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KR20020058007A - 패킷 교환 원격통신 네트워크에서 네트워크 제어된핸드오버들을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

패킷 교환 원격통신 네트워크에서 네트워크 제어된핸드오버들을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20020058007A
KR20020058007A KR1020027006100A KR20027006100A KR20020058007A KR 20020058007 A KR20020058007 A KR 20020058007A KR 1020027006100 A KR1020027006100 A KR 1020027006100A KR 20027006100 A KR20027006100 A KR 20027006100A KR 20020058007 A KR20020058007 A KR 20020058007A
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South Korea
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handover
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mobile unit
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radio resource
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KR1020027006100A
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굽타산자이
스피어스테펜
수사이안토니
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비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨
모토로라 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 패킷 교환, 및 시간 슬롯과 같은 공유 자원의 사용을 채용하고, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해서 복수의 이동 유닛에 패킷 라우팅을 제공함으로써 기지국 시스템(14, 16)과 같은 이동 유닛(28)의 네트워크 소자 제어된 핸드오버를 제공하는 무선 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버를 용이하게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 기지국 시스템(14, 16)은 이동 유닛 단위로 PDP 콘텍스트 정보와 같은 저장된 라디오 자원 요구 데이터(309)를 포함하는 데이터베이스 또는 다른 적합한 메모리와 같은 메모리(308)를 채용한다. 네트워크에서 기지국 시스템 수준의 영구적인 기준으로 공유 라디오 자원 요구 데이터(309)의 패킷 라우팅, 저장, 및 유지를 가짐으로써, 상기 기지국 시스템에 패킷들을 제공하는 패킷 교환된 네트워크 소자의 제어 없이도 네트워크 제어된 핸드오버들이 발생할 수 있다.

Description

패킷 교환 원격통신 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버들을 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for network controlled handovers in a packet switched telecommunications network}
무선 전화 통신 시스템들과 같은 원격통신 시스템들은 이동 유닛이 하나의 적용범위 영역에서 다른 적용범위 영역으로 이동할 때 또는 폭주(congestion)가 발생하였을 때, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 통신 디바이스 또는 그 외 다른 이동 디바이스와 같은 이동 유닛을 필요로 한다. 본 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 핸드오버는 이동 유닛에 할당된 라디오 자원들의 공동으로 동의한 전송이고, 하나의 적용범위 영역에서 다른 적용범위 영역으로의 제어이다. 일부 디지털 무선 시스템들은 이동 유닛이 또 다른 주파수 또는 코드로의 핸드오버가 이루어지는 지의 여부를 제어하는 이동 유닛에 의한 핸드오버를 사용한다. 또한, 이동 유닛에 의한 셀 재선택에 있어서, 어느 셀을 선택할 것인가에 대한 이들 결정은 통상 라디오 자원 네트워크에 명료하다. 그 외 다른 종래의 핸드오버 동작에 있어서는 네트워크에 기초를 둔 핸드오버를 채용하는데 여기서 예를 들어 기지국 시스템은 적합한 타겟 셀을 결정하여 이동 유닛의 핸드오버를 제어한다. 그러한 시스템들은 예를 들어, GSM 시스템과 같은 회로 교환 디지털 셀룰라 통신 시스템들로 알려져 있다.
실시간 비디오 및 그 외 다른 데이터와 같은 실시간 데이터의 통신 요구가 증가됨에 따라, 변경된 회로 교환 디지털 셀룰라 통신 시스템이 제안되었다. 예를 들어, 유럽 원격통신 표준안 기구, F-06921 소피아 안티폴리스 세덱스로부터 입수가능한, 여기 참고로 포함시키는, 유럽 표준 GSM03.60 V6.2.0에 기재된 일반 패킷 라디오 서비스(GPRS) 네트워크에는, 패킷 교환 및 데이터(음성, 비디오, 등)의 회로 교환을 제공하기 위해 회로 교환 디지털 셀룰라 통신 시스템에 채용되는 패킷 교환 디지털 셀룰라 원격통신 시스템에 대해 기술되어 있다. 패킷 데이터 교환 네트워크들은 이동 유닛들이 서로 공유하는 라디오 자원 할당을 사용한다. 반대로, 회로 교환 원격통신 시스템들(예를 들어, TDMA에 기초를 둔 시스템들)은 통상 특정의 이동 유닛들에 할당되는, 대역폭의 이격된 부분들을 할당한다. 예를 들어, 특정의 이동 유닛에 특정의 TDMA 시간 슬롯이 사용될 수 있다. GPRS 네트워크는 정보 착신지와과 이동 유닛 간 매개물로서 작용한다. 그러나, 이러한 패킷 교환 셀룰라 네트워크들은 통상 실시간 지향 통신의 비교적 끊김이 없는 핸드오버를 지원하는 데에 있어 충분한 이동성 관리 기능은 제공하지 못한다.
또한, 예를 들어, GPRS 시스템에서, 기지국 시스템들 간에 직접적인 물리적 링크들은 없다. 또한, SGSN은 이에 의해 서비스를 받는 BSS들만을 알고 있고 다른BSS들은 모르기 있기 때문에 패킷 데이터 교환 네트워크 노드들은 보통 기지국 시스템들 간에 정보를 보낼 수 없다. 이동 유닛에 의해 제어되는 핸드오버 대신에 네트워크 제어된 핸드오버를 용이하게 하기 위해서 GPRS 시스템 및 이와 유사한 유형의 시스템들을 수정하는 것이 바람직할 것이다.
단일 이동 유닛들은 복수의 라디오 자원들을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 이동 유닛이 랩탑 컴퓨터일 경우, 예를 들어 멀티미디어 응용, 컴퓨터에서 동작하는 모뎀 통신 응용, 및 그 외 다른 라디오 전화 자원 요구 응용들을 포함하는 많은 소프트웨어 응용들은 패킷 영역에서의 라디오 자원들을 공유한다. GPRS 네트워크는 고속 및 저속의 데이터와 시그널링을 전송하기 위해 패킷 모드 기술을 사용한다. 이것은 네트워크와 라디오 자원들의 사용을 최적화하려 한다. 네트워크 서브-시스템이 다른 라디오 접속 기술들에 의해 재사용될 수 있게 하기 위해서 라디오 서브-시스템과 네트워크 서브-시스템 간에 엄격한 분리가 관리된다.
그러나, 통상적으로 이러한 패킷 교환 셀룰라 네트워크는 네트워크로 제어되는 핸드오버는 지원하지 못한다. 예를 들어, GPRS 네트워크 기초의 시스템들에서, 네트워크에 셀 선택 및 발송(routing)과, 소재 지역 업데이트를 이동 유닛에서 수행한다. 이동 유닛이 하나의 셀에서 다른 셀로 이동할 때, 성공적인 셀 업데이트 과정이 완료될 때까지는 이동 유닛로의 패킷 흐름이 두절될 수 있기 때문에 문제가 일어날 수 있다. 이에 따라, 핸드오버를 성공적으로 완료하는데 걸리는 시간이 늘어난다. 또한, 이동 유닛이 추가로 공유 자원들, 즉 공유 시간 슬롯 또는 공유 코드를 필요로 하고 이동 유닛이 추가로 자원을 필요로 할 경우, 예를 들어, 새로운소프트웨어 응용이 추가로 무선 링크를 필요로 할 경우, 이동 시스템은 적합한 시간 동안 타겟 셀이 적합한 자원 요건을 갖추고 있는지 결정하는 데에 필요한 정보를 갖고 있지 않을 수 있다. 패킷 영역에서의 실시간 서비스에 있어서, 이동 유닛로 제어되는 핸드오버 중에 스트리밍 비디오와 같은 멀티미디어 정보가 바람직하지 못하게 중단될 수 있다. 또한, 기지국 시스템은 결정된 폭주에 기인하여 이동국들을 핸드오버할 수 없다.
