KR101266915B1 - 네트워크 부하에 따른 대역폭 적응 - Google Patents

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Abstract

이동성 관리자는 통신 서비스를 위한 애플리케이션 서버에 가입한 이동 노드들의 이동성 관리를 제공한다. 상기 애플리케이션 서버는 이동성-관리 이동 노드들이 부착된 액세스 포인트로부터 상기 이동성 관리자에 의해 이동성-관리 이동 노드들에 대한 애플리케이션 서버에 할당된 대역폭에 따라서 통신 서비스 내에서 제공되는 통신 세션의 레벨을 제어하도록 배열된다. 상기 이동성 관리자는 액세스 네트워크 내의 트래픽 셰이퍼(traffic shaper)로부터 트래픽 셰이핑 보고 메시지들을 수신한다. 상기 트래픽 셰이핑 보고들은, 상기 이동성 관리자에 의해 제어되지 않는 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 현재 대역폭 이용을 보고한다. 또한 상기 트래픽 셰이핑 보고들은 상기 이동성 관리자에 의해 관리되는 하나 이상의 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭을 보고한다. 상기 이동성 관리자는, 상기 트래픽 셰이핑 보고들에 응답하여, 상기 비 이동성-관리 이동 노드에 의해 상기 상이한 트래픽 타입들의 현재 대역폭 이용에 따라 트래픽 패턴을 적응시키며 상기 적응된 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트의 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼에 전달하도록 동작가능하다. 그러므로 상기 이동성 관리자는 상기 이동성 관리자에 의해 제어되지 않는 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭의 양을 제어하여 이러한 이동 노드들이 상기 액세스 포인트로부터 불균형한 가용 대역폭의 양을, 상기 이동성 관리자에 의해 관리 중인 이동 노드들에 손해를 끼치며 소모하지 않게 하는 효과를 가질 수 있다.

Description

네트워크 부하에 따른 대역폭 적응{BANDWIDTH ADAPTION ACCORDING TO NETWORK LOAD}
본 발명은 통신 시스템과 방법 및 복수의 액세스 네트워크들을 통해 이동 노드들에 이동 인터넷 프로토콜 관련 서비스들을 제공하기 위해 통신 시스템 내에서 동작가능한 이동성 관리자에 관한 것이다.
이동성 관련 서비스들이 이동 노드(mobile node)들에 제공될 수 있는 다양한 종류의 이동 무선 네트워크들이 존재한다. 예를 들어, Global System for Mobiles (GSM) 네트워크는 고정 용량 무선 통신 채널들을 통해 데이터 및 음성 통신을 위한 설비를 제공한다. 반면 범용 이동 통신 시스템(UMTS)은 여전히 셀룰러 구조에 의해 가능한 이동 통신용 설비를 제공하면서 더 큰 데이터 레이트들을 이동 노드들에 제공하는데 있어서 개선된 유연성을 제공한다. 반면에 예를 들어 WIFI로 지칭되는 IEEE 802.11B 무선 랜(WLAN) 표준들은 소위 WLAN 핫스팟(hotspot) 내에서 고 데이터 레이트 통신을 위한 설비을 제공한다. 그러한 WLAN들은 GPRS 및 UMTS와 같은 셀룰러 이동 무선 구조들을 통해 제공될 수 있는 것보다 충분히 더 큰 데이터 레이트를 제공한다. 또한, WLAN들은 단일 이동 노드가 다른 이동 노드보다 가용 데이터 통신 대역폭의 더 큰 부분을 점유할 수 있다는 점에서 종종 제한되지 않는다.
많은 애플리케이션들이 인터넷 프로토콜을 활용하여 예컨대 멀티-미디어 서비스들과 같은 데이터 통신을 지원한다. 그리하여, 통신 서비스는 다양한 다른 네트워크들을 통해 인터넷 프로토콜 패킷들을 전달함으로써 제공될 수 있다. 상기 애플리케이션은 상기 인터넷 프로토콜 패킷들이 전달되는 네트워크의 종류를 알지 못할 수 있다. 따라서, 무선 통신의 경우에 상기 애플리케이션은 GPRS 또는 WLAN 네트워크들을 통해 인터넷 패킷들을 전달할 수 있다. 그러나, 이러한 다른 종류의 이동 무선 네트워크들이 실질적으로 다른 통신 대역폭들을 제공하기 때문에, 지원가능한 서비스의 품질은 상기 이동 액세스 네트워크에 의해 제공되는 통신 대역폭에 따라서 다를 것이다. 그리하여, 통신 서비스는 상이한 통신 세션 레벨들을 이용하여 제공될 수 있으며, 각각의 레벨은 상기 이동 노드가 현재 통신 중인 액세스 네트워크에 의해 결정되는 바와 같이 상이한 품질의 서비스를 제공한다. 각각의 통신 세션 레벨에 대해, 상이한 종류의 미디어들이 전달될 수 있다. 따라서 예컨대, 하나의 통신 세션 레벨에 대해 비디오가 지원될 수 있는 반면 다른 레벨은 단지 오디오만을 지원할 수 있다.
유럽 특허 EP 1 435 748 은 이동 노드가 현재 인터넷 데이터 패킷들을 전송 중인 액세스 네트워크에 따라서 이동성 관리자(mobility manater)가 이동 노드에 제공되는 통신 세션을 제어하게 되는 통신 시스템을 제시한다. 애플리케이션 서버는 통신 서비스를 상기 이동 노드들에 제공한다. 상기 애플리케이션 서버와 함께 상기 이동성 관리자는 하나의 액세스 네트워크로부터 다른 액세스 네트워크로의 연관성(affiliation)의 변화에 관련된 통신 대역폭에 있어서의 변경에 따라 상기 이 동 노드에 제공되는 서비스 내의 통신 세션 레벨의 변경을 협상(negotiate)한다. 제 1 이동 네트워크와 제 2 이동 네트워크 간의 가용 통신 대역폭의 상대적 변화에 따라, 통신 세션을 통해 제공되는 서비스 품질의 변화가 영향을 받아서 사용자가 가입한 서비스의 레벨을 유지할 수 있다.
국제 특허 출원 WO 03/047296은 모바일 IPV6 인터넷 프로토콜의 일부를 형성하는 메시지들이 연장되어 이동 노드 및 이동성 관리자가 링크 품질 관련 메시지들을 전달하는 설비를 제공하는 배치(arrangement)를 제시한다. 특히, 상기 이동 노드는 현재 통신 이동 액세스 네트워크 상의 링크 품질이 감소 중이어서, 무결절성 이동성(seamless mobility)이 달성되지만 서비스 품질(quality of service)이 이네이블(enable)되지 않을 때에만 핸드오버에 대한 요청을 전송하는 것으로서 개시된다.
국제 특허 출원 WO 04/017395는 상이한 트래픽 타입들 및 프로토콜들에 의해 이용되는 액세스 포인트로부터의 가용 대역폭의 양을 제어하도록 동작하는 트래픽 셰이퍼(traffic shaper)를 제시한다.
본 발명에 따르면, 통신 서비스를 위한 애플리케이션 서버에 가입된 이동 노드들의 이동성 관리를 제공하는 이동성 관리자가 제시된다. 상기 애플리케이션 서버는 이동성-관리 이동 노드(mobility-managed mobile node)들이 부착된 액세스 포인트로부터 상기 이동성 관리자에 의해 이동성-관리 이동 노드들에 대한 애플리케이션 서버들에 할당된 대역폭에 따라 통신 서비스 내에서 제공되는 통신 세션의 레벨을 제어하게 된다. 상기 이동성 관리자는 액세스 포인트가 일부를 형성하는 액세스 네트워크 내의 트래픽 셰이퍼(shaper)로부터 트래픽 셰이핑 보고 메시지(traffic shaping report message)들을 수신한다. 상기 트래픽 셰이핑 보고들은, 상기 이동성 관리자에 의해 제어되지 않는 하나 이상의 비 이동성-관리 이동 노드(non mobility-managed mobile node)들에 의해, 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 대해, 현재의 대역폭 이용에 대해 보고한다. 또한 상기 트래픽 셰이핑 보고 메시지들은 상기 이동성 관리자에 의해 관리되는 하나 이상의 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭에 대해서도 보고한다. 상기 이동성 관리자는, 상기 트래픽 셰이핑 보고들에 응답하여, 상기 비 이동성-관리 이동 노드에 의한 상이한 트래픽 타입들의 현재 대역폭 이용에 따라서 트래픽 패턴(traffic pattern)을 적응시키며, 상기 적응된 트래픽 패턴에 따라서 상기 액세스 포인트의 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼에 전달하도록 동작가능하다.
그러므로 상기 이동성 관리자는 비 이동성-관리 이동 노드들로 지칭될, 상기 이동성 관리자에 의해 제어되지 않는 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭의 양을 제어할 수 있다. 액세스 네트워크에 대한 가용 대역폭은 비 이동성-관리 이동 노드들에 대한 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각 사이에서 그리고 액세스 포인트에 현재 부착된 이동성 관리 이동 노드들 사이에서 분리된다. 상기 이동성-관리 이동 노드들은 애플리케이션 서버로부터의 요청들을 통해 상기 이동성 관리자로부터 대역폭 할당들을 수신한다. 상기 이동성 관리자에 가입하지 않았으며 이-메일이나 웹-브라우징과 같은 다른 서비스들을 이용 중인 비 이동성-관리 이동 노드들은 상기 트래픽 셰이퍼에 의해 제어되어, 트래픽 패턴에 의해 제공되는 할당에 따라 액세스 포인트 상에서 이용될 수 있는 대역폭의 양이 제어되는 효과를 가지게 된다. 그러므로 상기 이동성 관리자(MM)에 가입하지 않았던 이러한 이동 노드들에 대한 대역폭들은 상기 트래픽 셰이퍼에 의해 상이한 트래픽 타입들로부터 제어된다.
상기 이동성 관리자는 상기 비 이동성-관리 이동 노드들에 할당된 대역폭을 제어하여, 이러한 이동 노드들이 액세스 포인트로부터 이용가능한 대역폭의 양을 불균형하게(disproportionate) 소모하지 않게 하는 효과를 갖는다. 그 결과로 상기 이동성 관리자가 대역폭을 할당하고 있고 핸드오버를 제어하고 있는 애플리케이션 서버로부터의 통신 서비스를 수신 중인 이동 노드들은, 상기 액세스 포인트로부터의 가용 대역폭의 더 공평한 몫을 수신할 수 있다. 대역폭 할당이 상기 이동성 관리자에 의해 제어되는 애플리케이션 서버로부터의 통신 서비스를 수신 중인 이동 노드들은 이동성-관리 이동 노드(mobility-managed mobile node)들로서 지칭될 것이다.
