KR100638381B1 - 이동 메쉬 ａｄ-ｈｏｃ 네트워크에서 역 핸드오버을 위한시스템 및 방법 - Google Patents

이동 메쉬 ａｄ-ｈｏｃ 네트워크에서 역 핸드오버을 위한시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

운영자 보조 이동 메쉬 로컬 ad-hoc 네트워크 내에서 이동 트렁크 노드(MTN)의 이동성을 해결하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 로컬 ad-hoc 네트워크 내에 다른 노드가 존재하는 때에 역 핸드오버(RHO)를 제공하며, 여기서 상기 다른 노드는 MTN의 논리 역할을 맡을 수 있다. 제 1 MTN이 핸드오버를 수행하기 이전에, 다른 적합한 MTN의 존재가 결정된다. 적합한 MTN이 결정되면, MTN 기능은 제 1 MTN의 셀룰러-기반 네트워크의 새로운 셀로의 핸드오버 이전에 신 MTN으로 전송된다. MTN 기능을 신 MTN으로 전송하자마자, ad-hoc 트래픽은 신 MTN을 통하여 로컬 ad-hoc 네트워크로/로부터 중계된다. 핸드오버 동안에 네트워크 트래픽 지연을 최소화하는 강화된 터널링이 제시된다. 역 핸드오버는 또한 제 1 MTN으로 하여금 자신의 원 ad-hoc 로컬 네트워크 접속을 보존하도록 한다.
역 핸드오버, 이동 트렁크 노드, ad-hoc 네트워크.

Description

이동 메쉬 ａｄ-ｈｏｃ 네트워크에서 역 핸드오버을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REVERSE HANDOVER IN MOBILE MESH AD-HOC NETWORKS}
본 발명은 무선 네트워크에 관한 것으로, 특히 운영자 보조 이동 메쉬 ad-hoc(OAM) 네트워크에서 ad-hoc 네트워킹을 위한 이동 메쉬에서 역 핸드오버에 관한 것이다.
최근의 무선 및 이동 컴퓨팅 기술의 진보는, 이동 사용자에게 어느 때나, 어느 장소에서나, 그리고 어떤 형태로 가상의 보이스, 데이터, 및 멀티미디어 서비스를 제공하는 유비쿼터스 무선 컴퓨팅 서비스의 발전을 가능하게 하였다. 불과 10년 이내에 이러한 무선 통신이 얼마나 대중화되었는가는 자본화, 세계 도처에서의 무선 기술의 진출뿐만 아니라 시장 규모에 의해 증명될 수 있다. 하지만, 이러한 최근의 성장에도 불구하고, 무선 통신은 아직 초기 단계에 있다.
비록 아직 초기 단계이지만은, 이동 사용자는 무선 인프라구조로부터 고 품질의 서비스를 기대한다. 이런 기대는 이동 관리 접속성에 수많은 문제를 야기한다. 예를 들어, 오늘날의 이동 사용자는 멤버들에게 무작위로 이동하고, 임의적인 방식으로 접속하고, 접속해제하며, 일반적으로 재조직하게 하는 ad-hoc 네트워크를 생성한다. 이는 하부에 있는 ad-hoc 토폴리지 및 관련 신호 접속성에 급속하고 예측할수없는 변화를 야기한다. 더욱이, 또한 이런 ad-hoc 네트워크 내의 이동 사용자는 지상-기반(ground-based) 네트워크와 통신하여, 운영자 보조 서비스 및 인터넷 액세스를 획득할 수 있기를 기대하는데, 이는 추가적으로 이동 접속 관리를 더욱 복잡하게 하였다.
이동 사용자의 기대가 높아지는 반면에, 노드들이 이런 ad-hoc 구성 내외로 이동할 때에 다양한 무선 접속을 유지하는데에 수많은 문제가 남아있다. 따라서, 이러한 고려들 및 다른 사항의 관점에서 본 발명이 완성되었다.
본 발명의 양상을 독자들에게 소개하기 위하여 본 발명을 요약하였다. 본 발명의 특정 양상은 하기의 다른 부분에서 나타나며, 본 발명은 발명의 범주를 한계짓는 첨부된 청구범위에서 제시된다.
본 발명은 운영자 보조 이동 메쉬 로컬 ad-hoc 네트워크 내에 이동 트렁크 노드(MTN)의 이동성을 해결하는 시스템 및 방법이 제공된다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 액세스 도메인, ad-hoc 도메인, 및 백본 도메인을 포함하는 이동 네트워크에서 핸드오버에 관한 시스템이 제공된다. ad-hoc 도메인은 액세스 도메인과 통신하며, ad-hoc 도메인에서 이동 트렁크 노드로서 동작하는 제 1 노드와의 무선 통신을 가능하게 한다. 액세스 도메인의 제 1 액세스 접속은 이동 트렁크 노드와 액세스 도메인간의 무선 통신을 가능하게 하며, 여기서 이동 트렁크 노드는 ad-hoc 도메인내의 다른 노드들로 하여금 무선으로 액세스 도메인과 통신할 수 있게 한다. 하지만, 만일 제 1 노드가 ad-hoc 도메인을 벗어난다면, 이동 트렁크 노드의 동작은 ad-hoc 도메인의 제 2 노드로 핸드오버된다. 상기 제 2 노드가 이동 트렁크 노드로 동작함으로써, 액세스 도메인과 통신하기 위해 제 1 액세스 접속을 이용하며, 상기 제 2 노드는 ad-hoc 도메인의 나머지 노드들이 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 한다. 제 2 액세스 접속은 상기 제 1 노드로 하여금 ad-hoc 도메인에서 동작하는 노드들과 무선으로 통신할 수 있게 한다. 핸드오버 이후에, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인과의 통신은 액세스 도메인의 제 2 액세스 접속과 제 1 액세스 접속간의 통신 경로를 터널링함으로써 구현될 수 있다. 대안적으로, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신은 ad-hoc 도메인을 사용하여 구현될 수 있으며, 여기서 터널링이 이용될 수 있다. 추가적으로, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신은 백본 도메인을 통한 라우트를 사용하여 구현될 수 있으며, 여기서 또한 통신 터널링이 유익하게 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상기 ad-hoc 도메인의 제 2 노드로 하여금 조건(criteria) 세트에 기초하여 이동 트렁크 노드로서 동작할 수 있게 하는 것에 관한 것인데, 여기서 상기 조건 세트는 위치 좌표, 노드의 이동 특성, 홉의 수, 핸드오버 성능, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들(routing metrics), 회계 정책, 빌링(billing) 정책, 및 노드에서 식별자 모듈의 삽입 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상은 백본 도메인의 적어도 일부로 하여금 인터넷 인프라구조를 포함할 수 있게 하는 것이다. 또한, 액세스 도메인은 메쉬 네트워크, 무선 근거리 네트워크(WLAN) 및 셀룰러 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 제 1 액세스 접속과 상기 제 2 액세스 접속 중 적어도 하나는 기지국 또는 액세스 라우터로서 동작한다.
본 발명의 아직 또 다른 양상은 액세스 포인트로서 동작하는 제 1 액세스 접속 및 제 2 액세스 접속 중 적어도 하나에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 양상은 ad-hoc 도메인과 액세스 도메인간에 통신하기 위해 운영자 보조 접속을 이용하는 것이다. 부가적으로, 핸드오버 조건이 상기 제 1 노드가 ad-hoc 도메인을 벗어나는지를 결정할 수 있으며, 핸드오버 조건은 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 신호 품질 및 잡음 레벨 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 아직 또 다른 양상에 따르면, 장치, 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체가 상기에서 논의된 동일한 동작을 실질적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 비-제한적인 및 전부가 아닌(non-exhaustive) 실시예는 하기의 도면들을 참조하여 설명된다. 첨부 도면의 여러 도면에서 달리 특정하지 않는한 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다.
본 발명을 잘 이해하기 위하여, 첨부 도면과 관련되어 해석되는 하기의 본 발명의 상세한 설명을 참조할 것이다.
