KR101023529B1 - 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법 - Google Patents

인프라망과 애드혹망간의 전환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법은 기지국과 이동단말로 이루어지는 통신 시스템에서 기지국이 망을 운용하는 방법에 있어서, 복수의 이동단말의 가입을 승인하는 단계; 망의 운용을 인프라망 전용으로 설정하고, 상기 복수의 이동단말로 망 운용을 위한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 상기 인프라망을 이탈하는 이동단말을 감지하면 망의 운용을 인프라망 전용에서 인프라망과 애드혹망의 혼합망으로 전환하고, 이 전환 상태를 상기 이동단말 전부에게 브로드캐스팅하는 단계; 및 상기 이탈한 이동단말의 재진입을 감지하면 인프라망 전용으로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 기지국과 이동단말로 이루어진 인프라망을 운용하다가 이동단말이 인프라망의 전파 통달거리를 벗어나거나 음영지역에 진입했을 때 이동단말이 통신 불가 상태가 되는 일반적인 망 운용과는 달리 애드혹망으로 전환하여 인프라망 내의 이동단말까지 중계를 통해 데이터 전송이 가능하기 때문에 이동단말이 통신 불가 상태가 되지 않는다.

Description

인프라망과 애드혹망간의 전환 방법{Method for switching between Infra Structrue network and Ad-hoc network}
본 발명은 동일 주파수 대역을 이용하여 이종의 통신 방식인 인프라망(Infra Structure Network)과 애드혹망(Ad-hoc network) 간의 전환 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국과 이동단말들이 인프라망을 형성하여 운용되던 중 인프라망에 가입된 이동단말이 핸드오버 혹은 탈퇴절차 없이 망을 이탈한 경우, 인프라망을 벗어난 이동단말들이 별도의 애드혹망을 구성하여 인프라망으로 데이터 통신이 되도록 망을 혼용하여 운용하는 방법 및 애드혹망에서 다시 인프라망으로 복귀하는 방법에 관한 것이다.
무선통신망은 유선 환경에 기반을 둔 기지국을 중심으로 구성되는 인프라망과 기지국 없이 순수 이동단말로만 구성된 애드혹망으로 구성된다. 일반적으로 인프라망과 애드혹망은 서로 다른 주파수 대역을 사용하고 있으며, 두 망간의 연동을 위해서는 별도의 게이트웨이가 필요하다. 현재의 통신 기술은 동일한 주파수 대역에서 와이맥스 망(Wi-Max)과 애드혹 망을 동시에 지원하는 방법이 없다.
종래의 기술로 인프라망과 애드혹 혼합 망을 구성할 경우, 이종의 두 망이 서로 다른 주파수를 이용하기 때문에 인프라 망에 접속 가능한 인프라용 이동단말이 필요하고 애드혹 망에 접속 가능한 애드혹 이동단말이 필요하며 인프라와 애드혹을 연결할 게이트웨이 노드가 별도로 필요하다. 즉, 이종 망을 운용하기 위한 노드들이 각각 존재해야 하기 때문에, 노드 수가 두 배로 증가되며 망 운용의 유연성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하기 위한 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동일 주파수 대역을 이용하여 기지국과 이동단말이 이종의 통신 방식인 인프라망과 애드혹망을 동시에 복합적으로 운용할 수 있도록 하는 인프라망과 애드혹망간의 망 전환 방법을 제공하는데 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법은 기지국과 이동단말로 이루어지는 통신 시스템에서 기지국이 망을 운용하는 방법에 있어서, 복수의 이동단말의 가입을 승인하는 단계; 망의 운용을 인프라망 전용으로 설정하고, 상기 복수의 이동단말로 망 운용을 위한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 상기 인프라망을 이탈하는 이동단말을 감지하면 망의 운용을 인프라망 전용에서 인프라망과 애드혹망의 혼합망으로 전환하고, 이 전환 상태를 상기 이동단말 전부에게 브로드캐스팅하는 단계; 및 상기 이탈한 이동단말의 재진입을 감지하면 인프라망 전용으로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 망 운용을 위한 정보는 애드혹망으로 전환되었을 경우 필요한 이동단말의 MAC(Medium Access Control) 아이디(Identification)와 슬롯 번호를 포함하는 정보인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 이탈한 이동단말의 재가입이 완료되면, 인프라망으로의 전환을 알리는 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법은 이동단말이 인프라망에 가입하는 단계; 이동단말이 기지국으로부터 망 운용을 위한 정보를 수신하는 단계; 이동단말이 상기 기지국과 통신이 불가한 경우 상기 망 운용을 위한 정보에 기초하여 애드혹망 모드로 전환하여 상기 애드혹망을 구성하고 있는 다른 이동단말로 데이터를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 정보는 애드혹망으로 전환되었을 경우 