KR100753845B1 - Method for supporting handover of mobile node having multiple interfaces in ip-based bcn - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 All-IP기반의 이종 액세스망이 결합된 BcN통합 망에 대한 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a structure of a BcN integrated network to which an all-IP based heterogeneous access network to which the present invention is applied is combined.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 All-IP 기반 이동망 구조에서 이종 망간 핸드오버 상황을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a heterogeneous network handover situation in an All-IP based mobile network structure according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이종 망간 핸드오버시 수행되는 절차를 보여주는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a procedure performed when heterogeneous manganese handover is performed according to an embodiment of the present invention.
도 4는 통합망 이동성 제어부(Core Network Mobility Controller)의 구성을 보여주는 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a configuration of a core network mobility controller.
도 5는 액세스 망 제어부(Access Network Controller)의 구성을 보여주는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a configuration of an access network controller.
도 6은 액세스 망 제어부의 위치관리제어부에서 관리하는 정보를 보여주는 도면이다.6 is a diagram illustrating information managed by a location management controller of an access network controller.
도 7은 통합망 이동성 제어부의 정보서비스제어부에서 관리하는 정보를 보여주는 도면이다.7 is a diagram illustrating information managed by an information service controller of an integrated network mobility controller.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
101,200: 이동단말 (다중인터페이스를 가지는 MN)101,200: mobile terminal (MN with multiple interfaces)
102,201: 이동단말과 통신한 상대노드 (CN;Correspondent Node)102, 201: Correspondent Node (CN) communicating with the mobile terminal
103: IP기반의 BcN (IP 기반의 코어 네트워크)103: IP based BcN (IP based core network)
104,105,106,107,108: 다양한 액세스망104,105,106,107,108: Various access networks
210: WLAN 액세스망에서의 AP(Access Point)210: access point (AP) in a WLAN access network
211: Wibro망에서의 AP 역할을 수행하는 노드211: Node acting as AP in Wibro network
212: CDMA망에서의 AP 역할을 수행하는 노드212: Node serving as AP in CDMA network
220,230,240,250: 액세스 망의 라우터220,230,240,250: Routers in the access network
221,231,241,251: 액세스 망 제어부(액세스망)221,231,241,251: access network control unit (access network)
222,232,242,252: 액세스 망 게이트웨이222,232,242,252: access network gateway
223,233,243,253: 다양한 액세스 망223,233,243,253: Various access networks
260,261,262,263: 에지 라우터260,261,262,263: edge router
270: 통합망 이동성 제어부(CNMC)270: integrated network mobility control unit (CNMC)
280: 광대역 통합망 (BcN)280: Broadband Integrated Network (BcN)
290: 사용자 정보 제공 서버290: user information provision server
본 발명은 All-IP(Internet Protocol)기반의 다양한 이종 액세스망들로 구성된 광대역 통합망(BcN: Broadband Convergence Network)에서 이동 단말(MN)의 끊김 없는(Seamless) 이동을 제공하고, 멀티미디어등과 같은 리얼타임 서비스 품질(Quality of Service; 이하, 'QoS'라 함)을 효과적으로 보장하기 위한 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention provides seamless mobility of a mobile station (MN) in a Broadband Convergence Network (BcN) composed of various heterogeneous access networks based on All-IP (Internet Protocol), and provides multimedia, such as multimedia. The present invention relates to a method and system for effectively guaranteeing a quality of service (QoS).
본 발명은 또한 통신. 방송. 인터넷등 다양한 방식의 액세스 망(액세스망: Access Networks)들이 통합되어 있는 광대역통합망(Broadband convergence Network; BcN)에서 GPS를 기초로하는 위치정보(Vector)를 이용하여 이동단말의 이종망간 이동시 QoS를 보장 할 수 있도록 해주는 핸드오버 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The invention also communicates. broadcast. In the broadband convergence network (BcN), in which various access networks (access networks), such as the Internet, are integrated, GPS-based QoS is used to move between heterogeneous networks of mobile terminals using GPS-based location information (Vector). The present invention relates to a handover method and a system for ensuring a guarantee.
광대역 통합망이란 통신. 방송. 인터넷이 융합된 품질보장형 광대역 멀티미디어 서비스를 언제 어디서나 단절없이 안전하게 이용할 수 있도록 제안된 차세대 통합네트워크로서, IP기반의 CN(Core Network)과, 상기 IP기반의 CN에 연결되는 다양한 종류의 액세스망(Access Networks)들로 구성되어 있다. 이때 광대역통합망(BcN: Broadband convergence Network)은 WiBro(Wireless Broadband Internet)와 3G/4G(3 Generation/4 Generation) 모바일과 Wi-Fi(Wireless Fidelity)가 포함되는 무선망(Wireless Network)과, xDSL(x Digital Subscriber Line)과 케이블 가입자가 포함되는FTTC(Fiber To The Curb)/HFC(Hybrid Fiber Coax)와, 댁내까지 광케이블이 시설되는FTTH(Fiber To The Home)/FTTO(Fiber To The Office)등과 같이 다양한 종류의 이종망들로 구성되어 질수 있다.Broadband integrated network is communication. broadcast. It is a next-generation integrated network proposed to use the Internet-converged quality-assured broadband multimedia service anytime and anywhere without disconnection, and is based on IP-based CN (Core Network) and various types of access networks connected to the IP-based CN. It consists of Networks. Broadband convergence network (BcN) is a wireless network including WiBro (Wireless Broadband Internet), 3G / 4G (3 Generation / 4 Generation) mobile, Wi-Fi (Wireless Fidelity), and xDSL. (x Digital Subscriber Line) and Fiber To The Curb (FTTC) / Hybrid Fiber Coax (HFC), which includes cable subscribers, and Fiber To The Home (FTTH) / Fiber To The Office (FTTO) Likewise, it can be composed of various kinds of heterogeneous networks.
