KR20030065232A

KR20030065232A - 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는핸드오버를 지원하는 복합단말기 및 그 방법

Info

Publication number: KR20030065232A
Application number: KR1020020005748A
Authority: KR
Inventors: 최경섭; 정순모; 김정훈
Original assignee: 필아이티 주식회사
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-06

Abstract

본 발명은 이동성에 장점이 있는 광대역 코드분할 다중접속(WCDMA) 이동통신망과 고속의 데이터 전송이 가능한 고정형 무선 랜(W-LAN)망 사이에서 하나의 이동단말기를 통한 핸드오버시 끊김이 없도록 하는 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망 간 끊김없는 핸드오버를 지원하는 복합단말기 및 그 방법에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, WCDMA 및 W-LAN을 동시에 지원하는 복합 단말기 내부 H/W에서 WCDMA처리부 및 W-LAN처리부를 1개의 하드웨어 모듈에 장착하면서 RF모듈을 최대한 공통모듈화하여 WCDMA 및 W-LAN이 하나의 RF모듈을 공유하는 형태로 구성하여 복합 단말기의 외형을 소형화 시킬 수 있도록 하고, WCDMA 및 W-LAN을 동시에 지원하는 복합 단말기를 이용하여 이동성에 장점이 있는 WCDMA 이동통신망과 고속의 데이터 전송이 가능한 고정형 W-LAN 망 사이에서 끊김없이 핸드오버가 가능하도록 하는 방법으로 이루어진 발명임.

Description

광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버를 지원하는 복합단말기 및 그 방법{The Structure of Complex Mobile Equipment and its Call Flow to support Seamless Handover between WCDMA and W-LAN Networks}

본 발명은 이동성에 장점이 있는 광대역 코드분할 다중접속(WCDMA) 이동통신망과 고속의 데이터 전송이 가능한 고정형 무선 랜(W-LAN)망 사이에서 노트북 컴퓨터, 휴대폰, 개인휴대단말기(PDA) 등의 이동단말기를 통한 핸드오버시 끊김이 없도록 하는 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버를 지원하는 복합단말기 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 WCDMA부와 W-LAN부를 구비하면서 RF부분의 공용부분을 최대한 공통모듈화하고 서비스제공자 로컬 IP 백본(Service Provider Local IP Backbone)내에 이동 IP(Mobile IP; MIP) 프로토콜을 제어하는 MIP서버를 구비하여 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버를 지원하는 복합단말기 및 그 방법에 관한 것이다.

최근, 유선망을 이용하는 기존의 통신서비스와는 달리 휴대용 단말기 혹은 이동단말장치(노트북 PC, 휴대폰, PDA 등)를 이용하여 언제 어디서나 시간과 장소의 제약없이 양방향 통신이 가능한 차세대형 통신서비스인 무선통신이 급부상하고 있다. 이와 같이, 무선 통신 네트워크가 차세대로 넘어감으로써, 새로운 타입의무선 네트워크로서 제3 세대(3G) 네트워크를 토대로 한 광대역 코드분할 다중접속(WCDMA)방식이 개발되어 있다.

아울러, 통신네트워크는 전세계를 통해 계속적으로 진보되면서 전세계의 수많은 장비 공급자들은 이들 각종 시스템을 제조하고 통상적으로 각종 네트워크의 공통성 및 호환성을 보장하기 위하여 표준 그룹을 통해서 작업을 하고 있다.

또한, 각 조직의 개인용 컴퓨터 및 서버들간의 전송데이터를 전파신호나 광신호 등으로 변환하여 무선으로 송수신하는 무선 랜(Wireless LAN)이 개발되어 있으며, 무선 랜은 빌딩과 빌딩사이의 네트워크 연결, 단말기의 이동성이 요구되는 영역 또는 케이블 배선이 곤란한 지역 등에 다양하게 적용이 가능하다.

그런데, 상기의 WCDMA망과 W-LAN망에 접속하기 위해서는 각각의 망에 접속하기 위한 전용의 단말기가 필요하게 되며, 이를 위해 장비제조업자들은 WCDMA 전용 단말기 및 W-LAN 전용 단말장치를 구분개발하여 공급하고 있다.

이에 따라 제3세대 이동통신 서비스(3G 서비스) 이용자는 WCDMA 전용 단말장치를 이용해서 각종 3G 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있지만, 제한된 무선용량 때문에 고속의 서비스를 실시간으로 이용하는데 불편함을 감수여야 하는데, 실제로 WCDMA 시스템의 무선 용량은 가입자 당 최대 384Kbps 이상의 서비스를 제공하기는 어려운 실정이다.

또한, 3G 서비스 이용자는 W-LAN이 최대 54Mbps(IEEE 802.11a 기준)의 전송속도를 지원하기 때문에 W-LAN 서비스 영역(주로 학교 교내, 특정 빌딩 내부 등)에서는 별도의 W-LAN 전용 단말장치를 이용하여 서비스를 받아야 한다.

