KR100726175B1

KR100726175B1 - 무선 휴대 인터넷 시스템에서 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100726175B1
Application number: KR1020050120765A
Authority: KR
Inventors: 차재선; 윤철식
Original assignee: 한국전자통신연구원; 삼성전자주식회사; 하나로텔레콤 주식회사; 에스케이 텔레콤주식회사; 주식회사 케이티
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-11
Also published as: WO2007067012A2; US8160102B2; WO2007067012A3; US20080310449A1

Abstract

본 발명은 무선 휴대 인터넷 시스템에서 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

IEEE 802.16 WirelessMAN(wireless Metropolitan area network) 기반의 무선 휴대 인터넷 시스템에서 사용될 수 있는 새로운 관리 메시지를 토대로, 상위 프로토콜 메시지를 전달하는 방법 및 장치를 제안한다. 제안된 방식에서는, 방송 전송이 필요한 상위 프로토콜 메시지를 기지국이 수신할 경우 관리 메시지에 포함시켜 셀 내의 모든 이동 단말에 방송 전송하여, 전체 전송 횟수의 감소를 통해 무선 효율을 증가시킨다.

IEEE 802.16 WirelessMAN, 관리 메시지, 방송 전송, IPv6, IPv4

Description

무선 휴대 인터넷 시스템에서 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송 방법 및 장치{Method and apparatus for broadcasting higher-layer protocol message in wireless portable internet system}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송을 위한 구조도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송 흐름도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 제어 메시지 형식에 대한 도면이다.

본 발명은 무선 휴대 인터넷 시스템에서 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 새로운 관리 메시지를 통해 상위 프로토콜 메시지를 전달하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

IEEE 802.16 WirelessMAN(wireless Metropolitan area network) 기반의 무선 휴대 인터넷 시스템에서는 이동 단말과 기지국간의 통신을 위해 크게 제어 연결과 트랜스포트 연결을 설정한다. 제어 연결은 이동 단말과 기지국간 통신 제어를 위해 IEEE 802.16에서 정의하는 제어 메시지를 전달하기 위한 제어 전용 채널을 의미하고, 트랜스포트 채널이란 제어 연결을 통해 전달되는 제어 메시지 이외의 사용자 데이터의 전송을 위한 연결을 의미한다.

IEEE 802.16 WirelessMAN 기반의 무선 휴대 인터넷 시스템의 모든 연결은 연결 식별자(CID: Connection Identifier)라는 것을 이용하여 식별한다. 제어 연결의 경우, 방송 전송 식별자가 할당되어 있어, 셀 내의 모든 이동 단말에 전송할 필요성이 있는 제어 메시지는 해당 방송 전송 식별자가 지정하는 제어 연결을 통해 전송하도록 하고 있다. 하지만, 트랜스포트 연결에는 유니캐스트(Unicast) 연결 식별자만이 할당되어 있어 모든 사용자 데이터는 유니캐스트 방식으로 전송이 이루어진다.

인터넷 프로토콜 버전 6(IPv6) 또는 이동 인터넷 프로토콜(MIP: Mobile IP)의 경우는 통신을 위한 인터넷 프로토콜 주소(IP address)를 이동 단말에 할당하기 이전에 방송 전송되는 프로토콜 메시지를 이용하여 현재 이동 단말이 속해 있는 인터넷 서브넷 정보를 이동 단말에 전송하도록 규정하고 있다. 하지만, IEEE 802.16 WirelessMAN 기반의 무선 휴대 인터넷 시스템에서는 인터넷 프로토콜 버전 6 또는 이동 인터넷 프로토콜과 같은 상위 계층 프로토콜 메시지의 전송이 트랜스포트 연결을 통해 전송되도록 되어 있기 때문에 방송 전송을 할 수 있다.

