KR100606619B1 - 무선 통신 네트워크에서 이동ｉｐ 등록의 자동 호출 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 네트워크에서 이동 노드 등록의 수행을 호출하는 시스템 및 방법. 시스템은 패킷화된 데이터를 송신하고 수신하는 단말기 디바이스 및 이 단말기 디바이스에 결합된 통신 디바이스를 포함한다. 통신 디바이스는 IP 어드레스 요청에 포함된 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스에 대한 패킷화된 데이터를 감시한다. 만약 IP 어드레스 요청이 정적 IP 어드레스라면, 통신 디바이스는 네트워크 이동 정보를 대기한다. 수신된 네트워크 이동 정보에 기초하여, 통신 디바이스는 네트워크 어드레스 정보를 요청한다. 네트워크 어드레스 정보를 수신시에 단말기 디바이스는 이동 노드 등록을 시작한다. 결과적으로, 단말기 디바이스가 자신의 네트워크 연결지점을 변경할 때마다, 이동 노드 등록은 자동적으로 호출된다.

Description

무선 통신 네트워크에서 이동 ＩＰ 등록의 자동 호출{AUTOMATIC INVOCATION OF MOBILE IP REGISTRATION IN A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 자동적으로 이동 단말기 디바이스를 호출(invoke)하여 IP 이동성 지원(support)을 시작하는 새롭고 개선된 방법 및 시스템에 관한 것이다.
전례없는 인터넷 가입자의 증가뿐만 아니라 무선 통신 및 컴퓨터 관련 기술에서의 최근의 혁신이 이동 컴퓨팅을 가능하게 하였다. 사실, 이동 컴퓨팅의 유행은 이동 사용자에게 더 많은 지원을 제공하기 위해서 현재 인터넷 기반구조를 더 많이 요구하고 있다. 이런 기반구조의 라이프 블러드는 패킷 지향의 인터넷 프로토콜(IP)로서, 이는 국부 지역 네트워크들(LANs) 간의 패킷들(데이터그램들)의 어드레싱 및 라우팅을 포함한 다양한 서비스들을 제공한다. IP 프로토콜은 1981년 9월에 "INTERNET PROTOCOL DARPA INTERNET PROGRAM PROTOCOL SPECIFICATION "으로 칭해지는 Request For Comment 791(RFC 791)에서 정의되었고 여기서 참조로서 포함된다.
발견에 도움이 되도록(heuristically), IP 프로토콜에 따르면, 데이터는 송신을 위해 IP 패킷으로 캡슐화된다. 어드레싱 및 라우팅 정보는 패킷의 헤더에 첨부된다. IP 헤더는 송신측과 수신측의 호스트를 식별하는 32 비트의 어드레스들을 포함한다. 이들 어드레스들은 중간 라우터에 의해 목적한 어드레스의 최종 목적지를 향하는 패킷을 위해 네트워크를 통해서 경로를 선택하도록 사용된다. IP 어드레싱의 기본 개념은 IP 어드레스의 초기 프리픽스(prefix)들이 일반화된 라우팅 결정에 사용될 수 있다는 것이다. 이들 프리픽스들은 인터넷상의 특정 호스트의 위치에 대한 함축된 지리적인 정보를 포함한다. 다시 말해, 인터넷상의 임의의 라우터가 "129.46"으로 시작하는 목적지 IP 어드레스를 갖는 패킷을 수신할 때마다, 라우터는 그 패킷을 미국 캘리포니아주 샌디에고에 있는 QUALCOMM, Inc. 네트워크를 향하는 특정의 방향으로 전송한다. 따라서, 발생부(originating paty)가 목적부의 IP 어드레스를 알고 있다면, IP 프로토콜은 세계의 어떤 인터넷 노드에서 발생한 패킷들을 세계의 다른 어떤 인터넷 노드로 라우팅(route)되도록 할 것이다.
이상적으로는, 이동 컴퓨팅은 사용자들에게 시간과 연결지점(point of attachment)에 관계없이 심리스(seamless) 및 투명한 인터넷 접속을 제공하여야 한다. 접속은 이동 사용자가 네트워크들 사이를 이동하거나 이전할 때, 이동 사용자에게 불편함이 없거나 인식할 만한 차이없이 연속적인 인터넷 연결이 있다는 의미에서 심리스해야 한다. 접속은 이동 사용자가 다양한 네트워크상을 이동할 때 그 애플리케이션(application)이 재컴파일, 재구성, 재실행될 필요가 없도록 투명해야한다. 통상의 인터넷 네트워킹 프로토콜들(예를들어, TCP/IP, IPX, AppletalkTM 등)은 아무래도 네트워크간을 이동하는 이동 사용자를 처리하는데 어색하다. 이것은 전술된 것처럼 인터넷 라우팅에 사용되는 IP 어드레싱 방식이 본질적으로 지리적인 정보를 포함하고 있기 때문이다. 만약 이동 사용자가 자신의 이동 단말기를 식별하기 위해 고정된 IP 어드레스를 사용하고자 한다면, 단말기가 고정된 IP 어드레스(즉, 홈 네트워크)에 해당하는 네트워크로부터 멀리 떨어져 있게된 때에는 사용자에 대해 의도된 IP 패킷들은 이동 단말기로 라우팅되지 않을것이다. 만약 단말기가 자신의 어드레스를 변경함으로써 이를 시정하고자 한다면, 모든 연결을 잃어버릴 것이다.
