KR101338329B1 - ＨＭＩＰｖ６ 표준에 기반한 ＱｏＳ 보장형 이동성 관리 방법 - Google Patents

ＨＭＩＰｖ６ 표준에 기반한 ＱｏＳ 보장형 이동성 관리 방법 Download PDF

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Abstract

복수개의 무선 통신 인터페이스를 구비한 이동 노드(100)(Mobile Node)가 대응 노드(Corresponding Node)와 데이터를 송수신 함에 있어서, 기 지정 된 QoS(Quality of Service)를 충족시킬 수 있도록 하는 이동성 관리 방법이 제공 된다. 본 발명에 따른 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법은, 상기 이동 노드가, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중, 억세스 포인트 또는 억세스 라우터 중 활성화 된 모든 네트워크 인터페이스의 데이터 전송률이 모두 반영 된 전체 데이터 전송률을 산출하고, 상기 이동 노드가 상기 전체 데이터 전송률과 기 지정 된 최저 데이터 전송률을 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 이동 노드가 상기 전체 데이터 전송률이 상기 최저 데이터 전송률 미만인 경우, 비활성화 된 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중 하나를 선택하고, 상기 이동 노드가 상기 선택 된 네트워크 인터페이스를 활성화 하고, 상기 이동 노드가 기존의 활성화 된 네트워크 인터페이스 및 상기 선택 된 네트워크 인터페이스를 이용한 동시 바인딩을 통해 HMIPv6(Hierarchy Mobile IP version6) 규격 상의 MAP(Mobility Anchor Point)에 연결 되는 것을 포함한다.

Description

ＨＭＩＰｖ６ 표준에 기반한 ＱｏＳ 보장형 이동성 관리 방법{QoS-guaranteed mobility management method based on HMIPv6 standard}
본 발명은 HMIPv6 표준에 기반한 QoS 보장형 이동성 관리 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 복수개의 무선 통신 인터페이스를 구비한 이동 노드(100)(Mobile Node)가 대응 노드(Corresponding Node)와 데이터를 송수신 함에 있어서, 기 지정 된 QoS(Quality of Service)를 충족시킬 수 있도록 하는 이동성 관리 방법에 관한 것이다.
차량 애드혹 네트워크(Vehicular Ad-hoc NETworks; VANET)에서 인터넷 접속을 위해 IPv6를 채택한 후로 Vehicle to Infrastructure (V2I) 통신에서 차량 인터넷 통신의 이동성 관리를 위해 3 계층 이동성 지 원 프로토콜인 MIPv6(Mobile IP version6) 와 이를 확장한 FMIPv6(Fast handover Mobile IP version6), HMIPv6(Hierarchy Mobile IP version6), 그리고 NEtwork MObility (NEMO) 등의 사용이 고려되고 있다. 대부분의 MIPv6와 이를 확장한 프로토콜은 지연시간에 민감한 차량 네트워크의 응용에는 적합하지 않다. 그 이유는 이동 방향을 자주 변경하거나 고속으로 이동하는 차량에서는 핸드오버 시 패킷 손실이나 지연 시간이 크게 증가 할 수 있기 때문이다.
그런데, 유헬스 서비스를 이용 중인 환자가 앰뷸런스에 탑승한 상태로, 앰뷸런스가 고속 이동하는 상태를 상정하면, 고속으로 이동하는 차량 내에서도 유헬스 단말이 송신하는 유헬스 메시지가 끊김 없이 유헬스 서버에 송신 되어야 하고, 일정 QoS(Quality of Service)를 요구하는 종류의 유헬스 서비스라면 끊김 없을 뿐만 아니라 QoS까지 보장하는 형태의 이동성 관리 방법의 제공이 요청 된다. 따라서, 유헬스 서비스의 확산에 QoS 보장형 이동성 관리 방법의 제공이 필수적이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수개의 무선 통신 인터페이스를 구비한 이동 노드(Mobile Node)가 대응 노드(Corresponding Node)와 데이터를 송수신 함에 있어서, 기 지정 된 QoS(Quality of Service)를 충족시킬 수 있도록 하는 이동성 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 기 지정 된 QoS를 충족시킬 수 있도록 하는 HMIPv6 기반의 이동성 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복수개의 무선 통신 인터페이스를 구비한 이동 노드(Mobile Node)가 대응 노드(Corresponding Node)와 데이터를 송수신 함에 있어서, 기 지정 된 QoS(Quality of Service)에 따른 데이터 전송률에 미달하는 데이터 전송률이 나오는 경우, 연결 되지 않은 인터페이스를 통하여 신규 억세스 라우터와의 신규 접속을 통하여 데이터 전송률을 증가시킬 수 있도록 하는 이동성 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법은, 상기 이동 노드가, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중, 억세스 포인트 또는 억세스 라우터 중 활성화 된 모든 네트워크 인터페이스의 데이터 전송률이 모두 반영 된 전체 데이터 전송률을 산출하고, 상기 이동 노드가 상기 전체 데이터 전송률과 기 지정 된 최저 데이터 전송률을 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 이동 노드가 상기 전체 데이터 전송률이 상기 최저 데이터 전송률 미만인 경우, 비활성화 된 