KR100731181B1

KR100731181B1 - 무선 망에서 페이징 제어기 및 이를 이용한 페이징 방법

Info

Publication number: KR100731181B1
Application number: KR1020060091406A
Authority: KR
Inventors: 나지현; 노현석; 문정모; 이상호
Original assignee: 한국전자통신연구원; 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2007-06-22

Abstract

본 발명은 무선 망에서 페이징 제어기 및 이를 이용한 페이징 방법에 관한 것이다.

무선 망에서 제어국에서의 페이징 기능은 최소화하면서, 페이징 제어기를 통해 페이징 제어가 가능하도록 하며, 이동 단말의 위치 등록시 이동 IP의 등록을 유도함으로써 페이징 제어기가 변경되는 경우 이동 단말에 정보를 제공한다.

따라서, 이동 단말이 휴지 모드로 천이될 때 이동 단말이 접속된 제어국에서 패킷을 페이징 제어기로 터널링함으로써, 페이징 패킷에 대한 제어를 페이징 제어기에서 수행할 수 있다.

IEEE 802.16e 페이징 제어기, 제어국, 휴지 모드, 이동 IP

Description

무선 망에서 페이징 제어기 및 이를 이용한 페이징 방법{Method for paging control by paging controller in wireless network}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 IP 페이징을 위한 네트워크 구조도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴지(Idle mode) 돌입 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말의 위치 변경 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 IP 가입자의 페이징 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어국에서의 페이징 처리 준비 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 페이징 제어기의 구조도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 페이징 제어기에서의 휴지 모드 관리 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 페이징 제어기에서의 패킷 감시자의 처리 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 페이징 제어기에서의 페이징 요청 관리자의 절차를 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 무선 통신 망에 관한 것으로, 보다 자세하게는 무선 네트워크에서 이동성을 지원하는 페이징 제어기 및 이를 이용한 페이징 방법에 관한 것이다.

패킷 기반 망의 대표적인 착신 서비스는 3GPP(3 Generation Partnership Project)에서 IMS(IP Multimedia Service) 구조하에 SIP(Session Initiation Protocol)를 이용한 VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스 또는 E-mail 수신 알림 서비스 등이 있다. 이들은 모두 SIP 프로토콜에 의지한 IP 기반의 페이징 방법을 지원하고 있으며, 이동 단말의 위치 관리 또한 이동통신 가입자의 IMSI(International Mobile Station Identifier)에 의해 지원되고 있다.

또한, 최근 IP 망에서의 착신 서비스를 위한 방법으로 이동 IP(Mobile IP)를 이용한 IP 페이징에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 이는 IP 주소에 기반하여 이동 단말을 페이징하는 방법을 통해 수행되고 있다.

이와 같이 IEEE 802.16e 이동 단말에서는 전원 전략을 위하여 휴지 모드(Idle mode)를 지원하고 있으며, 휴지 모드에서의 사용자 위치 관리 및 페이징 제어를 위한 망 구조 및 절차가 필요하다. 그러나 현재 IEEE 802.16g 규격에서는 페이징 제어기와 위치 관리(location manager)를 정의하고는 있으나, 이들간의 송 수신되는 메시지는 정의되어 있지 않은 상태이다.

또한, IEEE 802.16e에서 규정하고 있는 이동 단말의 페이징은 MAC(Media Access Control) 주소 기반의 페이징 방식을 사용하고 있기 때문에, 네트워크단에서의 IP 페이징을 이동 단말의 MAC 주소에 의한 페이징 방식으로 변환하는 기능이 필요하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 페이징 제어기와 제어국이 분리된 경우 이동 IP 주소를 갖는 이동 단말의 페이징 방법을 제공한다.

또한, 이동 단말의 위치가 변경됨에 따라 페이징 제어기가 바뀌는 경우를 포함하여 이동 단말에 대한 위치 변경 절차를 제공한다.

또한, 페이징 제어기에서의 페이징 제어를 위한 라우팅, 버퍼링 제어 방법을 포함하는 페이징 제어기를 제공한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징인 페이징 제어기는, 무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 페이징 제어기에 있어서,

상기 페이징 제어기는 이동 단말의 위치 정보를 제공하는 위치 서버 및 상기 위치 서버와 상기 페이징 제어기와의 인터페이스를 갖는 제어국과 상호 연계하며, 휴지 모드로 천이하는 이동 단말로 송수신되는 데이터 패킷을 감시하고, 상기 이동 단말에 대한 페이징 트리거의 발생 여부를 관리하고, 상기 제어국과 상기 페이징 제어기 사이에 형성된 터널을 관리하는 휴지 모드 단말 관리부; 상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 위치 서버로부터 수신하여 상기 휴지 모드 단말 관리부로 전달하고, 상기 위치 정보를 토대로 상기 이동 단말이 상기 제어국을 경유하여 페이징하도록 관리하는 페이징 요청 관리부; 상기 휴지 모드 단말 관리부에서 관리되는 터널을 통해 상기 이동 단말로 송수신되는 패킷을 감시하고, 상기 패킷의 패킷 정보를 출력하는 패킷 감시부; 및 상기 이동 단말로 향하는 패킷을 상기 제어국으로 터널링하도록 라우팅 설정을 변경하고, 상기 버퍼링된 패킷을 상기 터널링을 통해 형성된 터널을 통하여 라우팅되도록 제어 신호를 출력하는 라우팅 제어부를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 페이징 방법은, 무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 시스템--여기서 시스템은 기지국, 페이징 제어기, 제1 제어국, 제2 제어국 및 위치 서버를 포함함--을 통해 상기 이동 단말이 휴지 모드에서 페이징하는 페이징 방법에 있어서,