제시된 GPRS 시스템 개선에 있어서는, 셀 단위의 서비스 품질 테이블을 이용하는데, 이 경우 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 콘텍스트들은 기지국 시스템이 아닌 패킷 교환 네트워크 소자에 의해 관리된다. 패킷 교환 네트워크 소자가 SGSN이다. 이들 PDP 콘텍스트는 소정의 이동 유닛에 대해, 예를 들어, 세션 단위로, 특정 세션에 대한 비트 속도와, 소정의 세션에 대해 허용가능한 지연과 같은 수행 서술자들을 포함할 수 있다. 소정의 이동 유닛에 복수의 세션들이 정의된다. 예를 들어, 이동 유닛은 음성 세션, 인터넷 웹 브라우징 세션, 및 그 외 다른 세션들을 동시에 필요로 할 수 있다. 소정의 이동 유닛에 대한 자원 요구 정보는 패킷 데이터 교환 네트워크에 의해 관리된다. 그러나, SGSN에 의해 셀 단위로 이러한 정보를 관리하는 것은 트래픽 관리에 관계된 기능들을 수행하는 기지국 시스템의 능력을 제한시킨다. 그러므로, 어떤 소정의 이동 유닛이 놓여진 셀이 매번 서비스 중의 GPRS 지원 노드(SGSN)에 통지되어야 한다. 이것은 트래픽 관리에 관계된 기능들을 수행하는 기지국 시스템의 능력을 상당히 제약시킬 수 있다. 현재, BSS에 의한 이동 유닛들의 핸드오버는 패킷 교환 네트워크 소자와는 무관하게 수행될 수 없다.
더구나, 패킷 데이터 교환 네트워크는 패킷 서비스 요청을 취하여 패킷들을 적합한 기지국 사이트 제어기로 보낸다. SGSN에서 BSS로 보내진 패킷은 무엇보다도 이동 유닛 식별자(MID) 및 셀 식별자(CELLID)를 포함하는 정보를 어드레스하는 것을 포함한다. 그러므로 SGSN은 핸드오버 중에 셀들에 이동 유닛들을 보내야 하는데 그러나 필요한 핸드오버 정보를 갖고 있지 않다. 기지국 사이트 제어기는 SGSN으로부터의 어드레스 정보에 지적된 특정의 셀에 정보를 보낸다. SGSN 스케쥴은 셀 단위를 패킷화하고 셀들(이동 유닛들 외에)에 패킷들을 어드레스하므로 기지국 시스템은 정보를 보낼 타이밍과 프로토콜 변환을 수행하는 것을 알기만 하면 된다. 그러나, SGSN의 오버헤드를 줄이기 위해서 BSS에 의해 패킷 라우팅이 수행될 수 있다면 바람직할 것이다. 또한, 현재의 GPRS 시스템은 덜 폭주된 셀들에 이동 유닛들을 보내는 것을 제공하지 못하므로 라디오에 관계된 정보에 기초하여 트래픽 관리를 BSS가 수행할 필요가 있다.
네트워크 기초 핸드오버들을 위한 하나의 공지된 기술이 GSM 시스템과 같은 디지털 셀룰라 회로 기초의 교환 시스템에서 사용된다. 그러나, 이러한 시스템들은 핸드오버들을 용이하게 하기 위한 패킷 교환 정보를 수용하도록 되어 있지 않다. 현재의 네트워크에 의한 핸드오프(handoff)들은 신호 강도 표시 및 라디오 자원 품질에 기초하여 핸드오버만을 행한다. 공지의 네트워크에 의한 핸드오버들은 통상 표시된 이동 유닛 단위로 서비스 품질을 고려하지 않는다. 패킷 교환 시스템에 의해서, 공유 라디오 자원의 복수 사용자의 요구를 고려하는 네트워크로 제어되는 핸드오버를 갖추는 것이 바람직할 것이다. 이러한 시스템이 예를 들어 새로운 이동유닛이 추가로 라디오 자원을 필요로 하는 경우 다른 이동 유닛이 서비스 품질을 향상시킬 수 있게 하는 이동 유닛을 다른 적용범위 영역으로 이동시키는 능력을 갖고 있다면 바람직할 것이다. 또한, 패킷 데이터 교환을 채용하는 공지의 디지털 셀룰라 통신 시스템들은 호 중에 서비스 품질의 핸드오버 중에 재교섭을 허용하지 않는다. 결국, 이동 유닛은 핸드오버 중에 자원들을 더하거나 줄일 수 없다.
따라서, 패킷 교환 디지털 무선 시스템에서 네트워크로 제어되는 핸드오버를 용이하게 하는 장치 및 방법의 필요성이 존재한다.
본 발명은 일반적으로 적용범위 영역(coverage area)들을 횡단하는 이동 유닛들의 핸드오버들을 용이하게 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 패킷 교환 셀룰라 네트워크에서 네트워크 제어된 핸드오버를 용이하게 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 패킷 교환 디지털 원격통신 시스템에서 네트워크 제어되는 핸드오버들을 채용하는 시스템의 일 예의 블록도. [MSC는 이동 교환국(Mobile Switching center)을 나타내는데, 도면에 MSC로 표시한 것에 대해서는 다른 용어를 사용할 것이다].
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시한 시스템에서 메시지 발송의 일 예를 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 공유 자원 핸드오버 제어를 갖춘 기지국 시스템의 일 예를 도시한 블록도.
도 4는 도 3의 장치의 일 예의 동작을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 셋업된 세션을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 폭주 결정에 기초하여 패킷 교환 원격통신 시스템에서 네트워크로 제어되는 핸드오버의 방법을 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 이동 유닛에 의해 어떤 새로운 공유 자원드이 필요로 하는가에 대한 결정에 기초하여 패킷 교환 원격통신 시스템에서 네트워크로 제어되는 핸드오버의 방법을 도시한 흐름도.
