KR100617795B1

KR100617795B1 - 셀룰러 망과 무선 랜 망의 타이틀리 커플드 연동 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100617795B1
Application number: KR1020050018073A
Authority: KR
Inventors: 공동건; 문상준; 이지철; 김대석; 이상도; 정흥철; 이성원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-08-28
Also published as: EP1856852A1; WO2006093392A1; CN101133598A; JP2008529443A; US20060200543A1

Abstract

본 발명은 셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위한 방법 및 장치에 있어서, 단말이 셀룰러 망의 PDSN으로부터 아이피 주소를 할당받은 상태에서 무선랜 망에서 셀룰러 망으로 이동할 때, 미리 PDSN과 무선랜 망의 AGW 사이의 임시 터널을 설정한 후, 무선랜 망에서 셀룰러 망으로 핸드오프가 완료되었을 때, 단말로부터 핸드오프가 완료되었음을 PDSN에게 알려줌으로써 신속하고 데이터 손실없는 심리스(Seamless)한 핸드오프를 가능케 하는 효과가 있다. 또한, 무선랜 구간, 특히 단말과 AGW 간에 셀룰러 시그널링이 지나갈 필요가 없으므로, 기존의 제안된 타이틀리 커플드 방식과는 달리 무선랜 망에서 셀룰러 시그널을 처리해야 하는 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Tightly Coupled Inter-working, 3G Cellular, WLAN, AT Identifier, AT tunnel request, AT tunnel response

Description

셀룰러 망과 무선 랜 망의 타이틀리 커플드 연동 방법 및 장치{A Method And Apparatus For CDMA and WLAN Tightly Coupled Inter-working}

도 1은 일반적인 Tightly coupled 방식에 기반한 UMTS 망과 무선랜 망 구조.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Tightly coupled 연동 망 구조.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시그널링 플랜을 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 트래픽 플랜을 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 단말이 무선랜에 접속하였을 경우, 단말과 PDSN 사이에 진행되는 3계층 접속점 설정 절차도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀룰러 망과 무선랜의 연동 시나리오에서 단말의 핸드오프 절차도.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 DHCP 메시지 포맷을 보여주는 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 'AT indentifier' 옵션을 나타내는 표.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 'A-P tunnel request' 옵션을 보여주는 표

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 'A-P tunnel response' 옵션을 보여주는 표.

본 발명은 이종망 간의 연동 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 셀룰러 망과 무선랜(Wireless Local Area Network) 망을 이용한 연동 방식에서 셀룰러 네트워크 엘리먼트(Cellular Network Element)의 변경 없이 단말이 무선랜으로 핸드오프하도록 하는 타이틀리 커플드(Tightly Coupled) 연동 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 무선랜 서비스의 활성화와 함께 3G(Generation) 셀룰러 망과 무선랜(WLAN) 망간의 서비스 연동 이슈가 주목을 받고 있다. 두 개의 이종 망간의 핸드오프(vertical handoff)시, 핸드오프 시간과 핸드오프로 인한 패킷 손실양이 매우 중요하다. 따라서, 핸드오프 시간과 패킷 손실을 최소화 할 수 있는 효율적인 연동방안이 요구되어 진다. 또한, 이종 망간의 연동을 위해 필요한 기존 시스템과 단말의 변경 요구 사항은 최소화 되어야 한다.

현재 3GPP(Generation Partnership Project)에서는 무선랜 망을 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 3G 시스템에 대한 하나의 접속망으로 간주하는 타이틀리 커플드 방식이 있다.

도 1은 일반적인 Tightly coupled 방식에 기반한 UMTS 망과 무선랜망 구조이 다.

도 1을 참조하면, 타이틀리 커플드 방식은 UMTS 핵심망(100)에 무선랜 망(130)이 연결되는 형태로서, 무선랜 망(130)은 UTRAN(UMTS Radio Access Network)(110)처럼 하나의 접속망으로 동작한다. 각 가입자는 망 접속 환경에 따라, UTRAN(110) 혹은 무선랜 망(130)의 AP들(132, 134)을 통해 UMTS 서비스를 이용하게 된다.

IWU(Inter-working Unit)(120)는 UMTS 핵심망(100)과 무선랜 망(130)간 연동을 위해 구비된 장비이며, 기본적인 서비스 제어 및 관리 기능은 UMTS 핵심망(100)에서 담당하게 된다.

