KR100800867B1 - 이종 망에서 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치 - Google Patents

이종 망에서 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이종 망 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이동 단말과 매체 독립 핸드오버 서버간에 컨텍스트 교환을 이용하여 핸드오버 지연 시간을 감소하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이동 단말의 제1망과 제2망간의 핸드오버 지연을 감소시키는 방법으로서, 제1망에서 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하는 단계와, 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 단계를 포함한다. 이를 통해 본 발명은 이동 단말에서 이종망 핸드오버 실행 지연 시간을 줄이면서도 단일 모드 단말기와 거의 동일한 전력만을 소모할 수 있는 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
이종 망 핸드오버, 무결성 핸드오버, 컨텍스트 교환, 매체 독립 핸드오버 서버

Description

이종 망에서 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DECREASING HANDOVER LATENCY IN HETEROGENEOUS NETWORKS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중첩되어 존재하는 와이맥스 접속망(Wimax AN)과 무선 랜 접속망(WLAN AN)을 나타내는 도면
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말의 핸드오버 지연 감소 과정을 나타내는 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말이 매체 독립 핸드오버 서버(Media Independent Handover Server: MIHS)로 컨텍스트를 송신하는 과정을 나타내는 흐름도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말이 MIHS로부터 제1망 접속 정보를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MIHS의 핸드오버 지연 감소 과정을 나타내는 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 핸드오버 지연을 감소하는 과정을 나타내는 흐름도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 지연 감소 시스템을 구체화한 과정을 나타내는 흐름도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 지연 감소를 위한 인터페이스를 나타내는 도면
본 발명은 이종 망 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이동 단말과 매체 독립 핸드오버 서버간에 컨텍스트 교환을 이용하여 핸드오버 지연 시간을 감소하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
핸드오버 방식은 크게 하드 핸드오버(Hard Handover), 소프트 핸드오버(Soft Handover), 끊김 없는 핸드오버(Seamless Handover) 방식으로 구분된다. 특히 이종 망간에서의 핸드오버(Vertical HandOver: VHO)는 상기 끊김 없는 핸드오버를 통해 연속적인 서비스가 요구됨과 아울러 이동 단말의 전력 절약이 요구된다.
하지만 종래의 VHO 방식은 VHO의 실행 지연이 길다. VHO 실행 지연 시간이 길어지면 패킷 전달의 끊김이 발생하므로, 통신이 원활하게 이루어질 수 없다. 또한, 종래의 VHO 방식은 두 모드를 동시에 감시해야 한다. 즉, 이동 단말은 현재 사용하고 있지 않는 모드의 정보를 다운링크를 통해 전송받기 위해 주기적으로 깨어나야 한다. 따라서, 듀얼 모드 단말기는 단일 모드 단말기에 비해 더 많은 전력을 소모하게 된다.
종래의 VHO의 실행 지연 시간을 살펴보기 위해 이동 단말(Mobile Terminal: MS)은 무선 랜((Wireless Local Area Network: WLAN)과 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access: WiMAX)의 듀얼 모드를 구비하였다고 가정한다. 그리고 두 모드가 공존하는 영역에 단말이 있으며, 현재 단말은 무선 랜을 통해 통신하고 있다고 가정한다.
이동 단말이 와이맥스 접속망(WiMAX Access Network: WiMAX AN)으로 핸드오버 하고자 할 때, 이동 단말은 와이맥스 무선 채널을 미리 설정한 후 그 채널을 통해 핸드오버 절차를 수행할 수 있다. 이 경우, 이동 단말은 와이맥스 무선 채널을 조기에 확보하여 핸드오버 절차를 수행한다. 따라서 핸드오버 지연은 상대적으로 적다. 하지만, 무선 랜과 와이맥스가 동시에 작동해야 할 시간 구간은 길어진다. 즉, 이동 단말은 와이맥스로 핸드오버하는 절차를 수행하는 도중에도 무선 랜으로 통신을 수행해야 하므로 전력 소모가 극대화되는 문제점이 있다.
