KR100701808B1 - 페이징 제어 장치, 모바일 노드, 페이징 제어 시스템, 및페이징 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 페이징 에이전트(30)는 모바일 노드로부터 페이징 요청 패킷을 수신하고, 그 패킷에 응답하여 페이징 영역을 결정한다. 페이징 에이전트(30)는 결정된 페이징 영역을 모바일 노드에 알리고 그 페이징 영역을 제어한다. 페이징 에이전트(30)가 페이징 제어 모드에서 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷을 수신한 경우, 버퍼(371)에 그 패킷을 홀딩하고, 모바일 노드로부터의 페이징 통지 확인 패킷의 수신에 의해 트리거링되는 경우 그 홀딩된 데이터 패킷 전송을 개시한다.
페이징 에이전트, 모바일 노드, 페이징 요청 패킷, 페이징 영역, 페이징 제어 모드

Description

페이징 제어 장치, 모바일 노드, 페이징 제어 시스템, 및 페이징 제어 방법{Paging control apparatus, mobile node, paging control system, and paging control method}
도 1은 IP 층의 이동 관리 프로토콜들의 일예를 도시하는 예시도.
도 2는 페이징 에이전트의 기능적 구성을 도시하는 예시도.
도 3은 페이징 제어 모드로의 전이 과정 및 정상 모드로의 복구 과정을 설명하는 예시도.
도 4는 페이징 제어 모드에서 페이징 영역 결정 과정을 설명하는 예시도.
도 5는 페이징 제어 모드에서 페이징 영역 업데이트 과정을 설명하는 예시도.
도 6은 페이징 제어 모드에서 정상 모드 복구 과정을 설명하는 예시도.
도 7은 모바일 노드에서 상태 전이도.
도 8은 모바일 노드와 통신 파트너 노드들 사이에서 페이징 제어를 수행하는 측면을 설명하는 예시도.
도 9는 본 발명에 적용 가능한 페이징 헤더의 일예를 도시한 예시도.
도 10은 본 발명에 적용 가능한 페이징 메시지의 일예를 도시한 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
L10: IP 층 L11: 이동 관리 제어 서브층
본 발명은 페이징 제어 장치, 모바일 노드, 페이징 제어 시스템, 및 페이징 제어 방법에 관한 것이다.
모바일 통신 시스템의 이동 관리에서, 네트워크의 제어 노드는 모바일 노드의 등록 위치에 따라 제어 노드, 라디오 채널 번호 또는 라디오 채널 코드를 나타낸다. 이 방법에서, 이동 관리는 위치 관리에 가깝게 결합되고 접속을 확실하게 하기 위하여 라디오 관리 제어에 결합된다.
페이징 제어 기술은 광범위 페이징 영역 유닛에서 모바일 노드들을 처리하고, 이에 의해 위치 등록 제어 및 라디오 관리 제어에 관한 신호들의 크기를 감소시킨다. 즉, 페이징 제어 기술은 넓은 의미에서 이동 관리의 한 측면을 가지며, 모바일 노드들에 의한 간헐 수신 기술과 함께 전력 절약을 구현하기 위한 수단만큼 중요하게 간주되어 왔다. 이러한 페이징 제어 기술은 각각의 개별 시스템에 대하여 고유하게 정의되는 제어 인터페이스에 의해 구축되고, 네트워크의 제어 노드로 하여금 페이징 상태들 및 페이징 영역들의 관리를 실행하게 함으로써 실행된다.
한편, 모바일 IP(인터넷 프로토콜)v4의 확장 기법들은 고속 광대역 라디오 액세스 기술을 사용하는 모바일 통신 시스템들에서 위치 등록 제어로서 제안되어 왔다. 이러한 기법들에서, 다수의 FA(Foreign Agent)들 중 대표적인 FA가 있으며, 그 대표적인 FA는 그 제어 하에 위치되는 FA들의 서브넷 영역들에 기초하여 페이징 영역들을 연속적으로 생성한다. IETF(Internet Engineering Task Force)의 시모디 워킹 그룹(Seamoby working group)은 IP 층에서 페이징 제어를 처리하도록 IP 페이징을 정의하고, 그 문제점 및 요구조건들을 나타낸다.
동일 종류의 기법으로서, 모바일 IPv4의 IP-레벨 페이징 제어를 실행하는 기법이 있다. 이러한 기법들은 FA들의 어드레스들 단위로 페이징 영역들을 생성하고 각각의 FA가 페이징 영역 ID를 인식하고 그것을 단위 영역의 노드들에 전송하는 것이다.
<비특허 문서 1>
RFCS132-"휴지 모드 호스트 변경("IP 페이징") 문제점 서술(Dormant Mode Host Alerting Problem Statement)" 및 RFC3154-"IP 호스트 변경 프로토콜의 요구 조건들 및 기능 아키텍처들(Requirements and Functional Architecture for an IP Host Alerting Protocol)"
그러나, 전술된 종래의 기술들은 특정 모바일 통신 시스템 또는 모바일 IPv4에 기초하고 있지만, 다른 시스템 또는 모바일 IPv4의 확장 기법들에 대해서는 적응되지 않는다. 예를 들면, 모바일 IP의 확장 기법(고속-핸드오프, 무손실 핸드오프 등)들에 적응되는 이동 관리 제어의 경우에, 모바일 노드 또는 제어 노드는 새로운 제어 절차 및 제어 신호의 송신/수신을 실행해야 한다. 또한, 페이징에서 모 바일 노드에 전송되는 패킷이 무손실로 전송될 수 있는지를 확신할 수 없다고 하는 다른 문제점이 있다.
또한, 상기 종래의 기술들은 페이징 영역을 고정적으로 또는 가변적으로 세팅하도록 네트워크 오퍼레이터에게 요구하며, 이것은 오퍼레이터에게 무거운 짐을 지우게 되고, 융통성 세팅을 필수적으로 용인하는 IP 기법들에도 불구하고 세팅 제약을 증가시킨다. 다수의 페이징 제어 디바이스들을 가로지르는 페이징 영역들의 셋업이 제어 디바이스들 사이에서 복잡한 절차를 포함한다고 하는 단점은 여전히 남게 된다.