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중 하나를 선택하고, 상기 이동 노드가 상기 선택 된 네트워크 인터페이스를 활성화 하고, 상기 이동 노드가 기존의 활성화 된 네트워크 인터페이스 및 상기 선택 된 네트워크 인터페이스를 이용한 동시 바인딩을 통해 HMIPv6(Hierarchy Mobile IP version6) 규격 상의 MAP(Mobility Anchor Point)에 연결 되는 것을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, HMIPv6 기반의 이동성 관리 방법이 적용 된 통신 시스템이 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 보장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이동 노드에 구비 된 복수의 네트워크 인터페이스를 활용하여 끊김 없고 데이터의 유실이 없는 핸드오버를 지원할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동 노드의 구성을 나타내는 제1 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동 노드의 구성을 나타내는 제2 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동 노드의 구성을 나타내는 제3 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 노드의 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 노드의 이동성 관리 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 노드의 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 노드의 이동성 관리 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동 노드의 이동성 관리 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동 노드의 이동성 관리 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공개 된 표준 기술인 HMIPv6에 대한 중복 설명은 생략한다. 또한, 복수의 네트워크 인터페이스를 가진 이동 노드(100)에 의한 HMIPv6 기반 기술 중 "차량 네트워크에서 멀티 캐스팅 터널링을 이용한 고속 이동성 관리 방법, 한국통신학회논문지 '10-11 Vol.35 No.11, 천승만, 나재욱, 박종태"에 기재 된 E-HMIPv6 기술은 중복 설명하지 않기로 한다.
또한, 본 명세서에서 이동 노드(100)에 포함 된 네트워크 인터페이스가 "활성화" 된 것은, 상기 네트워크 인터페이스가 억세스 포인트 또는 억세스 라우터에 연결 되어 데이터 송수신 할 수 있는 상태에 있는 것을 의미하며, 반대로 "비활성화" 된 것은, 연결 된 억세스 포인트 또는 억세스 라우터가 존재하지 않는 것을 의미한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 이동 노드(100)에 대하여, 도 1 내지 3을 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 이동 노드(100)는 둘 이상의 네트워크 인터페이스를 구비한다. 이동 노드(100)는 도 2에 도시 된 바와 같이, 같은 방식으로 무선 통신을 수행하는 둘 이상의 인터페이스(133, 134)를 구비할 수도 있고, 도 3에 도시 된 바와 같이 다른 방식으로 무선 통신을 수행하는 둘 이상의 인터페이스(135, 136, 137)를 구비할 수도 있다. 도 2, 3에 도시 된 이동 노드(100)는 도 1에 도시 된 이동 노드(100)와 구비 된 인터페이스에 있어서만 상이하므로, 이하 설명의 편의를 위하여 도 1을 참조하여 이동 노드(100)를 설명한다.
이동 노드(100)는 바인딩 캐쉬 테이블 저장부(110)를 포함할 수 있다. 바인딩 캐쉬 테이블 저장부(110)는 HMIPv6 기반의 이동성 관리를 수행함에 있어서 필요한 어드레스 정보를 저장한다. 보다 자세하게는, HoA(Home Address), RCoA(Regional Care-of Address), 복수개의 LCoA(on-Link Care-of Address)를 저장한다.
바인딩 캐쉬 테이블 저장부(110)는 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자, 램(Random Access Memory; RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 및 하드디스크 드라이브(Hard disk drive)와 같은 저장매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
바인딩 캐쉬 테이블 저장부(110)에는 표 1에 기재 된 바인딩 캐쉬 테이블이 저장 될 수 있다.
Figure 112011100421262-pat00001
도 1에 도시 된 바와 같이 두 개의 인터페이스(131, 132)가 포함 되어 있는 이동 노드(100)에 포함 된 표 1에 기재 된 바인딩 캐쉬 테이블은 두 개의 인터페이스(131, 132)가 각각 LCoA1, LCoA2를 LCoA로 하여 MAP에 접속 되어 있으며, MAP에 할당 된 RCoA는 RCoA1으로 동일함을 알 수 있다. 바인딩 캐쉬 테이블에는 두개의 엔트리가 있는데, 각각의 엔트리에 대응 되는 인터페이스와 억세스 라우터 간의 연결이 끊어지면 해당 엔트리는 상기 바인딩 캐쉬 테이블에서 삭제 되며, 인터페이스와 억세스 라우터 간의 신규 연결이 설립 되면 상기 바인딩 캐쉬 테이블에 새로운 엔트리가 삽입 된다. 상기 MAP에도 표 1에 표기 된 것과 같은 바인딩 캐쉬 테이블이 저장 될 수 있다.