상술한 바와 같이 이동성 관리자는 복수의 액세스 네트워크들을 통해 모바일 인터넷 프로토콜 관련 통신 서비스들을 이동 노드들에 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 이동성 관리자는 이전에 제안된 이동성 관리자를 갖는 통신 시스템의 배치(arrangement)에 대해 파악된 기술적 문제를 다루고자 한다. 병행-출원 중인 유럽 특허 출언 번호 04292921.6에 개시된 이동성 관리자는, 혼잡(congestion) 제어와 함께, 네트워크-간(inter-network) 핸드오버를 제어하면서, 최상의 통신 세션 레벨을 유지하기 위한 설비를 제시한다. 상기 혼잡 제어 및 상기 네트워크-간 핸드오버는 상기 이동 노드들이 가입한 서비스의 레벨에 따라 우선순위가 매겨진다. 그러나, 혼잡 제어 및 핸드오버 관리에 기반하는 서비스 레벨 가입(service level subscription)은 단지 이러한 핸드오버 및 혼잡 제어를 제어하기 위한 상기 이동성 관리자에 가입된, 애플리케이션 서버들로부터의 통신 서비스들을 이용 중인 이동 노드들에만 제공된다.
이-메일이나 웹 브라우징과 같은 다른 애플리케이션들에 의해 제공되는 서비스들은 고려하지 않는데, 이는 그러한 서비스들이 이동성 관리자에 가입한 애플리케이션 서버에 의해 제공되지 않기 때문이다. 결과적으로 그러한 서비스들은 이동성 관리자에 가입한 애플리케이션 서버로부터의 통신 세션을 제공받는 이동 노드들에 손해를 주며 액세스 포인트로부터 불균형하게 가용 대역폭 양을 소모할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 실시예들은 액세스 네트워크가 상기 액세스 네트워크의 하나 이상의 액세스 포인트들에 부착된 이동 노드들과 더불어 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 의해 소비되는 대역폭 양을 제어하기 위한 트래픽 셰이퍼를 제공받는 통신 시스템을 제공할 수 있다. 상기 트래픽 셰이퍼는 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 따른 비-이동성-관리 이동 노드들 및 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트에 부착된 이동성-관리 이동 노드들에 의해 소모되는 대역폭 양을 제어하도록 준비된다. 상기 트래픽 패턴은 상기 비 이동성-관리 이동 노드들 및 상기 이동성-관리 이동 노드들에 대한 상기 상이한 트래픽 타입들 각각에 할당된 대역폭 양을 특정한다. 상기 트래픽 타입들에 대한 또는 이동 노드들에 대역폭을 제공하기 위한 상기 애플리케이션 서버로부터의 요청에 따른 대역폭에 대한 요구와 함께 각각의 상이한 트래픽 타입 및 상기 이동 노드들에 대한 우선순위에 따라 상기 트래픽 패턴을 적응시킴으로써, 가용 대역폭 이용의 상대적 균형이 이뤄질 수 있다. 따라서, 다른 이동성-관리 이동 노드들에 손해를 끼치며 가용 대역폭 양에 대해 불균형한 방식으로 비-이동성 관리 이동 노드에 의해 소모되는 임의의 한가지 트래픽 타입의 존재가능성이 감소된다. 따라서 개선된 이동성 관리자 개념이 동적 트래픽-셰이핑(traffic shaping)과 더불어 제시된다. IEEE 802.11 WLAN은 규제되지 않는 무선 액세스 네트워크의 예를 제시하는데, 이동 노드들이 네트워크에 의해 자원들을 할당받는 GSM, GPRS 또는 UMTS와 같은 셀룰러 시스템들과 대조적으로, 여기서 스펙트럼은 제한되지 않고 모두에게-자유롭다(free-for-all). 불행한 결과로 단 하나의 이동 노드의 트래픽이 다른 모든 이동 노드들의 모든 성능에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 UDP 비디오 스트리밍을 수신 중이며 WLAN 핫스팟 커버리지의 변경(frontier)에 위치하는 상기 이동 노드들 중 하나가 가용 통신 대역폭의 상당량을 소모할 수 있다. 품질 링크 악화의 결과, 상기 핫스팟의 스루풋(throughput)은 0까지 감소할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 이동성 관리자에게 다음의 것들을 제공할 수 있다:
모든 종류의 애플리케이션들에 제공되는 QoS의 제어가 제공될 수 있으며 애플리케이션 서버에 링크되거나 또는 링크되지 않거나, MM 클라이언트들에 대해 최소 레벨이 보장된다.
MM 클라이언트들 및 비-MM 클라이언트들 간에 공유된 대역폭의 제어가 제공될 수 있다.
상이한 액세스 네트워크들 상의 사용자들의 정확한 분포가 운용자(operator)의 정책에 따라 이뤄질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다음을 활용한다:
트래픽 셰이퍼들을 이용하는 통신 시스템의 개선된 구조(enhanced architecture)
트래픽 셰이퍼들에 의해 이동성 관리자에 전송되는, "트래픽 셰이핑 요청(Traffic Shaping Request, TSR)로 지칭되는 메시지들 및 본 메시지에 의해 발생되는 조치(action)들
이동성 관리자에 의해 상기 트래픽 셰이퍼들로 전송되는, "트래픽 셰이핑 응답(Traffic Shaping Reply, TSRe)"으로 지칭되는 메시지들 및 본 메시지에 의해 발생되는 조치들
이동성 관리자에 의해 TSR 메시지들에 대한 결정들을 내리도록 수행되는 트래픽 셰이핑 알고리듬.
본 발명의 추가적인 다양한 양상들 및 특징들은 첨부된 청구의 범의에 정의되며 이동 인터넷 프로토콜 관련 통신 서비스들을 복수의 액세스 네트워크들을 통해 이동 노드들에 제공하는 방법 및 이동성 관리자를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들을 참조로 하여 단지 예시로서 기술될 것이며, 동일한 부분들은 상응하는 참조 문자-숫자(alpha-numeric) 번호들과 함께 제시된다:
도 1은 이동 노드들이 애플리케이션 서버에 의해 복수의 액세스 네트워크들을 이용하는 인터넷 프로토콜 통신 서비스들을 제공받는 통신 시스템의 개념 블록도이며, 이동성은 이동성 관리자에 의해 제어된다;
도 2는 이동성 관리자의 동작에 관련된 부분들을 도시하기 위한 도 1에 도시된 통신 시스템의 부분들의 개념 블록도이다;
도 3은 도 2에 도시된 통신 시스템의 부분들을 더 상세하게 나타내는 개념 블록도이다;
도 4는 인출(out going) 및 인입(in going) 트래픽에 대해 액세스 포인트로부터 이용가능한 대역폭의 양을 식별하는 포괄적인 트래픽 패턴의 예시적인 표현이다;
도 5는 도 4에 도시된 상기 포괄적인 트래픽 패턴에 대응하는 상기 액세스 포인트에 대한 인입 트래픽에 관한 트래픽 패턴의 예시적인 표현이다;
도 6은 도 4에 도시된 상기 포괄적인 트래픽 패턴에 대응하는 상기 액세스 포인트에 대한 인출 트래픽에 관한 트래픽 패턴의 예시적인 표헌이다;
도 7은 상기 액세스 포인트로부터의 현재 대역폭 이용에 관한 정보를 갖는 도 1, 2 및 3에 도시된 이동성 관리자를 제공하도록 수행되는 메시지 흐름(message flow) 및 프로세스 단계의 개략도이다;
도 8은 이동성 관리자에 의해 동적으로 트래픽 셰이퍼의 트래픽 패턴을 적응시키는 프로세스를 나타내는 순서도이다;
도 9a는 이동성 관리자에 의한 적응 전의 트래픽 패턴의 예시를 제시하는 반면, 도 9b는 이동성 관리자에 의한 적응 후의 트래픽 패턴을 제시한다;
도 10은 애플리케이션 서버로부터의 요청에 응답하여 애플리케이션 서버에 대역폭을 할당하기 위해 이동성 관리자에 의해 수행되는 프로세스의 제 1 부를 나타내는 순서도이다;
도 11은 도 10에 도시된 상기 프로세스의 추가 부분을 나타내는 순서도이며, 요구되는 세션 대역폭은 복수의 상이한 트래픽 타입들로부터 복원될 수 있으며, 트래픽 타입들에 임의의 나머지 대역폭이 재-할당될 수 있다;
도 12는 도 10에 도시된 상기 프로세스의 추가 부분을 나타내는 순서도이며, 상기 요구되는 세션 대역폭은 더 낮은 우선순위 이동 노드로부터 통신 세션을 폐쇄하고, 상기 요구되는 세션 통신 대역폭을 제공하기 위해 상기 해제된 대역폭을 할당함으로써 제공된다;
도 13은 도 12에 도시된 상기 프로세스의 추가 부분을 나타내는 순서도이다;
도 14a는 이동성 관리자가 대역폭을 애플리케이션 서버에 할당하여 통신 서비스를 새로운 활성(active) 이동 노드에 제공하는 이동성 관리자에 의한 적응 전의 트래픽 패턴의 예시를 제시하는 반면, 도 14b는 상기 이동성 관리자에 의한 적응 이후의 트래픽 패턴을 제시한다;
도 15는 이동성-관리 이동 노드에 제공된 통신 세션이 감소되거나 폐쇄된 후에, 대역폭을 복수의 상이한 트래픽 타입들에 재-할당하도록 상기 이동성 관리자에 의해 수행되는 프로세스를 나타내는 순서도이다; 그리고
도 16a는 애플리케이션 서버에 의해 이동성-관리 이동 노드에 제공되는 통신 세션이 폐쇄되었을 때 복수의 상이한 트래픽 타입들 간에 이동성 관리자가 대역폭을 재-할당하는, 이동성 관리자에 의한 적응 전의 트래픽 패턴의 예시인 반면, 도 16b는 이동성 관리자에 의한 적응 이후의 트래픽 패턴을 제시한다.
본 발명의 실시예를 구성하는 구성요소들에 대한 일반적인 시스템 구조는 도 1에 도시된다. 도 1에서 애플리케이션 서버(AS)는 예를 들어, 멀티-미디어 통신 서비스를 이동 노드(MN)들에 제공하기 위한 애플리케이션 계층 프로그램을 실행하게 된다. 상기 애플리케이션 서버(AS)가 멀티-미디어 통신 세션을 제공중일지라도, 서비스가 제공되는 통신 링크는 다수의 상이한 이동 통신 액세스 네트워크들(4,6,8,10)을 통해 이뤄질 수 있는 통신 채널을 통해 지원되는 인터넷 프로토콜을 활용한다. 간단히 설명될 바와 같이, 서비스 레벨은 상기 이동 노드가 통신하는 액세스 네트워크의 타입에 따라 다를 수 있는데, 이는 상기 액세스 네트워크에 의해 제공될 수 있는 통신 대역폭이 액세스 네트워크의 타입들에 따라 다를 것이기 때문이다. 또한 대역폭은, 네트워크 상의 혼잡의 양 및/또는 무선 수신/전송 조건들의 변화에 따라 액세스 네트워크에 부착된 이동 노드에 대해 달라질 수 있다. 이동성 관리자(MM)가 상기 통신 세션들 그리고 특히 하나의 액세스 네트워크로부터 또다른 액세스 네트워크로의 이동 노드의 핸드오버를 제어하기 위해 제시된다.
유럽 특허 출원 042921.6에서 기술된 바와 같이, 상기 이동성 관리자(MM)는 사용자 프로파일 정보(user profile information)에 따라 핸드오버 및 상기 액세스 네트워크들(4,6,8,10)의 혼잡을 제어한다. 상기 사용자 프로파일 정보는 이동성 관리자 레지스터(12)에 의해 제공되는데, 이는 상기 이동 노드(MM)의 사용자가 가입되어 있는 서비스 품질 레벨 지시를 포함할 수 있다.