일반적으로, 패킷 교환과 시간 슬롯과 같은 공유 자원들의 사용을 채용하며, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해서 복수의 이동 유닛에 패킷 라우팅을 제공함으로써 이동 유닛에 대해 기지국 시스템과 같은 네트워크 소자에 의해 제어되는 핸드오버를 제공하는, 라디오 네트워크에서 네트워크로 제어되는 핸드오버를 용이하게 하는 방법 및 장치이다. 기지국 시스템은 이동 유닛 단위로 PDP 콘텍스트 정보와 같은 저장된 라디오 자원 요구 데이터를 포함하는 데이터베이스 또는 그 외 다른 적합한 메모리와 같은 메모리 소자를 채용한다. 네트워크에서 기지국 시스템 수준에서 저장된 공유 라디오 자원 요구 데이터의 패킷 라우팅, 저장, 및 관리를 갖춤으로써, 기지국 시스템에 패킷들을 제공하는 패킷 교환 네트워크 소자를 제어하지 않고도 네트워크로 제어되는 핸드오버들이 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 기지국 시스템 또는 다른 적합한 네트워크 소자에서 채용되는 것인 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치는 예를 들어 주파수들, 시간 슬롯들, 코드들 또는 이동 유닛들 간에 공유하는 그 외 다른 라디오 자원들과 같은 사용가능한 공유 자원들을 추적하도록 동작하는 공유 라디오 자원 제어기를 포함하며, 또한 패킷 핸드오버 제어기를 포함한다. 패킷 핸드오버 제어기는 공유 자원 제어기와통신하며 패킷 교환 네트워크로부터 수신된 패킷 데이터들을 패킷 라우팅한다. 패킷 교환 네트워크가 이동 유닛을 기지국 시스템에 보내고, BSS와 같은 공유 라디오 자원 제어기가 패킷에 포함된 이동 유닛에 대한 콘텍스트에 대한 식별자 평가치(예를 들어 콘텍스트 ID)를 수신하고, 콘텍스트 ID/셀 룩 업 테이블 또는 다른 메카니즘에 기초하여 적합한 셀에 패킷을 보내도록 패킷 라우팅이 변경된다. 이것은 이동 유닛 단위로 수행되며 패킷들은 이동 유닛에 서비스를 행하고 있는 BSS로 보내진다. 어드레스싱 메카니즘은 콘텍스트 또는 흐름 식별자에 매핑되는 IP 어드레스와 같은 네트워크 어드레스, 또는 IP 어드레스나 다른 적합한 정보로부터 도출되는 식별자에 의거할 수 있다. 또한, 개시된 방법 및 장치는 타겟 기지국 시스템 또는 다른 네트워크 소자, 및 소스 기지국 시스템 호근 다른 네트워크 소자에서 자원 할당, 해제, 생성 및 패킷 데이터 콘텍스트들의 삭제를 용이하게 하는 것을 포함한다. 시스템 및 방법은 패킷 교환 네트워크와는 관계없이 트래픽 관리 목적으로 핸드오버를 수행하도록 타겟 및 소스 네트워크 소자들을 취급한다.
또다른 실시예에서, SGSN 또는 다른 적합한 소자와 같은 패킷 교환 데이터 네트워크 소자는 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 의해 서비스를 받고 잇는 기지국 시스템에 대한 기지국 시스템 식별 데이터를 나타내는 데이터를 저장한다. 또한, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자들에 의해 서비스되는 기지국 시스템들에 인접한 다른 기지국 시스템들에 대한 다른 패킷 교환 데이터 네트워크 소자들을 나타내는 데이터도 저장된다. 그후 패킷 교환 데이터 네트워크 소자는 저장된 기지국 시스템 식별 데이터 및 저장된 패킷 교환 데이터 네트워크 소자 식별 데이터에 기초하여 적합한 기지국 시스템 또는 다른 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로 메시지들을 발송한다.
도 1은 공유 자원 핸드오버 제어를 행하는 제 1 기지국 시스템(14), 및 공유 자원 핸드오버 제어를 행하는 제 2 기지국 시스템(16)과 같은 라디오 자원 네트워크 제어 소자와 통신하는 하나 이상의 패킷 교환 네트워크 소자들(12)을 구비한 패킷 교환 네트워크(11)를 갖춘 디지털 무선 시스템(10)의 일 예를 도시한 것이다. 예시 목적상, GPRS 시스템에 관련하여 본 발명을 기술한다. 그러나, 본 발명은 패킷 교환하는 어떤 적합한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있을 것임을 알 것이다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 원한다면 게이트웨이 GPRS(GGSN) 지원 노드(18)에 동작적으로 연결될 수 있다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 또한 이동 교환 센터(22) 및 트랜스코더(24)를 통해 공중 교환 전화 네트워크(20)에 결합될 수 있다. 트랜스코더(24)는 라디오로 송신하는데 적합한 포맷(예를 들어, 최대 속도, 반 속도, 적응형의 복수의 속도)으로 부호화된 음성을, 이 기술에 공지된 바와 같이, 공중 교환 전화 네트워크(PSTN)에 송신하는데 적합한 음성(예를 들어 A-법칙(A-law) PCM)으로 변환한다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 예를 들어 SGSN 또는 어떤 다른 적합한 패킷 교환 네트워크 소자일 수 있다.
이 실시예에서 기지국 시스템(14, 16)은 26으로 나타낸 무선전화 시스템의 일부이다. 일반적으로, 제 1 기지국 시스템(14)에서 제 2 기지국 시스템(16)으로 이동 유닛(28)의 핸드오버는 이동 유닛(28)가 재권 경계(30)를 횡단하거나 이에 충분히 가깝게 될 때 일어난다. 이동 유닛(28)는 어떤 적합한 통신기, 소프트웨어 응용, 또는 무선 링크(32)를 통해 기지국과 통신하는 그 외 다른 엔터티일 수 있다. 화살표 34는 적용범위 영역에서의 경계(seam)를 지나는, 예를 들어, 하나의 셀에서 다른 셀로의 이동 유닛(28)의 이동 방향을 나타낸다.
이 기술에서 공지된 바와 같이, 게이트웨이 지원 노드(18)(GGSN)는 링크(36)를 통해 SGSN(12)에 적합하게 링크될 수 있다. 마찬가지로, 패킷 교환 네트워크(11)는 링크(38)를 통해 트랜스코더(24)에 결합되고 트랜스코더(24)는 링크(40)를 통해 MSC(22)에 결합되고 MSC(22)는 링크(42)를 통해 PSTN(20)에 결합된다.
패킷 교환 네트워크 소자(12)는 링크(44)를 통해 제 1 기지국 시스템(14)에 동작적으로 결합되는데, 이 경우 패킷화된 데이터, 실시간, 오디오, 비디오, 음성, 데이터 또는 그 외의 정보가 패킷으로 통신된다. 공유 자원 핸드오버 제어를 행하는 제 2 기지국 시스템(16)은 링크(46)를 통해 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 결합된다. 원한다면, 제 1 기지국 시스템(14)과 제 2 기지국 시스템(16) 간에 직접적인 통신 링크(48)가 사용될 수도 있다.
공유 자원 핸드오버 제어를 행하는 제 1 기지국 시스템(14)은 링크(44)를 통해 패킷 교환 네트워크 소자(12)로부터 패킷 교환 데이터를 수신한다. 제 1 기지국 시스템(14)은 하나의 셀에서 다른 셀로 이동국의 핸드오버를 용이하게 하기 위해서 하나 이상의 이동 유닛들에 패킷 라우팅을 제공함으로써, 이동 유닛(28)의 기지국 시스템 제어 핸드오버를 제공한다. 따라서, 패킷 라우팅은 패킷 교환 네트워크와는 반대로 기지국 시스템에 의해 수행된다. BSS는 어떤 소정의 패킷을 받을 이동 유닛의 셀을 결정한 후 이를 적합한 셀에서 송신하기 위해 보낸다. BSS는 공유 채널들 상의 이동 유닛들의 데이터베이스를 관리하고 어느 이동 유닛들이(콘텍스트 ID 단위로) 어느 셀들에 있는지에 대한 테이블을 관리하고 패킷 내 콘텍스트 ID에 기초하여 패킷을 적합한 셀에 보낸다. 그러므로, SGSN은 셀 ID를 모으거나 보내야 하는 것이 아니라 소정의 이동 유닛의 콘텍스트 ID를 확인하는 룩 업 테이블을 통해 올바른 패킷을 올바른 BBS와, 표준 이동성 요건 과정들 통해 결정된 그 콘텍스트 ID에 연관된 BSS에 발송할 필요가 있을 뿐이다. 제 1 기지국 시스템(14) 및 제 2 기지국 시스템(16)은 실질적으로 동일한 구성성분들이다. 그러므로, 제 1 기지국 시스템(14)에 관하여 앞으로 사용될 것이 작성될 것이지만, 그러나 이들은 제 2 기지국 시스템(16)에도 똑같이 적용될 수 있다.
