KR100833999B1 - 멀티인터페이스를 구비한 사용자 단말을 이용한 끊김없는이동성 관리방법 - Google Patents

멀티인터페이스를 구비한 사용자 단말을 이용한 끊김없는이동성 관리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 멀티인터페이스 단말기를 이용하는 사용자가 이동 또는 네트워크 환경의 변화 등으로 인한 핸드오버 발생시에 끊김없는 서비스를 제공하기 위한MIPv6(Mobile Internet Protocol Version 6) 이동성 관리 방법에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 자원 관리자 (RRM : Radio Resource Manager)에서 핸드오버 수행시점을 결정하는 단계, 멀티인터페이스를 구비한 사용자 단말을 이용하여 핸드오버가 실행되는 단계 및 무선 자원 관리자에서 핸드오버 완료 시점을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 멀티인터페이스는 현위치에서 접속 중인 라우터로부터 데이터를 수신하는데 사용되는 서빙 인터페이스(Serving Interface)와 핸드오버 시 사용되는 핸드오버 인터페이스(Handover interface)를 포함한다. 본 발명을 통해 멀티인터페이스를 가지는 단말은 핸드오버시에도 끊김없는 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.
핸드오버, 멀티인터페이스

Description

멀티인터페이스를 구비한 사용자 단말을 이용한 끊김없는 이동성 관리방법{The Mobility Management Method for seamless handover using user terminal with multi interfaces}
도1은 3세대 이후의 이동통신 서비스 환경을 나타낸 것이다.
도2는 HMIPv6를 근간으로하는 IP-그룹핑(grouping)의 네트워크 시스템 및 멀티인터페이스를 통한 핸드오버시의 데이터 흐름을 나타낸 것이다.
도3은 핸드오버시에 멀티인터페이스를 통해 컨트롤 신호의 흐름을 나타낸 것이다.
도4는 핸드오버시에 각 네트워크 엔터티간의 컨트롤 신호 및 데이터 흐름을 나타낸 것이다.　　
본 발명은 무선 멀티인터페이스 단말기를 이용하는 사용자가 이동 또는 네트워크 환경의 변화 등으로 인한 핸드오버 발생시에 끊김없는 서비스를 제공하기 위한 MIPv6(Mobile Internet Protocol Version 6) 이동성 관리 방법에 관한 것이다.
3세대 이후의 이동통신 서비스는 도1에 나타난 것과 같이 네트워크에 있어 다양한 무선 접속기술이 공존하며 각각의 접속 시스템은 IP 백본 네트워크(IP Backbone Network)를 통해 정합되는 이동통신 서비스 환경을 제공하게 될 것이다. 이때 사용자 단말은 다양한 무선 접속 인터페이스를 가지며, 다양한 접속망을 통해 이동중에도 끊김 없는 서비스를 제공 받을 수 있게 된다. 끊김없는 이동성 제공을 위해서는 핸드오버 지연과 핸드오버시 발생하는 패킷 손실을 최소화 해야 한다. 대표적인 IP 이동성 제공 프로토콜인 MIPv6는 핸드오버시에 수초가량의 지연이 발생하기 때문에 실시간 응용에는 적용하기 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 해당 프로토콜의 핸드오버 지연은 IP 레벨에서의 이동감지,새로운 주소 할당 및 중복 여부 검사, 위치등록 등의절차에서 발생한다. IETF MIPSHOP 작업그룹에서는 이와같은 MIPv6의 문제점을 해결하기 위해 FMIPv6(Fast Handover for Mobile IPv6)와HMIPv6(Hierarchical Mobile IPv6)를 제안하고 있다. FMIPv6는 기존 MIPv6가 3계층에서 수행하던 이동감지에서의 지연을 최소화 하기 위해 2계층에서 트리거(Trigger) 되는 링크 정보를 활용한다. 이동 단말이 2계층 핸드오버를 감지하고, 이전 접속 라우터와 새로운 접속 라우터를 통해 2계층 핸드오버가 완료되기 전에 3계층 핸드오버의 일부를 수행하거나, 2계층 핸드오버가 완료 되었다 하더라도 이전 접속 라우터와 새로운 접속 라우터간의 양방향 터널을 이용하여 3계층 위치 등록전에 진행중인 서비스를 계속 받을 수 있게 하여 실시간 서비스를 지원하는 기술이다. 한편 HMIPv6는 지역내 이동성 처리를 위해 Mobile IPv6와 IPv6 네이버 디스커버리 프로토콜(Neighbor Discovery Protocol)을 확장한 프로토콜이다. HMIPv6는 계층적으로 MIPv6이동성을 관리함으로써 MN(Mobile Node)와 HA(Home Agent) 및 CN(Correspondent Node)간의 시그널링 오버헤드를 감소시키고, 위치등록 속도를 향상 시켰다. 한편, 새로운 무선 접속 기술들이(802.11, 802.16, 802.20, UMTS등) 최근 활발하게 개발되고 있으며, 다양한 무선 접속 기술을 지원하는 둘 이상의 멀티인터페이스를 가지는 단말이 등장하고 있다. 하지만, 기존 MobileIPv6 (RFC3775)와 NEMO Basic Support(RFC 3963) 프로토콜들은 멀티인터페이를 동시에 이용할 수 있는 방법을 지원하지 않고 있다.　