따라서, 3G 서비스 이용자가 WCDMA망에서 W-LAN망으로 이동할 때 기존에 진행 중이던 WCDMA 서비스는 중단이 되며 새로이 W-LAN 서비스를 접속해야 하는 불편함이 있다.

도 1은 WCDMA의 망 구성도를 이동통신의 진화 추세인 IP망에 근거해서 도시한 것이다. IP망과의 차이는 기존의 WCDMA시스템의 구성요소인 RNS(Node B + RNC)/ SGSN/ GGSN/ HLR을 포함하여 IP 프로토콜 처리를 위한 FA/ HA/ R/ BG 등의 구성요소가 추가된 차이가 있다. 또한 WCDMA 전용 단말기도 별도로 존재한다. 여기서, RNS는 기지국장비인 Node B와 기지국제어기인 RNC가 결합된 시스템이고, SGSN(Serving GPRS Support Node)은 서비스 영역 내의 MS에게 패킷을 전송하는 역할을 수행하는 것이다. 그리고, GGSN(Gate GPRS Supporting Node)은 SGSN과 PDN 사이의 무선 게이트웨이 역할을 하는 GPRS 망 실체로서, 이 GGSN을 이용하여 이동 가입자가 PDN을 접속할 수 있도록 외부 PDN과의 논리적 인터페이스를 담당하며, 라우팅 정보를 관리하는 역할을 수행하는 것이고, HLR(Home Location Register)은 이동 단말기에 대하여 망 내에서의 고정점에 위치되어 서비스를 제공하기 위한 가입자급 정보, 위치 정보 등을 관리하는 망 내 데이터베이스 기능을 갖는 레지스터를 나타내는 것이다.

또한, FA(Foreign Agent)는 다른 망으로 이동한 단말에 대한 위치 파악과 연결 설정 서비스를 제공하는 라우터이고, HA(Home Agent)는 사용자가 가입한 홈 망에 위치하여 FA와 연동하여 이동한 단말의 현 위치 정보를 유지함과 아울러 이동단말로 향하는 데이터 패킷을 가로채어 이동한 위치로 전달하는 역할을 하는 라우터이며, R(Router)은 라우터, BG(Border Gateway)는 다른 자동 시스템의 라우터들과 통신하는 라우터를 각각 나타내는 것이다.

도 2는 W-LAN의 망 구성도이다. W-LAN 전용 단말기(또는 노트북)는 접속점(Access Point)을 통해 인터넷 망에 접속되는데 중간에 허브 및 라우터 등이 위치하여 W-LAN 단말기가 접속하고자 하는 경로를 라우팅하게 된다.

그런데, 기존에는 이동성을 가지는 WCDMA용 단말기와 고정망 서비스인 W-LAN용 단말기가 별도의 모델로 각각 개발되었으므로 사용자가 WCDMA 단말기를 이용하여 서비스를 받는 경우에 이용자는 이동성을 가지는 서비스를 제공받을 수 있는 장점이 있는 반면에 제한된 무선용량 때문에 고속의 데이터 서비스를 제공받는데 한계가 있다.

또한 사용자가 W-LAN 단말기를 이용하여 서비스를 받는 경우에 이용자는 고속의 데이터 서비스를 제공받을 수 있는 장점이 있는 반면에 서비스의 이동성이 없는 단점이 있다.

따라서 WCDMA 서비스 이용자는 W-LAN서비스 영역에 들어갔을 경우 고속의 서비스가 장점인 W-LAN 서비스로 절체되는 것이 바람직하며, W-LAN 서비스 영역을 벗어날 경우에는 WCDMA 서비스로 절체됨이 효율적인 서비스 방안이다. 이러한 서비스가 끊김없이 제공되기 위해서는 WCDMA와 W-LAN 방식이 듀얼모드(Dual Mode)로 구현된 복합단말기의 필요성이 대두되지만, WCDMA 및 W-LAN을 동시에 지원하는 듀얼모두(Dual Mode) 단말기는 H/W 크기가 커지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, WCDMA 및 W-LAN을 동시에 지원하는 복합 단말기 내부 H/W에서 WCDMA처리부 및 W-LAN처리부를 1개의 하드웨어 모듈에 장착하면서 RF모듈을 최대한 공통모듈화하여 WCDMA 및 W-LAN이 하나의 RF모듈을 공유하는 형태로 구성하여 복합 단말기의 외형을 소형화 시킬 수 있도록 된 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버를 지원하는 복합단말기를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명은 WCDMA 및 W-LAN을 동시에 지원하는 복합 단말기를 이용하여 이동성에 장점이 있는 WCDMA 이동통신망과 고속의 데이터 전송이 가능한 고정형 W-LAN 망 사이에서 끊김없이 핸드오버가 가능하도록 하는 방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 WCDMA의 망 구성도,

