(16), RLC(Radio Link Control)(22), RRC(Radio Resource Control)(28), PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(26), BMC(Broadcast Multicast Control)(24), RABM(Radio Access Bearer Management)(38)이 있으며, "●"표시의 GSM/GPRS만을 위한 모듈로는, LAPDm(Link Access Procedures for Data Link Layer for mobile applications)(12), MAC(Medium Access Control for GPRS)(14), RR/GRR(Radio Resource / GPRS Radio Resource)(18), RLC(Radio Link Control for GPRS)(20), LLC(Logical Link Control)(30), SNDCP(Sub-Network Dependent Convergence Protocol)(36)가 있다.

도 2의 듀얼모드 이동단말(6)의 프로토콜 스택에서, 물리계층인 PHY(10)는 제1 계층에 해당된다. 제1계층은 패킷 송수신에 관한 책임을 지고 있으며 동기부분와 비동기부분으로 나뉘어진다. 동기부분은 프레임 인터럽트 상태 천이도를 구현하고 직접적으로 모뎀쪽 DSP(Digital Signal Processor)와 상호 작용을 한다. 예를 들어, 이동단말이 인접 셀들의 주파수나 신호레벨을 측정하고자 할 경우, 이 일은 실제적으로 DSP가 하는 일인데, 그렇게 하기 위해서 그 명령이 DSP쪽으로 전달되고 측정의 결과가 상위의 계층으로 전달이 되어야하는데, 상기 동기부분은 그 중간에서 상위에 있는 프로토콜 스택과 하위계층의 모뎀사이에서 메시지를 전달을 책임지는 일을 한다. 도 2의 프로토콜 스택에서 LAPDm(GSM)(12), MAC(GPRS)(14), MAC(UMTS)(16)는 데이터링크 계층인 제2계층에 해당되며 시그널링 데이터 전송을 책임진다. 그리고 도 2의 프로토콜 스택에서 RR/GRR(18), RLC(GPRS)(20), RLC(UMTS)(22), BMC(24), PDCP(26), RRC(28), LLC(30), MM/GMM(32), CC/SS/SMS/SM(34), SNDCP(36), RABM(38)은 네트워크 계층인 제3 계층에 해당한다. 상기 제3계층중 RR/GRR(18) 및 RRC(28) 각각은 GSM/GPRS 및 UMTS 각각에서 채널할당, 전력레벨제어, 시간정렬, 핸드오버 명령 전달, 통화 설정, 그 유지 및 해제를 위해 필요한 일들을 담당한다. 그리고 상기 MM/GMM(32)은 직접적으로 무선 액세스 기능과 관련되지 않은 이동단말 사용자의 데이터를 운영하고 책임을 진다. 그리고 상기 CC/SS/SMS/SM(34)의 CC는 통화, 통화 재설정, 통화 끝내기 등의 일을 관리한다. 제3계층 위에 있는 API(40)는 OSI 모델에 따른 제4계층 이상의 계층들로 구성되는 상위계층 어플리케이션 프로그램으로서 무선 액세스 기술과는 관련이 없이 이동단말이 제공하는 부가적인 모든 기능들을 수행한다.

본 발명의 실시 예에 따른 듀얼모드 이동 단말의 전용연결 끊김 없는 시스템간 핸드오버(즉 RAT간 소프트 핸드오버)절차를 설명하기에 앞서 본 발명의 이해를 돕기 위해 일반적인 핸드오버에 대해 먼저 설명한다.

일반적인 핸드오버에 대한 모든 절차는 듀얼모드 이동 단말(6)과 BSS(3)/UTRAN(5) 및 MSC(2)/CN(4)에서 이루어진다. 이동 단말(6)은 무선 서브시스템 다운링크 성능을 계속해서 측정하는 한편 인접 셀들로부터 수신한 신호 레벨들도 계속해서 측정한다. 인접 셀들에는 제3세대(UMTS) 셀들이 포함될 수 있다.

현재 GSM 모드에서 동작하고 있는 듀얼모드 이동단말(6)은 현재 자신에게 서비스를 제공하고 있는 셀로부터의 다운링크 수신신호의 레벨 및 품질과 인접 BSS의 다운링크 수신신호 레벨 및 BSIC(Base Station Identity Code)를 감시한다. 또한 듀얼모드 이동단말(6)은 인접 UMTS셀들로부터도 유사한 측정을 수행한다. 상기 듀얼모드 이동 단말(6)은 감시결과 수집된 데이터에 근거하여 측정 보고서를 작성한 후 이를 BSS(3)로 전송한다. 상기 측정 보고는 주기적으로 또는 이벤트가 있을 때에 이루어진다. BSS(3)는 해당 셀에 의해 서비스 받고 있는 각 이동 단말로부터의 업링크 수신신호의 레벨 및 품질을 감시한다. 또한 자신의 유휴 트래픽 채널(idle traffic channel)들에 대한 간섭 레벨을 측정한다. BSS(3)는 정해진 임계값에 대해 이러한 측정치들을 평가하며 필요한 경우 핸드오버를 수행한다. 다른 BSS나 MSC에 있는 정보로부터의 측정결과를 요구하는 핸드오버 평가는 MSC(2)에 의해서 수행된다. 무선 링크 제어를 위해 네트워크에 의해 채택된 핸드오버 방법은 이동단말(6)/BSS(3)가 보고하는 측정결과와 각 셀에 설정된 다양한 파라미터에 근거하여 핸드오버의 수행 여부를 결정한다.

UMTS 및 GSM 무선 액세스 기술을 모두 지원하는 듀얼모드 이동단말(6)이 GSM 커버리지(coverage)로부터 UMTS 커버리지로 이동하거나 그 반대로 이동하면, 네트워크는 시스템간 핸드오버 명령을 전송한다. UMTS 무선액세스 기술이 현재 액티브(active)한 경우에는 핸드오버 명령이 UTRAN(5)으로부터 전송되며, GSM 무선액세스 기술이 현재 액티브 한 경우에는 핸드오버 명령이 BSS(3)로부터 전송된다.