따라서, 이용 시점의 제한(언제)과 이용 지역의 제한(어디서나)의 해결을 목표로 추진중인 유니쿼터스 시대에 발 맞혀 나가기 위해서는 상기 BcN망에서는 네트워크의 형태에 관계없이 Multi-Interface를 가진 이동단말이 서로 다른 이종망 사이에서 이동하더라도 다양한 서비스 요구에 대한 사용자들의 요구를 충족시키기 위해 끊김없는 멀티미디어 통신을 할 수 있게 Seamlees Handdover 제공 및 응용서비스 품질(QoS: Quality of Service)이 보장될 수 있는 방법이 필요하다. Therefore, in order to keep pace with the ubiquitous era, which aims to solve the limitation of the point of use (whenever) and the limitation of the use area (anywhere), the mobile terminal having a multi-interface in the BcN network is irrespective of the type of the network. What is needed is a way to provide Seamlees Handdover and ensure quality of service (QoS) to ensure seamless multimedia communications to meet users' demands for various service needs even when moving between different heterogeneous networks. Do.
모바일 IP를 사용하는 경우 이동 단말은 HA(Home Agent)를 통해 관리되는 홈 주소(Home Address)를 이용하여 이종 액세스 망간 핸드오프 후에도 동일한 IP 주소를 유지할 수 있으며, HA가 패킷을 가로챈 다음 이동 단말에게 전달해주므로 일정 수준의 중단 없는 핸드 오버 서비스를 제공할 수 있다. 그러나 모바일 IP는 이동성 판단과 시그널링 전달로 인한 시간 지연이 발생할 수 있으며, HA가 패킷을 가로채 이동 단말로 전달해 주어야 하므로 트래픽이 집중되는 문제점이 존재한다. When using mobile IP, the mobile terminal can maintain the same IP address even after handoff between heterogeneous access networks by using a home address managed through a home agent (HA). To provide a level of uninterrupted handover service. However, mobile IP may have a time delay due to mobility determination and signaling delivery, and there is a problem in that traffic is concentrated because HA intercepts a packet and delivers the packet to a mobile terminal.
또한, 기본적인 Mobile IP는 아래 link layer와는 독립적으로 설계되었기 때문에 L2 핸드오프가 완료된 이후에 New FA(Foreign Agent)에 직접 접속되어 통신할 수 있으며, Registration 절차 동안에 이동단말은 패킷을 송수신할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 후자의 문제를 해결하기 위해 IETF Internet Draft인 MIPv4-LLH(MIPv4 Low Latency Handoffs) 기술이 존재한다. 이 방법은 이동단말이 Old FA에 연결되어 있는 동안에 New FA와 통신할 수 있도록 허용하며, Registration 절차가 완료되기 이전에 이동단말로 전달되는 패킷을 New FA로 포워딩하여 Handover절차 중 발생하는 지연을 최소로 하는 방법이다. 하지만 이 방법은 여러 개의 New FA 가 있을 경우 이동단말이 어느 New FA로 이동 할 것인지 알 수 있는 방법이 없으며, Old FA는 자기 주위에 있는 모든 FA에 대한 정보를 가지고 있어야 되며 이동 단말은 이 모든 정보를 받아서 어디로 이동할 것인가를 결정해야한다. 또한, 이종 망들로 구성된 경우에는 각 망간의 인증방법이나, 비용, 제공되는 서비스, 사용가능한 자원등을 고려해서 New FA를 결정해야 하는데 상기와 같은 망 정보들을 관리하는 방법이 없다. In addition, since the basic Mobile IP is designed independently of the link layer below, after the L2 handoff is completed, it can be directly connected to the New FA (Foreign Agent) to communicate, and the mobile terminal cannot transmit or receive packets during the registration procedure. Have To solve the latter problem, there is MIPv4 Low Latency Handoffs (MIPv4-LLH) technology, IETF Internet Draft. This method allows the mobile terminal to communicate with the New FA while it is connected to the Old FA, and forwards the packets forwarded to the mobile terminal to the New FA before the registration process is completed to minimize delays during the handover procedure. This is how. However, this method has no way of knowing which New FA the mobile terminal will move to when there are several New FAs, and the Old FA should have information about all the FAs around it, and the mobile terminal has all this information. You have to decide where to go. In addition, in the case of heterogeneous networks, New FA should be determined in consideration of authentication methods, costs, services provided, and available resources. However, there is no method for managing such network information.
또한, 이동망 환경에서 끊김없는 핸드오버 서비스를 제공받기 위해서는 적절한 자원을 New AR에 미리 예약하여 지속적으로 서비스를 제공받는 것이 요구된다. 이를 위해 자원예약(Resource reservation)이 사용된다. In addition, in order to receive a seamless handover service in a mobile network environment, it is required to reserve a suitable resource in advance in New AR to continuously receive the service. Resource reservation is used for this.