한편 종래의 기술로 이동 단말은 와이맥스 채널을 설정하기 전에, 현재 사용하고 있는 무선 랜 채널을 통해 와이맥스 쪽으로의 핸드오버 절차를 수행할 수 있다. 이 경우 이동 단말은 무선 채널을 조기에 확보하는 대신, 현재 활성화되어 있는 무선 랜을 통해 와이맥스로의 핸드오버 절차에 관련된 부분을 미리 수행한다. 이동 단말은 와이맥스 영역에서 사용될 자원 할당 시그널링을 무선 랜 채널을 통해 수행함으로써, VHO 도중에 한가지 모드만을 사용한다. 따라서, 전력 소모는 줄어든다. 하지만, 이동 단말은 와이맥스 영역으로의 VHO관련 시그널링을 수행해야 하기 때문에 VHO에 걸리는 시간이 길어지는 문제가 발생한다.
따라서, 이동 단말에서 VHO 실행 지연 시간을 줄이면서도 단일 모드 단말기 와 거의 동일한 전력만을 소모할 수 있는 핸드오버 지연 감소 방법이 요구된다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이동 단말이 이종 망간에 핸드오버 할 때, 핸드오버 지연 시간을 줄일 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이종 망으로 핸드오버 할 때, 듀얼 모드 단말기가 단일 모드 단말기와 거의 동일한 전력만을 소모할 수 있는 핸드오버 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이종 망 핸드오버 방법으로 이동 단말과 매체 독립 핸드오버 서버간의 컨텍스트 교환을 이용하여 끊김 없고 전력 소모를 줄이는 핸드오버 지연 감소 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 이동 단말의 제1망과 제2망간의 핸드오버 지연을 감소시키는 방법으로서, 제1망에서 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하는 단계; 및 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 현재 사용중인 제 2망을 통해 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 매체 독립 핸드오버 서버에서 제1망과 제2망간의 핸드오버 지연을 감소시키는 방법으로 서, 이동 단말로부터 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 수신하는 단계; 상기 이동 단말로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 요청받는 단계; 및 상기 제1망 접속 정보를 상기 이동 단말로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 매체 독립 핸드오버 서버와 이동 단말을 구비하며, 제1망으로부터 제2망으로의 핸드오버 지연을 감소시키기 위한 시스템으로서, 제1망으로부터 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하고, 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 이동 단말; 및 상기 이동 단말로부터 상기 컨텍스트를 수신한 후, 상기 제1망 접속 정보 요청 받으면, 상기 이동 단말로 상기 컨텍스트를 포함하는 상기 제1망 접속 정보를 송신하는 매체 독립 핸드오버 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는 제1망에서 제2망으로의 핸드오버 지연을 감소시키는 이동 단말 장치로서, 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 저장하는 메모리와 상기 메모리를 제어하여 핸드오버 지연을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 컨텍스트를 제1망에서 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하도록 제어하는 단계; 및 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는 제1망에서 제2망으로 핸드오버 지연을 감소시키는 매체 독립 핸드오버 서버 장치로서, 망 접속 정보 및 컨텍스트를 저장하는 메모리와 상기 메모리를 제어하여 핸드오버 감소를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 이동 단말로부터 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 수신하는 단계; 이동 단말로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 요청 받는 단계; 및 상기 제1망 접속 정보를 상기 이동 단말로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성을 설명함에 있어서, 도면들 중 동일한 구성 요소들을 동일한 부호들로 표현한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.
1. MT의 VHO 지연 감소 방법
다음에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 이동 단말의 이종 망 핸드오버 지연 감소 방법을 설명한다.
먼저 본 발명의 실시예에서 사용할 이종 망에 대해 설명한다. 이동 단말(Mobile Terminal: MT)은 무선 랜과 같은 IEEE 802.11 접속망, 와이맥스 접속망 또는 와이맥스 접속망과 같은 IEEE 802.16 접속망, 3GPP 망 및 3GPP2 망 등에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 이동 단말임을 가정한다. 이중에서도 대표적으로 제1 망을 와이맥스 접속망으로 하고, 제2망을 무선 랜 접속망으로 할 경우를 도 1을 참조하여 설명한다. 상기 와이맥스망과 와이브로 망은 IEEE 802.16을 기반으로 한 망으로 제1망을 와이브로 망으로 가정할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 중첩되어 존재하는 와이맥스 접속망(WiMAX Access Network: WiMAX AN) 과 무선 랜 접속망(WLAN Access Network: WLAN AN)을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면. 와이맥스 접속망과 무선 랜 접속망은 중첩하여 존재하며, 와이맥스 접속망은 무선 랜 접속망을 내부에 포함한다. 상기 두 모드가 공존하는 영역에 단말이 있으며, 현재 단말은 무선 랜과 통신하고 있다고 가정한다.