도 1은 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크의 일반적 아키텍처의 일 실시예의 기능 블록도를 도시한다.
도 2는 이동 트렁크 노드(Mobile Trunk Node)를 이용하는 도 1의 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크의 일 실시예의 기능 블록도를 도시한다.
도 3은 원(original) 이동 트렁크 노드가 새로운 이동 트렁크 노드로의 역 (reverse) 핸드오버를 완료하는 도 2의 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 기능 블록도를 예시한다.
도 4는 IPv6 네트워크를 위해 채택된 역 핸드오버의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 양상에 따른 역 핸드오버의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 시그널링 시퀀스 다이어그램이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 대한 하기의 상세한 설명에서, 본원의 일부를 형성하는 첨부도면에 대한 참조가 있으며, 이러한 참조는 본 발명이 실시될 수 있는 실례 및 특정 실시예에 의해 도시된다. 각 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되며, 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어남이 없이도 다른 예들이 사용될 수 있으며, 다른 변경이 가해질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적 의미로 고려되지 않아야 하며, 본 발명의 범주는 단지 첨부된 청구항에 의해 정의된다.
명세서 및 청구범위를 통하여, 하기의 용어들은 만일 문맥상 명백히 이와달리 가리키지 않았다면 본원에서 명백히 관련된 의미를 취한다.
용어 "Ad-Hoc 네트워크"는, 노드들이 예상밖으로 나타나고, 사라지며, 그리고 이동하기 때문에, 임시적이며, 구성이 자동으로 일정하게 수행되는 네트워크 구조를 의미한다. Ad-Hoc 네트워크는 단일 홉 또는/그리고 적외선 링크와 같은 다른 무선 링크에 기반할 수 있다.
용어 "에어헤드(AirHead)"는 메쉬 네트워크에서 디폴트 라우터를 의미하고, 액세스 포인트(AP)로서 동작한다. 용어 "마크로이동성"은 네트워크 세그먼트 또는 다른 네트워크간의 이동성을 핸들링하는 방식을 의미한다.
용어 "메쉬"는 다점 대 다점(multipoint-to-multipoint) 네트워크 토폴리지를 의미한다.
용어 "마이크로이동성"은 네트워크 토폴리지의 변경 때문에 메쉬 네트워크 내의 이동성을 핸들링하는 방식을 의미한다.
용어 "이동 메쉬"는 다점-대-다점 네트워크 토폴리지을 의미하며, 여기서 이동 노드들은 무작위로 나타나거나 사라질 수 있으며, 이들의 지리적 인접 노드들로/로부터 무선 링크를 확립하거나/종결할 수 있다.
용어 "다중 홉"은 통신이 중간/중개 노드를 통하여 발생할 수 있음을 의미한다.
용어 "피어-투-피어"은 네트워크 단말기간의 다이렉트 통신을 의미하며, 이는 단일 홉 또는 멀티 홉일 수 있다.
용어 "노드"는 네트워크상의 노드를 의미한다.
용어 "이동 노드, 이동 디바이스, 및 단말기"는 이동가능한 네트워크 상의 노드를 의미한다.
용어 "흐름"은 패킷의 흐름을 의미한다. 용어 "트렁크 노드"(TN)는 백본 액세스 네트워크(예를 들어, WLAN, 셀룰러, 메쉬)와 대응하는 Ad-Hoc 셀 또는 서브넷의 "자손(child)" 단말기간의 게이트웨이로서 동작하는 노드를 의미한다.
용어 "Ad-Hoc 셀"은 Ad-Hoc 도메인 내의 영역을 의미하며, 이는 트렁크 노드로부터 N 홉보다 작거나 동등한 거리에서 모든 자손 노드들을 포함하며, 이는 ID 또는 자신의 지리적 좌표에 의해 식별된다.
용어 "운영자"는 IP 기반의 네트워크를 유지하거나 서비스하는 모든 기술자 또는 조직을 의미한다.
용어 "식별자"는 이동국 통합 서비스 디지털 네트워크(MSISDN) 수, IP 어드레스, 또는 사용자 위치나 식별정보에 관한 다른 모든 정보를 포함한다. 참조 도면들에서, 동일한 번호는 전체 도면에서 동일한 부분을 나타낸다. 부가적으로, 단수 기재는 만일 본원의 기재와 다르게 기재되거나 모순되지 않는한 복수 기재를 포함한다.
요약하면, 본 발명은 운영자 보조 이동 메쉬 ad-hoc(OAM) 네트워크내의 이동 트렁크 노드(MTN)의 논리 기능의 핸드오버를 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 이 시스템 및 방법은 원 MTN이 OMA 네트워크를 벗어나려고 할때에 MTN의 논리 기능을 OAM 네트워크내의 적합한 노드로 전이하는 역 핸드오버(RHO) 방식을 이용한다. RHO가 성공적으로 완료되자마자, 원 MTN은 셀룰러 네트워크와 같은 액세스 도메인 네트워크를 통하여, 인터넷 접속과 같은 백본 네트워크를 통하여 또는 ad-hoc 접속을 통하여 OAM 네트워크와 통신을 유지한다. 네트워크 트래픽의 지연은 강화된 터널링에 의해 감소된다.
예시적 환경
ad-hoc 네트워크는 인프라구조에 기반하여 적어도 세 개의 카테고리로 분류될 수 있다. 제 1 카테고리는 인프라구조없는 ad-hoc 네트워크를 포함하는데, 여기서 ad-hoc 네트워크는 액세스 포인트(AP)없이 독립형 구성에서 동작할 수 있다. 제 2 카테고리는 셀룰러 및 고정-무선 메쉬 네트워크와 같은 인프라구조-기반 ad-hoc 네트워크를 포함한다. ad-hoc 네트워크의 제 3 카테고리는 두 개의 제 1 카테고리의 조합을 이용하는 혼성 구성을 포함한다. 혼성 ad-hoc 네트워크는 운영자 보조 이동 메쉬 ad-hoc(OAM) 네트워크와 같은 구성을 포함하는데, 여기서 ad-hoc 네트워크내의 트렁크 노드는 ad-hoc 무선 네트워크와 유선 네트워크간의 갭(gap)을 연결하는 운영자 보조 액세스 포인트로의 통신을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 양상에 따른 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크의 일반적 아키텍처의 기능 블록도이다. 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크(100)는 혼성 ad-hoc 네트워크의 일 실시예를 나타낸다.
도면에 도시된 바와같이, 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크는 인터넷과 같은 백본 네트워크(110), 액세스 도메인(120), 및 ad-hoc 도메인(130)의 세 가지 아키텍처 계층구조를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 인터넷 인프라구조는 백본 네트워크(110)로서 이용된다.
액세스 도메인(120)은 하기에서 더욱 상세히 설명된다. 그러나, 요약하면, 액세스 도메인(120)은 독립형 ad-hoc 네트워크를 오버레이(overlay)하는 다양한 무선 액세스 네트워크를 포함하여 가입자 노드에 인프라구조-지향 무선 접속을 제공한다. 액세스 도메인(120)은 도시된 것보다 많은 무선 액세스 네트워크를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와같이, 액세스 네트워크(120)는 메쉬 네트워크(122), WLAN 네트워크(124), 및 셀룰러 네트워크(126)를 포함하며, 이들 각각은 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
ad-hoc 도메인(130)은 실제 ad-hoc 네트워크이며, 이는 가입자 노드를 위한 인프라구조-없는 및 인프라구조-지향 무선 통신 모두를 포함하는 피어-투-피어 단일-홉, 다중-홉 및 다중-브랜치 무선 통신을 제공한다. ad-hoc 도메인(130)은 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
원칙적으로, ad-hoc 네트워크를 오버레이하는 액세스 네트워크의 존재에 의존하여, 가입자 노드는 단일 무선 액세스 또는 다중-무선 액세스와 통신하며, 단지 피어-투-피어 ad-hoc 접속을 확립하거나 이들의 모든 조합이 가능하다. 이러한 관점에서, 인프라구조 네트워크는 무선 가입자 노드에 특정 서비스 및 범위 확장을 제공하도록 확립된다.
ad-hoc 도메인(130)
이동 ad-hoc 네트워크는 무선 라디오 링크에 의해 접속된 단말기 라우터 및 관련 호스트로 된 자율적인 시스템으로 보여질 수 있다. 단말기 라우터가 자유롭고 무작위로 이동하며, 임의적으로 자신들을 조직하기 때문에, 네트워크의 토폴리지는 빠르게 변할 수 있다. ad-hoc 도메인(130)은 또한 필요할 때에 데이터 패킷을 라우팅할 수 있는 복수의 고정 노드들을 포함할 수 있다. 또한, ad-hoc 단말기가 단일 라우팅(단일 홉)을 할 수 없거나, 혹은 이와 달리 일부의 환경(예를 들어, 전력 부족)과 관련하여 자신을 라우팅을 중지할 수 있게 될 가능성이 있다.