핸드오버 명령에 주어지는 채널구성 정보(channel configuration information)에 따라서 듀얼모드 이동단말(6)은 하기와 같은 동작을 수행한다.

- 무선 자원 관리(제3계층)를 제외한 정상적인 동작을 보류한다(suspend).

- 로컬 엔드 해제(local end release)(제2계층)를 통해 주요 시그널링 링크와 다른 링크들을 끊으며, 연결중인 트래픽(전용) 채널이 있다면 그 트래픽(전용) 채널도 끊는다.

- UTRAN으로의 시스템간 핸드오버인 경우에는 UMTS 채널을 형성하며, UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버인 경우에는 GSM 채널을 형성한다. UMTS 또는 GSM/GPRS로의 핸드오버는 항상 네트워크에 의해 시작된다.

본 발명의 실시 예에서는 GSM/GPRS(제2세대)로부터 UTRAN(제3세대)으로의 핸드오버절차와 UTRAN(제3세대)으로부터 GSM/GPRS(제2세대)으로의 핸드오버 절차로 구분하여 각 핸드오버 절차에 대해서 도 3과 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 설명될 핸드오버절차에서 제2세대인 GSM와 GPRS중에서는 GSM이 그 일 예로서 설명될 것임을 이해하여야 한다. 따라서 GPRS도 도 3 및 도 4와 같은 일 예로서 마찬가지로 적용될 수 있다.

먼저 GSM(제2세대)로부터 UTRAN(제3세대)으로의 핸드오버절차에 대하여 도 1 내지 도 3a,b를 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 도 3a,b는 본 발명의 실시 예에 따른 GSM BSS로부터 UMTS UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차를 나타낸 메시지 흐름도이다.

<<GSM으로부터 UMTS로의 핸드오버>>

본 발명의 실시 예에서 UTRAN(5)으로의 시스템(RAT)간 핸드오버 절차의 목적은 전용연결을 해제하지 않으면서 네트워크의 제어 하에 진행중인 이동 단말(6)과 BSS(3)간 전용연결(dedicated connection)을 UMTS로 전달하는 것이다. 이러한 절차는 BSS(3)가 이동 단말(6)에게 UTRAN(5)으로의 핸드오버를 수행하라고 명령함으로써 개시된다. 이러한 과정은 오직 하나의 회선 호(CS) 서비스에만 적용된다.

도 3a,b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS로의 핸드오버 절차는 크게 다섯 가지의 과정 S50, S52, S54, S56 및 S58로 이루어진다.

S50과정은, BSS로부터 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령이 듀얼모드 이동 단말에 수신됨에 따라 수행이 되는데, 이동단말내 GSM 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)에 의해서 GSM데이터링크 보류를 GSM데이터링크계층에게 요구하며 상기 GSM 물리채널 해제를 GSM물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하며, RRC에 의해서 UMTS 물리채널 구성을 UMTS물리계층에 요구하며 상기 UMTS물리계층이 UMTS물리계층 구성에 성공하였는지를 판단한다.

S52과정은, 상기 S50과정에서 UMTS 물리계층 구성에 성공함에 따라 수행되는 과정으로서 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 데이터링크계층에게 UMTS데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송하며, RRC에 의해서 GSM 자원 해제를 상기 이동단말내 RR에게 요구하여 GSM물리계층 및 GSM 데이터링크 계층이 디폴트 구성으로 리셋시킨다.

S54과정은, 상기 S50과정에서 UMTS 물리계층 구성에 성공하지 못함에 따라 수행되는 과정으로서 상기 UMTS RRC에 의해서 UTRAN으로의 핸드오버 불가능함을 상기 이동단말내 GSM RR에게 알리며, RR에 의해서 저장된 전용채널 구성 및 셀할당 파라미터에 의거하여 GSM 관련 물리계층 구성 복원을 GSM 물리계층으로 시도한다. 그리고 GSM물리계층 구성 복원에 성공하였는지를 판단한다.

S56과정은, S54과정에서 상기 GSM 물리계층 구성 복원에 성공함에 따라 수행되는 과정으로서 상기 이동단말내 RR에 의해서 GSM 데이터링크계층에게 보류되었던 GSM데이터 링크를 재개케 요구하고 아울러 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 실패하였음을 이전 GSM채널을 통해 상기 BSS로 전송한다.

S58과정은, S54과정에서 상기 GSM 물리계층 구성 복원에 실패함에 따라 수행되는 과정으로서 상기 RR에 의해서 전용 연결중 하위 계층 연결 실패를 이동단말내 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)을 통해 CC(Call Control)에게 알리고, 상기 CC로부터의 호 재설정 요청에 따라 상기 RR에 의해서 아이들상태에서 다시 통화설정을 시도하여 전용상태가 되게 한다.

먼저 도 3a에 도시된 S50과정을 설명한다. 핸드오버 명령을 수신하기 전 GSM모드에서 동작하는 이동단말(6)의 GSM RR(18)은 전용상태(dedicated state)이고(도 3의 94단계), UMTS RRC(28)은 널 상태(null state)이다(도 3a의 96단계). 그리고 이동단말(6)에서 통화에 관련된 관리를 하는 CC(34)는 액티브상태이다(도 3a의 98단계).

이러한 상태에서 듀얼모드 이동단말(6)이 GSM 커버리지(coverage)로부터 UMTS 커버리지로 이동하게 되면 상기 이동단말(6)로부터의 측정 보고는 주기적으로 또는 이벤트가 있을 때마다 BSS(3)에게 전송이 되고 BSS(3)는 정해진 임계값에 대해 보고된 측정치들을 평가하고 GSM/GPRS BSS(3)의 RR 부계층에 의해서 "UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령(Inter System Handover to UTRAN Command)" 메시지를 이동단말(6)의 GSM RR(18)로 전송한다(도 3a의 100단계). 상기 "UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령(Inter System Handover to UTRAN Command)" 메시지에는 UMTS로의 핸드오버 명령에 대한 설명(description)이 포함되어 있다.