예로써, 사용자가 QUALCOMM에 할당된 고정 IP 어드레스를 유지하면서 샌디에고의 QUALCOMM, Inc.에 있는 홈 네트워크로부터 자신의 이동 단말기를 제거하고 캘리포니아 팔로알토에있는 스탠포드 대학교의 네트워크로 연결할 것을 결정한다고 가정한다. 통상적으로, 이동 단말기에 대해 의도된 임의의 IP 패킷은 이동 단말기의 고정된 IP 어드레스에 내재된 지리적인 위치 정보 때문에 샌디에고에있는 QUALCOMM의 네트워크로 여전히 라우팅된다. QUALCOMM의 네트워크로부터 팔로알토에 위치한 스탠포드 대학교의 네트워크에 있는 이동 단말기의 현재 연결지점으로 IP 패킷들을 경로하거나 전송하는 어떤 메카니즘이 존재하지 않으면, 이런 IP 패킷들은 자신의 홈 네트워크로부터 멀리 떨어져있는 이동 단말기로 전달되지 않는다.
심리스 및 투명한 인터넷 접속의 필요를 충족시키기 위해서, 1996년 10월에 "IP MOBILITY SUPPORT" 라고 명명되고 본 발명에서 참조로서 포함되는 Request For Comment 2002 (RFC 2002)는 이동 단말기의 특정한 연결지점에 관계없이 IP 패킷들의 이동 단말기로의 투명한 전송을 달성하기 위한 프로토콜 기술들을 특정한다. 이들 이동 IP 기술들을 사용하여, 각 이동 단말기는 인터넷으로의 자신의 현재의 연결지점에 관계없이 항상 자신의 홈 네트워크 IP 어드레스에 의해 식별된다. 이동 단말기가 자신의 홈 IP 어드레스내에 위치해 있을 때, 이동 단말기는 이동 IP 기술을 사용하지 않고 동작한다. 그러나, 이동 단말기가 더 이상 자신의 홈 IP 네트워크내에서 동작하지 않고 외부 IP 네트워크를 방문중임을 감지할 때, IP 패킷들을 현재의 연결지점으로 라우팅하는데 필요한 정보의 전송을 제공하는 외부 네트워크 "케어 오브 (care-of)" 어드레스를 획득한다. 이 케어 오브 어드레스는 에이전트 광고 메시지를 통해 "외부 에이전트" (즉, 외부 네트워크에서의 라우터) 즉, 외부 네트워크상의 에이전트에 의해서 제공될 수도 있다. 이동 IP 기술들은 소망하는 케어 오브 어드레스를 등록하기 위해서 이동 단말기가 등록 요청 메시지를 "이동성(mobility) 에이전트"로 보낼 것을 요구한다. 이 이동성 에이전트는 "홈 에이전트"(즉, 단말기의 홈 네트워크에서의 라우터)이거나 "외부 에이전트"일 수도 있고 등록-요청을 허가하거나 거부하는 등록-응답을 반환할 책임이 있다. 만약 허가되었다면, 홈 에이전트는 "IP 터널링" 이라 칭해지는 기술을 이용하여 이동 단말기를 향하도록 의도된 IP 패킷을 전송한다. IP 터널링은 이동 단말기의 홈 IP 어드레스에 해당하는 목적지 어드레스를 갖는 임의의 도착 IP 패킷에 케어 오브 어드레스를 포함하는 새로운 IP 헤더를 첨부하는 홈 에이전트를 포함한다. 케어 오브 어드레스에 도착한 후에, 케어 오브 어드레스에서의 외부 에이전트는 IP 터널링 헤더를 벗기고 IP 패킷을 인터넷상의 현재의 연결지점에서 이동 단말기로 전달한다.
이러한 방법으로, 이동 IP는 이동 단말기의 IP 어드레스를 변경할 필요없이 서로 다른 외부 네트워크를 로밍하고 네트워크 연결지점을 변경하는 이동 단말기들을 지원한다. 이 능력은 몇가지 이점들이 있다. 첫째, 이것은 인터넷상의 다른 노드들로 하여금 이동 단말기의 위치에 관계없이 이동 단말기로 주기적인 "푸시(push)" 서비스(즉, 주가지수, 이메일 등)를 전송하도록 허용한다. 이것은 이동 사용자가 적극적으로 자신의 홈 네트워크로부터 정보를 검색할 필요를 없게 한다. 둘째로, 이동 IP 는 이동 단말기가 원하는 만큼, 어떤 발생부들 (originating parties)로 하여금 이동 단말기가 현재 어떤 서브 네트워크에 연결되었는지를 추적하게 할 필요없이, 다른 서브 네트워크로 재배치되도록 허용한다. 셋째, 심리스 및 투명한 인터넷 접속을 보장하면서, 이동 IP가 다양한 네트워크들 및 미디어들과 호환되도록 설계될 수 있다. 예컨데, 이동 IP는 홈 이더넷(ethernet) 네트워크 부분으로부터 외부의 무선 LAN 으로 이동 단말기가 이동할 때, 심각한 서비스의 중단없이 이동 단말기에 의해서 발생된 패킷 트래픽을 지원할 수 있다.
전술한 바와 같이, 이동 사용자가 랩탑 또는 팜탑 컴퓨터와 같은 이동 컴퓨터를 셀룰러 전화 또는 휴대전화와 같은 무선 통신 디바이스와 연관하여 사용함으로써 인터넷에 접속하는 것이 현재의 추세이다. 즉, 사용자들이 통상적으로 유선 통신 디바이스를 채택하여 그들의 컴퓨터를 지상기반의 네트워크에 접속하는 것처럼, 이동 사용자들은 일반적으로 이동국(MSs)이라 불리는 무선 통신 디바이스를 사용하여 자신들의 이동 단말기를 이러한 네크워크들에 연결한다. 여기서 사용되었듯이, 이동국 또는 MS는 불특정 지점에서의 전송 또는 정지동안 사용되도록 의도된 공중 무선 라디오 네트워크에서의 임의의 가입자국을 참조할 것이다. MS 디바이스들은 무선 로컬 루프(WLL) 전화 뿐만 아니라 휴대용 유닛(즉, 핸드-헬드(hand-held) 개인용 전화) 및 차량에 영구적으로 장착된 유닛들(즉, 장착된 이동전화 유닛)을 포함한다.