이용된 메쉬 확장에 따라, 네트워크 토폴리지는 단일 홉 또는 다중홉 접속에 기반할 수 있다. 원칙적으로, 자체 특성 때문에, 독립형 ad-hoc 네트워크는 임의의 운영자 또는 서비스 제공자와 개별적으로 동작할 수 있다. 비록 단지 하나의 네트워크가 도시되었지만은, ad-hoc 도메인(130)은 ad-hoc 서브네트워크 또는 셀을 형성하는 1 내지 N 개의 클러스터로 된 ad-hoc 단말기를 포함할 수 있다.
각 ad-hoc 셀은 트렁크 노드(TN)로서 적어도 하나의 단말기를 가질 수 있다. 트렁크 노드는 예를 들어, 백본 네트워크와 ad-hoc 네트워크간에서 제어 시그널링과 관련하여 액세스 네트워크(예를 들어, 메쉬(122), WLAN(124), 및 셀룰러(126))와 셀의 "자손" 단말기간의 게이트웨이로서 동작한다. 트렁크 노드는 논리 역할로서 보여질 수 있는데, 여기서 논리 역할은 기능과 물리적 위치가 사건-특정의 방식에 기반하여 변할 수 있고, 또한 위치 좌표 및 액세스 포인트(AP)로의 근접과 같은 조건, Ad-Hoc 셀 노드의 이동 특성, 홉의 개수, 핸드오버 성능, 서비스 프로파일 및 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법(routing metric)들, 과금 정책, 상부 네트워크와 Ad-Hoc 단말기(자손 엔티티)간의 제어 기능을 핸들링할 때에 가입자 식별 모듈(SIM/ID) 등에 기반하여 변할 수 있다. Ad-Hoc 네트워크의 범위는 이용된 메쉬/링크 기술에 따른다
액세스 도메인(120)
도 1에 도시된 바와같이, 액세스 도메인(120)은 다양한 레이아웃, 구성 및 아키텍처 계층구조로 결합된 복수의 무선 액세스 기술로 구성될 수 있다. 현재 액세스 기술에 기반하여, 액세스 도메인(120)의 가장 잠재적 구성요소는 셀룰러 시스템, 무선 LAN, 무선 라우터(WR) 메쉬 등을 위한 제 2 (2G) 및 제 3 (3G) 세대 무선 액세스를 포함한다. 이들의 개관이 이제 설명될 것이다. 액세스 도메인(120)은 다중홉 트래픽을 전송할 수 있으며, 이는 액세스 도메인에 접속된 노드 후방의 Ad-Hoc 노드로부터의 트래픽을 의미한다. 또한, 단일 홉과 다중 홉 접속간에 이동하는 Ad-Hoc 노드에 대한 인증의 콘텍스트 전송을 지원한다. 이에 따라, 하부 Ad-Hoc 서브 네트워크를 지원하는 인증, 허가, 및 회계 네트워크 엔티티는 물리적으로 셀룰러 액세스 네트워크의 현재 인프라구조에서 대응하는 요소의 부분일 수 있으며, 단일 또는 다중 홉에 의해 네트워크에 접속된 각 Ad-Hoc 노드는 개별적으로 가입자 제어 요소들에 인증할 수 있다.
메쉬 네트워크(122)
무선 라우터(WR)는 메쉬 액세스 네트워크(122) 액세스 아키텍처의 구성도로서 사용될 수 있다. 원칙적으로, WR-기반 메쉬 네트워크(122)는 유선 인터넷 구조를 반영(mirror)한다. WR 솔루션은 다점 대 다점 패턴에서 네트워크를 통해 트래픽을 자동으로 라우팅하는 무선 운영 체제를 사용한다. 메쉬 네트워크(122)의 마스터 요소는 에어헤드(121)로 지칭된다. 인터넷 액세스는 유선 또는 무선 백홀(backhaul)에 접속된 액세스 라우터 에어헤드(121)의 배치로 확립된다. 가입자 라우터는 에어헤드(121)의 커버리지 영역 도처에 배치된다. 각 가입자 라우터는 부착 사용자에게 액세스를 제공할뿐만 아니라 다중 홉을 통하여 네트워크를 통한 트래픽을 라우팅함으로써 네트워크 인프라구조의 일부가 된다. 이는 만일 고객들이 에어헤드(121) 범위 밖에 있는 경우라도 고객에게 네트워크에 참여하도록 한다.
무선 LAN(WLAN) 네트워크(124)
도 1에 도시된 바와같이, WLAN 네트워크(124)는 액세스 포인트(AP)(128) 및 AP의 직접 지배하에 있는 단말기 그룹으로 구성되며, 액세스 네트워크의 기본 구성도로서 기본 서비스 세트(Basic Service Set: BSS)를 형성한다. AP(128)는 네트워크의 마스터로 있는 동안에 무선과 유선 LAN간의 브릿지를 형성한다. AP(128)는 셀룰러 전화기 네트워크의 기지국(BS)에 유사하다. 단말기들간 또는 단말기와 유선 네트워크 클라이언트간의 모든 통신은 AP(128)를 통과한다. AP는 이동성으로 정해지지 않았지만, 대신에 이들은 유선 네트워크 인프라구조의 부분을 형성한다. 이동 노드들은 여러 AP들간에서 로밍(roaming)할 수 있으며, 이에 따라 무결절성(seamless) 캠퍼스-단위(campus-wide) 커버리지가 가능하다. 이런 구성에서 무선 LAN 네트워크는 인프라구조 모드에서 동작하는 것으로 알려진다. 일부 WLAN 디바이스는 또한 심지어 인프라구조 내부에서 피어-투-피어 통신을 지원한다.
셀룰러 네트워크(126)
제 2 및 제 3 세대 무선 액세스 및 또한 미래의 셀룰러 네트워크는 다양한 정도의 이동성을 갖는 이동 디바이스를 위한 광역 커버리지를 제공한다. 다중모드 Ad-Hoc 단말기의 경우에서, 단말기는 일반 패킷 무선 서비스(GPRS) 및 강화된 데이터 GSM 환경(EDGE), 및 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA)를 포함하는 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(GSM) BSS와 같은 무선 네트워크 액세스를 통한 무선 접속을 가질 수 있다. 이런 관점에서, Ad-Hoc 단말기는 Ad-Hoc 목적을 위해 지원된 이들 특성에 부가하여 종래 GSM 또는 WCDMA로서 동작한다. 무선 액세스 네트워크(RAN)는 액세스 라우터 및 기지 송수신국(BTS)내의 기지국(AR/BS)의 그룹을 포함한다. RAN은 무선 자원 관리(RRM)의 핸들링, 무선 접속의 전체 제어, 무선 전송, 및 이들 무선 액세스 시스템을 위한 대응하는 표준에서 특정된 많은 다른 기능의 핸들링을 책임진다. 셀룰러 네트워크(126)는 또한 셀룰러 네트워크를 통해 중계되는 트래픽에 관련되는 한에서 트렁크 노드의 무선 자원을 조정하여 운영자 보조 이동 메쉬(OAM) 통신을 가능하도록 한다.