도 2에서, 도 1의 시스템에 무선 네트워크 핸드오버 제어를 제공하는 방법은 블록 200에 나타낸 바와 같이, 타겟 기지국 시스템에 소스 기지국 시스템 핸드오버 공유 자원 질의를 생성하는 것을 포함한다. 예시의 목적이며 제한하는 것은 아니지만, 제 1 기지국 시스템(14)을 소스 기지국으로 하고 제 2 기지국 시스템(16)을 타겟 기지국으로 한다. 소스 BSS와 타겟 BSS 간에 직접적인 통신 링크(48)와 같은 물리적인 링크, 또는 BSS, SGSN 및 GGSN 등의 하나 이상의 네트워크 소자들을 통과하는 논리 링크를 사용함으로써, 소스 기지국 시스템과 타겟 기지국 시스템 간에 시그널링 링크 수립이 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 SGSN과 같은 단일의 패킷 교환 스위칭 소자(12)를 구비한 것으로서 간주한다. 이 실시예에서, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 SGSN에 의해 서비스를 받고 있는기지국들(예를 들어, BSS(14, 16)), 또는 SGSN에 의해 서비스를 받고 있는 하나 이상의 기지국 시스템들에 인접하여 있는 기지국 시스템들에 대한 기지국 시스템 식별 데이터와 더불어, 기지국 시스템들을 나타내는 데이터를 포함하는 테이블을 저장하고 있다. 이와 같으므로, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 의해 서비스를 받고 있는 기지국에 대한 기지국 시스템 신원들을 나타내는 데이터를 저장하고 있고, 및/또는, 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 의해 서비스를 받는 기지국 시스템들에 인접한 기지국 시스템에 대한 패킷 교환 데이터 네트워크 소자 식별 데이터를 나타내는 데이터를 저장하고 있다. 링크(44)를 통해 소스 BSS로부터 기지국 시스템을 착신국으로 하는 기지국 시스템 식별자를 가진 패킷을 수신하였을 때, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 테이블에서 착신 BSS에 서비스를 행하고 있음을 나타내는 BSS인 경우라면 착신 BSS에 패킷을 보낸다. 그렇지 않다면, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 패킷 내 BSS 식별자에 의해 식별된 착신 BSS에 서비스를 행하는 다른 적합한 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 패킷을 보낸다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 의해 저장된 테이블은 예를 들어 착신 기지국 시스템이 패킷 교환 데이터 네트워크 소자에 의해 서비스를 받고 있는지 여부를 결정하는데 사용되는 라우팅 테이블 형태일 수도 있고, 아니면, 착신 기지국 시스템에 서비스를 행하는 패킷 교환 네트워크 소자의 패킷 데이터 프로토콜 어드레스(예를 들어, 인터넷 프로토콜 어드레스)일 수도 있다. 대안으로, 직접적인 통신 링크(48)는 핸드오버 목적으로 기지국 시스템 대 기지국에 직접적인 시그널링을 행하기 위한 메카니즘으로서 사용될 수도 있다.
공유 자원 핸드오버 제어를 행하는 각각의 기지국 시스템(14, 16)은 이동 유닛 단위로 공유 라디오 자원 요구 데이터를 저장한다. 예를 들어, 여기 참고로 포함시키는 GPRS 명세 No.03.60 v 6.2.0에 정의된 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 콘텍스트가 데이터베이스 또는 이동 유닛 단위로 기지국 시스템(14, 16)에 의해 억세스가능한 다른 적합한 메모리에 저장되어 있다. 이동 유닛들을 위한 PDP 콘텍스트의 예는 예를 들어 GPRS 명세 No.03.60 v 6.2.0의 81 페이지에서 찾아볼 수 있다. 콘텍스트들은 라디오 자원 요구가 변경될 때 BSS에 의해 동적으로 업데이트된다. 공유 라디오 자원 요구 데이터는 예를 들어 이동 유닛들이 적합한 그룹으로 분류되어 있었다면 이동 유닛 그룹단위로 저장될 수도 있다. 기지국 시스템(14, 16)이 이동 유닛 단위로 라디오 자원 요구 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스를 포함할 수 있을지라도, 데이터베이스는 적합한 기지국 시스템에 의해 억세스하기에 적합한 어떤 위치에 놓여있을 수 있음을 알 것이다. 핸드오버 공유 자원 질의는 예를 들어 제 1 기지국 시스템(14)에서 제 2 기지국 시스템(16)으로, 다른 네트워크 제어 장치로의 핸드오버 자원 질의 메시지일 수 있다. 이 질의는 적합한 CDMA 기초 핸드오버 제어 패킷들의 형태일 수 있다. 핸드오버 공유 자원 질의는 하나의 셀에서 다른 셀로 핸드오프할 이동 유닛을 수용하기 위해서 타겟 기지국 시스템이 꼭 필요한 사용가능한 코드, 시간 슬롯 또는 그 외 다른 자원을 갖고 있는지 여부를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 핸드오버 공유 자원 질의는 예를 들어 단순 질의를 포함하여 많은 형태를 취할 수 있는데, 이 단순 질의는 타겟 기지국 시스템이 응답하게 될, 요청된 핸드오버를 지원하는 능력을 나타내는 데이터를 내포하도록 생성된다. 대안으로, 함축 적 자원 할당이 사용될 수도 있는데, 이에 따라, 활성 PDP 콘텍스트 전부 또는 그 중 선정된 부분집합일 수 있는 자원들이 요청된 핸드오버를 지원하기 위해서 실제로 할당된다. 단순 질의인 경우, 소스 BSS는 질의를 받은 타겟 셀 목록 중에서 이상적인 타겟 셀을 결정하여 핸드오버 과정을 개시한다.
블록 202에 나타낸 바와 같이, 타겟 기지국 시스템, 제 2 기지국 시스템(16)은 공유 자원 가용성 테이블을 평가함으로써 적합한 공유 자원들이 사용가능한지 여부를 나타내는, 질의에 대한 핸드오버 공유 자원 응답을 소스 BSS로 다시 발생한다. 예를 들어, 타겟 기지국 시스템은 각종의 패킷들을 위한 코드 및 시간 슬롯들과 같은 공유 자원들이 핸드오버할 이동 유닛에 사용할 수 있을 것인지 여부를 나타낼 수 있다. 블록 204에 나타낸 바와 같이, 핸드오버 공유 자원 응답이 기지국 시스템(14)으로 전달된 후에, 프로세스는, 예를 들어 소스 기지국 시스템(14)에 의해서, 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지를 발생하는 것을 포함한다. 어떤 소정의 이동 유닛에 대해 핸드오버를 수행하기 위해서, 기지국 시스템은 핸드오버 프로세스를 개시할 수 있기 전에 이동 유닛의 모든 활성 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트들을 알아야 한다. PDP 콘텍스트 정보라고 하는, 저장된 공유 라디오 자원 요구 데이터는 패킷 교환 네트워크 소자(12), 이동 유닛, 또는 어떤 다른 적합한 소스를 포함하는 임의의 적합한 소스로부터 얻어질 수도 있다. 모든 PDP 콘텍스트들이 성공적으로 핸드오버될 수 있는 것은 아닌 경우에, 소스 BSS는 가능성 있는 새로운 타겟들과의 질의 프로세스를 반복하거나, 핸드오버 시도를 지연시키거나, 하나 이상의 PDP 콘텍스트들을 중지 또는 종료시키고, 핸드오버를 시작할 수도 있다. 소스 BSS가 복수의 타겟 BSS로부터의 응답들을 수신한 후에, 소스 BSS는 이동 유닛이 핸드오버될 수 있는 이상적인 타겟 셀을 결정할 수 있다. 이상적인 타겟 셀은 예를 들어 통상의 최상의 셀 알고리즘들에 기초할 수도 있고, 모든 PDP 콘텍스들이 타겟 BSS에 의해 지원될 수 있는지 여부를 추가 포함할 수도 있다. 일단 소스 BSS에 의해 이상적인 타겟 BSS가 확인되었으면, 소스 BSS는 이상적인 타겟 BSS를 통보하고, 핸드오버를 예상하여 필요한 자원들을 보유할 것을 타겟 BSS에 알린다.