도 1 (종래기술) 은 이동 단말기 디바이스, TE2 디바이스(102)(즉, 이동 단말기, 랩탑, 팜탑 컴퓨터)가 무선 통신 시스템을 통해서 인터워킹 기능부(IWF)(108)와 통신하는 무선 데이터 통신 시스템의 하이 레벨 블록도를 도시한다. 무선 통신 시스템은 무선 통신 디바이스, MT2 디바이스(104) 및 기지국/이동 스위칭 센터(BS/MSC,106)를 포함한다. 도 1에서, IWF(108)는 인터넷으로의 접속점으로 역할을 한다. IWF(108)은 당해 기술분야에서 알려진 것과 같은 통상의 무선 기지국일 수도 있는 BS/MCS(106)에 결합되거나 함께 배치된다. TE2 디바이스(102) 는 차례로 무선으로 BS/MSC(106) 및 IWF(108)와 통신하는 MT2 디바이스(104)에 전자적으로 결합된다. TE2 디바이스(102) 및 MT2 디바이스(104)는 단일 유닛으로 집적될 수도 있거나 랩탑이 TE2 디바이스(102)이고 송수신기가 MT2 디바이스(104)인 설치된 이동전화에서처럼 분리될 수도 있다. TE2 디바이스(102) 및 MT2 디바이스(104)의 결합은 집적되었든지 또는 분리되었든지 역시 이동 노드로 참조된다.
TE2 디바이스(102) 및 IWF(108)간의 데이터 통신을 어드레스하는 다른 프로토콜들이 있다. 예컨데, "MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY SATANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEM"으로 칭해지고 1993년 7월 발표되어, 본출원에서 참조로서 포함되는 원격통신 산업 협회(TIA)/전자 산업 협회(EIA)의 가표준 IS-95는 일반적으로 광대역 확산 스펙트럼 무선 통신 시스템에 대한 표준을 제공한다. 또한, 1998년 2월에 발표되어 "DATA SERVICE OPTIONS FOR WIDEBAND SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: PACKET DATA SERVICES"라 칭해지며 본 출원에서 참조로서 포함되는 표준 TIA/EIA IS-707.5는 BS/MSC (106) 및 IWF(108)이 일부분일 수도 있는 TIA/EIA IS-95 광대역 확산 스펙트럼 시스템상의 패킷 데이터 송신 능력을 지원하기 위한 요구조건들을 정의한다. IS-707.5 는 BS/MSC(106)을 통해서 TE2 디바이스(102)와 IWF(108)사이의 통신을 위해 사용되는 패킷 데이터 운반 서비스를 특정한다. 이것은 RFC 2002의 이동 IP 서비스를 포함하는 다중 패킷 데이터 서비스에 적용이 가능한 절차들을 제공한다.
IS-707.5 는 또한 TE2 디바이스(102)와 MT2 디바이스(104)사이(Rm 인터페이스), MT2 디바이스(104)와 BS/MSC (106)사이(Um 인터페이스), 및 BS/MSC (106)와 IWF(108)사이(L 인터페이스)사이의 링크상에서 통신 프로토콜에 대한 요구조건을 제공하는 2가지 프로토콜 옵션 모델을 도입한다. 제 1 프로토콜 옵션 모델인 릴레이 모델(Relay Model)은 TE2 디바이스(102)와 IWF(108)사이에 PPP 링크가 존재하는 상황을 나타낸다. 이러한 상황에서, MT2 디바이스(104)는 단순히 Um 인터페이스를 통해서 TE2 디바이스(102) PPP 프레임들을 전송하고, Rm 인터페이스를 통해서 IWF(108) 프레임들을 전송하는 파이프와 같이 행동한다. 대조적으로, 네트워크 모델(Network Model)인 제 2 프로토콜 옵션 모델은 2개의 독립적인 PPP 링크가 MT2 디바이스(104)와 IWF(108)사이 뿐만 아니라 TE2 디바이스(102)와 MT2 디바이스(104) 사이에도 존재하는 상황을 나타낸다. 이런 경우에 MT2 디바이스(104)는 임의의 수신된 PPP 패킷을 언프레임하고, 이들을 그들의 최종 목적지로 전송하기 전에 재프레임하는 것을 책임진다. 이 경우, MT2 디바이스(104)가 다양한 태양의 이동성 관리 및 네트워크 어드레스 관리에 대해 책임을 지는 것이 가능하다.
도 2 (종래기술) 은 IS-707.5 릴레이 모델의 각 엔티티에서의 프로토콜 스택을 도시한 도면이다. 도 2는 IS-707.5의 도 1.4.2.1-1에 대략적으로 대응된다. 도면의 좌측 단부에 프로토콜 스택이 통상의 수직적 형식으로 도시되어 TE2 디바이스(102)에서 동작하는 프로토콜층들을 도시한다. TE2 프로토콜 스택은 Rm 인터페이스를 통해서 MT2 디바이스(104) 프로토콜 스택으로 논리적으로 연결되는 것으로 도시되어 있다. MT2 디바이스(104) 는 BS/MSC (106) 프로토콜 스택으로 Um 인터페이스를 통하여 논리적으로 연결되는 것으로 도시되어 있다. BS/MSC (106) 프로토콜 스택은 차례로 L 인터페이스를 통해서 IWF(108) 프로토콜로 논리적으로 연결되는 것으로 도시되어 있다.