본 발명은 상기 문제점들을 고려하여 완성되고, 본 발명의 목적은 모바일 노드의 통신 상태 및 동작 상태에 따라 적절한 페이징 제어를 실행하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 모바일 노드의 상태에 따라 페이징 상태들 및 페이징 영역들의 관리를 실행하는 본 발명에 따른 페이징 제어 장치는: 모바일 노드로부터 송신되는 페이징 요청 패킷을 수신하는 수신 수단과; 상기 수신 수단에 의해 수신되는 상기 페이징 요청 패킷에 응답하여 페이징 영역을 결정하는 결정 수단과; 상기 결정 수단에 의해 결정되는 상기 페이징 영역을 상기 모바일 노드에 통지하는 통지용 수단과; 상기 결정 수단에 의해 결정되는 상기 결정 영역을 제어하는 제어용 수단을 포함한다.
페이징 제어 장치는 모바일 노드의 홈 어드레스, 일련의 알고리즘, 수명 및 영역 리스트에 의해 페이징 영역들을 관리한다. 영역 리스트에는, 이 주소 하에서 네트워크 프리픽스(Network Prefix), AR(Access Router) 또는 AP(Anchor Point)의 IP 어드레스, AR 어드레스 및 AP 식별자(예컨대, AR 출력 포트, MAC 어드레스)가 기록된다. 영역 리스트의 내용들의 변화는 그 영역을 형성하는 알고리즘에 의해 야기된다.
본 발명에 따른 모바일 노드는, 모바일 노드의 상태에 따라 페이징 상태들 및 페이징 영역들의 관리를 실행하는 페이징 제어 장치에의 패킷 송신 또는 그로부터의 패킷 수신을 실행하기 위한 모바일 노드이며, 상기 모바일 노드는: 정상 모드의 시작에서 페이징 제어 모드로의 전이까지의 시간을 세팅하는 세팅 수단과; 상기 세팅 수단에 의해 세팅되는 상기 시간 경과에 따라 상기 페이징 제어 장치에 페이징 요청 패킷을 송신하는 페이징 요청 수단과; 상기 세팅 수단에 의해 세팅되는 상기 시간 경과에 따라 상기 페이징 제어 장치에 데이터 패킷의 전송을 명령하기 위하여 BU 패킷을 이동 제어 장치에 송신하는 전송 명령 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 페이징 제어 시스템은, 모바일 노드의 상태에 따라 페이징 상태들 및 페이징 영역들의 관리를 실행하는 페이징 제어 장치를 포함하며, 모바일 노드로부터 송신되는 페이징 요청 패킷을 수신하는 수신 수단과; 상기 수신 수단에 의해 수신되는 상기 페이징 요청 패킷에 응답하여 페이징 영역을 결정하는 결정 수단과; 상기 결정 수단에 의해 결정되는 상기 페이징 영역을 상기 모바일 노드에 통지하는 통지용 수단과; 상기 결정 수단에 의해 결정되는 상기 영역을 제어하는 제어용 수단을 포함하며, 상기 모바일 노드는 상기 모바일 노드의 상태에 따라 페이징 상태들 및 페이징 영역들의 관리를 실행하는 상기 페이지 제어 장치에의 송신 또는 그로부터의 수신을 실행하고, 상기 모바일 노드는: 정상 모드의 시작에서 페이징 제어 모드로의 전이까지의 시간을 세팅하는 세팅 수단과; 상기 세팅 수단에 의해 세팅되는 상기 시간 경과에 따라 상기 페이징 제어 장치에 페이징 요청 패킷을 송신하는 페이징 요청 수단과; 상기 세팅 수단에 의해 세팅되는 상기 시간 경과에 따라 상기 페이징 제어 장치에 데이터 패킷의 전송을 명령하기 위하여 BU 패킷을 이동 제어 장치에 송신하는 전송 명령 수단을 포함하고, 상기 페이징 제어 장치는 상기 모바일 노드로부터 송신되는 페이징 요청 패킷들을 수신한다.
본 발명에 따른 페이징 제어 방법은, 다수의 이동 관리 프로토콜들에 따라 동작할 수 있는 모바일 노드에 의해 실행되는 이하의 단계들을 포함하는 페이징 제어 방법이며, 상기 모바일 노드가 상기 모바일 노드의 통신 상태 및 동작 상태에 기초하여, 동작될 이동 관리 프로토콜을 선택하는 선택 단계와; 상기 모바일 노드가 상기 선택 단계에서 선택된 상기 이동 관리 프로토콜에 기초하여 데이터 패킷의 송신/수신을 실행하는 통신 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 페이징 제어 방법은, 모바일 노드가 상기 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷을 검출하고 그 검출 결과에 기초하여 다수의 이동 관리 프로토콜들을 변화시키는 페이징 제어 단계를 더 포함할 수 있다.
전술된 페이징 제어 방법은, 바람직하게는, 소정의 시간동안에 상기 이동 제어 장치를 통해 송신 또는 수신되는 데이터 패킷과, 상기 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷을 전혀 검출하지 못한 경우, 상기 모바일 노드는 정상 모드를 정지시키고 페이징 제어 모드로 전이시키는 제1 전이 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 페이징 제어 방법은, 상기 모바일 노드가 소정 시간을, 적어도 과거의 페이징 제어 모드의 평균 연속 시간 또는 핸드오프의 평균 발생 간격을 이용하여 상기 제1 전이 단계에서의 상기 페이징 제어 모드로의 전이를 위한 트리거로서 결정하는 결정 단계를 더 포함할 수 있다.
전술된 페이징 제어 방법은, 상기 페이징 제어 모드의 상기 모바일 노드가 상기 이동 제어 장치를 통해 상기 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷의 송신/수신을 검출한 경우, 상기 모바일 노드는 상기 페이징 제어 모드를 정지시키고 다시 상기 정상 모드로 전이시키는 제2 전이 단계를 더 포함할 수 있다.