(a) 상기 이동 단말에 대한 데이터 패킷이 발생하고 상기 이동 단말이 휴지모드이면, 상기 페이징 제어기는 상기 제1 제어국과의 터널을 형성하는 단계; (b) 상기 페이징 제어기는 상기 형성된 터널을 통해 상기 제1 제어국으로부터 상기 데이터 패킷을 수신하고, 상기 위치 서버로 상기 이동 단말에 대한 위치 정보를 요청하는 단계; (c) 상기 페이징 제어기는 상기 위치 서버로부터 수신한 상기 이동 단 말의 위치 정보--여기서 위치 정보는 상기 이동 단말의 이동 IP 주소 및 상기 이동 단말의 MAC 주소를 포함함--를 토대로 상기 제2 제어국에 페이징을 요청하는 페이징 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 (d) 상기 페이징 제어기는 상기 제2 제어국으로부터 상기 페이징 요청에 대한 응답으로 상기 이동 단말의 MAC 주소 및 상기 페이징에 대한 결과 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 페이징 방법은, 무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 시스템--여기서 시스템은 기지국, 페이징 제어기, 제어국 및 위치 서버를 포함함--을 통해 상기 휴지 모드로 천이된 이동 단말의 페이징을 위한 패킷을 처리하는 페이징 방법에 있어서,

(a) 이미 설정된 라우팅 경로와 상기 페이징 제어기가 관리하는 정보를 초기화하는 단계; (b) 상기 위치 서버로부터 페이징 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 제어국과의 터널을 추가하고, 페이징 등록에 대한 응답 메시지를 상기 제어국으로 송신하는 단계; (c) 상기 이동 단말에 대한 이동 IP의 모니터링을 수행하여, 상기 이동 단말로 향하는 패킷을 수신하는 단계; 및 (d) 상기 이동 단말의 상태가 페이징 중인지 여부를 판단하고, 페이징 중이면 상기 패킷을 버퍼링하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 페이징 방법은, 무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 시스템--여기서 시스템은 기지국, 페이징 제어기, 제어국 및 위치 서버를 포 함함--을 통해 상기 이동 단말의 위치 변경에 따른 위치 변경을 수행하는 페이징 제어 방법에 있어서,

(a) 위치 변경 요건이 발생된 상기 이동 단말로부터 위치 변경 요청 메시지--여기서 위치 변경 요청 메시지는 상기 이동 단말의 위치 갱신 정보, 상기 이동 단말이 속한 페이징 제어기의 식별자, 상기 페이징 제어기가 속한 페이징 그룹의 식별자를 포함함--를 수신하는 단계; (b) 상기 수신한 위치 변경 요청 메시지를 상기 위치 서버로 전송하고, 이에 대한 응답으로 위치 변경 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 (c) 상기 위치 변경 요청 메시지에 포함된 상기 페이징 그룹의 식별자와 상기 이동 단말이 새로 접속한 제어국의 페이징 그룹 식별자를 비교하고, 페이징 그룹 식별자 비교 결과를 포함한 위치 정보 갱신 결과 메시지를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 단계를 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 1에 도시된 바와 같이 착신 서비스를 지원하기 위한 무선 통신 기반의 네트워크 구조는 착신 서비스를 받고자 하는 이동 단말(100), 이동 단말(100)에 대한 페이징 기능을 포함한 기지국(300), 이동 단말(100)의 MAC 주소에 의하여 위치 정보를 관리하는 위치 서버(600), 이동 단말(100)의 페이징 기능을 제어하는 페이징 제어기(500) 및 위치 서버(600)와 페이징 제어기(500)와의 인터페이스를 갖는 제어국(400)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 특히 IEEE 802.16e 기반의 네트워크 구조를 실시예로 하여 설명하기로 한다.

착신 서비스를 지원하기 위하여 페이징 제어기(500)는 페이징 영역을 관리하며, 위치 서버(600)는 휴지 단말에 대한 페이징 영역에 기반하여 이동 단말(100)의 위치를 관리한다. 제어국(400)과 위치 서버(600), 페이징 제어기(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 물리적인 플랫폼으로도 구성될 수 있고 분리되어 구성될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서는 제어국(400)과 페이징 제어기(500), 위치 서버(600)가 독립적인 플랫폼에 구축된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 제어국(400)과 페이징 제어기(500), 위치 서버(600)가 독립적인 플랫폼으로 구축되는 경우, 이동 단말(100)이 휴지 모드로 천이될 때, 이동 단말(100)이 접속된 제어국(400)에서 패킷을 페이징 제어기(500)로 터널링하기 때문에 페이징 패킷에 대한 제어를 페이징 제어기(500)에서 수행할 수 있다. 또한, 이동 단말(100)의 페이징을 위한 단위인 페이징 그룹을 다양하게 정의할 수 있으며, 페이징 형상 정보의 변경 시 제어국(400)이나 기지국(300)에는 영향을 주지 않는 장점이 있다.

다음은 상기와 같은 구조로 이루어진 네트워크 상에서 이동 단말(100)이 일정시간 동안 데이터 통신이 없는 경우 휴지 모드로 상태 천이하는 절차에 대하여 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴지 모드 돌입 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동 단말(100)이 일정 시간동안 기지국(300)과의 데이터 통신이 없는 경우, 휴지 모드로의 상태 천이를 하는 절차를 수행한다. 휴지 모드로의 상태 천이의 절차는 크게 위치 서버(400)에 이동 단말(100)의 위치가 저장되는 절차와, 제어국(400)에서는 페이징 제어기(500)로의 라우팅 설정을 변경하여 추후 휴지 단말의 착신시 사용할 수 있도록 하는 라우팅 설정 변경 절차로 이루어진다.