한편, 모든 액세스 망들이 통합된 BcN환경에서는, 이동 단말이 이동할 가장 적절한 망들을 미리 예측하고 선택하여, 그 선택된 망에 맞는 인터페이스로 QoS시그널링을 수행해야 한다. 이때, 적절한 Networks를 미리 예측하여 사전 인증(Pre-Authentication)기능을 추가한다면 MIP에서 일반적으로 문제가 되던 Signaling Overhead, Latency문제 등을 해결할 수 있어 끊김없는 핸드오버를 지원할 수 있을 것이다. On the other hand, in a BcN environment in which all access networks are integrated, QoS signaling should be performed by an interface suitable for the selected network by predicting and selecting the most appropriate networks to which the mobile terminal will move. At this time, if pre-authentication function is added by predicting appropriate networks in advance, it will be able to support the seamless handover because it can solve the signaling overhead and latency problems that are commonly used in MIP.
이러한 QoS 시그널링을 위해 제안된 기존 프로토콜에는 RSVP(Resource ReSerVation Protocol), MRSVP, RSVP Tunnel, CORP, H-MRSVP(Hierarchical Mobile RSVP) 등이 있다. Existing protocols proposed for such QoS signaling include RSVP (Resource ReSerVation Protocol), MRSVP, RSVP Tunnel, CORP, and Hierarchical Mobile RSVP (H-MRSVP).
RSVP는 이동망을 고려하여 설계되지 않고 유선망을 위해 제안된 것으로서 이동망 환경에서 사용하기에는 적합하지 않다.RSVP is not designed in consideration of mobile network and is proposed for wired network and is not suitable for use in mobile network environment.
MRSVP 방식은 자원이 부족한 이동망 환경에서 이동단말이 이동할 주변의 셀의 자원을 미리 예약하기 때문에 접속망에서 비효율적으로 자원이 낭비되며, 예약된 자원의 신속한 해제가 이루어지지 않기 때문에 이중자원예약이 발생한다. 또한, CNMC나 액세스망을 발견하여 자원 재예약을 수행하지 않기 때문에 불필요하게 송신측(sender)과 이동단말 또는 송신측과 프락시 에이전트 (proxy agent) 간에 종단간(end-to-end) 레벨에서의 자원예약이 이루어져야 하는 단점이 있다.In the MRSVP scheme, in a mobile network environment in which resources are scarce, resources of a cell around a mobile terminal are reserved in advance, which inefficiently wastes resources in the access network, and dual resource reservation occurs because the reserved resources are not quickly released. In addition, it does not perform re-reservation by discovering CNMC or access network and unnecessarily at the end-to-end level between the sender and the mobile terminal or between the sender and the proxy agent. There is a disadvantage that resource reservation must be made.
상기 RSVP 터널은 터널의 종단점(end points)(즉, 터널 진입점(tunnel entry point))과 퇴장점(exit point))간에 RSVP 메시지가 인식되지 않는 문제점을 해결하여 터널 구간에서도 QoS가 제공될 수 있도록 구현하였다. 그러나 상기 RSVP 터널 방식은 이동단말의 핸드오버가 발생할 때 자원 재예약을 신속하게 하기 위한 방법이 없고, 불필요하게 종단간(end-to-end) 레벨에서의 자원 재예약이 이루어져야 하는 문제점이 있으며, CRN을 신속히 발견하여 국지적 경로 복구(Localized Path Repair)를 수행하는 방법이 없다.The RSVP tunnel solves the problem that RSVP messages are not recognized between tunnel end points (ie, tunnel entry point and exit point), so that QoS can be provided even in the tunnel section. Implemented to However, the RSVP tunnel scheme does not have a method for quickly re-reserving resources when a handover of a mobile terminal occurs, and there is a problem in that resource re-scheduling must be made at an end-to-end level unnecessarily. There is no way to quickly discover CRNs and perform localized path repairs.
한편, 상기 CORP는 핸드오버시 기존의 RSVP 경로를 확장하는 방법을 사용하여 QoS를 제공하는데, RSVP 경로를 확장하기 위해 CRP(Concatenation for Reservation Path) 라는 방법을 사용한다. 그러나 상기 CORP 역시 자원이 부족한 이동망 환경에서 이동단말이 이동할 주변의 셀의 자원을 미리 예약하고, 또한 CNMC과 같은 노드를 이용하지 않고 종단간(end-to-end)RSVP 세션을 열기 때문에 이동망에서 자원이 낭비된다.Meanwhile, the CORP provides QoS using a method of extending an existing RSVP path during handover, and uses a method called CRP (Concatenation for Reservation Path) to extend the RSVP path. However, the CORP also reserves resources of neighboring cells to which the mobile station will move in a mobile network environment where resources are scarce, and also opens an end-to-end RSVP session without using a node such as CNMC. This is wasted
마지막으로, 상기 H-MRSVP는 상기 RSVP와 이동 IP(Mobile IP)의 지역적 등 록(regional registration) 기능을 통합한 자원 예약 프로토콜로서, 지역간(intra-region) 핸드오버시에는 게이트웨이 이동 에이전트(Gateway Mobility Agent; 이하, 'GMA'라 한다)와 새로운 프락시 에이전트(Proxy Agent; 이하, 'PA'라 한다)간의 예약 터널을 이용하여 자원을 재예약 한다. 그러나, 상기 H-MRSVP 방법은 지역간(Inter-region) 핸드오버와 같이 핸드오버 지연시간이 길어질 경우에만 미리 자원예약을 수행하나, 역시 수동적(passive) 예약으로 인해 자원 활용률에 문제가 있다.Lastly, the H-MRSVP is a resource reservation protocol integrating a regional registration function of the RSVP and Mobile IP, and is a gateway mobility agent for intra-region handover. Re-reserving resources using a reservation tunnel between an Agent (hereinafter referred to as 'GMA') and a new Proxy Agent (hereinafter referred to as 'PA'). However, the H-MRSVP method performs resource reservation only when the handover delay time becomes long, such as inter-region handover, but there is also a problem in resource utilization rate due to passive reservation.