도 2는 W-LAN의 망 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 복합 단말기의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 W-LAN망과 W-CDMA망간의 MIP망 구성도,

도 5는 W-LAN 프로토콜 스택,

도 6은 WCDMA 프로토콜 스택(사용자 평면),

도 7은 WCDMA 프로토콜 스택(제어 평면),

도 8은 복합 단말기가 WCDMA 서비스 영역에서 W-LAN 서비스 영역으로 핸드오버 되는 경우의 호 흐름도,

도 9는 복합 단말기가 W-LAN에서 W-CDMA로 핸드오버 되는 호 흐름도를 나타낸다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 -- 디지털처리부,20 -- 메인프로세서부,

30 -- W-CDMA처리부,40 -- W-LAN처리부,

50 -- BB-RF신호 인터페이스부,60 -- 안테나부

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명은 모듈의 통합 관리 기능을 담당하며 WCDMA 처리부(30)와 W-LAN처리부(40)의 포트설계 및 해제에 대한 중재기능 등 모듈의 모든 기능 소프트웨어가 수행되는 메인프로세서(21), 전원인가시 자체 부팅을 위한 플래시 메모리(22)와 자체 소프트웨어 구동을 위한 DRAM(23)과 스위칭버퍼(25)가 연결되어 WCDMA 처리부(30)와 W-LAN처리부(40)와의 통신을 위한 듀얼포트 램(24)으로 이루어진 메모리블럭 그리고 WCDMA 처리부(30)와 W-LAN처리부(40)를 선택하여 외부 호스트와 연결시키는 외부정합부(26)로 이루어진 메인프로세서부(20);

상기 메인프로세서부(20)의 스위칭버퍼(25) 및 외부정합부(6)에 연결되고, CDMA프로세서 및 3GPP 모든 프로토콜 스택기능, AMR Codec 기능을 포함하는 W-CDMA모뎀(31)과 자체 메모리블럭(32)으로 이루어진 W-CDMA처리부(30);

상기 메인프로세서부(20)의 외부정합부(26)와 연결되어 호스트와 PCMCIA 인터페이스를 통해 통신을 하며 사용자 데이터를 W-LAN 프로토콜로 처리하는 매체접속제어기(MAC; Media Access Controller)(41)와, I/Q 데이터를 위한 A/D, D/A 컨버터기능, 송신부 APC/수신부 AGC 기능을 담당하는 베이스밴드(BB; Baseband) 프로세서(42) 및 자체 메모리 블록(43)으로 이루어진 W-LAN처리부(40);

상기 베이스밴드 프로세서에서 입력되는 I/Q형태의 베이스밴드 송신신호를 IF 대역의 스프레딩신호로 상향변환하기 위한 변조기능과 IF 대역으로 하향 변환된 수신신호를 베이스밴드 프로세서로 공급해 주기 위하여 I/Q 형태의 베이스밴드신호로의 복조기능을 수행하는 I/Q변복조부(51)와, IF 대역의 송신신호를 무선접속을 위한 RF 주파수대역으로 상향 변환함과 아울러 RF 대역의 수신신호를 IF 주파수대역으로 하향 변환하는 RF 인터페이스 컨버터(52), 베이스밴드신호를 RF신호로 변환송신하는 BB-RF송신부(53), RF신호를 베이스밴드신호로 변환수신하는 BB-RF수신부(54), 상기 BB-RF송수신부(53,54)에 각각 연결되어 신호의 근접 대역이나 외부 신호로 인한 영향을 제거하기 위한 SAW필터(55)(56)로 이루어진 BB-RF신호 인터페이스부(50);

상기 BB-RF신호 인터페이스부(50)에 연결되어, 외부에서 입력되는 신호중 잡음에 대해 원하는 신호만을 증폭하여 상기 RF 인터페이스 컨버터(52)에 입력시키도록 연결된 저잡음증폭기(LNA)(61)와 최종 송신 데이터를 원하는 출력 신호 전력레벨까지 증폭하는 역할을 하는 전력증폭기(62)(63) 및 듀플렉서(64)로 이루어진 안테나부(60)로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버방법은, 복합단말기가 WCDMA와 W-LAN의 경계지점으로 이동될 때 WCDMA수신에너지 및 W-LAN수신에너지의 크기를 검색하여 핸드오버를 판단하는 단계, 상기 판단단계에서 수신에너지크기의 판단결과 WCDMA수신에너지가 줄어들고 W-LAN수신에너지가 증가하면 W-LAN망으로 핸드오버 절차를 수행하도록 하는 한편 W-LAN수신에너지가 줄어들고 WCDMA수신에너지가 증가하면 WCDMA망으로 핸드오버 절차를 수행하도록 하는 단계로 이루어져 있다.