상기된 바와 같이 구성되는 종래 기술에 의한 타이틀리 커플드 연동 방식에 있어서는, 기존에 제공되는 UMTS 망에서와 동일한 이동성, QoS(Quality of Service) 및 보안 기능 등을 제공받을 수 있다. 그러나, 이러한 기능들을 제공받기 위해서는 무선랜 단말(140)에도 UMTS 모듈을 탑재해야 하며, 인터페이스에 대한 추가 표준화 작업이 요구되는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 타이틀리 커플드 방식에 기반한 비동기 이동통신망과 무선랜 망간의 연동 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 모바일 아이피(Mobile IP)를 지원하지 않는 단말이 셀룰러 망에서 무선랜으로 이동한 경우에도, 심리스(seamless)한 핸드오프를 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예에 따른 방법은,

셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위한 방법에 있어서, 상기 무선랜 망의 엑세스 게이트 웨이(AGW)가, 상기 셀룰러 망과 통신하면서 상기 무선랜 망을 검색하고 선택한 단말로부터 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지를 수신하고, 상기 셀룰러 망의 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와 일반 라우팅 캡슐화(GRE) 터널을 설정하는 과정과, 상기 터널을 통해서 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 상기 PDSN으로 전달하는 과정과, 상기 PDSN으로부터 상기 AT에게 할당 가능한 아이피 주소들을 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 수신하여 상기 단말로 전달하는 과정과, 상기 단말로부터 요청된 아이피 주소를 포함하는 DHCP REQUEST 메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 DHCP REQUEST 메시지를 상기 터널을 통해 상기 PDSN으로 전달하는 과정과, 상기 PDSN으로부터 상기 DHCP REQUEST 메시지에 대응하는 DHCP ACK 메시지를 수신하여 상기 단말로 전달하는 과정과, 상기 단말이 상기 아이피 주소를 이용하여 상기 셀룰러 망에서 상기 무선랜 망으로 핸드오프 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 다른 실시예에 따른 방법은, 3G 셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동망에서 핸드오프 방법에 있어서, 상기 무선랜 망의 엑세스 게이트 웨이(AGW)가 상기 셀룰러 망의 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와의 터널 설정을 요청하는 DHCP INFORM 메시지를 수신하는 과정과, 상기 AGW가 상기 PDSN과 임시 터널을 설정하고, 상기 임시 터널 설정 결과를 나타내는 DHCP ACK 메시지를 생성하여 단말로 전달하는 과정과, 상기 AGW가 상기 단말로부터 상기 셀룰러 망에서 상기 무선랜 망으로의 핸드오프 완료를 알리는 DHCP INFORM 메시지를 수신하고 상기 PDSN과 정상 터널을 설정하는 과정과, 상기 AGW가 상기 정상 터널 설정 결과를 나타내는 DHCP ACK 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하여 구성된다.

삭제

본 발명의 실시예에 따른 장치는, 셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위한 장치에 있어서, 상기 셀룰러 망 혹은 무선랜 망을 통하여 접속하는 단말에게 아이피 주소를 할당하고, 상기 단말의 패킷 데이터를 아이피 망으로 전송하는 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와, 상기 무선랜 망에 접속하는 단말과의 무선랜 접속 규격을 처리하는 엑세스 포인트(AP)와, 상기 셀룰러 망과 통신하면서 상기 무선랜 망의 상기 AP를 검색하여 선택한 상기 단말로부터, 아이피 주소 할당을 요청하는 메시지를 수신하고 상기 PDSN으로부터 상기 단말에 대한 아이피 주소를 할당받아서 상기 단말에게 전달하는 엑세스 게이트웨이(AGW)로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은, 셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위하여 단말에게 아이피 주소를 할당하는 방법에 있어서, 상기 셀룰러 망과 통신하면서 상기 무선랜 망을 검색하고 선택한 단말이, 엑세스 게이트 웨이(AGW)에게 상기 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지-여기서 상기 DHCP DISCOVER 메시지는 상기 단말의 식별자 정보를 포함함-를 전송하는 과정과, 상기 단말이 상기 AGW로부터 상기 단말에게 할당 가능한 아이피 주소를 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 수신하는 과정과, 상기 단말이 상기 AGW에게 아이피 주소를 요청하는 DHCO REQUEST 메시지를 전송하는 과정과, 상기 단말이 상기 DHCP REQUEST 메시지에 대응하는 DHCH ACK 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위하여 단말에게 아이피 주소를 할당하는 방법에 있어서, 상기 셀룰러 망의 PDSN(Packet Data Serving Network)이, 상기 단말로부터 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지-여기서, 상기 DHCP DISCOVER 메시지는 상기 단말의 식별자 정보를 포함함-를 수신한 상기 무선랜 망의 엑세스 게이트웨이(AGW)와 라우팅 캡슐화 터널(GRE)을 설정하는 과정과, 상기 PDSN이 상기 터널을 통하여 상기 AGW로부터 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 수신하는 과정과, 상기 PDSN이 상기 단말에게 할당 가능한 아이피 주소를 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 상기 AGW에게 전송하는 과정과, 상기 PDSN이 상기 터널을 통하여 상기 AGW로부터 상기 단말에 의해 요청된 아이피 주소를 포함하는 DHCP REQUEST 메시지를 수신하는 과정과, 상기 PDSN이 상기 AGW에게 상기 DHCP REQUEST에 대응하는 DHCP ACK 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 셀룰러 망의 예로서 CDMA(Code Division Multiple Access) 2000 1X 시스템을 무선랜 망의 예로서 IEEE 802.11x 기반의 WiFi(Wireless-Fidelity) 망을 가정한다.