도 2에 의해서 도시되는 동작들은 다음과 같다: TE2 디바이스(102) 상에서 실행되는 애플리케이션 프로그램과 같은 상위층 프로토콜(202) 엔티티는 인터넷을 통해서 IP 패킷을 전송할 필요성을 갖는다. 대표적인 애플리케이션은 웹브라우저 프로그램(즉, Netscape NavigatorTM, Microsoft Internet ExplorerTM 등)이다. 웹브라우저는 하이퍼링크 "http://www.Qualcomm.com/"과 같은 유니버셜 리소스 로케이터(URL)를 요청한다. 역시 상위층 프로토콜(202)에 있는 도메인 이름 시스템(DNS) 프로토콜은 원문 호스트 이름 www.Qualcomm.com을 32 비트의 숫자 IP 어드레스로 번역한다. 역시 상위층 프로토콜(202)인 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP)은 요청된 URL에 대한 GET 메시지를 구성하고, 또한 송신 제어 프로토콜(TCP)이 메시지를 송신하기 위해 사용되며, TCP가 HTTP 동작에 사용됨을 특정한다.
역시 상위층 프로토콜(202)인 TCP 프로토콜은 DNS에 의해서 특정된 IP 어드레스로의 접속을 오픈하고 HTTP GET 메시지를 송신한다. TCP 프로토콜은 IP 프로토콜이 메시지 운송에 사용될 것임을 특정한다. 네크워크층 프로토콜(204)인 IP 프로토콜은 TCP 패킷을 특정된 IP 어드레스로 송신한다. 링크층 프로토콜(206)인 점(point) 대 점 프로토콜(PPP)은 IP/TCP/HTTP 패킷들을 코드화하고, 이들을 릴레이층 프로토콜(208) EIA-232을 사용하여 Rm 인터페이스를 통해 EIA-232와 호환성있는 MT2 디바이스(104)상의 포트로 송신한다. PPP 프로토콜은 "THE POINT-TO-POINT PROTOCOL(PPP)"로 칭해지며, 본출원에서 참조로서 포함되어 이하에서 간략하게 논의될 Request for Comments 1661(RFC 1661)에서 상세히 설명되어 있다.
MT2 디바이스(104)상의 EIA-232 프로토콜(210)은 송신된 PPP 패킷을 라디오 링크 프로토콜(RLP)(212)로 전달하고, 그 후 Um 인터페이스를 통해서 BS/MCS(106)으로 송신하기 위해 IS-95 프로토콜(214)로 전달한다. RLP 프로토콜(212)은 IS-707.5 에서 정의되고, IS-95 프로토콜은 전술한 IS-95 에서 정의된다. RLP층(216) 및 IS-95층(218)을 포함하는 BS/MSC(106)상의 상보적 릴레이층 프로토콜 스택은 Um 인터페이스를 통해서 PPP 패킷을 수신하고, 이들을 MT2 릴레이층 프로토콜(220)으로 전달하여 L 인터페이스를 통하여 IWF 릴레이층 프로토콜(228)로 전달하게한다. MT2 릴레이층 프로토콜(212) 및 IWF 릴레이층 프로토콜(228)은 "DATA SERVICES INTERWORKING FUNCTION INTERFACE STANDARD FOR WIDEBAND SPREAD SPECTRUM DIGITAL CELLULAR SYSTEM"로 칭해지며 본 출원에서 참조로서 포함되는 TIA/EIA IS-658에서 설명되어 있다.
IWF의 링크층에서의 PPP 프로토콜(226)은 TE2 디바이스(102)로부터의 PPP 패킷들을 복호하고, TE2 디바이스(102)와 IWF(108)간의 PPP 접속을 중단시킨다. 복호된 패킷들은 검사를 위해 PPP 프로토콜(226)로부터 IWF(108)의 네트워크층 프로토콜(224)상의 IP 프로토콜로 전달되고, 더욱이 IP 패킷헤더에서 TE2 디바이스(102)에 의해서 특정된 IP 어드레스(즉, 이 경우 www.Qualcomm.com로의 IP 어드레스)로 라우팅한다. 만약, TCP와 같은 IWF(108)에서 수행될 어떤 상위층 프로토콜 작업이 있다면, 그들은 상위층 프로토콜(222)에 의해서 수행된다.
TE2 디바이스(102)에 의해서 생성된 IP 패킷들의 최종의 목적지가 IWF(108)이 아니라고 가정하면, 패킷들은 IWF(108)의 네트워크층 프로토콜(224), 링크층 프로토콜(227)을 통해서 인터넷상의 도시되지 않은 다음 라우터로 전송된다. 이런 방식으로, TE2 디바이스(102)로부터의 IP 패킷들은 MT2 디바이스(104), BS/MSC(106) 및 IWF(108)를 통해서 인터넷상의 그들의 최종적으로 의도된 목적지를 향해 통신되고, 그것에 의해 IS-707.5 표준 릴레이 모델에 따라서 무선 패킷 데이터 서비스를 TE2 디바이스(102)에 제공한다.
그러나, TE2 디바이스(102) 패킷들이 그들의 목적지에 도달하기 전에, 데이터 링크 접속이 먼저 확립되는 것이 필수적이다. RFC 1661에서 특정되었듯이, 이것은 데이터 링크 접속을 확립하고 구성하며 검사하기 위해, 각 점 대 점 링크(즉, TE2 PPP 프로토콜(206) 및 IWF PPP 프로토콜(226))의 각 말단이 우선 PPP 링크 제어 프로토콜(LCP) 패킷들을 송신할 것을 요구한다. 링크가 LCP에 의해서 확립된 후, PPP 프로토콜 (206)은 네트워크 제어 프로토콜(NCP) 패킷들을 전송하여 네트워크층 프로토콜들(즉, TE2 IP 프로토콜(204) 및 IWF IP 프로토콜(224))을 구성한다. 네트워크층 프로토콜들 각각이 구성된 후, 각 네트워크층 프로토콜로부터의 패킷들은 그들 사이의 링크를 통해서 전송될 수 있다.