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사용자가 IP 백본 네트워크를 통해 연결되어 있는 무선 접속망을 통한 데이터전송 서비스를 제공받음에 있어 멀티인터페이스를 구비한 단말을 이용함으로써 핸드오버 발생시 끊김없이 데이터 전송 서비스를 받을 수 있는 이동성 관리 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 자원 관리자 (RRM : Radio Resource Manager)에서 핸드오버 수행시점을 결정하는 단계, 멀티인터페이스를 구비한 사용자 단말을 이용하여 핸드오버가 실행되는 단계 및 무선 자원 관리자에서 핸드오버 완료 시점을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 멀티인터페이스는 현위치에서 접속 중인 라우터로부터 데이터를 수신하는데 사용되는 서빙 인터페이스(Serving Interface)와 핸드오버시 사용되는 핸드오버 인터페이스(Handover interface)를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참 조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 본 발명의 기술적 사상의 한도 내에서 여러 형태로 구현될 수 있으며 여기에 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도2에는 HMIPv6를 근간으로하는 IP-그룹핑(grouping)의 네트워크 시스템이 나타나 있다. 도2를 참조하면, 상기 시스템은 IP 백본 네트워크(209)와 연결된 HA(Home Agent, 이하 'HA'라고한다.)(201), CN(상대노드 : Correspond Node, 이하 'CN'이라고한다.)(202), MAP(Mobile Anchor Point, 이하 'MAP'라고한다.)(203), 이전 접속 라우트(old_AR)(204), 새로운 접속 라우트(new_AR)(205) 및 사용자 단말(UT)(206)로 구성된다. HA(201)은 홈 망에 있는 라우터 중 사용자 단말(206)의 등록정보를 가지고 있어서 외부망에 있는 사용자 단말(206)의 현재위치로 데이터를 전송하는 라우터를 의미하며, CN(202)은 이동중인 사용자 단말과 통신을 하고 있는 상대 노드를 의미한다. MAP(203)는 사용자 단말이 위치한 영역의 라우터로서 지역적인 이동성을 관리한다. 이전 접속 라우터(204) 및 새로운 접속 라우터(205)는 사용자 단말과 무선 연결이 가능한 무선 인터페이스를 가지는 라우터를 의미한다. 이전 접속 라우터(204)와 새로운 접속 라우터(205)간에는 핸드오버시 양방향 터널이 생성된다.
도2에 도시된 화살표는 서빙 인터페이스(S_IF)(207)와 핸드오버 인터페이스(H_IF)(208)를 포함하는 멀티인터페이스를 구비한 사용자단말(206)을 이용하여 이전 접속 라우터(204)로부터 새로운 접속 라우터(205)로 핸드오버 할 때의 데이터의 흐름을 나타낸 것이다. 즉 핸드오버 시에 사용자 단말(206)은 이전 접속 라우터(204)와 새로운 접속 라우터(205)의 중첩 영역에 있게 되며 이 경우 데이터는 이전 접속 라우터(204)와 서빙 인터페이스(207)간의 경로를 통해 전송되거나(T1), 이전 접속 라우터(204)로부터 새로운 접속 라우터(205)로의 터널링 경로를 통하여 핸드오버 인터페이스(208)로 전송되거나(T2), 새로운 접속 라우터(205)와 핸드오버 인터페이스(208)간의 경로(T3) 중 어느 하나 이상의 경로를 통해 전송된다. 상기 (T2)경로는 핸드오버 인터페이스(208)가 새로운 접속 라우터(205)와 연결은 되었지만, MAP(203), CN(202) 및 HA(201) 중 어느 하나 이상에 위치등록을 아직 하지 못한 경우의 전송 경로이며, 상기 (T3)경로는 핸드오버 인터페이스(208)가 위치등록을 완료한 경우의 전송 경로이다.