상기 프로토콜들의 가장 큰 문제점은 이종망간의 자원예약을 할 수 없으며 어느 정도의 QoS를 요구해서 어느 정보의 자원을 예약해야하는지에 대해 알 수 있는 방법이 없을 뿐만 아니라, 적절한 네트워크를 예측하여 선택할 수 있는 방법 또한 없다는 것이다.The biggest problem of these protocols is that they cannot make resource reservation between heterogeneous networks, and there is no way to know how much resource should be reserved by requesting some QoS, and also to predict and select an appropriate network. There is also no.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 이동 단말에서 GPS를 이용하여 획득한 위치정보 (Vector 정보포함)를 액세스망 제어부 (ANC;Access Networks Controller)와 통합망 이동성 제어부 (CNMC; Converged Networks Mobility Controller)가 활용하여 이동 단말이 이동하고자 하는 망을 미리 예측하고, 상기 액세스망 제어부와 광대역 통합 이동성 제어부는 이동 단말이 이동할 망 정보를 사전에 이동 단말에게 전송하고 인증 절차와 같은 망간의 사전 절차는 이동 단말이 핸드오버를 수행하기 전에 미리 수행하여 이동 단말이 이종망간을 이동 할 때 실시간 서비스에 대한 QoS를 보장하는 Seamless 핸드오버 방법 및 그 시스템을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention has been proposed to solve the above problems, the location information (including vector information) obtained by using the GPS in the mobile terminal access network controller (ANC) and integrated network mobility Converged Networks Mobility Controller (CNMC) is used to predict the network to which the mobile terminal intends to move in advance, and the access network control unit and the broadband integrated mobility control unit transmit the network information to which the mobile terminal will move to the mobile terminal in advance and perform an authentication procedure. The prior procedure between the networks is performed before the mobile terminal performs the handover to provide a seamless handover method and system for guaranteeing QoS for real-time services when the mobile terminal moves between heterogeneous networks.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서 다중 인터페이스가 가능한 이동 단말의 핸드오버를 지원하는 방법은 이종 액세스 망이 결합된 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서, 다중 인터페이스가 가능한 이동단말의 핸드오버를 지원하는 방법에 있어서, 통합망 이동성 제어부가 상기 액세스 망과 액세스 망을 구성하는 액세스 라우터에 대한 정보를 수집하는 단계; 상기 이동단말이 핸드오버를 감지하여 자신의 정보를 현재 접속중인 액세스 망 제어부로 송신하는 단계: 상기 액세스 망 제어부가 상기 이동단말의 정보를 기초로 액세스 망 내에서의 핸드오버인지 혹은 망간 핸드오버인지를 판단하는 단계: 액세스 망 내에서의 핸드오버로 판단되면 상기 액세스 망 제어부가 상기 이동단말이 이동할 위치를 관할하는 액세스 라우터와 액세스 포인트 그리고 상기 이동단말간 통신 채널을 확보하는 단계; 및 망간 핸드오버로 판단되면 상기 통합망 이동성 제어부로 상기 이동단말의 정보를 송신하고, 상기 통합망 이동성 제어부는 이를 기초로 상기 이동단말이 이동할 액세스 망을 선택하여 통신 채널을 확보하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method for supporting handover of a mobile terminal capable of multiple interfaces in an IP-based broadband integrated mobile network environment according to the present invention is performed in an IP-based broadband integrated mobile network environment in which heterogeneous access networks are combined. 1. A method for supporting handover of a mobile terminal capable of performing the communication, the method comprising: collecting, by an integrated network mobility control unit, information about an access network constituting the access network and the access network; The mobile station detecting a handover and transmitting its information to an access network controller currently connected: whether the access network controller is a handover or an inter-network handover in an access network based on the information of the mobile terminal; Determining, by the access network controller, if the handover is determined to be a handover in an access network, securing a communication channel between the access router, the access point, and the mobile terminal that controls the position of the mobile terminal; And transmitting information of the mobile terminal to the integrated network mobility control unit if it is determined that the network is handovered, and wherein the integrated network mobility control unit selects an access network to which the mobile terminal will move to secure a communication channel based on the information. Characterized in that.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서 다중 인터페이스가 가능한 이동 단말의 핸드오버를 지원하는 시스템은 접속하고 있는 이동단말의 핸드오버 여부를 상기 이동단말의 위치 정보와 자신이 관할하는 망 노드들의 정보를 기초로 결정하는 액세스망 제어부; 상기 액세스 망 제어부와 적어도 하나 이상 연결되어 상기 이동단말의 망간 이동시 핸드오버를 위한 자료를 상기 이동노드와 액세스망 제어부로 송신하고, 상기 이동단말로 전달되는 데이터를 버퍼링한 후 핸드오버가 완료되면 새로운 액세스 망으로 전달하는 통합망 이동성 제어부; 및 다중 인터페이스를 가지고 상기 액세스망에 접속하는 이동단말;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a system for supporting handover of a mobile terminal capable of multiple interfaces in an IP-based broadband integrated mobile network environment according to the present invention may determine whether handover of a mobile terminal to which the mobile terminal is connected is performed. Decision based on the information of network nodes An access network controller; At least one connection with the access network control unit transmits data for handover to the mobile node and the access network control unit when the mobile station moves between networks, buffers the data transmitted to the mobile station, and then completes a new handover. Integrated network mobility control unit for transmitting to the access network; And a mobile terminal for accessing the access network with multiple interfaces.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서 다중 인터페이스가 가능한 이동 단말의 핸드오버를 지원하는 방법 및 그 시스템의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명이 적용되는 All-IP기반의 이종 액세스망이 결합된 BcN통합 망에 대한 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 All-IP 기반 이동망 구조에서 이종 망간 핸드오버 상황을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이종 망간 핸드오버시 수행되는 절차를 보여주는 흐름도이고, 도 4는 통합망 이동성 제어부(Core Network Controller)의 구성을 보여주는 블록도이다. 한편 도 5는 액세스 망 제어부(Access Network Controller)의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 6은 액세스 망 제어부의 위치관리제어부에서 관리하는 정보를 보여주는 도면이다. 그리고 도 7은 통합망 이동성 제어부의 정보서비스제어부에서 관리하는 정보를 보여주는 도면이다.Hereinafter, a method and a system for supporting handover of a mobile terminal capable of multiple interfaces in an IP-based broadband integrated mobile network environment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a diagram schematically illustrating a structure of a BcN integrated network to which an all-IP based heterogeneous access network to which the present invention is applied is combined. 2 is a diagram illustrating a heterogeneous network handover situation in an All-IP based mobile network structure according to an embodiment of the present invention. 3 is a flowchart illustrating a procedure performed when heterogeneous network handover is performed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an integrated network mobility control unit (Core Network Controller). 5 is a block diagram illustrating a configuration of an access network controller, and FIG. 6 is a diagram illustrating information managed by a location management controller of the access network controller. FIG. 7 is a diagram illustrating information managed by an information service controller of an integrated network mobility controller.