PPP 링크들에서의 IP를 위한 NCP는 IP 제어 프로토콜(IPCP)이다. IPCP 는 1992년 5월에 발표되어 "THE PPP INTERNET PROTOCOL CONTROL PROTOCOL(IPCP)"로 칭해지며 본 출원에서 참조로서 포함되는 Request for Comment 1332(RFC 1332)에 상세히 설명되어 있다. IPCP는 점 대 점 링크의 말단에서 동작하는 TE2 IP 프로토콜(204) 및 IWF IP 프로토콜(224) 모두를 구성하고 인에이블링하고 디스에이블링할 책임이있다.
IPCP는 IP 어드레스 구성 옵션들을 포함하는 구성 요청 메시지를 채택한다. 구성 옵션부분은 구성-요청의 전송자(즉, 여기서 TE2 디바이스(102))에 의해 사용될 IP 어드레스를 협상하는 메카니즘을 제공한다. 구체적으로는, IP 어드레스 구성 옵션은 IP 어드레스를 제공하거나 피어(peer)(즉, 이 경우 IWF(108))가 동적 IP 어드레스를 전송자에 제공하도록 요청함으로써 구성-요청 전송자가 소망하는 IP 어드레스를 말할 수 있게 허용한다. 만약 구성-요청 전송자가 IP 어드레스 구성 옵션의 IP 어드레스 필드를 모두 제로로 설정하면, 피어는 구성-NAK을 옵션에 대해 전송하고 유효 IP 어드레스를 반환함으로써 동적 IP 어드레스를 제공한다. 만약, 다른 한편으로, 구성-요청 전송자가 IP 어드레스 필드의 어드레스를 특정한다면, 피어는 특정 IP 어드레스가 수용가능함을 옵션에 대한 구성-NAK를 전송함으로써 나타낸다.
대안으로, 도 3 (종래기술)은 표준의 도 1.4.2.2-1에 대략 대응하는 IS-707.5 네트워크 모델의 각 엔티티에서의 프로토콜 스택의 도면이다. TE2 디바이스(102), BS/MSC(106) 및 IWF(108)의 프로토콜 흐름과 메카니즘이 도 2에 도시된 바와 같은 릴레이 모델에서의 것들과 유사하기에, 참조 부호는 동일하다. 네트워크 모델은 MT2 디바이스(104)가 패킷 이동성 관리 및 네트워크 어드레스 관리를 책임질 수도 있는 상황을 반영하기 때문에, MT2 디바이스(104)는 부가적인 프로토콜 레벨을 포함한다. 예컨데, EIA-232 프로토콜(210)을 통해서 TE2 디바이스(102)로부터 PPP 패킷들을 수신한 후, 패킷들은 그들이 프레임화되지 않은 PPPu층(302)으로 전달된다. 패킷들은 순차적으로 IP층(304) 까지 전송된다. IWF(108)이 목적지인 패킷들에 대해서는, 패킷들이 재프레임되는 PPPR층(306)으로 역으로 전달된다. 이 단계에서 릴레이 모델의 패킷들과 마찬가지로, 패킷들은 라디오 링크 프로토콜(RLP;212)로 전달되고 Um 인터페이스를 통해서 BS/MSC(106)으로의 송신을 위해 IS-95 프로토콜(214)로 전달된다.
상기 나타낸 바와 같이, IS-95 표준은 광대역 확산 스펙트럼 무선 통신에 대한 일반적인 사양을 제공한다. IS-707.7 표준은 Rm, Um 및 L 인터페이스들에 대한 요구조건을 포함하는, TE2 디바이스(102)와 IWF(108)간의 링크들을 통하는 통신 프로토콜에 대한 요구조건을 제공한다. 더욱이, 상술되었듯이, RFC 1661은 점 대 점 데이터 링크를 확립, 구성 및 검사하는 표준을 정의하고, RFC 1331은 점 대 점 링크의 TE2(102)측 및 IWF(108)측 모두에 대한 IP를 확립하고 구성하는 PPP-IPCP 표준을 설명한다. 이와 같이, IS-95, IS-707.5, RFC 1661 및 RFC 1331에의해 제안된 표준 및 프로토콜들은 RFC 2002에서 정의된 것처럼 이동 IP 서비스들의 기능을 신중하게 연관시키고 방대하게 지원한다.
전술한 바와 같이, 이동 IP RFC 2002 뿐만 아니라 이들 표준 및 프로토콜들 중 어느 것도 이동 단말기 또는 TE2 디바이스(102)가 네트워크 연결지점을 이동했을 때 적절한 조치를 취하는 것을 보장하는 메카니즘을 제공하지 않는다는 점을 주지하는 것이 중요하다. 구체적으로, 랩탑과 같은 이동 단말기가 초기에 자신의 홈 네트워크와 다른 네트워크(즉, 외부 네트워크)에 부착하기 위해 시도할 때, RFC 2002는 랩탑이 이동 IP 노드 등록절차를 호출하여 랩탑의 홈 네트워크로 전송된 데이터들이 외부 네트워크 연결지점으로 역으로 라우팅하도록 보장하는 방법을 제공한다. 그러나, 만약 랩탑이 초기의 외부 네트워크 연결지점의 경계 내지 한계를 벗어나 로밍하면, 랩탑이 이동되었다는 사실을 통지받는다는 보장은 없다. 사실, 랩탑이 새로운 연결지점으로 로밍했다는 사실을 인지하는 유일한 디바이스는 MT2 디바이스(104)로서, MT2 디바이스(104)는 IS-95 네트워크로부터의 시그널링 트래픽을 통해서 이러한 네트워크 이동 정보를 인지하게 된다. 이런 네트워크 정보는 당해 기술분야에서 널리 공지되어 있고, 전술된 TIA/EIA IS-95 표준에서 정의되어 있다. IS-95가 상세히 논의되지는 않겠지만, 네트워크 이동 정보-운반 시그널링의 예들은 음성-존 등록, 패킷-존 식별, 시스템 ID 변경, 네트워크 ID 변경 및 PPP 패킷 재동기화 등을 포함한다.
