KR100807042B1 - Handoff Method for IP access networks - Google Patents

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KR100807042B1
KR100807042B1 KR1020010081437A KR20010081437A KR100807042B1 KR 100807042 B1 KR100807042 B1 KR 100807042B1 KR 1020010081437 A KR1020010081437 A KR 1020010081437A KR 20010081437 A KR20010081437 A KR 20010081437A KR 100807042 B1 KR100807042 B1 KR 100807042B1
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김종권
김종덕
박재윤
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주식회사 케이티
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법에 관한 것임.The present invention relates to a handoff method in a wireless access network connected to an Internet protocol (IP) network.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은 IP망과 접속하는 무선접속망에서 이동노드에게 최적의 핸드오프 시점을 알려주고, 핸드오프할 새 기지국에 핸드오프 대비 버퍼를 둠으로써, 핸드오프이후 이동노드가 패킷의 유실이나 중복 없이 패킷 통신을 지속할 수 있게 하는, 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법 및 상기 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides a mobile node with an optimal handoff time in a wireless access network connected to an IP network and places a buffer for handoff at a new base station to be handed off, so that the mobile node communicates packets without loss or duplication after handoff. It is an object of the present invention to provide a hand-off method in a wireless access network connected to an Internet Protocol (IP) network and a computer readable recording medium recording the program for realizing the above.

3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention

본 발명은, 인터넷프로토콜(IP)망과 연결된 무선접속망에서의 핸드오프 방법에 있어서, 상대노드와 데이터 통신 중에 핸드오프가 필요함을 인식한 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신한 새 기지국이, 상기 수신한 세미소프트 요청 메시지를 상위노드 측으로 전달하는 제 1 단계; 상기 세미소프트 요청 메시지를 수신한 크로스오버 노드가, 핸드오프 지시 메시지를 이전 기지국을 통하여 상기 이동노드에 전송하고, 상기 세미소프트 요청 메시지가 전달되는 과정 중에 새로이 설정된 라우팅정보를 이용하여 상기 이동노드에 대한 라우팅정보를 상기 새 기지국 방향으로 변경한 후, 상기 상대노드로부터 전송된 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 상기 새 기지국으로 전송하는 제 2 단계; 및 상기 이동노드가 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하여 핸드오프하는 동안 상기 새 기지국이 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 전달받아 저장하고 있다가, 상기 이동노드가 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료하면, 상기 저장하고 있는 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하고, 이후부터 도착하는 상기 이동노드로 전달할 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하는 제 3 단계를 포함함.The present invention relates to a handoff method in a wireless access network connected to an internet protocol (IP) network, wherein a new base station that receives a semi-soft request message from a mobile node that recognizes that a handoff is necessary during data communication with a counterpart node is performed. Transmitting a received semisoft request message to a higher node; The crossover node receiving the semisoft request message transmits a handoff indication message to the mobile node through a previous base station and uses the newly set routing information to transmit the handoff indication message to the mobile node. Changing the routing information for the new base station, and transmitting a data packet to the new base station to be transmitted to the mobile node transmitted from the counterpart node; And while the new base station receives and stores a data packet to be transmitted to the mobile node while the mobile node receives the handoff indication message and performs handoff, when the mobile node completes the handoff to the new base station, And transmitting the stored data packet to the mobile node, and transmitting the data packet to be transmitted to the mobile node arriving thereafter.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 IP망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 등에 이용됨.The present invention is used for handoff in a wireless access network connecting to an IP network.

IP망, 무선접속망, 핸드오프, 세미소프트 요청 메시지, 핸드오프 지시 메시지IP network, wireless access network, handoff, semi-soft request message, handoff indication message

Description

인터넷프로토콜망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법{Handoff Method for IP access networks} Handoff Method for Wireless Access Networks Accessing Internet Protocol Networks             

도 1 은 종래의 셀룰러 IP 세미소프트 핸드오프 방법에 대한 흐름도.1 is a flow diagram of a conventional cellular IP semi-soft handoff method.

도 2 는 본 발명이 적용되는 무선접속망과 IP망 연결 예시도.2 is a view illustrating a wireless access network and an IP network connection to which the present invention is applied.

도 3 은 본 발명에 적용되는 무선접속망 내의 라우팅에 대한 예시도.3 is an exemplary diagram for routing in a radio access network applied to the present invention.

도 4 는 본 발명에 따른 IP망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법에 대한 일실시예 흐름도.
4 is a flowchart illustrating a handoff method in a wireless access network connecting to an IP network according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawing

21, 36: 이동노드 22: 기지국21, 36: mobile node 22: base station

23, 31: 무선접속망 24, 32: 게이트웨이23, 31: Wireless access network 24, 32: Gateway

25: IP 망 26: 상대노드25: IP network 26: partner node

33: 크로스오버노드 34: 이전 기지국33: crossover node 34: old base station

35: 새 기지국
35: new base station

본 발명은 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법 및 상기 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IP망과 접속하는 무선접속망에서 이동노드에게 최적의 핸드오프 시점을 알려주고, 핸드오프할 새 기지국에 핸드오프 대비 버퍼를 둠으로써, 핸드오프 이후 이동노드가 패킷의 유실이나 중복 없이 패킷 통신을 지속할 수 있게 하는, 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법 및 상기 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to a handoff method in a wireless access network connecting to an Internet protocol (IP) network and a computer-readable recording medium recording the program for realizing the above, and more particularly, to a wireless access network connecting to an IP network. Internet Protocol (IP), which informs the mobile node of the best handoff time and places a buffer for the handoff at the new base station to be handed off, allowing the mobile node to continue packet communication without loss or duplication of packets after the handoff. And a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the handoff method in a wireless access network connected to a network.