또한, WCDMA에서 W-LAN으로 핸드오버 절차를 수행하는 단계는 복합단말기에서 WCDMA망으로 "Measurement Report"를 역방향 송신하고 WCDMA망내의 RNC는 복합 단말기가 보고한 수신에너지의 비교를 통해 W-LAN 망으로의 핸드오버를 판단한 후"Handover From UTRAN Command" 메시지를 통해 복합 단말기로 전송하여 핸드오버를 명령하는 단계, 복합 단말기가 W-LAN에 대한 물리적 초기 동기를 획득하는 단계, MIP 서버에서 "Agent Advertisement" 메시지를 통해 해당 단말기가 위치한 FA정보를 단말기에 브로드캐스트하고, 복합 단말기는 "MIP Registration Request" 메시지를 통해 MIP 서버에 등록하며, 이후 MIP 서버가 "MIP Registration Reply" 메시지로 등록 완료되었음을 단말기에 통보하는 W-LAN망을 이용한 위치등록단계, MIP서버는 사용자 데이터의 전송 경로를 W-LAN망으로 절체하여 데이터 흐름의 경로가 AP를 통해 단말기로 전달되도록 하고, 기존의 WCDMA망에서 사용하던 경로는 해제시키도록 하는 WCDMA망 내에서의 서비스경로 해제단계로 이루어져 있다.

아울러, W-LAN에서 WCDMA으로 핸드오버 절차를 수행하는 단계는 복합단말기가 W-LAN과의 무선 구간 전송을 임의로 단절하는 단계, 복합 단말기가 WCDMA와의 초기 동기를 획득하는 단계, 복합 단말기가 WCDMA 경로를 통해 MIP 서버에 등록하는 단계, MIP 서버는 사용자 데이터의 전송 경로를 WCDMA망으로 절체하여 데이터를 GGSN 및 Node B를 통해 단말기로 전달하면서 기존의 W-LAN망에서 사용하던 경로를 해제시키는 단계로 이루어져 있다.

도 3은 본 발명에 따른 복합 단말기의 구성도를 나타낸다.

본 발명에 따른 복합 단말기는 WCDMA망 및 W-LAN망에 접속할 수 있는 단일의 복합 모듈을 구비하고 있는 것으로서, 이러한 복합 모듈은 모듈의 주제어를 담당하는 메인프로세서부(20)와 WCDMA와의 통신을 위한 WCDMA처리부(30) 및 W-LAN과의 통신을 위한 W-LAN처리부(40)로 이루어진 디지털처리부(10), 베이스밴드신호와 RF신호와의 인터페이스를 위한 베이스밴드신호-RF신호 인터페이스부(50) 그리고 단말기로부터의 출력을 전자파로서 공간에 방사하거나 혹은 공간으로부터의 전자파를 단말기로 입력될 수 있도록 하는 안테나부(60)로 이루어져 있다.

초기 시동시 메인프로세서부(20)의 메인프로세서(21)와 W-LAN처리부(40)의 베이스밴드 프로세서(42) 및 W-CDMA처리부(30)의 W-CDMA모뎀(31)은 각자의 플래시 메모리에 저장되어 있는 부팅 코드를 통해 시동 절차를 수행한다.

이후 RF 신호를 검색하는 과정을 수행하게 되는데, 안테나부(60)중 W-LAN 기능의 안테나부에서 입력되는 신호가 T/Rx 스위칭기능을 구비하고 있는 전력증폭기(62)를 거쳐서 저잡음 증폭기(61)를 통과하게 되고, RF 인터페이스 컨버터(52)를 거쳐 통과한 후 I/Q 형태의 베이스밴드신호로 복조하는 과정을 거쳐 베이스밴드 프로세서(42)에 전달된다.

상기 베이스밴드 프로세서(42)는 현재 수신되는 신호의 레벨 및 상태를 메인프로세서(21)에게 통보할 수 있는 형태로 듀얼포트 램(24)에 저장하게 된다.

한편, 안테나부(60)중 W-CDMA 기능의 안테나부에서 입력되는 신호는 듀플렉서(64)를 통해 BB-RF 수신부로 보내지게 되고, 이 신호는 SBI 버스를 통해 WCDMA모뎀(31)이 인식하게 되며, 현재 신호의 레벨 및 상태를 메인프로세서(21)에게 통보할 수 있는 형태로 듀얼포트 램(24)에 저장하게 된다.

듀얼포트 램(24)에 저장할 경우에는 W-LAN 베이스밴드 프로세서(42)와 W-CDMA모뎀(31)과의 충돌을 피하기 위하여 스위칭버퍼(25)를 통해 누가 버스를 점유하여 데이터를 저장할 지를 중재하게 되고, 메인프로세서(21)는 W-LAN과 W-CDMA 두 기능의 수신데이터 신호를 비교하여 우선권을 주게 됨으로서 PCMCIA 콘트롤러 즉 외부정합부(26)와의 통신을 시작하게 된다.