도 1을 본 발명에 적용하면, 듀얼 모드 단말은 슈퍼-셋(super-set) 개념인 와이맥스와 먼저 서비스를 시작한 후, 무선 랜을 검색하여 서비스가 가능 할 때 핸드오버하는 절차를 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동 단말은 먼저 와이맥스 망과 통신을 수행한다. 그리고 와이맥스 망 접속에 필요한 정보를 컨텍스트로 매체 독립 핸드오버 서버(Media Independent Handover Server: MIHS)로 전송한다. 이는 추후 이동 단말이 무선 랜 접속망으로부터 와이맥스 망으로 핸드오버 할 때를 대비해 미리 와이맥스 접속망에 대한 정보를 컨텍스트로 전송하는 것이다.
무선 랜에서 와이맥스로 핸드오버 할 경우, 이동 단말은 현재 활성화되어 있는 무선 랜 채널을 통해 컨텍스트 전송 프로토콜(Context Transfer Protocol)을 이용할 수 있다. 그리고 이동 단말은 매체 독립 핸드오버 서버에 저장되어 있는 자신 의 와이맥스 접속망 관련 컨텍스트 정보를 받아 온다. 이 때, 매체 독립 핸드오버 서버는 이동 단말의 컨텍스트가 현재 사용 가능한 자원들인지를 체크한 후, 만약 사용 가능한 자원이 바뀌었을 때에는 컨텍스트를 갱신한 후, 단말로 송신한다. 이 컨텍스트 정보는 단말이 와이맥스 쪽으로 핸드오버 할 때 수행해야 할 네트워크 스캐닝과 빠른 범위 설정(물리적 절차: 약 10 msec 소요), 비밀 인증과 모바일 아이피 절차(약 1.5 sec~2 sec 소요), 서비스 등록 절차(1초 미만 소요) 등의 절차들을 생략 가능하게 만든다. 그리고 이동 단말은 매체 독립 핸드오버 서버에서 받아 온 컨텍스트 정보를 사용하여 바로 서비스를 받을 수 있다.
이를 통해 본 발명의 실시예는 이종 망 핸드오버 할 때 하나의 모드만을 사용할 수 있기 때문에 전력 소모가 줄어든다. 또한 본 발명의 실시예는 이종 망 핸드오버를 위한 각종 시그널링 절차를 생략할 수 있기 때문에 이종 망 핸드오버 지연 시간도 줄어든다.
이하, 도 2를 참조하여 이종 망 핸드오버 지연 감소 방법을 설명한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말의 이종 망 핸드오버 지연 감소 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 210단계에서 이동 단말은 제1망에서 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버에게 컨텍스트를 송신한다. 210단계에 대한 상세한 설명은 도3의 설명에서 후술한다. 220단계에서 이동 단말은 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신한다. 220단계에 대한 상세한 설명은 도4의 설명에서 후술한다.
대표적으로 제1망은 와이맥스 망이 될 수 있고, 제2망은 무선 랜 망이 될 수 있다. 즉, 제1 접속망이 제 2 접속망을 내부에 포함하는 망 구성에서 컨텍스트 교환을 이용한 이동 단말의 핸드오버 지연 감소 방법이 사용될 수 있다. 또한, 제1망과 제2망 각각은 이동 단말에서 이용 가능한 IEEE802.11, IEEE802.16, CDMA, WCDMA 망 등이 될 수 도 있다.