인터넷프로토콜(IP) 망에서 전역(global) 이동성을 제공해주는 모바일 (Mobile) IP(Internet Protocol)(이하, "IP"라 함)는, 이동노드가 무선접속망 내부에서 이동할 경우에도 지역적으로 멀리 떨어져 있는 이동노드의 홈에이전트(HA: Home Agent)에 이동 사항을 등록해야 하므로, 이동등록 시간이 많이 걸려서 데이터 통신의 처리율을 급격히 떨어뜨린다.Mobile IP (hereinafter referred to as "IP"), which provides global mobility in an Internet Protocol (IP) network, is located locally even when the mobile node moves within a wireless access network. Since the move items need to be registered in the home agent (HA) of the mobile node, the move registration time takes a lot, and the throughput of data communication is drastically reduced.

그러므로 무선접속망 외부로는 무선접속망 내부의 이동을 알리지 않고, 무선접속망 내부에서 내부 이동을 처리하는 지역 이동성 지원 프로토콜들이 제안되고 있다.Therefore, local mobility support protocols have been proposed to process the internal movement within the radio access network without informing the movement of the inside of the radio access network.

그러나 이동노드가 지역 내에서 이동할 경우 즉, 이동노드가 핸드오프를 할 경우, 이전 기지국과 새 기지국으로의 물리계층 및 링크계층 핸드오프뿐만 아니라 무선접속망 내부의 네트워크 계층 라우팅 정보가 수정되어야 IP 데이터 패킷이 이동노드로 전송될 수 있다. 전송계층 프로토콜이 전송제어프로토콜(TCP)인 경우에는, 핸드오프로 인하여 야기되는 패킷 유실 또는 패킷 중복이 성능에 심각한 영향을 초래한다.However, when the mobile node moves within the area, that is, when the mobile node performs handoff, network layer routing information inside the radio access network as well as physical layer and link layer handoffs to the old and new base stations must be modified. It may be sent to this mobile node. When the transport layer protocol is the transmission control protocol (TCP), packet loss or packet duplication caused by handoff has a serious effect on performance.

도 1 은 종래의 셀룰러 IP 세미소프트 핸드오프 방법에 대한 흐름도이다.1 is a flowchart of a conventional cellular IP semi-soft handoff method.

이동노드는 기지국과의 데이터 통신 중에(101), 현재 기지국의 전송시그널의 세기와 다른 기지국의 전송시그널의 세기를 비교하여 핸드오프가 필요함을 인식한다.During the data communication with the base station 101, the mobile node recognizes that handoff is necessary by comparing the strength of the transmission signal of the current base station with that of the other base station.

이동노드에서 핸드오프가 필요하다고 판단하면, 이동노드는 새 기지국으로 잠시 연결을 설정하여 세미소프트 요청 메시지를 전송하며(102), 다시 이전 기지국과 연결을 재개하여 계속적으로 패킷통신을 수행한다(103).If the mobile node determines that a handoff is necessary, the mobile node temporarily establishes a connection to the new base station, transmits a semi-soft request message (102), resumes connection with the previous base station, and continuously performs packet communication (103). ).

새 기지국이 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신하면(104), 해당 이동노드에 대한 라우팅 정보를 첨가하여(105), 세미소프트 요청 메시지를 게이트웨이쪽으로 전달한다(106).When the new base station receives the semisoft request message from the mobile node (104), it adds routing information for the mobile node (105) and forwards the semisoft request message to the gateway (106).

세미소프트 요청 메시지를 수신하는 기지국들은 자신의 라우팅 테이블에 해당 이동노드에 대한 라우팅 정보를 갱신한다.The base stations receiving the semi-soft request message update the routing information for the corresponding mobile node in their routing table.

세미소프트 요청 메시지를 수신하는 기지국 중 이동노드에 대한 라우팅 정보가 이미 존재하는 경우, 즉 세미소프트 요청 메시지를 수신하는 기지국이 이전 기지국과 새 기지국의 공통 상위노드인 크로스오버 노드인 경우, 세미소트프 요청 메시지를 수신하면, 그 요청한 이동노드에 대해 새 기지국으로의 라우팅 정보를 추가하고(107), 이후 이동노드로 전송할 데이터 패킷이 있으면 이전 기지국 방향과 새 기지국 방향으로 데이터 패킷을 바이캐스트한다(108). 그리고 크로스오버 노드 상위로는 라우팅 정보 수정이 필요하지 않으므로 세미소프트 요청 메시지를 더 이상 상위로 전달하지 않는다.If the routing information for the mobile node already exists among the base stations receiving the semi-soft request message, that is, the base station receiving the semi-soft request message is a crossover node that is a common higher node of the old base station and the new base station. Upon receiving the request message, the router adds routing information to the new base station for the requested mobile node (107), and if there is a data packet to be transmitted to the mobile node, then bicasts the data packet toward the old base station and the new base station (108). ). Since the routing information is not needed to be modified above the crossover node, the semisoft request message is no longer transferred to the upper level.