전술된 본 발명은 페이징 제어 장치를 통해 모바일 노드로 어드레싱되는 데이터 패킷의 송신/수신에 관한 것이며, 또한 본 발명은 통신 파트너 노드를 통해 모바일 노드로 어드레싱되는 데이터 패킷의 송신/수신에 적용될 수도 있다. 이 경우, 통신 파트너 노드는 상기 페이징 제어 장치의 것과 동일한 기능을 가진다.
즉, 전술된 페이징 제어 방법은, 상기 모바일 노드가 소정 시간동안 통신 파트너 노드를 통해 상기 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷의 송신/수신을 검출하지 못한 경우, 상기 모바일 노드는 정상 모드를 정지시키고 페이징 제어 모드로 전이시키는 제3 전이 단계를 더 포함할 수 있다.
전술된 페이징 제어 방법은, 상기 페이징 제어 모드의 상기 모바일 노드가 상기 통신 파트너 노드를 통해 상기 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷의 송신/수신을 검출한 경우, 상기 모바일 노드는 상기 페이징 제어 모드를 정지시키고 상기 정상 모드로 전이시키는 제4 전이 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 측면들에 따르면, 모바일 노드는 통신 상태(송신 또는 수신되는 패킷들의 크기 등) 및 그 자신의 동작 상황(이동 주파수 등)을 모니터링하고, 상기 상태들에 따라 적절한 이동 관리 프로토콜(예를 들면, IP 페이징)을 동작시킨다. 예를 들면, 모바일 노드가 송신 또는 수신되는 적은 양의 패킷들을 갖는 경우, 페이징 제어 장치 또는 통신 파트너 노드와 함께 모바일 노드는 페이징 영역을 결정한다. 이 페이징 영역에서 모바일 노드의 이동들을 맞이하여 어떠한 경로 업데이트도 실행되지 않으며, IP 페이징을 제외한 이동 관리는 정지된다. 따라서, 페이징 제어 노드로의 전이 전이에 사용되는 이동 관리 프로토콜의 타입(예를 들면, MIP 또는 그 확장 프로토콜)과는 상관없이, 모바일 노드의 동작 상태 및 통신 상태에 따라 적절한 페이징 제어를 쉽게 실행할 수 있게 된다.
보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 페이징 제어 장치는, 버퍼로 하여금 페이징 제어 모드에서 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷을 홀딩하게 하는 제어를 실행하는 버퍼 제어용 수단을 더 포함한다.
보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 페이징 제어 방법은 페이징 제어 장치에 의해 실행되는 이하의 단계를 포함하는 페이징 제어 방법이며: 상기 페이징 제어 장치가 페이징 영역을 갖는 모바일 노드에 전송되는 데이터 패킷을 검출하는 경우, 상기 페이징 제어 장치는 상기 모바일 노드에 전송되는 페이징 통지 패킷을 상기 페이징 영역의 모든 전송 경로들에 송신하는 송신 단계와; 상기 페이징 제어 장치가 상기 모바일 노드로부터 페이징 통지 확인 패킷을 수신할 때까지 버퍼에 상기 데이터 패킷을 홀딩하는 홀딩 단계와; 상기 페이징 통지 확인 패킷을 수신한 후에, 상기 페이징 제어 장치는 상기 페이징 통지 확인 패킷에 의해 지정되는 전송 경로를 통해 상기 모바일 노드에 상기 홀딩 단계에서 홀딩된 상기 데이터 패킷을 전송하는 전송 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 측면들에 따르면, 이동 제어 장치에서 모바일 노드로 송신되는 데이터 패킷은, 페이징 제어 장치에 일시적으로 홀딩(버퍼링)되고, 그 후 모바일 노드로부터 페이징 통지 확인 패킷을 수신함으로써 트리거링되는 소정의 경로를 통해 전송된다. 이것은 페이징에서 모바일 노드에조차도 패킷 손실없이 패킷의 보안 송신을 구체화한다.
본 발명은 모바일 노드의 동작 상태 및 통신 상태에 따라 적절한 페이징 제어의 실행을 가능하게 한다.
본 발명은 이하에서 제공되는 상세한 설명, 및 단지 기술을 위하여 제공될 뿐이며 본 발명을 한정하는 것으로 여겨지지 않는 첨부 도면들로부터 완전히 이해하게 된다.
게다가, 본 발명의 적용 가능한 범위는 이후에 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해지게 된다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 특정 일예들 및 상세한 설명은, 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 다양한 변경들 및 수정들이 그 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해지기 때문에 단지 기술을 위하여 제공되는 것임을 이해하게 된다.
본 발명의 실시예는 도면들을 참조하여 이하에서 기술되게 된다.
첫 번째로, 본 발명에 따른 페이징 제어 장치에서 직시되는 이동 관리의 구조는 도 1을 참조하여 기술되게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, IP 페이징은 IP 층(L10)에 속하는 광범위하게 정의된 이동 관리 제어로서 존재한다. IP 페이징은 모바일 IP(MIP)와, 그것의 확장 기술인 확장 MIP 등 쪽에 있다. 확장 MIP의 일예들로는 계층적 모바일 IP(HMIP) 및 모바일 IP용 고속 핸드오버(FMIP)가 있다.
본 실시예에서의 프로토콜의 선택은 모바일 IP 또는 그 확장 기술과 IP 페이징 사이에서 프로토콜의 선택을 의미한다. 본 실시예에서, 적절한 이동 관리 프로토콜은 용인된 지연 및 패킷 손실에 관한 요구들에 따라 삭제되며, IP 페이징 제어는 패킷 송신/수신의 주파수에 따라 실행된다. 이러한 프로토콜 선택은 이동 관리 제어 서브층(L11)에 의해 실행된다.
예를 들면, HMIP에서 동작하는 모바일 노드가 용인된 지연에 관한 어플리케이션 서버에 의한 통신을 실행하는 경우, 이동 관리 제어 서브층(L11)은 어플리케이션 과정 모니터링 또는 기본 이슈에 따라 FMIP에 의한 세션들을 실행한다. 반대로, 이동 관리 제어 서브층(L11)이 패킷 손실로 인한 재송신 횟수가 큰 지를 결정하는 경우, FMIP에 의한 동작에서 모바일 노드는 FMIP에 의해 동작하도록 되는 실시예를 채택할 수도 있다.