도 1에서 각각의 액세스 네트워크들(4,6,8)에 대해, 모든 인바운드(inbound) 및 아웃바운드(outbound) 인터넷 패킷들이 상기 이동 노드들(MN)로 및 상기 이동노드들로부터 전달되는 액세스 게이트웨이(AG)가 제시된다. 또한 상기 액세스 게이트웨이(AG)들은 상기 이동 노드(MN)들이 연관되는 하나 이상의 액세스 포인트들에 관련된다. 각각의 액세스 포인트(AP)들에 대해, 통신 대역폭의 양이 제공되며, 상기 양은 이동 노드를 갖는 무선 통신이 이뤄지는 무선 액세스 인터페이스의 종류에 따라 달라진다. 따라서, 제 1 및 제 2 액세스 네트워크(4,6)들에 대해, 두 개의 액세스 포인트(AP)들이 제공되는 반면 제 3 액세스 네트워크에 대해 단일 액세스 포인트(AP)가 제공된다. 이동 노드(MN)들은 액세스 네트워크 내에서 액세스 포인트들 사이에서 핸드오버(인트라 네트워크 핸드오버)하거나, 4,6,8을 짝짓는(mating) 트래픽 셰이퍼로 인해 하나의 액세스 네트워크 상의 어느 액세스 네트워크와 다른 액세스 네트워크들 중 하나의 다른 액세스 포인트 간에 핸드오버(인터 네트워크 핸드오버)할 수 있다. 인트라-네트워크 핸드오버는 세션 레벨이 링크 품질의 변화에 따라 변화할 수 있을지라도, 상기 이동성 관리자가 아니라, 상기 네트워크 자체에 의해 제어된다. 일례로, 상기 제 1 및 제 2 액세스 네트워크들(4,6)은 IEEE802.11b에 따라 동작하는 WLAN들일 수 있는 반면, 상기 제 3 액세스 네트워크(8)는 GSM 네트워크일 수 있다.
액세스 네트워크들 상의 현재 부하에 따라 상이한 액세스 네트워크들(4,6,8,10) 간의 이동 노드들의 연관성(affiliation)의 변화(핸드오버)를 제어하기 위해, 상기 이동성 관리자(MM)는 액세스 게이트웨이(AG)들로부터 액세스 네트워크 평가 메시지(ANEag)를 수신한다. 또한 상기 이동 노드들은 현재 겪고 있는 품질 등을 보고하는 이동 노드 평가(Mobile Node Evaluation, MNE) 메시지들을 전달하여, 상기 이동성 관리자가 핸드오버를 제어하여 운영자 정책에 따라 알고리듬 애플리케이션을 제공할 수 있다. 상기 이동성 관리자는, 이동 노드들이 가입한 서비스 레벨 및 상기 액세스 포인트 상의 혼잡량에 따라서, 상기 이동 노드들에 할당된 대역폭을 적응시켜, 이용가능한, 최고의 통신 세션 레벨을 제공할 수 있다. 제어된 핸드오버 및 네트워크 혼잡-완화(de-congestion)를 수행하는 이동성 관리자의 동작은 유럽 특허 출원 04292921.6에 더 상세히 기술된다.
또한 상기 액세스 게이트웨이로부터 상기 이동 노드들(MN)이 부착된 상기 액세스 포인트(AP)를 통해 이동 노드들로 라우팅(route)되는 상기 인바운드 및 아웃바운드 인터넷 패킷들은 트래픽 셰이퍼(TS)를 통과하며 트래픽 셰이퍼(TS)에 의해 분석된다. 본 기술에 따라 간략히 설명되는 것처럼, 트래픽 셰이퍼(TS)는 제 1 라우터(R) 이후의 각각의 액세스 네트워크에 제공된다. 라우터들(R)이 상기 액세스 네트워크들에 제공되어 인터넷 패킷들이 인터넷 프로토콜(예를 들어 IPv4, IPv6)에 따라 상기 네트워크의 상이한 부분들 간에 전달되게 한다. 그러므로 제 1 라우터(R)는 인터넷 패킷들이 외부 네트워크로부터 수신되거나 외부 네트워크로 전송되는 라우터들 중 첫 번째이며 따라서 인터넷 패킷들을 상기 액세스 네트워크 내로 그리고 상기 액세스 네트워크 외부로 라우팅하는데 제공된다. 그러므로 상기 라우터(R)는 상기 액세스 게이트웨이(AG)와 결합된다. 간단히 설명되는 바와 같이, 도 1에 도시된 통신 시스템은 이동 노드들(MN)에 의해 이용되는 대역폭의 양을 제어하게 된다. 이는 그 대역폭 이용이 상기 이동성 관리자(MM)에 의해 제어되는 그러한 이동성-관리 이동 노드들 뿐 아니라, 상기 이동성 관리자에 가입한 애플리케이션 서버로부터 통신 서비스를 수신하지 않는 비 이동성-관리 이동 노드들을 위한 것이다. 상기 대역폭은 비-이동성 관리자 가입자인 이러한 이동 노드(MN)가 그러한 많은 대역폭을 소모하여 이동성-관리 이동 노드들이 가용 대역폭의 공평한 분배를 받는 것을 방지하지 않도록 제어된다. 이동성 관리 구조의 더 상세한 도시가 도 2에 제공된다.
도 2에서, 상기 이동성 관리자(MM)는 이동성 관리 네트워크의 운영자에 의해 제어되는 섹션(22) 내의 이동성 관리자 레지스터(mobility manager register)(10) 및 액세스 게이트웨이 노드(20)와 함께 도시된다. 상술한 바와 같이, 서비스 제공자에 의해 제어되는 영역(24) 내에 제공되는, 상기 애플리케이션 서버(AS)는 통신 서비스들을 상기 이동 노드(MN)에 제공하도록 배열된다. 상기 통신 서비스들은 통신 세션 내에서 상이한 세션 레벨들을 제공하는 멀티-미디어 통신을 제공할 수 있으며, 각각의 레벨은 상기 레벨에 의해 요구되는 서비스 품질(quality of service)을 이용하여 전달될 수 있는 상이한 종류의 미디어에 대응한다. 상기 이동성 관리자(MM)는 상기 액세스 네트워크들 사이 및 상기 액세스 네트워크 내의 액세스 포인트들 사이에서 이러한 이동 노드들의 핸드오버를 제어하여 어디서나 상기 액세스 포인트가 지원할 수 있는 링크 상에 제공되는 서비스 품질에 대응하는 가능한 최고의 통신 서비스 레벨을 제공하는 것을 달성한다.
최종 사용자(26)에 의해 제어되는 이동 노드(MN)는 액세스 네트워크들(30) 중 하나의 액세스 포인트들(AP)(28) 중 하나에 부착된다. 상기 액세스 네트워크(30)는 복수의 액세스 포인트들(AP)을 포함할 수 있으며, 이들은 네트워크(30)의 액세스 게이트웨이(미도시)에 의해 제어된다. 상기 액세스 네트워크(30) 내에서, 모든 인터넷 패킷들이 상기 액세스 네트워크(30)로 흘러 들어가고 흘러 나오는(이들이 시그널링(signalling) 데이터에 대한 것이든 또는 제어 평면 데이터(control plane data)에 대한 것이든지 간에) 라우터(34)가 존재한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 파선은 사용자 평면 데이터(user plane data)의 통과를 도시하는 반면 실선은 제어 평면 데이터의 전달을 나타낸다.
또한 상기 액세스 네트워크(30)의 일부로서 트래픽 셰이퍼(34)가 제시된다. 상기 트래픽 셰이퍼(34)는 상기 액세스 포인트로부터 이용가능한 대역폭의 양을 제어하며, 이는 복수의 상이한 종류의 트래픽들 각각에 대해 비 이동성-관리 이동 노드들 및 상기 네트워크들과 상기 액세스 포인트에 부착된 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용된다. 상기 트래픽 셰이퍼(34)는 트래픽 패턴에 따라 대역폭의 분배를 제어한다. 간단히 설명하면, 상기 트래픽 패턴은 상기 이동성 관리자에 의해 동적으로 적응된다. 상기 트래픽 셰이퍼(34)는 그리하여, 상기 적응된 트래픽 패턴에 따라, 상기 상이한 종류의 트래픽 각각 및 상기 액세스 포인트에 부착된 상기 이동성-관리 이동 노드들에 제공되는 대역폭의 양을 제어할 수 있다. 그러나, 액 세스 네트워크 내의 액세스 게이트웨이와 결합될 수 있는 액세스 포인트(AP)들의 수는 동적으로 변할 수 있다. 그리하여, 상기 트래픽 셰이퍼는, 본 기술의 일례에 따라, 상기 액세스 네트워크 내의 액세스 포인트들을 발견하고 상기 액세스 게이트웨이에게 이러한 액세스 포인트들을 통지하도록 정해질 수 있다. 추가로 상기 트래픽 셰이퍼(34)는, 액세스 포인트의 목록이 변경될 때, 상기 액세스 포인트 데이터 베이스(110) 내에 보관된 액세스 포인트들의 목록을 갱신할 수 있다. 본 기술에 따른 액세스 네트워크 형태의 더 상세한 도시가 도 3에 도시된다.
도 3에서, 이동성 관리자(MM)는 제어 데이터를 가상 통신 경로(virtual communications path)(100)를 통해 이동 노드(MN)으로 그리고 이동 노드(MN)로부터 제공하는 인터넷 패킷들을 전달하도록 도시된다. 상기 액세스 네트워크는 상기 이동성 관리자로부터 인터넷 패킷들을 수신하고 인터넷 패킷들을 라우터(102)를 통해 상기 이동성 관리자에 전달한다. 또한 이러한 인터넷 패킷들은 도 2를 참조로 하여 상술한 바와 같이 상기 트래픽 셰이퍼(104)를 통과한다. 그러나, 도 3에서 더 상세히 도시되는 바와 같이, 상기 트래픽 셰이퍼(104)는 이동성 관리자 액세스 네트워크 평가 트래픽 셰이퍼(Mobility Manager Access NEtwork Evaluation Traffic Shaper, MM ANETS) 모듈(108) 및 액세스 포인트 데이터베이스(access points database)(110)와 더불어 액세스 게이트웨이(106)를 포함한다. 또한 상기 액세스 네트워크는 인터넷 패킷들을 상기 액세스 네트워크의 일부를 형성하는 액세스 포인트들(AP1, AP2, APN)로 그리고 액세스 포인트들(AP1, AP2, APN)로부터 라우팅(route)하는 스위치들(계층 2-OSI)(112, 114, 116)을 포함한다.
