KR100970090B1 - 하이브리드 통신 네트워크에서의 핸드오프 - Google Patents

Abstract

제 1 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 1 셀룰러 통신 시스템(46)의 제 1 기지국으로부터 제 2 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 상이한 제 2 셀룰러 시스템(48)의 제 2 기지국으로 이동국의 핸드오프를 실행하는 방법이 설명되어 있다. 상기 방법은 제 1 기지국에 의해 송신되는 신호의 파라미터 및 제 2 기지국에 의해 송신되는 신호의 파라미터를 이동국에서 측정하는 단계를 포함한다. 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달했을 때, 신호 품질 메시지가 제 1 기지국을 통해 이동국으로부터 제 1 이동 스위칭 제어국으로 전달되고, 상기 제 1 이동 스위칭 제어국은 제 2 이동 스위칭 제어국을 위한 채널 요청 메시지 정보를 생성하고 그것을 이동국에 송신함으로써 응답한다.

Description

하이브리드 통신 네트워크에서의 핸드오프{HANDOFF IN A HYBRID COMMUNICATION NETWORK}

본 출원은 2001년 12월 7일에 "Method and Apparatus for Effecting Handoff Between Different Cellular Communications Systems"이란 명칭으로 미국 가특허출원번호 60/340,242에 대한 우선권을 청구하고, 2002년 2월 14일에 "Method and Apparatus for Effecting Handoff Between Different Cellular Communications Systems"이란 명칭으로 미국 특허 출원된 대리인 도킷 번호 020043에 대한 우선권을 청구하며, 2002년 1월 17일에 "GSM Authentication, Encryption and Other Feature Support in a CDMA 1x Network Using a GSM-1x MSC"란 명칭으로 미국 가특허출원번호 60/350,401에 대한 우선권을 청구한다.

본 발명은 전반적으로 상이한 셀룰러 통신 시스템들 사이의 핸드오프를 실행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

소위 코드 분할 다중 접속(CDMA) 변조 기술은 단지 많은 수의 시스템 사용자들이 존재하는 통신을 용이하게 하기 위한 몇 가지 기술들 중 하나이다. 비록 진폭 압신된 신호 측파대(ACSSB)와 같은 AM 변조, 시분할 다중 접속(TDMA) 및 주파수 분할 다중 접속(FDMA)같은 다른 기술들도 이용가능하지만, CDMA는 이러한 다른 변조 기술들에 비해 상당한 장점을 갖는다. 다중 접속 통신 시스템에서 CDMA 기술을 사용하는 것은 본 양수인에게 양되어진 미국특허번호 4,901,307 "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite Or Terrestrial Repeaters"에 개시되어 있으며, 상기 미국 특허의 내용은 본 명세서에서 참조로서 통합된다.

미국특허번호 4,901,307에는 트랜시버를 각각 구비하는 매우 많은 수의 이동 전화 시스템 사용자들이 코드 분할 다중 접속(CDMA) 스펙트럼 확산 통신 신호들을 사용하여 위성 중계기들이나 지상 기지국들(셀 기지국들, 즉 셀-사이트들로도 알려져 있음)과 통신하는 다중 접속 기술이 설명되어 있다. CDMA 통신들을 사용함으로써, 주파수 스펙트럼은 여러 번 재사용될 수 있고 그로인해 시스템 사용자 용량의 증가를 가능하게 한다. CDMA 기술들을 사용함으로써 다른 다중 접속 기술들을 사용하여 달성될 수 있는 효율보다 훨씬 더 높은 스펙트럼 효율을 유도한다.

종래의 셀룰러 전화 시스템에서는 이용가능한 주파수 대역이 통상 30 KHz 대역폭의 채널들로 분할되는 동시에 아날로그 FM 변조 기술들이 사용된다. 시스템 서비스 영역은 가변하는 크기를 갖는 셀들로 지리적으로 분할된다. 이용가능한 주파수 채널들은 일반적으로 동일한 수의 채널들을 갖는 각각의 세트들로 분할된다. 상기 주파수 세트는 공동-채널 간섭의 가능성을 최소화하는 방식으로 셀에 할당된다. 일예로, 7개의 주파수 세트가 존재하고, 셀들이 동일한 크기의 6각형인 시스템을 고려하자. 한 셀에서 사용되는 주파수 세트는 상기 셀에 가장 근접하거나 그것을 둘러싸고 있는 6개의 이웃셀들에서는 사용되지 않을 것이다. 게다가, 한 셀의 주파수 세트는 상기 셀에 그 다음으로 가장 근접하는 12개의 이웃셀들에서 사용되지 않을 것이다.

종래의 셀룰러 시스템에서, 구현되는 핸드오프 방식은 통화 또는 다른 유형의 접속(즉, 데이터 링크)으로 하여금 이동국이 두 셀들사이의 경계를 횡단할 때도 계속될 수 있게 하도록 의도된다. 한 셀로부터 다른 셀로의 핸드오프는 이동국으로부터의 수신 신호 강도가 미리 결정된 임계값 이하라는 사실을 통화나 접속을 처리하는 셀 기지국의 수신기가 알려줄 때 개시된다. 낮은 신호 강도 표시는 이동국이 분명히 셀 경계 가까이에 있다는 것을 의미한다. 신호 레벨이 미리 결정된 임계값이하일 때, 기지국은 이웃하는 기지국이 현재의 기지국보다 더 나은 신호 강도를 갖는 이동국 신호를 수신하는지 여부를 결정하도록 시스템 제어기에 요청한다.

현재의 기지국 요청에 응답하여 시스템 제어기는 핸드오프 요청을 갖는 메시지를 이웃하는 기지국들에 송신한다. 현재의 기지국에 이웃하고 있는 기지국들은 지정 채널에서 이동국으로부터의 신호를 찾는 특수 스캐닝 수신기들을 이용한다. 이웃하는 기지국들 중 하나가 적절한 신호 레벨을 시스템 제어기에 보고한다면, 핸드오프가 시도될 것이다.

다음으로 핸드오프는 새로운 기지국에서 사용되는 채널 세트로부터의 유휴 채널(idle channel)이 선택될 때 개시된다. 현재의 채널로부터 새로운 채널로 스위칭하라고 이동국에 명령하는 제어 메시지가 상기 이동국에 송신된다. 동시에, 시스템 제어기는 제 1 기지국으로부터 제 2 기지국으로 통화를 스위칭한다.

종래의 시스템에서는, 새로운 기지국으로의 핸드오프가 성공적이지 않을 경우에는 통화가 단절될 것이다. 핸드오프의 실패가 발생할 수 있는 많은 이유가 존재한다. 만약 통화를 통신하기 위해 이웃 셀에서 이용가능한 유휴 채널이 없다면, 핸드오프는 또한 실패할 수 있다. 핸드오프는 또한, 만약 또 다른 기지국이 해당 이동국으로부터 통신을 받고 있다고 보고하는 경우에, 즉, 사실 상기 기지국이 실제로 완전히 다른 셀에서 동일 채널을 사용하여 다른 이동국으로부터 통신을 받을 때, 실패할 수 있다. 이러한 보고 에러는 적절하지 않은 셀, 즉 신호 강도가 통신들을 유지하기에 불충분한 셀로 통화가 스위칭되게 만들 것이다. 또한, 이동국이 채널들을 스위칭하라는 명령을 수신하지 못한다면, 핸드오프는 실패할 것이다. 실질적인 운용 경험은 핸드오프가 시스템의 신뢰도에 의문을 제시하는 핸드오프 실패가 자주 발생한다는 것을 지적한다.