컨텍스트는 컨텍스트 전송 프로토콜을 이용하여 이동 단말과 매체 독립 핸드오버 서버간에 교환될 수 있다. 그리고 상기 컨텍스트는 망 접속에 필요한 정보로 채널 아이디(Channel IDs), 범위 정보(Ranging Information), 보안 정보(Security Information), 네트워크 주소(Network Address), 서비스 관련 정보(Service relevant information)를 포함하여 구성될 수 있다. 제 1망 접속 정보는 상기 컨텍스트를 포함하며, 매체 독립 핸드오버 서버에 의해 상기 컨텍스트가 제1망 접속에 사용될 수 있는지를 검사된다. 상기 매체 독립 핸드오버 서버는 상기 제1망 접속에 상기 컨텍스트를 사용할 수 있는지를 네트윅 서버들을 이용하여 검사할 수도 있다.
1.1 MT에서 MITS로 컨텍스트 전송 과정
이하, 도 3을 참조하여 핸드오버 지연 감소 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1망에서 제2망으로 핸드오버 할 때 매체 독립 핸드오버 서버로 컨텍스트를 송신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 310단계에서 이동 단말은 제1망과 통신하면서 제1망 통신에 필요한 정보를 수집한다. 320 단계에서 이동 단말은 상기 정보를 컨텍스트 형태로 매체 독립 핸드오버 서버로 전송한다. 330 단계에서 이동 단말은 제2망 링크를 수립하여 제2망 링크를 사용 가능하게 한다.
본 발명의 실시예에 따른 컨텍스트 송신 과정은 이동 단말이 제1망에서 통신하면서 제1망 접속 정보를 수집하여 컨텍스트로 전송한다. 상기 전송은 추후 제1망으로 핸드오버 할 때 이용하기 위해 미리 전송하는 것이다. 따라서 추후에 제1망으로 핸드오버 할 때에는 상기 망 접속 정보를 이용하여 빠른 핸드오버를 하나의 모드만을 사용하여 실행할 수 있게 된다.
1.2 MIHS에서 MT로 망 접속 정보 전송 과정
이하, 도 4를 참조하여 핸드오버 지연 감소 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때 매체 독립 핸드오버 서버로부터 이동 단말로 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 410 단계에서 이동 단말은 제2망과 통신하면서 제1망 접속 정보를 매체 독립 핸드오버 서버에게 요청한다. 420 단계에서 이동 단말은 제1망 접속 정보를 매체 독립 핸드오버 서버로부터 수신한다. 여기서 제1망 접속 정보는 매체 독립 핸드오버 서버에 의해 제1망 접속 정보로 사용될 수 있기 위해 컨텍스트를 갱신한 것이다. 430 단계에서 이동 단말은 제1망 링크를 수립하여 제1망 링크를 사용한다.
이동 단말은 제1망 접속 정보가 없다면, 네트워크 스캐닝(Network Scanning), 범위 설정(Ranging), 보안 인증(Security Authentication), 이동 아이피 바인딩 갱신(Mobile IP Binding Update)등을 모두 수행하여야 한다. 그리고, 핸 드오버를 수행하는 도중에도 이동 단말은 제1망과 제2망 모두에 대한 통신을 수행하여야 하므로 전력 소모가 극대화 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 이동 단말은 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 제1망 접속 정보를 이용한다. 상기 제1망 접속 정보는 제1망 통신에 필요한 정보를 미리 이동 단말에서 매체 독립 핸드오버 서버로 전송한 것이다. 이동 단말은 상기 제1망 접속 정보가 없다면 핸드오버 과정에 필요한 정보들은 처음부터 다시 수집하여야 한다. 하지만 상기 제1망 접속 정보를 매체 독립 핸드오버 서버로부터 수신함으로써 이종 망 핸드오버 지연 시간을 감소시키고 한가지 모드만을 사용함으로써 전력을 감소시킬 수 있다.
2. MIHS의 VHO 지연 감소 방법
이하, 도 5를 참조하여 핸드오버 지연 감소 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 매체 독립 핸드오버 서버의 핸드오버 지연 감소 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 510 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 이동 단말로부터 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 수신한다. 520 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 이동 단말로부터 제1망 접속 정보를 요청 받는다. 530 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 제1망 접속 정보가 이동 단말이 사용가능한 것인지를 다른 네트워크 서버들과 체크한다. 여기서 제1망 접속 정보는 상기 컨텍스트를 이용하며, 상기 컨텍스트 정보가 제1망 접속 정보로 사용될 수 있게 갱신 한 것이 된다. 540 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 제1망 접속 정보를 이동 단말로 송신 한다.