이에 대해 상세히 살펴보면, 먼저 이동 단말(100)이 일정 시간 동안 데이터 통신이 없음을 감지(S100)하면, 이동 단말(100)은 자신이 데이터 통신을 위해 접속한 기지국(300)으로 휴지 모드 천이(DREG-REQ) 메시지를 송신(S101)하여 휴지 모드로 천이함을 알린다. 이때 기지국(300)은 자신이 포함된 제어국(400)으로 이동 단말(100)에 대한 MAC 주소, 휴지 모드, 기타 옵션 정보들이 포함된 휴지 모드 천이 메시지를 송신(S102)한다.

휴지 모드 천이 메시지를 수신한 제어국(400)은 해당 이동 단말(100)이 휴지 상태로 천이되었음을 알리는 의미로 제어국(400)에서 관리하는 "Action Code"에 " 추가"라는 값을 설정하고, 동시에 이동 단말(100)이 유지하는 정보를 위치변경 요청 메시지에 실어 위치 서버(600)로 전송(S103)한다. 여기서 "Action Code"는 IEEE 802.16e 표준에 이미 정의되어 있는 코드로써, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 위치변경 요청 메시지에는 "action = 추가, MAC 주소, IP 주소 및 기타 옵션 정보"들이 포함되어 있다.

위치 서버(600)에서는 해당 이동 단말(100)의 MAC 주소에 대한 위치 정보 및 이동 단말(100)이 유지되어야 하는 정보를 새로이 추가(S104)하여 저장한 후, 이를 관리하기 위하여 페이징 제어기(500)로 페이징 등록 요청 메시지를 전송(S105)한다. 페이징 등록 요청 메시지를 수신한 페이징 제어기(500)는 이에 대한 응답으로 위치 서버(600)에 페이징 등록 응답 메시지를 전송(S106)한다.

여기서 이동 단말(100)이 유지되어야 하는 정보는 페이징 주기(Paging cycle), interval, 페이징 제어기 정보(Paging controller info), 서비스 플로우 정보(service flow info) 또는 이동 단말(100)에 대한 인증 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다. 이동 단말(100)이 휴지 모드로 천이함에 따라 발생되는 페이징 관련 절차는 하기 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

페이징 제어기(500)로부터 이동 단말(100)이 유지되어야 하는 정보가 포함된 페이징 등록 응답 메시지를 수신(S106)한 위치 서버(600)는 위치 변경 응답 메시지를 생성하여 제어국(400)으로 송신(S107)한다. 위치 변경 응답 메시지를 수신한 제어국(400)은 이동 단말(100) 주소의 패킷을 페이징 제어기(500)로 터널을 형성하도록 터널링을 설정(S108)한다. 제어국(400)은 위치 변경 성공에 대한 응답 메시지에 페이징 제어기(500)의 ID를 포함하여 기지국(300)으로 전송(S109)하고, 기지국(300)은 이를 이동 단말(100)로 해당 메시지를 릴레이(relay)(S110) 한다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 구조에서 이동 단말(100)이 위치가 변경될 경우, 이동 단말(100)의 위치 변경 절차에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말의 위치 변경 절차를 나타낸 흐름도이다. 특히, 도 3은 페이징 제어기가 변경되는 경우를 포함한 위치 변경 절차를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이동 단말(100)에서 여러 가지 경우에 따라 위치 변경 요건--페이징 존(Paging zone) 변경, 타이머(timer) 만료, 이동 단말(100)의 전원 오프(Power off)에 의한 위치 정보 변경 등을 포함함--이 발생(S200)되면, 위치 변경 요청(RNG_REQ) 메시지에 위치 업데이트 정보, 페이징 제어기 ID(Paging Controller ID) 정보, 페이징 그룹 ID(Paging Group ID, 이하 PGID라 지칭) 정보를 포함하여 자신이 접속된 기지국(300)으로 전송(S201)한다. 위치 변경 요청 메시지를 수신한 기지국(300)은 수신한 RNG_REQ 메시지를 제어국(400)으로 송신(S202)하고, RNG_REQ 메시지를 수신한 제어국(400)에서는 위치 서버(600)로 위치 변경 요청 메시지를 전달(S203)한다.

이때, 위치 서버(600)는 해당 이동 단말(100)에 대한 페이징 제어기 ID를 결정한 후, 위치 갱신 응답 메시지(Location Update Response message)에 포함하여 제어국(400)으로 전송(S203)한다. 위치 서버(600)는 다수개 존재할 수 있으며, 다 수개의 위치 서버들은 상호 계층적으로 연결되어 있기 때문에 해당 도메인 내에 해당 이동 단말(100)의 정보가 없는 경우, 자신보다 상위의 위치 서버를 통해 이동 단말(100)의 위치 등록을 수행한다.

페이징 제어기(500)가 변경된 경우 접속한 제어국(400)에 따라 또는 페이징 제어기(500)의 부하 여부에 따라 PCID(Paging Controller ID)가 변경될 수 있다. 새로 접속한 제어국(400)에서는 위치 요청된 PCID와 응답된 PCID의 정보가 일치하는지 여부를 판단(S204)한다. 두 PCID가 일치하는 경우에는 위치 변경 응답 메시지인 RNG_RSP 메시지에 성공적인 응답 메시지를 기지국(300)을 통해 이동 단말(100)로 송신하며, 이동 단말(100)의 위치 정보 갱신 성공을 알린다. 이를 위해서 위치 정보 갱신 결과를 나타내는 식별자인 "Result"를 "success"로 설정(S206)한다.