구체적으로, 본 발명은 단말이 셀룰러 망에서 무선랜 망으로 효율적으로 핸드오프를 하기 위한 타이틀리 커플드 방식의 연동을 위한 망의 구성과, 단말과 시스템의 프로토콜 스택 및 상기 단말과 AGW(Acess GateWay) 사이에 진행되는 3계층 접속점 설정 과정 및 셀룰러 망에 접속한 단말이 무선랜 망으로 이동하였을 때, 단말과 상기 AGW 및 PDSN(Packet Data Serving Network)에서의 핸드오프 시그널 처리 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동망 구조이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타이틀리 커플드 연동 망에서는 무선랜 망(230)을 셀룰러 망(220)에 대한 하나의 접속망으로 분류한다.

셀룰러망(230)은 PDSN(210)과, BSS(Base Station System)로 구성된다. 상기 PDSN(210)은 셀룰러 망을 통해서 IP(Internet Protocol)망에 접속하는 단말에게 과금 및 인증 기능, PPP(Point-to-Point Protocol) 접속 기능, IP 라우팅 기능, 버티컬 핸드오프 기능 등을 제공하고, 모바일 아이피를 지원하는 경우 FA(Foreign Agent)역할을 수행한다. BSS는 DCN(Data Communication Network, 200)과 연결되는 셀룰러 망에 접속되는 단말과의 무선 접속 규격을 처리하는 장비들인 BTS(Base Transceiver Station)들(224a,224b)과, BSC(Base Station Controller)(222)로 구성된다. 상기 BSC(222)는 패킷 제어 기능인 PCF(Packet Control Function)를 포함한다.

무선랜망(230)은 AGW(Access GateWay)(232)와, AP(Access Point)(234a,b)들로 구성된다. AGW(232)는 무선랜망(230)을 통해 상기 PDSN(210)으로 접속하는 사용자를 대상으로, 단말로부터 받은 패킷 데이터를 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널을 통해서 상기 PDSN(210) 혹은 그 반대 방향으로 전달하며, HAT(Hybrid Access Terminal)(240)는 무선랜 망(230)과 셀룰러 망(220)에 접속할 수 있는 단말이다. 이때. GRE 터널은 상기 PSDN(210)과 상기 AGW(232) 사이에 설정된 터널이다.

상기 무선랜 망(230)의 AP(234a,b)들과, 상기 셀룰러 망(220)의 PDSN(210) 사이에 AGW(232)가 위치하여, 기존 셀룰러 망의 BSC(222)와 PDSN(210)간의 R-P 인터페이스와 유사한 A-P 인터페이스가 정의된다. 또한 상기 HAT(240)와 AGW(232) 사이에 H-A 인터페이스가 정의되며, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)이 이용된다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 망구조에서 동작하는 시그널링 플랜(Signalling Plan)과 트래픽 플랜(Traffic Plan)을 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시그널링 플랜을 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, HAT(240)와 AGW(232)사이에서 수행되는 H-A 인터페이스는 H-A간 핸드오프 시그널을 전송한다. 상기 H-A간 핸드오프 시그널을 전송하기 위한 HAT(240)의 프로토콜 스택은 802.11 PHY, 802.11 MAC, IP, UDP, H-A로 구성된다.

다음으로, AP들(234a,234b)과 AGW(232) 및 PSDN(210)에는 3계층 접속점을 설정하기 위한 프로토콜 스택들이 각각 설정된다. 상기 AP들(234a,234b)의 프로토콜 스택은, 802.11 PHY, 802.11 MAC, 802.3 PHY, 802.3 MAC, L2 Relay로 구성된다. 상기 PDSN(210)의 프로토콜 스택은 802.3 PHY, 802.3 MAC, IP, UDP, A-P로 구성된다.