상기 "UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령(Inter System Handover to UTRAN Command)" 메시지를 수신하면 이동단말(6)의 GSM RR(18)은 UTRAN(5)으로의 핸드오버 절차가 실패하는 경우에 이전 전용채널(dedicated channel: DCH) 구성으로 복귀하기 위해 현재 전용채널 구성(current DCH configuration) 및 셀 할당(cell allocation) 파라미터들을 저장한다(도 3a의 102단계). 아울러 이동단말(6)의 GSM RR(18)은 "LAPDm 보류(Suspend LAPDm)" 메시지를 LAPDm(12)로 전송한다(도 3a의 104단계). 상기 "LAPDm 보류(Suspend LAPDm)" 메시지는 로컬하게 보류된 제2계층 전용링크(locally suspend layer2 dedicated link)로 전송된다. 또한 이동단말(6)의 GSM RR(18) PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)에게 "GSM 물리채널 해제(Release GSM Physical Channel)" 메시지를 전송하여 GSM에 관련된 물리채널 자원을 해제할 것을 요구한다(도 3a의 106단계). 그에 따라 PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)은 업링크 및 다운링크의 GSM 물리 채널들을 모두 해제할 것이다.

도 3a의 106단계를 수행한 후 GSM RR(18)은 MM(32)에게 "RAT 변경 시작 표시(RAT Change start Indication)" 메시지를 전송한다(도 3a의 108단계). 상기 "RAT 변경 시작 표시(RAT Change start Indication)" 메시지를 수신한 후 MM(32)은 상기 수신한 메시지를 응용계층인 API(40)로 전송한다(도 3a의 110단계). 상기 MM(32)은 RAT 변경이 완료될 때까지 모든 상위계층 계층3 메시지들을 버퍼링한다. 그에 따라 API(40)는 MM(32)으로부터 "RAT변경 시작 표시" 메시지를 수신한 후 MM(32)으로부터 "RAT변경 실패 표시(RAT Change Failure Indication)" 메시지 또는 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change Completion Indication)" 메시지를 수신할 때까지 음성 어플리케이션(application)을 보류하고 모든 음성 패킷을 버퍼링한다.

한편 이동단말(6)의 GSM RR(18)은 모든 권한을 UMTS RRC(28)로 넘기기 위해 상기 "UTRAN으로의 시스템간 핸드오버" 메시지에 포함된 UTRAN으로의 핸드오버 명령인 "RR To RRC 핸드오버 명령(RR to RRC Handover Command)" 메시지를 UMTS RRC(28)에게 전송한다(도 3a의 112단계). GSM RR(18)로부터 "RR To RRC 핸드오버 명령" 메시지를 수신하면 이동단말(6)내 UMTS RRC(28)는 GSM망 대신 UMTS망을 사용해야 하므로 UMTS 물리계층을 활성화시키기 위한 메시지를 보내야 한다. 요컨대, 상기 UMTS RRC(28)는 상기 "RR To RRC 핸드오버 명령" 내에 포함되어 있는 물리채널 구성 파라미터와 함께 "UMTS의 물리계층 구성(UMTS_Phy Configuration)" 메시지를 PHY(10)로 전송한다(도 3a의 114단계). 이는 PHY(10)의 UMTS물리계층(UPHY)에게 UMTS에 관련된 물리계층을 구성할 것을 지시하기 위한 것이다. PHY(10)의 UMTS물리계층(UPHY)은 "UMTS의 물리계층 구성(UMTS_Phy Configuration)" 메시지에 응답하여 UMTS망으로부터의 메시지를 수신하기 위해 망과의 동기를 맞추게 되고, 그 후 본격적으로 활동할 준비가 되었음을 알리는 UMTS 물리계층 구성 확인(UMTS_Phy Configuration Confirm) 메시지(미도시됨)를 이동단말(6)내 UMTS RRC(28)에게 전송할 것이다.

이동단말(6)내 UMTS RRC(28)는 UMTS에 관련된 물리계층 구성이 성공적이면(도 3a의 116단계에서의 판단), 즉 UMTS물리계층(UPHY)으로부터 UMTS 물리계층 구성 확인(UMTS_Phy Configuration Confirm) 메시지를 수신하게 되면, 도 3a의 118단계 내지 134단계로 이루어지는 S52과정을 수행하고, UMTS에 관련된 물리계층 구성이 성공적이지 않으면(도 3a의 116단계에서의 판단), 바로 136단계 내지 140단계로 이루어지는 S54과정으로 넘어간다.

먼저 UMTS에 관련된 물리계층 구성이 성공함에 따라 수행되는 S52과정(도 3a의 118단계 내지 134단계)을 상세히 설명하면 하기와 같다.

S52과정에서, 이동단말(60)내 UMTS RRC(28)는 먼저 "UMTS-L2 구성(UMTS-L2 Configuration)" 메시지를 UMTS MAC(16)으로 전송함으로써, UMTS MAC(16)이 UMTS 제2계층을 구성케 한다(도 3a의 118단계). 그후 UMTS RRC(28)는 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료했음을 알리기 위해 UMTS 채널들을 통해 UTRAN(5)으로 "UTRAN으로의 핸드오버 완료(Handover To UTRAN Complete)" 메시지를 전송한다(도 3의 120단계). 이러한 상태는 핸드오버가 정상적으로 수행되어 통화를 UMTS망에서 운영할 준비가 된 것을 의미한다. 그에 따라 이동단말 UMTS RRC(28)는 모든 GSM 자원의 해제를 요구하는 "RRC To RR 해제 요구(RRC To RR Release Request)" 메시지를 GSM RR(18)로 전송한다(도 3a의 122단계).

그에 응답하여 GSM RR(18)은 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change complete Indication)" 메시지를 MM(32)으로 전송한다(도 3a의 124단계). 그러면 MM(32)은 현재의 RAT상황을 UMTS로 변경하고 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change complete Indication)" 메시지를 API(40)로 전송한다(도 3a의 126단계). 이후부터 MM(32)은 UMTS 액세스계층(UMTS access stratum layer)을 통해 모든 제3계층 메시지들을 전송한다. API(40)는 MM(32)으로부터 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change complete Indication)" 메시지를 수신한 후 현재 RAT 상황을 UMTS로 변경하고 어플리케이션(application)을 재개하며, 버퍼링되며 이어지는 모든 음성 패킷들을 UMTS 스택을 통해 전송한다.