여기서 응답된 PCID는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 이동 단말(100)이 휴지 모드로의 천이를 위한 절차를 수행할 때, 위치 서버(600)가 휴지 단말의 추가 절차(S104)를 수행하는 과정에서 위치 서버(600)에 이동 단말(100)이 속한 페이징 그룹의 식별자 즉, PCID에 따라 달리 결정된다. 그리고 요청된 PCID는 이동 단말(100)로부터 전달되는 위치 변경 요청 메시지에 포함되어 있는 페이징 그룹의 식별자를 의미한다.

그러나 두 PCID가 일치하지 않는 경우에는 불일치 관련 메시지를 이동 단말(100)에 전송한다. 이를 위해 위치 정보 갱신 결과를 나타내는 식별자인 "Result"를 "fail"로 설정(S205)한다. 상기에서 설명한 바와 같이 위치 정보 갱신 결과를 나타내는 식별자가 "success" 또는 "fail"로 설정(S205, S206)되면, 해당 식별자를 포함하는 RNG_RSP 메시지를 생성(S207)하고, 생성된 RNG_RSP 메시지를 기지국(300)으로 전달(S208)한 후, 이동 단말(100)로 송신(S209)한다.

이동 단말(100)은 기지국(300)으로부터 수신된 RNG_RSP 메시지에 "Result"를 확인(S210)하여 두 PCID가 불일치 한다는 메시지인 경우, 페이징 제어기(500)를 통해 네트워크의 재진입을 시도(S211)하여 새로운 제어국(400)을 통한 이동 IP 등록을 재시도한다. 성공 메시지를 수신한 경우에는 네트워크 재 진입의 시도 없이 현재 이동 단말(100)이 사용중인 네트워크를 이용하여 서비스를 제공받는다.

다음은, 이동 IP 가입자가 휴대한 이동 단말(100)이 휴지 상태인 경우에, 이동 단말(100)의 페이징 절차에 대하여 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 현재 이동 단말(400)이 접속되어 있는 제어국-old(400)가 제어국-new(410)로부터 데이터 패킷을 수신하면, 현재 이동 단말(100)이 접속되어 있는 제어국-old(400)는 이동 단말(100)의 상태가 휴지 모드인지 여부를 파악(S301)한다. 여기서 제어국-new(410)는 이동 단말(100)이 휴지 상태로 천이한 곳의 제어국을 의미한다.

만약 이동 단말(100)이 활성화 상태이면 제어국-old(400)는 이동 단말(100)로 제어국-new(410)로부터 전달받은 데이터 패킷을 전달(S302)한다. 그러나 이동 단말(100)이 휴지 상태인 경우에는, 이동 단말(100)과 페이징 제어기(500) 사이에 터널을 형성(S303)하기 위한 터널링이 수행된다.

페이징 제어기(500)에서는 휴지 상태의 이동 단말(100)에 대한 데이터를 버퍼링(S304)하며, IP 주소에 대한 이동 단말(100)의 위치 정보를 위치 서버(600)로 요청(S305)한다. 위치 서버(600)는 위치 정보 요청에 대한 응답으로 이동 단말(100)이 휴지 상태로 천이할 때 저장된 정보를 페이징 제어기(500)로 전달하며, 이때 이동 단말(100)의 MAC 주소 및 현재 위치 정보로 정보도 함께 전달(S306)한다.

페이징 제어기(500)는 이동 단말(100)이 최종 접속된 페이징 그룹이 속한 제어국-new(410)로 페이징을 요청(S307)하며, 제어국-new(410)는 페이징 요청 메시지를 기지국(300)으로 전달(S308)한다. 이를 기지국(300)은 IEEE 802.16e에 정의된 MOB_PAG_ADV 메시지 이용하여 해당 기지국 내에서 방송(S309)한다. MOB_PAG_ADV 메시지를 수신한 이동 단말(100)은 HA(Home Agent)와 상호 네트워크 재 진입을 수행(S310)한 후, 제어국-new(410)와 데이터 전송을 위한 연결 설정을 시도(S311)한다

제어국-new(410)는 페이징에 대한 응답 메시지에 이동 단말(100)의 MAC 주소 및 결과 메시지를 담아 페이징 제어기(500)로 전송하며, 페이징 제어기(500)는 제어국-new(410)로부터 송신된 메시지를 수신한 후, 버퍼링된 데이터를 제어국-new(410)로 터널을 통해 송신(S312)한다.

페이징 제어기(500)로부터 버퍼링된 데이터를 모두 수신한 제어국-new(410)는 데이터 경로를 닫는다(S313). 네트워크 재진입 단계(S310)에서 이동 단말(100)은 HA로 자신을 등록하고, 이 후 HA에서는 새로운 FA(도면 미도시)가 있는 제어국- new(400)로 데이터를 송수신(S314)한다.

상기 도 2 내지 도 4에서는 이동 단말(100)을 주체로 하여 휴지 모드로의 천이시 흐름, 위치 변경에 따른 위치 변경 절차 및 페이징 절차를 설명하였으며, 다음은 제어국(400)을 주체로 하여 페이징 처리를 준비하는 절차에 대해 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5를 살펴보면, 먼저 이동 단말(100)이 IEEE 802.16e 네트워크에 접속하면, 제어국(400)은 이동 단말(100)에 대한 이동 IP의 등록을 수행(S400)한다. 이는 다수의 이동 단말 중, 이동 IP가 등록된 이동 단말(100)에 한해서만 휴지 상태로 들어갈 수 있도록 한다.