바인딩 캐쉬 테이블 저장부(110)에 복수개의 LCoA가 저장 되는 이유는 이동 노드(100)에 복수 개의 인터페이스(131, 132)가 포함 되어 있기 때문이다. 즉, 복수 개의 인터페이스(131, 132)는 각각 서로 다른 LCoA를 이용하여 서로 다른 억세스 라우터(AR)과 접속 될 수 있다.
예를 들어, 인터페이스 1(131)은 LCoA1을 이용하여 PAR(Previous Access Router)과 접속 되고, 인터페이스 2(132)는 LCoA2를 이용하여 NAR(Next Access Router)과 접속 될 수 있다. E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 된 바와 같이, 이동 노드(100)는 E-MAP(Extended-Mobility Anchor Point)와 PAR을 통한 제1 터널, NAR을 통한 제2 터널을 통해 동시 바인딩(Simultaneous Binding) 되며, 이를 통해 상기 E-MAP 관할 구역 내의 마이크로 핸드오버 시 패킷 유실을 방지할 수 있다.
이동 노드(100)는 라우팅 제어부(120)를 더 포함할 수 있다. 라우팅 제어부(120)는 바인딩 캐쉬 테이블 저장부에 저장 된 각각의 엔트리를 연결 설립 및 연결 끊김에 따라 추가하거나 삭제할 수 있다. 또한, 라우팅 제어부(120)는 각 인터페이스(131, 132)가 수신하는 신호의 세기(RSSI) 및 각 인터페이스(131, 132)가 수신하는 데이터 전송률의 연산 결과에 따라, 각 인터페이스(131, 132)의 연결 설립 또는 연결 끊기를 인터페이스 관리부(130)를 통하여 제어할 수 있다.
인터페이스 관리부(130)는 라우팅 제어부(120)의 제어에 따라 각 인터페이스(131, 132)의 연결 설립 또는 연결 끊기를 제어한다.
다음으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 노드(100)의 이동성 관리 방법을 도 4 내지 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 두 개의 인터페이스(IF1, IF2)를 구비한 이동 노드(100)가 MAP(204)의 관리 구역 내에서 이동 중인 경우를 도시한다. 이동 노드(100)는 대응 노드(200)과 데이터를 송수신 하고, HOME AGENT(202)가 HMIPv6 규격 상의 HOME AGENT로써 동작한다.
MAP(204)의 관리 구역은 MAP(204)에 연결 된 억세스 라우터 들의 커버리지 들의 집합을 의미할 수 있다. 설명의 편의상, 도 4에는 MAP(204)에 연결 된 억세스 라우터로서 PAR(206) 및 NAR(208) 두 개만이 기재 되어 있으나, MAP(204)에 연결 된 억세스 라우터의 수가 도 4에 도시 된 것 이상으로 추가 될 수 있으며, 이러한 점은 도 6 및 도 8에서도 동일하다.
MAP(204)는 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 된 E-MAP의 기능을 수행하는 것일 수 있으며, 이동 노드(100) 역시 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 된 미디어 게이트웨이(Media Gateway; MG)의 기능을 수행하는 것일 수 있다.
HMIPv6 표준 및 일반적인 모바일 IP 기술에 따르면, 핸드오버 절차 개시 시점은 현재 연결 되어 있는 억세스 포인트 또는 억세스 라우터로부터의 신호 세기(RSSI)가 기 지정 된 한계치에 미달하는 시점이다. 그러나, 상기 신호 세기와 데이터 전송률(Data Rate) 간에 일정 관계는 있을 수 있으나, 신호 세기가 세더라도 접속 된 억세스 포인트 또는 억세스 라우터에 접속 된 다른 이동 노드(100)들이 많은 경우 데이터 전송률은 떨어질 수 있다. 따라서, 신호 세기 만을 기반으로 하는 핸드오버 수행은 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족시키지 못할 수 있다.
한편, QoS는 다양한 기준에 따라 정의 될 수 있으며, 본 발명의 범위는 특정 기준에 따른 QoS에 관한 것으로 한정 되지 않는다. 상기 QoS는 이동 노드(100)에서 실행 되는 애플리케이션의 종류에 따라 지정 되거나, 이동 노드(100)가 송신하거나 수신하는 패킷에 포함 된 QoS 타입에 따라 지정 될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여 데이터 전송률을 기준으로 QoS를 정의하는 경우에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 연결 된 억세스 라우터로부터의 신호 세기가 핸드오버 개시 기준치에 미달하지 않더라도, 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족할 때까지 새로운 연결을 설립한다.
이하, 도 4에 도시 된 상황에 따라 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법을 설명한다. QoS에 따라 요구 되는 최저 데이터 전송률은 100KB/S인 것으로 가정한다.