필요한 이동단말의 MAC(Medium Access Control) 아이디(Identification)와 슬롯 번호인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 데이터를 송신하는 단계는 상기 정보중의 슬롯 번호에 해당하는 슬롯에 데이터를 실어 송신하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기지국으로부터의 메시지 수신 여부를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링 결과 상기 수신이 확인되면 인프라망으로 재진입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기지국으로부터 인프라망으로의 전환 메시지를 수신하면, 애드혹망을 위한 링크를 단절하고 인프라망 링크를 복구하여 운용하는 단계:를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 메시지 수신 여부를 확인하는 단계는 메시지 불가 상태가 일정시간 이상 지속되면 스스로 애드혹 링크를 통하여 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인프라망과 애드혹망은 동일한 주파수 대역을 사용하며,
상기 이동단말은 인프라망과 애드혹망에 동시에 가입할 수 있는 이동단말인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법은 인프라망용 이동단말, 애드혹용 이동단말을 별도로 두지 않기 때문에 노드 수 증가에 따른 부담이 없다. 기지국과 이동단말로 이루어진 인프라망을 운용하다가 이동단말이 인프라망의 전파 통달거리를 벗어나거나 음영지역에 진입했을 때 이동단말이 통신 불가 상태가 되는 일반적인 망 운용과는 달리 애드혹망으로 전환하여 인프라망 내의 이동단말까지 중계를 통해 데이터 전송이 가능하기 때문에 이동단말이 통신 불가 상태가 되지 않는다. 또한 인프라망을 이탈한 이동단말에게 할당된 인프라용 링크를 애드혹망 운용으로 전환할 수 있기 때문에 무선 대역폭 사용율을 극대화 할 수 있다.
그리고 애드혹망으로 통신을 수행하던 이동단말이 다시 인프라망으로 진입하면 애드혹망과 인프라망의 혼용을 해제하고 인프라망으로만 운용되도록 하여 망 운용의 유연성을 제공할 수 있다.
도 1a는 백본망과 연결되는 인프라망으로 운용중인 것을 보여주는 도면이다.
도 1b는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망이 혼합되어 연동되는 것을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법의 신호 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에서 기지국에서 일어나는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에서 인프라망을 이탈한 이동단말에서 일어나는 과정을 보여주는 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에 대해 상세히 설명한다. 다만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 이해할 수 있는 용어 및 기술적인 내용은 설명을 생략하기로 한다.
도 1a는 백본망과 연결되는 인프라망으로 운용중인 것을 보여주는 도면이고, 도 1b는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망이 혼합되어 연동되는 것을 보여주는 도면이다. 한편 도 2는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법의 신호 흐름을 보여주는 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에서 기지국에서 일어나는 과정을 보여주는 흐름도이며, 도 4는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에서 인프라망을 이탈한 이동단말에서 일어나는 과정을 보여주는 흐름도이다.
먼저 도 1a 내지 1b을 참조한다. 도 1a는 특정 주파수 밴드(도면에서는 주파수 밴드 A로 표현)에서 동작하며, 백본망과 연결되는 인프라(Infra Structure)망의 예시이다. 이동단말 1(111), 이동단말 2(113), 이동단말 3(115), 이동단말 N(117), 그리고 기지국(110)으로 이루어진다. 이러한 기본 구성에서 도 1b와 같이 인프라망과 애드혹망이 동시에 복합적으로 운용되는 혼합망으로 전환될 수 있다. 이 때 동일 주파수 대역(주파수 밴드 A)내에서 시분할 방식을 사용하여 인프라망과 애드혹망이 연동하여 운용된다. 즉 도 1a와 같이 인프라망으로만 운용되다가, 이동단말 3(125)과 이동단말 N(127)이 기지국(110)이 관할하는 영역을 이탈하는 경우가 발생하게 되고, 이때 인프라망 전용에서 인프라망과 애드혹망의 혼합망이 형성되어 운용될 수 있다.
이를 위하여 기지국(110)은 최초 운용시 인프라망을 지원하는 모드로 동작하며 N개의 이동단말이 접속하여 서비스가 이루어지고 있는 상황에서 하이브리드 모드(혼용모드)로 전환하여 운용할 수 있다. 그리고 기지국과 이동단말은 최초 운용시 인프라 네트워크와 애드혹 네트워크를 시간상에서 분할하여 독립적인 망을 형성하여 운용할 수도 있다.
