KR100664945B1 - 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 무선 네트워크상에서 이동 노드가 고속 핸드오버를 수행하는 경우, 수신된 액세스 라우터의 고유 코드를 이용하여 IP 전환 여부를 결정하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치는 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 수신된 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디를 참조하여 서브넷 변경 여부를 결정하는 서브넷 변경 결정부와, 상기 결정 결과에 따라 계층 트리거를 수행하는 트리거부 및 상기 수행된 계층 트리거에 따른 핸드오버를 수행하는 핸드오버 수행부를 포함한다.
핸드오버, 트리거, 이동 노드, 액세스 포인트, 액세스 라우터, 셀, 서브넷

Description

고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for performing fast handover}
도 1은 종래의 무선 랜 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비컨 프레임의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 환경을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 트리거 프레임을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
310 : 신호 수신부 320 : 비컨 신호 판별부
330 : 셀 아이디 확인부 340 : 셀 변경 결정부
350 : 트리거부 360 : 링크 계층 핸드오버 수행부
370 : 액세스 라우터 아이디 확인부 380 : 서브넷 변경 결정부
390 : IP 계층 핸드오버 수행부
본 발명은 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 네트워크상에서 이동 노드가 고속 핸드오버를 수행하는 경우, 수신된 액세스 라우터의 고유 코드를 이용하여 IP 전환 여부를 결정하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 서비스를 이용하는 사용자들이 급격하게 증가되고, 멀티미디어 통신을 지원하는 이동 통신 서비스가 활성화되면서, 이동 중인 사용자에게 끊김 없는 통신(seamless communication)을 서비스하는 것이 요청되고 있다. 이에 따라, IEEE 802.11 규격을 기반으로 한 무선 랜(wireless LAN) 환경에서의 고속 핸드오버(handover)의 중요성이 크게 부각되고 있다.
도 1은 종래의 무선 랜 환경을 도시한 도면으로서, 무선 랜 환경은 이동 노드(Mobile Node)(1), 제 1 액세스 포인트(Access Point)(21), 제 2 액세스 포인트(22), 제 3 액세스 포인트(23), 제 4 액세스 포인트(24), 제 1 액세스 라우터(Access Router)(31) 및 제 2 액세스 라우터(32)를 포함하여 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이동 노드(1)가 제 1 액세스 포인트(21)와 연결된 상태에서 제 1 액세스 포인트(21)가 관리하는 셀, 제 2 액세스 포인트(22)가 관리 하는 셀, 제 3 액세스 포인트(23)가 관리하는 셀 및 제 4 액세스 포인트(24)가 관리하는 셀을 차례대로 통과한다고 가정하고, 이하 종래의 무선 랜 환경을 설명하기로 한다.
제 1 액세스 포인트(21), 제 2 액세스 포인트(22), 제 3 액세스 포인트(23) 및 제 4 액세스 포인트(24)는 이동 중인 이동 노드(1)에게 어느 액세스 포인트를 경유하여 유선 네트워크에 접속할 수 있는 지를 알려주기 위하여 자신이 관리하는 셀을 표시하는 비컨 신호를 주기적으로 송신한다.
211 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 1 액세스 포인트(21)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(1)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 제 1 액세스 포인트(21)가 관리하는 셀 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 이동 노드(1)는 이전처럼 제 1 액세스 포인트(21)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
221 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 2 액세스 포인트(22)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(1)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 위치한 셀이 변경되었음을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(1)는 셀 변경에 따른 핸드오버, 즉 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(1)는 제 2 액세스 포인트(22)가 관리하는 셀 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 제 1 액세스 포인트(21)와의 링크 계층 연결을 제 2 액세스 포인트(22)와의 링크 계층 연결로 변경한다. 이동 노드(1)는 새롭게 연결된 제 2 액세스 포인트(22)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
222 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 2 액세스 포인트(22)를 경유하여 제 1 액세스 라우터(31)로 자신이 위치한 셀이 변경되었다는 정보를 송신한다. 다른 액세스 라우터를 경유하지 않고 이 정보를 수신한 제 1 액세스 라우터(31)는 이동 노드(1)가 자신이 관리하는 서브넷 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다.
223 통신 과정에서 제 1 액세스 라우터(31)는 제 2 액세스 포인트(22)를 경유하여 이동 노드(1)로 서브넷이 변경되지 않았다는 정보를 송신한다. 이 정보를 수신한 이동 노드(1)는 제 1 액세스 라우터(31)가 관리하는 서브넷 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 즉, 이동 노드(1)는 새로운 서브넷에서 사용 가능한 새로운 IP(Internet Protocol) 주소를 생성할 필요가 없다는 것을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(1)는 서브넷 변경에 따른 핸드오버, 즉 IP 계층에서의 핸드오버를 수행하지 않는다.