매체 독립 핸드오버 서버는 IEEE802.21에서 제안하고 있지만, 종래의 매체 독립 핸드오버 서버는 네트윅의 정보를 단말로 송신하거나, 단말에서 발생하는 이벤트를 네트윅으로부터 수신하는 기능을 수행한다. 하지만, 종래 방식에서는 본 발명과 같이 망 접속에 필요한 정보들을 컨텍스트로 저장하거나, 송수신하는 기능을 가지고 있지 않다. 현재 IEEE 802.21에서 제안되고 있는 매체 독립 핸드오버 서버의 동작은 주로 정적인 네트웍 정보 (인접 기지국 정보 등)를 초기에 전송해 주는 기능만을 정의한 상태이다. 즉, 단말에 따라 실시간 적으로 변하는 정보들 (단말의 IP 주소, 인증 정보, 사용 서비스 특성 등) 에 대한 프로파일은 관리하고 있지 않다. 본 발명은 매체 독립 핸드오버 서버의 기능을 강화하여 단말의 동작 관련 실시간 정보를 수집하고 이에 대한 결정을 내릴 수 있도록 한 것이 특징이다.
3. VHO 지연 감소 시스템
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 핸드오버 지연 감소 시스템을 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 이동 단말과 매체 독립 핸드오버 서버간의 핸드오버 지연 감소 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 610 단계에서 이동 단말은 제1망에서 통신을 수행한다. 620 단계에서 이동 단말은 매체 독립 핸드오버 서버로 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 전송한다. 630 단계에서 이동 단말은 제1망 통신을 해제하고 제2망과 링크를 수립한다. 640 단계에서 이동 단말은 제1망 통신에 필요한 제1망 접속 정보를 매체 독립 핸드오버 서버에게 요청한다. 650 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 제1망 접속 정보를 갱신 한다. 660 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 제1망 접속 정보를 전송한다. 670 단계에서 이동 단말은 제2망과 통신을 해제하고 제1망과 링크를 수립한다.
이하, 도 7을 참조하여 와이맥스 망과 무선 랜 망을 이종망으로 이용한 핸드오버 감소 시스템을 설명한다.
도 7에서 사용된 약어는 다음과 같다. MAC은 매체 접근 제어(Media Access Control), AP는 접속접(Access Point), AR은 접속 라우터(Access Router)를 나타낸다. RAS(Registration, Admission and Status)는 등록, 연결 승인, 상태보고와 연결 해제 등의 절차를 수행한다. ACR(Access Control Router)은 일반적으로 접근 제어 라우터로 무선에서의 유선 라우터 역할을 수행하면서도 이동 중 로밍 등의 역할을 수행한다. 여기서 AR 또는 ACR은 매체접근 보다 상위계층으로 컨텍스트 전송 프로토콜을 이용하여 이동 단말과 매체 독립 핸드오버 서버간 컨텍스트의 중계를 담당한다.
도 7을 참조하면, 이동 단말은 다중-모드 터미널을 구비한다. 상기 다중-모드 터미널은 무선 랜 접속망과 와이맥스 접속망과 통신을 가능하게 한다. 그리고 이동 단말은 매체 독립 핸드오버 모듈(Media Independent Handover Module: MIHM)을 구비한다. 상기 매체 독립 핸드오버 모듈은 이종 망간의 핸드오버 지연을 감소시키는 역할을 수행한다. 매체 독립 핸드오버 모듈은 망 접속 정보에 필요한 컨텍스트를 저장하는 메모리와 상기 메모리를 제어하여 핸드오버 지연을 제어하는 제어부를 포함한다.
705 단계에서 이동 단말(멀티-모드 터미널)의 무선 랜 매체 접근 제어와 무선 랜 접속망(WLAN AN)의 접속 접(AP)은 트래픽 흐름을 갖는다. 즉, 705 단계에서 이동 단말과 무선 랜 접속망은 통신을 수행한다. 710 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 와이맥스 매체 접근 제어에서 링크를 감지한다. 715 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 무선 랜에서 와이맥스로 핸드오버 할 것인지를 결정한다.