이러한 망 상황에서 도 2를 참조하며 본원발명의 바람직한 일 실시예를 설명하도록 한다. 먼저 기지국(110)은 이동단말들(111,113,115,117)에게 인프라망 운용을 위한 브로드캐스팅 메시지를 보낸다(S210단계). 이 메시지 내에는 애드혹망으로 전환되었을 때 이동단말에서 필요로 하는 이동단말의 MAC(Media Access Control) ID 및 슬롯 번호와 같은 데이터가 할당되어 포함된다. 이동단말이 인프라망에 가입되면(S220단계) 기지국은 이동단말의 수와 무선 링크 상태를 주기적으로 모니터링 한다. 도 1a와 같이 인프라망으로 운용되다가 도 1 b와 같이 특정 이동단말(이동단말 3, 이동단말 N, 117, 127)이 일반적인 핸드오버 절차 및 탈퇴 절차 없이 인프라망에서 이탈되면(S225단계) 기지국은 이를 감지하여(S230단계) 인프라망과 애드혹 혼합망으로 전환된다는 명령을 브로드캐스팅하여 자기 관할내의 모든 이동단말에게 알린다(S235단계). 이동단말 N(117,127)의 경우에는 인프라망 영역을 벗어났기 때문에(S225) 이 전환명령을 수신하지는 못한다. 그러나 망 관리자가 정할 수 있는 일정한 시간동안 이 전환명령을 수신하지 못하면 스스로 모드 전환을 수행하여 애드혹망을 형성하여 그 애드혹망으로 데이터를 전송한다(S240단계). 이때 초기단계(S210단계)에서 기지국이 전송해준 애드혹 슬롯으로 즉 자신의 MAC ID에 따른 슬롯 번호에 따른 슬롯으로 데이터를 전송하게 된다. 이 데이터를 수신하는 이동단말은 도 1b의 경우 이동단말 2(125)가 될 것이며, 이동단말 2(123)를 통하여 궁극적으로 기지국으로 데이터가 전달되게 된다. 이 상태에서 즉 애드혹망으로 통신을 수행하던 이동단말 N(117,127)이 기지국(110) 관할 영역으로 진입하게 되면 기지국이 송신하는 신호를 수신하게 되어 인프라망에 재가입을 시도한다(S250단계). 이동단말 N(117,127)의 재진입을 감지한(S260단계) 기지국은 다시 자기 관할내의 모든 이동단말들에게 인프라망으로 전환되었음을 알린다(S270단계). 이를 수신한 모든 이동단말은 애드혹 링크를 단절하고 인프라망을 통하여 데이터를 전송하게 된다.
도 1b와 같은 인프라망과 애드혹 혼합망 운용 상황에서 인프라망의 전파 통달 거리 내에 있는 이동단말은 인프라 무선 링크를 통해 데이터를 전송하고 전파 통달 거리 밖의 이동단말은 애드혹 무선 링크를 통해 애드혹 중계를 통해 기지국까지 데이터를 전달한다. 전파 통달 거리 밖의 이동단말은 기지국으로부터의 명령을 수신하지 못하기 때문에, 기지국으로부터 신호 수신 불가 상태가 일정시간 지나가면 스스로 모드 전환을 통해 애드혹 링크를 통해 데이터를 전달한다. 또한, 이 이동단말은 인프라망 신호가 감지되면 인프라망으로 재가입을 시도한다. 기지국에 이탈한 이동단말이 재가입되면, 기지국은 인프라망으로의 전환을 알리는 메시지를 브로드캐스팅한다. 이 메시지를 수신한 모든 이동단말은 애드혹 링크를 단절하고 인프라 링크를 통해 데이터를 전송한다.
상기의 과정을 기지국과 이동단말의 관점에서 설명한다. 다만 중복되는 경우가 있으므로 이러한 경우에는 간략하게 하도록 한다. 도 3은 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에서 기지국에서일어나는 과정을 보여주는 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법에서 인프라망을 이탈한 이동단말에서 일어나는 과정을 보여주는 흐름도이다.
먼저 기지국은 기본적으로 운용하는 인프라망으로 이동단말의 가입을 승인한다(S310단계). 본 발명에 의한 인프라망과 애드혹망의 혼합 운용이 가능하도록, 기지국은 이동단말들에게 혼용에 필요한 파라미터, 즉 애드혹망으로 전환되었을 때 이동단말에서 필요로 하는 이동단말의 MAC(Media Access Control) ID 및 슬롯 번호와 같은 데이터를 포함시켜 브로드캐스팅한다(S320단계). 기지국은 자신이 관할하고 있는 이동단말들의 상황, 즉 접속하고 있는 이동단말의 수와 링크 상태등을 지속적으로 모니터링한다(S330단계). 이동단말중에서 적법한 핸드오버 절차 혹은 탈퇴절차가 없었는데 통신이 단절되는 상황이 발생하면(S340단계), 모든 이동단말에게 인프라망과 애드혹망의 혼합망으로 전환된다는 메시지를 브로드캐스팅한다(S350단계). 혼합망으로 운용중에 통신이 단절된, 즉 기지국의 관할영역을 이탈했던 이동단말의 재진입을 감지하게 되면(S360단계), 다시 모든 이동단말들에게 혼합망에 인프라망으로 전환되어 운용된다는 메시지를 전달한다(S370단계).