다음에, 페이징 제어 시스템의 구성이 기술된다. 페이징 제어 시스템은 모바일 노드(MN: Mobile Node)(10), 액세스 라우터들(AR: Access Routers)(21, 22), 페이징 에이전트(PA: Paging Agent)(30), 및 이동 에이전트(MA: Mobility Agent)(40)로 구성된다. 페이징 에이전트는 청구 범위에서 기술되는 페이징 제어 장치에 대응하고, 이동 에이전트는 이동 제어 장치에 대응한다.
MN(10)은 정상 모드와 페이징 제어 모드를 포함하는 적어도 2가지 동작 상태들을 가진다. 정상 모드에서, MN(10)은 MIP 또는 그 확장 기술 실행에 기초하여 이동 관리의 동작을 실행하며, 페이징 제어 모드에서 MN(10)은 상기 동작을 정지시키고, MN(10)은 패킷의 수신에 사용되고, MN(10)이 페이징 영역에 있는 지를 결정한다.
AR(21, 22)은 서로 상이한 그들 각각의 서브네트워크들에 설치되어, RA(Router Advertisement)를 라디오 링크를 통해 접속된 MN(10)에 송신한다.
PA(30)는 패킷 전송 영역을 생성하여 페이징 영역으로서 그 영역을 홀딩한다. 페이징 영역 및 그 페이징 영역을 결정하기 위한 알고리즘은 모바일 노드의 통신 상태와 동작 상태에 따라 상이하다. PA(30)가 페이징 제어에서 MN(10)으로 보내지는 데이터 패킷을 수신하는 경우, 그 패킷을 버퍼링하여 홀딩하고, 페이징 패킷을 송신한다. 도 2는 PA(30)의 기능적 구성을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, PA(30)는 공지된 구성 요소들, 물리적 층에서 동작하는 물리적 인터페이스(31), 링크 층에서 동작하는 링크 제어기(32), IP 층에서 동작하는 IP 제어기(33), 및 이동 제어기(34)를 구비한다.
또한, PA(30)는 본 발명의 고유 구성 요소들로서 페이징 제어기(35), 영역 제어기(36), 및 버퍼 제어기(37)를 구비한다. 페이징 제어기(35)는 MIP와 같은 층에서 페이징 제어 패킷을 처리한다. 영역 제어기(36)는 MN(10)에 있어서 페이징 영역을 생성하고, 그 후에 그것을 MN(10)에 통지하고, 페이징 영역 정보를 영역 테이블(361)에 홀딩한다. 영역 테이블(361)에 홀딩되는 데이터는 각각의 MN(10)의 홈-어드레스에 대하여 세팅되는 하나 또는 다수의 서브-네트워크 프리픽스(prefix)이다. 버퍼 제어기(37)는 페이징 제어에서 MN(10)으로 보내지는 데이터 패킷을 버퍼(371)가 홀딩하는 것과 같은 제어를 실행한다. 만료 데이터는 이러한 페이징 영역 형성 및 데이터 패킷에 대한 요구에 따라 세팅되며, 만료 데이터는 대응하는 제어기(36 또는 37)로부터의 인스트럭션에 따라 삭제된다.
MA(40)는 MIP, EMIP, 또는 FMIP 등의 이동 관리 프로토콜에 따른 노드이며, 구체적으로 그것은 HA(Home Agent), MAP(Mobile Anchor Point), FA(Foreign Agent) 등에 대응한다.
다음에, 페이징 제어 시스템의 동작이 기술된다.
MN(10)는 정상 모드의 이동 관리 제어에 따라 RA의 네트워크 프리픽스 값의 변경으로부터 서브넷의 변경을 검출한다. MN(10)은 패치 변경 과정을 실행하기 위하여 대응하는 이동 에이전트(예를 들면, MA(40))에 바인딩 업데이트 패킷(BU: Binding Update)을 송신한다.
도 3은 정상 모드로의 복구 과정 및 페이징 제어 모드로의 전이 과정을 설명하는 도면이다. 도 3에서, MN(10)과 PA(30)간의 통신을 기도하기 위한 AR에서의 프로세싱은 단순화하기 위해 생략된다.
첫 번째, MA(40)를 통해 송신 또는 수신되는 데이터 패킷이 전혀 없다라고 판정된 경우, MN(10)은 페이징 요청 패킷을 PA(30)에 송신한다(S1).
PA(30)가 MN(10)으로부터의 페이징 요청을 용인하는 경우, 페이징 영역 정보에 의해 수반되는 페이징 요청 응답 패킷을 MN(10)으로 리턴한다(S2).
S1의 과정과 동시에, MN(10)은 MA(40)가 PA(30)로 패킷을 전송하게 하는 BU를 MA(40)에 송신한다(S3).
MA(40)는 BU에 관한 긍정적 응답인 BA(Biding Acknowledge)을 MN(10)으로 다시 송신하고, MN(10)은 그것을 수신한다(S4). 이로 인해 MN(10)은 페이징 제어 모드로 전이되게 된다.
페이징 제어 모드에서 MN(10)으로 보내지는 데이터 패킷은 MA(40)의 바인딩 캐시에 일시적으로 홀딩되고(S6), 그 후에 그것들은 PA(30)로 전송된다. 데이터 패킷들을 수신한 경우, PA(30)는 데이터 패킷들의 도착을 MN(10)에 통지하기 위해 패킷(페이징 패킷)을 페이징 영역의 서브넷에 송신한다(S8). 이로 인해 상기 페이징 영역의 모든 전송 경로들에 페이징 패킷을 송신하게 된다. 동시에, PA(30)는 연속적으로 전송될 때 MN(10)에 데이터 패킷을 버퍼링하기 위해 홀딩한다.
페이징 제어에서 MN(10)이 자신으로 보내지는 페이징 패킷을 검출하는 경우, 페이징 통지 확인 패킷을 PA(30)로 리턴한다(S10). 페이징 제어 모드에서 MN(10)으로부터 페이징 통지 확인 패킷을 수신한 경우, PA(30)는 버퍼링될 때 MN(10)으로 데이터 패킷들을 소정의 전송 경로를 통해 전송하기 시작한다(S11). 이에 의해 페이징에서 MN(10)으로도 데이터 패킷들이 손실없이 전송되게 된다.