이때, 우선권을 W-LAN 기능이 점유하고 있다면 호스트 쪽에서 PCMCIA를 통해 무선으로 데이터를 송신하는 경우 매체접속제어기(41)를 통해 베이스밴드 프로세서(42)가 I/Q 변복조부(51)로 전달하여 IF대역으로 하향변조된 후 이 데이터는 RF 인터페이스 컨버터(52)를 거친 후 안테나부(60)의 전력증폭기(62)를 통해 안테나로 보내져서 무선으로 송신하게 된다.

그러나 우선권을 WCDMA 기능이 점유하고 있다면 호스트 쪽에서 PCMCIA를 통해 무선으로 데이터를 송신하는 경우 상기 송신데이터는 PCMCIA 콘트롤러인 외부정합부(26)를 통해 W-CDMA모뎀(31)으로 보내지고, 이후 SBI 버스를 통해 BB-RF 송신부(53)를 거쳐 송신측 SAW필터(55) 및 전력증폭기(63)를 통해 안테나로 보내져서 무선으로 송신하게 된다.

또한, W-LAN 기능이 우선권을 가지고 송수신 상태를 유지하다가 만약 사용자가 이동하여 W-LAN 신호 상태가 현격히 나빠지고 W-CDMA 신호 상태가 송수신 가능한 지역으로 이동하게 되면 메인프로세서(21)가 이것을 판단하여 W-CDMA쪽으로 절체를 명령하게 되는 한편, WCDMA 기능이 우선권을 점유하고 있다가 발생하는 경우에도 동일하게 적용된다

도 4는 이기종인 W-LAN망과 W-CDMA망간의 MIP망 구성도를 도시한 것이다.

본 발명은 앞서 설명된 바와 같이, 이동성에 장점이 있는 WCDMA 이동통신망과 고속의 데이터 전송이 가능한 고정형 W-LAN 망 사이에서 끊김없이 핸드오버가 가능하도록 하기 위한 것으로서, 이와 같은 이기종간 핸드오버를 수행하기 위해서는 MIP의 적용이 필수적이며, MIP 프로토콜을 제어하는 MIP 서버가 서비스제공자 로컬 IP 백본 내에 존재해야 한다. MIP 서버는 현재 호 연결된 각 MIP들에 대한 에이전트(HA 또는 FA) 기능을 수행한다.

IWF(Inter Working Function)는 WCDMA 프로토콜 스택과 W-LAN 프로토콜 스택간 정합 기능을 수행한다. 도 5, 도 6 및 도 7은 W-LAN 프로토콜 스택과 WCDMA 프로토콜 스택을 참고로 도시한 것이다. 여기서 IWF는 WCDMA GGSN의 IP Tunneling(GTP-U)의 종단 역할을 수행하며, W-LAN에 필요한 스택을 추가한다. 또한 IWF는 WCDMA와 W-LAN간 하드 핸드오버시 발생되는 사용자 데이터 손실을 최소화하기 위해 두 가지 방법으로 운용 가능하다. 첫번째는 하드 핸드오버 시간동안 사용자 데이터를 버퍼링하는 기능을 수행한다. 이 방법은 사용자 데이터 손실이 전혀 없는 이상적인 방법일 수 있으나, 하드 핸드오버 대상 단말기의 수가 많을 경우에는 고속의 사용자 데이터들을 모두 버퍼링하는데 한계가 있다. 두번째는 하드 핸드오버시 손실되는 사용자 데이터를 그대로 무시하는 방법이다. 이 경우에는 상위 TCP/IP 계층에서 재 전송을 요구하기 때문에 손실된 데이터를 복구할 수 있으나, 실시간 전송을 요구하는 서비스에는 적용이 불리한 방법이다.

도 8은 복합 단말기가 WCDMA 서비스 영역에서 W-LAN 서비스 영역으로 핸드오버 되는 경우의 호 흐름도를 도시한 것이다.

호 흐름도는 크게 단말기가 WCDMA와 W-LAN 경계지점에서 핸드오버를 판단하는 방법, W-LAN망을 이용한 위치등록, 그리고 WCDMA망 내에서의 서비스 경로 해제 순으로 기술되어 있다.

도 8에서 S1∼S3은 복합 단말기가 W-LAN 망으로의 핸드오버 시점을 판단하고 WCDMA로 무선 구간 전송을 중지하는 과정을 나타낸다.