따라서, 기지국과 백본망 사이에서는 방송 전송이 가능하다 하더라도 IEEE 802.16 WirelessMAN 기반의 무선 휴대 인터넷 시스템에서 이동 단말과 기지국 사이 에서는 해당 프로토콜 메시지의 전송이 유니캐스트 방식으로 이루어질 수밖에 없다. 이는 단 한 번의 전송으로 가능한 메시지 전송 방식을, 현재 셀 내에 포함된 각각의 이동 단말에 유니캐스트한 전송 방식으로 전송하도록 제한되기 때문에 무선 전송 효율을 저하시키는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방송 전송이 필요한 상위 프로토콜 메시지를 포함하여 이동단말에 방송 전송하여 무선 효율을 증가시키는 방법 및 장치를 제공한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징인 프로토콜 메시지 방송 전송 방법은, 무선 휴대 인터넷 시스템에서 수신되는 프로토콜 메시지를 단말로 전송하는 방법에 있어서,

(a) 수신되는 패킷으로부터 방송 전송이 요구되는 상기 프로토콜 메시지를 포함하는 패킷을 분리하여 설정된 제어 메시지의 페이로드에 인캡슐레이션(encapsulation)하는 단계; (b) 상기 프로토콜 메시지의 프로토콜 타입에 따라 상기 제어 메시지의 프로토콜 타입 값을 설정하는 단계 및 (c) 상기 설정된 프로토콜 타입 값을 토대로 방송 전용 제어 연결을 통해 상기 제어 메시지를 방송하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 프로토콜 메시지 방송 전송 장치는, 무선 휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 백본망으 로부터 제공되는 프로토콜 메시지를 단말로 전송하는 장치에 있어서,

상기 수신되는 패킷의 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보를 분석하여, 상기 패킷이 방송 전송을 요구하는 프로토콜 메시지인지를 판단하는 헤더타입 분석부;

상기 헤더타입 분석부의 분석 결과를 토대로 상기 수신되는 패킷 중에서 방송 전송이 요구되는 패킷을 분리하는 패킷 분리부; 상기 분리된 패킷을 제어 메시지--여기서 제어 메시지는 프로토콜 타입 및 페이로드를 포함함--의 페이로드에 인캡슐레이션하는 인캡슐레이션 수행부; 상기 제어 메시지의 방송 전용 연결을 위한 프로토콜 타입의 값을 설정하는 프로토콜 타입 설정부; 및 상기 프로토콜 타입 설정부에서 설정된 값을 토대로 연결된 방송 전용 연결을 통해 상기 제어 메시지를 방송하는 전송부를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1을 살펴보면, 상위 프로토콜 메시지의 방송 전송을 위한 구조는, 헤더타입 분석부(100), 패킷 분리부(110), 인캡슐레이션(Encapsulation) 수행부(120), 프로토콜 타입 설정부(130) 및 전송부(140)를 포함한다.

헤더타입 분석부(100)는 수신된 패킷이 일반 사용자 데이터인지 아니면 방송 전송이 필요한 상위 프로토콜 메시지인지 구별하는 기능을 수행한다. 즉, 메시지의 구별을 위해 기지국은 헤더타입 분석부(100)로 입력된 패킷의 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보와 IP 페이로드(payload)에 포함된 차상위 프로토콜의 헤더 타입을 분석한다. 본 발명의 실시예에서는 프로토콜 타입으로 인터넷 프로토콜 버전 4(이동 인터넷 프로토콜 버전 4) 및 인터넷 프로토콜 버전 6(이동 인터넷 프로토콜 버전 6)만을 포함하기 때문에 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보만 분석하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

패킷 분리부(110)는 헤더타입 분석부(100)로 수신된 패킷이 방송 전송이 필요한 상위 프로토콜 메시지인 경우, 해당 패킷만을 따로 분리하여 패킷이 유니캐스트 트랜스포트 연결로 전송되지 않도록 하는 기능을 수행한다.

인캡슐레이션 수행부(120)는 패킷 분리부(110)에서 분리된 패킷 전체를 본 발명의 실시예에 따라 제안된 제어 메시지의 페이로드에 인캡슐레이션하는 기능을 수행한다. 프로토콜 타입 설정부(130)는 패킷이 페이로드에 인캡슐레이션된 후, 방송을 위해 제어 메시지의 프로토콜 타입의 값을 설정한다. 전송부(140)는 프로토콜 타입 설정부(130)에서 설정된 값을 토대로 연결된 방송 전용 연결을 통해 상기 제어 메시지를 방송한다.

이와 같이 이루어진 구성 요소를 토대로 메시지의 방송 전송에 대하여 도 2를 참조로 자세히 설명한다.