715 단계에서 핸드오버가 결정되면, 720 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 무선 랜의 접속 라우터(AR)로 와이맥스 컨텍스트를 요청한다. 725 단계에서 무선 랜의 접속 라우터는 매체 독립 핸드오버 서버로 와이맥스 컨텍스트 요청을 단말 아이디와 함께 전달한다. 여기서 매체 독립 핸드오버 서버가 요청된 컨텍스트를 와이맥스 접속망에서 사용 가능하게 갱신 하였다고 가정한다.
730 단계에서 매체 독립 핸드오버 서버는 무선 랜 접속망의 접속 라우터로 와이맥스 컨텍스트를 전송한다. 735 단계에서 무선 랜 접속망의 접속 라우터는 와이맥스 컨텍스트를 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈로 전달한다.
740 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 무선 랜의 접속 라우터로 고속 바인딩 갱신(Fast Binding Update: FSB) 메시지를 전송한다. 745 단계에서 무선 랜의 접속 라우터는 와이맥스 접속망의 접속 제어 라우터(ACR)로 핸드오버 초기화(Handover Initiation) 메시지를 전송한다. 이에 대응하여 750 단계에서 와이맥스 접속망의 접속 제어 라우터는 핸드오버 응답 문자(Handover Acknowledgement: HAck) 메시지를 무선 랜의 접속 라우터로 전송한다. 755 단계에 서 무선 랜의 접속 라우터는 신속한 바인딩 응답 문자(Fast Binding Acknowledgement: FBAck) 메시지를 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈로 전송한다.
이후, 760 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 무선 랜의 매체 접근 제어의 링크를 닫는다(Link_Down). 765 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 무선 랜의 접속접으로 연결 해제 요청(Deassociation Request) 메시지를 전송한다. 770 단계에서 무선 랜의 접속접은 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈로 연결 해제 응답(Deassociation Response) 메시지를 전송한다.
775 단계에서 이동 단말의 와이맥스 접속망의 매체 접근 제어는 매체 독립 핸드오버 모듈로 링크 수립(Link_Up) 메시지를 전송한다. 780 단계에서 이동 단말의 매체 독립 핸드오버 모듈은 와이맥스 매체 접근 제어로 링크 변경 요청(Link_Switch_Req) 메시지를 전송한다. 785단계에서 레이어 2의 핸드오버 과정이 수행되며, 790 단계에서 와이맥스와 멀티모드 터미널간의 통신이 개시된다.
4. VHO 감소를 위한 인터페이스
이하, 도 8을 참조하여, 이종 망 핸드오버 지연 감소를 위한 인터페이스를 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말과 네트워크 서버의 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 식별 번호 810은 이동 단말(Mobile Terminal)의 구성을 나타낸다. 모바일 터미널은 IEEE 802.21에 정의되는 매체 독립 핸드오버 모듈과 본 발명의 실시예에서 제안하는 매체 규격 정보 클라이언트 모듈(Media Specific Information Client Module)을 포함하여 구성된다. 여기서 상기 매체 규격 정보 클라이언트 모듈은 매체 독립 핸드오버 모듈에 포함되게 구성될 수 있다.
식별 번호 820은 네트워크 서버(Network Server)의 구성을 나타낸다. 네트워크 서버는 매체 독립 핸드오버 모듈과 본 발명의 실시예에서 제안하는 매체 규격 정보 서버 모듈(Media Specific Information Server Module)을 포함하여 구성된다. 여기서 상기 매체 규격 정보 서버 모듈은 매체 독립 핸드오버 모듈에 포함되게 구성될 수 있다.
매체 독립 핸드오버 모듈과 매체 규격 정보 클라이언트 모듈은 IEEE 802.11 접속망(무선 랜의 매체 접근 제어 계층/물리 계층), IEEE 802.16 접속망(와이맥스의 매체 접근 제어 계층/물리 계층) 및 나머지(예컨대, W-CDMA, EV-DO 등)과 연결되어 이종 망 핸드오버와 관련된 정보 메시지를 송수신한다.