단, 새 기지국 방향으로 전송하는 패킷은 크로스오버 지연시간동안 패킷을 지연시켜 전송하여, 크로스오버 노드로부터 이전 기지국 경로와 크로스오버 노드로부터 새 기지국 경로 간의 상대적인 전송시간 차이로 인한 패킷의 유실을 줄인다.However, the packet transmitted to the new base station is delayed and transmitted during the crossover delay time, thereby reducing the loss of the packet due to the relative transmission time difference between the old base station path from the crossover node and the new base station path from the crossover node.

한편, 세미소프트 요청 메시지를 전송한 이동노드는 세미소프트 요청 메시지를 전송한 후, 고정된 시간인 세미소프트 지연 시간동안만 이전 기지국과 패킷통신을 수행하며(103), 세미소프트 지연시간이 경과하면(109), 새 기지국으로 실제 핸드오프를 수행한다(110).On the other hand, after transmitting the semi-soft request message, the mobile node transmits the semi-soft request message and performs packet communication with the previous base station only for a fixed time of semi-soft delay time (103). 109, perform the actual handoff to the new base station (110).

실제 핸드오프 종료 후, 이동노드는 새 기지국으로 라우팅 수정 메시지를 전송하여(111), 실제 핸드오프를 무선접속망에 알린다.After the end of the actual handoff, the mobile node sends a routing modification message 111 to the new base station to inform the radio access network of the actual handoff.

새 기지국은 이 라우팅 수정 메시지를 수신하여(112), 크로스오버 노드 쪽으로 전달한다(113).The new base station receives this routing modification message (112) and forwards it to the crossover node (113).

크로스오버 노드가 이 라우팅 수정 메시지를 수신하면, 현재 존재하는 이동노드에 대한 두 가지 라우팅 정보 중 이전 기지국에 대한 정보는 삭제하며(114), 지연장치에 남아 있는 이동노드로 전송할 데이터 패킷 전부를 새 기지국 쪽으로 전송하고(115, 116), 이후로는 이동노드로 전송되는 패킷을 지연장치를 통과시키지 않고 바로 전송한다(118, 119).When the crossover node receives this routing modification message, it deletes the information about the old base station from the two routing information for the existing mobile node (114) and sends all new data packets to the mobile node remaining in the delay device. The packet is transmitted to the base station (115, 116), and then the packet transmitted to the mobile node is transmitted immediately without passing through the delay device (118, 119).

이동노드는, 핸드오프 이후, 새 기지국으로부터 크로스오버 지연장치에 있던 데이터 패킷과 이후 전송되는 데이터 패킷을 수신하여(117, 120), 새 기지국과 데이터 통신을 재개한다(121).After the handoff, the mobile node receives data packets in the crossover delay device and subsequent data packets from the new base station (117, 120), and resumes data communication with the new base station (121).

종래의 지역 이동성을 제공해 주는 프로토콜 중 셀룰러 IP에서는 상기와 같은 세미소프트 핸드오프 방법을 사용하여, 핸드오프 기간동안 패킷의 유실을 줄이고자 하였다.In the conventional protocol for providing local mobility, cellular IP uses a semi-soft handoff method as described above to reduce packet loss during the handoff period.

그러나 이러한 종래의 세미소프트 핸드오프 방법은, 핸드오프가 일어나는 기지국들의 상대적인 관계가 고려되지 않고 일률적인 방법으로 핸드오프를 처리하기 때문에 패킷의 유실을 완전히 제거하지 못하고, 패킷의 중복을 야기할 수도 있으며, 또한 과도한 패킷의 중복은 TCP(Transmission Control Protocol) 연결의 경우에 TCP 메커니즘의 특성상 성능저하를 초래하며, 실시간 통신의 경우에는 불필요한 대역폭의 낭비를 유발시킨다는 문제점이 있었다.However, this conventional semi-soft handoff method does not consider the relative relationship of the base stations where the handoff occurs, and handles the handoff in a uniform manner, which does not completely eliminate packet loss and may cause packet duplication. In addition, excessive packet duplication causes performance degradation due to the nature of the TCP mechanism in the case of a Transmission Control Protocol (TCP) connection, and causes unnecessary bandwidth waste in the case of real-time communication.

이하, 종래의 세미소프트 핸드오프 방법에 대한 문제점을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.Hereinafter, the problem with the conventional semi-soft handoff method will be described in detail.