그 후 GSM RR(18)은 자신이 할 일이 없는 것으로 인식하고 GSM물리계층 디폴트(default) 구성으로 리셋시키기 위한 "GSM 물리계층 리셋(Reset GSM Physical Layer)" 메시지를 PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)으로 전송한다(도 3a의 128단계). 아울러 GSM RR(18)은 데이터링크계층(data link layer)을 디폴트(default) 구성으로 리셋시키기 위해 "LAPDm 계층 초기화(Initialize LAPDm Layer)"메시지를 제2 계층인 LAPDm계층(12)으로 전송한다(도 3a의 130단계). 그에 따라 이동단말 GSM RR(18)은 널 상태(null state)가 되고(도 3a의 132단계), UMTS RRC(28)은 전용상태(dedicated state)가 된다(도 3a의 134단계).

한편, 상기 S50과정에서 상기 "UMTS 물리계층 구성에 성공하지 못함에 따라 수행되는 S54과정(도 3b의 136단계 내지 140단계)을 상세히 설명하면 하기와 같다.

S54과정에서, UMTS RRC(28)는 UTRAN으로의 핸드오버가 불가능함을 알리기 위해 GSM RR(18)에게 "RRC To RR 접속 실패(RRC To RR Connection Failure)" 메시지를 전송한다(도 3b의 136단계). 상기 "RRC To RR 접속 실패" 메시지에는 핸드오버 실패원인도 포함되어 있다. 그러면 GSM RR(18)은 "GSM 물리계층 구성(GSM-Physical Layer Configuration)" 메시지를 PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)으로 전송하여(도 3b의 138단계), 과정 S50의 102단계에서 저장된 파라미터에 의거해 GSM 관련 물리계층을 복원하려고 시도한다. 만약 PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)이 "GSM 물리계층 구성(GSM-Physical Layer Configuration)" 메시지에 응답하여 GSM 물리계층 구 성을 하게 되면 GSM 물리계층 구성 확인(GSM_Phy Configuration Confirm) 메시지(미도시됨)를 이동단말(6)내 GSM RR(18)에게 전송할 것이다. 그렇지 않으면 GSM 물리계층 구성 확인(GSM_Phy Configuration Confirm) 메시지가 GSM RR(18)에게 전달되지 않을 것이다.

그 결과 GSM RR(18)은 GSM에 관련된 물리계층 복원에 성공하면(즉 GSM 물리채널 설정에 성공하면) 도 3b의 142단계 내지 152단계로 이루어지는 과정 S56으로 진행하고, GSM에 관련된 물리계층 복원에 성공하지 못하면 바로 도 3b의 154단계 내지 166단계로 이루어지는 과정 S58로 진행한다.

도 3b의 142단계 내지 152단계로 이루어지는 과정 S56을 먼저 설명하면, GSM RR(18)은 GSM에 관련된 물리계층 복원에 성공하면(즉 GSM 물리채널 설정에 성공하면) GSM RR(18)은 "GSM 제2계층 재개(Resume GSM Layer2)" 메시지를 GSM 제2계층인 LAPDm(12)에게 전송하여 보류되었던 GSM 제2계층을 재개케 하고(도 3b의 142단계), 아울러 RAT간 핸드오버가 실패했음을 지시하기 위한 "UTRAN으로의 핸드오버 실패(Handover to UTRAN Failure)" 메시지를 이전 GSM 채널을 통해 BSS(3)에게 전송한다(도 3b의 144단계). 또한 GSM RR(18)은 "RAT 변경 실패 표시(RAT Change Failure Indication)" 메시지를 MM(32)으로 전송하고(도 3b의 146단계), MM(32)은 상기 "RAT 변경 실패 표시(RAT Change Failure Indication)"메시지를 API(40)로 전송한다(도 3b의 148단계). 그 결과 MM(32)은 RR(18)로부터 계속적으로 서비스를 획득한다. API(40)는 상기 "RAT 변경 실패 표시(RAT Change failure Indication)" 메시지를 수신하게 되면 그 후부터는 버퍼링된 모든 패킷을 GSM 스택을 통해 전송한 다. 결국 이동단말 GSM RR(18)은 전용상태(dedicated state)가 되고(도 3의 150단계), UMTS RRC(28)은 널 상태(null state)가 된다(도 3b의 152단계).

한편 도 3b에 도시된 과정 S54과정의 140단계에서 GSM RR(18)이 GSM에 관련된 물리계층 복원에 실패하면 과정 S58로 진행한다. 과정 S58에서, RR(18)은 하위계층 실패가 발생했음을 알리는 "RR Abort Indication" 메시지를 MM(32)에게 전송하고(도 3b의 154단계), MM(32)는 전용 연결중 하위계층 실패에 대해서 알리는 "MM연결 인터럽트 표시(MM Connection Interrupted Indication)" 메시지를 CC(Connection Management layer)(34)에게 전송한다(도 3b의 156단계). CC(34)는 액티브 상태에서 "MM 연결 인터럽트 표시(MM connection interrupted indication)" 메시지를 수신하게 되면 재설정 요청(re-establishment request) 메시지를 MM(32)으로 전송한다(도 3b의 158단계). MM(32)은 GSM RR(18)이 통화 재설정할 수 있도록 하는 "RR 설정 요청(RR establishment request)" 메시지를 RR(18)에게 전송한다(도 3b의 160단계). 그에 따라 GSM RR(18)은 아이들상태(도 3b의 162단계)에서, 다시 통화 설정을 시도한다(도 3b의 164단계). 그래서 결국 이동단말 GSM RR(18)은 전용상태(dedicated state)가 된다(도 3b의 166단계).