블록 206에 나타낸 바와 같이, 소스 BSS는, 패킷 교환 네트워크 소자(12)로 보내지는 것으로, 이동 유닛에 연관된 모든 PDP 콘텍스트들을 중지 상태에 둘 것임을 나타내는 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지를 발생시킨다. 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 중지된 PDP 콘텍스트에 대한 어떤 다운링크 패킷들을, PDP 콘텍스트가 활성화될 때까지 또는 소정의 시간이 끝날 때까지 갖고 있는다. 블록 208에 나타낸 바와 같이, 이어서 소스 BSS는 이동 유닛이 특정의 타겟 셀로 가라고 명령하기 위해서 이동 유닛에 핸드오버 지령을 발생시킨다. 블록 210에 나타낸 바와 같이, 이어서 이동 유닛은 핸드오버 억세스 요청을 발생하고 이 요청을 블록 210에 나타낸 바와 같이 타겟 BSS로 보낸다. 블록 212에 나타낸 바와 같이, 이동 유닛로부터 핸드오버를 검출하였을 때, 타겟 BSS는 패킷 교환 네트워크 소자(12)에게 고려 중의 이동 유닛에 연관된 PDP 콘텍스트를 수정하여 재활성화할 것을 요청하기 위해서 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 재활성 메시지를 발생시킨다. 요청된 수정으로서는, 셀의 수정, 하나 이상의 PDP 콘텍스트들에 대한 서비스 품질, 핸드오버가 완료된 후 지원될 수 없는 PDP 콘텍스트의 삭제, 또는 어떤 다른 적합한 수정 요청 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 핸드오버는 PDP 콘텍스트들 중 일부에만 적용할 수 있고, 그 결과 나머지 활성 PDP 콘텍스트들은 삭제된다. 이동 유닛로부터 핸드오버를 검출하였을 때, 타겟 BSS는 핸드오버 성공 표시 메시지를 제공함으로써 성공적인 핸드오버 완료를 소스 BSS에 알린다. 대안으로, 패킷 교환 네트워크 소자(12)는 PSP 콘텍스트를 수정하여 활성화 한 후에 핸드오버가 성공적으로 완료되었다는 것을 소스 BSS에 나타낼 수도 있다. 타겟 BSS에서 패킷 교환 네트워크 소자(12)에 핸드오버 성공 표시 메시지를 제공하는 것과, 패킷 교환 네트워크 소자(12)에서 소스 BSS로 핸드오버 성공 표시를 제공하는 것을 블록 214와 216에 나타내었다. 성공적인 핸드오버 후에, 소스 BSS는 이동 유닛에 할당되었던 모든 자원들을 해제시킨다. 이동 유닛에 할당된 자원들은 타겟 BSS로부터 성공적인 핸드오버 통지를 수신한 후에만 소스 BS에 의해서 해제된다. 이것은 핸드오버 시도를 실패한 경우 이동 유닛은 소스로 다시 갈 수 있게 된다. 또한, 인터 패킷 교환 데이터 소자 통신이 사용된다면 소스 SGSN은 PDP 콘텍스트 전부 또는 일부에 대한 앵커로서 작용할 수 있음을 알 것이다.
도 3에서, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)의 일 예는 공유 라디오 자원 제어기(302), 동적 핸드오버 라디오 자원 요구 데이터 업데이트 능력을 갖는 패킷 핸드오버 제어기(304), 업링크/다운링크 패킷 라우터(306), 및 서비스 이동 유닛 단위로 공유 라디오 자원 요구 데이터(309)를 포함하는 메모리(308)를 포함한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 예를 들어 제 1 기지국 시스템(14) 및 제 2기지국 시스템(16)에 탑재될 수 있다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 링크(44)를 통해 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로부터 패킷 데이터(310)를 수신한다. 패킷 데이터(310)는 각각의 이동 유닛에 대한 콘텍스트 ID를 포함한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 이동 유닛에 의해 엑세스가 가능하게, 이동 유닛이 핸드오버할 셀 ID, 주파수, 코드, 시간슬롯 또는 어떤 다른 적합한 데이터를 포함하는 제어 패킷들(312)을 제공한다. 또한, 통상의 트래픽 패킷들은 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)로부터 출력될 수도 있다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 적합하게 프로그램된 컴퓨터 또는 컴퓨터들, 처리 시스템들, 또는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어의 어떤 적합한 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 공유 라디오 자원 제어기(302)는 기지국 시스템에 의해 서비스를 받는 각각의 이동 유닛에 사용가능한 공유 라디오 자원들을 추적하도록 동작한다. 공유 라디오 자원 제어기(302)는 예를 들어 소프트웨어 프로그램이거나 또는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합일 수 있고, 이것은 예를 들어 시간 슬롯, 주파수, 코드, 또는 복수의 이동 유닛들에 의해 패킷으로 공유되는 어떤 다른 적합한 라디오 자원들 등의 사용가능 공유 자원 테이블을 관리한다.
패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛들이 용이하게 핸드오버하도록, 이 제어기가 서비스하는 이동 유닛들에, 수신된 데이터 패킷 라우팅을 제공한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)가 패킷 라우팅을 제공함으로써, 패킷 교환 네트워크 소자(12)로부터 패킷 라우팅이 옮겨진다. 이러한 구성의 하나의 이점은 SGSN에 알리지 않고도 BSS가 핸드오버를 수행할 수 있다는 것이다. 패킷 라우팅에 관해서,패킷 핸드오버 제어기(304)는 소정의 이동 유닛이 어느 셀(만약 있다면)에 속하는지, 따라서 어느 패킷들을 어느 셀에 보내야 할 것인지를(이동 유닛의 id가 각 패킷의 헤더에 있다) 안다.
또한, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 활성화 과정 중에 이동 유닛의 자원 요구가 변경될 때 각 이동 유닛에 대해 메모리(308)에 기억되어 있는 공유 라디오 자원 요구 데이터(309)를 동적으로 업데이트한다. 라디오 자원 요구 데이터는 예를 들어 이동 유닛에서 필요로 하는 코드들의 수, 이동 유닛에 대한 서비스 품질 요구들 또는 어떤 다른 적합한 라디오 자원 요구 데이터를 포함할 수 있다. 라디오 자원 요구 데이터를 업데이트할 것인지 결정하기 위해서, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 트래픽 변경이나 사용가능한 자원들의 변경(라디오 자원 증감)에 기인하여, 또는 해당 이동 유닛에 대한 하나 이상의 PDP 콘텍스트를 업데이트하기 위해 SGSN에 메시지를 보내는 이동 유닛에 의해 변경이 필요한지 여부를 결정한다. 이에 따라, 네트워크 기초 패킷 핸드오버 제어기(304)는 PDP 콘텍스트 관리자 형태로서 작용한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 적합한 처리기에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛의 자원 요구 및 BSS의 사용가능한 공유 자원들에 기초하여 소정의 이동 유닛에 대한 라디오 자원 요구 데이터(309)의 활성화나 중지에 영향을 미치는 중지 및/또는 활성화 명령 데이터(318)를 발생시킨다. 예를 들어, 소정의 이동 유닛에 대한 소정의 PDP 콘텍스트에 연관된 필드는 제한된 자원 가용성에 기인하여 PDP 콘텍스트가 중지되었는지 여부를 나타내는 정보를 포함한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛들용의 자원들을 동적으로 업데이트하기 위해서 중지/활성화 정보를 포함하는 라디오 자원 요구 데이터(309)를 얻는다. 서비스되고 있는 모든 이동 유닛들에 의해 사용되고 있는 자원들에 대해 어느 공유 자원들이 사용이 가능한지를 패킷 핸드오버 제어기(304)가 일단 결정하였으면 공유 라디오 자원 제어기(302)가 사용가능 자원들의 상태를 업데이트할 수 있게 패킷 핸드오버 제어기(304)는 공유 라디오 자원 제어기(302)에 자원 가용성 업데이트 데이터(322)를 발생시킨다. 추가 자원 교섭에 대한 핸드오버가 수용될 수 있는지에 대해 패킷 핸드오버 제어기(304)가 결정할 수 있게, 공유 라디오 자원 제어기(302)는 패킷 핸드오버 제어기(304)에 자원 가용성(324)을 발생시킨다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛 제어 데이터(326) 및 라우터 제어 데이터(328)를 발생한다.