트렁크 노드 이동성 관리
네트워크 아키텍처의 견지에서, 도 1의 혼성 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크를 배치할 때에 발생할 수 있는 서로 다른 핸드오버 상황들이 있다.
이동 트렁크 노드(MTN)가 단일 액세스 라우터(AR)/기지국(BS), 또는 액세스 포인트(AP) 커버리지내로 이동하는 상황에서, 인프라구조 네트워크에 관하여 트렁크 노드 접속은 전형적으로 영향받지 않는다. 이에 따라, MTN 이동성은 라우팅 및 링크 계층 메커니즘에 의해 핸들링될 수 있는데, 이는 라우터 통지(router advertisement) 및 라우터 요청(router solicitation) 절차와 연관하여 동일 AR/BS, 네트워크 프레픽스(prefix), IP 어드레스 하에서 로컬 ad-hoc 네트워크내의 링크-로컬(단일 홉 통신을 위한), 사이트-로컬(다중홉 통신을 위한)을 이용한다. 이에 따라, MTN을 위한 인트라 AR/BS(또는 인트라 로컬 ad-hoc 셀) 핸드오버는, ad-hoc 레벨 통신이 계속되는한에는 사이트-로컬(어드레스 및 다른 액세스 포인트 정보) 또는/그리고 링크-로컬 어드레스를 이용함으로써 라우팅 및 링크 계층 프로토콜로 실제적으로 핸들링될 수 있다. IP 어드레스는 백본 네트워크와 통신하는 데이터가 있을 때에 이용된다. 더욱이, MTN 논리 역할을 핸들링할 수 있는 이들 노드는 백본/인터넷 액세스와 글로벌로 접근가능한(글로벌 IP 어드레스를 갖는) 성능을 갖출 필요가 있다. 대안적으로, 다른 노드들(카메라와 같은 비-MTN, 개인용 디지털 어시스턴트, 디바이스 센서 등)은 백본/인터넷에 액세스를 가질 필요가 없다. 이에 부가하여, 만일 MTN의 역할이 신호 품질, 현재 MTN의 배터리 수명 등 때문에 다른 노드로 전송될 필요가 있다면, 이는 접속과 관련된 액세스 도메인 네트워크와 협력하여 수행될 수 있다.
이동 트렁크 노드(MTN) 또는 로컬 ad-hoc 네트워크의 제 1 노드는, 동일 AR/BS 하에서 로컬 ad-hoc 네트워크내에서 통신하도록 사이트-로컬 어드레스를 사용하여 ad-hoc 네트워크를 확립하는 때에 사이트-로컬 프레픽스를 확립할 수 있다. 이는 통상적인 사이트-로컬 발견 절차를 이용하고, 라우터 요청 및 라우팅 통지를 로컬 ad-hoc 네트워크내의 다른 노드들에 멀티캐스팅함으로써 수행될 수 있다.
트렁크 노드는 또한 무선 LAN, GSM/BSS, WCDMA/UTRAN, WCDMA/IMT2000, 무선 라우터 네트워크, 위성 시스템 등과 같은 다른 무선 시스템간에서 이동할 수 있다. 이들 "내부-시스템 MTN 핸드오버" 상황에서, 본 발명에 부가하여, 접속은 이동 IP 마크로이동성, 및 각 무선 액세스 네트워크의 무선 자원 관리내의 통상적인 또는 강화된 핸드오버 방식을 이용함으로써 어드레싱될 수 있다.
또 다른 상황에서, MTN은 액세스 포인트들 또는 기지국들의 사이에서 이동할 수 있다. 이 "내부 AR/BS 핸드오버"는 도 2 내지 도 5와 관련하여 하기에서 더욱 상세한 예로서 설명되며, 이는 본 발명의 주제의 하나의 예시적 해설이다.
내부-시스템 MTN 핸드오버 및 내부 AR/BS 핸드오버 모두는 본 발명의 주제이 며, 본 발명의 원리에 동등하게 적용가능하다. 본 발명에 따른 실질적으로 동일한 원리가 액세스 도메인의 단일 무선 시스템내에서, 또는 다른 무선 시스템들(즉, 핸드오버에 참가하는 셀들이 다른 액세스 도메인에 속하는 환경에서)간에서 이용될 수 있다. 도 2 내지 도 5에서 도시된 도면들에서, 본 발명은 관련 액세스 포인트 또는 기지국이 단일 무선 시스템(액세스 도메인)에 속하는 내부 AR/BS 핸드오버의 예시에 의해 설명된다. 이는 성공적인 MTN 이후에, 구(old) 및 ad-hoc 도메인간의 접속이 ad-hoc 접속을 통해 구현되거나(여기서, MTN 역할은 ad-hoc 도메인에 대해 비-트렁크 노드로 변경되지만, 접속은 유지되는), 액세스 도메인을 통해 구현될 수 있다. MTN 이동성으로부터 발생한, 상기-설명된 핸드오버 상황에 부가하여, 또한 MTN의 이동 및 접속된 비-트렁크 노드(NTN)와의 관련 때문에 발생한 핸드오버 상황이 있다. 이에 따라, 트렁크 노드 접속 후방의 가상의 모든 트렁크 노드가 이동성에 의해 영향받을 수 있다.
ad-hoc 네트워크의 내부 토폴리지가 변할 때마다. 재라우팅(rerouting)이 필요할 수 있다. 이런 상황은 비-트렁크 노드가 액세스 도메인으로의 어떤 접속없이 ad-hoc 도메인 내로 이동할 때에, 또는 비-트렁크 노드가 하나의 고정 트렁크 노드 후방으로 이동할 때에 발생할 수 있다. 또한, 이는 비-트렁크 노드가 기지국과 관련된 트렁크 노드간을 이동할 때에 발생할 수 있다.
이에 부가하여, 이동 IP 핸드오버를 필요로하는 상황이 발생할 수 있다. 즉, 새로운 어드레스 케어(Care of Address: CoA) 및 바인딩 갱신(터널링과의)이 필요할 수 있다. 이런 상황은 비-트렁크 노드가 동일 기지국 서브시스템의 기지국과 다 른 트렁크 노드들간에서 이동한다. 이동 IP 핸드오버 상황은 또한 비-트렁크 노드가 다른 기지국 서브시스템(예를 들어, 무선 LAN, WCDMA, GSM, IMT 등)의 기지국과 다른 트렁크 노드들간에서 이동할 때에 발생할 수 있다. 유사하게는, 이런 상황은 비-트렁크 노드가 동일 기지국 서브시스템의 다른 기지국간에서 이동 트렁크 노드와 함께 이동할 때에, 또는 비-트렁크 노드가 다른 기지국 서브시스템의 다른 기지국간에서 이동 트렁크 노드와 함께 이동할 때에, 또는 비-트렁크 노드 논리 역할이 트렁크 노드 역할과 상호변경될 때에 발생할 수 있다.
마지막으로, 비-트렁크 노드가 일 기지국 커버리지내의 이동 트렁크 노드와 함께 이동하는 상황에서, 비-트렁크 노드는 트렁크 노드로부터의 통지없이는 무선 시스템의 변경을 인식할 수 없다.
도 2 및 도 3은 상기에 설명된 바와같이 내부 AR/BS 핸드오버를 도시한다. 도 2에서, 셀룰러 네트워크 내에서 역 핸드오버 이전에 이동 트렁크 노드(MTN)를 이용하는 도 1의 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크의 일 실시예에 대한 기능 블록도가 도시된다.
도 2에 도시된 바와같이, 시스템(200)은 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일한 구성요소를 포함한다. 도 2에서, 이동 ad-hoc 네트워크(230)는 이동 노드들(242, 244, 및 246), 및 구(old) 이동 트렁크 노드(MTN)(240)을 포함한다.