이동 노드(100)에 포함 된 IF1이 PAR(206)에 연결 되어 있고, 이동 노드(100)는 PAR(206)의 관리 구역(Previous Domain)에 위치한다. 이 때 이동 노드(100)는 IF1 만에 의한 데이터 송수신으로 데이터 전송률이 150KB/S인 것으로 가정한다. 이 때에는 데이터 전송률이 최저 데이터 전송률을 초과하므로, IF2는 연결 되어 있지 않은 상태임에도 불구하고, IF2에 의한 신규 연결 설립을 시도하지 않는다.
다음으로, 이동 노드(100)가 이동함에 따라 데이터 전송률이 80KB/S로 떨어지게 되면, 이동 노드(100)는 접속 되지 않은 IF2를 이용하여 신규 연결을 설립한다. 상기 IF2에 의한 신규 연결의 설립은 이미 IF1과 연결 된 PAR(206)에 대하여 이뤄질 수도 있고, IF1와 연결 되지 않은 다른 억세스 라우터인 NAR(208)에 대하여 이뤄질 수도 있다. 이동 노드(100)에 포함 된 인터페이스와 억세스 라우터 간의 연결 설립, MAP(204)와 이동 노드(100) 간의 터널 설립 및 로컬 바인딩 업데이트(Local Binding Update; LBU) 방법은 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 되어 있으므로, 별도의 설명은 생략한다.
도 5에는 이동 노드(100)가 이동함에 따라 데이터 전송률이 80KB/S로 떨어진 결과, IF2가 NAR(208)에 연결 되어 데이터 전송률이 150KB/S로 올라간 것으로 도시 되어 있다. 이러한 경우, 데이터 전송률이 최저 데이터 전송률을 초과하므로 더 이상의 신규 연결 설립 시도는 하지 않는다. 그러나, IF2가 NAR(208)에 연결 되더라도 데이터 전송률이 최저 데이터 전송률에 못 미치는 경우, 이동 노드(100)에 연결 되지 않은 인터페이스가 존재한다면 신규 연결 설립 시도가 데이터 전송률이 최저 데이터 전송률을 초과할 때까지 지속적으로 이뤄질 수 있다.
다음으로, 이동 노드(100)가 NAR(208) 관리 구역(New Domain)으로 이동함에 따라 PAR(206) 간의 거리가 멀어지면서, PAR(206)으로부터의 신호 세기가 연결 끊기 기준치 미만으로 떨어지는 경우, 이동 노드(100)의 IF1는 PAR(206)과의 연결을 끊는다. 이동 노드(100)에 포함 된 인터페이스와 억세스 라우터 간의 연결 끊기 및 로컬 언바인딩 업데이트(Local Unbinding Update; LUU) 방법은 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 되어 있으므로, 별도의 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 연결 된 억세스 라우터로부터의 신호 세기가 핸드오버 개시 기준치에 미달하지 않더라도, 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족할 때까지 새로운 연결을 설립하여, 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 최대한 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법을 설명한다. 도 5는 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법의 순서도이다.
먼저, 이동 노드(100)는 현재의 전체 데이터 전송률을 측정한다(S500). 상기 전체 데이터 전송률은 이동 노드(100)에 포함 된 둘 이상의 인터페이스 중 현재의 억세스 포인트 또는 억세스 라우터와 연결 된 인터페이스 전체의 데이터 송수신이 종합적으로 반영 된 데이터 전송률을 의미한다.
다음으로 상기 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 데이터 전송률을 초과 하는 경우(S502), 현재의 데이터 송수신은 QoS가 요구하는 수준을 만족시키는 것이므로, 신규 연결 설립 시도를 하지 않는다.
반대로, 상기 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 데이터 전송률 미만인 경우(S502), 이동 노드(100)에 포함 된 인터페이스들 중 비활성화 된 인터페이스 중 하나를 선택하여, 선택 된 인터페이스에 의한 신규 연결 설립 및 로컬 바인딩 업데이트 절차를 수행한다(S504 내지 S511).
선택 된 인터페이스에 의한 신규 연결 설립 및 로컬 바인딩 업데이트 절차(S504 내지 S511)는 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 되어 있으므로, 중복 된 내용을 제외하고 간략하게 설명한다.
먼저, 선택 된 인터페이스를 통하여 라우터 디스커버리를 수행한다(S506). 상기 라우터 디스커버리는 상기 선택 된 인터페이스를 통하여 라우터 솔리시테이션(Router Solicitation; RS) 메시지를 송신하고, 그에 대하여 응답하는 라우터를 디스커버리하는 것으로 이해 될 수 있다. 응답한 라우터가 둘 이상인 경우, 소정의 기준에 따라 최선의 라우터를 하나 선택한다.
상기 최선의 라우터의 선택 기준은 RSSI 신호 값의 세기 및 접속 된 단말의 수 중 적어도 하나일 수 있다.