이동 IP가 등록된 이동 단말(100)이 휴지 상태로 천이하면, 제어국(400)은 휴지 모드 천이 요청(DregReq) 메시지를 기지국(300)으로부터 수신(S410)한 후, IP 주소를 유지할지 여부를 판단(S420)한다. 이때 IP 주소 유지 여부의 판단 기준은 DregReq 메시지에 포함되어 있는 이동 단말(100)의 IP 주소를 유지할지 유지하지 않을지에 대한 정보를 토대로 수행한다.

이동 단말(100)이 IP 주소를 유지하고자 하는 경우, 제어국(400)과 페이징 제어기(500)간의 IPinIP 터널이 생성(S430)되고, 이동 단말(100)에 대한 라우팅 경로를 제어국(400)의 터널로 향하도록 설정(S440)한다. 이 과정을 통해 페이징 제어기(500)가 이동 단말(100)에 대한 페이징 제어를 수행할 수 있게 된다. 그러나 이 동 단말(100)이 IP 주소를 유지하지 않고자 한다면, 제어국(400)은 이동 단말(100)과 관련된 정보를 모두 삭제(S450)한다.

다음은 상기 도 1에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 기반의 페이징 기능을 위한 시스템의 구성 요소 중 페이징 제어기(500)를 주체로 하여 페이징 제어기의 구조, 휴지 모드의 관리 절차, 패킷 처리 절차 및 페이징 절차에 대해 설명하기로 한다. 먼저 본 발명의 실시예에 따른 페이징 제어기(500)의 구조에 대하여 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 위치 서버(600) 또는 제어국(400)과 제어 패킷을 주고 받는 페이징 제어기(500)는 휴지 모드 단말 관리부(510), 페이징 요청 관리부(540), 패킷 감시부(520), 버퍼(530) 및 라우팅 제어부(550)를 포함한다.

휴지 모드 단말 관리부(510)는 상기 S430 단계에 의해 형성된 터널을 모니터링하여 송수신되는 데이터 패킷을 감시하여 이동 단말(100)에 대한 페이징 트리거의 발생 여부를 관리하는 기능을 수행한다.

페이징 요청 관리부(540)는 휴지 모드 단말 관리부(510)로부터 관리되는 이동 단말(100)의 위치를 위치 서버(300)로부터 수신하여 관리하고, 해당 위치의 페이징 그룹에 속한 이동 단말(100)에 제어국(400)을 경유하여 페이징하도록 하기에서 설명할 라우팅 제어부(550)에 신호를 송신하는 기능을 수행한다.

패킷 감시부(520)는 휴지 모드 단말 관리부(510)로부터 관리되는 터널을 통 해 송수신되는 패킷을 감시하여, 송수신되는 패킷의 종류에 따라 하기에서 설명할 버퍼(530)로 패킷의 소정 정보를 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 페이징 요청 관리부(540)로 패킷의 소정 정보를 전달하는 기능을 수행한다.

버퍼(530)는 패킷 감시부(520)로부터 전달받은 패킷 정보를 저장할 뿐만 아니라, 하기에서 설명할 라우팅 제어부(550)로부터의 제어에 따라 버퍼링된 패킷을 전달받아 저장하는 기능을 수행한다.

라우팅 제어부(550)는 송수신되는 패킷을 처리하기 위하여 자신과 연계하는 엔트리(entry)의 라우팅 정보를 수집하고 관리한다. 즉, 라우팅 프로토콜을 구동하고, 자신과 연계하는 엔트리에 대한 라우팅 정보를 수집하여 테이블 형식으로 저장하고, 저장된 라우팅 정보를 토대로 라우팅 설정을 변경한다. 또한, 버퍼링된 패킷을 해당 터널을 통하여 라우팅되도록 하는 기능을 수행한다.

이와 같은 구성 요소로 이루어진 페이징 제어기(500)의 동작에 대해 설명하면, 위치 서버(600)로부터 이동 단말(100)의 휴지 모드 천이에 대한 정보를 수신할 때, 휴지 모드 단말 관리부(510)는 해당 이동 단말(100)에 대한 관리를 시작하며, 이와 동시에 패킷 감시부(520)는 이동 단말(100)로 송수신되는 패킷의 감시를 시작한다. 해당 이동 단말(100)로부터 패킷을 수신할 때, 페이징 요청 관리부(540)로 페이징을 요청하며, 페이징 요청 관리부(540)는 이동 단말(100)의 위치를 위치 서버(600)로부터 수신되는 정보를 토대로 알게된다. 그 후 해당 위치의 페이징 그룹(200, 210, 220, 230)에 속한 이동 단말(100)이 접속해 있는 제어국(400)을 통하여 페이징을 수행한다.

페이징에 의하여 이동 단말(100)이 접속한 제어국(400)을 알게되면, 라우팅 제어부(550)는 이동 단말(100)로 전송되는 패킷을 새로운 제어국(400)으로 터널링하도록 라우팅 설정을 변경하고, 버퍼링된 패킷들은 해당 터널을 통해 라우팅 되도록 한다. 이때의 버퍼링된 데이터 패킷들은 버퍼(530)에 저장된다.