첫 번째, 종래의 세미소프트 핸드오프 방법의 경우에는, 세미소프트 지연값을 매 핸드오프마다 계산할 수가 없어서 최대값으로 설정(즉, 이동노드에서 크로스오버 노드까지의 왕복전송시간으로 설정)하였기 때문에, 핸드오프를 필요이상으로 지연시키는 결과를 초래하여, 핸드오프 중 기지국 시그널의 품질저하로 인한 연결종료나 핸드오프 이후 패킷의 중복수신 등의 불합리한 결과를 초래하는 문제점이 있었다.First, in the case of the conventional semisoft handoff method, since the semisoft delay value cannot be calculated for every handoff, it is set to the maximum value (that is, the round trip time from the mobile node to the crossover node). There is a problem in that the handoff is delayed more than necessary, resulting in an unreasonable result such as connection termination due to the deterioration of the base station signal during handoff or duplicate reception of packets after the handoff.

여기서, 세미소프트 지연 값은 이동노드에서 새 기지국을 거쳐 크로스오버 노드로 가는 전송시간과, 크로스오버 노드에서 이전 기지국을 거쳐 이동노드로 가는 전송시간의 합을 의미한다. 즉, 세미소프트 지연 값은 세미소프트 요청 메시지가 이동노드에서 새 기지국을 거쳐 크로스오버 노드에 도착하여 라우팅을 갱신하는데 걸리는 시간과, 기존 패스상의 데이터가 이동노드로 수신되는 시간의 합을 의미한다.Here, the semi-soft delay value means the sum of the transmission time from the mobile node to the crossover node through the new base station and the transmission time from the crossover node to the mobile node through the old base station. That is, the semi-soft delay value means the sum of the time it takes for the semi-soft request message to arrive at the crossover node from the mobile node through the new base station and update the routing, and the time when data on the existing path is received by the mobile node.

두 번째, 종래의 세미소프트 핸드오프 방법의 경우에는, 크로스오버 노드로부터 기지국들까지의 상대적인 거리 차이로 인한 패킷 유실을 막기 위해 크로스오버에서 지연장치를 사용하는 방식을 적용하지만, 이 방식을 모든 경우에 일률적으로 적용하기 때문에, 패킷의 과도한 중복을 초래하고, 경우에 따라서는 패킷의 유실을 모두 제거하지도 못한다는 문제점이 있었다.Second, in the case of the conventional semi-soft handoff method, a delay device is used in the crossover to prevent packet loss due to the relative distance difference from the crossover node to the base stations. Since it is applied uniformly, there is a problem that excessive duplication of packets is caused, and in some cases, even packet loss cannot be eliminated.

세 번째, 종래의 세미소프트 핸드오프 방법을 사용하는 경우에는 TCP 연결의 경우 과도한 패킷의 중복수신은 패킷의 유실로 간주되어 TCP 혼잡제어 메커니즘을 수행하도록 하는데, 이러한 TCP 혼잡제어 메커니즘의 동작은 현재 전송할 수 있는 최대의 대역폭을 모두 사용하지 못하게 하므로, 대역폭의 병목지점인 무선구간의 대역폭 활용률을 줄어들게 한다는 문제점이 있었다.Third, in case of using the conventional semi-soft handoff method, in case of a TCP connection, excessive reception of excessive packets is regarded as a loss of packets, and the TCP congestion control mechanism is performed. Since the maximum bandwidth can not be used, there is a problem of reducing the bandwidth utilization rate of the wireless section, which is a bottleneck of bandwidth.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, IP망과 접속하는 무선접속망에서 이동노드에게 최적의 핸드오프 시점을 알려주고, 핸드오프할 새 기지국에 핸드오프 대비 버퍼를 둠으로써, 핸드오프이후 이동노드가 패킷의 유실이나 중복 없이 패킷 통신을 지속할 수 있게 하는, 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법 및 상기 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by informing the mobile node of the optimal handoff time in a wireless access network connected to the IP network, and by providing a handoff buffer to the new base station to be handed off, A computer readable recording of a handoff method and a program for realizing the handoff method in a wireless access network connected to an Internet Protocol (IP) network, which enables the mobile node to continue packet communication without loss or duplication of packets after off. The purpose is to provide a medium.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인터넷프로토콜(IP)망과 연결된 무선접속망에서의 핸드오프 방법에 있어서, 상대노드와 데이터 통신 중에 핸드오프가 필요함을 인식한 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신한 새 기지국이, 상기 수신한 세미소프트 요청 메시지를 상위노드 측으로 전달하는 제 1 단계; 상기 세미소프트 요청 메시지를 수신한 크로스오버 노드가, 핸드오프 지시 메시지를 이전 기지국을 통하여 상기 이동노드에 전송하고, 상기 세미소프트 요청 메시지가 전달되는 과정 중에 새로이 설정된 라우팅정보를 이용하여 상기 이동노드에 대한 라우팅정보를 상기 새 기지국 방향으로 변경한 후, 상기 상대노드로부터 전송된 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 상기 새 기지국으로 전송하는 제 2 단계; 및 상기 이동노드가 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하여 핸드오프하는 동안 상기 새 기지국이 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 전달받아 저장하고 있다가, 상기 이동노드가 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료하면, 상기 저장하고 있는 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하고, 이후부터 도착하는 상기 이동노드로 전달할 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하는 제 3 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a handoff method in a wireless access network connected to an internet protocol (IP) network. A first step of receiving, by the new base station, the received semisoft request message to a higher node; The crossover node receiving the semisoft request message transmits a handoff indication message to the mobile node through a previous base station and uses the newly set routing information to transmit the handoff indication message to the mobile node. Changing the routing information for the new base station, and transmitting a data packet to the new base station to be transmitted to the mobile node transmitted from the counterpart node; And while the new base station receives and stores a data packet to be transmitted to the mobile node while the mobile node receives the handoff indication message and performs handoff, when the mobile node completes the handoff to the new base station, And transmitting the stored data packet to the mobile node, and transmitting the data packet to be transmitted to the mobile node arriving thereafter.