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS UTRAN(5)으로부터 GSM BSS(3)로의 시스템간 핸드오버 절차를 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS UTRAN(5)으로부터 GSM BSS(3)로의 시스템간 핸드오버 절차를 나타낸 메시지 흐름도이다.

<<UMTS으로부터 GSM/GPRS로의 핸드오버>>

본 발명의 실시 예에서 BSS(3)으로의 시스템(RAT)간 핸드오버 절차의 목적은 전용연결을 해제하지 않으면서 네트워크의 제어 하에 진행중인 이동단말(6)과 UTRAN(5)간의 전용연결을 GSM으로 전달하는 것이다. 이러한 절차는 예컨대, UTRAN(5)이 전용 채널(Dedicated Channel: DCH)을 점유하고 있는 상태에서 이동단말(6)에게 BSS(3)으로의 핸드오버를 수행하라고 명령함으로써 개시된다.

이하 본 발명에 따른 UMTS UTRAN(5)으로부터 GSM/GPRS BSS(3)로의 시스템간(Inter-RAT) 핸드오버 절차를 도 4a,b를 참조하여 설명한다. 도 4a,b를 설명함에 있어서 도 1 및 도 2에 나타낸 구성이 함께 참조될 것이다.

도 4a,b를 참조하면, UMTS으로부터의 핸드오버는 크게 다섯 가지의 과정 S150, S152, S154, S156 및 S158로 이루어진다.

S150과정은, UTRAN으로부터 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령이 상기 듀얼모드 이동단말에 수신됨에 따라 수행이 되는데, 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)에 의해서 UMTS 데이터링크 보류를 UMTS 데이터링크계층에게 요구하며 상기 UMTS 물리채널 해제를 UMTS물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 GSM 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하고, 이동단말내 RR에 의해서 상기 GSM 물리채널 구성을 GSM물리계층에 요구하며 상기 GSM물리계층이 GSM물리계층 구성에 성공하였는지를 판단한다.

S152과정은, S150과정에서 GSM/GPRS 물리계층 구성에 성공함에 따라 수행되 는 과정으로서 이동단말내 RR에 의해서 GSM 데이터링크계층에게 GSM데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 GSM채널을 통해 상기 BSS로 전송한다.

S154과정은, S150과정에서 상기 GSM/GPRS 물리계층 구성에 성공하지 못함에 따라 수행되는 과정으로서 상기 GSM RR에 의해서 UTRAN으로부터의 핸드오버 불가능함을 상기 이동단말내 UMTS RRC에게 알리고, 상기 RRC에 의해서 저장된 전용채널 구성 파라미터에 의거하여 UMTS 관련 물리계층 구성 복원을 UMTS물리계층으로 시도한다. 그리고, UMTS물리계층이 UTSM물리계층 구성 복원에 성공하였는지를 판단한다.

S156과정은, S154과정에서 UMTS 물리계층 구성 복원에 성공함에 따라 수행되는 과정으로서 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 데이터링크계층에게 보류되었던 UMTS데이터 링크를 재개케 요구하고 아울러 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 실패하였음을 이전 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송한다.

S158과정은, S154과정에서 상기 UMTS 물리계층 구성 복원에 실패함에 따라 수행되는 과정으로서 RRC에 의해서 새로운 UMTS셀을 재선택하고 통화에 필요한 자원을 획득하기 위해 셀 업데이트 메시지를 네트워크로 전송한다.

먼저 도 4a의 S150과정을 설명한다. 핸드오버 명령을 수신하기 전 UMTS모드에서 동작하는 이동단말(6)의 UMTS RRC(28)은 전용상태(dedicated state)이고(도 4a의 196단계), GSM RR(18)은 널 상태(null state)이다(도 4a의 198단계).

이러한 상태에서 듀얼모드 이동단말(6)이 UMTS 커버리지(coverage)로부터 GSM 커버리지로 이동하게 되면 상기 이동단말(6)로부터의 측정 보고는 주기적으로 또는 이벤트가 있을 때마다 UTRAN(5)에게 전송이 되고, UTRAN(5)은 정해진 임계값에 대해 보고된 측정치들을 평가하고 UTRAN(5)의 RRC 부계층에 의해서 "UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령(Inter System Handover from UTRAN Command)" 메시지를 이동단말(6)의 UMTS RRC계층(28)으로 전송한다(도 4a의 200단계). 상기 "UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령(Inter System Handover from UTRAN Command)" 메시지에는 GSM으로의 핸드오버 명령에 대한 설명(description)이 포함되어 있다.

상기 "UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령(Inter System Handover from UTRAN Command)" 메시지를 수신하면 이동단말(6)의 UMTS RRC(28)은 GSM으로의 핸드오버에 실패하는 경우에 이전 전용채널(dedicated channel: DCH) 구성으로 복귀하기 위해 현재 UMTS 전용채널 구성(current UMTS DCH configuration) 파라미터들을 저장한다(도 4a의 202단계). 아울러 이동단말(6)의 UMTS RRC(28)은 "RLC 보류(Suspend RLC)" 메시지를 제2계층인 UMTS MAC(16)로 전송한다(도 4a의 204단계). 상기 "RLC 보류(Suspend RLC)" 메시지는 서스펜드 제2계층(suspend layer2)으로 전송된다. 또한 이동단말(6)의 UMTS RRC(28)은 PHY(10)의 UMTS 물리계층(UPHY)에게 "물리채널 해제(Release Physical Channel)" 메시지를 전송하여 UMTS에 관련된 물리채널 자원을 해제할 것을 요구한다(도 4a의 206단계). 그에 따라 PHY(10)의 UMTS 물리계층(UPHY)은 업링크 및 다운링크의 물리 채널들을 모두 해제한다.