S10, S11의 과정들과 동시에, MN(10)은 또한, MN(10)이 현재 위치하는 서브넷의 어드레스를 MA(40)에 통지하도록 BU를 MA(40)에 송신한다(S12). MA(40)는 BU에 대한 긍정적인 응답인 BA를 MN(10)에 다시 송신하고, MN(10)은 그것을 수신한다(S13). 이에 의해 MN(10)은 페이징 제어 모드에서 정상 모드로 복구되게 된다.
도 4는 페이징 제어 모드에서 영역 결정 과정을 설명하는 도면이다. 페이징 제어에서 MN(10)은 RA(Router Advertisement)를 참조하여 페이징 영역의 결정을 실행한다. 구체적으로, AR(21)로부터 RA들을 수신(S21)한 MN(10)가 동일한 페이징 영역의 상이한 서브넷들 사이를 이동할 경우(S22), MN(10)은 AR(22)로부터 RA들을 수신한다. 이로 인해 RA들의 네트워크 프리픽스 값이 변경되기 때문에, MN(10)은 서브넷들 사이에서 자신의 이동를 검출할 수 있다. 이때, 페이징 제어에서 MN(10)은 MN(10) 내부에 c/o 어드레스(CoA: Card of Address)를 생성한다. 그러나, MN(10)은 라우터들을 포함하는 다른 노드들에 어떤 패킷을 전송하지 않고, 정상 모드와 상이한 페이징 제어 모드상태가 계속된다.
도 5는 페이징 제어 모드에서 영역 업데이트 과정을 설명하는 도면이다. MN(10)은 RA를 참조하여 페이징 영역의 업데이트를 실행한다. 구체적으로, S31에서 AR(21)로부터 RA를 수신한 MN(10)이 상이한 페이징 영역들의 서브넷들 사이에서 이동하는 경우(S32), AR(22)로부터 RA를 수신하게 된다(S33). 이에 의해 RA의 네트워크 프리픽스 값으로 표시되는 페이징 영역이 변화하게 되므로, MN(10)은 페이징 영역들간의 이동를 검출할 수 있다.
MN(10)이 페이징 영역 밖으로 이동된 것을 검출한 경우, PA(30)에 페이징 요청 패킷을 송신한다(S34). MN(10)이 PA(30)로부터 페이징 요청 응답 패킷을 수신하고, 그 후에 MN(10)은 새로운 페이징 영역을 생성하고, 이전의 페이징 제어 모드 상태가 계속된다. 이에 의해 MN(10)과 PA(30)간의 페이징의 재 등록이 완성된다.
또한, 도 6은 페이징 제어 모드에서 정상 모드로의 복구 과정을 설명하는 도면이다. 페이징 제어에서 MN(10)이 혼자서 MA(40)를 통해 송신되는 데이터 패킷들을 생성하는 경우, 정상 모드로의 복구 과정을 시작한다. MN(10)은 페이징 등록 캐시의 보유 시간을 어떠한 상태 불일치도 발생하지 않는 범위 내에서 상당히 짧은 시간으로 세팅하고, 페이징 취소 요청 패킷을 PA(30)에 송신한다(S41). 이에 의해 PA(30)에서 MN(10)의 페이징 제어 모드의 등록이 취소된다. PA(30)는 페이징 취소 확인 패킷을 다시 송신하고 MN(10)은 그것을 수신한다.
S41, S42의 과정들과 동시에, MN(10)은 패킷 전송 경로를 설정하도록 BU를 MA(40)에 송신하고(S43), 이로써 MN(10)이 있는 서브넷의 어드레스를 MA(40)에 등록하게 된다. S44에서, MA(40)는 정상 모드로 복구되어 실행되는 이동 관리 프로토콜에 따라 데이터 패킷들 송신을 시작한다(S45).
PA(30)가 전술되는 바와 같이 어떠한 고정 관리 영역도 가지지 않는 경우, 네트워크 오퍼레이터의 유지 관리에 대한 부담을 줄일 수 있다.
MN(10)의 모드 전이는 도 7을 참조하여 이하에서 기술되게 된다. 구성은 MN(10)이 MA(40)와의 패킷 통신 가능 상태와 통신 불가능 상태를 가진다는 가정에 기초한다. 통신 가능 상태는 MN(10)의 패킷 전송의 세팅이 MA(40)에서 액티브한 상태를 말한다. 더욱 상세하게, 바인딩 캐시가 보유되는 상태이다. 이와는 대조적으로, 통신 불가능 상태는 MN(10)의 패킷 전송의 세팅이 액티브하지 않은 상태, 즉 MN(10)이 MA(40)에 등록되지 않는 상태를 말한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 통신 가능 상태는 정상 모드(M1) 및 페이징 제어 모드(M2)를 더 포함한다. 정상 모드(M1)에서 페이징 제어 모드(M2)로의 전이(T1)는 MA(40)를 통한 데이터 패킷의 송신/수신이 MN(10)의 타이머에 의해 미리 정해지는 시간 간격(타임아웃)동안 검출되지 않을 때 발생한다. 한편, 페이징 제어 모드(M2)로 일단 이동된 MN(10)은, PA(30)로부터의 페이징 패킷 수신 또는 MA(40)를 통한 패킷 생성에 의해 트리거링될 때, 정상 모드(M1)로 복구된다(T2).
페이징 제어와 관련된 다수의 제어 패킷들은 이하 조건 식 (1)을 만족시키는 경우, 제어 패킷들의 총 수의 감소를 기대할 수 있다. 이것은 페이징 제어동안 BU 패킷들의 총 수가 MN(10)에서 페이징 제어의 패킷들의 수 보다 크기 때문이다.