224 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 2 액세스 포인트(22)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(1)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 제 2 액세스 포인트(22)가 관리하는 셀 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 이동 노드(1)는 이전처럼 제 2 액세스 포인트(22)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
231 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 3 액세스 포인트(23)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(1)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 위치한 셀이 변경되었음을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(1)는 셀 변경에 따른 핸드오버, 즉 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(1)는 제 2 액세스 포 인트(22)가 관리하는 셀 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 제 1 액세스 포인트(21)와의 링크 계층 연결을 제 2 액세스 포인트(22)와의 링크 계층 연결로 변경한다. 이동 노드(1)는 새롭게 연결된 제 3 액세스 포인트(23)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
232 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 3 액세스 포인트(23) 및 제 2 액세스 라우터(32)를 경유하여 제 1 액세스 라우터(31)로 자신이 위치한 셀이 변경되었다는 정보를 송신한다. 다른 액세스 라우터인 제 2 액세스 라우터(32)를 경유하여 이 정보를 수신한 제 1 액세스 라우터(31)는 이동 노드(1)가 자신이 관리하는 서브넷을 벗어났다는 것을 알게 된다.
233 통신 과정에서 제 1 액세스 라우터(31)는 제 2 액세스 라우터(32) 및 제 3 액세스 포인트(23)를 경유하여 이동 노드(1)가 위치한 서브넷이 변경되었다는 정보를 송신한다. 이 정보를 수신한 이동 노드(1)는 자신이 위치한 서브넷이 변경되었다는 것을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(1)는 서브넷 변경에 따른 핸드오버, 즉 IP 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(1)는 제 2 액세스 라우터(32)가 관리하는 서브넷 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 아래의 234 통신 과정을 수행한다.
234 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 2 액세스 라우터(32)가 관리하는 서브넷에서 사용 가능한 새로운 IP 주소를 생성하기 위하여 제 3 액세스 포인트(23)를 경유하여 제 2 액세스 라우터(32)로 제 2 액세스 라우터(32)가 관리하는 서브넷의 네트워크 프리픽스(Network Prefix)를 요청한다. 이동 노드(1)는 이 요청에 대한 응답으로 제 2 액세스 라우터(32)가 관리하는 서브넷의 네트워크 프리픽스를 획득하고, 이 네트워크 프리픽스를 기반으로 새로운 IP 주소를 생성한다. 이동 노드(1)는 새로운 IP 주소를 사용하여 제 2 액세스 라우터(32)가 관리하는 서브넷에서의 통신을 수행하게 된다.
235 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 3 액세스 포인트(23)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(1)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 제 3 액세스 포인트(23)가 관리하는 셀 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 이동 노드(1)는 이전처럼 제 3 액세스 포인트(23)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
241 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 4 액세스 포인트(24)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(1)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 위치한 셀이 변경되었음을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(1)는 셀 변경에 따른 핸드오버, 즉 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(1)는 제 4 액세스 포인트(24)가 관리하는 셀 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 제 3 액세스 포인트(23)와의 링크 계층 연결을 제 4 액세스 포인트(24)와의 링크 계층 연결로 변경한다. 이동 노드(1)는 새롭게 연결된 제 4 액세스 포인트(24)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
242 통신 과정에서 이동 노드(1)는 제 4 액세스 포인트(24)를 경유하여 제 2 액세스 라우터(32)로 자신이 위치한 셀이 변경되었다는 정보를 송신한다. 다른 액세스 라우터를 경유하지 않고 이 정보를 수신한 제 2 액세스 라우터(32)는 이동 노 드(1)가 자신이 관리하는 서브넷 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다.
243 통신 과정에서 제 2 액세스 라우터(32)는 제 4 액세스 포인트(24)를 경유하여 이동 노드(1)로 서브넷이 변경되지 않았다는 정보를 송신한다. 이 정보를 수신한 이동 노드(1)는 제 2 액세스 라우터(32)가 관리하는 서브넷 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 즉, 이동 노드(1)는 새로운 서브넷에서 사용 가능한 새로운 IP 주소를 생성할 필요가 없다는 것을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(1)는 서브넷 변경에 따른 핸드오버, 즉 IP 계층에서의 핸드오버를 수행하지 않는다.
이와 같이, 액세스 포인트로부터 수신되는 비컨을 통하여 셀 변경을 확인한 이동 노드는 이전의 셀과 새로운 셀간의 서브넷 변경 여부를 확인하기 위하여 액세스 라우터와 통신을 한다. 즉, 이동 노드는 링크 계층 핸드오버만을 수행할 것인지, 아니면 링크 계층 핸드오버 및 IP 계층 핸드오버를 함께 수행할 것인지를 결정하기 위하여 액세스 라우터와 통신을 한다. 이 때, 이동 노드는 셀이 변경될 때마다 액세스 포인트를 경유하여 액세스 라우터와 통신을 하여야 하는데, 이러한 통신 과정은 고속 핸드오버 구현에 커다란 장애로 작용하고 있다.