먼저 도 1을 참조한다. 도 1에 도시된 바와 같이 여러 이종망간의 자원을 예약관리하고, 이동 단말의 핸드오버를 관리하고 제어하는 IP기반의 핵심망(BcN, 103), 상기 IP 핵심망에 접속된 복수개의 다양한 액세스망(104 내지 108), 상기와 같은 다양한 액세스망에서 끊김없는 핸드오버를 지원하기 위해 다중 인터페이스를 가진 이동단말(101), 그리고 이동단말(101)과 통신을 하는 대응단말(CN,102)들로 구성된다. 이때, 각 액세스망들은 하나 이상의 이동 단말(101)들과 통신하게 된다. 또한, 상기 IP코어망(IP-base Core Networks)은 광대역 통합망을 의미하며, 상기 각 액세스망간의 통신 및 자원 할당등을 관리하며, QoS보장 및 보안(Security)등을 제공한다. Reference is first made to FIG. 1. As shown in FIG. 1, an IP-based core network (BcN) 103 which reserves and manages resources between various heterogeneous networks, manages and controls handovers of mobile terminals, and a plurality of
한편, 본 발명이 적용되는 상황은 상기 이동 단말이(101)이 하나의 액세스망과 통신하다가, 다른 액세스망이 커버하는 영역으로 핸드오버가 발생할 경우이다. 상기 도 1에서는 액세스망(105)과 통신하던 이동단말(101)이 이동하여 이종 액세스망(107)과 통신하는 경우를 나타낸다. 이때, 통합망 이동성 제어부(CNMC)에서는 이동전 적절한 액세스망을 미리 선택하여 액세스망에 맞는 사전 작업(자원예약, 인증, 선택된 망의 정보등을 이동단말로 전달하여 미디어를 미리 선택)을 수행하여 QoS 제공 및 끊김없는 핸드오버를 제공할 수 있다. Meanwhile, a situation in which the present invention is applied is when the
도 2는 도 1의 IP기반의 광대역통망의 이동성 구조를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 이동단말(200)은 이종망간의 이동성을 제공하기 위해 다중 인터페이스를 가짐을 알 수 있다. 상기 이동단말은 WLAN 액세스망(223)에서는 AP(210), Wibro 망(233)에서는 RAS(211), 3G/4G 망(243)에서는 BTS(212)를 통해 각각의 액세스망(223, 233, 243, 253)과 연결하고, 각각의 액세스망들은 통합망 이동성 제어부(CNMC, 270)에 연결되어 있다. 각각의 액세스망들은 하나이상의 제어국(210, 211, 212)을 관리하게 되며, 통합망 이동성 제어부(CNMC,270)은 하나 이상 의 이종 액세스망(223,233,243,253)들을 관리하고 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating the mobility structure of the IP-based broadband network of FIG. 1 in more detail. 2, it can be seen that the
이때, 본 발명은 다중 인터페이스를 가진 이동 단말(200)이 동일망이나 이종망으로 핸드오버를 시도하려고 하는 경우에 적용 될 수 있다. 즉, 이동단말(200)이 WLAN 액세스망에서 대응단말(201)과 통신을 하다가 신호세기등을 통해서 핸드오버를 감지하면 이동단말(200)은 Vector 정보를 포함한 자신의 위치 정보를 액세스망제어부1(221)에게 전송하고 액세스제어부1(221)은 이동단말이 자신의 망 안에서 핸드오버가 일어나는지를 상기 위치정보를 이용하여 검사한다. 만약 다른 망으로의 핸드오버이면 해당 정보를 통합망 이동성 제어부(270)에게 전송한다. 이때, 해당 통합망 이동성 제어부(270, 이하 "CNMC"라고 함)는 핸드오버가 일어날 네트워크를 미리 선택하고 사용자 정보 제공 서버(290)를 이용해 이동단말의 핸드오버가 일어나기 전에 선택된 네트워크에 이동단말에 적합한 자원을 예약 하고, 인증 서버를 통해 사전 인증절차를 받게 함과 동시에 이동단말은 선택된 액세스망에 대한 정보를 알 수 있게 된다. 도 2에서 언급되지 않은 망 구성 노드들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 내용이므로 설명을 생략한다.In this case, the present invention may be applied when the
도 3을 참조하면서 본 말명의 일실시예에 따른 IP기반 광대역통합망에서 이종망간의 핸드오버 상황 및 핸드오버에 따른 시그널링 방법을 설명한다. CNMC는 사전에 액세스망에 관한 정보를 수집하기위해 모든 액세스망에게 요청하고(S301), 이 요청을 받은 액세스망들은 다시 각 액세스망의 AP(WLAN 액세스망의 경우는 AP, Wibro망의 경우는 RAS, 3G/4G 망의 경우는 BTS)에 대한 정보를 수집하기위해 AP정보 요청 메시지를 전송(S302)한다. 이 요청에 따라 AP(WLAN 액세스망의 경우는 AP, Wibro망의 경우는 RAS, 3G/4G 망의 경우는 BTS)들은 각각의 정보를 액세스망 제어부에게 전송(S304)하고, 각 액세스망 제어부들은 다시 해당 정보를 CNMC로 전송(S304)하게 된다(이상 P300). Referring to FIG. 3, a handover situation between heterogeneous networks and a signaling method according to handover in an IP-based broadband integrated network according to an embodiment of the present invention will be described. The CNMC requests all the access networks in advance to collect information on the access network (S301), and the access networks that have received the request are APs of each access network (in case of WLAN access network, AP, Wibro network, etc.). In case of RAS and 3G / 4G network, an AP information request message is transmitted (S302) in order to collect information on BTS). In response to the request, the AP (the AP in the WLAN access network, the RAS in the Wibro network and the BTS in the 3G / 4G network) transmits each piece of information to the access network controller (S304). The information is transmitted to the CNMC (S304) again (P300).