Tp ≥ Sp/(Sb - (TsSa)/Ta) ·Ts (1)
상기 식에서, 기호들은 이하와 같이 정의된다:
Tp: 페이징 제어 모드의 평균 연속 시간
Sp: 페이징 제어에 포함되는 제어 패킷들의 개수
Sb: 정상 모드에서 이동 관리 제어에 필요한 경로 업데이트 패킷들의 개수
Ts: 서브넷들간의 이동 평균 발생 간격
Ta: 페이징 영역 밖에서의 이동 평균 시간
Sa: 페이징 영역간의 이동와 관련하여 재 등록 패킷들의 개수
상기 참조 식(1)의 파라미터로서 패킷들의 시간 및 개수는 페이징 제어기(35)에 의해 관리된다. 페이징 제어 모드(M2)로의 전이에 사용되는 타이머 의 세팅 시간은 바람직하게는 다음과 같이 제어된다. 예를 들면, 가장 최근의 몇 개 전이에서 페이징 제어 모드(M2)의 연속 시간들이 상기 식(1)을 만족시키지 못하는 경우, 세팅 시간은 길어져서 페이징 제어 모드(M2)로의 전이 주파수를 증가시키게 된다. MA(40)를 통한 패킷의 송신/수신이 없는 시간 간격은 정상 모드(M1)에서 측정되고, 상기 시간 간격은 Tp로 간주된다. 이에 의해 상기 식(1)을 만족시키게 되는 경우, 타이머의 세팅 시간은 짧아져서 페이징 제어 모드(M2)로의 전이 주파수를 감소시키게 된다.
구체적으로 3 가지의 방식들이 타이머의 세팅 시간을 연장 또는 단축하는 방식으로서 주어진다.
예 1) 타이머의 장시간 및 단시간이 미리 세팅된다.
예 2) 다음의 식 Ⅰ이 구성되는 경우에 Tp의 고정 레이트(1/10)가 타이머의 단시간으로 세팅되고, 다음 식 Ⅰ이 구성되지 않는 경우에 Tp의 고정 레이트(10 배)가 타이머의 장시간으로 세팅된다.
예 3) 페이징 제어 모드 전이 확률 Prob은 페이징 모드 상태 또는 비 통신 상태가 시간(t) 동안 유지되도록 Prob (Dmt≥t)로 정의된다. 이 확률은 지수 분포 또는 감마 분포에 기초하고 페이징 모드 전이 타이머가 결정된 것으로 가정된다. 다음 식 Ⅰ이 구성되는 경우에, Prob는 보다 큰 값으로 세팅되고, 다음 식 1이 구 성되지 않는 경우에 Prob는 작은 값으로 세팅된다.
Figure 112004024318017-pat00001
상기 식 Ⅰ에서, 적분 기호 내의 항은 감마 분포의 확률 밀도 함수이다.
페이징 모드의 연속 시간들의 평균은 c*b이다.
상기 확률을 제공하는 "t"는 뉴턴 방식으로 계산되고 "t"는 페이징 모드 전이 타이머(Td)로서 이용된다.
그 경우에, 추가적으로 필요한 세팅값들은 "c", 및 뉴턴 방식의 파라미터(예컨대, 허용 오차, 최대 반복 회수)이다.
감사 분포 및 뉴턴 방식에 따라, 지수 분포는 "c=1"의 경우에 존재할 수 있고 또한 복수의 적용들의 발생 간격의 제한을 위해 유효할 수 있다.
동일한 방식으로, Prob(Dmt≥t)로부터 후방으로 카운트된 "t"가 Td (평균값=b)일 때, 다음 식 Ⅱ 및 Ⅲ이 성립한다.
Figure 112004024318017-pat00002
Figure 112004024318017-pat00003
지수 분포가 사용되므로, 계산이 간단해진다.
상기 실시예에서 기술되는 측면은 단지 본 발명에 따른 페이징 제어 시스템 의 바람직한 일예일 뿐이며, 본 발명은 이러한 측면에 한정되지 않는다.
MN(10)이 통신 파트너 노드들로서 CN(대응 모드들)(51, 52)에 있어서 페이징 제어를 실행하는 측면은 도 8을 참조하여 이하에서 기술되게 된다. 본 측면은, PA(30) 대신에 CN(51, 52)가 페이징 제어 장치로서 사용되는 것의 제외하고는 도 2 내지 7에 관하여 기술되는 전술된 페이징 제어 기술과 동일하다. 따라서, 이러한 측면에 관한 상세한 기술은 생략되지만, MN(10) 및 CN(51, 52)은 경로의 최적화를 달성하기 위하여 MA(40)를 통해 통과하지 않고 패킷의 송신/수신 패킷을 실행한다.
페이징 제어 모드로의 전이 시에, MN(10)은 MN(10)의 캐시에 기술되는 CN(51, 52) 각각에 페이징 요청 패킷을 송신한다(S51, S52). 이 때에, MN(10)은 페이징 영역, 전력 절약 제어동안의 간헐 수신 기간 등을 포함하는 페이징 제어 정보를 세팅한다. 그 후, MN(10)은 각각의 CN(51, 52)으로부터 다시 보내진 페이징 요청 응답 패킷들을 수신한다(S53, S54). 페이징 제어 모드로의 전이는 또한 통신 파트너 노드들(CN(51), CN(52)) 각각에 대하여 독립적으로 실행될 수도 있다.
다음, CN(52)이 페이징 제어 모드로의 전이를 행한 후에, 통신 파트너로서 MN(10)에 페이징 요청 패킷을 송신한다. 이 시점에서 MN(10)이 페이징 제어 모드에 또한 있기 때문에, 페이징 요청 패킷은 페이징 영역에서 직접적으로 전송될 수 있거나, 또는 페이징 통지 패킷은 정상 모드로 MN(10)을 일단 한번 복구하도록 MN(10)으로 송신될 수 있다.
또한, MN(10)에 보내지는 패킷이 CN(51)에서 생성되는 경우, CN(51)은 MN(10)을 페이징하기 위하여 MN(10)에 페이징 통지 패킷을 송신한다(S57). MN(10) 은 페이징 통지 확인 패킷을 다시 송신한다(S58).
MN(10)은 정상 모드인 이동 관리 제어 상태로 복구되고, 또한 모드의 변화를 CN(52)에 통지하기 위하여 CN(52)에 페이징 취소 요청 패킷을 송신한다(S59). CN(52)은 페이징 취소 확인 패킷을 다시 송신한다(S60).