S1단계는 복합 단말기가 WCDMA와 W-LAN 경계지점에서 핸드오버를 판단하는 과정인데, 수신에너지 검색에 의한 자동절체기능과 수동절체기능을 구비함을 나타낸다. 첫 번째 자동절체기능은 이동통신 시스템에서 일반적으로 적용하는 수신 에너지 자동 검색을 통해 수신 에너지가 강한 시스템으로 핸드오버 하는 방법이다. 즉 현재 WCDMA 망에서 서비스를 받고 있는 복합 단말기가 W-LAN 서비스 영역으로 접근할 경우 단말기는 WCDMA 에너지는 줄어들고 W-LAN 수신 에너지가 점차 증가하는 것을 판단하며 W-LAN으로의 하드 핸드오버 절차를 수행하게 된다. 두 번째 수동절체기능은 서비스 이용자가 수동으로 절체시키는 방법으로서, WCDMA망은 최적화가 이미 완료된 상태이므로 W-LAN 서비스 영역 내에서도 WCDMA 수신 에너지가 서비스 가능한 레벨로 수신될 가능성이 있어서 복합 단말기 자동 검색만으로 W-LAN 서비스로의 절체가 되지 않을 가능성이 있다. W-LAN 서비스를 핫 스팟 위주로 망 구성될 가능성이 크기 때문에 이 경우 서비스 이용자는 W-LAN 서비스 지역의 위치를 알 고 있다고 가정할 때 W-LAN 서비스 지역에서는 전송 품질 및 비용 면에서 유리한 W-LAN 서비스로의 절체를 단말기 UI(User Interface)를 통해 서비스 이용자가 강제로 실시하도록 하는 방법이다.

S2단계는 복합 단말기가 WCDMA망으로 핸드오버 상황임을 알리는 "Measurement Report"를 역방향 송신하고 WCDMA망내의 RNC는 복합 단말기가 보고한 WCDMA 수신에너지 및 W-LAN 수신에너지를 비교하여 W-LAN 망으로의 핸드오버를 판단하고 "Handover From UTRAN Command" 메시지를 통해 복합 단말기에 핸드오버를 명령하게 된다. 하지만 3GPP 표준규격에서 아직까지 WCDMA와 W-LAN간 핸드오버를 정의하는 파라미터가 없기 때문에 S2단계는 이 파라미터가 정해질 때까지는 사용할 수 없는 옵션사항이다.

S3단계에서는 단말기가 WCDMA와의 무선 구간 전송을 임의로 단절함으로써 하드 핸드오버의 첫번째 단계를 완료한다.

S4단계는 단말기가 W-LAN과의 초기 동기를 획득하는 과정이다. W-LAN과의 초기 동기는 일반적인 W-LAN 동기 과정을 준수하므로 도 8에서는 박스형태로 간단히 도시하였다.

S5단계 내지 S7단계는 단말기가 W-LAN 경로를 통해 MIP 서버에 등록하는 과정을 나타낸다. 이 과정을 통해서 MIP 서버는 해당 단말기가 핸드오버 상황임을 판단하게 되는데, 즉 WCDMA에서 기존 등록된 IP주소가 W-LAN 경로를 통해 다시 한번 등록이 되므로 WCDMA에서 W-LAN으로 핸드오버 중임을 알게 된다. S5단계의 "Agent Advertisement" 메시지는 S4단계를 통해 물리적 초기 동기를 획득한 후 MIP 서버는 해당 단말기가 위치한 FA정보를 단말기에 브로드캐스트한다. 이 후 단말기는 S6단계의 "MIP Registration Request" 메시지를 통해 MIP 서버에 등록하며, MIP 서버는 S7단계의 "MIP Registration Reply" 메시지로 등록 완료되었음을 단말기에 통보한다.

S8단계 내지 S11단계는 WCDMA망을 통해 단말기로 전송되던 사용자 데이터가 W-LAN망으로 절체해서 W-LAN망을 통해 단말기로 전달되는 과정을 기술한 것이다. S8단계에서 MIP 서버는 기존에 WCDMA망을 통해 등록된 IP주소가 이번에는 W-LAN망을 통해 중복되어 위치등록되었으므로, 해당 단말기가 WCDMA망에서 W-LAN망으로 핸드오버 상황임을 판단한다. 따라서 MIP 서버는 사용자 데이터의 전송 경로를 W-LAN망으로 절체하여 S9단계와 같이 데이터 흐름의 경로가 AP를 통해 단말기로 전달된다. 또한 기존의 WCDMA망에서 사용하던 경로는 해제를 시켜야 하는데 이는 S10단계와 S11단계를 통해 수행된다. 즉, S10단계와 S11단계에서 SGSN은 WCDMA 경로를 통해 단말기로부터 올라오는 사용자 데이터가 없을 경우 특정 시간 이후 WCDMA 경로를 "Iu Release Command" 메시지를 통해 해제시킨다.

도 9는 복합 단말기가 W-LAN에서 WCDMA로 핸드오버 되는 호 흐름도를 도시한 것이다. 전체적인 호 흐름은 도 8과 동일하지만 복합 단말기의 하드 핸드오버 검색 방법이 도 8과는 다르다. 도 9에서는 수신 에너지 자동 검색 방법과 서비스 사용자의 수동 절체 방법의 두 가지의 방법이 존재한 반면, 도 9의 S21단계에서는 수신 에너지 자동 검색 방법만 존재한다. W-LAN 망은 한정된 지역 내에서 서비스 되는관계로 W-LAN 서비스 지역을 벗어날 경우 수신 에너지가 급격히 감소하기 때문에 단말기가 W-LAN에서 WCDMA로 절체되는 시점을 충분히 판단할 수 있다.