도 1의 셀룰러 네트워크(126)는 셀(222)을 설명하기 위해 도 2에서 확장되었다. 셀 2는 구 액세스 라우터/기지국(AR/BS)을 포함하도록 도시된다. 또한 도시된 것으로서, 셀 3은 새로운 액세스 라우터/기지국(AR/BS)을 포함한다. 용어 "구" 및 "신(new)"은 구 AR/BS를 갖는 셀 2로부터 신 AR/BS를 갖는 셀 3으로 구 MTN(240)의 전이를 설명하는데 이용된다.
도면에 도시된 바와같이, 구 MTN(240)은 제어 시그널링(226) 및 사용자 통신 데이터(224)를 통하여 로컬 ad-hoc 네트워크(230)를 액세스 도메인(120)에 관련시킨다.
구 MTN(240)이 셀 2의 AR/BS의 신호 영역 밖으로 이동할 때에, 셀 2로부터 셀 3으로의 핸드오버가 요구됨이 결정된다. 핸드오버 이전에, 구 MTN(240)은 운영자 보조 ad-hoc 지원을 제공할 수 있는 로컬 ad-hoc 네트워크(230)내의 적어도 하나의 노드가 존재하는지 여부를 결정하는 동작을 수행한다. 만일 적합한 노드가 로컬 ad-hoc 네트워크(230) 내에 존재함이 결정된다면, 구 MTN(240)은 트렁크 노드 논리 기능을 적임의 신 MTN에 전송하도록 진행된다.
도 3을 참조하면, 기능 블록도는 원 이동 트렁크 노드가 신 이동 트렁크 노드로 역 핸드오버를 완료하는 도 2의 이동 메쉬 ad-hoc 네트워크의 일 실시예를 일반적으로 도시한다. 도 3에 도시된 바와같이, 구 MTN(240)은 트렁크 노드 기능을 신 MTN(242)에 전송하였다. 구 MTN(240)은 또한 셀 2의 AR/BS로부터 셀 3의 AR/BS로 핸드오버를 수행하였다. 역 핸드오버를 완료하자마자, 구 MTN(240)은 셀(222)의 셀룰러 인프라구조를 통하거나 유사 다중홉 ad-hoc 접속을 통하여 진행중인 로컬 ad-hoc 네트워크(330) 통신에 계속하여 참가한다. 대안적으로, 비록 도 3에서 도시되지않았지만은, 구 MTN(240)과 ad-hoc 네트워크(330)간의 접속은 핸드오버 이후에 ad-hoc 접속을 통하여 계속할 수 있다. 예를 들어, 이 ad-hoc 접속은 구 MTN(240) 과 기존의 ad-hoc 네트워크 노드(244) 사이에서 일어날 수 있게 되며, 구 MTN(240)은 여전히 ad-hoc 도메인의 일부이다. 주목할 것으로서, 또한 이런 선택에서, 트렁크 노드 논리 기능은 신 MTN으로 전송된다.
전반적인 동작
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 운영자 보조 이동 메쉬 ad-hoc(OAM) 네트워크 내에서 MTN 논리 책임의 역 핸드오버를 수행하는 과정의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 흐름도이다.
더욱이, 상기에서 설명된 흐름도의 각 블록, 및 상기 흐름도에서 블록들의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 이들 프로그램 명령은, 머신을 생성하여, 프로세서상에서 실행되는 명령이 흐름도 블록 또는 블록들에서 특정된 동작을 구현하는 수단을 생성할 수 있도록 프로세서에 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 프로세서에 의해 수행될 일련의 동작 단계로 하여금 컴퓨터-구현 과정을 발생하도록 하여, 프로세서상에서 실행되는 명령이 흐름도 블록 또는 블록들에서 특정된 동작을 구현하는 단계들을 제공할 수 있도록 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
따라서, 흐름도의 블록들은 특정 동작을 수행하는 수단의 조합, 특정 동작을 수행하는 단계의 조합, 및 특정 동작을 수행하는 프로그램 명령 수단을 지원한다. 흐름도의 각 블록, 및 상기 흐름도에서 블록들의 조합은 특정 목적의 하드웨어-기반의 시스템에 의해 구현될 수 있음이 또한 이해되어야 하며, 여기서 하드웨어-기반의 시스템은 특정 동작 또는 단계, 또는 특정 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합을 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 현재 ad-hoc 피기백(piggyback) 네트워크 트래픽의 간섭을 최소화하도록 역 핸드오버를 수행하는 과정(400)의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 흐름도이다. 간략하게는, 과정(400)은 로컬 ad-hoc 네트워크내의 다른 노드에 역 핸드오버(RHO)를 제공하여, 원 MTN과의 원 ad-hoc 로컬 네트워크 접속이 다른 액세스 도메인 셀로 이동하는 경우에도 보존된다. 과정(400)은 도 2 및 도 3에 도시된 구 MTN(240)에 의해 이용될 수 있다.
시작 블록 이후에, 과정(400)은 블록(402)에서 시작되며, 여기서 무선 측정 정보는 전형적으로 ad-hoc 네트워크내의 이동 트렁크 노드내에서 무선 자원 엔티티에 의해 수신된다. 이 정보는 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 신호 품질, 잡음 레벨 등을 포함할 수 있다. 과정은 이후에 결정 블록(404)으로 진행한다.
결정 블록(404)에서, 핸드오버를 만족하는 소정의 핸드오버 조건이 만족되는지 여부가 결정된다. 임의의 다양한 소정의 핸드오버 조건이 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 수신 무선 측정 정보에 기초하여 이용될 수 있다. 만일 소정의 핸드오버 조건이 만족되지 않는다면, 어떤 핸드오버도 수행되지 않으며, 과정은 다른 동작을 수행하기 위해 복귀한다.
대안적으로, 만일 결정 블록(404)에서, 소정의 핸드오버 조건이 만족된다면, 과정은 결정 블록(406)으로 진행한다. 결정 블록(406)에서, 신 이동 트렁크 노드로서 적합한 로컬 ad-hoc 네트워크내에 노드가 있는지 여부가 결정된다. 착수단계에서, 적합한 이동 트렁크 노드로서 적임이 되기 위하여, 로컬 ad-hoc 네트워크내의 노드는 가입자 식별 모듈(SIM), 사용자 식별 모듈(UIM) 등을 포함한다. 더욱이, 노드는 로컬 ad-hoc 네트워크내의 다른 노드들과 운영자 보조 액세스 도메인 사이에서 다양한 라우트를 확립하는 라우팅 기능을 수행할 수 있어야 한다. 부가적으로, 적합한 트렁크 노드는 위치 좌표, 노드의 이동 특성, 홉 수, 핸드오버 성능, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 회계 및 빌링 정책 등과 같은 조건에 기초하여 선택될 수 있다.
만일 결정 블록(406)에서, 어떤 적합한 이동 트렁크 노드도 로컬 ad-hoc 네트워크내에 존재하지 않는다고 결정된다면, 트렁크 노드 핸드오버는 수행되지 않는다. 과정은 (예를 들어, 백본 네트워크를 통하여 접속하거나 ad hoc 네트워크를 통하여 접속을 유지하는)다른 동작을 수행하도록 복귀된다. 만일 MTN이 액세스 도메인으로의 접속을 풀기(loose) 이전에 RHO가 성공적으로 수행되지 않는다면, 초기에 MTN에 의해 제공된 액세스 도메인과의 접속은 상실될 것이다. 여전히, ad-hoc 접속은 보유될 수 있다. 대안적으로, 결정 블록(406)에서, 만일 적합한 이동 트렁크 노드가 로컬 ad-hoc 네트워크내에 존재함이 결정된다면, 과정은 결정 블록(408)으로 진행한다.