도 2를 살펴보면, 백본망으로부터 데이터 패킷을 수신(S100)한 기지국은, 수신한 데이터의 방송 전송 여부를 판단(S110)하기 위하여, 수신한 데이터가 일반 사용자 데이터인지 아니면 방송 전송이 필요한 상위 프로토콜 메시지인지 구별한다. 메시지의 구별을 위해 기지국은 수신한 데이터 패킷의 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보와 IP 페이로드에 포함된 차상위 프로토콜의 헤더 타입을 분석한다.

프로토콜 필드 정보와 헤더 타입의 분석 결과 이동 인터넷 프로토콜 버전 6의 라우터 방송(Router Advertisement)과 같은 방송 전송이 필요한 프로토콜 메시지로 판단된 경우, 해당 데이터 패킷을 따로 분리(S120)하여 일반 사용자 데이터가 전송되는 유니캐스트 방식으로 전송이 이루어지지 않도록 한다. 만약 분석 결과 일반 사용자 데이터인 경우에는 유니캐스트 방식으로 전송(S160)한다.

방송 전송이 필요하다고 판단되어 분리된 해당 패킷은 제어 메시지의 페이로드에 TLV(Type/Length/Value) 방식으로 인캡슐레이션되며(S130), S110 단계에서 분석된 프로토콜 필드 정보를 토대로 패킷이 인캡슐리에션된 프로토콜의 타입 값을 설정한다. 이때 타입 값은 분석된 프로토콜 필드 정보를 TLV 형태로 변환하여 제어 메시지의 프로토콜 타입 필드에 설정된다. TLV에 대해서는 도 3을 참조로 자세히 설명하기로 한다.

방송을 위한 제어 메시지의 구성이 완료되면, 해당 메시지의 방송 전송 연결 식별자인 프로토콜 타입이 가리키는 방송 전용 제어 연결(S140)을 통해 이동 단말에 방송(S150)된다.

이와 같은 흐름으로 무선 휴대 인터넷상에서 상위 프로토콜 메시지가 방송되며, 이때 사용되는 제어 메시지 형식은 도 3을 참조하여 설명한다.

일반적으로 메시지는 고정 길이를 갖는 메시지 형태를 미리 정의하여 사용한다. TLV란 고정이 아닌 가변 길이의 메시지의 사용을 가능하도록 하기 위해 고안된 방식으로 IEEE 802.16에서 사용되고 있는 방식이다.

IEEE 802.16에서 사용되는 메시지의 형태는 크게 고정 필드 파라미터와 TLV 파라미터로 구성된다. 고정 필드 파라미터란 파라미터의 메시지 내 위치와 길이가 미리 정의된 파라미터를 의미한다. TLV 파라미터란 Type, Length 및 Value 세 가지 파라미터를 이용하여 표현되는 파라미터로, 각 Type과 Length는 미리 정의되어 있으나 메시지 내에 나타나는 위치는 고정되어 있지 않는다. 여기서의 메시지 형태는 일반적으로 고정 파라미터 다음에 Type, Length, Value의 순서로 인코딩된다.

도 3a 및 도 3b를 살펴보면, 제어 메시지는 관리 메시지 타입(Management Message Type)과 TLV 형태로 인코딩된 파라미터로 구성되며, TLV 형태로 포함되는 파라미터로는 프로토콜 타입(Protocol Type)과 페이로드(Payload)가 있다.

새로이 TLV로 정의된 프로토콜 타입과 페이로드는 TLV 파라미터로 사용되기 위해 정의되는 것으로, 해당 파라미터의 Type과 Length를 정의한다. 그러나 Type의 경우 기존 규격에서 사용되는 Type과 충돌이 나지 않는 Type을 사용해야 하기 때문에 본 발명의 실시예에서는 정의하지 않는다.

따라서, 제어 메시지에서 프로토콜 타입은 Type(??), Length(0x01), Value(0x01 또는 0x02)의 순으로 인코딩되며, 페이로드 역시 같은 방식으로 인코딩된다. 디코딩 영역에서는 메시지의 마지막 고정 파라미터(관리 메시지 타입) 이후의 첫 바이트 값을 정의된 TLV 타입과 비교하여 프로토콜 타입인지 페이로드인지를 구별한다.