종래 전화 시스템에서의 일반적인 다른 문제점은 이동국이 두 셀들 사이의 경계 근처에 있을 때 발생한다. 이러한 상황에서, 신호 레벨은 양쪽 기지국들에서 변동하기 쉽다. 이러한 신호 레벨 변동은 두 기지국들 사이에서 통화를 이리저리(back and forth) 보내라는 반복적인 요청이 이루어지는 "핑-퐁" 상황을 초래한다. 그러한 부가적이면서 불필요한 핸드오프 요청은 이동국이 채널 전화 명령을 부정확하게 수신하거나 상기 명령을 전혀 수신하지 못하게 될 가능성을 증가시킨다. 또한, 상기 핑-퐁 상황은, 모든 채널이 현재 사용 중에 있어서 핸드오프를 받아들이기 위해 이용될 수 없는 셀로 통화가 의도하지 않게 전송되는 경우, 상기 통화가 단절될 가능성을 증가시킨다.

"Method And System For Providing A Soft Handoff In Communications In A CDMA Cellular Telephone System"이란 명칭의 미국특허번호 5,101,501(본 양수인에게 양도되었으며, 그 내용은 본 명세서에서 참조로서 통합됨)에서는, 핸드오프 동안에 하나 이상의 셀 기지국을 통한 이동국과의 통신을 제공하기 위한 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 이러한 상황에서, 셀룰러 시스템 내에서의 통신은 이동국이 빠져나가는 셀에 상응한 기지국으로부터 상기 이동국이 들어가는 셀에 상응한 기지국으로의 최종적인 핸드오프에 의해 중단되지 않는다. 이러한 타입의 핸드오프는 이동국과 셀 기지국들 사이의 통신에서 "소프트" 핸드오프로 간주되는데, 여기서 2개 이상의 기지국이나 기지국의 섹터들은 이동국에 동시에 송신한다. 그러한 "소프트" 핸드오프 기술의 사용은 반복적인 핸드오프 요청들이 한 쌍의 기지국 사이에 이루어지는 핑-퐁 상황들의 발생율을 상당히 감소시키는 것으로 확인되었다.

개선된 소프트 핸드오프 기술은 "Mobile Station Assisted Soft Handoff In A CDMA Cellular Communications System"이란 명칭의 미국특허번호 5,267,261에 개시되어 있는데, 상기 미국 특허는 본 양수인에게 양도되었으며, 그것의 내용은 본 명세서에서 참조로서 통합된다. 소프트 핸드오프 기술은 시스템 내에서 각각의 기지국에 의해 송신되는 "파일럿" 신호의 강도를 이동국에서 측정함으로써 개선된다. 이러한 파일럿 강도 측정은 존재할 수 있는 기지국 핸드오프 후보들의 식별을 용이하게 함으로써 소프트 핸드오프 처리에 도움이 된다.

개선된 소프트 핸드오프 기술은 이동국이 이웃하는 기지국들로부터의 파일럿의 신호 강도를 모니터링하는 것을 설명한다. 측정된 신호 강도가 정해진 임계치를 초과할 경우, 이동국은 통신중인 기지국을 통해 시스템 제어기에 신호 강도 메시지를 송신한다. 시스템 제어기로부터 새로운 기지국 및 새로운 이동국으로의 명령 메시지는 새로운 기지국 및 현재 기지국을 통해 동시발생하는 통신을 구축한다. 이동국이 통신중인 기지국들 중 적어도 하나에 상응하는 파일럿의 신호 강도가 미리 결정된 레벨 이하라는 것을 상기 이동국이 검출할 경우, 상기 이동국은 통신중인 기지국을 통해 상응하는 기지국을 나타내는 측정된 신호 강도를 시스템 제어기에 보고한다. 시스템 제어기로부터 상기 식별된 기지국 및 이동국으로의 명령 메시지는 상응하는 기지국을 통한 통신을 종료시키는 반면, 다른 기지국이나 기지국들을 통한 통신은 계속된다.

비록 앞서 설명한 기술들은 동일한 셀룰러 시스템에서 셀들 사이의 통화 송신에 매우 적합하지만, 다른 셀룰러 시스템으로부터 기지국에 의해 서비스되는 셀 내부로 이동국이 이동함으로써 더욱 어려운 상황이 존재한다. 그러한 "시스템간" 핸드오프들에서 복잡한 한 인자는 이웃하는 셀룰러 시스템이 종종 유사하지 않은 특징들을 갖는다는 것이다. 일예로, 인접한 셀룰러 시스템들은 종종 다른 주파수에서 동작할 것이며, 상이한 레벨의 기지국 출력 전력이나 파일럿 강도를 유지할 수 있다. 이러한 차이는 이동국이 파일럿 강도 비교를 수행하는 것을 효과적으로 배제시키며, 그러한 차이는 현존 이동국-보조 소프트 핸드오프 기술들에 의해서도 고려된다.

자원들이 시스템간 소프트 핸드오프를 수행하는데 이용가능하지 않을 때, 한 시스템으로부터 다른 시스템으로의 통화나 접속의 핸드오프 타이밍은 만약 중단되지 않은 서비스가 유지된다면 중요하게 된다. 즉, 상기 시스템간 핸드오프는 시스템들 사이의 통화나 접속의 성공적인 송신을 유도할 수 있는 시간에 실행되어야 한다. 본 명세서에서 하드 핸드오프로 지칭되는 이러한 핸드오프에서, 이동국과 한 시스템 사이의 통신은 이동국과 다른 시스템 사이의 통신이 시작될 수 있기 이전에 중단되어야 한다. 핸드오프는 일 예로 다음과 같을 때 시도되어야 한다:

(ⅰ) 유휴 채널이 새로운 셀에서 이용가능할 때,

(ⅱ) 이동국이 실질적으로 새로운 셀 기지국의 범위 내에 있지만, 상기 이동국이 현재의 셀 기지국과의 접촉이 두절되기 전에,

(ⅲ) 이동국이 채널을 스위칭하라는 명령을 확실히 수신한 위치에 있을 때.

이상적으로는, 각각의 이러한 시스템간 하드 핸드오프는 다른 시스템들의 기지국들 사이의 "핑-퐁" 핸드오프 요청들에 대한 가능성을 최소화시키는 방식으로 수행될 것이다. 그러나, 이는 현존 핸드오프 절차의 실패로 인해 언제 어떤 기지국을 통해 이동국에 새로운 주파수 및 채널 정보가 공급되며 현존 통화나 접속을 송신하라고 지시되는지를 확인하는 것이 어렵게 된다.

현존하는 시스템간 핸드오프 기술들의 이러한 단점 및 다른 단점들은 셀룰러 통신들의 품질에 손상을 주며, 경쟁 셀룰러 시스템들이 계속해서 급격히 증가함에 따라 성능을 더욱 떨어뜨릴 것으로 예상될 수 있다. 따라서, 다른 셀룰러 통신 시스템들의 기지국들간 통화나 접속의 핸드오프를 신뢰성있게 지시할 수 있는 시스템간 핸드오프 기술이 요구된다.

"Mobile Station Assisted Soft Handoff In A CDMA Cellular Communications System"이란 명칭의 미국특허번호 5,697,055(본 양수인에게 양도되었으며, 그 내용은 본 명세서에서 참조로서 통합됨)에서는 제 1 및 제 2 셀룰러 시스템들의 기지국 사이에서 이동국과 통신의 시스템간 핸드오프를 수행하기 위한 방법 및 시스템을 설명하고 있다. 이동국에서, 제 2 시스템 내의 제 2 기지국에 의해 송신되는 신호의 수량화가능(quantifiable) 파라미터가 측정된다. 상기 수량화가능 파라미터의 측정된 값이 제 1 미리 결정된 레벨을 통과할 때(pass through), 이동국은 상기 제 1 시스템 내의 제 1 기지국을 통해 신호 품질 메시지를 제 1 이동 스위칭 제어국으로 전달(communicate)한다.