결정 블록(408)에서, 무선 자원이 이용가능 여부가 결정된다. 즉, 액세스 도메인으로의 접속이 확립될 수 있도록, 이동 트렁크 노드(MTN)가 향해 이동하는 AR/BS로부터의 무선 자원 액세스가 있는지 여부가 결정된다. 하드 핸드오버에서, 이 결정은 액세스 도메인 네트워크로의 MTN 접속을 허용하기 이전에 수행된다. 소 프트 핸드오버 상황에서, 만일 어떤 소정 레벨의 이용가능한 무선 신호 품질이 있다면, 본 발명은 무선 자원이 이용가능한지 여부를 결정하며, 이에 따라 접속이 확립된다.
만일 결정 블록(408)에서 이용가능한 무선 자원 액세스가 없다고 결정되면, 핸드오버 타이머 큐(handover timer queue) 하부과정을 스케쥴하기 위해 과정은 결정 블록(412)으로 진행한다. 핸드오버 타이머 큐 하부과정은 블록(408) 및 결정 블록(412)을 통해 무선 자원 액세스가 이용가능할때 또는 핸드오버 타이머가 만료될 때까지 계속된다.
대안적으로, 만일 결정 블록(412)에서 무선 자원 액세스가 가능하기 이전에 핸드오버 타이머가 만료된다면, 어떤 역 핸드오버도 수행되지 않는다. AR/BS 접속은 구 MTN에 대해, 및 로컬 ad-hoc 네트워크에 대해 상실된다. 과정은 다른 동작을 수행하기 위해 복귀한다. 만일 MTN이 액세스 도메인으로의 접속을 풀기 이전에 RHO가 성공적으로 수행되지 않는다면, 초기에 MTN에 의해 제공된 액세스 도메인과의 접속은 상실될 것이다. 여전히, ad-hoc 접속은 보유될 수 있다.
대안적으로, 만일 결정 블록(408)에서 이용가능한 무선 자원 액세스가 존재한다고 결정된다면, 과정은 블록(410)으로 진행한다. 블록(410)은 도 5와 관련되어 더욱 상세히 설명된다. 하지만, 간략하게는, 블록(410)에서 신호는 구 MTN, 신 MTN, 구 AR/BS, 신 AR/BS 사이에서 통신되며, 이에 따라 정보를 전송하고, 로컬 ad-hoc 네트워크에 대하여 신 MTN으로 MTN 논리 책임의 핸드오버를 수행한다. 더욱이, 구 MTN은 신 AR/BS와 통신중이며, 이에 따라 구 MTN은 로컬 ad-hoc 네트워크와 통신된 채로 남을 수 있다. 블록(410)이 완료되자마자, 과정(400)은 다른 동작을 수행하기 위해 복귀된다.
역 핸드오버 신호 흐름
도 5는 본 발명에 따른 IPv6-기반의 셀룰러 시스템내의 역 핸드오버의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 시그널링 시퀀스 도이다. 하지만, 본 발명은 셀룰러 시스템에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명은 또한 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 하부의 ad-hoc 층에 의해 확장되는 2G(GSM과 같은) 및 3G(UMTS와 같은) 이동 시스템 아키텍처 내에 이용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와같이, 신호는 구 이동 트렁크 노드(MTN)(540), 신 MTN(542), 구 액세스 라우터(AR)/기지국(BS)(502), 및 신 AR/BS(503) 사이에서 흐른다. 신호 흐름 시퀀스는 신호상에 수(1 내지 10)로 표시된다. 또한, 측정 보고(508) 및 터널링(506)이 도시된다.
신호 시퀀스 도(500)는 핸드오버가 요구되는 측정 보고(508)로부터 획득된 정보에 대한 결정이 있는 때에 시작된다. 이들 동작은 실질적으로 도 4의 블록(402 내지 404)에서 상술된 동작에 유사하다.
신호 시퀀스 도(500)의 제 1 신호 흐름에서 표시된 바와같이, MTN 논리 역할을 핸들링하는데 적합한 노드가 있는지를 결정하기 위하여, 구 MTN(540)은 자신의 로컬 ad-hoc 네트워크에 포함된 이들 노드로 핸드오버 표시 또는 액세스 도메인 발견 신호를 통신한다. 일 실시예에서, 신호는 로컬 ad-hoc 네트워크에서 멀티캐스트 모드로 통신된다.
구 MTN(540)은 이미 액세스 도메인으로의 어드레스 케어(CoA)를 확립하였다. 이는 스테이트리스(stateless) 또는 스테이트풀(stateful) 어드레스 자동-구성 방식을 이용함으로써 수행될 수 있다. 이는 구 MTN(540)으로 하여금 이동 IPv6 기능을 이용가능하게 하여 다른 노드들과 글로벌로 통신하도록 하며; 추가적으로 이에 의해 구 MTN(540)하의 로컬 ad-hoc 네트워크로 하여금 대응하는 글로벌 어드레스에 바인딩되고 맵핑될 수 있는 사이트-로컬 어드레스에 어드레싱되도록 허용하게 되었다. 자신의 현재 어드레스 케어(CoA)를 동일 로컬 ad-hoc 네트워크내의 비-트렁크 노들로 돌리게하는 것이 구 MTN(540)의 책임이다. 비-트렁크 노드는 이 라우팅 통지(또는 CoA)를 이용하여 자신의 CoA를 형성하고 대응하는 구 MTN에게 통지하며, 이에 따라 CoA와 비-트렁크 노드의 홈 어드레스 사이의 바인딩을 확립하게 된다. 이것은 대응하는 노드(CN)로부터 어드레싱된 비-트렁크 노드로의 터널링 과정(506)을 용이하게 한다. 이는, 또한 자신의 CoA, 사이트-로컬 어드레스, 및 비-트렁크 노드의 CoA를 맵핑함으로써, 구 MTN(540)으로 하여금 백본 네트워크로부터 비-트렁크 노드로 초기화된 데이터 패킷을 중계하도록 한다.
제 2 신호 흐름에서, 신 MTN(542)은 MTN 역할을 핸들링하도록 자신이 준비완료를 인정한다. 이 인정 신호는 또한 신 MTN(542)의 링크 계층 어드레스를 포함하며, 비-트렁크 노드로 하여금 MTN 역할 재할당과 관련된 액세스 라우터와 통신하도록 한다. 제 1 및 제 2 신호 흐름에서 동작은 도 4의 블록(406)에서 상술된 동작에 실질적으로 유사하며, 여기서 MTN은 이용가능한 적합한 신 트렁크 노드가 있는지 여부를 찾는다.
제 3 신호 흐름에서, MTN 역할을 수행할 유효 노드가 있음을 확신과 동시에, 무선 측정 및 핸드오버 조건(도 4에서 결정 블록(404) 및 (408)과 관련하여 상술된)에 기초하여, 구 MTN(540)은 핸드오버 요구/표시 신호를 구 AR/BS(502)로 통신한다. 이 요구/표시 신호는 구 MTN(540)이 핸드오버를 수행하며 신 AR/BS(503)로 이동할 시도를 하고 있음을 표시한다. 이는 링크 계층 또는 IP 계층에 의하거나, 사이트-로컬(다중홉에 대한) 및 단일 홉 ad-hoc 네트워크에 대한 링크-로컬 어드레스를 이용함으로써 수행될 수 있다. 구 MTN(540)은 또한 신 MTN(542)의 링크-로컬, 사이트-로컬, 및 IP 어드레스를 구 AR/BS(502)에 통신할 수 있다.
제 4 신호 흐름에서, 구 AR/BS(502)는 새로운 접속을 셋업하도록 신호를 신 MTN(542)에 통신한다. 이 통신은 또한 제 1 신호 흐름 동안에 상술된 바와같이 어드레스 케어 할당을 포함할 수 있다. 이 통신은 추가적으로 구 MTN(540)의 링크-로컬, 사이트-로컬, IP 어드레스, 어드레스 케어를 포함한다.
제 5 신호 흐름에서, 양자 모두 ad-hoc 네트워크 레벨에 있고, 그리고 백본 네트워크에 관계하는 구 AR/BS(502)와 신 MTN(542) 사이에서 인증과정이 수행되어, 신 MTN(542)이 누구에 대해서 요구를 행하는지 및 가입 권리를 갖는지를 결정하게 된다.