선택 된 라우터를 NAR(Next Access Router)라 지칭한다.
다음으로, 이동 노드(100)는 접속할 라우터에 대한 프리픽스 정보를 이용하여 신규 LCoA_new를 생성하고(S508), LCoA_new의 주소 중복 검사(Duplicate Address Detection)를 상기 NAR에 의뢰한다(S510).
LCoA_new의 주소 중복 검사 결과 이상이 없는 경우, 이동 노드(100)는 LCoA_new에 대한 정보를 포함하는 로컬 바인딩 업데이트(LBU) 메시지를 상기 NAR을 통해 상기 MAP에 송신한다(S511).
상기 로컬 바인딩 업데이트 메시지에는 인터페이스의 식별 정보를 알리기 위한 플래그가 수납 될 수 있다. 상기 로컬 바인딩 업데이트 메시지는 [RFC 5380][RFC 3775] 규격에 따르는 것으로, 싱글 비트 플래그는 A, H, L, K, M으로 정의 된다. 이 때, 예를 들어 이동 노드(100)에 IF1, IF2 두개의 네트워크 인터페이스가 존재하는 경우, IF1에 의한 로컬 바인딩 업데이트 메시지에는 A, M 플래그가 설정 될 수 있고, IF2에 의한 로컬 바인딩 업데이트 메시지에는 A, M, O 플래그가 설정 될 수 있다. 즉, O 플래그는 인터페이스를 구별하는 용도로 사용 될 수 있다.
상기 MAP는 상기 로컬 바인딩 업데이트 메시지에 포함 된 상기 O 플래그를 이용하여, 이동 노드(100)의 인터페이스 중 어떤 인터페이스에 대한 LCoA가 갱신 된 것인지 판단한다. 만약 바인딩 캐쉬 테이블에 포함 되어 있지 않은 인터페이스에 대한 것이라면, 상기 수신 된 로컬 바인딩 업데이트 메시지에 포함 된 데이터로 구성 된 엔트리를 상기 바인딩 캐쉬 테이블에 추가할 것이다. 예를 들어, 상기 MAP에 IF1에 대한 LCoA1의 바인딩 캐쉬 테이블 엔트리가 있는 상황에서, IF2에 대한 LCoA2의 로컬 바인딩 업데이트 메시지가 수신 되는 경우, MAP는 상기 수신 된 로컬 바인딩 업데이트 메시지에 포함 된 데이터로 구성 된 엔트리를 상기 바인딩 캐쉬 테이블에 추가할 것이다. 또한, LCoA1을 송신자 주소(Src Address)로 하는 패킷 뿐만 아니라, LCoA2를 송신자 주소로 하는 패킷도 대응 노드(200)로 송신하게 될 것이다. 또한, 이동 노드(100)의 Home Address(HoA)가 수신자 주소(Dst Address)로 지정 된 패킷은 LCoA1을 수신자로 하는 제1 터널 및 LCoA2를 수신자로 하는 제2 터널을 통하여 멀티캐스팅 터널링(Multicasting Tunneling) 방식으로 분산하여 송신하게 될 것이다.
선택 된 인터페이스에 의한 신규 연결 설립이 이뤄진 결과, 동작하는(ACTIVE) 인터페이스의 수가 증가한다(S512). 만약, 이동 노드(100)의 이동에 따라 동작하는 인터페이스 중 특정 인터페이스에 의해 수신 되는 신호의 세기(RSSI)가 연결 끊기 기준치(Tc) 미만으로 떨어지는 경우, 상기 특정 인터페이스의 연결을 끊고, 비활성화(DEACTIVATED) 상태로 변경한다(S513). 상기 연결 끊기 기준치(Tc)는 예를 들어 -80dBm일 수 있다.
선택 된 인터페이스에 의한 신규 연결 설립이 이뤄진 결과, 전체 데이터 전송률이 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 데이터 전송률을 초과 하는 경우 별다른 동작이 수행 되지 않지만, 전체 데이터 전송률이 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 데이터 전송률에 여전히 미달하는 경우, 신규 연결 설립 동작이 반복하여 수행 될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족할 때까지 새로운 연결을 설립한다. 도 4에는 두개의 인터페이스 만을 가지는 이동 단말(100)이 도시 되어 있지만, 이동 단말(100)에 포함 된 인터페이스의 수가 증가할수록 QoS에 따라 요구 되는 전송률을 만족시킬 확률이 높아지게 된다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 데이터 전송률 미만인 경우, 가용 인터페이스를 최대한 이용하여 통신 경로를 추가함으로써 데이터 전송률을 올릴 수 있고, 그 결과, QoS에 따른 데이터 전송률을 최대한 보장할 수 있는 효과가 있다.
다음으로 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동 노드(100)의 이동성 관리 방법을 도 6 내지 7을 참조하여 설명한다.