이동 노드들의 혼잡 및 핸드오버를 제어하기 위해 유럽 특허 출원 번호 04292921.6에 기술된 바와 같이, 상기 이동 노드(MN)들은 상기 이동성 관리자(MM)에 상기 이동 노드가 현재 직면하는 현재의 링크 품질을 보고하는 이동 노드 평가 메시지(MNE)들을 전달한다. 상기 이동 노드 평가 메시지(MNE)들은 상기 이동 노드들에 의해 검출될 수 있는 모든 액세스 포인트(AP)들에 대한 정보를 제공한다. 상기 이동 노드 평가 메시지(MNE)들은 상기 이동성 관리자(MM)에 전달되기 전에 상기 MM ANETS 모듈(108)을 통과한다. 따라서 상기 MM ANETS 모듈(108)은 상기 MNE 메시지들을 분석하고 정보를 추출하여 상기 MNE 메시지들이 상기 이동 노드(MN)들에 의해 전달되었던 액세스 네트워크 내의 액세스 포인트(APn)들을 식별할 수 있다. 상기 액세스 포인트들을 식별한 후, 상기 MM ANETS 모듈(108)은 상기 식별된 액세스 포인트들을 액세스 게이트웨이(106)에 의해서도 이용되는 액세스 포인트 데이터베이스(110)에 전달한다. 따라서, 요약하면 액세스 게이트웨이는 상기 무선 액세스 네트워크 내에 포함되는 액세스 포인트들의 목록을 보유해야만 한다. 애플리케이션 서버에 의해 이동성 관리자의 영향 아래 통신 서비스를 수신하도록 제어되는 상기 이동성-관리 이동 노드(MN)들은, 상기 이동 노드에 의해 인식되는 액세스 포인트들에 대한 정보를 포함하는 이동 노드 평가(MNE) 메시지들을 이동성 관리자에게 전송한다. 상기 MNE 메시지들은 상기 트래픽 셰이퍼를 통해 이동성 관리자(MM)에 전달된다. 그리고 나서 트래픽 셰이퍼(104) 내의 MM ANETS 모듈은 상기 MNE 메시지들로부터 액세스 포인트 정보를 추출하고, 액세스 포인트들의 목록을 컴파일(compile)하고 이를 액세스 포인트 데이터베이스(110)에 넣는다. 그리고 나서 상기 트래픽 셰이퍼는 상기 액세스 포인트들에 부착된 이동 노드들로 그리고 이동 노드들로부터 통과하는 인터넷 패킷들을 분석함으로써 상기 액세스 포인트로부터의 대역폭 이용을 모니터링(monitor)할 수 있다. 상기 인터넷 패킷들을 분석함으로써, 트래픽 셰이퍼는 상기 인터넷 패킷들이 발생 되는 프로토콜을 결정할 수 있다. 그리고 나서 트래픽 셰이퍼는 트래픽 타입에 따라 각각의 프로토콜에 이용 중인 대역폭의 양을 결정할 수 있다.
일례로, 도 3에 도시된 액세스 네트워크는 무선 근거리 통신망(WLAN)이며 예를 들어 11 Mb/s의 통신 대역폭을 제공하는 하나의 액세스 포인트만을 가질 수 있다. 그러나, 실제 최대 대역폭은 단 7.1 Mb/s일 수 있다. 이 대역폭은 인출 트래픽 및 인입 트래픽으로 분할되며, 대역폭의 예시 분할이 예를 들어 도 4의 개략 블록도에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 인출 및 인입 트래픽 각각이 분할된다. 인입 트래픽에 대해 이용되는 실제 대역폭이 5.8 Mb/s 일 수 있을지라도 2.55 Mb/s가 보장되는 최소 총 대역폭이 존재한다. 대조적으로, 상기 인출 트래픽은 1.3 Mb/s인 인출 트래픽에 이용되는 실제 대역폭과 더불어 550 kb/s인 최소 보장 총 대역폭을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 액세스 네트워크에 대한 가용 대역폭은 비 이동성-관리 이동 노드들에 대한 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각 사이에서 그리고 현재 액세스 포인트에 부착된 이동성 관리 이동 노드들 사이에서 나뉜다. 상기 이동성-관리 이동 노드들은 상기 애플리케이션 서버를 통해 이동성 관리자(MM)로부터 대역폭 할당들을 수신하거나 또는 가입하지 않았으며 이-메일이나 웹-브라우징과 같은 다른 서비스들을 이용 중인 이동 노드들일 수 있다. 따라서 이동성 관리자(MM)에 가입하지 않은 이러한 이동 노드(MN)들에 대한 대역폭은 상이한 트래픽 타입들로부터 제어된다. 인입 및 인출 트래픽에 대한 가용 대역폭의 할당은, 인입 트래픽에 대해 하나 그리고 인출 트래픽에 대해 하나씩인, 트래픽 패턴에 따라서 트래픽 셰이퍼(104)에 의해 제어된다. WLAN에 대한 인입 트래픽 패턴 및 인출 트래픽 패턴의 예시적인 도시가 각각 도 5 및 6에 제시된다. 도 4 및 5에서, 상기 트래픽 패턴은 4개의 열(column)들을 포함한다. 제 1 열(202, 204)에서, 프로토콜들은 액세스 포인트에 허용되지 않은 것으로 식별되며 따라서 거부된다. 제 2 열(206, 208)에서, 비 이동성-관리 서비스들의 목록이 제시된다. 이들은 이-메일, 웹 브라우징, 가상 프로토콜 네트워크(EPN)들, 다운로딩 및 다른 비 이동성 관리 서비스들과 같은 것들을 포함한다. 각각의 프로토콜에 대해 도시된 바와 같이, 그러한 프로토콜에 대해 보장되는 최소 대역폭이 그러한 프로토콜에 주어진 현재의 실 대역폭과 함께 지시된다. 또한 그러한 트래픽 타입에 대해 주어진 우선순위가 도시된다. 따라서 제 2 열(206, 208)의 각각의 엔트리(entry)들은, 상이한 복수의 트래픽 타입들 중 하나를 제공한다. 상기 트래픽 타입들 각각은 트래픽 셰이퍼에 의해 제어될 파라미터들에 대해서 식별된다. 인입 트래픽의 제 2 열(206)의 웹 브라우징의 예에서, 최소 보장 대역폭은 1 Mb/s 인 반면 현재 이용되는 실제 대역폭은 1 Mb/s 이며 이 트래픽 타입은 3인 우선순위를 갖는다.
인입 및 인출 트래픽 패턴들의 제 3 열(210, 212)에서, 이동성 관리 서비스들을 이용 중인 이동 노드들의 엔트리의 목록이 제시된다. 그래서 도 5 및 6의 제 3 열(210, 212)의 각각의 세그먼트는 다른 트래픽 타입들에 대하여 사용자에게 주어진 현재 대역폭 할당 및 우선순위와 함께 이동성-관리 사용자들을 식별한다. 따라서 도 4의 제 3 열(210) 의 인입 트래픽 패턴에서, 이동 사용자 45는 200 kb/s를 할당받았으며 우선순위 4를 갖는다.
도 5 및 6에 도시된 인입 및 인출 트래픽 패턴들의 제 4 열(214, 216)에서, 보호 프로토콜(protected protocol)을 식별하는 복수의 세그먼트들이 도시된다. 이러한 프로토콜들은 최고 우선순위를 가지며 상기 프로토콜 타입에 대한 어떠한 대역폭을 보장받는다. 따라서, 제 4 열(216)의 인출 트래픽 패턴에 도시된 바와 같이 보이스-오버 IP 프로토콜은 최고의 우선순위와 함께 250 kb/s의 대역폭을 할당받는다. 화살표(218, 220)으로 도시되는 바와 같이 상기 트래픽 패턴들의 열들은 페이지에서 오른쪽에서 왼쪽으로 증가하는 우선순위로써 배열된다.
상술한 바와 같이, 본 기술에 따르면 트래픽 셰이퍼(TS)(104)에 대한 트래픽 패턴은 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 비 이동성-관리 이동 노드들의 요구 및 상기 이동성-관리 이동 노드들에 할당될 대역폭에 대해 애플리케이션 서버들에 의한 이동성 관리자에 대한 요청들에 따라 적응된다. 따라서, 본 기술에 따르면 이동성 관리자(MM)는 트래픽 셰이핑 알고리듬을 수행하여 트래픽 패턴을 적응시키고 트래픽 셰이퍼들 각각에 대한 트래픽 패턴을 유지한다. 이동성 관리자(MM)는 트래픽 셰이퍼로부터 이동성 관리자로 전달된, 트래픽 셰이퍼들 각각으로부터 수신된 트래픽 셰이퍼 보고 (Traffic Shaper Report) 메시지들 내의 정보에 따라서 상기 트래픽 패턴을 적응시킨다. 본 기술에 따라서 트래픽 셰이퍼, 이동성 관리자, 이 동성 관리자 레지스터(mobility manager register) 및 애플리케이션 서버 간에 전달되는 메시지들은 도 6에 도시된다.
도 6에서 트래픽 셰이핑 알고리듬에 관계되는 구성요소들 각각은 메시지 흐름(message flow)에 대해 도시된다. 따라서 이동 노드(MN)는 이동 노드 평가 메시지(MNE)들을 메시지(M1)을 이용하여 트래픽 셰이퍼(TS) 내의 액세스 게이트웨이에 전달한다. 그리고 나서 트래픽 셰이퍼(TS)는 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 현재 대역폭 이용으로부터 평가하며 이동 노드들은 액세스 포인트의 가용 대역폭의 재할당을 요청하는 트래픽 셰이핑 요청(Traffic Shaping Request) 메시지(M2)를 형성하고 상기 TSR 메시지를 이동성 관리자(MM)에 전달한다. 간략히 설명되는 바처럼 애프리케이션 서버(AS)가 트래픽 셰이핑 알고리듬(310)을 트리거(trigger)할, 이동성 관리자로부터의 특정 이동 노드에 대해 대역폭의 변경을 요청할 수 있을지라도 애플리케이션 서버(AS)는 일반적으로 트래픽 셰이핑 패턴의 갱신들에 참가하지 않는다. 그리하여, 상기 애플리케이션 서버(AS)는 하나 이상의 이동성-관리 이동 노드들이 부착되어 있는 액세스 포인트로부터 대역폭 할당의 증가 또는 감소를 요청한다고 결정할 수 있다. 그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 애플리케이션 서버(AS)는 애플리케이션 서버 메시지(M3)를 이동성 관리자에 전달하여 하나 이상의 이동 노드들에 대한 대역폭 할당의 변경을 요청한다.
그리고 나서 메시지 교환(M4)에 의해 도시되는 바와 같이, 이동성 관리자(MM)는 이동성 관리자 레지스터(300)를 특정 액세스 포인트를 통해 통신 중인 이동 노드들에 의해 이용되는 현재 대역폭으로 갱신한다. 이동성 관리자 레지스 터(300)는 상기 갱신을 응답확인(acknowledge)하며, 이는 컨텍스트(context) 정보를 나타낸다. 메시지 교환(M5)에 따라서 이동성 관리자(MM)는 트래픽 셰이핑 알고리듬이 수행될 액세스 포인트에 부착된 이동 노드들에 대한 현재 컨텍스트 정보에 대해 이동성 관리자 레지스터(300)에 문의한다. 이동성 관리자 레지스터(300)는 현재 최소 대역폭 및 특정 액세스 포인트에 부착된 이동 노드들이 이용 중인 서비스와 관련된 다른 정보로써 응답한다. 그리고 나서 화살표(310)에 의해 나타난 바와 같이 이동성 관리자(MM)는 트래픽 셰이핑 알고리듬을 수행하여 상기 액세스 포인트와 관련된 트래픽 패턴을 갱신한다. 그리고 나서 이동성 관리자(MM)는 트래픽 셰이퍼를 트래픽 셰이퍼 응답 시행(Traffic Shaper Reply enforcement, TSRe)(M6)을 이용하여 상기 적응된 트래픽 패턴으로 갱신한다.
