KR101344843B1 - 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 노드의 전력 소비량을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이동 노드의 기지국 탐색 시간을 최소화시키기 위한 것으로, 이를 위하여 본 발명에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색은 이동 노드의 위치 등록 요청에 따라 위치 등록 절차를 수행하는 중 홈 위치 등록기로부터 이동 노드가 가입한 서비스 정보를 포함하는 가입자 정보를 수신하고, 페이징 절차를 수행하는데 걸리는 시간을 토대로 탐색 가능 시간을 설정하며, 탐색 가능 시간과 가입자 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 생성하여 이동 노드에 전송한다. 이에 따라 이동 노드는 탐색 가능 시간 범위 내에서 가입자 정보 내 서비스 정보를 이용하여 기지국을 선택한다.

Description

이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SEARCHING BASE STATION USING PAGING PROCEDURE IN MOBILE NETWORK}

본 발명은 이동 노드의 기지국 탐색에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 노드의 전력 소비량을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이동 노드의 기지국 탐색 시간을 최소화시킬 수 있는 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2008-F-001-02, 과제명: 이동통신 무선접속방식의 환경 적응형 자율제어 기술연구].

이동 통신 시스템이 발전함에 따라 다양한 RAT(Radio Access Technology, 이하 'RAT'라고 한다.)의 통신 시스템들이 출현하고, 이에 맞는 네트워크가 구축되고 있다. 이렇게 구축되는 네트워크 인프라는 여러 사업자들이 독립적으로 설치하기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 동일 지점에 여러 가지 RAT의 기지국이 중첩하게 된다.

또한, 이러한 통신 시스템들은 각각 그 특성에 달라서 낮은 이동성을 제공하지만 높은 대역폭을 제공하는 시스템이 있는 반면 낮은 대역폭을 제공하지만 높은 이동성과 넓은 커버리지를 제공하는 시스템도 있다.

이러한 통신 시스템들에 맞춰서 단말 측면에서는 하나의 단말에서 여러 가지 RAT를 지원하기 위한 다중 모드 단말에 대한 연구가 진행되고 있으며, 최근 들어서 다중 모드를 지원하는 단말들이 출시되고 있다.

이러한 상황에서 사용자 입장에서는 이렇게 많은 RAT 중에서 어떤 RAT에 접속해서 서비스를 받는 것이 가장 최적인지를 결정할 필요가 있다. 또한, 이러한 결정을 하기 위해서 단말은 현재 위치에서 접속이 가능한 기지국이 무엇인지를 먼저 인식해야 한다. 만약, 접속 가능한 기지국을 무엇인지를 모른다면 모든 인터페이스를 구동시켜서 신호를 측정하여 어떤 RAT에 접속이 가능한지를 알아내야 하는데, 이것은 시간이 오래 걸리고 전력 소모도 심하다.

따라서, 전력 소모를 최소화 하면서 신속하게 접속 가능한 기지국을 알아내는 기술이 연구되어 왔다. 이러한 기술을 기지국 탐색이라고 하는데, 그 방식에 따라 세 가지로 구분된다.

첫째는 네트워크에서 단말이 기지국 탐색에 필요한 정보를 전달하는 방식으로 중앙 집중화 방식(centralized)이라고 한다. 이 방식에서 단말은 네트워크로부터 제공받은 정보를 바탕으로 접속하고자 하는 기지국을 결정한다. 이를 위해 네트워크에서는 각 RAT의 기지국 위치 정보를 저장하고 관리하는 서버가 설치된다. 또한, 이러한 정보를 단말로 전달하는 방안도 필요하다.

둘째는 단말이 사전 정보 없이 무선 신호를 측정하여 접속 가능한 기지국을 찾는 방식으로 분산 방식(distributed)이라고 한다. 이 방식은 단말에서 접속 가능하다고 예상되는 RAT의 무선 인터페이스를 켜서 해당 RAT의 파일럿 또는 비콘을 수신한 후 이를 토대로 RAT의 존재 여부를 판단한다.

셋째는 위의 두 가지 방식이 결합한 것으로 하이브리드 방식이라고 한다. 이 방식은 네트워크에서 기지국 위치 정보를 단말에 제공하고, 단말에서 이를 바탕으로 실제 해당 RAT에 대한 기지국 탐색을 수행한다. 단말이 기지국 탐색을 수행할 수 있도록 네트워크 기지국 정보를 제공하는 방안은 각 연구 단체나 표준화 단체 마다 기능 및 이름이 약간씩 차이가 있지만 동일한 개념으로 제안되고 있다. 유렵의 E2R 프로젝트에서 제안하는 CPC 또한 이러한 개념에 속한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 페이징 영역이 변경됨에 따라 이동 단말이 페이징 절차를 통해 기지국을 탐색하는 과정에 대해 설명한다.