S22단계는 단말기가 W-LAN과의 무선 구간 전송을 임의로 단절함으로써 하드 핸드오버의 첫번째 단계를 완료하게 된다.

S23단계는 단말기가 WCDMA와의 초기 동기를 획득하는 과정이다. WCDMA와의 초기 동기는 일반적인 WCDMA 동기 과정을 준수하므로 도 9에서는 박스형태로 간단히 도시하였다.

S24단계 내지 S30단계는 단말기가 WCDMA 경로를 통해 MIP 서버에 등록하는 과정이다. 이 과정을 통해서 MIP 서버는 해당 단말기가 핸드오버 상황임을 판단하게 되는데, 즉 W-LAN에서 기존 등록된 IP주소가 WCDMA 경로를 통해 다시 한번 등록이 되므로 W-LAN에서 WCDMA로 핸드오버 중임을 알게 된다. 단말기는 S24단계의 "Activate PDP Context Request" 메시지를 SGSN으로 전송하여 패킷 데이터에 대한 경로 설정을 요청한다. S24단계의 메시지를 수신한 SGSN은 가장 가까운 위치의 GGSN(FA)를 선택하게 되며, 선택된 GGSN으로 S25단계의 "Create PDP Context Request" 메시지를 송신하며, GGSN은 새로운 단말기가 해당 망에 들어왔음을 인식한다. 이 후 GGSN은 SGSN으로 S26단계의 "Create PDP Context Response" 메시지를 송신하며, SGSN은 S27단계의 "Activate PDP Context Response" 메시지를 통해 단말기에게 해당 프로시져의 완료를 알려준다. 이제는 MIP 서버에 단말기 IP주소를 등록하는 단계이다. S28단계의 "Agent Advertisement" 메시지는 GGSN이 해당 단말기가 위치한 FA정보를 단말기에 브로드캐스트한다. 이 후 단말기는 S29단계의 "MIPRegistration Request" 메시지를 통해 MIP 서버에 등록하며, MIP 서버는 S30단계의 "MIP Registration Reply" 메시지로 등록 완료되었음을 단말기에 통보한다.

S31단계 내지 S33단계는 W-LAN망을 통해 단말기로 전송되던 사용자 데이터가 WCDMA망으로 절체해서 WCDMA망을 통해 단말기로 전달되는 과정을 기술한 것이다. S31단계에서 MIP 서버는 기존에 W-LAN망을 통해 등록된 IP주소가 이번에는 WCDMA망을 통해 중복되어 위치등록되었으므로, 해당 단말기가 W-LAN망에서 WCDMA망으로 핸드오버 상황임을 판단한다. 따라서 MIP 서버는 사용자 데이터의 전송 경로를 WCDMA망으로 절체하여 S32단계와 같이 데이터 흐름의 경로가 GGSN 및 Node B를 통해 단말기로 전달된다. 또한 기존의 W-LAN망에서 사용하던 경로를 해제 시켜야 하는데, 이는 S33단계를 통해 수행된다. 즉 S33단계에서 MIP 서버는 W-LAN 경로를 통해 단말기로부터 올라오는 사용자 데이터가 없을 경우 타이머에 의해 특정 시간 경과후 W-LAN 경로를 자동 해제시킨다.

상기한 바와 같이 본 발명은 W-CDMA망과 W-LAN망에 접속할 수 있으면서 공통된 부분을 최소화한 복합 단말장치를 구비하고 서비스제공자 로컬 IP 백본(Service Provider Local IP Backbone)내에 MIP 프로토콜을 제어하는 MIP서버를 구비하여 기존의 망 소프트웨어에 영향을 주지 않으면서 끊김없이 핸드오버가 가능한 장점이 있다.

Claims

모듈의 통합 관리 기능을 담당하며 WCDMA 처리부(30)와 W-LAN처리부(40)의 포트설계 및 해제에 대한 중재기능 등 모듈의 모든 기능 소프트웨어가 수행되는 메인프로세서(21), 전원인가시 자체 부팅을 위한 플래시 메모리(22)와 자체 소프트웨어 구동을 위한 DRAM(23)과 스위칭버퍼(25)가 연결되어 WCDMA 처리부(30)와 W-LAN처리부(40)와의 통신을 위한 듀얼포트 램(24)으로 이루어진 메모리블럭 그리고 WCDMA 처리부(30)와 W-LAN처리부(40)를 선택하여 외부 호스트와 연결시키는 외부정합부(26)로 이루어진 메인프로세서부(20);

상기 메인프로세서부(20)의 스위칭버퍼(25) 및 외부정합부(6)에 연결되고, CDMA프로세서 및 3GPP 모든 프로토콜 스택기능, AMR Codec 기능을 포함하는 W-CDMA모뎀(31)과 자체 메모리블럭(32)으로 이루어진 W-CDMA처리부(30);