이동성 관리자 트래픽 셰이핑 프로토콜을 IP 버전에 독립적으로 만들기 위해, 도 6에 도시된 메시지들은 예를 들어 상기 메시지들이 TCP/IP 또는 UDP/IP를 통한 XML 메시지들이 될 수 있도록 애플리케이션 계층에 기록될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 트래픽 셰이핑 알고리듬에 요구되는 두 개의 메시지들은:
트래픽 셰이퍼 보고(TSR); 트래픽 셰이퍼는 액세스 포인트에 접속된 이동 노드의 세션들의 정보를 수집하는 것을 허용하는 컴포넌트이며 이동성 관리자에 전달될 이동 노드 세션에 대한 정보를 포함하는 메시지를 제공한다.
상기 이동성 관리자에 의해 트래픽 셰이퍼로 전달되어 특정 액세스 포인트에 부착된 상이한 이동 노드들 사이에 자원들을 공유하는 것에 대한 결정을 시행하게 하는 트래픽 셰이퍼 응답 시행(TSRe).
트래픽 패턴을 갱신하는 트래픽 셰이핑 알고리듬의 성능
도 7을 참조로 하여 상기 지시된 바와 같이 이동성 관리자는 트래픽 셰이핑 알고리듬을 수행하여 트래픽 셰이핑 보고들을 수신한 후 각각의 액세스 포인트에 대한 트래픽 패턴을 갱신한다. 각각의 트래픽 셰이퍼에 대해 트래픽 패턴을 갱신하는 일반적인 프로세스가 도 8에 도시된다. 도 8은 다음과 같이 요약된다:
S1: 이동성 관리자(MM)는 액세스 포인트로부터 상이한 트래픽 타입들 각각에 대해 비 이동성-관리 이동 노드들에 의한 현재 대역폭 이용에 대한 정보를 제공하는 TSR 메시지를 수신한다.
S2: 각각의 액세스 포인트에 대해, 이용되지 않은 대역폭(Un-usedBW)의 양이 각각의 트래픽 타입으로부터 결정되며, 이는 최대 할당 대역폭을 이용하지 않았다. 따라서, 이동성 관리자는 상기 현재 할당 대역폭을 현재 이용되는 대역폭과 최대 보장 대역폭 중 큰 것과 비교한다. 만일 상기 할당된 대역폭이 현재 이용되는 것과 최소 보장 대역폭 중 최대치보다 크면, 상기 이용되지 않은 대역폭이 계산된다. 그러므로 각 트래픽 타입 및 각 이동 노드에 대해 현재 할당된 대역폭(AllocatedBW)과 현재 이용되는 대역폭(currentBW) 및 최소 보장 대역폭(Minguaranteed) 중 최대치 사이의 차이가 다음의 표현에 따라 계산된다:
Figure 112007071096813-pct00001
S4: 이동성 관리자는 단계(S2)에서의 상기 계산의 결과로서 상이한 트래픽 타입들 간에 재할당될 임의의 가용 대역폭이 있는지를 결정한다.
S6: 가용 대역폭이 없다면 트래픽 패턴은 갱신되지 않으며 상기 프로세스는 트래픽 셰이퍼로부터 다음 TSR 메시지들을 수신하는 단계로 회귀한다.
S8: 그러나 가용 대역폭이 있다면 각각의 액세스 포인트에 대한 이동성 관리자는, 할당된 대역폭을 이용하지 않았던 각각의 트래픽 타입에 대해, 현재 이용되는 대역폭과 최소 보장 대역폭 중 최대치를 할당한다. 따라서, 이동성 관리자는 각각의 트래픽 타입의 할당된 대역폭을 상기 현재 이용되는 대역폭과 상기 최소 보장 대역폭 중 최대치와 다시 비교한다. 상기 할당된 대역폭이 상기 할당된 대역폭과 상기 최소 보장 대역폭 중 최대치를 초과하는 지점에서, 이동성 관리자는 상기 할당된 대역폭을 현재 이용되는 대역폭과 상기 최소 보장 대역폭 중 최대치로 설정한다. 이는 다음의 표현에 의해 계산된다:
If: AllocatedBW(n)>max(currentBW(n), Minguaranteed(n))
Then: AllocatedBW(n)=max(currentBW(n), Minguaranteed(n))
Else S10
S10: 이동성 관리자는, 각각의 액세스 포인트에 대해, 다음의 표현에 따라 상기 미이용 대역폭(UnusedBW)을 현재 이용되는 대역폭과 상기 이동 노드 및 트래픽 타입에 할당된 미리 결정된 우선순위(priority)의 상대적 비율에 따라 상기 비 이동성-관리 이동 노드들에 재-할당한다:
Figure 112007071096813-pct00002
S12: 그리고 나서 상기 트래픽 패턴이 이동성 관리자에 의해 새로이 할당된 대역폭에 따라서 적응되어 적응된 트래픽 패턴을 형성한다. 그리고 나서 이동성 관리자는 상기 적응된 트래픽 패턴을 각각의 액세스 포트에서 이용되는 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 트래픽 셰이퍼에 전달한다.
도 9a 및 9b는, 세 가지 예시 트래픽 타입들인 웹 브라우징, 파일 전송 프로토콜(FTP) 및 가상 프로토콜 네트워크(VPN)과 두 개의 이동성 관리(Mobility Managed, MM) 이동 노드(MM) 사용자 1, MM 사용자2에 대해, 이동성 관리자에 의해 수행되는, 액세스 포인트에 대한 트래픽 패턴의 갱신의 실례를 제시한다. 도 9a에 도시된 바와 같이 각각의 트래픽 타입은 TSR 메시지들에 의해 제공되는 현재 이용 대역폭과 최소 보장 대역폭에 대한 현재 할당된 대역폭 우선순위 표시를 포함한다. 그래서, 웹 브라우징의 예를 들어, 우선순위 3, 이용되는 대역폭 1 Mb/s 및 최소 보장 대역폭 600 kb/s와 함께, 현재 할당된 대역폭은 1 Mb/s이다. 그러므로, 상기 단계(S2)에 따라서 이동성 관리자는 웹 브라우징 프로토콜로부터 재할당될 대역폭이 없다고 결정하는데, 이는 상기 할당된 모든 대역폭 1 Mb/s가 현재 이용중이기 때문이다. 대조적으로, 파일 전송 프로토콜(FTP) 트래픽 타입에 대해서, 할당 대역폭 2 Mb/s 로부터, 단지 1 Mb/s만이 이용되었으므로 1 Mb/s가 FTP로부터 재할당될 수 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 1Mb/s는 각 프로토콜에 주어진 상대적 우선순위 및 사용중이었던 대역폭의 양에 따라서 FTP 서비스로부터 웹 브라우징 및 가상 사설 망(VPN) 프로토콜에 재-할당되었다. 단계(S10)에 따라, 상기 웹 브라우징 프로토콜은 900 kb/s를 수신하고 VPN은 100 kb/s를 수신하여, 총 할당 대역폭은 웹 브라우징과 VPN에 대해 각각 1.9 Mb/s 및 390 kb/s이다.
이동성-관리되는 이동 노드에 대해 할당된 대역폭은 현재 대역폭 이용 500 kb/s로 우선순위 4를 갖는 MM 사용자 1에 대해 1 Mb/s이다. 그러나, 상기 대역폭은 이동성-관리 이동 노드들로부터 재할당되지는 않는데 이는 이동 노드들에 대한 대역폭 할당이 애플리케이션 서버에 의해 관리되기 때문이다. 이동성 관리자는 애플리케이션 서버로부터의 요청으로 대역폭을 단지 이동성-관리 이동 노드들에 할당한다.
도 9b는 이동성 관리자에 의한 상기 패턴의 갱신에 따른 트래픽 셰이핑 패턴의 실례를 제시한다. 도시된 바와 같이 상기 계산된 미이용 대역폭은, 단계(S8)에서 제시된 표현에 따라 이전에 이용 중이었던, 상대적 우선순위 및 대역폭의 양에 따라 트래픽 타입들에 분배되었다. 따라서 최소 보장 대역폭 600 kb/s에 대해 웹 브라우징에 제공된 상기 미이용 대역폭의 몫은 할당 대역폭을 1.9 Mb/s로 만드는 900 kb/s이다. 대조적으로 FTP 트래픽 타입에 대해, 상기 할당된 대역폭 2 Mb/s 중, 단지 1 Mb/s만이 현재 이용 중이었으며 1.0 Mb/s의 대역폭을 할당받게 된다.
애플리케이션 서버로부터의 요청에 따라 트래픽 셰이핑을 수행하는 이동성 관리자
도 10, 11, 12 및 13은 애플리케이션 서버가 대역폭 증가를 요청하여 통신 세션에 대해 이동 노드에 대한 요구를 충족시키는 경우에 대해 상기 트래픽 셰이핑 알고리듬을 수행할 때 이동성 관리자의 동작을 나타내는 순서도들을 제시한다. 도 10, 11, 12 및 13의 순서도들은 트래픽 셰이핑 알고리듬의 상이한 결과물들에 대한 이동성 관리자의 동작을 제시할 것이다. 트래픽 셰이핑의 일반적인 흐름이 도 10에 표시되며 이는 다음과 같이 요약된다:
S100: 이동성 관리자는 이동 노드에 할당될 대역폭에 대한 요청을 수신하여 애플리케이션 서버로부터 이동 노드에 통신 서비스를 제공한다. 대역폭에 대한 요청은 이동 노드로 하여금 액세스 포인트로 핸드오버를 허용하여 상기 액세스-포인트로부터의 대역폭을 요구하거나, 또는 상기 이동 노드가 사용자에 의해 전환되어 통신을 시작하기 위해 상기 액세스 포인트로부터 대역폭을 요구하는 것일 수 있다. 대안적으로, 대역폭에 대한 요구는 이미 액세스 포인트에 부착되어 액세스 포인트로 하여금 서비스 레벨을 상향시키도록 허용하여 예를 들어 오디오로부터 비디오 자료까지와 같이 전달될 상이한 미디어 타입을 허용하는 이동 노드를 제공하는 것일 수 있다. 이러한 요구 대역폭은 다음의 실시예 및 도 10 내지 13에서 세션 대역폭으로 지칭된다.
S102: 이동성 관리자는 얼마나 많은 대역폭이 각각의 상이한 트래픽 타입들 t (AvailableBW)로부터 각각의 트래픽 타입에 대한 상기 대역폭 할당을 이러한 트래픽 타입에 현재 할당된 대역폭(Allocatedtraffic)에 대하여 최소 보장 대역폭(Minguaranteed)으로 설정함으로써 복구될 수 있는지를 결정한다. 이는 다음의 표현에 의해 표현된다:
Figure 112007071096813-pct00003
S104: 이동성 관리자는 각각의 트래픽 타입들로부터 이용가능한 대역폭이 상기 요구되는 세션 대역폭을 만족시키는데 충분한지를 결정한다. 상기 가용 대역폭이 상기 요구되는 세션 대역폭을 만족시키는데 충분하다면 프로세싱은 포인트 A로부터 이하에 기술되는 도 11의 순서도로 진행된다.