다음으로, 제 1 이동 스위칭 제어국으로부터 제 2 시스템 내의 제 2 이동 스위칭 제어국으로 채널 요청 메시지가 전달된다. 제 2 기지국에서는, 이동국으로부터 수신되는 신호의 수량화가능 파라미터가 또한 측정된다. 제 2 기지국은 상기 수량화가능 파라미터의 측정값이 미리 결정된 레벨을 통과할 때 이동국과의 통신을 설정한다. 선택적으로, 제 1 기지국에 의해 송신되는 제 1 파일럿 신호의 신호 강도가 이동국에서 측정된다. 다음으로, 제 1 파일럿 신호의 측정된 신호 강도가 미리 결정된 제 2 레벨보다 작게 되는 경우에는 핸드오프 요청 메시지가 제 2 기지국에 송신되고, 그로 인해서 이동국 통신이 설정될 것이다. 이동 스위칭 제어국들간에 음성 링크를 제공하는 것은 제 1 및 제 2 셀룰러 시스템들 사이의 현존 접속 송신을 가능하게 하며, 시스템 사이의 소프트 핸드오프들의 수행을 가능하게 한다.

비록 이러한 장치는 양 시스템이 CDMA에 기초함으로써 양 시스템 모두가 소프트 핸드오프를 수행할 수 있는 상황에서 잘 동작하지만, 시스템들 중 하나 이상이 이러한 핸드오프를 수행할 수 없는 시스템간 핸드오프를 어떻게 처리할 지에 대한 문제는 여전히 존재한다. 일예로, 소위 GSM 표준은 소프트 핸드오프를 위한 어떤 메커니즘도 갖지 않는다. 그러므로, CDMA 네트워크로부터 GSM 네트워크로의 무선 인터페이스를 사용하여 통화를 핸드오프하는데 있어서는 문제가 있다. 또한, CDMA 2000 메커니즘은 GSM 인증을 수행하는데 필요한 데이터를 송신할 수 없기 때문에, GSM 인증이 이루어질 수 없다. GSM에서의 암호화는 CDMA 2000에서의 암호화와 다르다.

이러한 문제점을 처리하는 한 가지 방법은 일예로 CDMA 시스템과 같은 비-GSM 시스템으로의 핸드오프를 수행할 수 있도록 GSM을 변경하는 것이다. 그러나, GSM은 상대적으로 말해서 현재 긴 시간 동안 형성되고, 운영자들은 이웃하는 비호환적인 시스템을 수용하기 위해서 현존 장치에 대해 고비용의 변경을 수행하는 것을 원하지 않을 것이다. 만약 새로운 메시지들이 듀얼-모드 이동국들을 지원하여 무선 인터페이스에 추가된다면, 이러한 새로운 메시지를 지원하기 위해 변경이 이루어져야 한다. 명백하게, 이는 운영자의 시각에서 바람직하지 않다.

CDMA 시스템과 GSM 시스템 사이에서의 핸드오프로 인한 또 다른 문제점은 CDMA 및 GSM 인증이 2개의 상이한 방법들 및 키들을 사용한다는 점이다. GSM 및 CDMA 1X에서의 인증 방법은 기본적으로 동일하지만, 키들은 상이한 크기들을 갖는다. CDMA 1X는 고유 첼린지 및 카운트 방법들과 같은 추가의 절차들을 가지며, 이들은 각각 채널 하이잭(hijack) 및 리플레이 공격(replay attack)을 방지한다.

본 발명은 위에서 설명된 문제점들을 해결한다.

본 발명의 일양상에 따르면, 제 1 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 1 셀룰러 통신 시스템 내의 제 1 기지국으로부터 제 2 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 2의 상이한 셀룰러 시스템 내의 제 2 기지국으로 이동국의 핸드오프를 실행하기 위한 방법이 제공되는데, 상기 방법은, 상기 제 1 기지국에 의해 송신되는 신호의 파라미터를 상기 이동국에서 측정하는 단계; 상기 제 2 기지국에 의해 송신되는 신호의 파라미터를 상기 이동국에서 측정하는 단계; 상기 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달할 때, 상기 이동국으로부터의 신호 품질 메시지를 상기 제 1 기지국을 통해 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로 전달하는 단계; 상기 제 2 이동 스위칭 제어국에 대한 채널 요청 메시지 정보를 상기 제 1 이동 스위칭 제어국에서 생성하는 단계; 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로부터 상기 정보를 상기 이동국으로 전달하는 단계; 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로부터의 상기 정보로부터 상기 제 2 이동 스위칭 제어국에 대한 채널 요청 메시지를 상기 이동국에서 생성하는 단계; 및 상기 이동국으로부터 상기 채널 요청 메시지를 상기 제 2 이동 스위칭 제어국으로 전달하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 이동국이 제공되는데, 상기 이동국은, 제 1 셀룰러 통신 시스템 내의 제 1 기지국과 신호들을 수신 및 송신하도록 동작하는 제 1 트랜시버 체인; 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 제 2 기지국과 신호들을 수신 및 송신하도록 동작하는 제 2 트랜시버; 및 상기 제 1 기지국에 의해 송신되는 신호의 파라미터를 측정하고, 상기 제 2 기지국에 의해 송신되는 신호의 파라미터를 측정하고, 상기 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달하였을 때, 상기 이동국으로부터 신호 품질 메시지를 상기 제 1 기지국을 통해 상기 제 1 셀룰러 통신 시스템으로 전달하고, 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템에 대한 채널 요청 메시지 정보를 상기 제 1 기지국으로부터 수신하고, 상기 제 1 기지국으로부터의 상기 정보로부터 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템에 대한 채널 요청 메시지를 생성하며, 상기 채널 요청 메시지를 상기 제 2 이동국으로 전달하기 위한 제어기를 포함한다.

본 발명의 상기한 및 추가의 특징들이 첨부된 청구항들에 개시되며, 이들은 첨부된 도면을 참조하여 주어진 본 발명의 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명의 고려하여 장점들과 함께 명확해질 것이다.

도 1은 셀룰러 시스템의 개략 대표도.
도 2는 두 셀룰러 시스템들 사이의 경계의 개략 대표도.
도 3은 듀얼 모드 이동국의 개략도.
도 4는 GSM 시스템내 데이터 교환의 대략 대표도.
도 5는 단일 모드 이동국의 개략도.

도 1은 예시적인 셀룰러 전화 시스템의 개략도이다. 도시된 시스템은 전형적으로 다수인 시스템 이동국들 또는 이동전화들과 기지국들 사이의 통신을 용이하게 하기 위한 여러 다중접속 변경 기술들 중 하나를 사용한다. 이러한 다중접속 통신 시스템 기술들은 시분할 다중접속(TDMA), 주파수분할 다중접속(TDMA), 코드분할 다중접속(CDMA) 및 진폭 압신된 단일 측파대와 같은 AM 변조 방식을 포함한다. 예를 들어, 앞서 언급된 미국특허번호 4,901,307에 개시된 CDMA 확산 스펙트럼 변조 기술은 다중접속 통신 시스템들에 대한 다른 변조 기술들에 비해 중요한 장점들을 가지며, 그렇기 때문에 바람직하다.

전형적인 CDMA 시스템에서, 각각의 기지국은 고유 파일럿 신호를 송신하며, 이는 해당 파일럿 채널을 통한 "파일럿 캐리어"의 송신을 포함한다. 파일럿 신호는 공통 의사랜덤 잡음(PN) 확산 코드를 사용하여 각각의 기지국에 의해 항상 송신되는 변조되지 않은 직접 시퀀스 스펙트럼 확산 신호이다. 파일럿 신호는 이동국들로 하여금 코히어런트 복조를 위한 기준 및 핸드오프 결정에 사용되는 신호 강도 측정을 위한 기준을 제공하는 것 이외에도 초기 시스템 동기화 즉, 타이밍을 달성할 수 있게 한다. 각각의 기지국에 의해 송신되는 파일럿 신호는 종종 동일한 PN 확산 코드일 수 있지만 다른 코드 위상 오프셋을 가질 수 있다.