예를 들어, 첫 바이트의 값이 프로토콜 타입에 할당된 TLV 타입과 동일하다면 다음 바이트에 저장된 Length 값(0x01)을 읽어 그 길이만큼 Value 값을 디코딩한다. 페이로드의 경우도 같은 방식으로 이루어진다.

이와 같은 순서로 디코딩 영역은 Type, Length를 보고 Value를 획득하고, 제어 메시지의 끝까지 Value 획득 동작을 반복한다.

위에 기술된 바와 같은 방법 및 장치는 인터넷 프로토콜 버전 6 또는 이동 인터넷 프로토콜 버전 6과 같은 프로토콜의 적용을 용이하게 할 수 있다.

여기서, 전술한 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체 역시 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

전술한 실시예에 따르면, 방송 전송이 필요한 상위 프로토콜 메시지를 기지국이 수신할 경우, 관리 메시지에 포함시켜 셀 내의 모든 이동 단말에 방송 전송하여 전체 전송 횟수의 감소를 통해 무선 효율을 증가시킨다.

또한, 인터넷 프로토콜 버전 6 또는 이동 인터넷 프로토콜 버전 6와 같이 상위 프로토콜의 무선 휴대 인터넷 시스템 적용을 용이하게 해준다.

Claims

무선 휴대 인터넷 시스템에서 수신되는 프로토콜 메시지를 단말로 전송하는 방법에 있어서,

(a) 수신되는 패킷으로부터 방송 전송이 요구되는 상기 프로토콜 메시지를 포함하는 패킷을 분리하여 설정된 제어 메시지의 페이로드에 인캡슐레이션(encapsulation)하는 단계;

(b) 상기 프로토콜 메시지의 프로토콜 타입에 따라 상기 제어 메시지의 프로토콜 타입 값을 설정하는 단계; 및

(c) 상기 설정된 프로토콜 타입 값을 토대로 방송 전용 제어 연결을 통해 상기 제어 메시지를 방송하는 단계

를 포함하는 프로토콜 메시지 방송 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a) 단계는,

상기 수신된 패킷의 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보와 IP 페이로드에 포함된 차상위 프로토콜의 헤더 타입을 분석하는 단계; 및

상기 분석 결과 상기 패킷이 방송 전송이 요구되는 것으로 판단되면, 상기 패킷을 분리하여 상기 제어 메시지의 페이로드에 인캡슐레이션하는 단계

를 포함하는 프로토콜 메시지 방송 전송 방법.
제2항에 있어서,

상기 패킷은 상기 제어 메시지의 페이로드에 TLV(Type/Length/Value) 방식을 이용하여 인캡슐레이션 되는 것을 특징으로 하는 프로토콜 메시지 방송 전송 방법.
제3항에 있어서,

상기 프로토콜 타입 값은 상기 수신된 패킷의 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보를 TLV 형태로 상기 제어 메시지의 프로토콜 타입 값을 설정하는 필드에 저장되는 프로토콜 메시지 방송 전송 방법.
무선 휴대 인터넷 시스템의 기지국에서 백본망으로부터 제공되는 프로토콜 메시지를 단말로 전송하는 장치에 있어서,

상기 수신되는 패킷의 IP 헤더에 포함된 프로토콜 필드 정보를 분석하여, 상기 패킷이 방송 전송을 요구하는 프로토콜 메시지인지를 판단하는 헤더타입 분석부;

상기 헤더타입 분석부의 분석 결과를 토대로 상기 수신되는 패킷 중에서 방송 전송이 요구되는 패킷을 분리하는 패킷 분리부;

상기 분리된 패킷을 제어 메시지--여기서 제어 메시지는 프로토콜 타입 및 페이로드를 포함함--의 페이로드에 인캡슐레이션하는 인캡슐레이션 수행부;

상기 제어 메시지의 방송 전용 연결을 위한 프로토콜 타입의 값을 설정하는 프로토콜 타입 설정부; 및

상기 프로토콜 타입 설정부에서 설정된 값을 토대로 연결된 방송 전용 연결을 통해 상기 제어 메시지를 방송하는 전송부

를 포함하는 프로토콜 메시지 방송 전송 장치.
제5항에 있어서,

상기 프로토콜 타입 및 페이로드는 TLV 방식을 이용하여 인코딩되는 프로토콜 메시지 방송 전송 장치.