본 실시예의 패킷 제어 시스템에서, 전술된 바와 같이, MN(10)은 송수신되는 패킷의 크기와 같은 통신 상태와 이동 주파수와 같은 동작 상태를 항상 모니터링하고, 이러한 상태들의 변화에 따라 적절한 이동 관리 프로토콜을 선택하여 작동시킨다. 특히, 이동 관리 프로토콜이 IP 페이징과 관련된 프로토콜인 경우에, 시스템은 MN(10)에의 페이징 초기화에 관한 통지 및 페이징 영역의 제어(페이징 제어)를 적절하게 실행한다. 이에 의해 MN(10)은 페이징에서조차도 서브넷들간의 전이와 상관없이 또는 페이징 영역들간의 전이와 상관없이 자신으로 보내지는 데이터 패킷을 안전하게 수신한다.
위에서 언급한 실시예에 적용 가능한 패킷 포맷을 이하에서 설명한다. 패킷 포맷은 IPPv6에서 잘 알려진 기술이며, 따라서, 상세하게 설명하지 않고 간단히 설명한다. 도 9는 본 발명에 적용 가능한 페이징 헤더의 일예를 도시한 예시도이다. 도 9에서, 페이로드 프로토콜 필드(H1)는 페이징 헤더의 헤더부를 구별하기 위한 8 비트 필드이며 또한 프로토콜 타입을 구별하기 위해 사용된다. 헤더 길이 필드 H2는 페이징 헤더의 데이타 길이를 나타내는 8 비트 필드이다. PH 타입 필드(H3)는 페이징 헤더의 타입을 구별하기 위한 8 비트 필드이다. 예약 필드 H4는 장래의 확장을 위해 사용되게 되는 데이타 필드이다. 체크섬 필드(H5)는 페이징 헤더가 전 송될 때 에러를 검출하기 위한 16 비트 필드이다. 그리고 메시지 데이타 필드(H6)는 위에서 설명된 PH 타입 데이타가 저장되는 가변장 필드이다.
상기 페이징 헤더에 대응하여, DMR(Dormant Mode Request message), DMA(Dormant Mode Acknowledgement message), AMR(Active Mode Request message), AMA(Active Mode Acknowledgement message), 및 PR(Paging Request)가 페이징 메시지들로 사용된다.
DMR의 포맷은 페이징 메시지 포맷의 일예로서 대표적으로 아래와 같이 예시되게 된다. 도 10은 DMR의 일예를 도시한 예시도이다. 도 10에서, 확인 응답(A) 필드(P1)는 DMA에게 DMR의 수신에 대해 리턴하도록 요구하기 위한 필드이다. 버퍼링(B) 필드(P2)는 AMR가 수신될 때까지 MN으로 예정된 패킷들을 저장하도록 PA에 요청하기 위한 필드이다. 중복 어드레스 검출(D) 필드(P3)는 CoA를 페이징하기 위한 중복 어드레스를 검출하도록 PA에 요구하기 위한 필드이다. 시퀀스 # 필드(P4)는 리턴된 DMA를 시퀀스 DMR과 일치시키기 위해 사용되는 16 비트 필드이다. 예약 필드(P5)는 장래의 확장을 위해 사용되는 데이타 필드이다. 수평 필드(P6)는 바인딩 전에 남아있는 시간 단위들의 수가 유지되는 16 비트 필드이다. 그리고, 페이징 옵션 필드(P7)는 부호화된 0 개 이상의 TLV가 저장된 가변장 옵션 필드이다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 또한 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정이 행해질 수 있다. 예를 들면, 상기 실시예에서 페이징 제어동안 층로서 IP 층를 설명하고 있지만, 본 발명에 따른 기술은 단지 이러한 일예에 한정되지 않고, 트랜스포트 층(UDP(사용자 데이터그램 프로토콜) 층, TCP(송신 제어 프로토콜) 층 등) 및 어플리케이션 층에 적용될 수도 있다.
전술된 본 발명으로부터, 본 발명의 실시예가 많은 방법들에서 변화될 수 있음이 명백해지게 된다. 이러한 변화들은 본 발명의 사상 및 범위로부터의 이탈로서 간주되지 않으며, 당업자에게 자명한 모든 이러한 수정들은 이하의 청구 범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
모바일 노드의 통신 상태 및 동작 상태에 따라 적절한 페이징 제어가 실행된다.

Claims (12)

  1. 모바일 노드로부터의 페이징 요구에 따라, 상기 모바일 노드가 패킷의 수신만을 행하는 페이징 제어 모드인지 또는 이동 관리를 행하는 정상 모드인지를 관리함과 동시에, 페이징 영역의 관리를 행하는 페이징 제어 장치에 있어서,
    모바일 노드로부터 전송되는 페이징 요청 패킷을 수신하는 수신 수단;
    상기 수신 수단에 의해 수신되는 상기 페이징 요청 패킷에 응답하여, 패킷 전송 영역에 기초하여 정해진 페이징 영역을 결정하는 결정 수단;
    페이징 제어 모드에서 버퍼가 상기 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷을 홀딩하게 하는 제어를 수행하는 버퍼 제어 수단;
    상기 결정 수단에 의해 결정된 상기 페이징 영역을 상기 모바일 노드에 통지하는 통지 수단; 및
    상기 결정 수단에 의해 결정된 상기 페이징 영역을 제어하고, 상기 수신 수단이 상기 통지 수단에 의한 통지에 대한 응답인 페이징 통지 확인을 수신한 경우, 상기 버퍼 제어 수단에 저장된 데이터 패킷을 전송하는 제어 수단;을 포함하는, 페이징 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 모바일 노드로부터의 페이징 요구에 따라, 상기 모바일 노드가 패킷의 수신만을 행하는 페이징 제어 모드인지 또는 이동 관리를 행하는 정상 모드인지를 관리함과 동시에, 패킷 전송 영역에 기초하여 정해진 페이징 영역의 관리를 행하는 페이징 제어장치와의 사이에서 패킷의 송신 또는 수신을 수행하는 모바일 노드에 있어서,
    정상 모드의 시작으로부터 페이징 제어 모드로의 전이까지의 시간을 세팅하는 세팅 수단;
    상기 세팅 수단에 의해 세팅된 상기 시간의 경과에 따라 상기 페이징 제어 장치에 페이징 요청 패킷을 전송하는 페이징 요청 수단; 및
    상기 세팅 수단에 의해 세팅된 상기 시간 경과(passage)에 따라 상기 페이징 제어 장치에 데이터 패킷의 전송을 명령하기 위해 BU(Binding Update) 패킷을 이동 제어 장치에 전송하는 전송 명령 수단;을 포함하는, 모바일 노드.