매체 규격 정보 서버 모듈은 무선 랜 접속접(WLAN AP), 와이맥스 기지국(WiMAX BS), 그리고 다른 기지국(Base Terminal Station)과 이종 망 핸드오버와 관련된 정보 메시지를 송수신한다.
이동 단말의 무선 랜 매체 접근 제어 계층/물리 계층은 무선 랜 접속접의 매체 접근 계층/물리 계층과 메시지를 송수신한다. 그리고 이동 단말의 와이맥스 매체 접근 계층/물리 계층은 와이맥스 기지국의 매체 접근 계층/물리 계층과 메시지를 송수신한다. 마찬가지로 이동 단말의 다른 모드를 위한 매체 접근 계층/물리 계층 또한 각각 대응하는 베이스 터미널 스테이션의 매체 접근 계층/물리 계층과 메 시지를 송수신한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예는 이미 활성화되어 있는 무선 랜(제2망)을 통해 와이맥스(제1망) 무선 채널 및 네트윅, 서비스 관련 컨텍스트를 받아와서 설정한다. 따라서 본 발명의 실시예는 두 모드가 동시에 동작하는 시간이 매우 짧거나 없다. 이를 통해 이종 망 핸드오버를 위한 단말의 전력 소모는 크게 줄어 들 수 있다.
종래의 이종망 핸드오버 방식은 와이맥스 무선 채널을 미리 설정하기 전에 무선 랜으로 와이맥스 영역의 네트윅 정보 및 서비스 관련 정보를 받아 오는 방식을 이용한다. 때문에, 종래의 이종망 핸드오버 방식은 단말이 무선 랜 영역에서 망 접속 정보를 다시 네트윅과 협상하여 얻어내는 시간이 길어져서 이종 망 핸드오버가 증가한다.
본 발명에서 제안하는 방식은 단말이 무선 랜으로 이종 망 핸드오버하기 전에 와이맥스 영역에서 사용하던 모든 정보들을 MIHS로 전송하여 저장한 후, 다시 와이맥스로 재진입(re-enter)할 때 받아 오는 태양이다. 따라서, 네트윅과 다시 협상하는 시간이 제거되므로 이종 망 핸드오버 지연이 크게 줄어 들게 된다.
또한, 네트윅 쪽에서는 단말이 MIHS에 저장한 컨텍스트 내 자원들의 현재 사용 가능 여부를 자체적으로(네트윅 내에서) 확인한 후, 갱신을 거쳐서 이동 단말에게 전송하기 때문에 이종 망 핸드오버가 실패할 확률이 줄어드는 효과가 있다.
본 발명은 이종 망간에 핸드오버 할 때 이동 단말의 핸드오버 지연이 감소되는 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이종 망간에 핸드오버 할 때 멀티 모드를 갖는 이동 단말이 하나의 모드만으로 핸드오프를 가능하게 함으로써 이동 단말에게 부과되는 전력 소모를 줄이는 방법 및 장치를 제공하는 효과도 있다.