본 발명은 이동 노드에게 링크 계층 핸드오버만을 수행하게 할 것인지, 아니면 링크 계층 핸드 오버 및 IP 계층 핸드오버를 함께 수행하게 할 것인지를 결정할 수 있는 정보를 제공함으로써, 불필요한 이동 노드와 액세스 라우터간의 통신 과정을 제거하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치는 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 수신된 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디를 참조하여 서브넷 변경 여부를 결정하는 서브넷 변경 결정부와, 상기 결정 결과에 따라 계층 트리거를 수행하는 트리거부 및 상기 수행된 계층 트리거에 따른 핸드오버를 수행하는 핸드오버 수행부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트는 비컨 신호를 생성하는 비컨 신호 생성부와, 상기 비컨 신호에 액세스 라우터 아이디를 삽입하는 액세스 라우터 아이디 삽입부 및 상기 액세스 라우터 아이디가 삽입된 비컨 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법은 신호를 수신하는 단계와, 상기 수신된 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디를 참조하여 서브넷 변경 여부를 결정하는 단계와, 상기 결정 결과에 따라 계층 트리거를 수행하는 단계 및 상기 수행된 계층 트리거에 따른 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트의 동작은 비컨 신호를 생성하는 단계와, 상기 비컨 신호에 액세스 라우터 아이디를 삽입하는 단계 및 상기 액세스 라우터 아이디가 삽입된 비컨 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트를 나타낸 블록도로서, 액세스 포인트는 비컨 신호 생성부(210), 액세스 라우터 아이디 삽입부(220) 및 신호 송신부(230)를 포함하여 구성된다.
비컨 신호 생성부(210)는 자신이 관리하는 셀을 표시하는 비컨 신호를 생성한다. 비컨 신호를 수신한 이동 노드는 비컨 신호에 포함된 셀 아이디를 통하여 자신이 어느 액세스 포인트의 셀 영역에 위치하고 있는지 알게 된다. 비컨 신호 생성부(210)에 의해 생성된 비컨 신호는 IEEE 802.11 규격 상의 비컨 프레임이 사용될 수 있다.
액세스 라우터 아이디 삽입부(220)는 비컨 신호 생성부(210)에 의해 생성된 비컨 신호에 액세스 라우터의 아이디를 삽입하는 역할을 한다. 여기서, 액세스 라우터 아이디는 액세스 포인트에 직접적으로(유선으로) 연결된 액세스 라우터의 고유 아이디로서, 이동 노드는 액세스 라우터 아이디를 통하여 서브넷 변경 여부를 결정할 수 있게 된다.
신호 송신부(230)는 액세스 라우터 아이디가 포함된 비컨 신호를 이동 노드로 송신하는 역할을 한다.
본 실시예에 따르면, 액세스 포인트들에 대해서만 액세스 라우터 아이디 삽입부(220)라는 새로운 구성 요소를 추가하면 되기 때문에 기존 액세스 포인트들의 구성 변경을 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치를 나타낸 블록도로서, 장치는 신호 수신부(310), 비컨 신호 판별부(320), 셀 아이디 확인부(330), 셀 변경 결정부(340), 트리거부(350), 링크 계층 핸드오버 수행부(360), 액세스 라우터 아이디 확인부(370), 서브넷 변경 결정부(380) 및 IP 계층 핸드오버 수행부(390)를 포함하여 구성된다.
신호 수신부(310)는 액세스 포인트로부터 신호를 수신하는 역할을 한다. 즉, 장치가 위치한 곳에서 셀 영역을 구성하는 액세스 포인트로부터 비컨 또는 다른 이동 노드로부터의 데이터를 수신하는 것이다.
수신된 신호는 비컨 신호 판별부(320)로 전달되고, 비컨 신호 판별부(320)는 전달 받은 신호가 비컨 신호인지를 판별하는 역할을 한다. 비컨 신호 판별부(320)는 전달 받은 신호(프레임)에 포함된 소정의 필드를 참조하여 전달 받은 신호가 비 컨 신호인지를 판별하는 것인데, 프레임에 대한 자세한 설명은 도 4를 통하여 후술하기로 한다.
셀 아이디 확인부(330)는 비컨 신호 판별부(320)에서 비컨 신호인 것으로 판별되면, 비컨 신호로 판별된 신호에 포함된 셀 아이디를 확인하는 역할을 한다. 셀 아이디 확인부(330) 또한, 전달 받은 프레임에 포함된 소정의 필드를 통하여 셀 아이디를 확인하는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 통하여 후술하기로 한다.