이제, 이동단말의 관점에서 설명하도록 한다. 통신을 위하여 기지국에 가입을 신청하게 되고(S410단계), 승인되면 기본적으로 인프라망에 연결되어 동작파라미터, 즉 애드혹망으로 전환되었을 때 이동단말에서 필요로 하는 이동단말의 MAC(Media Access Control) ID 및 슬롯 번호와 같은 데이터를 수신하여 저장한다(S420단계). 이동단말이 특정 지역(예를 들면, 음영지역)으로 이동하게 됨에 따라 일정한 시간(망 관리자에 의하여 정해질 수 있음)동안 기지국으로부터 메시지(혹은 데이터)를 수신하지 못하는 사태가 발생하면(S430단계), 스스로 애드혹망으로 모드 전환을 하고 자신의 MAC(Media Access Control) ID 및 슬롯 번호에 기초하여, 그 슬롯에 데이터를 송신한다(S440단계). 이러한 상태로 동작하면서도 계속 기지국으로부터의 메시지(혹은 데이터)가 수신되는지를 확인한다(S450단계). 이동단말의 이동등으로 인하여 기지국으로부터 오는 신호를 감지하게 되면 인프라망으로 재진입을 시도한다(S460단계). 이 재진입을 감지한 기지국이 모든 이동단말들에게 송신하는 인프라망으로의 모드 전환 명령을 수신하면, 애드혹망으로의 운용을 종료하고 인프라망 운용 방식으로 모드 전환을 수행하고 기지국과 통신을 수행하게 된다(S470단계).
이상에서 설명한 바와 같이, 인프라망으로만 운용되든 혹은 인프라망과 애드혹망의 혼합망으로 운용되든 동일한 주파수 대역으로 운용되므로 주파수 활용 측면에서 아주 좋은 장점을 가지게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 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, 플로피 디스크, 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.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 기지국과 이동단말로 이루어지는 통신 시스템에서 기지국이 망을 운용하는 방법에 있어서,
    복수의 이동단말의 가입을 승인하는 단계;
    망의 운용을 인프라망 전용으로 설정하고, 상기 복수의 이동단말로 망 운용을 위한 정보를 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 인프라망을 이탈하는 이동단말을 감지하면 망의 운용을 인프라망 전용에서 인프라망과 애드혹망의 혼합망으로 전환하고, 이 전환 상태를 상기 이동단말 전부에게 브로드캐스팅하는 단계; 및
    상기 이탈한 이동단말의 재진입을 감지하면 인프라망 전용으로 전환하는 단계;를 포함하고,
    상기 망 운용을 위한 정보는
    애드혹망으로 전환되었을 경우 필요한 이동단말의 MAC(Media Access Control) 아이디(Identification)와 슬롯 번호를 포함하는 정보인 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이탈한 이동단말의 재가입이 완료되면, 인프라망으로의 전환을 알리는 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  4. 이동단말이 인프라망에 가입하는 단계;
    이동단말이 기지국으로부터 망 운용을 위한 정보를 수신하는 단계;
    이동단말이 상기 기지국과 통신이 불가한 경우 상기 망 운용을 위한 정보에 기초하여 애드혹망 모드로 전환하여 상기 애드혹망을 구성하고 있는 다른 이동단말로 데이터를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 정보는
    애드혹망으로 전환되었을 경우 필요한 이동단말의 MAC(Medium Access Control) 아이디(Identification)와 슬롯 번호인 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 데이터를 송신하는 단계는
    상기 정보중의 슬롯 번호에 해당하는 슬롯에 데이터를 실어 송신하는 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 메시지 수신 여부를 모니터링하는 단계;
    상기 모니터링 결과 상기 수신이 확인되면 인프라망으로 재진입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  8. 제4항 또는 제7항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 인프라망으로의 전환 메시지를 수신하면, 애드혹망을 위한 링크를 단절하고 인프라망 링크를 복구하여 운용하는 단계:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 메시지 수신 여부를 확인하는 단계는
    메시지 불가 상태가 일정시간 이상 지속되면 스스로 애드혹 링크를 통하여 데이터를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
  10. 제2항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 인프라망과 애드혹망은 동일한 주파수 대역을 사용하며,
    상기 이동단말은 인프라망과 애드혹망에 동시에 가입할 수 있는 이동단말인 것을 특징으로 하는 인프라망과 애드혹망간의 전환 방법.
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