도 1에 도시된 시스템에서는, 이동 스위칭 센터(MSC)로도 지칭되는 시스템 제어기 및 스위치(10)가 전형적으로 다수의 기지국들(12, 14, 16)에 시스템 제어를 제공하기 위한 인터페이스 및 처리 회로(미도시)를 포함한다. 제어기(10)는 또한 적합한 이동국으로의 송신을 위해 공중전화교환망(PSTN)으로부터 상기 적합한 기지국으로 전화 통화들을 라우팅하는 것을 제어한다. 제어기(10)는 또한 이동국들로부터 적어도 하나의 기지국을 통해 PSTN으로 통화들을 라우팅하는 것을 제어한다. 제어기(10)는 이러한 이동국들이 전형적으로 서로 직접 통신하지 않기 때문에 적합한 기지국(들)을 통해 이동 사용자들 사이의 통화들을 관리할 수 있다.

제어기(10)는 전용 전화선들, 광섬유 링크들과 같은 여러 수단에 의해서나 마이크로파 통신 링크들에 의해 기지국들에 연결된다. 도 1에서, 셀룰러 전화를 포함하는 예시적인 이동국(18)과 함께 이러한 세 개의 예시적인 기지국들(12, 14, 16)이 도시된다. 화살표(20a, 20b)는 기지국(12)과 이동국(18) 사이의 가능한 통신 링크를 정의한다. 화살표(22a, 22b)는 기지국(14)과 이동국(18) 사이의 가능한 통신 링크를 정의한다. 마찬가지로, 화살표(24a, 24b)는 기지국(16)과 이동국(18) 사이의 가능한 통신 링크를 정의한다.

기지국 서비스 영역들 또는 셀들은 이동국이 하나의 기지국에 가장 가깝게 되도록 하는 지리적 형상으로 설계된다. 이동국이 유휴 상태일 때, 즉, 어떠한 통화도 진행되지 않을 때, 이동국은 각각의 인접 기지국으로부터의 파일럿 신호 송신들을 계속해서 모니터링한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파일럿 신호들은 각각 통신 링크(20b, 22b, 24B)를 통해 기지국(12, 14, 16)에 의해 이동국(18)으로 송신된다. 다음으로 이동국은 이들 특정 기지국들로부터 송신된 파일럿 신호 강도를 비교함으로써 자신에 어떠한 셀내에 위치하는지를 결정한다.

도 1에 도시된 예에서, 이동국(18)은 기지국(16)에 가장 가까운 것으로 간주된다. 이동국(18)이 통화를 개시할 때, 제어 메시지가 가장 가까운 기지국(여기서는 기지국(16))으로 송신된다. 기지국(16)은 통화 요청 메시지를 수신하면 시스템 제어기(10)로 시그널링하고 통화 번호를 전달한다. 다음으로, 시스템 제어기(10)는 PSTN을 통해 원하는 수신자에게 통화를 연결한다.

만일 통화가 PSTN내에서 개시된다면, 제어기(10)는 통화 정보를 영역내 모든 기지국들에 송신한다. 기지국들은 다시 호출 메시지를 원하는 수신자 이동국으로 송신한다. 이동국이 호출 메시지를 수신하였을 때, 이동국은 가장 가까운 기지국으로 송신되는 제어 메시지에 응답한다. 이러한 제어 메시지는 시스템 제어기에게 이러한 특정 기지국이 이동국과 통신한다는 것을 시그널링한다. 다음으로 제어기(10)는 통화를 가장 가까운 기지국을 통해 이동국으로 라우팅한다.

이동국(18)이 초기 기지국 즉, 기지국(16)의 커버리지 영역으로부터 벗어나서 이동한다면, 다른 기지국을 통해 통화를 라우팅함으로써 통화를 계속하고자 할 것이다. 핸드오프 수행 중에, 다른 기지국을 통해 통화 또는 라우팅을 핸드오프를 초기화하는 다른 방법들이 있다.

기지국 초기화 핸드오프 방법에서, 초기 이동국 즉, 이동국(16)은 이동국(18)에 의해 송신된 신호가 특정 임계 레벨 이하로 떨어지는 것을 인식한다. 다음으로 기지국(16)은 시스템 제어기(10)로 핸드오프 요청을 송신하고, 이러한 시스템 제어기는 상기 요청을 기지국(16)의 모든 인접 기지국(12, 14)으로 중계한다. 제어기-송신된 요청은 채널 관련 정보를 포함하고, 이동국(18)에 의해 사용된 PN 코드 시퀀스를 포함한다. 기지국(12, 14)은 수신기를 이동국에 의해 사용된 채널에 동조시키고, 통상의 디지털 기술들을 사용하여 신호 강도를 측정한다. 만일 기지국들(12, 14)의 수신기들 중 하나가 초기 기지국의 보고된 신호 강도보다 강한 신호를 보고한다면, 핸드오프는 그 기지국으로 수행된다.

선택적으로, 이동국 그 자체는 소위 이동-보조(mobile-assisted) 핸드오프를 개시한다. 기지국들 각각은 특히 기지국을 식별하는 파일럿 신호를 송신한다. 이동국은 다른 기능을 수행하는 것 외에도 인접 기지국들(12, 14)의 파일럿 신호 송신을 스캐닝하는데 사용되는 탐색 수신기를 구비한다. 만일 인접 기지국(12, 14) 중 하나의 파일럿 신호가 주어진 임계치보다 강한 것으로 판명된다면, 이동국(18)은 현재 기지국(16)으로 이러한 결과에 대한 메시지를 송신한다.

다음으로, 이동국과 기지국 사이의 상호대화방식 과정을 통해 이동국은 하나 이상의 기지국(12, 14, 16)으로 통신할 수 있게 된다. 이러한 과정동안, 이동국은 수신한 파일럿 신호들의 신호 강도를 식별하고 측정한다. 이러한 정보는 이동국이 통신하고 있는 기지국(들)을 통해 MSC로 전달된다. MSC는 이러한 정보를 수신하면, 이동국과 기지국 사이의 연결을 개시 또는 종결하고, 이에 따라 이동국-보조 핸드오프에 영향을 준다.

이상의 과정은 이동국이 하나 이상의 기지국을 통해 동시에 통신하는 "소프트" 핸드오프로서 간주된다. 소프트 핸드오프 동안, MSC는 이동유닛이 다른 셀들 사이에서 이동하면서 통신하는 각각의 기지국으로부터 수신된 신호들 사이를 조합하거나 또는 선택한다. 유사한 방식으로, MSC는 이동유닛이 통신하고 있는 각각의 기지국에 PSTN으로부터의 신호들을 중계한다. 이동국-보조 핸드오프는 동일한 셀룰러 시스템이 아닌 즉, 동일한 MSC에 의해 제어되지 않는 둘 이상의 기지국들의 커버리지 영역내에 이동국이 위치하게 될 경우 더 복잡해지는 경향이 있다.

다른 시스템들내 기지국들 사이에서 핸드오프를 수행하기 위한 하나의 방법은 도 2를 참조하여 설명되고, 이는 CDMA 이동 스위칭 센터(MSCc)의 제어를 받는 CDMA 셀룰러 시스템(예, IS-95 1X) 및 GSM 이동 스위칭 센터(MSCg)의 제어를 받는 GSM 셀룰러 시스템을 포함하는 셀룰러 통신 네트워크(30)를 개략적으로 도시한다. 도 2에서는, CDMA 시스템의 셀들(C1A 내지 C5A)내에 각각 위치하는 5개의 이러한 예시적인 기지국들(B1A 내지 B5A)이 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 5개의 기지국(B1B 내지 B5B) 각각은 GSM 시스템의 셀들(C1B 내지 C5B)내에 위치한다. 비록 예시를 용이하게 하기 위해 셀들(C1A 내지 C5A) 및 셀들(C1B 내지 C5B)이 원형으로 도시되었지만, 셀들은 다른 형태로 설계될 수 있으며 실제로 이들이 위치하는 영역의 지형 및 토포그래피에 따른 형태를 가질 수 있다. 아래에서는, 셀들(C1A 내지 C3A 및 C1B 내지 C3B)이 "경계" 셀들로 불리는데, 그 이유는 이러한 셀들이 제 1 및 제 2 셀룰러 시스템들 사이의 경계에 가까이 있기 때문이다. 이러한 설계는 각각의 시스템내 나머지 셀들이 "내부" 셀들로서 편리하게 불리도록 한다.