셀 변경 결정부(340)는 셀 아이디 확인부(330)에서의 확인에 기초하여 이동 노드가 위치한 셀의 변경 여부를 결정한다. 즉, 셀 아이디 확인부(330)에서 확인된 셀의 아이디가 이전에 확인된 셀의 아이디와 동일하지 않으면 이동 노드가 위치한 셀이 변경된 것으로 결정하는 것이다. 결정 결과는 소정의 파라미터를 포함하는 프레임(이하, 트리거 프레임이라 한다)으로 구성되어 트리거부(350)로 전달된다.
트리거부(350)는 비컨 신호 판별부(320)에서의 판별에 기초하여 트리거(trigger)를 수행하는데, 셀 변경 결정부(340)로부터 전달 받은 트리거 프레임에 의하여 셀이 변경된 것으로 확인된 경우 계층 2 트리거(Layer-2 trigger)를 수행한다.
계층2 트리거에 따라 링크 계층 핸드오버 수행부(360)는 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이전 액세스 포인트와의 연결을 끊고, 새롭게 연결된 액세스 포인터와의 연결을 수행하는 것이다.
액세스 라우터 아이디 확인부(370)는 비컨 신호 판별부(320)에서 비컨 신호로 판별된 신호, 즉 액세스 포인트로부터 수신된 비컨 신호에 포함된 정보인 액세 스 라우터의 아이디를 확인하는 역할을 한다. 비컨 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디에 대한 자세한 설명은 도 4를 통하여 후술하기로 한다.
서브넷 변경 결정부(380)는 액세스 라우터 아이디 확인부(370)에 의한 확인 결과에 따라 이동 노드의 서브넷 변경 여부를 결정한다. 즉, 이전에 수신된 액세스 라우터의 아이디와 현재 수신된 액세스 라우터의 아이디를 비교하여 동일하지 않은 경우 이동 노드의 서브넷 변경을 결정하는 것이다. 이를 위하여, 이전에 수신된 액세스 라우터의 아이디를 임시로 저장할 수 있는 저장부가 장치에 구비되어 있을 수도 있다. 결정 결과는 트리거 프레임으로 구성되어 트리거부(350)로 전달된다.
트리거부(350)는 서브넷 변경 결정부(380)에서의 판별에 기초하여 트리거(trigger)를 수행하는데, 서브넷 변경 결정부(380)로부터 전달 받은 트리거 프레임에 의하여 서브넷이 변경된 것으로 확인된 경우 계층 3 트리거(Layer-3 trigger)를 수행한다.
계층3 트리거에 따라 IP 계층 핸드오버 수행부(390)는 IP 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 새로운 서브넷의 네트워크 프리픽스를 획득하여 새로운 서브넷에서 사용 가능한 새로운 IP 주소를 생성하여 이동 노드로 하여금 새롭게 생성된 IP 주소를 이용하여 통신을 수행하게 하는 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비컨 프레임의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, IEEE 802.11 규격상의 관리 프레임(management frame)은 프레임 제어 필드(frame control field)(401), 기간 필드(duration field)(402), 목적지 주소 필드(destination address field)(403), 발신지 주소 필드(source address field)(404), 기본 서비스 셋 아이디 필드(Basic Service Set ID field)(405), 순서 제어 필드(sequence control field)(406), 프레임 바디 필드(frame body field)(407) 및 프레임 검사 순서 필드(frame check sequence)(408)를 포함하여 구성된다.
셀 변경 결정부(340)는 기본 서비스 셋 아이디 필드(405)에 포함된 값을 통하여 장치의 이동에 의한 셀 변경 여부를 결정할 수 있게 된다. 즉, 이전의 셀 아이디와 현재의 셀 아이디를 비교하여 그 동일성에 따라 셀 변경 여부를 결정하는 것이다.
프레임 제어 필드(401)는 프로토콜 버전 필드(protocol version field)(4011), 타입 필드(type field)(4012), 서브타입 필드(subtype field)(4013) 및 기타 필드들로 구성된다.
IEEE 802.11 규격에 따르면, 비컨 프레임은 서브타입 필드(4013)의 값이 1000인 관리 프레임의 일종이다. 비컨 신호 판별부(320)는 수신된 프레임의 서브타입 필드(4013)의 값이 1000인지를 확인하여, 수신된 신호가 비컨 신호인지를 확인할 수 있게 된다. 참고적으로, 타입 필드(4012)의 값 0은 관리 프레임을 나타낸다. 비컨 프레임의 프레임 바디 필드(407)는 타임 스탬프 필드(time stamp field)(4071), 비컨 간격 필드(beacon interval field)(4072), 성능 정보 필드(capability information field)(4073), 트래픽 지시 지도 필드(Traffic Indication Map field)(4074) 및 기타 필드들을 포함하여 구성된다.