이동 유닛 제어 데이터(326)는 패킷 라우터(306)로 보내지고 여기에서 데이터는 이동 유닛의 핸드오버를 제어하기 위해서 송신을 위해 패킷화된다. 이동 유닛 제어 데이터(326)는 핸드오버 제어 패킷(312)을 포함한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)에 대한 이동 유닛 제어 데이터(326)의 일부로서, 이동 유닛은 주변 셀에 관한 정보, SSI, 비트 에러율 및 핸드오버를 행할지 여부를 결정하는데 사용되는 그 외 다른 적합한 데이터를 제공한다.
패킷 핸드오버 제어기(304)는, 예를 들어, 원하는 이동 유닛이 놓인 적합한 셀로 패킷 데이터가 발송되게 패킷 핸드오버 제어기(304)에 의해 적합하게 어드레스된 패킷일 수 있는 라우터 제어 데이터(328)를 발생한다.
서로다른 BSS들에 연관된 BSS간의 핸드오버와 같은 상호 BSS 유형의 핸드오버에 관련하여 기술되었지만, 여기 개시된 장치 및 방법은 동일 BSS에 연관된 하나 이상의 BTS들 간의 핸드오버와 같은 BSS내 핸드오버에도 적용될 수 있다.
네트워크 핸드오버 제어 장치(300)의 동작의 일 예의 흐름도(도 4)를 도 3 및 도 4에 도시하였고, 여기에서, 장치(300)는 이웃 셀들의 신호 강도 표시를 결정하기 위해서 패킷 네트워크로부터 패킷 데이터 형태로 이동 유닛 측정 보고 데이터를 수신한다. 이것을 블록 400에 나타내었다. 블록 402에 나타낸 바와 같이, 장치는 이동 유닛에 서비스할 수 있는, 대신 사용가능한 셀들이 있는지 결정한다. 블록 404에 나타낸 바와 같이, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 소정의 이동 유닛에 대해 메모리(308)에 기억된 공유 라디오 자원 요구 데이터(309)를 평가한다. 블록 406에 나타낸 바와 같이, 각각의 타겟 셀에 대해서 패킷 핸드오버 제어기(304)는 타겟 셀이 핸드오버할 이동 유닛의 필요한 공유 자원 요구들을 수용할 수 있는지 여부를 결정하기 위해서 타겟 셀의 공유 패킷 자원 가용성 데이터와 이동 유닛 라디오 자원 요구 데이터를 비교한다. 네트워크 핸드오버 제어장치(300)는 정적 또는 동적 양태에서, 타겟 셀의 공유 패킷 자원 가용성 데이터와 이동 유닛 라디오 자원 요구 데이터를 비교할 수도 있다. 예를 들어, 정적 양태에서, 네트워크 핸드오버 제어장치(300)는 현재 할당된 자원들만을 주시한다. 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)는 또한 동적 양태에서 비교를 수행하는데, 이 경우엔 이동 유닛들을 제거 또는 추가시킬 수 있는지 여부를 결정하기 위해서 다른 이동 유닛들에 의한 소정의 자원들에의 트래픽 요구를 고려한다.
블록 408에 나타낸 바와 같이, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 공지된 바와 같이 어떤 적합한 우선도 규칙을 사용하여 타겟 핸드오버 셀들의 우선도를 정한다. 프로세스는 블록 410에 나타낸 바와 같이 서비스 중의 셀이 최상의 셀인지 결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 서비스 중의 셀이 가장 높은 C/I를 갖고 있다면, 서비스 중의 셀이 최소의 콘텍스트들을 중지할 것을 요청한다면, 또는 이동 유닛에 대한 어떤 다른 적합한 기준. 최상의 셀은 네트워크 퍼스펙티브(perspective)도 가지고 있을 수 있는데, 이것은 다른 사용자들의 트래픽 및 요청된 콘텍스트들 모두를 고려한다. 최상의 셀은 개개의 이동 유닛 퍼스펙트브만이 아니라 시스템 퍼스펙트로부터 올 수 있다. 그러하다면, 어떠한 핸드오버도 일어나지 않을 것이다. 그러나, 서비스하는 셀이 최상의 셀이 아니라면, 프로세스는 블록 412에 나타낸 바와 같이 최상의 셀의 사용가능한 자원들이 이동 유닛에 대한 현재의 셀의 사용가능한 자원들과 동일한지 또는 그에 적합한 것인지 여부를 결정하는 것을 포함한다. 타겟 셀의 사용가능한 자원들이, 서비스하는 셀의 사용가능한 공유 자원들과 동일한 것이 아니면, 프로세스는 블록 414에 나타낸 바와 같이 새로운 할당을 위해 자원들을 변경(부가 또는 감소)하기 위해 이동 유닛와 교섭하는 것을 포함한다. 예를 들어, 이동 유닛이 이동중에 있고 타겟 셀은 디지털 무선 통신을 필요로 하는 모든 소프트웨어 응용들을 수용할 수 없다면, 기지국 시스템은 일정 시간 동안 동작을 중지할 수 있는지 결정하기 위해서 기지국 시스템은 이동 유닛와 교섭할 것이며, 아니면, 이동 유닛이 사용하고자 하는 추가 자원들을 타겟 셀이 갖고 있다면, 추가 자원들이 사용될 수 있는지 이동 유닛에 묻는다. 그러므로, 이동 유닛에 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 중지시키거나, 이동 유닛에 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 비활성화시키거나, 이동 유닛에 연관된 중지된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 재활성화시킴으로써, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 시스템은 허용가능한 이동 유닛 자원들을 타겟 셀 네트워크 소자와 재교섭한다.