상기와 같이 사전에 액세스망 제어부와 CNMC가 해당 정보를 수집하는 절차(P300) 이후에, 다중 인터페이스를 가진 이동단말은 신호의 세기등을 통해 핸드오버가 일어날 것이라고 감지(P301)를 하여, GPS를 이용한 자신의 위치 정보를 비롯한 단말 정보를 해당 액세스망 제어부까지 전송한다(S305 내지 S306). 이때, 해당 이동 단말의 정보를 받은 액세스망 제어부는 단말의 위치정보(Vector)와 액세스망 제어부의 위치관리 제어부(401)에서 저장하고 있는 정보(도 6 참조)를 이용하여 이동단말이 어느쪽으로 이동할 것인지를 예측하여 망내 핸드오버인지 혹은 망간 핸드오버인지를 결정한다(P302). 만약 망간 핸드오버이면 액세스망 제어부는 해당 라우터 및 액세스 포인트에 대해 사전 작업(자원예약 및 사전 인증)을 수행(P303)하며, 해당 라우터 및 액세스 포인트의 정보를 이동 단말에게 알려줌으로써 끊김없는 핸드오버가 가능하다. 이때, 이동단말은 이동할 망의 미디어를 인지함으로써 다른 동작을 하지 않게 되고, 이로 인해 밧데리의 수명도 연장할 수 있다.As described above, after the access network control unit and CNMC collect the corresponding information (P300), the mobile terminal having multiple interfaces detects that handover will occur through signal strength (P301), and detects GPS. Terminal information including the location information of the user is transmitted to the access network controller (S305 to S306). At this time, the access network controller receiving the information of the mobile terminal moves to which side the mobile terminal uses the location information (Vector) of the terminal and the information stored in the
상기 액세스망 제어부에서 망내 핸드오버인지 망간 핸드오버인지를 결정하는 과정(P302)에서 액세스망 제어부가 액세스 망간 핸드오버라고 결정하게 되면 즉, 이동단말의 위치정보(Vector)를 살펴보니 기존의 액세스망이 아닌 다른 액세스망쪽으로 갈 것이라는 예측이 나오면 해당 이동단말의 정보를 CNMC에게 전송한다(S307). 이때, CNMC는 해당 단말정보와 CNMC 정보서비스제어부(503)의 정보를 이 용하여 이동 단말의 이동처를 미리 선택하고, 사용자 정보제공 서버(290)에서 제공하는 정보와 사용자 프로파일들의 정보를 이용하여 기존의 망에서 이루어진 모든 환경들을 새로운 이동망의 환경에 맞게 매핑하는 작업들을(예를 들면. QoS Level 설정, 인증 방법의 변경등) 수행한다(P303). 이때, 이동처를 선택하는 기준은 Vector정보를 포함한 이동단말의 위치정보를 이용하여 이동단말이 이동할 만한 액세스망들을 먼저 선정하고, 이동단말이 받던 서비스에 대한 QoS를 지원하기 위해 기존의 액세스망에서 받았던 서비스를 제공해 줄 수 있는 서비스 제공 여부, 망 자원 활용 정도, 인증방법등을 고려하여 새로운 액세스망을 선정한다. P303과정이 끝나면 대응단말에서 이동단말로 가는 데이터는 양방향(New Network, Old Network)으로 보내어 지게 된다(P304). 이는 새로운 망에서 사전에 데이터에 대한 버퍼링을 하고 있기 때문에 고속핸드오버에 의한 패킷 손실을 줄일뿐만 아니라 QoS가 제공되는 끊김없는 핸드오버를 보장한다.When the access network controller determines that the access network is handovered in the process of determining whether the access network controller is in-network or inter-network handover (P302), that is, the location information (Vector) of the mobile terminal is examined. If it is predicted to go to another access network other than the information transmitted from the mobile terminal to the CNMC (S307). In this case, the CNMC previously selects a moving destination of the mobile terminal by using the corresponding terminal information and the information of the CNMC information
다음단계는 CNMC에서 이동단말쪽으로는 새로운 액세스망과 AP정보를 알려주고(S308), 이동할 새로운 액세스망에게는 단말정보 및 인증정보, 자연예약정보를 전송한다(S309). 이때, 새로운 액세스망에서는 이동 단말에 대한 사전 인증 및 기존의 이동단말에 대한 QoS를 지원하기 위한 자원예약 작업을 진행한다(P305). 이는 이동단말이 새로운 망으로 이동할 경우 이전의 망에서 받았던 실시간 서비스를 핸드오버 이후에도 자연스럽게 받을 수 있게 할뿐만 아니라 새로운 망에 대한 인증절차를 사전에 수행함으로써 보다 효율적이고 안전한 핸드오프 인증을 수행함과 동시에, 인증에 따른 지연을 상당히 줄일 수 있다. In the next step, the CNMC informs the mobile terminal of a new access network and AP information (S308), and transmits terminal information, authentication information, and natural reservation information to the new access network (S309). In this case, the new access network proceeds with resource reservation to support pre-authentication for the mobile terminal and QoS for the existing mobile terminal (P305). When the mobile terminal moves to a new network, it not only enables to receive real-time services received from the previous network even after handover, but also performs more efficient and secure handoff authentication by performing the authentication procedure for the new network in advance. The delay due to authentication can be significantly reduced.