이하의 설명은 CDMA 및 GSM 셀룰러 시스템들내 기지국으로부터 신호를 수신하여 그에 반응할 수 있는 기지국을 참조하여 주어질 것이다. 하지만, CDMA One, CDMA2000, CDMA2000 1x, CDMA 2000 3x, 고 데이터 레이트 원리들(HDR), CDMA 1xEV, CDMA 1xEVDO, TDMA, TDSCDMA, W-CDMA, GPRS 등과 같은 임의 형태의 통신 시스템이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이를 위해, 이동국은 두 셀룰러 시스템들의 다른 동작 주파수들로 동조가능한 수신 체인을 가진 듀얼-밴드 트랜시버를 갖도록 구성된다. 이러한 이동국의 개략도는 첨부된 도면들의 도 3에 도시된다. 도시된 바와 같이, 이동국(40)은 CDMA 송신 및 수신 체인(46)과 GSM 송신 및 수신 체인(48) 양쪽 모두에 듀플렉서(44)를 통해 연결된 안테나(42)를 포함한다. 송/수신 체인(46, 48)은 각각의 CDMA 및 GSM 시스템들에 대해 통상적인 것이다. 상기 체인들은 적절하게 복조 및 컨버팅된 데이터를 범용 기저대역 회로(50)로 출력하며, 기저대역 회로(40)로부터 송신용 데이터를 수신한다. 송신/수신 체인(46, 48)은 CDMA 또는 GSM 시스템으로부터의 명령 신호들에 응답하여 두 체인들 사이에서 스위칭하는 제어기(52)에 의해 제어된다. 따라서, 이러한 실시예에서, 두 체인들은 동일한 시간에 활성화되지 않는다. 다른 실시예에서, 두 체인들은 동일한 시간에 활성화된다.

다른 실시예에서, 이동국은 두 셀룰러 시스템들 중 하나에 동조가능한 수신 체인을 가진 단일 트랜시버로 구성된다. 이러한 이동국의 개략도는 첨부된 도면중 도 5에 주어진다. 도시된 바와 같이, 이동국(53)은 안테나(54)를 포함한다. 듀플렉서(55)는 CDMA 송신 및 수신 체인(56)(만일 CDMA 핸드세트를 가진다면)에 연결된다. 그렇지 않을 경우, 이동국(53)은 GSM 송신 및 수신 체인(57)에 연결된다. 송신/수신 체인(56, 57)은 각각의 CDMA 및 GSM 시스템들에 대해 통상적인 것이다. 상기 체인의 출력은 통상적인 기저대역 회로(58)로 송신될 적절하게 복조 및 컨버팅된 데이터이며, 기저대역 회로(58)로부터 송신을 위한 데이터를 수신한다. 송신/수신 체인, 체인(56) 또는 체인(57)이 제어기(59)에 의해 제어된다.

도 2를 참조하면, CDMA 이동 스위칭 센터(MSCc)는 지정 이동국으로 송신을 위해 공중 교환 전화망(PSTN)으로부터 적절한 기지국(B1A 내지 B5A)으로 전화 통화들의 라우팅을 제어한다. CDMA 이동 스위칭 센터(MSCc)는 또한 적어도 하나의 기지국을 통해 제 1 셀룰러 시스템의 커버리지 영역내 이동국들로부터 PSTN으로 통화들의 라우팅을 제어한다. GSM 이동 스위칭 센터(MSCg)는 기지국(B1B 내지 B5B)의 동작을 제어하기 위해 그리고 PSTN과 GSM 셀룰러 시스템 사이의 통화들을 라우팅하기 위해 유사한 방식으로 동작한다. 제어 메시지들 등은 시스템내 데이터 링크(34)를 통해 MSCc 및 MSCg간에 통신된다.

이동국이 CDMA 시스템의 내부 셀들내에 위치할 때, 이동국은 전형적으로 각각의 인접(즉, 내부 및/또는 경계) 기지국으로부터 파일럿 신호 송신들을 모니터링하도록 프로그램된다. 다음으로, 이동국은 주위 기지국들로부터 송신된 파일럿 신호 강도를 비교함으로써 자신이 어느 셀내에 위치하는지를 결정한다. 이동국이 셀간 경계에 접근할 때, 이동국-보조 핸드오프가 예를 들면, 미국특허번호 5,267,262에 개시된 방식으로 개시된다.

이동국이 경계 셀들(C1A 내지 C3A) 또는 (C1B 내지 C3B) 중 하나의 셀 내에 위치할 때는 다른 상황이 된다. 예로서, 이동국이 셀(C2A)내에 위치하지만 셀(C2B)에 가까워지는 경우를 고려하자. 이러한 예에서, 이동국은 기지국(B2B)로부터 사용가능한 신호 레벨들을 수신하기 시작하고, 이는 다시 기지국(B2B)으로 보고되며 이동국이 현재 통신하고 있는 임의의 다른 기지국(들)에 보고된다. 사용가능한 신호 레벨들이 이동국 또는 기지국에 의해 수신되는 시간은 수신된 신호의 하나 이상의 수량화가능 파라미터들(예, 신호 강도, 신호대 잡음비, 프레임 삭제 레이트, 비트 에러 레이트 및/또는 상대 시간 지연)을 측정함으로써 결정된다. 이러한 메커니즘은 상기 언급된 미국특허번호 5,697,055에 개시된 방법과 유사하다.

만일 두 시스템들이 CDMA 시스템이라면, 미국특허번호 5,697,055에 개시된 핸드오프 메커니즘이 셀(C2A)과 셀(C2B) 사이의 핸드오프를 실행하는데 사용될 수 있다. 하지만, CDMA 네트워크로부터 GSM 네트워크로의 무선 인터페이스를 사용하여 통화를 핸드오프하기 위한 메커니즘은 현재에는 존재하지 않는다는 문제점이 있다. GSM 인증은 CDMA 메커니즘들이 GSM 인증에 필요한 데이터를 송신할 수 없기 때문에 수행될 수 없다. GSM에서의 암호화는 CDMA에서의 암호화와는 다르다. 만일 새로운 메시지들이 듀얼-모드 이동국들의 지원하에서 무선 인터페이스에 부가된다면, 이들 새로운 메시지들을 지원하기 위해서 변경이 이루어져야 한다. 이는 바람직하지 않다.

이러한 문제에 대한 해법은 이동국이 CDMA 네트워크로부터 GSM 네트워크로의 전달할 수 있는 명령들을 포함하는 일반적인 메시지를 사용한다. 일반적인 메시지는 반드시 GSM 인증 및 암호화에 영향을 주는데 필요한 데이터를 전달할 수 있어야 한다. 바람직하게, GSM내 다른 보조 특성들이 일반적인 메시지에 의해 지원되어야 한다. 다시 말해, 설정된 GSM 프로토콜들은 현존 GSM 시스템들내에서 임의의 변화를 최소화하기 위해 완전하게 유지되어야 한다. 핸드오프 동작의 일부는 가입자 식별을 설정하는 단계를 포함하고, 일단 핸드오프가 영향을 받았다면 물리적 연결(암호화)에 대해 시그널링 및 데이터 비밀성을 유지하는 것이 필요하다. 가입자 식별 인증의 정의 및 동작 필요조건은 GSM 02.09에 주어진다.