블록 416에 나타낸 바와 같이, 일단 적합한 공유 자원들이 결정되었다면, 소스 기지국 시스템은 이동 유닛이 원하는 공유 자원들을 할당할 것을 선택된 타겟 셀에 요청한다. 블록 418에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 이동 유닛에 알리기 위해서 소스로부터 이동 유닛로 핸드오버 지령 패킷들을 보내는 것을 포함한다. 이것은, 예를 들어, 지령 데이터(318)를 라우터에 보냄으로써 수행된다. 그러면 라우터는 공유 라디오 자원 제어기(302)에 의해 제어되는 라우팅 테이블 데이터를 업데이트한다. 라우팅 테이블 업데이트 데이터(329)는 이동 유닛들에 대한 라디오 자원 요구 데이터를 동적으로 업데이트하게 하는 동적 피드백으로서 작용한다. 예를 들어, 소정의 PDP 콘텍스트에 라디오 자원이 사용될 것으로 패킷 핸드오버 제어기(304)가 결정하였을 때, 라우팅 테이블 업데이트 데이터(329)는 공유 라디오 자원 제어기(302)에 어떤 라디오 자원을 더 이상 사용할 수 없는가를 알려준다. 블록 420에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 교섭에 기초하여 메모리(308) 내 라디오 자원 요구 데이터(309)를 업데이트하는 것을 포함한다. 이것은 자원 가용성 업데이트 데이터(322)를 패킷 핸드오버 제어기(304)에 보냄으로써 수행되고, 그러면 패킷 핸드오버 제어기(304)는 라우팅 테이블 업데이트 데이터(329)에 기초하여 라디오 자원 요구 데이터(309)를 업데이트한다.
따라서, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 이동 유닛에 가장 적합한 타겟 셀을 결정한다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 타겟 셀 선택 후 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해, 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여, 기지국 시스템과 같은 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 교섭한다. 이에 따라, 초기 세션이 시작된 후에, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자(12)가 개입하지 않고도, 네트워크 제어된 핸드오버 메카니즘에 의해 자원들의 재교섭이 용이하게 될 수 있다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 이동 유닛에 라디오 자원들의 재할당을, 다른 이동 유닛에 연관된 기억되어 있는 라디오 자원 요구 데이터(309)에 기초하여 행하는데, 예를 들어 다른 이동 유닛은 추가 자원들을 요구할 수 있고, 핸드오버되는 이동 유닛은 공유 자원을 사용하는 이동 유닛을 위해서 공유 자원을 거절당할 수 있으며, 아니면, 대안으로, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 타겟 셀을 떠나려 하거나, 또는 우선도가 낮거나 실시간 정보 대 비-실시간 데이터와 같이 통신되는 정보의 유형에 기초한 다른 이동 유닛을 희생시켜 추가 자원들을 핸드오버되는 이동 유닛이 얻을 수 있게 라디오 자원들을 재할당한다. 라디오 자원들의 재할당은 내 내의 다른 이동 유닛의 자원 요구 데이터에 근거할 수도 있고 또는 셀 밖의 이동 유닛의 자원 요구에 근거할 수도 있다. 패킷 핸드오버 제어기(304)는 셀 폭주 데이터에 기초하여 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 네트워크 소자와 이동 유닛 간 활성 세션의 일 예를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 기지국 시스템과 같은 네트워크 소자는 공지되어 있고 또한 블록 500에 나타낸 바와 같이 이동 유닛와의 세션을 활성화한다. 블록 502에 나타낸 바와 같이, 기지국 시스템은 패킷 교환 네트워크에 의해 저장되어 있거나 소정의 이동 유닛에 대해 기지국 시스템에 저장되어 있는 라디오 자원 요구 데이터(309)에 기초하여 자원들이 이동 유닛에 사용할 수 있는지 여부를 결정한다. 자원들을 사용할 수 있다면, 시스템은 블록 504에 나타낸 바와 같이 데이터베이스에 자원 요구 데이터(309)를 저장한다. 이어서 기지국 시스템은 블록 506에 나타낸 바와 같이 라디오 자원 요구 데이터(309)에 의해 지정된 공유 패킷 자원들을 할당한다. 이어서 기지국은 블록 508에 나타낸 바와 같이 꼭 필요한 공유 패킷 자원들이 할당되었음을 이동 유닛에 알리고 이어서 이동 유닛이 정보 패킷들을 통신할 수 있게 세션을 계속한다.
도 6은 기지국 시스템, 또는 다른 적합한 네트워크 소자에 의해 검출된 폭주에 기초한 핸드오버를 보인 흐름도이다. 블록 600에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 폭주에 기초한 핸드오버가 이동 유닛에 필요한지 결정하는 것을 포함한다. 이것은 예를 들어 각각의 셀에 대해 BSS에 의해 축적된 트래픽 밀도 정보에 기초하여 결정된다.
도 7은 이동 유닛에 의해 새로운 자원들이 필요한지에 대한 결정에 기초한 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버를 나타낸 흐름도이다. 블록 700에 나타낸 바와 같이, 프로세스는 추가 공유 패킷 자원들에 대해 이동 유닛에 의한 요청에 기초하여 이동 유닛에 의해 새로운 자원들이 필요한지 결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 이것은 이동 유닛에 대해 새로운 PDP 콘텍스트가 활성화되었고 이동 유닛이 놓여 있는 현재의 셀이 이 콘텍스트 및 모든 이미 활성화된 콘텍스트들에 대해 충분한 자원들을 갖고 있지 않다면 행해질 수 있다.
전술한 바와 같이, 패킷 핸드오버 제어기(304)는 예를 들어, 바람직하게 모든 패킷화된 통신인, 다른 네트워크 핸드오버 제어 장치에의 핸드오버 자원 요청 메시지, 핸드오버 자원 응답 메시지, 핸드오버 요청, 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지, 및 재활성화 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 메시지를 나타내는 데이터를 발생 및 수신한다.
도 3에 도시하지 않았으나, 네트워크 핸드오버 제어 장치(300)가 부가된 BSS와 같은 다른 네트워크 소자 내에 있는 경우, 제 2 네트워크 소자에 의해 억세스가능한 제 2 메모리는 기지국 시스템과 같은 네트워크 소자에 의해 서비스를 받는 복수의 이동 유닛들에 대해 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터(309)를 포함한다. 따라서, 추가된 기지국 시스템은 도 3을 참조로 하여 기술된 것과 동일한 공유 라디오 자원 제어기를 구비한 핸드오버 제어기를 포함한다. 복수의 패킷 핸드오버 제어기가 사용되는 경우, 이들은 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터(309) 및 메모리들 중 하나에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛로부터 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭한다. 또한, 기지국 시스템들(14, 16)은 복수의 이동 유닛들과의 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷 및 화로 교환 포맷 모두를 이용하는 디지털 RF 통신 네트워크 소자의 일부이다.
따라서, 모든 또는 사전 교섭된 활성 PDP 콘텍스트들 또는 공유 라디오 자원 요구 데이터에 대해 보증된 서비스 품질은 핸드오버 완료시 제공될 수 있다. 핸드오버는 패킷 교환 네트워크 소자와는 무관하게 네트워크로 제어되기 때문에, 핸드오버 과정 중에 최소한의 패킷 송수신 두절이 조장될 수 있다. 또한, 핸드오버는 PDP 콘텍스트들의 서브-세트 또는 슈퍼-세트를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 폭주 데이터, 공유 자원 가용성, 및 그 외 다른 기준에 응답하여 서비스 취급의 향상에 융통성을 갖도록 핸드오버 중에 서비스 품질 기술의 재교섭이 제공될 수 있다. 패킷 교환 네트워크 소자를 최소한으로 연루시킴으로써 핸드오버를 보다 빠르게 할 수 있다. 다른 이점들은 이 기술에 숙련된 자들에게 명백할 것이다.
본 발명의 여러 가지 면에서 발명의 다른 변형 및 수정이 이 기술에 숙련된 자들에게 명백할 것이며, 본 발명은 개시된 특정의 실시예들로 한정되는 것이 아님을 알 것이다. 그러므로, 개시 및 청구된 기본 원리의 정신 및 범위 내의 어떤 또는 모든 수정, 변형, 또는 등가물은 본 발명에 포괄되는 것이다.