한편, CNMC에서 새로운 망에 대한 정보를 받은 이동단말은 그 정보를 기초로 적절한 미디어를 바로 선택 할 수 있어서 여러 인터페이스의 접속을 위한 Power를 ON할 필요가 없으며 이동할 새로운 망 선택을 상위에서 내려주기 때문에 이동단말의 밧데리 수명을 연장 할 수 있는 장점을 지닐 수 있다(P306). On the other hand, the mobile terminal that receives the information about the new network from CNMC can select the appropriate media directly based on the information, so it is not necessary to turn on the power for accessing the various interfaces, and to select the new network to move from the upper level. It can have the advantage of extending the battery life of the mobile terminal (P306).
다음 단계로 이동단말은 핸드오버를 수행하고 CNMC로부터 받은 새로운 액세스망및 기지국(RAS)의 정보를 이용하여 등록을 하면(S313), 이전 망에 대한 연결을 끊으라는 요청 메시지를 CNMC까지 보내고 되고(S314 내지 S315), 이를 수신한 CNMC는 이전 망에 대한 연결을 끊게 된다(P307). In the next step, the mobile station performs handover and registers using the information of the new access network and the base station (RAS) received from the CNMC (S313), and sends a request message to the CNMC to disconnect the previous network ( S314 to S315), the CNMC receiving this is disconnected from the previous network (P307).
상기의 과정을 수행하는 본 발명에 의한 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서 다중 인터페이스가 가능한 이동 단말의 핸드오버를 지원하는 시스템의 구성의 일 실시예를 설명하도록 한다. 액세스망 제어부와 CNMC의 구성을 도 4와 도 5에 도시하였다.An embodiment of a configuration of a system supporting handover of a mobile terminal capable of multiple interfaces in an IP-based broadband integrated mobile network environment according to the present invention performing the above process will be described. 4 and 5 show the structure of the access network control unit and CNMC.
먼저 액세스망 제어부(400)의 세부 구조를 살펴보면, 이동단말에서 보낸 이동단말의 위치정보(Vector)와 액세스망에 연결된 AP들의 서비스 커버러지에 관한 정보를 이용하여 망내 핸드오버인지 혹은 망간 핸드오버인지를 결정하고 핸드오버를 할 위치를 미리 선택하는 위치관리제어부(401)와 액세스망의 자원관리를 당담하는 액세스망 QoS 관리부(402), 그리고 액세스망의 인증절차를 담당하는 액세스망 인증제어부(403)로 구성되어있다. 이때, 위치관리제어부(401)에서 저장하고 있는 중요한 정보는 도 6과 같다. 즉 액세스 포인트별 액세스 노드의 아이디, 라우터 아이디, 액세스 포인트의 아이디, 그리고 관할하는 영역의 2차원 데이터를 포함한다.First, referring to the detailed structure of the access network controller 400, whether it is an intra-network or an inter-network handover using the location information (Vector) of the mobile terminal sent from the mobile terminal and information on service coverage of the APs connected to the access network. A
한편 CNMC(500)의 세부 구조를 살펴본다. 먼저 망간 핸드오버로 결정되었을 경우 어느 액세스망으로 이동 할지를 결정하기 위한 망선택부(504)와 망을 선택하기 위한 액세스망들의 서비스 관할 정보를 관리하는 망위치관리제어부(505)를 포함하고 있는 정보서비스제어부(503)가 있다. 이때 정보서비스제어부(503)에 의해서 관리되는 대표적인 정보들은 도 7에서 도시된 바와 같다. 즉 액세스 망별로 그 액세스 망의 아이드, 관할하는 영역의 2차원 데이터, 인증을 수행하는 방법, 자원 정보, 제공하는 서비스, QoS 제공 방법등에 관한 정보를 가지고 있다.Meanwhile, the detailed structure of the CNMC 500 will be described. First, information including a
또한 코어 QoS 제어부(501)는 통합망의 자원을 관리며, 코어 인증제어부(502)는 통합망의 인증절차를 수행한다. 즉 액세스망의 QoS 관리부(402), 액세스망 인증 제어부(403), 코어 QoS 제어부(501), 코어 인증 제어부(502)를 사용하여 다중 인터페이e를 가진 이동단말이 망내 및 망간 핸드오버를 수행할 경우 적절하게 인증절차를 액세스망 및 통합망에 적용하고 이동단말의 QoS를 보장하기 위해 안전하고 효율적인 망 자원을 관리한다. In addition, the core
이때, 상기 본 발명의 구현을 위하여 사용되는 상기 액세스망 QoS관리부 (402), 액세스망 인증제어부(403), 코어 QoS 제어부(501), 코어 인증 제어부(502)등 구성요소의 이름은 다른 이름으로 사용될 수 있음은 자명하다. 또한 액세스망 제어부 또는 CNMC에서 관리되는 중요한 정보는 향후 각각의 기능을 향상시키기 위해서 좀더 추가 될 수 있다.In this case, the names of the components, such as the access network