도 4a의 206단계를 수행한 후 UMTS RRC(28)는 MM(32)에게 "RAT 변경 시작 표 시(RAT Change start Indication)"메시지를 전송한다(도 4a의 208단계). 상기 "RAT 변경 시작 표시(RAT Change start Indication)" 메시지를 수신한 후 MM(32)은 상기 수신한 메시지를 응용계층인 API(40)로 전송한다(도 4a의 210단계). 상기 MM(32)은 RAT 변경이 완료될 때까지 모든 상위계층 계층3 메시지들을 API(40)로 전송한다. 그에 따라 API(40)는 MM(32)으로부터 "RAT변경 시작 표시" 메시지를 수신한 후 MM(32)으로부터 "RAT변경 실패 표시(RAT Change Failure Indication)" 메시지 또는 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change Completion Indication)" 메시지를 수신할 때까지 음성 어플리케이션(application)을 보류하고 모든 음성 패킷을 버퍼링한다.

한편 이동 단말(6)의 UMTS RRC(28)은 모든 권한을 GSM RR(18)로 넘기기 위해 상기 "UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버" 메시지에 포함된 UTRAN으로의 핸드오버 명령인 "URRC To RR 핸드오버 명령(RR to RRC Handover Command)" 메시지를 GSM RR(18)에게 전송한다(도 4a의 212단계). UMTS RRC(28)로부터 "URRC To RR 핸드오버 명령" 메시지를 수신하면 이동단말(6)내 GSM RR(18)는 UMTS망 대신 GSM망을 사용해야 하므로 GSM 물리계층을 활성화시키기 위한 메시지를 보내야 한다. 요컨대, 상기 GSM RR(18)은 상기 "URRC To RR 핸드오버 명령" 내에 포함되어 있는 물리채널 구성 파라미터를 포함시킨 "GSM의 물리계층 구성(GSM Physical Layer Configuration)" 메시지를 PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)으로 전송한다(도 4a의 214단계). 이는 PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)에게 GSM에 관련된 물리계층을 구성할 것을 지시하기 위한 것이다. PHY(10)의 GSM물리계층(GSM_PHY)은 "GSM의 물리계층 구성(GSM Physical Layer Configuration)" 메시지에 응답하여 GSM망으로부터의 메시지를 수 신하기 위해 망과의 동기를 맞추게 되고, 그 후 본격적으로 활동할 준비가 되었음을 알리는 GSM 물리계층 구성 확인(GSM Physical Layer Configuration Confirm) 메시지(미도시됨)를 이동단말(6)내 GSM RR(18)에게 전송할 것이다.

이동단말(6)내 GSM RR(18)은 GSM에 관련된 물리계층 구성이 성공적이면(도 4a의 216단계에서의 판단), 즉 GSM물리계층으로부터 GSM 물리계층 구성 확인(GSM Physical Layer Configuration Confirm) 메시지를 수신하게 되면, 도 4a의 218단계 내지 230단계로 이루어지는 S152과정을 수행하고, GSM에 관련된 물리계층 구성이 성공적이지 않으면(도 4a의 216단계에서의 판단), 바로 도 4b의 232단계 내지 234단계로 이루어지는 S154과정으로 넘어간다.

먼저 GSM에 관련된 물리계층 구성이 성공함에 따라 수행되는 S152과정(도 4a의 218단계 내지 230단계)을 상세히 설명하면 하기와 같다.

S152과정에서, 이동단말(60)내 GSM RR(18)은 먼저 "GSM 제2계층 구성(GSM Layer2 Configuration)" 메시지를 GSM 제2계층인 LAPDm(12)으로 전송함으로써(도 4a의 218단계), LAPDm(12)이 GSM 제2계층을 구성케 한다. 그 후 GSM RR(18)은 UTRAN(5)으로부터의 시스템간 핸드오버 과정이 성공적으로 완료했음을 알리기 위해 GSM 채널들을 통해 BSS(3)로 "UTRAN으로부터의 핸드오버 완료(Handover From UTRAN Complete)" 메시지를 전송한다(도 4a의 220단계). 이러한 상태는 핸드오버가 정상적으로 수행되어 통화를 GSM망에서 운영할 준비가 된 것을 의미한다. 그에 따라 이동단말 GSM RR(18)은 모든 UMTS 자원의 해제를 요구하는 "RR To URRC 해제 요구(RR To URRC Release Request)" 메시지를 UMTS RRC(28)로 전송한다(도 4a의 222단계).

그에 응답하여 UMTS RRC(28)은 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change complete Indication)" 메시지를 MM(32)으로 전송한다(도 4a의 224단계). 그러면 MM(32)은 현재의 RAT상황을 GSM으로 변경하고 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change complete Indication)" 메시지를 API(40)으로 전송한다(도 4a의 226단계). 이후부터 MM(32)은 GSM 액세스계층(UMTS access stratum layer)을 통해 네트워크와 통신한다. API(40)는 MM(32)으로부터 "RAT 변경 완료 표시(RAT Change complete Indication)"메시지를 수신한 후 현재 RAT 상황을 GSM으로 변경하고 어플리케이션(application)을 재개하며, 버퍼링되며 이어지는 모든 음성 패킷들을 GSM 스택을 통해 전송한다. 그 후 이동단말 UMTS RRC(28)은 널 상태(null state)가 되고(도 4a의 230단계), GSM RR(18)은 전용상태(dedicated state)가 된다(도 4a의 228단계).

한편, 도 4a에서 S150과정의 216단계의 판단에서 "GSM 물리계층 구성에 성공하지 못함에 따라 수행되는 S154과정(도 4b의 232단계 내지 236단계)을 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 4b에 도시된 S154과정에서, GSM RR(18)는 UTRAN으로의 핸드오버가 불가능함을 알리기 위해 UMTS RRC(28)에게 "RR To RRC 접속 실패(RR To RRC Connection Failure)" 메시지를 전송한다(도 4b의 232단계). 상기 "RR To RRC 접속 실패" 메시지에는 핸드오버 실패원인도 포함되어 있다. 그러면 UMTS RRC(28)은 "UMTS 물리계층 구성(UMTS Physical Layer Configuration)" 메시지를 PHY(10)의 UMTS물리계층(UPHY)으로 전송하여(도 4b의 234단계), 도 4a에 도시된 과정 S150의 202단계에서 저장된 파라미터에 의거해 UMTS 관련 물리계층을 복원하려고 시도한 다. 만약 PHY(10)의 UMTS물리계층(UPHY)이 "UMTS 물리계층 구성(UMTS-Physical Layer Configuration)" 메시지에 응답하여 UMTS 물리계층 구성을 하게 되면 UMTS 물리계층 구성 확인(UMTS Physical Layer Configuration Confirm) 메시지(미도시됨)를 이동단말(6)내 UMTS RRC(28)에게 전송할 것이다. 그렇지 않으면 UMTS 물리계층 구성 확인(UMTS Physical Layer Configuration Confirm) 메시지(미도시됨)가 UMTS RRC(28)에게 전달되지 않을 것이다.