상기 메인프로세서부(20)의 외부정합부(26)와 연결되어 호스트와 PCMCIA 인터페이스를 통해 통신을 하며 사용자 데이터를 W-LAN 프로토콜로 처리하는 매체접속제어기(MAC; Media Access Controller)(41)와, I/Q 데이터를 위한 A/D, D/A 컨버터기능, 송신부 APC/수신부 AGC 기능을 담당하는 베이스밴드(BB; Baseband) 프로세서(42) 및 자체 메모리 블록(43)으로 이루어진 W-LAN처리부(40);

상기 베이스밴드 프로세서에서 입력되는 I/Q형태의 베이스밴드 송신신호를 IF 대역의 스프레딩신호로 상향변환하기 위한 변조기능과 IF 대역으로 하향 변환된 수신신호를 베이스밴드 프로세서로 공급해 주기 위하여 I/Q 형태의 베이스밴드신호로의 복조기능을 수행하는 I/Q변복조부(51)와, IF 대역의 송신신호를 무선접속을 위한 RF 주파수대역으로 상향 변환함과 아울러 RF 대역의 수신신호를 IF 주파수대역으로 하향 변환하는 RF 인터페이스 컨버터(52), 베이스밴드신호를 RF신호로 변환송신하는 BB-RF송신부(53), RF신호를 베이스밴드신호로 변환수신하는 BB-RF수신부(54), 상기 BB-RF송수신부(53,54)에 각각 연결되어 신호의 근접 대역이나 외부 신호로 인한 영향을 제거하기 위한 SAW필터(55)(56)로 이루어진 BB-RF신호 인터페이스부(50);

상기 BB-RF신호 인터페이스부(50)에 연결되어, 외부에서 입력되는 신호중 잡음에 대해 원하는 신호만을 증폭하여 상기 RF 인터페이스 컨버터(52)에 입력시키도록 연결된 저잡음증폭기(LNA)(61)와 최종 송신 데이터를 원하는 출력 신호 전력레벨까지 증폭하는 역할을 하는 전력증폭기(62)(63) 및 듀플렉서(64)로 이루어진 안테나부(60)를 포함하여 이루어진 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버를 지원하는 복합단말기.
복합단말기가 WCDMA와 W-LAN의 경계지점으로 이동될 때 WCDMA수신에너지 및 W-LAN수신에너지의 크기를 검색하여 핸드오버를 판단하는 단계, 상기 판단단계에서 수신에너지크기의 판단결과 WCDMA수신에너지가 줄어들고 W-LAN수신에너지가 증가하면 W-LAN망으로 핸드오버 절차를 수행하도록 하는 한편 W-LAN수신에너지가 줄어들고 WCDMA수신에너지가 증가하면 WCDMA망으로 핸드오버 절차를 수행하도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버방법.
제2항에 있어서, WCDMA에서 W-LAN으로 핸드오버 절차를 수행하는 단계는 복합단말기에서 WCDMA망으로 "Measurement Report"를 역방향 송신하고 WCDMA망내의 RNC는 복합 단말기가 보고한 수신에너지의 비교를 통해 W-LAN 망으로의 핸드오버를 판단한 후 "Handover From UTRAN Command" 메시지를 통해 복합 단말기로 전송하여 핸드오버를 명령하는 단계, 복합 단말기가 W-LAN에 대한 물리적 초기 동기를 획득하는 단계, MIP 서버에서 "Agent Advertisement" 메시지를 통해 해당 단말기가 위치한 FA정보를 단말기에 브로드캐스트하고, 복합 단말기는 "MIP Registration Request" 메시지를 통해 MIP 서버에 등록하며, 이후 MIP 서버가 "MIP Registration Reply" 메시지로 등록 완료되었음을 단말기에 통보하는 W-LAN망을 이용한 위치등록단계, MIP서버는 사용자 데이터의 전송 경로를 W-LAN망으로 절체하여 데이터 흐름의 경로가 AP를 통해 단말기로 전달되도록 하고, 기존의 WCDMA망에서 사용하던 경로는 해제시키도록 하는 WCDMA망 내에서의 서비스경로 해제단계를 포함하여 이루어진 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버방법.
제2항에 있어서, W-LAN에서 WCDMA으로 핸드오버 절차를 수행하는 단계는 복합단말기가 W-LAN과의 무선 구간 전송을 임의로 단절하는 단계, 복합 단말기가 WCDMA와의 초기 동기를 획득하는 단계, 복합 단말기가 WCDMA 경로를 통해 MIP 서버에 등록하는 단계, MIP 서버는 사용자 데이터의 전송 경로를 WCDMA망으로 절체하여 데이터를 GGSN 및 Node B를 통해 단말기로 전달하면서 기존의 W-LAN망에서 사용하던 경로를 해제시키는 단계를 포함하여 이루어진 광대역 코드분할 다중접속망과 무선 랜망간 끊김없는 핸드오버방법.