Claims (24)

  1. 이동 단말의 제1망과 제2망간의 핸드오버 지연을 감소시키는 방법에 있어서,
    상기 제1망에서 상기 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하는 단계; 및
    상기 제2망에서 상기 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨텍스트는,
    채널 ID, 범위 정보(ranging information), 보안 정보(security information), 망 주소(network address) 및 서비스 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1망 접속 정보는,
    상기 매체 독립 핸드오버 서버에 의해 상기 컨텍스트를 갱신된 것임을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1망 접속 정보는,
    상기 매체 독립 핸드오버 서버에 의해 상기 컨텍스트가 상기 제1망 접속 정보로 사용가능한지 확인된 갱신 정보인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 컨텍스트는,
    컨텍스트 전송 프로토콜(Context Transfer Protocol)을 이용하여 송수신되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 컨텍스트를 송신하는 단계는,
    제1망과 통신하며 제1망 통신에 필요한 정보를 수집하는 단계;
    상기 정보를 컨텍스트로 매체 독립 핸드오버 서버로 송신하는 단계; 및
    제2망 링크를 수립하여 제2망과 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1망 접속 정보를 수신하는 단계는,
    제2망 무선 채널을 설정하기 전에 제1망의 네트윅 정보 및 서비스 관련 정보를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1망 접속 정보를 수신하는 단계는,
    상기 제1망 접속 정보를 매체 독립 핸드오버 서버로부터 제2망을 통해 수신하는 단계; 및
    상기 제2망 링크를 해제하고, 상기 수신된 제1망 접속 정보를 사용하여 제1망과 통신을 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1망의 셀 영역은 제2망의 셀 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1망 및 제2망 각각은 IEEE 802.11, IEEE802.16, 3GPP 및 3GPP2의 망 중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  11. 매체 독립 핸드오버 서버에서 제1망과 제2망간의 핸드오버 지연을 감소시키는 방법에 있어서,
    이동 단말로부터 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 수신하는 단계;
    상기 이동 단말로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 요청 받는 단계; 및
    상기 제1망 접속 정보를 상기 이동 단말로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 핸드오버 지연 감소 방법은
    상기 제1망 접속 정보가 사용 가능한 자원인지를 다른 네트윅 서버들과 체크하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 컨텍스트는,
    채널 ID, 범위 정보(ranging information), 보안 정보(security information), 망 주소(network address) 및 서비스 관련 정보를 포함하는 것을 특 징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보는,
    매체 독립 핸드오버 서버에 의해 상기 컨텍스트가 제1망 접속 정보로 사용가능한지 확인된 갱신 정보인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 컨텍스트는
    컨텍스트 전송 프로토콜(Context Transfer Protocol)을 이용하여 송수신되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1망의 셀 영역은 제2망의 셀 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1망 및 제2망 각각은 IEEE802.11, IEEE802.16, 3GPP 및 3GPP2의 망중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 방법.
  18. 매체 독립 핸드오버 서버와 이동 단말을 구비하며, 제1망으로부터 제2망으로의 핸드오버 지연을 감소시키기 위한 시스템에 있어서,
    제1망에서 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하고, 제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하는 이동 단말; 및
    상기 이동 단말로부터 상기 컨텍스트를 수신한 후, 상기 제1망 접속 정보 요청 받으면, 상기 이동 단말로 상기 컨텍스트를 포함하는 상기 제1망 접속 정보를 송신하는 매체 독립 핸드오버 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1망 접속 정보는,
    상기 매체 독립 핸드오버 서버와 다른 네트윅 서버들에 의해 체크된 갱신된 제1망 접속 정보인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1망은 와이맥스 망이고, 제2망은 무선 랜 망인 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 이동 단말과 상기 매체 독립 핸드오버 서버간의 상기 컨텍스트의 송수신은 컨텍스트 전송 프로토콜에 의해 송수신되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 시스템
  22. 제18항에 있어서,
    상기 이동 단말과 상기 매체 독립 핸드오버 서버간의 상기 컨텍스트의 송수신은 제1망 또는 제2망의 매체 접근 계층보다 상위계층의 중계를 통해 송수신되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 지연 감소 시스템.
  23. 제1망에서 제2망으로의 핸드오버 지연을 감소시키는 이동 단말 장치에 있어서,
    제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트로 저장하는 메모리와 상기 메모리와 결합하여 핸드오버 지연을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 컨텍스트를 제1망으로부터 제2망으로 핸드오버 할 때, 매체 독립 핸드오버 서버로 상기 제1망 접속에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 송신하게 제어하는 단계; 및
    제2망에서 제1망으로 핸드오버 할 때, 상기 매체 독립 핸드오버 서버로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 수신하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말 장치.
  24. 제1망에서 제2망으로 핸드오버 지연을 감소시키는 매체 독립 핸드오버 서버 장치에 있어서,
    망 접속 정보 및 컨텍스트를 저장하는 메모리와 상기 메모리를 제어하여 핸드오버 감소를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 이동 단말로부터 제1망 통신에 필요한 정보를 컨텍스트 형태로 수신하는 단계;
    상기 이동 단말로부터 상기 컨텍스트를 포함하는 제1망 접속 정보를 요청 받는 단계; 및
    상기 제1망 접속 정보를 상기 이동 단말로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버 장치.
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