도 6 역시 도 4와 마찬가지로 두 개의 인터페이스(IF1, IF2)를 구비한 이동 노드(100)가 MAP(204)의 관리 구역 내에서 이동 중인 경우를 도시한다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 연결 된 억세스 라우터로부터의 신호 세기가 핸드오버 개시 기준치에 미달하지 않더라도, 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족할 때까지 기존의 연결을 교체한다. 즉, 이동 노드(100)에 포함 된 둘 이상의 인터페이스가 모두 억세스 라우터와 연결 된 상태에서 기 지정 된 데이터 전송률을 만족하지 못하게 되는 경우, 인터페이스 중 하나를 선택하고, 선택 된 인터페이스가 다른 억세스 라우터에 연결 될 수 있도록 한다. 이 때, 상기 선택 된 인터페이스는 이동 노드(100)에 구비 된 인터페이스 중 데이터 전송률이 가장 낮은 것일 수 있다.
이하, 도 6에 도시 된 상황에 따라 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법을 설명한다. QoS에 따라 요구 되는 최저 데이터 전송률은 100KB/S인 것으로 가정한다.
이동 노드(100)에 포함 된 IF1이 PAR(206)에 연결 되어 있고, IF2가 NAR(208)에 연결 되어 있다. 즉, 이동 노드(100)에 포함 된 모든 인터페이스는 활성화 된(ACTIVE) 상태이다. 그럼에도 불구하고, 도 6에 도시 된 바와 같이 데이터 전송률이 80KB/S로 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족하지 못하는 상황이다. 이 경우, 본 실시예에 따른 이동 노드(100)는 연결을 교체하게 된다.
먼저 이동 노드(100)는 연결을 교체할 인터페이스를 선택한다. 연결 교체 대상 인터페이스를 선택하는 기준으로는 RSSI 및 데이터 전송률 중 적어도 하나가 사용 될 수 있으며, 상기 기준을 이용하여 데이터 전송 실적이 가장 좋지 않은 하나의 연결 교체 대상 인터페이스를 선택하게 된다.
도 6에서는 연결 교체 대상 인터페이스로 IF2가 선택 된 경우를 가정하고 있으며, 그 결과 IF2의 연결 대상 억세스 라우터는 NAR(208)에서 NAR2(209)로 교체 되었다. 도 6에 도시 된 바와 같이 연결 교체 작업의 결과 데이터 전송률이 80KB/S에서 120KB/S로 증가하였다.
도 6에서는 IF2의 연결 대상 억세스 라우터가 교체 된 결과 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 최저 데이터 전송률을 초과하였으나, 경우에 따라서는 연결 대상 억세스 라우터의 교체에도 불구하고 QoS에 따라 요구 되는 최저 데이터 전송률을 초과하지 못할 수도 있다. 이 경우, 연결 대상 인터페이스의 선택 및 선택 된 인터페이스의 연결 대상 억세스 라우터 교체 동작을 반복 수행할 수 있다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 연결 된 억세스 라우터로부터의 신호 세기가 핸드오버 개시 기준치에 미달하지 않더라도, 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 만족할 때까지 기존의 연결을 새로운 연결으로 교체하여, 기 지정 된 QoS에 따른 데이터 전송률을 최대한 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법을 설명한다. 도 7은 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법의 순서도이다.
이동 노드(100)에는 둘 이상의 네트워크 인터페이스가 포함 되어 있고, 상기 둘 이상의 네트워크 인터페이스는 모두 각각의 억세스 라우터에 연결 되어 있는 상태, 즉 활성화 되어 있는 상태인 것으로 가정한다.
먼저, 이동 노드(100)는 현재의 전체 데이터 전송률을 측정한다(S700). 상기 전체 데이터 전송률은 이동 노드(100)에 포함 된 둘 이상의 인터페이스 중 현재의 억세스 포인트 또는 억세스 라우터와 연결 된 인터페이스 전체의 데이터 송수신이 종합적으로 반영 된 데이터 전송률을 의미한다.
다음으로 상기 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 데이터 전송률을 초과 하는 경우(S702), 현재의 데이터 송수신은 QoS가 요구하는 수준을 만족시키는 것이므로, 현재의 연결 상태를 유지한다. 반면에, 상기 전체 데이터 전송률이 QoS에 따라 요구 되는 최저 데이터 전송률 미만인 경우(S702), 이동 노드(100)에 포함 된 인터페이스들 중 연결 교체 대상 인터페이스를 선택한다(S704).
이미 설명한 바와 같이, 연결 교체 대상 인터페이스를 선택하는 기준으로는 RSSI 및 데이터 전송률 중 적어도 하나가 사용 될 수 있으며, 상기 기준을 이용하여 데이터 전송 실적이 가장 좋지 않은 하나의 연결 교체 대상 인터페이스를 선택하게 된다.