S106: 상이한 트래픽 타입들로부터 이용가능한 대역폭이 상기 요구되는 세션 대역폭을 만족시키는데 불충분하다면, 이동성 관리자는 상기 요구되는 세션 대역폭이 새로운 통신 세션에 대해 요구되는 것인지, 즉 상기 대역폭이 이동 노드에 대한 서비스 레벨을 증가시키는데 요구되지 않는 것인지를 결정한다.
S108: 상기 세션 통신 대역폭이 새로운 통신 세션에 대해 요구되는 것이 아니라면, 상기 이동성 관리자는 상기 세션 대역폭은 이동 노드에 할당되어서는 안된다고 판단하며 그러므로 이동성 관리자는 애플리케이션 서버에게 세션 대역폭에 대한 요청은 거부되었다고 통지한다. 그러므로 트래픽 패턴은 갱신되지 않으며 프로세싱은 단계(S110)으로 진행한다. 대조적으로 만일 상기 대역폭이 새로운 통신 세션에 대해 요구되었다면 프로세싱은 포인트 b를 통해 도 12 및 13의 순서도로 진행한다.
S110: 트래픽 셰이핑 알고리듬이 종료된다.
S112: 단계(S104)에 대해 지시된 바와 같이 대안적으로, 상기 세션 대역폭을 제공하는데 충분한 대역폭이 존재하면, 상기 대역폭이 할당되며 임의의 잔존 대역 폭은 도 11의 순서도에 의해 표시되는 프로세스에 따라서 재-할당된다.
S114: 애플리케이션 서버에 의해 요구되는 대역폭이 새로운 통신 세션에 할당된다면, 프로세싱은 새로운 통신 세션이 설정될 이동 노드보다 낮은 우선순위를 갖는 하나 이상의 이동성 관리-이동 노드들이 있는지를 결정한다. 만일 하나 이상의 더 낮은 우선순위 이동 노드들이 있다면 이러한 이동 노드들에 대한 통신 세션이 폐쇄되고 상기 대역폭은 도 12 및 13의 순서도에 나타낸 바와 같이 재-할당된다.
도 10에 나타난 포인트 A로부터 수행되는 상기 프로세스에 의한 옵션을 참조하면, 본 프로세스는 도 11의 순서도에 의해 도시된다. 트래픽 셰이핑 알고리듬 내의 이 옵션에 따르면 이동성 관리자는 세션 대역폭을 애플리케이션 서버에 할당하고 각각의 상기 트래픽 타입들에 할당된 대역폭을 갱신한다. 도 11의 순서도는 다음과 같이 요약된다:
S120: 이동성 관리자는 세션 대역폭을 이동 노드에 대한 애플리케이션 서버에 할당한다.
S122: 그리고 나서 이동성 관리자는 상기 요구 세션 대역폭을 이동 노드에 할당하기 위해 상기 세션 대역폭(sessionBW)이 상기 트래픽 타입이 양도해야만 하는 상대적인 양(oldBWAllocated(t)-Minguaranteed(t))에 비례하여 할당된 후에 남아 있는 대역폭에 따라 각각의 트래픽 타입의 대역폭을 재계산한다. 이동성 관리자는 다음의 표현에 따라서 각각의 트래픽 타입에 대한 새로운 대역폭을 계산한다:
NewBWAllocated(t) = oldBWAllocated(t)-sessionBW×A(t)
여기서
Figure 112007071096813-pct00004
S124: 트래픽 패턴은 상이한 트래픽 타입들 및 상기 요구되는 세션 대역폭을 할당받은 이동 노드들에 대해 할당된 대역폭에 따라서 적응된다.
S126: 상기 적응된 트래픽 패턴은 이동 노드가 부착된 액세스 포인트에서 이용되는 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 트래픽 셰이퍼에 전달된다.
상기 할당된 대역폭이 상기 요구되는 세션 대역폭을 제공하는데 충분하지 않았지만, 상기 대역폭이 새로운 통신 세션에 대해 요구되었던 도 10의 브랜치에 대해, 프로세싱은 도 12 및 13에 도시된 바와 같이 포인트 B로부터 진행한다. 도 12 및 13은 다음과 같이 요약된다:
S140: 이동성 관리자는 상기 요구되는 세션 대역폭이 할당될 이동 노드가 현재 상기 액세스 포인트에 부착된 다른 이동 노드보다 더 높은 우선순위를 할당받아야 할 것인지를 결정한다. 상기 우선순위는 이동 노드의 이용자가 가입한 가입 레벨(subscription level)에 따라서 미리 결정되며, 이는 상기 이동성 관리자 레지스터(10, 300)에 저장되고 이동성 관리자(MM)에 의해 리트리브(retrieve)된다.
S142: 새로운 이동 노드가 액세스 포인트에 부착된 다른 이동 노드보다 더 높은 우선순위를 갖지 않는다면, 프로세싱은 B'으로부터 출발하며, 즉 상기 브랜치를 통해 도 10에 도시된 단계(S108)로 진행한다.
S144: 새로운 이동 노드가 상기 액세스 포인트에 부착된 다른 이동 노드보다 더 높은 우선순위를 갖는다면 상기 더 낮은 우선순위 이동 노드에 대한 상기 세션이 폐쇄되어, 상기 새로운 이동 노드에 대해 할당될 대역폭을 해제한다. 그리고 나서 이동성 관리자는 총 해제 대역폭(FreedBW)을 결정한다. 상기 총 해제 대역폭은 각각의 트래픽 타입을 최소 보장 대역폭으로 설정함으로써(단계 S102에 따라) 복구되는 대역폭과 함께 더 낮은 우선순위 이동 노드에 대한 상기 통신 세션을 폐쇄함으로써 해제되는 대역폭으로부터 결정된다.
S146: 그리고 나서 이동성 관리자는 새로운 이동 노드로부터의 세션 대역폭에 대한 요구를 만족시키는데 충분한 대역폭이 있는지를 결정한다. 상기 대역폭이 상기 요구되는 세션 대역폭을 충족하는데 충분하지 않다면 프로세싱은 단계(S14)로 되돌아간다.
S148: 상기 더 낮은 우선순위 이동 노드에 대한 통신 세션을 폐쇄함으로써 해제된 대역폭이 상기 요구되는 세션 대역폭을 충족하는데 충분하지 않다면 이동성 관리자는 상기 요구되는 세션 대역폭을 상기 이동 노드에 대한 애플리케이션 서버에 할당한다.
S150: 이동성 관리자는 트래픽 타입들 각각에 대한 대역폭을 재계산하여 상기 요구 세션 대역폭을 만족시키는데 할당되는 임의의 나머지 대역폭의 재분배를 달성한다. 상기 대역폭은 상기 할당된 세션 대역폭(sessionBW)을 상기 총 해제 대역폭(FreedBW)으로부터 차감하고, 각각의 트래픽 타입이 새로운 이동 노드에 대해 충분한 대역폭을 해제하기 위해 포기해야만 하는 대역폭의 상대량에 비례하여 나머지 대역폭을 할당함으로써 이러한 나머지 대역폭을 계산하여 할당된다. 이는 다음의 표현에 따라서 계산된다:
Figure 112007071096813-pct00005
프로세싱이 도 12의 포인트 C로부터 진행하는 도 13에 도시된 바와 같이 상기 트래픽 패턴이 상기 상이한 트래픽 타입들 및 상기 요구 세션 대역폭을 할당받은 이동 노드에 대해서 재할당된 대역폭에 따라서 적응된다.
S154: 상기 적응된 트래픽 패턴이 상기 트래픽 셰이퍼에 전달되고 이동 노드가 부착된 액세스 포인트 상의 대역폭을 제어하는데 이용된다.
S156: 상기 트래픽 셰이핑 알고리듬은 현재의 트래픽 셰이핑 요청에 대해 종료된다.
도 14a 및 14b는 새로운 이동 노드가 이동성 관리자에 의해 상기 액세스 포인트에 부착하도록 지시받은 액세스 포인트에 대한 트래픽 패턴의 적응의 일례를 제시한다. 새로운 이동 노드(MM) 사용자 3이 파외곽선에 의해 도 14a에 도시되는 반면 이동 노드(MM) 사용자 1, MM 사용자 2는 실 외곽선으로 이미 존재하는 트래픽 패턴의 세그먼트를 도시한다. 그렇지 않으면 상기 상이한 트래픽 타입들에 대응하는 세그먼트들은 도 9a 및 9b에 도시된 것과 동일하다. 도 14b에 의해 도시되는 바와 같이, 각각의 트래픽 타입들을 최소 보장 대역폭으로 설정한 결과로서, 1.7Mb/s의 대역폭이 해제되어 상기 새로운 이동성 관리 이동 노드(MM) 사용자 3에 의해 요청된 500 kb/s를 용이하게 수용한다. 결과적으로 1.2 Mb/s가 상기 최소 보장 대역폭보다 큰 할당을 제외한 이전의 할당에 대한 감소를 가져오면서 각각의 트 래픽 타입들 사이에 재분배된다.
통신 세션을 감소 또는 폐쇄하는 이동성 관리자를 위한 트래픽 셰이핑 알고리듬
애플리케이션 서버가 통신 세션의 레벨을 폐쇄 또는 감소시킬 때 이동성 관리자에 의해 수행되는 트래픽 셰이핑 알고리듬의 다른 예가 도 15의 순서도에 의해 제시된다. 도 15는 이동성 관리 이동 노드들로부터의 통신 세션이 폐쇄된 후, 상이한 트래픽 타입들 중에서 대역폭을 재-할당하는 예시를 제시한다. 그러나, 도 15의 상기 순서도에 의해 나타난 상기 예시는 이동성 관리 이동 노드에 대한 통신 세션 레벨이 감소될 때 대역폭이 해제되는 예시에 대해서도 유사하게 적응될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 도 15는 다음과 같이 요약된다:-
S200: 트래픽 셰이핑 알고리듬을 수행할 때 이동성 관리자는 애플리케이션 서버로부터 이동 노드에 관한 통신 세션이 폐쇄 또는 감소되었다는 메시지를 수신한다.
S202: 이동성 관리자는 이동성-관리 이동 노드가 통신 세션에 대한 대역폭 요구가 감소되거나 통신 세션이 폐쇄된 것에 부착되었던 액세스 포인트를 식별하고, 상기 통신 세션을 폐쇄 또는 감소시킴으로써 해제된 대역폭의 양을 계산한다.
S204: 이동성 관리자는 도 8의 순서도의 단계(S2)에서 수행된 상기 계산에 따라서 다른 트래픽 타입들로부터 재-할당될 임의의 대역폭이 있는지를 결정한다. 각각의 트래픽 타입들로부터 재할당될 대역폭이 존재한다면, 이는 총 해제 대역폭을 형성하는데 폐쇄되거나 감소된 통신 세션에 대한 대역폭을 폐쇄 또는 감소시킴 으로써 해제된 상기 대역폭과 함께 결합된다.