여기서, 성능 정보 필드(4073)는 확장 서비스 셋 필드(Extended Service Set field)(40731), 독립 기본 서비스 셋 필드(Independent BSS field)(40732), 자유 경쟁 폴 가능 필드(Contention Free pollable field)(40733), 자유 경쟁 폴 요청 필드(Contention Free poll request field)(40734), 프라이버시 필드(privacy field)(40735) 및 보류 필드(reserved field)(40736)를 포함하여 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 비컨 프레임에 액세스 라우터 아이디를 삽입하기 위하여 비컨 프레임의 프레임 바디 필드(407)의 성능 정보 필드(4073)의 보류 필드(40736)를 이용할 수 있다. 액세스 라우터 아이디는 각 액세스 라우터에 부여된 고유한 아이디로서 이동 노드로 하여금 서브넷 변경 여부를 결정하게 한다. 따라서, 각 액세스 라우터에 서로 상이한 아이디가 부여될 수도 있으며, 자신의 서브넷에 기반한 아이디가 부여될 수도 있다. 여기서, 자신의 서브넷에 기반한 아이디가 부여된 경우 서로 동일한 아이디가 부여된 액세스 라우터가 존재할 수도 있다. 이 때, 이동 노드는 셀 변경 후에도 서브넷 변경을 수행하지 않을 수도 있는데, 이는 동일 서브넷으로의 이동에 기인한 것으로 간주될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 환경을 나타낸 도면으로서, 무선 랜 환경은 이동 노드(4), 제 1 액세스 포인트(51), 제 2 액세스 포인트(52), 제 3 액세스 포인트(53), 제 4 액세스 포인트(54), 제 1 액세스 라우터(61) 및 제 2 액세스 라우터(62)를 포함하여 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이동 노드(4)가 제 1 액세스 포인트(51)와 연결된 상태에서 제 1 액세스 포인트(51)가 관리하는 셀, 제 2 액세스 포인트(52)가 관리 하는 셀, 제 3 액세스 포인트(53)가 관리하는 셀 및 제 4 액세스 포인트(54)가 관리하는 셀을 차례대로 통과한다고 가정하고, 이하 본 실시예를 설명하기로 한다.
제 1 액세스 포인트(51), 제 2 액세스 포인트(52), 제 3 액세스 포인트(53) 및 제 4 액세스 포인트(54)는 이동 중인 이동 노드(4)에게 어느 액세스 포인트를 경유하여 유선 네트워크에 접속할 수 있는 지를 알려주기 위하여 자신이 관리하는 셀을 표시하는 비컨 신호를 주기적으로 송신한다. 이 때, 송신되는 비컨 신호에는 각 액세스 포인트에 연결된 액세스 라우터의 아이디가 포함되어 있다.
511 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 1 액세스 포인트(51)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(4)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 제 1 액세스 포인트(51)가 관리하는 셀 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 수신된 비컨 신호에는 제 1 액세스 포인트(51)와 연결된 제 1 액세스 라우터(61)의 아이디가 포함되어 있는데, 이동 노드(4)는 제 1 액세스 라우터(61)의 아이디를 임시로 저장한다. 이동 노드(4)는 이전처럼 제 1 액세스 포인트(51)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
521 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 2 액세스 포인트(52)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(4)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 위치한 셀이 변경되었음을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(4)는 셀 변경에 따른 핸드오버, 즉 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(4)는 제 2 액세스 포인트(52)가 관리하는 셀 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 제 1 액세스 포인트(51)와의 링크 계층 연결을 제 2 액세스 포인트(52)와의 링크 계층 연결로 변경한다. 이동 노드(4)는 새롭게 연결된 제 2 액세스 포인트(52)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다. 제 2 액세스 포인트(52)는 제 1 액세스 라우터(61)가 관리하는 서브넷에 포함되어 있기 때문에 이동 노드(4)는 제 2 액세스 포인트(52)로부터 제 1 액세스 라우터(61)의 아이디가 포함된 비컨 신호를 수신한다. 액세스 라우터 아이디가 포함된 비컨 신호를 수신한 이동 노드(4)는 이전에 저장된 액세스 라우터 아이디와 현재의 액세스 라우터 아이디를 비교하는데, 511 통신 과정에서 저장한 액세스 라우터 아이디와 521 통신 과정에서 수신한 액세스 라우터 아이디가 동일하므로, 자신의 서브넷이 변경되지 않았음을 알 수 있게 된다.