그 결과 UMTS RRC(28)은 UMTS에 관련된 물리계층 복원에 성공하면(즉 UMTS 물리채널 설정에 성공하면)(도 4b의 236단계에서의 판단), 도 4b의 238단계 내지 248단계로 이루어지는 과정 S156으로 진행하고, UMTS에 관련된 물리계층 복원에 성공하지 못하면 바로 도 4b의 250단계 내지 252단계로 이루어지는 과정 S158로 진행한다.

도 4b의 238단계 내지 248단계로 이루어지는 과정 1S56을 먼저 설명하면, UMTS RRC(28)은 UMTS에 관련된 물리계층 복원에 성공하면(즉 UMTS 물리채널 설정에 성공하면) UMTS RRC(28)는 "UMTS 제2계층 재개(Resume UMTS Layer2)" 메시지를 UMTS 제2계층인 MAC(16)에게 전송하여 보류되었던 UMTS 제2계층을 재개케 하고(도 4b의 238단계), 아울러 RAT간 핸드오버가 실패했음을 지시하기 위한 "UTRAN으로부터의 핸드오버 실패(Handover from UTRAN Failure)" 메시지를 이전 UMTS 채널을 통해 UTRAN(5)에게 전송한다(도 4b의 240단계). 또한 UMTS RRC(28)는 "RAT 변경 실패 표시(RAT Change Failure Indication)" 메시지를 MM(32)으로 전송하고(도 4b의 242단계), MM(32)은 상기 "RAT 변경 실패 표시(RAT Change Failure Indication)"메시 지를 API(40)로 전송한다(도 4b의 244단계). 그 결과 MM(32)은 RR(18)로부터 계속적으로 서비스를 획득한다. API(40)는 상기 "RAT 변경 실패 표시(RAT Change failure Indication)" 메시지를 수신하게 되면 그 후부터는 버퍼링된 모든 패킷을 UMTS 스택을 통해 전송한다. 결국 UMTS RRC(28)는 원래대로 복원되어 전용상태(dedicated state)가 되고(도 4b의 246단계), 이동단말 GSM RR(18)도 원래대로 널 상태(null state)가 된다(도 4b의 248단계).

한편 도 4b에 도시된 과정 S154과정의 236단계의 판단에서 UMTS RRC(28)가 UMTS에 관련된 물리계층 복원에 실패하면 과정 S158로 진행한다. 과정 S158에서, UMTS RRC(28)은 새로운 UMTS 셀을 재선택하려고 시도하여 새로운 UMTS 셀을 재선택하고(도 4b의 250단계), 그 후 통화에 필요한 자원을 획득하기 위해 셀 업데이트 메시지를 네트워크로 전송한다(도 4b의 252단계).

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.

1. 비록 핸드오버 동안에 품질이 저하될 가능성이 있을지라도, GSM RR - UMTS RRC 인터페이스는 상이한 RAT들간의 성공적인 핸드오버를 가능하게 한다.

2. 이러한 특징을 도입함으로써, GSM RR로부터 UMTS RRC로의 또는 그 반대 방향으로의 핸드오버가 동일한 통화에 대한 연결을 유지한 채 여러 번 이루어질 수 있다.

3. 통화상태에서 새로운 RAT로의 핸드오버가 실패할 경우, 호는 이전의 RAT(핸드오버 전에 액티브 상태였던 RAT)로 성공적으로 복귀한다.

Claims

GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 기술과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술에 의한 통신이 모두 가능한 듀얼모드 이동 단말이 상기 GSM/GPRS에 의한 통신을 지원하는 BSS(Base Station Subsystem) 영역에서 전용채널을 연결하고 통신을 수행하는 도중 상기 UMTS에 의한 통신을 지원하는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 영역으로 이동함에 의하여 발생하는 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,

상기 BSS로부터 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령이 상기 듀얼모드 이동단말에 수신됨에 따라 상기 이동단말내 GSM/GPRS 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS-RR)에 의해서 GSM/GPRS 데이터링크 보류를 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 요구하며 GSM/GPRS 물리채널 해제를 GSM/GPRS물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하는 과정과,

상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 물리채널 구성을 UMTS물리계층에 요구하며 상기 UMTS물리계층이 UMTS물리계층 구성에 성공하였는지를 판단하는 과정과,

상기 UMTS 물리계층 구성에 성공하면 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 데이터링크계층에게 UMTS데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송하는 과정과,

상기 이동단말내 RRC에 의해서 GSM/GPRS 자원 해제를 상기 이동단말내 RR/GRR에게 요구하여 GSM/GPRS물리계층 및 GSM/GPRS 데이터링크 계층이 디폴트 구성으로 리셋되게 하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제1항에 있어서, 상기 GSM/GPRS 데이터링크 보류를 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 요구하기 이전에, 상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버절차가 실패하는 경우 이전 전용채널 구성으로 복귀하게 위해 현재 전용채널 구성 및 셀할당 파라미터를 저장하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제2항에 있어서, 상기 UMTS 물리계층 구성에 성공하지 못하면 상기 UMTS RRC에 의해서 UTRAN으로의 핸드오버 불가능함을 상기 이동단말내 GSM RR/GRR에게 알리는 과정과,

상기 RR/GRR에 의해서 상기 저장된 전용채널 구성 및 셀할당 파라미터에 의거하여 GSM/GPRS 관련 물리계층 구성 복원을 GSM/GPRS물리계층으로 시도하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제3항에 있어서,