S206: 이동성 관리자는 다음의 표현으로부터 미리 결정된 우선순위(priority) 및 현재 이용되는 대역폭(currentBW)에 따라서 상기 해제된 대역폭(FreedBW)의 몫을 결정함으로써, 각각의 트래픽 타입에 대한 대역폭 할당(AllocatedBWtraffic(t))을 재계산한다(이는 그 할당된 대역폭 모두를 소모하였음)하며, 이는 단계(S10)에 대응한다:
Figure 112007071096813-pct00006
상기 표현에서 r은 모든 관련된 최소 보장 대역폭을 이용(allocatedBW = currentBW used)하는 트래픽 타입들의 숫자이다.
S208: 이동성 관리자는 액세스 포인트에 부착된 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용되는 상이한 트래픽 타입들에 대해 할당된 대역폭에 따라서 상기 트래픽 패턴을 적응시킨다. 이동성 관리자는 상기 적응된 트래픽 패턴을 애플리케이션 서버가 막 통신 세션을 폐쇄한 이동 노드가 부착된 액세스 포인트 상에서 이용되는 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 트래픽 셰이퍼에 전달한다.
도 16a 및 도 16b는 통신 세션이 이동 노드 (MN) 이용자 1에 대해 폐쇄되기 전후의 트래픽 패턴의 적응의 일례를 제시한다. 도 16a에서 알 수 있는 것처럼 상기 이동 노드(MN) 이용자 1은 1 Mb/s의 대역폭을 할당받았다. 상기 1 Mb/s는 FTP 트래픽 타입으로부터 해제된 1 Mb/s와 결합되어 재할당된 2 Mb/s의 총 해제 대역폭을 형성한다. 도 16b에 도시되는 바처럼 상기 2Mb/s는 이러한 각각의 트래픽 타입 들과 이용 중인 현재 대역폭의 상대적 우선순위에 비례하여 웹 브라우징 및 VPN 간에 재분배된다. 결과적으로 예를 들어, 웹 브라우징은 증가된 할당 1.8 Mb/s를 받아서 2.8 Mb/s의 할당을 제공하고 VPN은 200 kb/s의 대역폭 할당의 증가를 받아서 481 kb/s의 할당을 제공한다.
트래픽 셰이핑 메시지들의 전달
상술한 바와 같이, 상기 트래픽 셰이핑 요청 및 응답 메시지들을 인터넷 프로토콜 버전과 무관한 방식으로 이동성 관리자에 전달하기 위해, 이들은 애플리케이션 계층에서 작성된다. 실제로는, 이러한 메시지들은 TCP/IP 또는 UDP/IP에 대한 어떠한 XML 메시지들일 수 있다. 이러한 메시지들의 예가 다음과 같이 제시된다.
트래픽 셰이핑 요청(Traffic Shaping Request, TSR ) 메시지
트래픽 셰이핑 요청 메시지(TSR)는 트래픽 셰이퍼로부터 이동성 관리자로 전송되어 액세스 네트워크에 접속된 사용자의 세션에 대한 정보를 제공한다. TSR의 헤더는 다음 정보를 포함한다:
message type (1 byte): 05는 트래픽 셰이핑 요청 메시지들을 식별한다.
sequence number: 이 값은 TSR이 전송될 때마다 갱신된다.
lifetime(1 byte): 이 값은 유효 시간(validity time)을 나타낸다.
sender identifier: 이 값은 메시지를 전송하는 트래픽 셰이퍼를 고유하게 식별하며 트래픽 셰이퍼의 MAC 주소이다.
액세스 포인트 부분은 다음 정보를 포함한다:
acceess network type (1 byte): 액세스 네트워크의 종류(01 = 셀룰러; 02 = 802.11 ...)를 식별한다.
ani _length (1 byte): 이 값은 바이트 단위로 ANI의 길이를 나타낸다.
access Network Identifier(1 내지 32 bytes): 이 값은 액세스 네트워크를 고유하게 식별한다. 이는 GPRS에 대한 PLMN 및 WLAN에 대한 SSID이다.
access Point Identifier(0-6 bytes): 이 값은 액세스 네트워크의 액세스 포인트를 고유하게 식별하며 액세스 포인트의 MAC 주소이다.
number of segments (1 byte): 이 값은 메시지 내에 보고되는 세그먼트들의 개수를 나타낸다.
세그먼트 부분은 다음 정보를 포함한다:
Segment identifier ( 1 byte): 이 값은 대역폭의 세그먼트를 고유하게 식별한다.
Bandwidth used (4 bytes): 이 값은 세그먼트 내에서 이용되는 실제 대역폭을 kb/s로 식별한다.
트래픽 셰이핑 응답 메시지(Traffic Shaping Reply Messages, TSRe )
트래픽 셰이핑 응답(TSRe)은 이동성 관리자에 의해 트래픽 셰이퍼로 전송되어 액세스 네트워크의 다른 사용자들 간에 자원의 공유에 대한 결정을 촉구한다. TSRe 메시지의 포맷은 다음 정보를 포함한다.
message type (1 byte): 06은 트래픽 셰이핑 요청 메시지들을 식별한다.
sequence number (1 byte): 이 값은 TSRe가 전송될 때마다 갱신된다.
액세스 포인트 부분은 다음 정보를 포함한다:
access network type (1 byte): 액세스 네트워크의 종류를 식별한다(01=셀룰러; 02=802.11 ...).
ani _length (1 byte): 이 값은 바이트 단위로 ANI의 길이를 나타낸다.
access Network Identifier(1 내지 32 bytes): 이 값은 액세스 네트워크를 고유하게 식별한다. 이는 GPRS에 대한 PLMN 및 WLAN에 대한 SSID이다.
access Point Identifier(0-6 bytes): 이 값은 액세스 네트워크의 액세스 포인트를 고유하게 식별하며 액세스 포인트의 MAC 주소이다.
number of instructions (1 byte): 이 값은 메시지 내에 보고되는 명령(instruction)들의 개수를 나타낸다.
명령(instruction) 부분은 다음 정보를 포함한다:
Segment identifier (1 byte): 이 값은 대역폭의 세그먼트를 고유하게 식별한다.
New length (4 bytes): 이 값은 세그먼트의 새로운 길이를 kb/s로 식별한다.
Segment service (4 bytes): 이 값은 IPMM 서비스를 식별한다.
Segment source address (4 bytes): 이 값은 IPMM 서비스를 위해 전송되는 패킷들의 IP 소수 주소를 나타낸다.
Segment destination address (4 bytes): 이 값은 IPMM 서비스를 위해 전송되는 패킷들의 IP 목적지 주소를 나타낸다.
유의: 상기 세 개의 필드들은 새로운 세그먼트가 이동성-관리 서비스를 위해 생성될 때에만 이용된다. 상기 필드들은 트래픽 셰이퍼 내의 IPMM 서비스의 트래픽을 인식하는 필터를 정의하는 것을 허용한다.
다양한 변형들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상기 기술된 실시예들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예들은 IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN에 대해서 기술되었을지라도, GSM 및 UMTS가 아닌 셀룰러 이동 무선 네트워크들과 더불어 WLAN 표준들이 적절한 것과 함께 다른 IEEE 표준들도 적절함을 알 수 있을 것이다.
예를 들어 이동성 관리자는, 각각의 트래픽 타입에 할당된 대역폭이 최소 보장치로 설정되었을 때 트래픽 타입에 의해 손실된 대역폭의 양에 비례하여 상이한 트래픽 타입들 각각에 대해 남아 있는 대역폭을 재분배함으로써, 해제된 대역폭이 애플리케이션 서버에 할당되어 세션 대역폭에 요구되는 증가를 제공한 후에 남아 있는 임의의 대역폭을 재-할당하도록 동작할 수 있다.
이동성 관리자는 이동성 관리 이동 노드의 통신 세션 레벨을 감소 또는 폐쇄하라는 애플리케이션 서버로부터의 요청에 응답하고, 감소된 통신 세션 레벨 또는 폐쇄된 통신 세션의 결과로서 해제되는 대역폭의 양을 결정하고, 상기 해제된 대역폭을 현재 이용 중인 상대적인 대역폭 및 각각의 상이한 트래픽 타입들에 제공되는 미리 결정된 우선순위에 비례하여 트래픽 타입들 사이에 할당하고, 그리고 미-이용 대역폭의 할당에 따라 트래픽 패턴을 적응시킬 수 있다.
트래픽 셰이퍼는 둘 이상의 액세스 포인트에 대한 이동성-관리 및 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭을 제어할 수 있으며, 여기서 각각의 액 세스 포인트는 트래픽 패턴을 가지고, 이동성 관리자는 이동성-관리 및 비 이동성-관리 이동 노드들을 제어하는데 트래픽 셰이퍼에 의해 이용하기 위한 트래픽 패턴을 적응시키도록 동작할 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 이동성 관리자를 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 정보 신호들을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함할 수 있다.
트래픽 셰이핑 응답 메시지는 이동성 관리자로부터 트래픽 셰이퍼에 이동성 관리자에 의해 관리 중인 이동 노드들에 의해 액세스 포인트에서 이용되는 대역폭의 양과 복수의 트래픽 타입들 각각에 대해 이동성 관리자에 의해 관리되지 않는 이동 노드들에 의해 이용 중인 대역폭의 양을 제어하기 위해 트래픽 패턴을 적응시키기 위한 정보를 제공한다.
트래픽 셰이핑 요청 메시지 또는 트래픽 셰이핑 응답 메시지는 특히 애플리케이션 계층에서 발생된다.
본 발명의 다양한 추가적인 특징들 및 특성들은 첨부된 청구항들에 정의된다.