한편, 본 발명은, 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프를 위하여, 프로세서를 구비한 무선 이동통신 시스템에, 상대노드와 데이터 통신 중에 핸드오프가 필요함을 인식한 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신한 새 기지국이, 상기 수신한 세미소프트 요청 메시지를 상위노드 측으로 전달하는 제 1 기능; 상기 세미소프트 요청 메시지를 수신한 크로스오버 노드가, 핸드오프 지시 메시지를 이전 기지국을 통하여 상기 이동노드에 전송하고, 상기 세미소프트 요청 메시지가 전달되는 과정 중에 새로이 설정된 라우팅정보를 이용하여 상기 이동노드에 대한 라우팅정보를 상기 새 기지국 방향으로 변경한 후, 상기 상대노드로부터 전송된 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 상기 새 기지국으로 전송하는 제 2 기능; 및 상기 이동노드가 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하여 핸드오프하는 동안 상기 새 기지국이 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 전달받아 저장하고 있다가, 상기 이동노드가 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료하면, 상기 저장하고 있는 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하고, 이후부터 도착하는 상기 이동노드로 전달할 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a wireless mobile communication system having a processor for handoff in a wireless access network connected to an internet protocol (IP) network. A first function of the new base station receiving the semi-soft request message, delivering the received semi-soft request message to a higher node side; The crossover node receiving the semisoft request message transmits a handoff indication message to the mobile node through a previous base station and uses the newly set routing information to transmit the handoff indication message to the mobile node. A second function of changing a routing information for the new base station and transmitting a data packet to be transmitted to the mobile node transmitted from the counterpart node to the new base station; And while the new base station receives and stores a data packet to be transmitted to the mobile node while the mobile node receives the handoff indication message and performs handoff, when the mobile node completes the handoff to the new base station, A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for transmitting the stored data packet to the mobile node and for transmitting a data packet to the mobile node to be transmitted to the mobile node. to provide.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명이 적용되는 무선망접속망과 IP망의 망구성도이다.2 is a diagram illustrating a network configuration of a wireless network access network and an IP network to which the present invention is applied.

셀룰러 IP 무선접속망(23)은 IP망(25)과 접속하여 이동노드(21)에게 IP 서비스를 제공하는 무선접속망으로서, IP 망(25)과는 게이트웨이(24)를 통해 연결된다.The cellular IP radio access network 23 is a radio access network that provides an IP service to the mobile node 21 by connecting to the IP network 25, and is connected to the IP network 25 through the gateway 24.

셀룰러 IP 무선접속망(23)의 구성 요소는 게이트웨이(24)와 기지국(22)들이 다.The components of the cellular IP radio access network 23 are the gateway 24 and the base station 22.

기지국(22)은 이동노드(21)들과의 무선 접속을 수행하고 필요시 타 기지국 (22)으로 패킷을 전송하는 라우터 기능도 수행한다.The base station 22 performs a wireless function with the mobile nodes 21 and also performs a router function for transmitting a packet to another base station 22 when necessary.

셀룰러 IP 무선접속망(23)은 게이트웨이(24)를 루트로 하여 기지국(22)들을 트리 형태로 연결한다.The cellular IP radio access network 23 connects the base stations 22 in a tree form by routing the gateway 24.

상대노드(26)는 이동노드와 연결 설정 시 모바일 IP를 통해 이동노드의 주소를 게이트웨이의 주소로 인식하게 되고, 셀룰러 IP 무선접속망 내부에서는 게이트웨이(24)부터 현재 접속한 기지국(22)까지 해당 이동노드에 대한 라우팅 패스가 형성된다.The counterpart node 26 recognizes the address of the mobile node as the gateway address through the mobile IP when establishing a connection with the mobile node, and moves from the gateway 24 to the currently connected base station 22 inside the cellular IP wireless access network. Routing paths for nodes are established.

도 3 은 본 발명에 적용되는 무선접속망 내의 라우팅에 대한 예시도이다.3 is an exemplary diagram for routing in a radio access network according to the present invention.