상기 AGW(232)의 프로토콜 스택은 HAT(240)와의 인터페이스를 위한 H-A 인터페이스와, PDSN(210)과의 인터페이스를 위한 A-P 인터페이스를 가지며, HAT(240)와 PDSN(210) 사이에는 3계층 접속점이 설정된다.

상기 프로토콜 스택들은 MAC계층 및 PHY계층을 위한 802.3 MAC과 802.3 PHY를 사용하고, 전송 프로토콜은 UDP(User Datagram Protocol)를 사용한다. 또한, 상기 AGW(232)와 HAT(240)간의 인터페이스를 위한 H-A와, 상기 AGW(232)와 PDSN(210)간의 인터페이스를 위한 A-P를 사용한다. 상위 프로토콜로 DHCP를 사용하며, DHCP 옵션 필드(options field)를 새로이 정의하여 사용한다. 상기 DHCP 옵션 필드에는 3계층 접속을 위한 파라미터들이 포함되며 이는 이후에 도 7 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트래픽 플랜을 보여 주는 도면이다.

도 4를 참조하면, H-A 인터페이스를 위한 HAT(240)의 프로토콜 스택은 802.11PHY, 802.11MAC, IP0, UDP로 구성되고, AP(234a,234b)들의 프로토콜 스택은 상기 도 3에 도시한 AP(234a,234b)들의 시그널링 플랜과 동일하다. PDSN(210)의 프로토콜 스택은 802.3 PHY, 802.3 MAC, IP 1, GRE, IP 0로 구성된다.

AGW(232)의 프로토콜 스택은 상기 PDSN(210)과의 접속을 위해서 상기 PDSN(210)의 프로토콜 스택과 동일한 구성을 포함하며, 상기 AP들(234a,234b)과의 접속을 위해서 802.3 PHY, 802.3 MAC, L2 relay를 더 포함한다.

상기 트래픽 전송을 위한 프로토콜 스택들을 통해서, 상기 AGW(232)는 HAT(240)로부터 트래픽을 수신하면, GRE 터널을 통하여 PDSN(210)에게 해당 트래픽을 전달한다. 또한, 상대방 호스트에서 HAT(240)에게 전송되는 포워드(Forward) 방향의 트래픽은 PDSN(210)와 AGW(232)간 GRE 터널을 통해 상기 AGW(232)로 전송된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 단말이 무선랜 망에 접속하였을 경우, 타이틀리 커플드 연동망 구조에서 단말과 PDSN 사이에 진행되는 3계층 접속점 설정 절차도이다.

도 5를 참조하면, 510단계에서 AT(500)가 셀룰러 망과 통신하면서 무선랜 망의 AP(502)를 검색하여 선택하면, 512단계에서 AT(500)와 상기 AP(502) 사이에 결합(association)을 설정한다.

514단계에서 AT(500)는 3계층 접속(L3 Attachment)을 수행하고, 516단계에서 AT(500)가 IP 주소 할당을 요청하기 위한 목적으로, DHCP 서버를 검색하기 위한 DHCP DISCOVER 메시지를 생성하여 DHCP 릴레이 기능을 수행하는 AP(502)를 통해 AGW(504)에게 전달한다. 이때, DHCP DISCOVER 메시지에는 상기 AT(500)의 ID 정보인 'AT Identifier' 옵션과, 상기 AT(500)의 MAC 주소(address)를 포함한다.

이후, 상기 AGW(504)는 AT(500)로부터 수신한 DHCP DISCOVER 메시지에 포함된 ID 정보를 통해 상기 AT(500)가 타이틀리 커플드 연동방식을 사용한다는 것을 알 수 있으며, 따라서 AGW(504)는 자신이 AT(500)에게 IP 주소를 할당하지 않고 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 PDSN(506)으로 릴레이 한다. 즉, AGW(504)는 518단계에서 디폴트(default) PDSN(506)으로 A-P연결 즉, GRE 터널을 설정한다. 이때, 상기 AGW(504)는 상기 수신한 DHCP DISCOVER 메시지로부터 획득한 상기 AT(500)의 MAC 어드레스를 참조하여 A-P 세션 테이블에 상기 AT(500)를 엔트리(Entry)로 추가하고, PDSN(506)은 상기 AT(500)의 ID를 참조하여 R-P 세션 테이블에 엔트리를 추가한다. 이후, 상기 AGW(504)는 520단계에서 상기 GRE 터널을 통해서 DHCP DISCOVER를 PDSN(506)으로 전달한다.