Claims (32)

  1. 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치에 있어서,
    사용가능한 공유 자원들을 추적하도록 동작하는 공유 라디오 자원 제어기, 및
    상기 공유 라디오 자원 제어기와 동작적 통신하여, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛들에 수신된 데이터 패킷들의 패킷 라우팅(packet routing)을 제공하는 패킷 핸드오버 제어기를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기에 동작적으로 결합되어, 이동 유닛 단위로 저장된 라디오 자원 요구 데이터를 함유하는 메모리를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는 상기 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 이동 유닛에 가장 적합한 타겟 셀(target cell)을 결정하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는 상기 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는 또 다른 이동 유닛에 연관된 상기 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는 셀 폭주 데이터(cell congestion data)에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당하도록 동작하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기는 또 다른 네트워크 핸드오버 제어 장치로의 핸드오버 자원 질의 메시지, 핸드오버 자원 응답 메시지, 핸드오버 요청, 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지, 및 재활성화 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트메시지 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 발생 및 수신하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유 라디오 자원 제어기 및 상기 패킷 핸드오버 제어기는 상기 복수의 이동 유닛들과의 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷들 및 회로 교환 포맷들 모두를 이용하는 디지털 RF 통신 네트워크 소자의 일부인, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 핸드오버 제어기에 동작적으로 결합되어, 패킷 교환 네트워크 소자로부터 패킷들을 수신하고, 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는 패킷 라우터를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유 라디오 자원 제어기는 자원 가용성 업데이트 데이터에 기초하여 라디오 자원 요구 데이터를 업데이트하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 장치.
  11. 적어도 제 1 및 제 2 기지국 시스템(BSS)과 동작적으로 통신하는 패킷 교환 데이터 네트워크 소자를 갖는 디지털 무선 시스템에 있어서,
    상기 제 1 기지국 시스템에 의해 동작적으로 억세스가능하고, 상기 제 1 BSS에 의해 서비스되는 복수의 이동 유닛들에 대해 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터를 포함하는, 제 1 메모리로서, 상기 제 1 BBS는 제 1 공유 라디오 자원 제어기, 및 상기 공유 라디오 자원 제어기와 동작적으로 통신하여, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛들에 수신된 데이터 패킷들의 패킷 라우팅을 제공하는, 제 1 패킷 핸드오버 제어기를 포함하는, 상기 제 1 메모리, 및
    상기 제 2 기지국 시스템에 의해 동작적으로 억세스가능하고, 상기 제 2 BSS에 의해 서비스되는 복수의 이동 유닛들에 대해 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터를 포함하는, 제 2 메모리로서, 상기 제 2 BSS는 제 2 공유 라디오 자원 제어기, 및 상기 제 2 공유 라디오 자원 제어기와 동작적으로 통신하여, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛들에 수신된 데이터 패킷들의 패킷 라우팅을 제공하는, 제 2 패킷 핸드오버 제어기를 포함하는, 상기 제 2 메모리를 포함하는, 디지털 무선 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패킷 핸드오버 제어기들은 상기 제 1 및 제 2 메모리들 중 하나의 메모리 내의 상기 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여, 이동 유닛에 가장 적합한 타겟 셀을 결정하는, 디지털 무선 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 패킷 핸드오버 제어기들은 상기 제 1 및 제 2 메모리들 중 하나의 메모리 내의 상기 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭하는, 디지털 무선 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 BSS는 제 1 메모리에 저장된 상기 동적으로 업데이트된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 상기 제 2 BSS에 대한 핸드오버 공유 자원 질의를 나타내는 데이터를 발생시키고, 상기 제 2 BSS는 상기 제 2 BSS의 공유 자원 가용성 데이터에 기초하여, 상기 제 1 BSS에 대한 핸드오버 자원 응답을 나타내는 데이터를 발생시키며, 상기 제 1 BSS는 상기 패킷 데이터 교환 네트워크 소자에 상기 제 2 BSS로 핸드오버되는 이동 유닛에 대응하는 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지를 나타내는 데이터를 발생시키고, 상기 제 2 BSS는 상기 제 1 BSS로부터의 성공적인 핸드오버에 응답하여 상기 패킷 데이터 교환 네트워크 소자에 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 재활성화를 나타내는 데이터를 발생시키는, 디지털 무선 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 핸드오버 제어기는 또 다른 이동 유닛에 연관된 상기 저장된라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당하는, 디지털 무선 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 패킷 핸드오버 제어기는 셀 폭주 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당하도록 동작하는, 디지털 무선 시스템.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기지국 시스템들은 상기 복수의 이동 유닛들과 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷들 및 회로 교환 포맷들 모두를 이용하는, 디지털 RF 통신 시스템의 일부인, 디지털 무선 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 BSS는 상기 제 1 패킷 핸드오버 제어기에 동작적으로 결합되고, 상기 패킷 교환 네트워크 소자로부터 패킷들을 수신하고, 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는, 제 1 패킷 라우터를 포함하는, 디지털 무선 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 BSS는 상기 제 2 패킷 핸드오버 제어기에 동작적으로 결합되어, 상기 패킷 교환 네트워크 소자로부터 패킷들을 수신하고, 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는, 제 2 패킷 라우터를 포함하는, 디지털 무선 시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 공유 자원 제어기는 자원 가용성 업데이트 데이터에 기초하여 라디오 자원 요구 데이터를 업데이트하는, 디지털 무선 시스템.
  21. 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법에 있어서,
    기지국 시스템에 의해, 패킷 교환 데이터 네트워크 소자로부터 패킷 교환된 데이터를 수신하는 단계, 및
    상기 기지국 시스템에 의해, 적어도 하나의 이동 유닛의 핸드오버를 용이하게 하기 위해 복수의 이동 유닛들에 패킷 라우팅을 제공함으로써 상기 패킷 교환된 데이터를 수신하는 이동 유닛의 기지국 시스템 제어된 핸드오버를 제공하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 기지국 시스템에 의한 억세스를 위해서, 이동 유닛 단위로 라디오 자원 요구 데이터를 저장하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 가장 적합한 타겟 셀을 결정하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여, 타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    또 다른 이동 유닛에 연관된 상기 저장된 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    셀 폭주 데이터에 기초하여 적어도 하나의 이동 유닛에 라디오 자원들을 재할당하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    또 다른 네트워크 핸드오버 제어 장치로의 핸드오버 자원 질의 메시지와, 핸드오버 자원 응답 메시지와, 핸드오버 요청과, 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 중지 메시지, 및 재활성화 패킷 데이터 프로토콜 콘텍스트 메시지 중 적어도 하나를포함하는 메시지들을 발생 및 수신하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    이동 유닛들과의 데이터를 통신하기 위한 패킷 교환 포맷 및 회로 교환 포맷의 데이터를 상기 기지국 시스템에 의해 통신하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 기지국 시스템에 의해 상기 저장된 공유 라디오 자원 요구 데이터에 기초하여, 이동 유닛에 핸드오버 제어 패킷들을 제공하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  30. 제 23 항에 있어서,
    타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭하는 단계는 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 중지시키는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  31. 제 23 항에 있어서,
    타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭하는 단계는 이동 유닛과 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 비활성시키는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
  32. 제 23 항에 있어서,
    타겟 셀 선택 후에 핸드오버에 지정된 이동 유닛에 대해 타겟 셀 네트워크 소자와 허용가능한 이동 유닛 자원들을 재교섭하는 단계는 이동 유닛에 연관된 PDP 콘텍스트의 적어도 일부를 재활성화시키는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 핸드오버 제어 방법.
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