이동 IP 등록 절차를 재시작하고 단말기 및 관련된 외부 네트워크 연결지점 정보를 갖는 홈 에이전트를 업데이트하기 위해 이동 단말기 디바이스(즉, TE2 디바이스)를 자동으로 트리거하는 이동국 또는 무선 통신 디바이스(즉, MT2 디바이스(104))를 이용하는 방법 및 시스템이 필요하다.
본 발명은 단말기 디바이스가 현재의 네트워크의 범위의 외부를 이동할 때 무선 통신 디바이스가 단말기 디바이스를 자동으로 호출할 수 있게 하여 이동 IP 노드 등록을 수행하는 시스템 및 방법을 제공함으로써 상기 식별된 필요성을 다룬다.
본 명세서에서 실시하고 폭넓게 설명한 바와 같은 본 발명의 원리들과 일치하는 시스템 및 방법들은 패킷화된 데이터를 송신 및 수신하는 단말기 디바이스, 및 단말기 디바이스와 결합된 통신 디바이스를 포함한다. 통신 디바이스는 IP 어드레스 요청에 포함된 인터넷 프로토콜 (IP) 어드레스에 대한 패킷화 데이터를 모니터한다. 만약, IP 어드레스 요청이 정적 IP 어드레스에 대한 것이라면 통신 디바이스는 네트워크 이동정보를 대기한다. 수신된 네트워크 이동정보에 기초하여, 통신 디바이스는 네트워크 어드레스 정보를 요청한다. 네트워크 어드레스 정보의 수신시, 단말기 디바이스는 이동 노드 등록을 개시한다. 그 결과, 단말기 디바이스가 자신의 네트워크 연결지점을 변경할 때마다, 이동 노드 등록은 자동적으로 호출된다. 본 명세서에 첨부되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부한 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고 설명과 함께 본 발명의 목적, 이점 및 원리들을 설명한다.
도 1 (종래 기술) 은 단말기 디바이스가 무선통신 디바이스를 통해서 인터넷에 연결되는 무선 통신 시스템의 하이 레벨 블록도이다.
도 2 (종래 기술) TIA/EIA IS-707.5 릴레이 모델의 각 엔티티에서의 프로토콜 스택을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3 (종래 기술) 은 IS-707.5 네트워크 모델의 각 엔티티에서의 프로토콜 스택의 도면이다.
도 4 는 본 발명의 MT2 디바이스의 동작의 하이 레벨 상태도이다.
본 발명의 아래의 상세한 설명은 본 발명과 일치하는 바람직한 실시예를 도시하는 첨부 도면들을 참조한다. 다른 실시예들도 가능하며, 변경 또한 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 실시예에 대해 이루어질 수도 있다. 따라서, 아래의 상세한 설명은 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정의된다.
이동 IP 프로토콜은 이동 노드(예를 들어, 컴퓨터 호스트 또는 라우터)가 하나의 네트워크로부터 또 다른 네트워크로 자신의 IP 연결지점을 변경하는 것을 허용한다. 이동국인, IP 노드는 자신의 (영구적인) IP 홈 어드레스를 변경하지 않고 자신의 위치를 변경할 수 있다. 본 발명은 TE2 디바이스(102), MT2 디바이스(104) 및 IWF(108)간의 통신을 관리하는 다른 표준 및 프로토콜 뿐아니라 이동 IP 프로토콜을 이용하여 자동적으로 TE2(102)가 링크층 연결성 유지하기 위해 이동 노드 등록을 재시작할지 여부 및 언제 재시작할지를 결정한다. 이런 방법으로, 이동 IP 노드는 임의의 위치에서 다른 노드들과 통신을 계속할 수 있다.
본 발명은 심리스 및 투명한 이동성을 데이터 서비스-인에이블된 디바이스들의 사용자들에게 지원하도록 의도된다. 따라서, 바람직한 본 발명의 실시예는 이동 IP 지원 능력을 포함하는 TE2(102) 및 MT2(104) 디바이스들을 포함한다.
이하 설명되는 바와 같이 본 발명이 도면들에 도시한 각각의 엔티티(즉, TE2 디바이스(102), MT2 디바이스(104), BS/MSC(106) 및 IWF(108)) 에서의 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 다양한 실시예로서 구현될 수도 있다는 것이 당해 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다. 예컨데, TE2 디바이스(102)는 이동 IP-컴플라이언트 (compliant) 소프트웨어 명령들을 실행하는 처리 유닛을 갖춘 랩탑 컴퓨터일 수도 있다. 유사하게, MT2 디바이스(104)는 TE2 디바이스(102) 정보 및 통신 네트워크 정보를 처리하는 처리 유닛을 포함할 수도 있다. 본 발명을 구현하기 위해 사용되는 실제 소프트웨어 코드 또는 제어 하드웨어가 본 발명을 제한하지 않는다. 따라서, 본 발명의 동작과 행동들은 실제 소프트웨어 코드나 하드웨어 구성요소의 특정한 참조없이 설명될 것이며, 당해 기술 분야의 당업자는 본 명세서에의 설명에 기초하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구현하기 위해 소프트웨어 및 제어 하드웨어를 설계할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 MT2 디바이스(104)의 동작의 하이-레벨 상태도이다. MT2 디바이스(104)는 "새로운 데이터 콜 대기" 상태(410)에서 시작한다. 상태(410)에서, MT2 디바이스(104)는 현재 콜중에 있지 않고, TE2 디바이스(102)가 콜을 발생시키기를 대기한다. 이동-중단 콜(즉, MT2 디바이스(104)가 콜된 부분인 콜)은 이 상태로 간주되지 않는데, 이는 그들이 MT2 디바이스(104)가 IP 어드레스가 이미 할당되었거나 또는 이미 이동 IP에 대해 등록되었다고 가정하기 때문이다.