상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 상기 GSM/GPRS물리계층이 GSM/GPRS물리계층 구성 복원에 성공하였는지를 판단하는 과정과,

상기 GSM/GPRS 물리계층 구성 복원에 성공하면 상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 보류되었던 GSM/GPRS데이터 링크를 재개케 요구하고 아울러 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 실패하였음을 이전 GSM/GPRS채널을 통해 상기 BSS로 전송하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제4항에 있어서,

상기 GSM/GPRS 물리계층 구성 복원에 실패하면 상기 RR/GRR에 의해서 전용 연결중 하위 계층 연결 실패를 이동단말내 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM(GPRS MM)을 통해 CC(Call Control)에게 알리는 과정과,

상기 CC로부터의 호 재설정 요청에 따라 상기 RR/GRR에 의해서 아이들상태에서 다시 통화설정을 시도하여 전용상태가 되게 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하기 이전에, 시스템간 변경 시작 표시를 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM 및 응용계층인 API로 전송하여 음성 어플리케이션을 보류하여 API가 음성패킷을 버퍼링케 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송한 이후에, 시스템간 변경 완료 표시를 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM 및 응용계층인 API로 전송하여 보류되었던 음성 어플리케이션을 재개케 하며 API가 버퍼링된 음성패킷을 UMTS스택을 통해 전송케 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제4항에 있어서,

상기 RR/GRR에 의해서 UTRAN으로의 시스템간 핸드오버 절차가 실패하였음을 이전 GSM/GPRS채널을 통해 상기 BSS로 전송한 후에 시스템간 변경 실패를 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM을 통해 응용계층인 API로 전송하여 API가 버퍼링된 음성패킷을 GSM/GPRS스택을 통해 전송케 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 기술과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 기술에 의한 통신이 모두 가능한 듀얼모드 이동 단말이 상기 UMTS에 의한 통신을 지원하는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 영역에서 전용채널을 연결하고 통신을 수행하는 도중 상기 GSM/GPRS에 의한 통신을 지원하는 BSS(Base Station Subsystem) 영역으로 이동함에 의하여 발생하는 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,

상기 UTRAN으로부터 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령이 상기 듀얼모드 이동단말에 수신됨에 따라 상기 이동단말내 UMTS 네트워크계층의 부계층 RRC(Radio Resource Control)에 의해서 UMTS 데이터링크 보류를 UMTS 데이터링크계층에게 요구하며 UMTS 물리채널 해제를 UMTS물리계층에게 요구하고 아울러 상기 이동단말내 GSM/GPRS 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS-RR)로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하는 과정과,

상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 GSM/GPRS 물리채널 구성을 GSM/GPRS물리계층에 요구하며 상기 GSM/GPRS물리계층이 GSM/GPRS물리계층 구성에 성공하였는지를 판단하는 과정과,

상기 GSM/GPRS 물리계층 구성에 성공하면 상기 이동단말내 RR/GRR에 의해서 GSM/GPRS 데이터링크계층에게 GSM/GPRS데이터 링크를 구성케 요구하고 아울러 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 GSM/GPRS채널을 통해 상기 BSS로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제10항에 있어서, 상기 UMTS데이터링크 보류를 UMTS 데이터링크계층에게 요구하기 이전에, 상기 이동단말내 RRC에 의해서 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버절차가 실패하는 경우 이전 전용채널 구성으로 복귀하게 위해 현재 전용채널 구성 파라미터를 저장하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제11항에 있어서, 상기 GSM/GPRS 물리계층 구성에 성공하지 못하면 상기 GSM RR/GRR에 의해서 UTRAN으로부터의 핸드오버 불가능함을 상기 이동단말내 UMTS RRC에게 알리는 과정과,

상기 RRC에 의해서 상기 저장된 전용채널 구성 파라미터에 의거하여 UMTS 관련 물리계층 구성 복원을 상기 UMTS물리계층으로 시도하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제12항에 있어서,

상기 이동단말내 RRC에 의해서 상기 UMTS물리계층이 UTSM물리계층 구성 복원에 성공하였는지를 판단하는 과정과,

상기 UMTS 물리계층 구성 복원에 성공하면 상기 이동단말내 RRC에 의해서 UMTS 데이터링크계층에게 보류되었던 UMTS데이터 링크를 재개케 요구하고 아울러 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 실패하였음을 이전 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제13항에 있어서,

상기 UMTS 물리계층 구성 복원에 실패하면 상기 RRC에 의해서 새로운 UMTS셀을 재선택하고 통화에 필요한 자원을 획득하기 위해 셀 업데이트 메시지를 네트워크로 전송하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제10항에 있어서, 상기 이동단말내 GSM/GPRS 네트워크계층의 부계층 RR(Radio Resource)/GRR로 권한을 넘기기 위해 상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 명령을 전달하기 이전에, 상기 RRC에 의해서 시스템간 변경 시작 표시를 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM(GPRS-MM)을 통해 응용계층인 API(Application Protocol Interface)로 전송하여 음성 어플리케이션을 보류하여 상기 API가 음성패킷을 버퍼링케 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제10항에 있어서,

상기 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 성공적으로 완료되었음을 GSM/GPRS채널을 통해 상기 BSS로 전송한 이후에, 시스템간 변경 완료 표시를 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM을 통해 응용계층인 API로 전송하여 보류되었던 음성 어플리케이션을 재개케 하며 API가 버퍼링된 음성패킷을 GSM/GPRS스택을 통해 전송케 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.
제13항에 있어서,

상기 RRC에 의해서 UTRAN으로부터의 시스템간 핸드오버 절차가 실패하였음을 이전 UMTS채널을 통해 상기 UTRAN으로 전송한 후에 시스템간 변경 실패를 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM을 통해 응용계층인 API로 전송하여 API가 버퍼링된 음성패킷을 UMTS스택을 통해 전송케 하는 과정을 더 가짐을 특징으로 하는 시스템간 핸드오버 방법.