도3에는 멀티인터페이스를 지원하는 사용자 단말(206)이 새로운 접속 라우터(205)로 핸드오버 할 때 제어신호의 흐름이 나타나 있다. 무선자원관리자(RRM : Radio Resource Manger)(301)는 사용자 단말이 이동하여 이전 접속 라우터(204)로부터 서빙 인터페이스(207)를 통한 데이터 전송 서비스가 불가능해질 것을 감지하면 서빙 인터페이스(207)에 핸드오버 시작 명령을 전송한다(CS1). 또한 핸드오버 인터페이스(208)는 새로운 접속 라우터(205)로 2계층 및 3계층 연결 설정을 하고(CS2), 이전 접속 라우터로는 포워딩 요청을(CS3), MAP(203), CN(202) 및 HA(201) 중 어느 하나 이상으로 위치등록 요청 시그널(CS4)을 각각 전송한다.
도4에는 본 발명의 특징에 따른 핸드오버가 실행될 때 각 네트워크 엔터티 간에 발생하는 컨트롤 시그널 및 데이터 흐름을 표시한 도표가 나타나 있다. 핸드오버가 수행되기 전에 사용자 단말은 이전 접속 라우터과 서빙 인터페이스를 통해 데이터를 수신받고 있다(S1). 이때 무선 자원 관리자는 사용자 단말과 그 주변의 접속 라우터로부터 신호세기, 위치, 이동속도, 가용 무선자원 등과 같은 컨텍스트(Context) 정보를 주기적으로 수집하고 수집된 컨텍스트 정보를 바탕으로 핸드오버가 시작되어야 된다고 판단되면 사용자 단말과 이전 접속 라우터로 핸드오버 실행 명령(HO Initiate)을 전송한다(S2). 이때, 무선 자원 관리자는 해당 명령과 함께 새로운 접속 라우터의 ID와 핸드오버 인터페이스가 사용할 Local-CoA(Care-of Address)를 전송한다. HO Initate 명령을 수신한 이전 접속 라우터는 새로운 접속 라우터로 사용자 단말과 관련된 컨텍스트를 전송하고, 새로운 접속 라우터와의 통신을 위한 터널을 생성한다(S3). 따라서 데이터는 이전 접속 라우터로부터 사용자 단말 및 새로운 접속 라우터 양쪽으로 바이-캐스팅(Bi-casting)된다(S5). 이때 새로운 접속 라우터는 터널링된 데이터를 핸드오버 인터페이스가 연결될 때까지 버퍼링한다(S6). 한편 새로운 접속 라우터는 수신한 정보를 바탕으로 사용자 단말의 핸드오버 인터페이스를 대신하여 선행등록(Pre-Registration)을 수행한다(S4). 선행등록은 핸드오버 상황에 따라 HA(201), CN(202) 및 MAP(203) 중 어느 하나 이상으로 전송된다. 또한 무선 자원 관리자로부터 핸드오버 실행 명령을 수신한 핸드오버 인터페이스는 새로운 접속 라우터로 2계층(L2) 및 3계층(L3)의 연결을 수행한다(S7). 연결이 완료된 후 핸드오버 인터페이스는 버퍼링된 데이터를 수신한다(S8). 이때 데이터는 이전 접속 라우터로부터 서빙 인터페이스로의 경로와 새로운 접속 라우터로의 터널링 경로를 통한 핸드오버 인터페이스로의 경로를 통해 전송된다. 선행등록이 완료된 후에는 이전 접속라우터를 통해 서빙 인터페이스로, 새로운 접속 라우터를 통해 핸드오버 인터페이스로 데이터가 바이-캐스팅(Bi-casting) 된다(S9). 새로운 접속 라우터는 선행등록이 완료되어 바이케스팅 되는 데이터를 수신한 시점에 이전 접속 라우터와의 터널을 제거(detunneling)한다(S10). 무선 자원 관리자는 사용자 단말과 인근 접속 라우터의 상황을 정보를 모니터링 하여 핸드오버 종료 시점과 새로운 서빙 인터페이스를 결정한다(S11). 예를 들어 본 실시예에서는 핸드오버 인터페이스가 새로운 서빙 인터페이스로 선택이 되었다. 무선 자원 관리자는 기존 서빙 인터페이스와 이전 접속 라우터에 핸드오버 종료 명령 (HO Terminate) 명령을 전송하고(S12), 기존 서빙 인터페이스는 MAP(203), HA(201) 및 CN(202) 중 어느 하나 이상에 바이-캐스팅 중지 요청을 한다(S13).