RFC 1661에 따라서 TE2 디바이스(102)가 PPP 패킷을 MT2 디바이스(104)로 전송할 때, MT2 디바이스(104)는 이것을 패킷 데이터 콜을 확립하고자 시도하는 것으로서 해석하고 따라서, 데이터 콜을 시작한다. 이 데이터 콜은 MT2 디바이스(104)를 "TE2 IPCP Config-Req 대기" 상태(420)로 천이시킨다.
상태(420)에서, MT2 디바이스(104)는 TE2 디바이스(102)가 RFC 1332에 규정된 것처럼 IP 어드레스 협상 프로세스를 시작하기를 단순히 대기한다. TE2 디바이스(102)가 IP 어드레스 Config-Req(구성-요청) 메시지를 전송할 때, MT2 디바이스(104)는 "PCP 어드레스 요청 검사" 상태(430)로 천이한다.
만약 TE2 디바이스(102)에 의해서 요청된 어드레스가 동적 어드레스(즉, IP 어드레스가 모두 제로)이면, TE2 디바이스(102)에 의한 이동 IP 지원에 대한 요청이 없고, MT2 디바이스(104)는 "콜 중단 대기"상태(470)로 천이한다. 이 상태에서, MT2 디바이스(104)는 콜이 중단될 때까지 본질적으로 모든 것을 무시한다. 일단 콜이 중단되면, MT2 디바이스(104)는 상태(410)로 역으로 천이하고 새로운 데이터 콜을 대기한다.
만약, TE2 디바이스(102)에 의해서 전송된 Config-Req(구성-요청) 내의 IP 어드레스 필드가 특정 또는 정적(즉, 제로가 아님) IP 어드레스를 포함한다면, MT2 디바이스(104)는 "IWF IPCP Config-ACK/REJ 대기" 상태(440)로 천이한다.
상태(440)에서, MT2 디바이스(104)는 IPCP 패킷들을 조사하여 Config-Req(구성-요청)에 대한 응답이 무엇인지, 즉, TE2 디바이스(102)에 의해서 이루어진 정적 IP 어드레스 요청이 구성-ACK를 갖는 IWF(108)에 의해 수용되지를 결정한다. TE2 디바이스(102)에 의해서 이루어진 정적 IP 어드레스 요청이 IWF(108)에 의해 거부되면, TE2 디바이스에 요청된 어드레스가 제공되지 못해서 콜은 이동 IP 콜일수 없기 때문에, MT2 디바이스(104)는 상태(470)로 역으로 천이한다. 이와 같이, MT2 디바이스(104)는 단순히 모든 트랜잭션들을 무시하고 중단되는 콜을 대기한다. 만약, TE2 디바이스(102)에 의해 요청된 정적 IP 어드레스가 IWF(108)에 의해서 수용되면, MT2 디바이스(104)는 이것이 이동 IP 데이터 콜임을 확인하고 "모션의 표시 대기" 상태(450)로 천이한다.
상태(450)에서, MT2 디바이스(104)는 TE2 디바이스(102)가 자신의 이전의 네트워크 연결지점으로부터 이동했다는 표시를 네트워크로부터 받을때까지 대기한다. 전술한 바와 같이, 이러한 네트워크 이동 정보는 IS-95 네트워크로부터 시그널링 트래픽을 통해서 추출된다. 일단, MT2 디바이스(104)가 네트워크로부터 TE2 디바이스(102)가 이동했다는, 즉, 네트워크가 변경되었다는 표시를 수신하면, MT2 디바이스(104)는 "에이전트 요청 전송" 상태(460)로 천이한다.
상태(460)에서, MT2 디바이스(104)는 이동 IP RFC 2002에서 약술되어 있는 바와 같이 디폴트 에이전트 광고 메카니즘을 이용하기 위해서 요청 메시지를 이용 가능한 외부 에이전트로 송신한다. 상태(460)의 피드백 천이 화살표에 의해 표시되는 바와 같이, 이 요청 메시지의 전송은 부주의한 손실을 경계하고 외부 에이전트에 의한 수신을 확실하게 하기 위해 수회 반복될 수도 있다.
MT2 디바이스(104)로 하여금 요청 메시지를 전송하게 함으로써, 본 발명은 메시지 수신시에 외부 에이전트가 외부 네크워크 케어 오브 어드레스를 갖는 광고 메시지를 TE2 디바이스(102) IP 어드레스로 전송하도록 트리거되는 것처럼 이동 IP 기반구조를 이용한다. RFC 2002에 따라서, TE2 디바이스(102)는 케어 오브 어드레스가 변경되었다는 것과 자신의 IP 어드레스를 다시 등록해야한다는 것을 통지한다. 예컨데, 만약 TE2 디바이스(102)가 자신의 홈 네트워크로 복귀되었다는 것을 결정하면, TE2 디바이스는 이동 IP 노드 등록해제 절차를 외부 에이전트를 사용하여 개시한다. 그러나, TE2 디바이스(102)가 새로운 외부 네트워크를 검출하면, 이동 IP 이동 노드 등록 절차를 재시작하고 종국적으로 새로운 외부 네트워크상에 케어 오브 어드레스를 확립함으로써 계속된다.