셀룰러 IP 무선접속망(31)에서 이동노드(36)가 이동하여 접속 기지국을 새 기지국(35)으로 변경하는 핸드오프를 할 경우, 이전 기지국(34)과 새 기지국(35)의 셀룰러 IP 망 내 공통 상위노드를 크로스오버 노드(33)라고 한다.When the mobile node 36 moves in the cellular IP radio access network 31 to perform a handoff to change the access base station to the new base station 35, the common IP address of the old base station 34 and the new base station 35 in the cellular IP network is common. The upper node is referred to as crossover node 33.

도 4 는 본 발명에 따른 IP망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a handoff method in a wireless access network connected to an IP network according to the present invention.

이동노드는 기지국과 데이터 통신(401) 중에 현재 기지국의 전송시그널의 세기와 다른 기지국의 전송시그널의 세기를 비교하여 핸드오프가 필요함을 인식한다.The mobile node recognizes that handoff is necessary by comparing the strength of the transmission signal of the current base station with the strength of the transmission signal of another base station during the data communication 401 with the base station.

이동노드에서 핸드오프가 필요하다고 판단하면, 이동노드는 새 기지국으로 잠시 연결을 설정하여 세미소프트 요청 메시지(Semisoft Request Message)를 전송하고(402), 다시 이전 기지국과 연결을 재개하여 계속적으로 패킷통신을 수행한다(403).If the mobile node determines that a handoff is necessary, the mobile node temporarily establishes a connection to the new base station, sends a Semisoft Request Message (402), resumes connection with the previous base station, and continues packet communication. Perform 403.

새 기지국이 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신하면(404), 해당 이동노드에 대한 라우팅 정보를 첨가(갱신, update)하고, 세미소프트 요청 메시지를 게이트웨이 쪽의 상위노드 즉, 크로스오버 노드로 전달한다(405, 406). 새 기지국으로부터 크로스오버 노드까지 세미소프트 요청 메시지가 전달되는 과정 중, 세미소프트 요청 메시지를 수신하는 기지국들은 자신의 라우팅 테이블에 해당 이동노드에 대한 새로운 라우팅 정보를 첨가(갱신, update)하게 된다. 즉, 새 기지국에서부터 크로스오버 노드 직전까지의 경로상의 기지국들이 세미소프트 요청 메시지를 전달하면서 이동노드에 대한 라우팅을 설정한다.When the new base station receives a semisoft request message from the mobile node (404), it adds (updates) and updates routing information for the mobile node and forwards the semisoft request message to the parent node of the gateway side, that is, the crossover node. (405, 406). During the process of transmitting the semi-soft request message from the new base station to the crossover node, the base stations receiving the semi-soft request message add (update, update) new routing information for the corresponding mobile node to its routing table. That is, the base stations on the path from the new base station to just before the crossover node establish a routing for the mobile node while delivering a semi-soft request message.

상기와 같은 과정을 거쳐서, 세미소프트 요청 메시지가 크로스오버 노드에 도착하면, 크로스오버 노드는 이전 기지국 쪽으로 핸드오프 지시 메시지를 송신하고(407), 이동노드에 대한 라우팅 정보를 새 기지국 방향으로 변경한 후(408), 이후부터 상대노드로부터 전송되어 온 패킷 중에서 해당 이동노드로 전송할 데이터 패킷은 새 기지국 방향으로 유니캐스트(unicast)한다(409). 여기서, 핸드오프 지시 메시지는 라우팅 설정 요청 메시지와 플래그를 포함한다.Through the above process, when the semi-soft request message arrives at the crossover node, the crossover node transmits a handoff indication message to the previous base station (407), and changes routing information for the mobile node to the new base station direction. Subsequently, the data packet to be transmitted to the mobile node among the packets transmitted from the counterpart node since then unicast (409) to the new base station direction. Here, the handoff indication message includes a routing setup request message and a flag.

이전 기지국은 크로스오버 노드로부터 핸드오프 지시 메시지를 전달받아(410), 이를 세미소프트 요청 메시지를 보낸 이동노드에게 전달한다(411).The previous base station receives the handoff indication message from the crossover node (410) and delivers it to the mobile node which sent the semi-soft request message (411).

새 기지국은 크로스오버 노드로부터 이동노드에 대한 데이터 패킷을 수신하면(412), 핸드오프 완료 이전까지 그 수신된 데이터 패킷들을 버퍼링(Buffering)한 다(413). 즉, 새 기지국은 이동노드가 핸드오프하는 동안 이동노드로 전송되는 데이터 패킷을 버퍼링한다.When the new base station receives a data packet for the mobile node from the crossover node (412), it buffers the received data packets until the handoff is completed (413). That is, the new base station buffers the data packet transmitted to the mobile node while the mobile node is handing off.

이동노드가 이전 기지국을 통해 핸드오프 지시 메시지를 수신하면(411) 새 기지국으로 실제 핸드오프를 수행한다(414).When the mobile node receives the handoff indication message through the old base station (411), it performs the actual handoff to the new base station (414).