상기 GRE 터널을 통해 DHCP DISCOVER 메시지를 수신한 PDSN(506)은 상기 AT(500)의 MAC 어드레스를 A-P 세션 테이블의 상기 ID값에 매핑시킨다. 522단계에서 상기 PDSN(506)은 상기 AT(500)에게 할당할 수 있는 IP 주소와 필요한 정보를 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 생성하여 AGW(504)에게 전달한다.

524단계에서 AGW(504)는 A-P 인터페이스를 통해 상기 PDSN(506)으로부터 받은 DHCP OFFER 메시지를 상기 AT(500)에게 전달한다.

526단계에서 상기 DHCP OFFER 메시지를 수신한 AT(500)는 AGW(504)로 DHCP REQUEST 메시지를 전달한다. 상기 DHCP REQUEST 메시지는, 서버로부터 제공되는 파라미터를 요청하거나, 이후의 시스템 재부팅 등을 위해 이전에 할당된 IP 주소가 정확한지를 확인하거나, 특정 IP 주소에 대한 사용 시간을 연장하기 위한 메시지이다.

상기 DHCP REQUEST 메시지를 수신한 AGW(504)는 528단계에서 PDSN(506)까지의 GRE 터널을 통해 DHCP REQUEST 메시지를 전달한다. 상기 DHCP REQUEST를 수신한 PDSN(506)은, 530단계에서 DHCP ACK 메시지를 상기 GRE 터널을 통해 AGW(504)로 전달한다. 상기 DHCP ACK 메시지는 상기 단말에게 할당된 IP 주소를 포함하는 설정(Configuration) 파라미터들을 포함한다.

상기 GRE 터널을 통해 DHCP ACK 메시지를 수신한 AGW(504)는 AT(500)에 할당된 IP 주소에 대한 라우팅 정보와 프록시(Proxy) ARP(Address Resolution Protocol) 엔트리 등을 추가하고, 532단계에서 DHCP ACK 메시지를 상기 AT(500)에게 전달한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀룰러 망과 무선랜 망의 연동 시나리오에서 단말의 핸드오프 절차도이다.

도 6을 참조하면, 610단계에서 AT(600)가 3G 셀룰러 영역에서 무선랜 영역으로 이동할 것을 결정하면, 612단계에서 AT(600)는 3G 셀룰러 망에서 무선랜 망으로의 버티컬 핸드오프를 지원하는 AGW(604)를 검색하기 위한 DHCP INFORM 메시지를 생성하여 AP(602)를 거쳐 브로드캐스팅 방식으로 전송한다. 이때, DHCP INFORM 메시지는 AT 식별자 옵션과, 'A-P tunnel request' 옵션을 포함한다. 상기 'A-P tunnel request' 옵션은 상기 AGW(604)가 A-P 터널을 설정하는데 필요한 정보를 포함한다. 구체적으로, 상기 AT(600)는 'A-P tunnel request' 옵션의 TMP 플래그를 '1'로 설정함으로써, PDSN(606)과의 임시적인 A-P 터널 설정을 요청한다. DHCP 릴레이 기능을 지원하는 상기 AP(602)는 AT(600)가 생성한 DHCP INFORM 메시지를 주위의 AGW들에게 전달한다.

삭제

상기 'A-P tunnel request' 옵션을 포함하는 DHCP INFORM 메시지를 수신한 AGW(604)는 614단계에서 AT(600)가 사용 중인 IP 주소에 대한 라우팅 정보를 추가하고, 상기 'A-P tunnel request' 옵션에 따라 PDSN(606)과의 임시적인 A-P 터널을 설정한다.

PDSN(606)과의 임시적인 A-P 터널을 성공적으로 설정한 AGW(604)는 616단계에서 DHCP ACK 메시지를 생성하여 상기 AT(600)에게 전달한다. 이때. 상기 DHCP ACK 메시지 내에 A-P tunnel response 옵션을 추가하여 상기 AGW(604)와 상기 PDSN(606)간에 임시로 설정된 터널에 대한 결과를 상기 AT(600)에게 알려 준다.

상기 AGW(604)와 PDSN(606) 사이에 임시적인 A-P 터널을 설정한 상태에서, 상기 AT(600)가 618단계에서 3G 셀룰러 영역에서 무선랜 영역으로의 핸드오프를 완료하였으면, 620단계에서 H-A 핸드오프 완료를 알리기 위한 DHCP INFORM 메시지를 생성하여 상기 AGW(604)에게 전달한다. 이때 'A-P tunnel request' 옵션의 TMP 플래그를 '0'으로 설정함으로써, PDSN(606)과의 정상적인 A-P 터널 설정을 요청한다.