상기 도 6에서 설명한 페이징 제어기(500)를 주체로 하여 이동 단말(100)이 휴지 모드로 천이하는 경우, 해당 이동 단말(100)을 관리하는 방법에 대해서 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 이동 단말(100)이 휴지 모드로 천이하는 경우 페이징 제어기(500)는 초기화 과정(S500)을 통해 라우팅 경로와 페이징 제어기(500)에서 관리하는 정보(예를 들어, 이동 단말의 주소, 상태 정보, 터널링 정보 등)를 초기화한다. 위치 서버(600)로부터 페이징 등록 요청 메시지를 수신(S510)하면, 페이징 제어기(500)는 제어국(400)과 디캡슐레이션(decapsulation)용 터널을 추가(S520)하고, 페이징 등록에 대한 응답을 제어국(400)로 송신(S530)한다.

이때, 페이징 제어기(500)는 이동 단말(100)의 IP 주소 및 MAC 주소 또한 이동 단말의 상태를 휴지 모드로 하여 추가(S540)한다. 이후, 이동 단말(100)의 패킷 수신을 위하여 이동 단말의 IP에 대한 모니터링(Monitoring)을 실시(S550)한다.

다음은 상기 도 2에 도시된 절차를 통해 페이징 제어기(500)에 휴지 모드로 등록된 이동 단말(100)에 대한 페이징 제어기(500)에서의 데이터 패킷 처리 방법에 대하여 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 휴지 모드로의 천이에 의하여 모니터링된 이동 단말(100)은, 이동 단말(100)로 전송되는 패킷을 수신(S600)할 때 이동 단말(100)의 상태가 페이징중인지 아닌지 여부를 확인(S610)한다. 만약 페이징중이 아니면, 즉 이동 단말(100)로 전송되는 첫 번째 패킷에 의하여 페이징할 필요가 있다면, 이동 단말(100)의 상태가 휴지 모드인지 아닌지 여부를 판단(S630)한다.

판단 결과 휴지 모드이면, 이동 단말(100)로 수신된 패킷을 버퍼링(S640)하며, 이동 단말(100)의 상태를 페이징중으로 변환(S650)한 후 하기 도 9에서 설명할 페이징 절차를 수행(S660)한다. 그러나, 이동 단말(100)의 상태가 페이징중이면, 페이징이 끝날 때 까지 계속 데이터를 버퍼링(S640)한다.

S610 단계에서 판단한 결과, 이동 단말(100)의 상태가 페이징중이 아닌 경우에는, 이동 단말(100)로 수신된 패킷을 버퍼링(S620)하 후 처음 S600 단계부터 재 실행한다. 여기서 S620 단계의 패킷 버퍼링은 이동 단말(100)이 휴지 모드로 천이된 이후에 새로이 수신된 데이터 패킷을 버퍼링하는 것이며, S640 단계의 패킷 버퍼링은 최초 이동 단말(100)의 휴지 모드 천이 직전에 이동 단말(100)로 수신된 데이터 패킷을 버퍼링하는 것으로 두 단계에서의 패킷 버퍼링은 다소 차이가 있다.

다음은 상기에서 언급한 바와 같이, 이동 단말(100)이 데이터 패킷을 수신할 때 페이징 제어기(500)에서 수행하는 페이징 과정(S660)에 대하여 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 9를 살펴보면, 이동 단말(100)에 대한 페이징 절차가 시작되면 이동 단말(100)에 대한 위치 정보를 수집하기 위해 위치 서버(600)로 위치 정보를 요청(S661)한다. 위치 서버(600)로부터 위치 정보 응답에 따라 이동 단말(100)의 위치 정보를 수신(S662)하면, 해당 페이징 그룹(200, 210, 220, 230)의 제어국(400)으로 페이징 요청을 수행(S663)한다.

이동 단말(100)의 페이징에 의하여 네트워크 접속이 완료되면, 해당 제어국(400)에서는 페이징 응답 메시지를 페이징 제어기(500)으로 송신(S664)하고 이에 대한 메시지를 페이징 제어기(500)로부터 수신하면, 새로운 제어국(400)으로의 터널을 생성(S665)한다. 그 후 이동 단말(100)에 대한 라우팅 경로를 새로운 제어국(400)으로 연결될 수 있도록 라우팅 경로를 변경한다.

다음, 버퍼링된 데이터는 새로 연결된 라우팅 경로에 의하여 새로운 제어국(400)으로 포워딩(forwarding)(S666)되고, 페이지 제어기(500)는 버퍼링 데이터가 남아 있는지 확인(S667)한다. 만약 버퍼링 데이터가 남아있다면 계속 forwarding(S666)을 하고, 버퍼링 데이터가 남아있지 않은 경우 이동 단말(100)의 정보를 삭제(S668)하여 해당 이동 단말(100)에 대한 페이징 관리를 종료한다.

이와 같이, 이동 단말(100)이 접속된 제어국에서 패킷을 페이징 제어기로 터널링하기 위한 터널이 생성(S605)됨으로써 페이징 패킷에 대한 제어를 페이징 제어 기(500)에서 수행할 수 있다. 또한, 페이징 제어기(500)가 변경되더라도 이동 단말의 이동 IP 등록을 유도함으로써 이동 단말(100)로 페이징 제어기의 변경 사실을 알릴 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, 이동 단말이 휴지 모드로 천이될 때 이동 단말이 접속된 제어국에서 패킷을 페이징 제어기로 터널링함으로써, 페이징 패킷에 대한 제어를 페이징 제어기에서 수행할 수 있다.

또한, 이동 단말의 로밍이나 기타 사유에 의하여 페이징 제어기가 변경되는 경우, 이동 단말의 이동 IP 등록을 유도함으로써 이동 단말로 접속 페이징 제어기의 변경 사실을 알릴 수 있다.