본 명세서에서 개시된 장치 및 방법에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨 터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The functions used in the devices and methods disclosed herein may be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like, which may also be implemented in the form of carrier waves (for example, transmission over the Internet). do. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. And functional programs, codes and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서 다중 인터페이스가 가능한 이동 단말의 핸드오버를 지원하는 방법 및 그 시스템은 다중 인터페이스를 가진 이동단말이 IP기반의 광대역통합 이동망 환경에서 망내 및 망간 핸드오버를 수행하여야 하는 경우, 핸드오버 하고자 하는 이동장소(새로운 액세스망 및 액세스 라우터)를 미리 예측하고 선택하여 선택된 이동장소에 대해서는 사전 작업(사전 자원 예약, 사전 인증)을 실행함과 동시에 패킷 손실을 최소화하기 위해서 CNMC가 핸드오버를 예측한 시점에서 데이터를 이전장소(이전의 액세스망 및 액세스 라우터) 및 이동장소(새로운 액세스망 및 액세스 라우터)로 양방향 전송을 실시하고 이동단말이 이동장소로 핸드오버한 후에는 이전장소에 대한 접속은 차단한다.As described above, a method and a system for supporting handover of a mobile terminal capable of multiple interfaces in an IP-based broadband integrated mobile network environment according to the present invention include a mobile terminal having multiple interfaces in an IP-based broadband integrated mobile network environment. And when a handover between networks is to be performed, the mobile site (new access network and access router) to be handed over is predicted and selected in advance, and pre-working (pre-reservation of resources and pre-authentication) is executed at the same time. In order to minimize packet loss, when CNMC predicts handover, data is transferred bidirectionally to the previous location (formerly known as access network and access router) and mobile site (new access network and access router), and the mobile terminal After handing over, access to the previous location is blocked.
이렇게 함으로써, 기존에 이동단말이 받던 서비스를 고려해서 새로운 이동장소에서의 자원의 가용성을 미리 확인하고 새로운 액세스망 및 액세스 라우터에 자원을 예약하기 때문에 실시간 서비스(멀티미디어서비스)를 제공받고 있는 이동단말은 이종망간 핸드오버가 발생하더라도 기존의 제공받던 서비스에 대한 QoS를 보장받을 수 있으며, 종래의 자원 예약 방법에서 사전 자원 예약으로 인한 자원낭비를 효과적으로 방지할 수가 있다. 또한, 선택된 이동장소에 대해서 사전 인증을 실시함에 따라서 핸드오버후에 이루어 져야할 모든 인증과정을 미리 처리 할 수 있기 때문에 핸드오버시에 일어 날 수 있는 지연을 상당히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기존의 액세스망의 인증방법을 이동할 액세스망의 인증방법으로 맵핑시켜서 인증절차를 수행하기 때문에 이종망간의 끊김없는 핸드오버를 지원할 수 있다.In this way, the mobile terminal receiving real-time service (multimedia service) is checked because the availability of resources at the new mobile site is checked in advance in consideration of the services previously received by the mobile terminal and the resources are reserved for the new access network and access router. Even if a handover occurs between heterogeneous networks, QoS for the existing service can be guaranteed and resource waste due to advance resource reservation can be effectively prevented in the conventional resource reservation method. In addition, by performing pre-authentication for the selected mobile location, it is possible to pre-process all the authentication process to be performed after the handover, so that the delay that can occur during handover can be significantly reduced, Since the authentication procedure is performed by mapping the authentication method to the authentication method of the mobile access network, seamless handover between heterogeneous networks can be supported.
아울러, 핸드오버 하고자 하는 다른 액세스망을 선택함에 있어 벡터를 포함한 위치정보와 관할(coverage)영역을 이용하여 핸드오버가 일어날 가능성이 있는 액세스망을 미리 선정하기 때문에 모든 액세스망들을 비교 할 필요가 없으며, 다중 인터페이스를 가진 이동단말이 이동하고자 하는 새로운 액세스망에 대한 정보를 받기 때문에 이동단말에서 모든 미디어와의 접속을 위한 Link Power를 ON 하는 것이 아니라 특정 미디어의 Link Power를 ON하기 때문에 이동단말의 에너지 소모를 상당히 줄일 수 있다. In addition, when selecting another access network to be handed over, there is no need to compare all the access networks because the access network that has the possibility of handover is pre-selected by using the location information including the vector and the coverage area. Since the mobile terminal with multiple interfaces receives information about the new access network to be moved, the mobile terminal's energy is turned on because the mobile terminal turns on the link power for the specific media, rather than turning on the link power for all media connections. The consumption can be reduced considerably.
Claims (12)
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