522 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 2 액세스 포인트(52)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(4)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 제 2 액세스 포인트(52)가 관리하는 셀 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 이동 노드(4)는 이전처럼 제 2 액세스 포인트(52)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다. 제 2 액세스 포인트(52)는 제 1 액세스 라우터(61)가 관리하는 서브넷에 포함되어 있기 때문에 이동 노드(4)는 제 2 액세스 포인트(52)로부터 제 1 액세스 라우터(61)의 아이디가 포함된 비컨 신호를 수신한다.
531 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 3 액세스 포인트(53)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(4)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 위치한 셀이 변경되었음을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(4)는 셀 변경에 따른 핸드오버, 즉 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(4)는 제 3 액세스 포인트(53)가 관리하는 셀 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 제 2 액세스 포인트(52) 와의 링크 계층 연결을 제 3 액세스 포인트(53)와의 링크 계층 연결로 변경한다. 이동 노드(4)는 새롭게 연결된 제 3 액세스 포인트(53)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다. 제 3 액세스 포인트(53)는 제 3 액세스 라우터(63)가 관리하는 서브넷에 포함되어 있기 때문에 이동 노드(4)는 제 3 액세스 포인트(53)로부터 제 3 액세스 라우터(63)의 아이디가 포함된 비컨 신호를 수신한다. 액세스 라우터 아이디가 포함된 비컨 신호를 수신한 이동 노드(4)는 이전에 저장된 액세스 라우터 아이디와 현재의 액세스 라우터 아이디를 비교하는데, 511 통신 과정에서 저장한 액세스 라우터 아이디와 531 통신 과정에서 수신한 액세스 라우터 아이디가 동일하지 않으므로, 자신의 서브넷이 변경된 것으로 결정한다.
532 통신 과정에서 이동 노드(4)는 자신이 위치한 서브넷이 변경된 것으로 결정되면, 제 3 액세스 포인트(53) 및 제 3 액세스 라우터(63)를 경유하여 제 1 액세스 라우터(61)로 자신이 위치한 셀이 변경되었다는 정보를 송신한다. 다른 액세스 라우터인 제 3 액세스 라우터(63)를 경유하여 이 정보를 수신한 제 1 액세스 라우터(61)는 이동 노드(4)가 자신이 관리하는 서브넷을 벗어났다는 것을 알게 된다.
533 통신 과정에서 제 1 액세스 라우터(61)는 제 3 액세스 라우터(63) 및 제 3 액세스 포인트(53)를 경유하여 이동 노드(4)가 위치한 서브넷이 변경되었다는 정보를 송신한다. 이 정보를 수신한 이동 노드(4)는 자신이 위치한 서브넷이 변경되었다는 것을 확인하게 된다. 이에 따라, 이동 노드(4)는 서브넷 변경에 따른 핸드오버, 즉 IP 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(4)는 제 3 액세스 라우터(63)가 관리하는 서브넷 내에 위치하고 있음을 확인하게 되고, 아래의 534 통 신 과정을 수행한다. 이동 노드(4)는 종래와 달리 이미 자신이 위치한 서브넷이 변경된 것으로 결정한 상태에서 자신이 위치한 서브넷이 변경되었다는 정보를 수신하기 때문에 서브넷 변경을 알게 되는 것이 아니라 확인하게 되는 것에 그친다.
534 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 3 액세스 라우터(63)가 관리하는 서브넷에서 사용 가능한 새로운 IP 주소를 생성하기 위하여 제 3 액세스 포인트(53)를 경유하여 제 3 액세스 라우터(63)로 제 3 액세스 라우터(63)가 관리하는 서브넷의 네트워크 프리픽스를 요청한다. 이동 노드(4)는 이 요청에 대한 응답으로 제 3 액세스 라우터(63)가 관리하는 서브넷의 네트워크 프리픽스를 획득하고, 이 네트워크 프리픽스를 기반으로 새로운 IP 주소를 생성한다. 이동 노드(4)는 새로운 IP 주소를 이용하여 제 3 액세스 라우터(63)가 관리하는 서브넷에서의 통신을 수행하게 된다.