핸드오프가 완료되면, 새 기지국은 버퍼링하고 있던 데이터 패킷들을 이동노드에게 모두 전달하고(415), 이후부터 이동노드로 전달할 데이터 패킷이 도착하면 바로(즉, 버퍼링없이) 이동노드로 전송한다(416).When the handoff is completed, the new base station delivers all the buffered data packets to the mobile node (415), and immediately after the data packet to be delivered to the mobile node arrives (i.e., without buffering) to the mobile node (416). ).

이동노드는 새 기지국으로부터 데이터를 수신하여(417, 418), 새 기지국과 데이터 통신을 재개한다(419).The mobile node receives data from the new base station (417, 418) and resumes data communication with the new base station (419).

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, IP망과 접속하는 무선접속망에서 데이터 통신중인 이동노드가 수신 패킷의 유실이나 패킷의 중복수신없이 핸드오프를 수행함으로써 이동노드의 전송 뜨루풋(throughput)을 최대화할 수 있고, 또한 무선접속망 내부의 핸드오프로 인한 오버헤드를 줄여서 무선접속망 내부의 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 때문에 데이터 트래픽뿐만 아니라 멀티미디어 트래픽 전송 시에도 효율적으로 핸드오프를 수행할 수 있게 하는 효과가 있다.As described above, the present invention can maximize transmission throughput of a mobile node by performing a handoff without a loss of a received packet or a duplicate reception of a packet by a mobile node in data communication in a wireless access network connected to an IP network. In addition, since the overhead of the handoff in the radio access network is reduced so that the resources in the radio access network can be efficiently used, the handoff can be efficiently performed not only for data traffic but also for transmitting multimedia traffic.

이하, 본 발명의 우수한 효과를 상세하게 설명하면, 다음과 같다.Hereinafter, the excellent effect of this invention is demonstrated in detail.

첫 번째, 본 발명은, 세미소프트 지연값을 매 토폴로지마다 따로 계산하거나, 일률적인 고정값을 설정하는 대신에 핸드오프 지시 메시지를 사용하여, 항상 세미소프트 지연값을 최적의 값으로 설정함으로써, 핸드오프의 지연을 방지하여 핸드오프 중 기지국 시그널의 품질저하로 인한 연결종료나 핸드오프 이후 패킷의 유실이나 중복수신 등의 불합리를 해결할 수 있는 효과가 있다. 여기서, 세미소프트 지연값은 이동노드에서 새 기지국을 거쳐 크로스오버 노드로 가는 전송시간과, 크로스오버 노드에서 이전 기지국을 거쳐 이동노드로 가는 전송시간의 합을 의미한다. 즉, 세미소프트 요청 메시지가 이동노드에서 새 기지국을 거쳐 크로스오버 노드에 도착하여 라우팅을 갱신하는데 걸리는 시간과, 기존 패스상의 데이터가 이동노드로 수신되는 시간의 합을 의미한다.Firstly, the present invention always uses the handoff indication message instead of calculating the semi-soft delay value separately for each topology or setting a fixed fixed value. By preventing the delay of the off, there is an effect that can solve the unreasonable, such as connection termination due to the degradation of the base station signal during handoff or packet loss or duplicate reception after the handoff. Here, the semi-soft delay value means the sum of the transmission time from the mobile node to the crossover node via the new base station and the transmission time from the crossover node to the mobile node through the old base station. That is, the sum of the time it takes for the semi-soft request message to arrive at the crossover node through the new base station in the mobile node and update the routing, and the time when the data on the existing path is received by the mobile node.

두 번째, 본 발명은, 크로스오버 노드에서의 불필요한 데이터 바이캐스트를 제거하여 셀룰러 IP 무선 접속망 내 대역폭의 추가사용을 제거하고, 크로스오버 노드에서 지연장치를 필요로 하지 않게 하며, 또한 크로스오버 노드에서 이동노드로 데이터 패킷을 한 번만 전송함으로써, 작업이 집중되는 크로스오버 노드의 부담을 줄였으며, 또한 이로 인하여 무선접속망의 확장성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.Secondly, the present invention eliminates unnecessary use of bandwidth in the cellular IP radio access network by eliminating unnecessary data bicast at the crossover node, eliminating the need for delay devices at the crossover node, and at the crossover node. By transmitting the data packet only once to the mobile node, the burden on the work-intensive crossover node is reduced, and this also increases the scalability of the radio access network.

세 번째, 본 발명은, 크로스오버 노드로부터 새 기지국과 이전 기지국의 상대적인 거리 차이와는 상관없이, 핸드오프 이후, 이동노드가 핸드오프 직전에 수신한 데이터 패킷의 다음 패킷부터 새 기지국으로부터 수신할 수 있게 하는 효과가 있다. 즉, 핸드오프 이후 데이터 패킷의 유실이나 중복을 겪지 않기 때문에, TCP 연결의 경우에 핸드오프 이후에도 성능이 유지될 수 있게 하는 효과가 있다.Third, the present invention can receive from the new base station from the next packet of the data packet received by the mobile node immediately before the handoff, regardless of the relative distance difference between the new base station and the old base station from the crossover node. It's effective. That is, since the data packet is not lost or duplicated after the handoff, the performance can be maintained even after the handoff in the case of a TCP connection.