제 6 신호 흐름에서, 구 AR/BS(502)는 구 MTN(540)에 어느 AR/BS에 부착할지를 알리는 라우터 통지를 통신한다. 비록 도 5에서 도시되지는 않았지만은, 구 AR/BS(502)는 또한 신 AR/BS(503)로부터 핸드오버 실행으로부터 자신의 자원 이용가능성을 결정한다.
제 7 신호 흐름에서, 구 AR/BS(502)는 핸드오버 표시를 신 AR/BS(503)에 통신하여 구 MTN(540)의 임시의 어드레스 케어, 링크 로컬, 사이트-로컬, 및 IP 어드레스를 제공하게 된댜. 또한, 구 AR/BS(502)는 구 MTN(502)의 구 어드레스 케어와 통신할 수 있다. 이는 또한 신 AR/BS로부터 구 AR/BS로의 업링크 트래픽을 위해 유보된 IP-어드레스 및 신 AR/BS를 제공한다.
제 8 신호 흐름에서, 만일 핸드오버 조건이 충족되며, 무선 자원 액세스가 이용가능하다면, 신 AR/BS(503)는 핸드오버 완료 및 임시의 어드레스 케어의 정확성을 인정한다. 또한, 이는 구 AR/BS로부터 신 AR/BS로의 다운링크 트래픽을 위해 유보된 IP-어드레스 및 구 AR/BS를 제공한다.
제 9 신호 흐름에서, 구 MTN(540)은 구 AR/BS(502)로 하여금 자신의 구 어드레스 케어(CoA)로부터 신 CoA로의 터널링(506)을 셋업한다. 대안적으로, 할당된 자원을 최적화하기 위하여, 터널링은 구 AR/BS(502)로부터 신 MTN(542)의 어드레스 케어로, 그리고 구 MTN(540)의 어드레스 케어로 확립될 수 있다. ad-hoc 네트워크의 견지에서, 이는 논리 MTN의 역할은 핸드오버 과정과 관련하여 부분적으로 구 AR/BS(502)로 전송되며, 이에 따라 구 AR/BS(502)로 하여금 ad-hoc 및 비-ad-hoc 관련 트래픽과 분리되도록 한다.
ad-hoc 트래픽은 또한 신 MTN(542)에 의해 로컬 ad-hoc 네트워크로 중계된다. 터널링(506)이 이용될 때에, 네트워크 트래픽의 일부분은 구 AR/BS(502)로 직접 터널링되거나(즉, 구 MTN(540)의 구 어드레스 케어로부터 신 MTN(542)의 어드레스 케어로), 구 MTN(540)의 신 어드레스 케어에 의하여 구 MTN(540)의 어드레스 케 어로부터 신 MTN(542)의 어드레스 케어로 간접적으로 터널링될 수 있다.
제 10 신호 흐름에서, 신 MTN(542)은 핸드오버 완료 신호를 신 AR/BS(503)에 통신한다.
비록 신호 시퀀스(500)가 하드 핸드오버 방식을 이용하였지만은, 이에 제한되지는 않는다. 예컨대, 신호 시퀀스(500)는 네트워크 평가 핸드오버(Network Evaluated Handover: NEHO), 이동 평가 핸드오버(Mobile Evaluated Handover: MEHO)(소프트 핸드오버), 또는 이들의 조합을 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어남이 없이 이용할 수 있다.
상기 명세서, 예, 및 데이터는 본 발명의 제조 및 구성 사용에 대해 완전한 설명을 제공한다. 본 발명의 많은 실시예들이 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어남이 없이 실현가능하므로, 본 발명은 하기에 첨부된 청구범위 내에 드는 것이다.

Claims (32)

  1. 이동 네트워크에서 핸드오버를 관리하기 위한 시스템에서,
    액세스 도메인과;
    상기 액세스 도메인과 통신하는 ad-hoc 도메인과, 여기서 상기 ad-hoc 도메인은 상기 ad-hoc 도메인에서 이동 트렁크 노드로서 동작하는 제 1 노드와의 무선 통신을 가능하게 하며;
    상기 이동 트렁크 노드와 상기 액세스 도메인 사이에서 무선 통신을 가능하게 하는 제 1 액세스 접속과, 여기서 상기 이동 트렁크 노드는 상기 ad-hoc 도메인 내의 다른 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하며; 그리고
    만일 상기 제 1 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는 경우에, 상기 이동 트렁크 노드의 상기 동작을 상기 ad-hoc 도메인의 제 2 노드로의 핸드오버를 포함하며, 여기서 상기 이동 트렁크 노드로서 동작하는 상기 제 2 노드는 상기 액세스 도메인과 통신하기 위해 상기 제 1 액세스 접속을 이용하며, 상기 ad-hoc 도메인의 나머지 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신 경로를 터널링함으로써, 상기 제 1 노드로 하여금 상기 ad-hoc 도메인에서 동작하는 노드들 과 무선으로 통신가능하도록 하는 제 2 접속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 접속은 제 2 액세스 접속을 포함하며, 상기 터널링은 상기 액세스 도메인의 상기 제 1 액세스 접속과 상기 제 2 액세스 접속을 통한 통신 경로를 통하여 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 접속은 ad-hoc 접속을 포함하며, 상기 터널링은 상기 ad-hoc 도메인의 통신 경로를 통하여 상기 제 2 접속과 상기 ad-hoc 도메인 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 접속은 제 2 액세스 접속을 포함하며, 상기 터널링은 상기 백본 도메인의 통신 경로를 통하여 상기 제 2 접속과 상기 ad-hoc 도메인 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 ad-hoc 도메인의 상기 제 2 노드는 위치 좌표, 상기 노드들의 이동 특성, 홉의 수, 핸드오버 성능, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들(routing metric), 회계 정책, 빌링 정책 그리고 상기 노드에 식별자 모듈의 삽입 중 적어도 하나를 포함하는 조건 세트에 기초하여 이동 트렁크 노드로서 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 액세스 도메인과 통신하는 백본 도메인을 더 포함하며, 상기 백본 도메인의 적어도 일부분은 인터넷 인프라구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 액세스 도메인은 메쉬 네트워크, 무선 근거리망(WLAN) 그리고 셀룰러 네트워크 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 액세스 접속 및 상기 제 2 액세스 접속 중 적어도 하나는 기지국인 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 액세스 접속 및 상기 제 2 액세스 접속 중 적어도 하나는 액세스 포인트인 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 ad-hoc 도메인은 운영자 보조 접속에 의해 상기 액세 스 도메인과 통신하고 있는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는지 여부를 결정하기 위하여, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 서비스 품질 그리고 잡음 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 조건을 이용하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 시스템.