따라서, 본 발명은 TE2 디바이스(102)가 현재의 네트워크 연결지점 외부로 이동할 때, 이동 IP 등록 절차 재개시로 TE2 디바이스(102)를 자동적으로 트리거하기 위해 MT2 디바이스(104) 를 이용하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 전술한 설명은 예시 및 설명을 제공지만, 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 포괄시키도록 의도된 것은 아니다.
상술의 사상과 일치하는 수정 및 변경이 가능하거나, 또는 본 발명의 실시로부터 얻어질 수도 있다. 본 발명의 범위는 청구의 범위와 그와 균등한 것들에 의해 정의된다.

Claims (16)

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  8. 패킷화 데이터를 송/수신하는 이동 통신 디바이스에 연결된 단말기 디바이스를 가진 무선 통신 네트워크에서 이동 노드 등록을 호출하는 방법으로서,
    상기 이동 통신 디바이스와 상기 무선 통신 네트워크를 인터페이스하는 단계;
    상기 이동 통신 디바이스에 의해, 상기 무선 통신 네트워크로부터 네트워크 이동 정보를 수신하는 단계;
    상기 이동 통신 디바이스에 의해, 상기 무선 통신 네트워크로부터 네트워크 IP 어드레스 정보를 요청하는 단계;
    상기 이동 통신 디바이스에 의해, 상기 무선 통신 네트워크로부터 네트워크 IP 어드레스 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 단말기 디바이스에 의해, 상기 이동 통신 디바이스에 의해 수신된 상기 네트워크 이동 정보에 응답하여 이동 노드 등록을 개시하는 단계를 포함하는, 이동 노드 등록을 호출하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이동 통신 디바이스에 의해, IP 어드레스 요청에 포함된 IP 어드레스에 대한 상기 송신된 패킷화 데이터를 모니터링하는 단계; 및
    상기 IP 어드레스 요청이 정적 IP 어드레스인 경우에, 상기 이동 통신 디바이스에 의해, 네트워크 이동 정보를 대기하는 단계를 더 포함하는, 이동 노드 등록을 호출하는 방법.
  10. 무선 통신 네트워크에서 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템으로서,
    상기 무선 통신 네트워크와 무선 링크를 통해 인터페이스하고, 상기 무선 통신 네트워크로부터 네트워크 이동 정보를 수신하는 이동 통신 디바이스; 및
    IP 어드레스를 가지며, 상기 IP 어드레스와 관련된 패킷화 데이터를 송/수신하는 상기 이동 통신 디바이스에 연결되고, 상기 네트워크 이동 정보에 응답하여 이동 노드 철회를 개시하는 단말기 디바이스를 구비하며,
    상기 이동 통신 디바이스는 IP 요청에 포함된 IP 어드레스에 대한 상기 단말기 디바이스에 의해 송신된 상기 패킷화 데이터를 모니터링하는 수단을 구비하며,
    상기 IP 어드레스는 정적 IP 어드레스인, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
  11. 무선 통신 네트워크에서 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템으로서,
    상기 무선 통신 네트워크와 무선 링크를 통해 인터페이스하고, 상기 무선 통신 네트워크로부터 네트워크 이동 정보를 송/수신하는 이동 통신 디바이스; 및
    정적 IP 어드레스인 IP 어드레스를 가지며, 상기 IP 어드레스와 관련된 패킷화 데이터를 송/수신하는 상기 이동 통신 디바이스에 연결되고, 상기 네트워크 이동 정보에 응답하여 이동 노드 등록을 개시하는 단말기 디바이스를 구비하며,
    상기 이동 통신 디바이스는 IP 요청에 포함된 IP 어드레스에 대한 상기 단말기 디바이스에 의해 송신된 상기 패킷화 데이터를 모니터링하는 수단을 구비하며,
    상기 이동 통신 디바이스는 상기 네트워크 이동 정보에 응답하여 상기 무선 통신 네트워크에 네트워크 IP 어드레스 정보를 요청하는 수단을 구비하는, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
  12. 무선 통신 네트워크에서 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템으로서,
    상기 무선 통신 네트워크와 무선 통신 링크를 통해 인터페이스하고, 상기 무선 통신 네트워크로부터 네트워크 이동 정보를 송/수신하는 이동 통신 디바이스; 및
    홈 에이전트와 관련된 정적 IP 어드레스를 갖고, 상기 이동 통신 디바이스에 연결되는 단말기 디바이스를 구비하며,
    상기 단말기 디바이스는, 상기 무선 통신 링크를 통해, 인터넷 프로토콜을 사용하여 인터넷워킹 기능으로 패킷화 데이터를 송신하고 상기 인터넷워킹 기능으로부터 패킷화 데이터를 수신하며, 상기 단말기 디바이스는 상기 네트워크 이동 정보에 응답하여 이동 노드 등록을 개시하는, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 통신 네트워크는 CDMA 무선 네트워크인, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이동 정보는 상기 이동 통신 디바이스에 의해 수신된 무선 통신 네트워크 시스템 ID에서의 변경인, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 이동 정보는 상기 이동 통신 디바이스에 의해 수신된 상기 무선 통신 네크워크 ID에서의 변경인, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 단말기 디바이스는 홈 에이전트 또는 복수의 외부 에이전트중의 하나를 식별하는 에이전트 광고 메시지를 요청함으로써 이동 노드 등록을 개시하는, 이동 노드 등록을 자동으로 호출하는 시스템.
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