Claims (4)

인터넷프로토콜(IP)망과 연결된 무선접속망에서의 핸드오프 방법에 있어서,A handoff method in a wireless access network connected to an internet protocol (IP) network, 상대노드와 데이터 통신 중에 핸드오프가 필요함을 인식한 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신한 새 기지국이, 상기 수신한 세미소프트 요청 메시지를 상위노드 측으로 전달하는 제 1 단계;A first step of the new base station receiving the semi-soft request message from the mobile node that recognizes the need for handoff during data communication with the counterpart node, forwarding the received semi-soft request message to a higher node; 상기 세미소프트 요청 메시지를 수신한 크로스오버 노드가, 핸드오프 지시 메시지를 이전 기지국을 통하여 상기 이동노드에 전송하고, 상기 세미소프트 요청 메시지가 전달되는 과정 중에 새로이 설정된 라우팅정보를 이용하여 상기 이동노드에 대한 라우팅정보를 상기 새 기지국 방향으로 변경한 후, 상기 상대노드로부터 전송된 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 상기 새 기지국으로 전송하는 제 2 단계; 및The crossover node receiving the semisoft request message transmits a handoff indication message to the mobile node through a previous base station and uses the newly set routing information to transmit the handoff indication message to the mobile node. Changing the routing information for the new base station, and transmitting a data packet to the new base station to be transmitted to the mobile node transmitted from the counterpart node; And 상기 이동노드가 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하여 핸드오프하는 동안 상기 새 기지국이 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 전달받아 저장하고 있다가, 상기 이동노드가 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료하면, 상기 저장하고 있는 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하고, 이후부터 도착하는 상기 이동노드로 전달할 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하는 제 3 단계While the mobile node receives and stores the handoff indication message, the new base station receives and stores a data packet to be transmitted to the mobile node. When the mobile node completes handoff to the new base station, A third step of transmitting the stored data packet to the mobile node and transmitting the data packet to be transmitted to the mobile node arriving thereafter; 를 포함하는 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법.Handoff method in a wireless access network connected to the Internet Protocol (IP) network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 단계의 핸드오프 지시 메시지는,The handoff instruction message of the second step, 라우팅 설정 요청 메시지와 플래그를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법.Handoff method in a wireless access network comprising a routing setup request message and a flag. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 3 단계의 이동노드의 핸드오프는,The handoff of the mobile node of the third step is 상기 이동노드가 상기 크로스오버 노드로부터 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하면 즉시 핸드오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선접속망에서의 핸드오프 방법. And performing a handoff immediately when the mobile node receives the handoff indication message from the crossover node. 인터넷프로토콜(IP)망과 접속하는 무선접속망에서의 핸드오프를 위하여, 프로세서를 구비한 무선 이동통신 시스템에,In a wireless mobile communication system having a processor for handoff in a wireless access network connected to an Internet protocol (IP) network, 상대노드와 데이터 통신 중에 핸드오프가 필요함을 인식한 이동노드로부터 세미소프트 요청 메시지를 수신한 새 기지국이, 상기 수신한 세미소프트 요청 메시지를 상위노드 측으로 전달하는 제 1 기능;A first function of forwarding the received semisoft request message to a higher node by a new base station that has received a semisoft request message from a mobile node that has recognized a need for handoff during data communication with a counterpart node; 상기 세미소프트 요청 메시지를 수신한 크로스오버 노드가, 핸드오프 지시 메시지를 이전 기지국을 통하여 상기 이동노드에 전송하고, 상기 세미소프트 요청 메시지가 전달되는 과정 중에 새로이 설정된 라우팅정보를 이용하여 상기 이동노드에 대한 라우팅정보를 상기 새 기지국 방향으로 변경한 후, 상기 상대노드로부터 전송된 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 상기 새 기지국으로 전송하는 제 2 기능; 및The crossover node receiving the semisoft request message transmits a handoff indication message to the mobile node through a previous base station and uses the newly set routing information to transmit the handoff indication message to the mobile node. A second function of changing a routing information for the new base station and transmitting a data packet to be transmitted to the mobile node transmitted from the counterpart node to the new base station; And 상기 이동노드가 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하여 핸드오프하는 동안 상기 새 기지국이 상기 이동노드로 전송할 데이터 패킷을 전달받아 저장하고 있다가, 상기 이동노드가 상기 새 기지국으로 핸드오프를 완료하면, 상기 저장하고 있는 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하고, 이후부터 도착하는 상기 이동노드로 전달할 데이터 패킷을 상기 이동노드로 전송하는 제 3 기능While the mobile node receives and stores the handoff indication message, the new base station receives and stores a data packet to be transmitted to the mobile node. When the mobile node completes handoff to the new base station, A third function of transmitting the stored data packet to the mobile node and transmitting the data packet to the mobile node to be transmitted to the mobile node arriving thereafter; 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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