인증 과정은 암호화 키를 설정하는데 사용된다. 그러므로, 인증 과정은 네트워크가 가입자 식별을 설정한 이후 채널이 암호화되기 전에 수행된다. 두 네트워크 기능들이 이를 달성하기 위해 필요하다. 즉, 시스템내 인증 과정 그 자체 및 인증 및 암호화 키들의 관리가 필요하다.

이를 염두해두고, 언제든 수행될 수 있으며(핸드오프 상황시 및 비-핸드오프 상황시), 단방향 또는 양방향인 터널링 메커니즘을 사용하는 것이 고려된다. 한 형태의 터널링 메커니즘은 전형적으로 GSM 기지국 제어기(BSC)에 의해 검사되지 않지만 듀얼 모드 이동국에 의해 필요한 CDMA 시스템 GSM 파라미터들내에 투명하게(transparently) 전달하기 위한 소위 ADDS(애플리케이션 데이터 전달 서비스) 메시지들 및 짧은 데이터 버스트 메시지들이다. ADDS 메시지들의 사용은 데이터 버스트들과 함께 일반적인 페이로드가 네트워크들의 이동 서비스 스위칭 센터(MSC) 또는 다른 네트워크 엘리먼트들(예, SMS, 위치측정 위치결정 서버, OTASP) 사이로 송신될 수 있도록 한다. 시스템은 CDMA BSCc 또는 BTS에 대한 어떠한 변화없이 네트워크와 이동국 사이에서 GSM 정보를 끝에서 끝으로(end-to-end) 송신하기 위해 이를 사용한다.

도 2에 도시된 네트워크 배치에서, ADDS 메시지는 MSCc로부터의 타이밍 정보 및 인증 데이터와 같은 GSM 핸드오프 데이터를 BSCc를 통해 이동국으로 전달하는데 사용된다. 다음으로 이동국은 GSM 네트워크내 MSCg로 핸드오프 데이터를 전달하기 위해 소위 MAP(이동 애플리케이션 프로토콜) 메시지들을 사용한다. 이는 MSCg가 데이터를 MAP 메시지들로 해석하고 이에 따라 이동국을 제어할 수 있도록 하기 위해 MSCg에 대해 작은 변화만을 필요로 한다. 데이터를 전달하기 위한 다른 대안도 물론 가능하다.

이동국이 CDMA와 GSM 시스템들 사이의 경계(예, 셀(C2A)과 인접 셀(C2B)내)에 위치할 때, 이동국은 이동국이 GSM 시스템으로 핸드오프되어야 하는 상황을 MSCc에게 알리기 위해 MSCc에 다시 메시지를 송신함으로써 핸드오프 과정을 시작한다.

셀 데이터베이스(미도시)는 핸드오프 과정의 일부로서 사용된다. 이러한 데이터베이스는 GSM 네트워크로 필수 정보를 이동국으로 제공하는데 사용되고, 그에 따라 CDMA MSC와 GSM 사이에서 필요에 따라 핸드오프를 수행할 수 있게 된다.

GSM 시스템에서, 두 형태의 핸드오프, 즉 동기식 및 비동기식 핸드오프가 사용가능하다. 비동기식 핸드오프를 용이하게 구현하는 것이 바람직하다. 그러므로, 이동국은 핸드오프가 GSM으로 비동기 핸드오프될 것으로 지시된다. 핸드오프 명령이 이동국에 의해 수신된 이후, 이동국은 GSM 인증 데이터가 생성되고 이동국으로 제공될 수 있도록 CDMA MSCc로 다시 전달되는 MAP 핸드오프 메시지를 다시 수신할 때까지 가장 먼저 수 개의 접속 버스트들을 GSM 기지국 제어기(BSCg)로 송신한다. GSM은 이동국에 타이밍을 요구하는 것을 보조하는 데이터 버스트를 가지고, 비동기 핸드오프를 위한 과정을 가진다. 그러므로, ADDS 메시지는 발생된 핸드오프에 대한 특정 시간을 한정하는 "동작 시간" 메시지를 포함한다. 이러한 데이터가 수신된 때에만 이동국은 정상 송신을 시작할 것이다.

CDMA와 GSM 사이의 핸드오프시 다른 문제점은 CDMA와 GSM 인증이 두 개의 다른 방법 및 키들을 사용한다는 것이다. GSM 및 CDMA 1X에서의 인증 방법은 기본적으로 동일하지만, 키들은 다른 크기를 가진다. CDMA 1X는 고유 시도 및 카운트 방법을 가지며, 이는 각각 채널 하이잭 및 리플레이 공격을 방지한다. CDMA 물리층이 GSM MSCg에 대한 상당한 변화를 요구하지 않고 GSM 시스템에서 사용될 수 있도록 하기 위해, GSM 인증 방법들은 CDMA 물리층을 통해 재사용될 수 있어야 한다. 이는 시스템이 두 개의 다른 형태의 인증 센터들, 두 형태의 SIM 카드들 등을 지원하지 않아도 된다는 장점을 가진다.

인증 과정은 시스템과 이동국 사이의 일련의 교환들로 구성된다. 시스템은 예상할 수 없는 번호의 RAND를 이동국으로 송신한다. 다음으로, 이동국은 A3 알고리즘으로 알려진 알고리즘을 사용하여 RAND 번호의 서명으로 알려진 결과 SRES를 계산한다. A3 알고리즘은 SRES를 계산하기 위해 RAND 및 개별 가입자 인증 키 Ki를 사용한다. 가입자 인증 키 Ki는 고객이 가장 먼저 서비스에 가입하고 시스템의 SIM(가입자 식별 모듈) 카드와 홈 위치결정 레지스터(HLR)내에 저장될 때 할당된다. Ki는 암호화시 개인 키이고 이에 따라 네트워크를 통해 결코 송신될 수 없다. 마지막으로, 이동국은 유효성이 검사되는 시스템으로 서명 SRES를 송신한다.

첨부된 도면중 도 4는 인증이 GSM MSC에서 어떻게 실행되는지를 도시한다. GSM에서의 인증 키는 Ki로 불리며 128 비트의 길이를 가진다. 네트워크는 난수(RAND)를 생성하고, 이는 128 비트의 길이이다. RAND 및 Ki는 A3 알고리즘에 입력되고, 입력 데이터로부터 32-비트 결과(SRES)를 계산한다. RAND 수는 에러 메시지들을 통해 이동국으로 송신된다. GSM 시스템에서, 각각의 이동국은 스마트 카드 즉, 소위 SIM(가입자 식별 모듈) 카드를 포함한다. 인증을 위한 표준 SIM 명령들은 GSM 11.11에 규정된다. 이들 명령들은 이들이 GSM 애플리케이션의 올바른 기능을 방해하지 않는다면 수행될 수 있도록 허가된다. 만일 SIM이 통화동안 이동국으로부터 제거된다면, 통화는 GSM 11.11에 규정된 바와 같이 즉시 종결된다,

이동국내 SIM은 또한 수신된 RAND 수와 Ki의 국부적으로 저장된 카피(copy)에 A3 알고리즘을 적용함으로써 SRES를 계산한다. 계산 결과는 다시 SRES이고 네트워크에 의해 계산된 SRES와 동일하여야 한다. 그러므로, 결과 SRES는 네트워크에 의해 계산된 SRES의 값과 비교되는 네트워크로 이동국에 의해 송신된다. 만일 두 SRES의 값이 동일하다면 이동국이 인증된다. 도 2의 시스템에서, RAND 수가 에러 인터페이스를 통해 ADDS 메시지들을 사용하여 송신되고, 그 결과 SRES가 다시 송신된다.