622단계에서 AGW(604)가 H-A 핸드오프 완료를 알리는 DHCP INFORM 메시지를 수신하면, 상기 TMT 플래그를 확인하여 PDSN(606)과의 임시적인 A-P 터널을 정식 A-P 터널로 변경한다. 상기 PDSN(606)은 AGW(604)와의 A-P 터널 설정 절차를 완료하면, 셀룰러 망에서 PCF를 수행하는 BSC와의 R-P 터널을 해제한다.

624단계에서 AGW(604)는 DHCP ACK 메시지를 생성하여 AT(600)에게 전달한다. 이때, 상기 DHCP ACK 메시지에 'A-P tunnel response' 옵션을 포함하여 전송함으로써 정상적으로 A-P터널이 설정되었음을 알린다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 DHCP 메시지 포맷이다. 여기서, DHCP 메시지에는 DHCP DISCOVER 메시지, DHCP OFFER 메시지, DHCP REQUEST 메시지, DHCP INFORM 메시지, DHCP ACK 메시지가 포함된다.

도 7을 참조하면, DHCP 메시지에 옵션(options)필드를 제외한 필드들은 일반적인 경우와 동일하므로 설명을 생략한다. 상기 옵션 필드에는 AT 식별자 정보를 담은 'AT Identifier'와, A-P 터널(GRE 터널을 의미함)을 임시로 혹은 정상적으로 설정 요청하거나 해제하기 위한 'A-P tunnel request'와, 상기 A-P 터널 설정에 대한 결과를 담은 'A-P tunnel response'인 옵션들이 포함된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 'AT indentifier' 옵션을 나타내는 표이다.

도 8을 참조하면, 상기 'AT identifier'인 IMSI 옵션은 코드(code) 필드와, len 필드와, ID 타입(Type) 필드와, MSID 길이(Length) 필드 및 ID 필드로 구성된다. 상기 ID 타입 필드에는 일 예로 IMSI가 '0x00 06H'등이 될 수 있고, 상기 'AT identifier' 옵션은 AT가 생성한 DHCP DISCOVER 메시지에 포함되어 AGW로 전송된다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 'A-P tunnel request' 옵션을 보여주는 표이다.

도 9를 참조하면, 코드 필드와, len 필드와 요청 플래그(request flag)와, PDSN IP 필드로 구성된다. 상기 요청 플래그는 A-P터널의 연결을 해제하기 위한 REL(A-P tunnel release request)과, A-P터널을 설정하기 위한 TMP(temporary tunneling request)로 구성된다. 즉, 상기 REL의 플래그를 '1'로 설정할 경우 이미 설정된 A-P터널에 대한 해제를 요청하고, 상기 TMP의 플래그를 '1'로 설정할 경우 임시 A-P터널 설정을 요청한다. 또한, 단말이 무선랜 망으로 핸드오프 한 경우, '0'으로 상기 TMP 플래그를 설정하여 정상적인 A-P 터널 설정을 요청할 수 있다. 상기 PSDN IP 필드에는 단말이 무선랜망으로 핸드오프하기 이전 즉, 소스 PDSN IP 어드레스가 포함된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 'A-P tunnel response' 옵션을 보여주는 표이다.

도 10을 참조하면, 코드 필드와, len 필드와, 'status' 필드와, PSDN IP필드를 포함한다,

상기 'status'필드는 임시 혹은 정상적인 A-P 터널이 성공적으로 설정되었을 경우 '1'로 설정하고, 상기 A-P 터널의 설정이 실패하였을 경우 '0'으로 설정된다.

상기 PSDN IP 필드에는 단말이 무선랜 망으로 핸드오프 한 이후의 PSDN 즉, 서빙 PSDN IP 어드레스가 포함된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 셀룰러망과 무선랜 망을 효율적으로 연동시키는 방안으로, 단말이 무선랜 망에서 셀룰러 망으로 이동할 때, 미리 PDSN과 무선랜 망의 AGW 사이에 임시 터널을 설정한 후, 무선랜 망에서 셀룰러 망으로 핸드오프가 완료되었을 때, 단말로부터 핸드오프가 완료되었음을 PDSN에게 알려주는 타이틀리 커플드 방식으로서, 신속하고 데이터 손실없는 심리스(Seamless)한 핸드오프를 가능케 하는 효과가 있다. 또한, 무선랜 구간, 특히 단말과 AGW 간에 셀룰러 시그널링이 지나갈 필요가 없으므로, 기존의 제안된 타이틀리 커플드 방식과는 달리 무선랜 망에서 셀룰러 시그널을 처리해야 하는 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위해 3계층 접속점을 형성하기 위한 방법에 있어서,

상기 셀룰러 망과 통신하면서 상기 무선랜 망을 검색하고 선택한 단말이 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지를 전송하는 과정과,