선택 된 인터페이스에 대하여는 기존의 연결을 끊고, 새로운 억세스 라우터를 디스커버리 하여 접속하며, 로컬 바인딩 업데이트도 수행한다(S706). 새로운 억세스 라우터에 접속하는 동작은 도 5와 관련 하여 설명한바 있으므로, 중복된 설명은 하지 않는다.
다음으로 본 발명의 제4 실시예에 따른 이동 노드(100)의 이동성 관리 방법을 도 8 내지 9를 참조하여 설명한다.
도 8 역시 도 4와 마찬가지로 두 개의 인터페이스(IF1, IF2)를 구비한 이동 노드(100)가 MAP(204)의 관리 구역 내에서 이동 중인 경우를 도시한다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동성 관리 방법에서와 같이 이동 노드(100)에 포함 된 모든 인터페이스를 항상 라우터와 연결 된 상태로 유지하여 최대의 데이터 전송률을 확보하는 것을 목표로 한다.
이동 노드(100)의 이동에 따라 특정 인터페이스에 의하여 수신 되는 신호의 세기(RSSI)가 연결 끊기 기준치(Tc) 미만으로 떨어지는 경우, 상기 특정 인터페이스의 연결을 끊고, 비활성화(DEACTIVATED) 상태로 변경하는 것이 일반적인 핸드 오버의 과정이다. E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에는 PAR 영역에서 NAR 영역으로 이동 노드가 이동하는 경우, (1) PAR 영역에서는, IF1이 PAR에 연결 되고, (2) PAR 영역과 NAR 영역의 겹침 영역에서는 IF2가 NAR에 더 연결 되어 동시 바인딩(simultaneous binding) 되고, (3) NAR 영역에서는 IF1이 PAR로부터 수신 하는 신호의 세기가 연결 끊기 기준치(Tc) 미만으로 떨어지게 되어 IF1과 PAR 간의 연결이 끊어짐으로써, 동시 바인딩 상태가 끝나는 것이 기재 되어 있다. 즉, E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에는 제1 억세스 라우터 영역과 제2 억세스 라우터 영역의 겹침 영역에서만 동시 바인딩이 이뤄진다.
반면에 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 이동 노드(100)의 이동에 따라 특정 인터페이스에 의하여 수신 되는 신호의 세기(RSSI)가 연결 끊기 기준치(Tc) 미만으로 떨어지는 경우, 곧바로 상기 특정 인터페이스에 의한 신규 연결 설립 동작을 수행한다. 즉, 예를 들어 이동 노드(100)에 포함 된 제2 인터페이스의 연결이 끊긴 경우, 상기 제2 인터페이스는 곧바로 연결 가능한 억세스 라우터를 디스커버리하고, 그에 대하여 응답한 억세스 라우터 중 하나의 억세스 라우터에 연결함으로써, 핸드오버 이후에도 지속적으로 동시 바인딩 상태를 유지한다.
즉, 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 핸드오버 이후에도 동시 바인딩을 유지하여 이동 노드(100)가 보유한 네트워크 인터페이스 자원을 최대한 활용 한다.
이하 도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법을 설명한다. 이동 노드(100)에 포함 된 IF1이 PAR(206)에 연결 되어 있고, 이동 노드(100)는 PAR(206)의 관리 구역에 위치한다.
다음으로, 이동 노드(100)가 PAR(206)의 관리 구역과 NAR(208)의 관리 구역의 겸침 영역으로 이동함에 따라 이동 노드(100)에 포함 된 IF2가 NAR(208)에 추가적으로 연결 되면서, 이동 노드(100)는 동시 바인딩 상태로 MAP(204)와 연결 된다. 이동 노드(100)에 포함 된 인터페이스와 억세스 라우터 간의 연결 설립, MAP(204)와 이동 노드(100) 간의 터널 설립 및 로컬 바인딩 업데이트(Local Binding Update; LBU) 방법은 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 되어 있으므로, 별도의 설명은 생략한다.
다음으로, 이동 노드(100)가 NAR(208) 관리 구역으로 이동함에 따라 PAR(206) 간의 거리가 멀어지면서, PAR(206)으로부터의 신호 세기가 연결 끊기 기준치(Tc) 미만으로 떨어지는 경우, 이동 노드(100)의 IF1는 PAR(206)과의 연결을 끊는다. 이동 노드(100)에 포함 된 인터페이스와 억세스 라우터 간의 연결 끊기 및 로컬 언바인딩 업데이트(Local Unbinding Update; LUU) 방법은 E-HMIPv6에 관한 상기 논문지에 기재 되어 있으므로, 별도의 설명은 생략한다.