  4. 모바일 노드로부터의 요구에 따라, 상기 모바일 노드가 패킷의 수신만을 행하는 페이징 제어 모드인지 또는 이동 관리를 행하는 정상 모드인지를 관리함과 동시에, 페이징 영역들의 관리를 행하는 페이징 제어 장치를 포함하는 페이징 제어 시스템에 있어서,
    모바일 노드로부터 전송되는 페이징 요청 패킷을 수신하는 수신 수단;
    상기 수신 수단에 의해 수신된 상기 페이징 요청 패킷에 응답하여, 패킷 전송 에어리어에 기초하여 페이징 영역을 결정하는 결정 수단;
    페이징 제어 모드에서 버퍼가 상기 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷을 홀딩하게 하는 제어를 수행하는 버퍼 제어 수단;
    상기 결정 수단에 의해 결정된 상기 페이징 영역을 상기 모바일 노드에 통지하는 통지 수단;
    상기 결정 수단에 의해 결정된 상기 페이징 영역을 제어하고, 상기 수신 수단이 상기 통지 수단에 의한 통지에 대한 응답인 페이징 통지 확인을 수신한 경우, 상기 버퍼 제어 수단에 저장된 데이터 패킷을 전송하는 제어 수단; 및
    모바일 노드로서, 상기 모바일 노드의 상태에 따라 페이징 상태들 및 페이징 영역들의 관리를 실행하는 상기 페이지 제어 장치에 대한 패킷의 송/수신을 수행하는, 상기 모바일 노드;를 포함하고,
    상기 모바일 노드는,
    정상 모드의 시작으로부터 페이징 제어 모드로의 전이까지의 시간을 세팅하는 세팅 수단;
    상기 세팅 수단에 의해 세팅된 상기 시간 경과에 따라 페이징 요청 패킷을 상기 페이징 제어 장치에 전송하는 페이징 요청 수단; 및
    상기 세팅 수단에 의해 세팅된 상기 시간 경과에 따라 상기 페이징 제어 장치에 데이터 패킷의 전송을 명령하기 위해 BU(Binding Update) 패킷을 이동 제어 장치에 송신하는 전송 명령 수단;을 포함하고,
    상기 페이징 제어 장치는 상기 모바일 노드로부터 송신되는 페이징 요청 패킷들을 수신하는, 페이징 제어 시스템.
  5. 모바일 노드가 상기 모바일 노드의 통신 상태 및 동작 상태에 기초하여, 동작될 이동 관리 프로토콜을 선택하는 선택 단계; 및
    상기 모바일 노드가 상기 선택 단계에서 선택된 상기 이동 관리 프로토콜에 기초하여 데이터 패킷의 송신/수신을 수행하는 통신 단계; 및
    상기 통신 단계에서, 상기 이동 프로토콜로서 이동 관리를 행하는 정상 모드가 선정된 경우로서, 이동 제어 장치를 통해 송수신이 소정 시간 검출되지 않는 경우에는, 상기 이동 관리를 행하는 정상 모드를 정지하고 페이징 제어 모드로 전이하는 제1 전이 단계;를 포함하는 페이징 제어 방법.
  6. 페이징 제어 방법에 있어서,
    페이징 제어 장치가 페이징 영역을 갖는 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷을 검출할 때, 상기 페이징 제어 장치는 상기 모바일 노드로 향하는 페이징 통지 패킷을 상기 페이징 영역 내의 모든 전송 경로들에 전송하는 전송 단계;
    상기 페이징 제어 장치가 상기 모바일 노드로부터 페이징 통지 확인 패킷을 수신할 때까지 버퍼 내에 상기 데이터 패킷을 홀딩하는 홀딩 단계; 및
    상기 페이징 통지 확인 패킷을 수신한 후에, 상기 페이징 제어 장치는 상기 페이징 통지 확인 패킷에 의해 지정되는 전송 경로를 통해 상기 모바일 노드에, 상기 홀딩 단계에서 홀딩된 상기 데이터 패킷을 전송하는 전송 단계;를 포함하고,
    상기 단계들은 상기 페이징 제어 장치에 의해 실행되는, 페이징 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 모바일 노드가 소정 시간을, 적어도 과거의 상기 페이징 제어 모드의 평균 연속 시간 또는 핸드오프의 평균 발생 간격을 이용하여 상기 제1 전이 단계에서의 페이징 제어 모드로의 전이를 위한 트리거로서 결정하는 결정 단계;를 더 포함하는, 페이징 제어 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 페이징 제어 모드의 상기 모바일 노드가 상기 이동 제어 장치를 통해 상기 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷의 송신/수신을 검출할 때, 상기 모바일 노드는 상기 페이징 제어 모드를 정지하고 다시 상기 정상 모드로 전이하는 제2 전이 단계;를 더 포함하는, 페이징 제어 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 모바일 노드가 소정 시간 동안 통신 파트너 노드를 통해 상기 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷의 송신/수신을 검출하지 못할 때, 상기 모바일 노드는 정상 모드를 정지하고 페이징 제어 모드로 전이하는 제3 전이 단계;를 더 포함하는, 페이징 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 페이징 제어 모드의 상기 모바일 노드가 상기 통신 파트너 노드를 통해 상기 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷의 송신/수신을 검출할 때, 상기 모바일 노드는 상기 페이징 제어 모드를 정지하고 상기 정상 모드로 전이하는 제4 전이 단계;를 더 포함하는, 페이징 제어 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 모바일 노드가 상기 모바일 노드로 향하는 데이터 패킷을 검출하고 그 검출 결과에 기초하여 다수의 이동 관리 프로토콜들을 변경하는 페이징 제어 단계;를 더 포함하는, 페이징 제어 방법.
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