상기 무선랜 망의 엑세스 게이트 웨이(AGW)가, 상기 단말로부터 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 수신하고, 상기 셀룰러 망의 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와 일반 라우팅 캡슐화(GRE) 터널을 설정하고, 상기 터널을 통해서 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 상기 PDSN으로 전달하는 과정과,

상기 AGW가 상기 PDSN으로부터 상기 단말에게 할당 가능한 아이피 주소들을 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 수신하여 상기 단말로 전달하는 과정과,

상기 단말이 아이피 주소를 요청하는 DHCP REQUEST 메시지를 전송하고, 상기 DHCP REQUEST 메시지를 수신한 상기 AGW가 상기 DHCP REQUEST 메시지를 상기 터널을 통해 상기 PDSN으로 전달하는 과정과,

상기 AGW가 상기 PDSN으로부터 상기 DHCP REQUEST 메시지에 대응하는 DHCP ACK 메시지를 수신하여 상기 단말로 전달하는 과정과,

상기 단말이 상기 DHCP ACK 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 3계층 접속점 형성 방법.
제 1항에 있어서,

상기 DHCP DISCOVER 메시지에는 상기 단말의 식별자 정보가 포함되어 있으며,

상기 AGW는 상기 단말의 식별자 정보를 통하여 상기 단말이 상기 타이틀리 커플드 연동 방식을 사용한다고 판단하여 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 상기 PDSN에게 전달하는 것을 특징으로 하는 3계층 접속점 형성 방법.
제 1항에 있어서,

상기 GRE 터널을 설정하는 과정은,

상기 AGW는 상기 수신한 DHCP DISCOVER 메시지로부터 획득한 상기 단말의 맥(MAC) 어드레스를 참조하여 R-P 세션 테이블에 상기 단말을 엔트리로 추가하고, 상기 PDSN은 상기 수신한 DHCP DISCOVER 메시지로부터 획득한 상기 단말의 식별자 정보를 참조하여 R-P 세션 테이블에 상기 단말을 엔트리로 추가하는 것을 특징으로 하는 3계층 접속점 형성 방법.
셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동망에서 핸드오프 방법에 있어서,

단말이 상기 셀룰러 망의 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와의 터널 설정을 요청하는 DHCP INFORM 메시지를 전송하는 과정과,

상기 DHCP INFORM 메시지를 수신한 상기 무선랜 망의 엑세스 게이트 웨이(AGW)가, 상기 PDSN과 임시 터널을 설정하고, 상기 임시 터널 설정 결과를 나타내는 DHCP ACK 메시지를 생성하여 상기 단말로 전달하는 과정과,

상기 단말이 상기 셀룰러 망에서 상기 무선랜 망으로의 핸드오프 완료를 알리는 DHCP INFORM 메시지를 전송하는 과정과,

상기 AGW가 상기 DHCP INFORM 메시지를 수신하고 상기 PDSN과 정상 터널을 설정하는 과정과,

상기 단말이 상기 정상 터널 설정 결과를 나타내는 DHCP ACK 메시지를 상기 AGW로부터 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
제 4항에 있어서,

상기 DHCP INFORM 메시지는 상기 단말의 식별자 정보와 상기 터널 설정을 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
제 4항에 있어서,

상기 단말의 식별자 정보는 상기 단말의 아이디 정보와, 코드 정보와, len 정보와, 아이디 타입 정보와, 아이디 길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
제 4항에 있어서,

상기 터널 설정을 위한 정보는 상기 터널 연결을 설정 또는 해제하기 위한 플래그와, 상기 단말과 연결된 상기 PDSN의 아이피 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
제 4항에 있어서,

상기 정상 터널을 설정하는 과정 이후에,

상기 PDSN이 상기 셀룰러 망의 기지국과 연결된 터널을 해제하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
제 4항에 있어서,

상기 DHCP ACK 메시지는 상기 임시 터널 또는 상기 정상 터널이 성공적으로 설정되었는지 여부를 나타내는 정보와, 상기 단말과 연결된 상기 PDSN의 아이피 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위한 장치에 있어서,

상기 셀룰러 망 혹은 무선랜 망을 통하여 접속가능한 단말과,

상기 단말에게 아이피 주소를 할당하고, 상기 단말의 패킷 데이터를 아이피 망으로 전송하는 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와,