본 발명에 의한 이동성 관리는 사용자의 이동 또는 네트워크의 환경 변화로 핸드오버요구가 발생하여 접속이 끊기기 전에 새로운 인터페이스로 핸드오버를 미리 실시하여 경로를 설정함으로써 사용자가 끊김없는 서비스를 제공 받을 수 있게 한다. 또한, 사용자가 두 망의 경계 부분에서 움직임으로 인한 빈번한 핸드오버 발생을 막을 수 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 현위치에서 접속 중인 라우터로부터 데이터를 수신하는데 사용되는 서빙 인터페이스와 핸드오버시 사용되는 핸드오버 인터페이스를 구비한 사용자 단말의 핸드오버 발생 시에 끊김없는 데이터 전송 서비스를 제공하기 위한 MIPv6 (Mobile Internet Protocol Version 6) 이동성 관리 방법에 있어서,
    (a) 무선 자원 관리자(RRM : Radio Resource Manager)가 상기 사용자 단말과 주변 접속 라우터들로부터 수집한 상황정보를 바탕으로 핸드오버 발생 시점을 판단하는 단계;
    (b) 상기 사용자 단말의 상기 서빙 인터페이스 및 상기 핸드오버 인터페이스를 이용하여 핸드오버가 실행되는 단계; 및
    (c) 상기 무선 자원 관리자가 핸드오버 완료 시점을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (b)단계는
    (b-1) 이전 접속 라우터로부터 상기 서빙 인터페이스로의 경로를 통한 데이터 전송 단계;
    (b-2) 무선 자원 관리자가 핸드오버 실행 명령 및 관련 파라미터를 상기 사용자 단말 및 상기 이전 접속 라우터로 전송하는 단계;
    (b-3) 상기 이전 접속 라우터가 새로운 접속 라우터로 상기 사용자 단말과 관련된 컨텍스트(context)를 전송하고, 상기 새로운 접속 라우터와의 통신을 위한 터널을 생성하는 단계;
    (b-4) 상기 새로운 접속 라우터가 수신한 정보를 바탕으로 상기 사용자 단말의 핸드오버 인터페이스를 대신하여 선행등록(Pre-Registration)을 수행하는 단계;
    (b-5) 상기 새로운 접속 라우터에 의한 선행등록이 완료되기 전까지 데이터가 상기 이전 접속 라우터로부터 상기 서빙 인터페이스로의 경로 및 상기 새로운 접속 라우터로의 터널을 통한 핸드오버 인터페이스로의 경로를 통해 전송되는 단계
    (b-6) 상기 새로운 접속 라우터에 의한 선행등록이 완료된 후 상기 이전 접속 라우터를 통해 상기 서빙 인터페이스로, 상기 새로운 접속 라우터를 통해상기 핸드오버 인터페이스로 데이터가 바이-캐스팅(Bi-casting) 되는 단계; 및
    (b-7) 상기 새로운 접속 라우터가 상기 이전 접속 라우터와의 터널을 제거(detunneling)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (b-5)단계는
    (b-8) 상기 새로운 접속 라우터가 상기 핸드오버 인터페이스와 연결될 때까지 상기 이전 접속 라우터로부터 터널링된 데이터를 버퍼링하는 단계;
    (b-9) 상기 무선 자원 관리자로부터 핸드오버 실행 명령을 수신한 상기 핸드오버 인터페이스가 상기 새로운 접속 라우터로 2계층 및 3계층의 연결을 수행하는 단계; 및
    (b-10) 상기 새로운 접속 라우터로의 연결이 완료된 후　상기 핸드오버 인터페이스가 버퍼링된 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리방법.
  6. 제3항에 있어, 상기 (c) 단계는
    (c-1) 상기 무선 자원 관리자가 상기 사용자 단말과 인근 접속 라우터의 상황을 정보를 모니터링 하여 핸드오버 종료 시점과 새로운 서빙 인터페이스를 결정하는 단계;
    (c-2) 상기 무선 자원 관리자가 기존 서빙 인터페이스와 이전 접속 라우터에 핸드오버 종료 명령 (HO Terminate) 명령을 전송하는 단계 및
    (c-3) 기존 서빙 인터페이스는 MAP, CN 및 HA 중 적어도 하나 이상에 바이-캐스팅 중지 요청을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리방법.
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