Claims

무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 페이징 제어기에 있어서,

상기 페이징 제어기는 이동 단말의 위치 정보를 제공하는 위치 서버 및 상기 위치 서버와 상기 페이징 제어기와의 인터페이스를 갖는 제어국과 상호 연계하며,

휴지 모드로 천이하는 이동 단말로 송수신되는 데이터 패킷을 감시하고, 상기 이동 단말에 대한 페이징 트리거의 발생 여부를 관리하고, 상기 제어국과 상기 페이징 제어기 사이에 형성된 터널을 관리하는 휴지 모드 단말 관리부;

상기 이동 단말의 위치 정보를 상기 위치 서버로부터 수신하여 상기 휴지 모드 단말 관리부로 전달하고, 상기 위치 정보를 토대로 상기 이동 단말이 상기 제어국을 경유하여 페이징하도록 관리하는 페이징 요청 관리부;

상기 휴지 모드 단말 관리부에서 관리되는 터널을 통해 상기 이동 단말로 송수신되는 패킷을 감시하고, 상기 패킷의 패킷 정보를 출력하는 패킷 감시부; 및

상기 이동 단말로 향하는 패킷을 상기 제어국으로 터널링하도록 라우팅 설정을 변경하고, 상기 버퍼링된 패킷을 상기 터널링을 통해 형성된 터널을 통하여 라우팅되도록 제어 신호를 출력하는 라우팅 제어부

를 포함하는 페이징 제어기.
제1항에 있어서,

상기 패킷 감시부로부터 출력되는 패킷 정보를 저장하고, 상기 라우팅 제어부로부터 출력된 제어 신호에 따라 버퍼링된 패킷을 저장하는 버퍼

를 더 포함하는 페이징 제어기.
제2항에 있어서,

상기 위치 서버 및 상기 페이징 제어기는 상기 제어국과 함께 하나의 플랫폼으로 구현되고, 상기 위치 서버와 상기 페이징 제어기가 하나의 플랫폼으로 구현되고, 상기 페이징 제어기와 상기 제어국이 하나의 플랫폼으로 구현되는 것 중 어느 하나의 형태로 구현되는 페이징 제어기.
무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 시스템--여기서 시스템은 기지국, 페이징 제어기, 제1 제어국, 제2 제어국 및 위치 서버를 포함함--을 통해 상기 이동 단말이 휴지 모드에서 페이징하는 페이징 방법에 있어서,

(a) 상기 이동 단말에 대한 데이터 패킷이 발생하고 상기 이동 단말이 휴지모드이면, 상기 페이징 제어기는 상기 제1 제어국과의 터널을 형성하는 단계;

(b) 상기 페이징 제어기는 상기 형성된 터널을 통해 상기 제1 제어국으로부터 상기 데이터 패킷을 수신하고, 상기 위치 서버로 상기 이동 단말에 대한 위치 정보를 요청하는 단계;

(c) 상기 페이징 제어기는 상기 위치 서버로부터 수신한 상기 이동 단말의 위치 정보--여기서 위치 정보는 상기 이동 단말의 이동 IP 주소 및 상기 이동 단말의 MAC 주소를 포함함--를 토대로 상기 제2 제어국에 페이징을 요청하는 페이징 요청 메시지를 전송하는 단계; 및

(d) 상기 페이징 제어기는 상기 제2 제어국으로부터 상기 페이징 요청에 대한 응답으로 상기 이동 단말의 MAC 주소 및 상기 페이징에 대한 결과 메시지를 수신하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
제4항에 있어서,

상기 페이징 요청 메시지는 상기 이동 단말이 최종 접속된 페이징 그룹에 대한 그룹 식별자, 상기 이동 단말의 MAC 주소를 포함하며,

상기 제1 제어국은 상기 페이징 그룹에 대한 그룹 식별자를 토대로 상기 기지국에 페이징을 요청하는 페이징 요청 메시지를 전달하고, 상기 기지국은 상기 이동 단말로 상기 페이징 요청 메시지를 방송하는 페이징 방법.
제5항에 있어서,

상기 (b) 단계에서, 상기 상기 제1 제어국으로부터 수신된 데이터 패킷은 상기 페이징 절차가 모두 수행될 때까지 버퍼링되는 페이징 방법.
제6항에 있어서,

상기 제2 제어국은 상기 이동 단말이 상기 무선 네트워크로의 재진입을 시도하면, 상기 이동 단말과의 데이터 전송을 위한 데이터 경로를 설정하는 단계;

상기 페이징 제어기가 상기 버퍼링되는 데이터 패킷을 모두 수신하면, 상기 제2제어국은 상기 이동 단말과의 사이에 형성된 데이터 경로를 폐쇄하는 단계; 및

상기 제2 제어국은 상기 이동 단말에 의해 재진입이 시도된 무선 네트워크의 제어국으로 데이터를 송수신하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 시스템--여기서 시스템은 기지국, 페이징 제어기, 제어국 및 위치 서버를 포함함--을 통해 상기 휴지 모드로 천이된 이동 단말의 페이징을 위한 패킷을 처리하는 페이징 방법에 있어서,

(a) 이미 설정된 라우팅 경로와 상기 페이징 제어기가 관리하는 정보를 초기화하는 단계;

(b) 상기 위치 서버로부터 페이징 등록 요청 메시지를 수신하면, 상기 제어국과의 터널을 추가하고, 페이징 등록에 대한 응답 메시지를 상기 제어국으로 송신하는 단계;

(c) 상기 이동 단말에 대한 이동 IP의 모니터링을 수행하여, 상기 이동 단말로 향하는 패킷을 수신하는 단계; 및

(d) 상기 이동 단말의 상태가 페이징 중인지 여부를 판단하고, 페이징 중이 면 상기 패킷을 버퍼링하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
제8항에 있어서,

상기 (d)단계에서 상기 이동 단말의 상태가 페이징중이 아니면,

상기 이동 단말의 상태가 휴지 모드인지 여부를 판단하고, 휴지모드인 경우, 상기 패킷을 버퍼링하는 단계;

상기 이동 단말의 상태를 페이징 중 상태로 설정하고, 상기 이동 단말에 대한 페이징 절차를 수행하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
제9항에 있어서.