535 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 3 액세스 포인트(53)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(4)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 제 3 액세스 포인트(53)가 관리하는 셀 내에 계속적으로 위치하고 있음을 알게 된다. 이동 노드(4)는 이전처럼 제 3 액세스 포인트(53)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
541 통신 과정에서 이동 노드(4)는 제 4 액세스 포인트(54)로부터 비컨 신호를 수신한다. 이 때, 이동 노드(4)는 수신된 비컨 신호에 기초하여 자신이 위치한 셀이 변경되었음을 알게 된다. 이에 따라, 이동 노드(4)는 셀 변경에 따른 핸드오버, 즉 링크 계층에서의 핸드오버를 수행한다. 즉, 이동 노드(4)는 제 4 액세스 포 인트(54)가 관리하는 셀 내에 위치하고 있음을 알게 되고, 제 3 액세스 포인트(53)와의 링크 계층 연결을 제 4 액세스 포인트(54)와의 링크 계층 연결로 변경한다. 이동 노드(4)는 새롭게 연결된 제 4 액세스 포인트(54)를 경유하여 유선 네트워크에 접속한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면 이동 노드(4)는 자신이 위치한 서브넷이 변경된 것으로 결정된 경우에만 액세스 라우터와의 통신을 수행함으로써 불필요한 액세스 라우터와의 통신 과정을 제거할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 트리거 프레임을 나타낸 도면으로서, 트리거 프레임은 셀 변경 플래그, 셀 아이디, 서브넷 변경 플래그 및 서브넷의 파라미터를 포함하여 구성된다.
셀 변경 플래그(610)는 이동 노드의 셀이 변경되었는지를 나타내는 것으로서, 셀 변경 결정부(340)는 이동 노드의 셀 변경 여부에 따라 이에 대한 값을 설정할 수 있다. 즉, 이동 노드의 셀이 변경되지 않은 경우 0의 값을 설정하고, 이동 노드의 셀이 변경된 경우 1의 값을 설정하는 것이다. 셀 변경 플래그(610)는 셀 변경 여부만을 나타내므로 1비트의 데이터 포맷으로 구현될 수 있다.
셀 아이디(620)는 변경된 액세스 포인트의 셀 아이디로서 트리거부(350)는 셀 변경 플래그(610)의 값이 1인 경우 셀 아이디(620)를 확인한다. 그리하여, 이후 통신 시에 이동 노드는 변경된 셀 아이디(620)를 이용하여 액세스 포인트와 통신하게 된다.
서브넷 변경 플래그(630)는 이동 노드의 서브넷이 변경되었는지를 나타내는 것으로서, 서브넷 변경 결정부(380)는 이동 노드의 서브넷 변경 여부에 따라 이에 대한 값을 설정할 수 있다. 즉, 이동 노드의 서브넷이 변경되지 않은 경우 0의 값을 설정하고, 이동 노드의 서브넷이 변경된 경우 1의 값을 설정하는 것이다. 서브넷 변경 플래그(630)는 서브넷 변경 여부만을 나타내므로 1비트의 데이터 포맷으로 구현될 수 있다.
서브넷(640)은 변경된 액세스 라우터의 서브넷으로서 트리거부(350)는 서브넷 변경 플래그(630)의 값이 1인 경우 서브넷(640)을 확인한다. 그리하여, 이후 통신 시에 이동 노드는 변경된 서브넷이 포함된 IP 주소를 이용하여 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액세스 포인트의 동작을 나타낸 흐름도이다.
액세스 포인트는 우선 비컨 신호를 생성한다(S710). 여기서, 생성된 비컨 신호는 IEEE 802.11 규격상의 비컨 프레임으로서, 액세스 포인트가 형성하는 셀 영역을 표시하는 셀 아이디가 포함되어 있다. 이동 노드는 비컨 신호에 포함된 셀 아이디를 통하여 셀 변경 여부를 확인할 수 있게 된다.
비컨 신호 생성 후에, 액세스 포인트는 생성된 비컨 신호에 액세스 라우터 아이디를 삽입한다(S720). 여기서, 삽입되는 액세스 라우터 아이디는 액세스 포인트에 직접적으로(유선으로) 연결된 액세스 라우터의 고유 아이디로서, 이동 노드로 하여금 서브넷 변경 여부를 확인할 수 있게 하는데 사용된다.
그리고, 액세스 포인트는 액세스 라우터 아이디가 포함된 비컨 신호를 송신 한다(S730). 여기서, 액세스 포인트는 주기적으로 비컨 신호를 송신하는데, 이는 브로드캐스트에 의한 송신일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
이동 노드는 액세스 포인트로부터 신호를 수신한다(S810). 그리고, 수신된 신호가 비컨 신호인지를 판별하는데(S820), 이동 노드는 수신된 프레임의 서브타입 필드의 값이 1000인지를 확인하여, 수신된 신호가 비컨 신호인지를 확인할 수 있게 된다.
수신된 신호가 비컨 신호인 것으로 판별되면, 이동 노드는 판별된 신호에 포함된 셀 아이디를 확인하여 셀 변경 여부를 결정한다(S830). 이동 노드는 기본 서비스 셋 아이디 필드에 포함된 값을 통하여 이동 노드의 이동에 의한 셀 변경 여부를 결정할 수 있게 된다. 즉, 이전의 셀 아이디와 현재의 셀 아이디를 비교하여 그 동일성에 따라 셀 변경 여부를 결정하는 것이다.