Claims (10)

  1. 통신 서비스에 가입한 이동 노드(mobile node)들의 이동성(mobility) 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치(mobility management apparatus)로서, 상기 통신 서비스 내에서 제공되는 통신 세션의 레벨은 이동성-관리(mobility-managed) 이동 노드들이 부착(attach)된 액세스 포인트로부터 상기 이동성 관리 장치에 의해 상기 이동성-관리 이동 노드들에 대해 할당된 대역폭에 따라서 제어되며, 상기 이동성 관리 장치는:
    상기 액세스 포인트가 일부를 형성하는 액세스 네트워크 내의 트래픽 셰이퍼(traffic shaper)로부터 트래픽 셰이핑 보고 메시지(traffic shaping report message)들을 수신하고,
    비 이동성-관리 이동 노드(non mobility-managed mobile node)에 의해 상이한 트래픽 타입(traffic type)들에 대한 대역폭의 현재 이용에 따라 트래픽 패턴(traffic pattern)을 적응시키며, 그리고
    상기 적응된 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트의 상기 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼로 전달하도록 동작하며,
    상기 트래픽 셰이핑 보고 메시지들은 상기 이동성 관리 장치에 의해 제어되지 않는 하나 이상의 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 대역폭의 현재 이용을 보고하고, 상기 이동성 관리 장치에 의해 관리되는 상기 이동성-관리 이동 노드들 중 하나 이상에 의해 이용되는 대역폭을 보고하는,
    이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동성 관리 장치는 상기 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 상기 상이한 트래픽 타입들 각각에 이용되는 현재의 대역폭을 제공하는 상기 트래픽 셰이핑 보고들에 응답하고,
    임의의 트래픽 타입들에 대해 상기 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용 중이지 않은 상기 액세스 포인트의 임의의 대역폭이 있는지 여부와, 임의의 상기 대역폭이 이용 중이지 않은지 여부를 식별하고,
    각각의 상기 상이한 트래픽 타입들에 제공되는 미리 결정된 우선순위(priority) 및 현재 이용 중인 상대적인 대역폭에 비례하여 상기 트래픽 타입들 간에 이용 중이지 않은 상기 대역폭을 할당하며, 그리고
    이용 중이지 않은 상기 대역폭의 할당에 따라서 상기 트래픽 패턴을 적응시키는,
    이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동성 관리 장치는 상기 이동성-관리 이동 노드들 중 하나 또는 신규-활성(newly-active) 이동성-관리 이동 노드에 제공되는 통신 서비스에 대한 세션 대역폭(session bandwidth)의 증가를 제공하기 위해 애플리케이션 서버(application server)에 의해 요구되는 세션 대역폭의 증가에 대한 요청에 응답하고,
    해제(free)된 대역폭을 제공하기 위해 상기 상이한 트래픽 타입들에 할당된 대역폭의 양을 감소시킴으로써, 상기 비 이동성-관리 이동 노드들에 의한 이용을 위한 상기 상이한 트래픽 타입들에 할당된 상기 대역폭에 우선하여 상기 이동성-관리 이동 노드 또는 상기 신규-활성 이동성-관리 이동 노드에 의한 이용을 위해 상기 애플리케이션 서버에 상기 요구되는 세션 대역폭을 할당하고, 그리고
    상기 상이한 트래픽 타입들에 대한 상기 감소된 대역폭 할당과, 상기 이동성-관리 이동 노드 또는 상기 신규-활성 이동성-관리 이동 노드에 대한 상기 요구되는 대역폭의 할당을 허용하기 위해 상기 트래픽 패턴을 적응시키도록 동작가능한,
    이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동성 관리 장치는, 상기 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 최소 보장 대역폭을 보존하면서 상기 상이한 트래픽 타입들에 할당된 대역폭의 양을 감소시킴으로써, 상기 상이한 트래픽 타입들에 할당된 대역폭에 우선하여 상기 증가된 세션 대역폭을 할당하도록 동작가능한,
    이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 상이한 트래픽 타입들에 할당된 대역폭의 양을 감소시킴으로써 해제된 상기 대역폭이 세션 대역폭에 요구되는 증가보다 적은 경우, 상기 이동성 관리 장치는:
    상기 이동성-관리 이동 노드가 다른 이동성-관리 이동 노드보다 더 높은 레벨의 서비스에 가입하였는지 여부를 결정하고, 만일 가입하였다면,
    다른 더 낮은 우선순위 이동성-관리 이동 노드에 의해 통신 세션에서 이용 중이었던 대역폭을 해제(release)하기 위해 상기 다른 더 낮은 우선순위 이동성-관리 이동 노드에 대한 통신 세션에 할당된 대역폭의 양을 감소시키고,
    상기 비-이동성 관리 이동 노드들에 의해 이용되는 상기 상이한 트래픽 타입들에 대한 대역폭을 감소시킴으로써 획득되는 대역폭 및 상기 다른 더 낮은 우선순위 이동성-관리 이동 노드로부터 해제된 대역폭과 함께 해제된 대역폭의 총 양(amount)을 제공하고,
    상기 총 해제 대역폭으로부터 상기 요구되는 세션 대역폭 증가를 제공하며, 그렇지 않으면
    상기 요구되는 세션 대역폭에 대해 상기 애플리케이션 서버로부터의 요청을 거절하도록 동작가능한,
    이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치.
  6. 통신 시스템으로서,
    액세스 포인트에 부착되는 이동 노드들이 인터넷 패킷들을 전달할 수 있는 하나 이상의 상기 액세스 포인트들을 포함하는 액세스 네트워크(access network) ― 상기 하나 이상의 액세스 포인트들 각각은 일정 양의 가용 통신 대역폭을 제공함 ―,
    통신 서비스에 가입하였으며 현재 상기 액세스 포인트와 연관(affiliate)된 상기 하나 이상의 이동 노드들에 의해 사용하기 위해 상기 액세스 네트워크의 액세스 포인트들 중 적어도 하나로부터 대역폭을 할당하도록 동작가능한 이동성 관리자― 상기 하나 이상의 이동 노드들은 이동성-관리 이동 노드들임 ―, 및
    트래픽 패턴에 따라서 상기 액세스 포인트로부터 이용가능한 대역폭의 양의 이용을 제어하도록 동작가능한 트래픽 셰이퍼 ― 상기 트래픽 패턴은 상기 이동성-관리 이동 노드에 할당된 상기 액세스 포인트 대역폭과 다른 이동 노드들에 의해 사용하기 위해 상기 액세스 포인트를 통해 전달되는 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 할당된 대역폭의 양을 식별함 ― 를 포함하며, 상기 이동성 관리자는:
    상기 트래픽 셰이퍼로부터, 상기 상이한 트래픽 타입들 각각의 상기 다른 이동 노드들 및 상기 이동성-관리 이동 노드에 의한 대역폭의 현재 이용을 보고하는, 트래픽 셰이핑 보고 메시지들에 응답하여, 상기 상이한 트래픽 타입들 및 상기 이동성-관리 이동 노드에 대한 대역폭의 상기 현재 이용에 따라서 상기 트래픽 패턴을 적응시키고, 그리고
    상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼로 전달하도록 동작가능하며, 상기 트래픽 셰이퍼는 상기 적응된 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트의 상기 대역폭의 이용을 제어하도록 동작가능한,
    통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액세스 네트워크는 인터넷 패킷들이 상기 액세스 네트워크로 들어가고 상기 액세스 네트워크로부터 나오는 액세스 게이트웨이(access gateway)를 포함하며, 상기 트래픽 셰이퍼는:
    상기 이동 노드가 연관된 액세스 포인트의 식별과 함께, 이동성-관리 이동 노드에 의해 액세스 포인트로부터 현재 경험(experience) 되는 링크 품질의 표시(indication)를 제공하는 이동 노드 평가 메시지(mobile node evaluation message, MNE)들을 분석하고,
    상기 이동 노드 평가 메시지들(MNE)로부터 상기 액세스 네트워크 내에서 현재 이용가능한 액세스 포인트들을 식별하고, 그리고
    제공되어야 하는 트래픽 패턴 각각에 대해, 상기 액세스 게이트웨이에 대해 상기 액세스 네트워크 상에서 현재 이용가능한 상기 액세스 포인트들 각각의 아이덴티티(identity)를 제공하도록 동작가능한,
    통신 시스템.
  8. 할당된 대역폭에 따라서 제어되는 통신 세션 레벨을, 이동성-관리 이동 노드들이 부착된 액세스 포인트로부터, 상기 이동성-관리 이동 노드들에 제공하기 위해 통신 서비스에 가입된 이동 노드들의 이동성 관리를 제공하는 방법으로서,
    상기 액세스 포인트가 일부를 형성하는 액세스 네트워크 내의 트래픽 셰이퍼로부터 트래픽 셰이핑 보고 메시지들을 수신하는 단계,
    비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 상이한 트래픽 타입들에 대한 대역폭의 현재 이용에 따라 트래픽 패턴을 적응시키는 단계, 및
    상기 적응된 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트의 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼에 전달하는 단계를 포함하며, 상기 트래픽 셰이핑 보고 메시지들은, 상기 이동성 관리자에 의해 제어되지 않는, 비 이동성-관리 이동 노드들에 의한 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 대역폭의 현재 이용을 보고하며, 상기 이동성 관리자에 의해 관리되는, 하나 이상의 상기 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭을 보고하는,
    이동 노드들의 이동성 관리를 제공하는 방법.
  9. 데이터 처리기에 로드(load)될 때 상기 데이터 처리기로 하여금 할당된 대역폭에 따라서 제어되는 통신 세션 레벨을, 이동성-관리 이동 노드들이 부착된 액세스 포인트로부터, 상기 이동성-관리 이동 노드들에 제공하기 위해 통신 서비스에 가입된 이동 노드들의 이동성 관리를 제공하는 방법을 수행하게 하는, 컴퓨터로 실행가능한 명령(computer executable instruction)들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    상기 액세스 포인트가 일부를 형성하는 액세스 네트워크 내의 트래픽 셰이퍼로부터 트래픽 셰이핑 보고 메시지들을 수신하고,
    비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 상이한 트래픽 타입들에 대한 대역폭의 현재 이용에 따라 트래픽 패턴을 적응시키고, 그리고
    상기 적응된 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트의 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼에 전달하기 위한 명령들을 포함하며,
    상기 트래픽 셰이핑 보고 메시지들은, 상기 이동성 관리자에 의해 제어되지 않는, 비 이동성-관리 이동 노드들에 의한 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 대역폭의 현재 이용을 보고하며, 상기 이동성 관리자에 의해 관리되는, 하나 이상의 상기 이동성-관리 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭을 보고하는,
    컴퓨터-판독가능 매체.
  10. 통신 서비스에 가입한 이동 노드들의 이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치로서 ― 트래픽 셰이퍼로부터 정보가 트래픽 셰이핑 요청 메시지로서 상기 이동성 관리 장치에 제공됨 ―, 상기 통신 서비스 내에서 제공되는 통신 세션의 레벨은 이동성-관리 이동 노드들이 부착된 액세스 포인트로부터 상기 이동성 관리 장치에 의해 상기 이동성-관리 이동 노드들에 대해 할당된 대역폭에 따라서 제어되며, 상기 이동성 관리 장치는:
    상기 액세스 포인트가 일부를 형성하는 액세스 네트워크 내의 트래픽 셰이퍼로부터 트래픽 셰이핑 보고 메시지들을 수신하고,
    비 이동성-관리 이동 노드에 의해 상이한 트래픽 타입들에 대한 대역폭의 현재 이용에 따라 트래픽 패턴을 적응시키며, 그리고
    상기 적응된 트래픽 패턴에 따라 상기 액세스 포인트의 상기 대역폭을 제어하는데 이용하기 위해 상기 적응된 트래픽 패턴을 상기 트래픽 셰이퍼로 전달하도록 동작하며,
    상기 트래픽 셰이핑 보고 메시지들은 상기 이동성 관리 장치에 의해 제어되지 않는 하나 이상의 비 이동성-관리 이동 노드들에 의해 복수의 상이한 트래픽 타입들 각각에 대한 대역폭의 현재 이용을 보고하고, 상기 이동성 관리 장치에 의해 관리되는 상기 이동성-관리 이동 노드들 중 하나 이상에 의해 이용되는 대역폭을 보고하며,
    상기 정보는 복수의 트래픽 타입들 각각에 대해 상기 이동성 관리 장치에 의해 관리되는 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭의 양과 상기 이동성 관리 장치에 의해 관리되지 않는 이동 노드들에 의해 이용되는 대역폭의 양의 표시(indication)를 제공하는,
    이동성 관리를 제공하는데 이용하기 위한 이동성 관리 장치.
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