  13. 이동 네트워크에서 핸드오버를 관리하기 위한 방법에 있어서,
    상기 ad-hoc 도메인에서 이동 트렁크 노드로서 동작하는 제 1 노드로 ad-hoc 도메인과 액세스 도메인 간의 무선 통신을 가능하게 하는 단계와;
    상기 이동 트렁크 노드와 상기 액세스 도메인간의 제 1 접속에 액세스하는 단계와, 여기서 상기 이동 트렁크 노드는 상기 ad-hoc 도메인내의 다른 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하며; 그리고
    만일 상기 제 1 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는 경우에, 상기 이동 트렁크 노드의 상기 동작을 상기 ad-hoc 도메인의 제 2 노드에 핸드오버하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 이동 트렁크 노드로서 동작하는 상기 제 2 노드는 상기 액세스 도메인과 통신하기 위해 상기 제 1 액세스 접속을 이용하며, 상기 ad-hoc 도메인의 나머지 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신 경로를 터널링함으로써, 상기 제 1 노드로 하여금 상기 ad-hoc 도메인에서 동작하는 노드들과 무선으로 통신할 수 있게 하는 제 2 접속을 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제 2 접속은 제 2 액세스 접속을 포함하며, 상기 터널링은 상기 액세스 도메인의 상기 제 1 액세스 접속과 상기 제 2 액세스 접속을 통한 통신 경로를 통하여 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 제 2 접속은 ad-hoc 접속을 포함하며, 상기 터널링은 상기 ad-hoc 도메인의 통신 경로를 통하여 상기 제 2 접속과 상기 ad-hoc 도메인 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 제 2 접속은 제 2 액세스 접속을 포함하며, 상기 터널링은 상기 백본 도메인에서 통신 경로를 통하여 상기 제 2 접속과 상기 ad-hoc 도메인 사이에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 ad-hoc 도메인의 상기 제 2 노드는 위치 좌표, 상기 노드들의 이동 특성, 홉의 수, 핸드오버 성능, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 회계 정책, 빌링 정책 그리고 상기 노드에 식별자 모듈의 삽입 중 적어도 하나를 포함하는 조건 세트에 기초하여 이동 트렁크 노드로서 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 제 1 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는지를 결정하기 위하여, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 서비스 품질, 및 잡음 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 핸드오버 조건을 이용하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  20. 이동 네트워크에서 핸드오버를 관리하기 위한 장치에 있어서,
    상기 ad-hoc 도메인에서 이동 트렁크 노드로서 동작하는 제 1 노드로 ad-hoc 도메인과 액세스 도메인간의 무선 통신을 위한 네트워크 인터페이스와;
    상기 이동 트렁크 노드와 상기 액세스 도메인 사이의 제 1 접속에 액세스하기 위한 송수신기와, 여기서 상기 이동 트렁크 노드는 상기 ad-hoc 도메인의 다른 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하며; 그리고
    만일 상기 제 1 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는 경우에, 상기 이동 트렁크 노드의 상기 동작을 상기 ad-hoc 도메인의 제 2 노드에 핸드오버하는 프로세서를 포함하며, 상기 이동 트렁크 노드로서 동작하는 상기 제 2 노드는 상기 액세스 도메인과 통신하기 위해 상기 제 1 액세스 접속을 이용하며, 상기 ad-hoc 도메인의 나머지 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신 경로를 터널링함으로써, 상기 제 1 노드로 하여금 상기 ad-hoc 도메인에서 동작하는 노드들과 무선으로 통신할 수 있게 하는 제 2 접속을 이용하는 네트워크 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 이동 트렁크 노드의 상기 동작을 상기 제 2 노드로 핸드오버하기 위한 조건을 결정하기 위하여, 무선 측정, 서비스 정보 및 품질 정보를 이용하기 위한 프로세싱 수단을 더 포함하며, 상기 정보는 적어도 하나의 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 신호 품질 그리고 잡음 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 제 1 액세스 접속 및 상기 제 2 접속 중 적어도 하 나는 기지국인 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 장치.
  24. 이동 네트워크의 ad-hoc 도메인에서 핸드오버를 관리하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 상기 ad-hoc 도메인에서 제 1 트렁크 노드로부터 적어도 하나의 다른 노드로의 핸드오버 표시 신호를 통신하는 단계와, 여기서 상기 제 1 트렁크 노드는 제 1 액세스 도메인을 통하여 액세스 도메인과 통신하며, 상기 제 1 트렁크 노드의 상기 동작은 상기 ad-hoc 도메인의 다른 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하며;
    (b) 상기 ad-hoc 도메인의 다른 하나의 노드를 이용하여 제 2 트렁크 노드로서 동작하도록 하는 단계와;
    (c) 만일 상기 제 1 트렁크 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는 경우에, 상기 제 1 트렁크 노드로부터 상기 제 2 트렁크 노드에 핸드오버를 수행하는 단계와, 여기서 상기 제 2 트렁크 노드는 상기 액세스 도메인과의 상기 제 1 액세스 접속을 통하여 상기 액세스 도메인과 통신하며; 그리고
    (d) 상기 ad-hoc 도메인의 나머지 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신하도록 상기 제 2 트렁크 노드의 상기 동작을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크의 ad-hoc 도메인에서 핸드오버 관리 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제 2 트렁크 노드를 인증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크의 ad-hoc 도메인에서 핸드오버 관리 방법.
  26. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신 경로를 터널링함으로써, 상기 제 1 노드로 하여금 상기 ad-hoc 도메인에서 동작하는 노드들과 무선으로 통신할 수 있게 하는 상기 액세스 도메인으로의 제 2 접속을 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 ad-hoc 도메인내의 적어도 하나의 일 노드로부터 트렁크 노드 역할 준비완료 확인을 통신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  28. 제 25항에 있어서, 상기 제 2 트렁크 노드로서 동작하도록 상기 ad-hoc 도메인 내로부터의 일 노드를 이용하는 단계는, 위치 좌표, 상기 노드들의 이동 특성, 홉의 수, 핸드오버 성능, 서비스 프로파일, 서비스 이용가능성, 서비스 품질, 전력 레벨, 라우팅 미터법들, 회계 정책, 빌링 정책, 그리고 적어도 하나의 노드에 포함된 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 조건 세트에 기초하여 상기 제 2 트렁크 노드를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  29. 이동 네트워크에서 핸드오버를 관리하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 핸드오버 조건이 ad-hoc 도메인을 벗어나는 제 1 이동 트렁크 노드에 대해 만족하는지 여부를 결정하기 위해 무선 측정 정보를 분석하는 단계와, 여기서 상기 제 이동 트렁크 노드는 상기 ad-hoc 도메인 내의 다른 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 통신할 수 있게 하며;
    (b) 제 2 이동 트렁크 노드로서 동작할 상기 ad-hoc 도메인내의 하나의 노드를 선택하기 위해 무선 자원 정보를 분석하는 단계와; 그리고
    (c) 액세스 도메인과 통신하는 제 1 액세스 접속과 제 2 액세스 접속 사이에서 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 선택된 제 2 이동 트렁크 노드는 상기 제 1 이동 트렁크 노드로부터의 트렁크 노드 논리 기능을 동작하는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 핸드오버를 수행하는 단계는 상기 액세스 도메인내의 상기 제 1 액세스 접속과 상기 제 2 이동 트렁크 노드의 어드레스 케어(Care of Address) 사이에 터널을 확립하는 단계를 더 포함하며, 여기서 ad-hoc 네트워크 트래픽 및 비 ad-hoc 네트워크 트래픽은 분리되는 것을 특징으로 하는 이동 네트워크에서 핸드오버 관리 방법.
  31. (a) ad-hoc 도메인에서 이동 트렁크 노드로서 동작하는 제 1 노드로, 상기 ad-hoc 도메인과 액세스 도메인 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 동작과;
    (b) 상기 이동 트렁크 노드와 상기 액세스 도메인 사이의 제 1 접속에 액세스하는 동작과, 여기서 상기 이동 트렁크 노드는 상기 ad-hoc 도메인의 다른 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하며; 그리고
    (c) 만일 상기 제 1 노드가 상기 ad-hoc 도메인을 벗어나는 경우, 상기 이동 트렁크 노드의 상기 동작을 상기 ad-hoc 도메인의 제 2 노드에 핸드오버- 여기서, 상기 이동 트렁크 노드로서 동작하는 상기 제 2 노드는 상기 액세스 도메인과 통신하기 위해 상기 제 1 액세스 접속을 이용하고, 상기 ad-hoc 도메인의 나머지 노드들로 하여금 상기 액세스 도메인과 무선으로 통신할 수 있게 하며 -하는 동작을 수행하는 컴퓨터 실행가능 명령들이 수록된 컴퓨터 판독가능 매체.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 제 1 노드와 상기 ad-hoc 도메인간의 통신 경로를 터널링함으로써, 상기 제 1 노드로 하여금 상기 ad-hoc 도메인에서 동작하는 노드들과 무선으로 통신할 수 있게 하는 제 2 접속을 이용하는 동작을 수행하는 컴퓨터 실행가능 명령이 더 수록된 컴퓨터 판독가능 매체.
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