셀 변경 여부 결정 결과에 따라 이동 노드는 계층 2 트리거를 수행하고(S840), 계층 2 트리거에 따라 핸드오버를 수행한다(S850). 즉, 셀이 변경된 것으로 결정된 경우 링크 계층에서의 핸드오버를 수행하는 것이다.
수신된 신호가 비컨 신호인 것으로 판별되면, 이동 노드는 비컨 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디를 확인한다. 그리하여, 이전에 저장된 액세스 라우터 아이디와 현재 확인된 액세스 라우터 아이디를 비교하여 서브넷 변경 여부를 결정한다(S860). 즉 비컨 프레임의 프레임 바디 필드의 성능 정보 필드의 보류 필드를 참 조하여 액세스 라우터 아이디를 확인하는 것이다.
서브넷 변경 여부 결정 결과에 따라 이동 노드는 계층 3 트리거를 수행하고(S870), 계층 3 트리거에 따라 핸드 오버를 수행한다(S880). 즉, 서브넷이 변경된 것으로 결정된 경우 IP 계층에서의 핸드오버를 수행하는 것이다. 그리고, 이동 노드는 새로운 서브넷의 네트워크 프리픽스를 획득하여 새로운 서브넷에서 사용 가능한 새로운 IP 주소를 생성한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 이동 노드에게 링크 계층 핸드오버만을 수행하게 할 것인지, 아니면 링크 계층 핸드 오버 및 IP 계층 핸드오버를 함께 수행하게 할 것인지를 결정할 수 있는 정보를 제공함으로써, 불필요한 이동 노드와 액세스 라우터간의 통신 과정을 제거하여 이동 노드로 하여금 고속 핸드오버를 수행할 수 있게 하는 장점이 있다.
둘째, 액세스 포인트의 구성 요소 중 하나만을 추가함으로써 기존 액세스 포인트의 구성 변경을 최소화할 수 있다는 장점도 있다.

Claims (12)

  1. 신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 수신된 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디를 참조하여 서브넷 변경 여부를 결정하는 서브넷 변경 결정부;
    상기 결정 결과에 따라 계층 트리거를 수행하는 트리거부; 및
    상기 수행된 계층 트리거에 따른 핸드오버를 수행하는 핸드오버 수행부를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 액세스 라우터 아이디는 동일 서브넷에 포함된 액세스 포인터에 의해 송신되는 정보인 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 트리거부는 셀 변경 여부 및 상기 서브넷 변경 여부 중 적어도 하나에 대한 파라미터가 포함된 프레임을 수신하고, 상기 프레임을 참조하여 상기 계층 트리거를 수행하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프레임은 셀 변경 플래그, 변경된 셀 아이디, 서브넷 변경 플래그 및 변경된 서브넷 중 적어도 하나를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 트리거부는 상기 셀 변경 여부에 따라 계층 2 트리거를 수행하고, 상기 서브넷 변경 여부에 따라 계층 3 트리거를 수행하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치.
  6. 비컨 신호를 생성하는 비컨 신호 생성부;
    상기 비컨 신호에 액세스 라우터 아이디를 삽입하는 액세스 라우터 아이디 삽입부; 및
    상기 액세스 라우터 아이디가 삽입된 비컨 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 장치.
  7. 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호에 포함된 액세스 라우터 아이디를 참조하여 서브넷 변경 여부를 결정하는 단계;
    상기 결정 결과에 따라 계층 트리거를 수행하는 단계; 및
    상기 수행된 계층 트리거에 따른 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 액세스 라우터 아이디는 동일 서브넷에 포함된 액세스 포인터에 의해 송신되는 정보인 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 계층 트리거를 수행하는 단계는 셀 변경 여부 및 상기 서브넷 변경 여부 중 적어도 하나에 대한 파라미터가 포함된 프레임을 수신하고, 상기 프레임을 참조하여 상기 계층 트리거를 수행하는 단계를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 프레임은 셀 변경 플래그, 변경된 셀 아이디, 서브넷 변경 플래그 및 변경된 서브넷 중 적어도 하나를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 계층 트리거를 수행하는 단계는 상기 셀 변경 여부에 따라 계층 2 트리거를 수행하고, 상기 서브넷 변경 여부에 따라 계층 3 트리거를 수행하는 단계를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  12. 비컨 신호를 생성하는 단계;
    상기 비컨 신호에 액세스 라우터 아이디를 삽입하는 단계; 및
    상기 액세스 라우터 아이디가 삽입된 비컨 신호를 송신하는 단계를 포함하는 고속 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
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