SRES의 값이 64-비트 암호 또는 암호와 키 Kc를 계산하기 위해 A8로서 알려진 알고리즘에서 사용된다. 이동국내 SIM에 의한 GSM 인증 및 암호화 알고리즘에 의해 생성된 Kc 키는 CDMA CAVE 알고리즘을 사용하여 일반적으로 생성되는 개인 롱 코드 마스크 대신에 CDMA 물리층에 적용된다. 64-비트 Kc 키는 42 비트 개인 롱 코드로 고유하게 매핑되고 이에 따라 음성 프라이버시를 제공하기 위해 "개인 롱 코드 마스크"에 대한 기반으로서 사용된다. 개인 롱 코드 마스크는 CDMA 메시지들 주위에 전달되고 CAVE 알고리즘으로부터 생성되었을 때와 전혀 다르지 않게 번역된다. 음성 프라이버시에 대한 이러한 접근은 시스템이 하이브리드 CDMA/GSM 네트워크내에서 고유 인증 센터 및 고유 SIM 형태들을 유지하도록 한다.

GSM은 프레임 레벨에서 암호화를 수행한다. 매 프레임은 프레임 수 및 64-비트 Kc 키를 사용하여 암호화되고, 키는 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이 유도된다. 프레임 수 및 Kc 마스크는 매 프레임에 적용된다. CDMA 1X 시스템에서, 암호화는 42-비트 개인 롱 코드를 사용하여 수행된다. 도 2의 하이브리드 시스템에서, Kc 키가 42-비트 롱 코드 마스크를 유도하기 위해 사용되며, Kc와 개인 롱 코드 사이를 매핑하는 매핑 알고리즘을 가진다. 이러한 매핑은 MSCc내에서 수행되며, 간단히 BSC가 어떠한 개인 롱 코드를 사용하여야 하는지를 알려준다.

ADDS 동작은 지상 네트워크 엘리먼트(예, MSC, SNS, PDC)와 이동국 사이에 투명한 서비스들의 전달을 가능케 한다. 시스템은 이러한 동작을 인증 정보 RAND를 MS로 전달하고 SRES를 다시 MSC로 전달하는데 사용한다. ADDS 메세징 동작은 MSCc로부터 BSCc로 수행되며, 데이터가 호출 채널을 통해 이동국으로 송신될 수 있도록 한다. ADDS 전달 동작은 NSCc로부터 MSCc로 수행되고 데이터가 접속 채널을 통해 이동국으로부터 네트워크로 송신될 수 있도록 한다. ADDS 전달 동작은 MSCc로부터 NSCc로 수행되거나 BSCc로부터 MSCc로 수행되고, 데이터가 트래픽 채널을 통해 이동국과 네트워크 사이에 송신될 수 있도록 한다. ADDS 파라미터는 "ADDS 사용자 부분"으로 정의되며, 이는 애플리케이션 데이터 메시지의 포맷을 포함하는 6-비트 "데이터 버스 타입"을 포함한다. ADDS 동작은 서비스-특정 데이터를 포함하는 ADDS 사용자 부분 파라미터를 사용한다. 인증 동작은 인증 데이터를 전달하기 위해 ADDS 사용자 부분을 사용한다. 설명된 시스템은 이동국에 따라 해석되는 "GSM-MAP 인증"으로 명명된 새로운 데이터 버스트 형태를 사용한다.

예시적인 실시예들은 인증 과정에 포함되는 정보를 저장하기 위한 데이터베이스가 수신단으로부터 나올 때마다 또는 수신단에 의해 접속될 때마다 구현된다는 것에 주목한다. 예시적인 실시예들의 프로세서는 한 사용자와의 하나의 암호화 방식을 다른 사용자와 다른 암호화 방식을 구현하는데 사용된다. 예시적인 실시예의 기본 구현은 개별 사용자들과의 통신이 무선 매체를 통해 발생되기 때문에 자원을 중개하기 위한 물리적 연결을 필요로 함없이 수행된다.

당업자라면 여기서 설명된 실시예들과 관련하여 설명된 여러 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 이 둘의 조합으로서 구현될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 여러 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 단계들은 전반적으로 자신들의 기능과 관련하여 설명되었다. 이들이 기능은 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 대한 설계 제한요인에 따라 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현된다. 당업자라면 이들 상황하에서 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이고, 각각의 특정 애플리케이션에 대해 설명된 기능을 구현하는 가장 좋은 방법을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 설명된 실시예와 관련하여 설명된 여러 예시적인 논리 블록, 흐름도, 윈도우들 및 단계들이 주문형 집적회로(ASIC), 프로그램가능 논리 장치, FIFO내 레지스터와 같은 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 펌웨어 명령 세트를 실행하는 프로세서, 현장 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스, 및 이들의 조합으로 가진 하드웨어 또는 소프트웨어내에 구현 또는 실행된다. 프로세서는 바람직하게는 마이크로프로세서일 수 있지만, 선택적으로 프로세서는 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로콘트롤러 또는 상태기계일 수 있다. 소프트웨어는 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 레지스터 또는 다른 자기 혹은 광학 저장매체내에 상주한다. 당업자라면 상기 설명에서 참조된 데이터, 지시들, 명령들, 정보들, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들이 바람직하게는 전압, 전류, 전자기파, 자기장 혹은 입자, 광학장 혹은 입자 또는 이들의 조합으로 표현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

따라서, 바람직한 실시예를 통해 설명된 본 발명을 통해 설명된 실시예는 예시를 위한 것일 뿐이며 적정한 지식과 기술을 가진 자에 의해 첨부된 청구항 및 이들의 등가에 의해 개시된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남없이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (30)