일반적인 모바일 IP기술에 따른 핸드오버는 IF1과 PAR(206) 간의 연결이 끊긴 이후 추가적인 조치를 취하지 않지만, 본 실시예에 따른 이동 노드(100)는 연결이 끊긴 IF1이 곧바로 연결 가능한 억세스 라우터를 디스커버리하고, 그에 대하여 응답한 억세스 라우터 중 하나의 억세스 라우터에 연결함으로써, 핸드오버 이후에도 지속적으로 동시 바인딩 상태를 유지한다. 도 8에 도시 된 것과 같이, IF1은 PAR(206)과 연결이 끊긴 이후에, 곧바로 NAR3(210)에 연결 될 수 있다.
본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 핸드오버 이후에도 동시 바인딩을 유지하여 이동 노드(100)가 보유한 네트워크 인터페이스 자원을 최대한 활용 한다. 즉, 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법은 이동 노드(100)가 보유한 네트워크 인터페이스 자원을 최대한 활용하여, QoS가 만족 될 수 있는 확률을 최대한 높일 수 있다.
도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법을 설명한다. 도 9는 본 실시예에 따른 이동성 관리 방법의 순서도이다.
이동 노드(100)에 포함 된 특정 인터페이스가 억세스 라우터로부터 수신한 신호의 세기가 연결 끊기 기준치 미만으로 떨어지는 경우(S900), 상기 특정 인터페이스의 연결을 끊는 대신(S902), 새로운 라우터를 디스커버리 하여 접속(S904)함으로써, 동시 바인딩 상태를 유지한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
이동 노드 100
PAR 206
NAR 208
MAP 204

Claims (6)

  1. 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법에 있어서,
    상기 이동 노드가, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중, 억세스 포인트 또는 억세스 라우터 중 활성화 된 모든 네트워크 인터페이스의 데이터 전송률이 모두 반영 된 전체 데이터 전송률을 산출하고;
    상기 이동 노드가 상기 전체 데이터 전송률과 기 지정 된 최저 데이터 전송률을 비교하고;
    상기 비교 결과, 상기 이동 노드가 상기 전체 데이터 전송률이 상기 최저 데이터 전송률 미만인 경우, 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중 하나를 선택하고;
    상기 이동 노드가 상기 선택 된 네트워크 인터페이스를 활성화 하고;
    상기 이동 노드가 기존의 활성화 된 네트워크 인터페이스 및 상기 선택 된 네트워크 인터페이스를 이용한 동시 바인딩을 통해 HMIPv6(Hierarchy Mobile IP version6) 규격 상의 MAP(Mobility Anchor Point)에 연결 되는 것을 포함하되,
    상기 복수의 네트워크 인터페이스 중 하나를 선택하는 것은,
    비활성화된 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중 하나를 선택하거나 또는 활성화된 상기 복수의 네트워크 인터페이스 중 데이터 전송률이 가장 낮은 네트워크 인터페이스 하나를 선택하는 것을 포함하며,
    상기 활성화하는 것은,
    상기 활성화된 복수의 네트워크 인터페이스 중 어느 하나에 의해 수신 되는 무선 신호 세기가 핸드오버 개시 기준치에 미달하는지 여부와 상관없이 이루어지고 새로운 라우터를 디스커버리하는 것을 포함하는, 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 활성화하는 것은,
    상기 이동 노드가 신규 라우터를 디스커버리 하고;
    상기 이동 노드가 상기 디스커버리에 응답한 라우터 중 하나를 선택하고;
    상기 이동 노드가 상기 선택 된 라우터의 프리픽스 정보를 이용하여 신규 LCoA(on-Link Care-of Address)를 자동 생성하고;
    상기 이동 노드가 상기 신규 LCoA의 주소 중복 검사(Duplicate Address Detection)를 상기 선택 된 라우터에 의뢰하고;
    상기 이동 노드가 상기 선택 된 라우터를 통해 상기 신규 LCoA에 대한 정보를 포함하는 로컬 바인딩 업데이트(LBU) 메시지를 상기 MAP에 송신하는 것을 포함하는, 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 디스커버리에 응답한 라우터 중 하나를 선택하는 것은,
    RSSI 신호 값의 세기 및 접속 된 단말의 수 중 적어도 하나를 기준으로 하여 상기 디스커버리에 응답한 라우터 중 하나를 선택하는 것을 포함하는, 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 로컬 바인딩 업데이트(LBU) 메시지를 상기 MAP에 송신하는 것은,
    상기 선택 된 네트워크 인터페이스의 식별 정보를 알리기 위한 플래그가 수납 된 로컬 바인딩 업데이트 메시지를 상기 MAP에 송신하는 것을 포함하는, 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 플래그는, HMIPv6 규격에 따른 로컬 바인딩 업데이트 메시지의 O 플래그인, 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 이동 노드가, 활성화 된 인터페이스 중, 수신 신호 세기(RSSI)가 연결 끊기 기준치(Tc) 미만으로 떨어지는 인터페이스의 연결을 끊고, 비활성화(DEACTIVATED) 상태로 변경하는 것을 더 포함하는, 복수의 네트워크 인터페이스를 구비한 이동 노드의 이동성 관리 방법.
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