상기 페이징 절차는,

상기 이동 단말에 대한 위치 정보를 상기 위치 서버에 요청하고, 상기 위치 서버로부터 상기 위치 정보를 수신하는 단계;

상기 위치 정보에 포함되어 있는 상기 이동 단말이 포함된 페이징 그룹의 제어국으로 상기 이동 단말에 대한 페이징을 요청하는 단계;

상기 이동 단말의 페이징에 따라 새로운 제어국으로 터널을 생성하고, 상기 이동 단말에 대한 라우팅 경로를 상기 새로운 제어국으로 변경하는 단계; 및

상기 버퍼링중인 패킷을 상기 변경된 라우팅 경로를 토대로 상기 새로운 제 어국에 전달하고, 상기 버퍼링중인 패킷을 모두 전달하면 상기 이동 단말에 대한 정보를 삭제하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
무선 네트워크에서 휴지 모드로 천이하는 이동 단말의 이동성을 지원하는 시스템--여기서 시스템은 기지국, 페이징 제어기, 제어국 및 위치 서버를 포함함--을 통해 상기 이동 단말의 위치 변경에 따른 위치 변경을 수행하는 페이징 제어 방법에 있어서,

(a) 위치 변경 요건이 발생된 상기 이동 단말로부터 위치 변경 요청 메시지--여기서 위치 변경 요청 메시지는 상기 이동 단말의 위치 갱신 정보, 상기 이동 단말이 속한 페이징 제어기의 식별자, 상기 페이징 제어기가 속한 페이징 그룹의 식별자를 포함함--를 수신하는 단계;

(b) 상기 수신한 위치 변경 요청 메시지를 상기 위치 서버로 전송하고, 이에 대한 응답으로 위치 변경 응답 메시지를 수신하는 단계; 및

(c) 상기 위치 변경 요청 메시지에 포함된 상기 페이징 그룹의 식별자와 상기 이동 단말이 새로 접속한 제어국의 페이징 그룹 식별자를 비교하고, 페이징 그룹 식별자 비교 결과를 포함한 위치 정보 갱신 결과 메시지를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
제11항에 있어서,

상기 이동 단말은 상기 위치 정보 갱신 결과 갱신 메시지에 포함되어 있는 페이징 그룹 비교 결과를 토대로, 상기 페이징 제어기로 재 진입을 시도하는 페이징 방법.
제12항에 있어서,

상기 위치 변경 요건은 상기 이동 단말이 포함된 페이징 그룹의 변경, 상기 이동 단말의 전원 오프에 의한 위치 정보 변경 또는 타이머에 의한 위치 정보 변경 중 어느 하나의 경우에 해당하는 페이징 방법.
제11항에 있어서,

상기 이동 단말이 휴지 모드로 천이하는 경우,

(ⅰ) 상기 제어국은 상기 이동 단말로부터 휴지 모드 천이 메시지를 수신하는 단계;

(ⅱ) 상기 제어국은 상기 수신한 휴지 모드 천이 메시지를 토대로 상기 이동 단말이 휴지 모드로 천이되었음을 나타내는 상태 값을 설정하고, 상기 위치 서버로 상기 이동 단말에 대한 위치 정보를 요청하는 단계;

(ⅲ) 상기 제어국은 상기 위치 서버로부터 상기 이동 단말에 대한 위치 정보가 포함된 위치변경 응답 메시지를 수신하고, 상기 이동 단말 주소의 패킷 데이터를 토대로 상기 페이징 제어기로 터널링을 수행하는 단계; 및

(ⅳ) 상기 제어국은 상기 이동 단말의 위치 변경 성공에 대한 응답 메시지를 상기 이동 단말로 전송하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
제14항에 있어서,

상기 (ⅰ) 단계에서, 상기 휴지 모드 천이 메시지는 상기 이동 단말에 대한 MAC(Media Access Control) 주소, 휴지 모드 천이 상태값 및 상기 이동 단말의 이동 IP 주소 중 적어도 하나 이상을 포함하는 페이징 방법.
제15항에 있어서,

상기 위치 서버는 상기 휴지 모드 천이 메시지의 정보를 저장하여 관리하는 페이징 방법.
제15항에 있어서,

상기 (ⅲ) 단계는,

상기 제어국은 상기 위치변경 응답 메시지에 포함되어 있는 상기 이동 단말의 이동 IP의 주소를 유지할지 여부를 판단하는 단계;

상기 이동 IP 주소를 유지하는 경우, 상기 제어국은 상기 페이징 제어기 사이의 터널을 생성하는 단계; 및

상기 제어국은 상기 이동 단말에 대한 라우팅 경로를 상기 생성된 터널로 향 하도록 라우팅 값을 설정하여 상기 이동 단말의 위치 변경을 수행하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.
제17항에 있어서,

상기 이동 IP주소를 유지하지 않는 경우, 상기 제어국은 상기 휴지 모드 천이 메시지에 포함되어 있는 상기 이동 단말에 대한 정보를 삭제하는 단계

를 포함하는 페이징 방법.