상기 무선랜 망에 접속하는 단말과의 무선랜 접속 규격을 처리하는 엑세스 포인트(AP)와,

상기 셀룰러 망과 통신하면서 상기 무선랜 망의 상기 AP를 검색하여 선택한 상기 단말로부터, 아이피 주소 할당을 요청하는 메시지를 수신하고 상기 PDSN으로부터 상기 단말에 대한 아이피 주소를 할당받아서 상기 단말에게 전달하는 엑세스 게이트웨이(AGW)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
제 10항에 있어서,

상기 AGW는 상기 단말과의 인터페이스를 위한 H-A 인터페이스와, 상기 PDSN과의 인터페이스를 위한 A-P 인터페이스를 포함하며,

상기 AGW를 통하여 상기 AP와 상기 PSDN 간의 3계층 접속점이 설정되는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
제 10항에 있어서,

상기 단말은 상기 단말의 식별자 정보를 포함하며, 상기 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 연동장치.
제 10항에 있어서,

상기 AGW는,

상기 단말로부터 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 수신하고, 상기 DHCP DISCOVER 메시지에 포함된 상기 단말의 식별자 정보를 판독하여 상기 PDSN과 일반 라우팅 캡슐화(GRE) 터널을 설정한 후에 상기 터널을 통해 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 상기 PDSN으로 전달하고, 상기 PDSN으로부터 상기 터널을 통하여 상기 단말에 대한 아이피 주소를 할당받아서 상기 단말에게 전달하는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
제 10항에 있어서,

상기 셀룰러 망에 위치한 상기 단말이 상기 무선랜 망으로 이동하고자 할 때,

상기 단말은, 상기 셀룰러 망의 패킷 데이터 서빙 네트워크(PDSN)와의 터널 설정을 요청하는 DHCP INFORM 메시지-여기서, 상기 DHCP INFORM 메시지는 상기 단말의 식별자 정보와 상기 터널 설정을 위한 정보를 포함함-를 전송하는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
제 14항에 있어서,

상기 AGW는,

상기 단말로부터 상기 DHCP INFORM 메시지를 수신하여 상기 PDSN과 임시 터널을 설정하는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
제 15항에 있어서,

상기 단말은,

상기 PDSN과 임시 터널을 설정한 후에, 상기 PDSN과 정상 터널 설정을 요청하는 DHCP INFORM 메시지-여기서, 상기 DHCP INFORM 메시지는 상기 단말의 식별자 정보와 상기 터널 설정을 위한 정보를 포함함-를 전송하는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
제 16항에 있어서,

상기 AGW는, 상기 무선랜 망으로 핸드오프한 단말로부터 상기 DHCP INFORM 메시지를 수신하여 상기 PDSN과 정상 터널을 설정하고, 상기 정상 터널을 통하여 상기 단말과 상기 패킷 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 연동 장치.
셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위하여 단말에게 아이피 주소를 할당하는 방법에 있어서,

상기 셀룰러 망과 통신하면서 상기 무선랜 망을 검색하고 선택한 단말이, 엑세스 게이트 웨이(AGW)에게 상기 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지-여기서 상기 DHCP DISCOVER 메시지는 상기 단말의 식별자 정보를 포함함-를 전송하는 과정과,

상기 단말이 상기 AGW로부터 상기 단말에게 할당 가능한 아이피 주소를 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 수신하는 과정과,

상기 단말이 상기 AGW에게 아이피 주소를 요청하는 DHCO REQUEST 메시지를 전송하는 과정과,

상기 단말이 상기 DHCP REQUEST 메시지에 대응하는 DHCH ACK 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아이피 주소 할당 방법.
셀룰러 망과 무선랜 망간의 타이틀리 커플드 연동을 위하여 단말에게 아이피 주소를 할당하는 방법에 있어서,

상기 셀룰러 망의 PDSN(Packet Data Serving Network)이, 상기 단말로부터 아이피 주소 할당을 요청하는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) DISCOVER 메시지-여기서, 상기 DHCP DISCOVER 메시지는 상기 단말의 식별자 정보를 포함함-를 수신한 상기 무선랜 망의 엑세스 게이트웨이(AGW)와 라우팅 캡슐화 터널(GRE)을 설정하는 과정과,

상기 PDSN이 상기 터널을 통하여 상기 AGW로부터 상기 DHCP DISCOVER 메시지를 수신하는 과정과,

상기 PDSN이 상기 단말에게 할당 가능한 아이피 주소를 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 상기 AGW에게 전송하는 과정과,

상기 PDSN이 상기 터널을 통하여 상기 AGW로부터 상기 단말에 의해 요청된 아이피 주소를 포함하는 DHCP REQUEST 메시지를 수신하는 과정과,

상기 PDSN이 상기 AGW에게 상기 DHCP REQUEST에 대응하는 DHCP ACK 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아이피 주소 할당 방법.
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