1. 제 1 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 1 셀룰러 통신 시스템 내의 제 1 기지국으로부터 제 2 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 제 2 기지국으로 이동국의 핸드오프를 실행하는 방법 ― 상기 제 1 셀룰러 통신 시스템은 CDMA 시스템이고, 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템은 GSM 시스템임 ― 으로서,
   상기 제 1 기지국에 의해 송신되는 제 1 신호의 제 1 파라미터를 상기 이동국에서 측정하는 단계;
   상기 제 2 기지국에 의해 송신되는 제 2 신호의 제 2 파라미터를 상기 이동국에서 측정하는 단계;
   상기 제 1 및 제 2 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달할 때, 상기 이동국으로부터 상기 제 1 기지국을 통해 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로 신호 품질 메시지를 전달(communicate)하는 단계;
   핸드오프 데이터를 포함하는 ADDS(Application Data Delivery Service) 메시지를 상기 제 1 이동 스위칭 제어국에서 생성하는 단계 ― 상기 ADDS 메시지는 상기 CDMA 시스템내에서 GSM 파라미터들을 투명하게(transparently) 전달하는 하나의 타입의 터널링 메커니즘임 ― ;
   상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로부터 상기 이동국으로 상기 ADDS 메시지를 전달하는 단계;
   상기 핸드오프 데이터를 포함하는 MAP(Mobile Application Protocol) 메시지를 상기 이동국에서 생성하는 단계; 및
   상기 이동국으로부터 상기 제 2 이동 스위칭 제어국으로 상기 MAP 메시지를 전달하는 단계를 포함하는,
   핸드오프 실행 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이동국을 위한 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 채널을 식별하는 채널 정보를 상기 제 2 이동 스위칭 제어국에서 생성하는 단계를 더 포함하는,
   핸드오프 실행 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 식별된 채널에서 상기 이동국과 상기 제 2 기지국 사이의 통신을 설정하는 단계를 더 포함하는,
   핸드오프 실행 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 이동국과 상기 제 1 기지국 사이의 통신을 중단시키는 단계를 더 포함하는,
   핸드오프 실행 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 파라미터들은 신호 강도에 상응하는,
   핸드오프 실행 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 타이밍 정보를 포함하는,
   핸드오프 실행 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 인증 데이터를 포함하는,
   핸드오프 실행 방법.
8. 이동국으로서,
   제 1 셀룰러 통신 시스템 내의 제 1 기지국과 신호들을 수신 및 송신하도록 동작하는 제 1 트랜시버 체인 ― 제 1 셀룰러 통신 시스템은 CDMA 시스템임 ― ;
   제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 제 2 기지국과 신호들을 수신 및 송신하도록 동작하는 제 2 트랜시버 체인 ― 제 2 셀룰러 통신 시스템은 GSM 시스템임 ― ; 및
   제어기를 포함하고, 상기 제어기는,
   상기 제 1 기지국에 의해 송신되는 제 1 신호의 제 1 파라미터를 측정하고,
   상기 제 2 기지국에 의해 송신되는 제 2 신호의 제 2 파라미터를 측정하고,
   상기 제 1 및 제 2 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달하였을 때, 상기 이동국으로부터 상기 제 1 기지국을 통해 상기 제 1 셀룰러 통신 시스템으로 신호 품질 메시지를 전달하고,
   핸드오프 데이터를 포함하는 ADDS(Application Data Delivery Service) 메시지를 상기 제 1 기지국으로부터 수신하고 ― 상기 ADDS 메시지는 상기 CDMA 시스템내에서 GSM 파라미터들을 투명하게 전달하는 하나의 타입의 터널링 메커니즘임 ― ,
   상기 핸드오프 데이터를 포함하는 MAP(Mobile Application Protocol) 메시지를 생성하며,
   상기 제 2 기지국으로 상기 MAP 메시지를 전달하는,
   이동국.
9. 제 8항에 있어서, 상기 제어기는 상기 이동국을 위한 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 채널을 식별하는 채널 정보를 상기 제 2 기지국으로부터 추가적으로 수신하는,
   이동국.
10. 제 9항에 있어서, 상기 제어기는 상기 식별된 채널에서 상기 이동국과 상기 제 2 기지국 사이의 통신을 설정함으로써 상기 채널 정보에 응답하도록 배치되는,
    이동국.
11. 제 10항에 있어서, 상기 제어기는 상기 이동국과 상기 제 1 기지국 사이의 통신을 중단시킴으로써 상기 채널 정보에 응답하도록 배치되는,
    이동국.
12. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 파라미터들은 신호 강도에 상응하는,
    이동국.
13. 제 8항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 타이밍 정보를 포함하는,
    이동국.
14. 제 8항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 인증 데이터를 포함하는,
    이동국.
15. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 트랜시버 체인은 상기 제 2 트랜시버 체인이 비활성(inactive) 상태일 때 활성(active) 상태인,
    이동국.
16. 제 8항에 있어서, 상기 제 2 트랜시버 체인은 상기 제 1 트랜시버 체인이 비활성 상태일 때 활성 상태인,
    이동국.
17. 제 1 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 1 셀룰러 통신 시스템 내의 제 1 기지국으로부터 제 2 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 제 2 기지국으로 이동국의 핸드오프를 실행하기 위한 장치 ― 상기 제 1 셀룰러 통신 시스템은 CDMA 시스템이고, 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템은 GSM 시스템임 ― 로서,
    상기 제 1 기지국에 의해 송신되는 제 1 신호의 제 1 파라미터를 상기 이동국에서 측정하기 위한 수단;
    상기 제 2 기지국에 의해 송신되는 제 2 신호의 제 2 파라미터를 상기 이동국에서 측정하기 위한 수단;
    상기 제 1 및 제 2 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달할 때, 상기 이동국으로부터 상기 제 1 기지국을 통해 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로 신호 품질 메시지를 전달하기 위한 수단;
    핸드오프 데이터를 포함하는 ADDS(Application Data Delivery Service) 메시지를 상기 제 1 이동 스위칭 제어국에서 생성하기 위한 수단 ― 상기 ADDS 메시지는 상기 CDMA 시스템 내에서 GSM 파라미터들을 투명하게 전달하는 하나의 타입의 터널링 메커니즘임 ― ;
    상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로부터 상기 이동국으로 상기 ADDS 메시지를 전달하기 위한 수단;
    상기 핸드오프 데이터를 포함하는 MAP(Mobile Application Protocol) 메시지를 상기 이동국에서 생성하기 위한 수단; 및
    상기 이동국으로부터 상기 제 2 이동 스위칭 제어국으로 상기 MAP 메시지를 전달하기 위한 수단을 포함하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
18. 제 17항에 있어서, 상기 이동국을 위한 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 채널을 식별하는 채널 정보를 상기 제 2 이동 스위칭 제어국에서 생성하기 위한 수단을 더 포함하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
19. 제 18항에 있어서, 상기 식별된 채널에서 상기 이동국과 상기 제 2 기지국 사이의 통신을 설정하기 위한 수단을 더 포함하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
20. 제 19항에 있어서, 상기 이동국과 상기 제 1 기지국 사이의 통신을 중단시키기 위한 수단을 더 포함하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
21. 제 17항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 파라미터들은 신호 강도에 상응하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
22. 제 17항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 타이밍 정보를 포함하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
23. 제 17항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 인증 데이터를 포함하는,
    핸드오프를 실행하기 위한 장치.
24. 제 1 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 1 셀룰러 통신 시스템 내의 제 1 기지국으로부터 제 2 이동 스위칭 제어국에 의해 제어되는 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 제 2 기지국으로 이동국의 핸드오프를 실행하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건 ― 상기 제 1 셀룰러 통신 시스템은 CDMA 시스템이고, 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템은 GSM 시스템임 ― 으로서,
    컴퓨터로 하여금 상기 제 1 기지국에 의해 송신되는 제 1 신호의 제 1 파라미터를 상기 이동국에서 측정하도록 하기 위한 코드;
    컴퓨터로 하여금 상기 제 2 기지국에 의해 송신되는 제 2 신호의 제 2 파라미터를 상기 이동국에서 측정하도록 하기 위한 코드;
    컴퓨터로 하여금 상기 제 1 및 제 2 파라미터들이 미리 결정된 조건에 도달할 때, 상기 이동국으로부터 상기 제 1 기지국을 통해 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로 신호 품질 메시지를 전달(communicate)하도록 하기 위한 코드;
    컴퓨터로 하여금 핸드오프 데이터를 포함하는 ADDS(Application Data Delivery Service) 메시지를 상기 제 1 이동 스위칭 제어국에서 생성하도록 하기 위한 코드 ― 상기 ADDS 메시지는 상기 CDMA 시스템 내에서 GSM 파라미터들을 투명하게 전달하는 하나의 타입의 터널링 메커니즘임 ― ;
    컴퓨터로 하여금 상기 제 1 이동 스위칭 제어국으로부터 상기 이동국으로 상기 ADDS 메시지를 전달하도록 하기 위한 코드;
    컴퓨터로 하여금 상기 핸드오프 데이터를 포함하는 MAP(Mobile Application Protocol) 메시지를 상기 이동국에서 생성하도록 하기 위한 코드; 및
    컴퓨터로 하여금 상기 이동국으로부터 상기 제 2 이동 스위칭 제어국으로 상기 MAP 메시지를 전달하도록 하기 위한 코드를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
25. 제 24항에 있어서, 컴퓨터로 하여금 상기 이동국을 위한 상기 제 2 셀룰러 통신 시스템 내의 채널을 식별하는 채널 정보를 상기 제 2 이동 스위칭 제어국에서 생성하도록 하기 위한 코드를 더 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
26. 제 25항에 있어서, 컴퓨터로 하여금 상기 식별된 채널에서 상기 이동국과 상기 제 2 기지국 사이의 통신을 설정하도록 하기 위한 코드를 더 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
27. 제 26항에 있어서, 컴퓨터로 하여금 상기 이동국과 상기 제 1 기지국 사이의 통신을 중단시키도록 하기 위한 코드를 더 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
28. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 파라미터들은 신호 강도에 상응하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
29. 제 24항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 타이밍 정보를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
30. 제 29항에 있어서, 상기 핸드오프 데이터는 인증 데이터를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
    

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