도 1은 종래의 페이징 절차를 도시한 흐름도로서, 먼저 페이징 영역이 변경됨에 따라 이동 단말(MN)이 액세스 망인 RAN(Radio Access Network, 이하, 'RAN'라고 한다.)을 통해 페이징 에이전트(PA : Paging Agent)에 접속하여 위치 등록 절차를 수행한다. 이에 따라, 페이징 에이전트(PA)는 홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register)로부터 이동 단말의 가입자 정보를 제공받으며, 가입자 정보를 이용하여 이동 단말(MN)이 현재 위치에서 위치 등록 서비스를 제공받을 수 있는지의 여부를 검사한다.

가입자 정보를 이용한 이동 단말(MN)의 검사가 완료되면, 페이징 에이전트(PA)는 위치 등록 절차를 완료한다. 그리고 나서, 상대 노드(CN)로부터 패킷이 수신되면, 페이징 에이전트(PA)는 이동 노드(MN)의 위치가 등록된 페이징 영역에 있는 모든 액세스망(RAN)으로 페이징 요청 메시지를 전송한다. 페이징 요청 메시지에는 페이징을 발생시킨 데이터 패킷의 QoS(Quality of Service) 및 이동 노드(MN)의 ID가 포함되어 있다. 페이징 요청 메시지를 수신한 이동 노드들 중에 페이징 요청 메시지 내 이동 노드(MN)의 ID와 일치한 이동 노드(MN)는 페이징 에이전트(PA)와 무선 채널을 설정한 후 페이징 요청 메시지에 대한 페이징 응답 메시지를 페이징 에이전트(PA)에 전송하고, 나머지 이동 노드들은 다시 아이들(idle) 상태로 천이하게 된다.

페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트(PA)는 이동 노드(MN)과 해당 패킷의 QoS 정보에 맞게 데이터 채널을 설정함에 따라 이동 노드(MN)는 상대 노드(CN)와 통신을 수행하게 된다.

종래의 기지국 탐색 방법은 페이징 단계에서 고려되지 않고 아이들 상태에서 주기적으로 일어나야 하기 때문에 전력소모가 심한 단점이 있다.

또한, 종래의 기지국 탐색 방법에서 이동 노드가 최적의 기지국을 탐색하기 위해서 항상 주기적으로 기지국 탐색을 수행하여 현재 위치에서 접속 가능한 기지국의 정보를 가지고 있어야 하는데, 이를 위해서 아이들 상태에서도 계속 기지국 탐색을 수행해야 하기 때문에 전력 소모를 증가시키는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 페이징 절차를 통해 이동 노드가 가입자가 가입한 기지국 정보를 제공받아 기지국 탐색을 수행할 수 있는 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 이동 노드가 페이징 요청 메시지를 수신하고 페이징 응답을 송신하기 전까지의 시간 동안 기지국 탐색을 수행할 수 있는 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법은 이동 노드의 위치 등록 요청에 따라 위치 등록 절차를 수행하는 중 홈 위치 등록기로부터 상기 이동 노드가 가입한 서비스 정보를 포함하는 가입자 정보를 수신하는 단계와, 상기 페이징 절차를 수행하는데 걸리는 시간을 토대로 탐색 가능 시간을 설정하는 단계와, 상기 탐색 가능 시간과 가입자 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 생성하여 상기 이동 노드에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 이동 노드는, 상기 탐색 가능 시간 범위 내에서 상기 가입자 정보 내 서비스 정보를 이용하여 기지국을 선택한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법에서 상기 탐색 가능 시간을 설정하는 단계는, 상기 이동 노드의 상대 노드에서 수신한 패킷의 타입과 호 드랍 가능성이 기 설정된 값 이하가 되도록 하는 전체 지연 시간 및 상기 페이징 절차에 걸리는 시간을 토대로 설정할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법은 상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다른 경우 상기 이동 노드가 상기 선택된 기지국으로부터 할당받은 IP 어드레스를 포함한 페이징 응답 메시지를 상기 이동 노드로부터 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법은 상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다른 경우 상기 이동 노드는 상기 선택된 기지국에 해당되는 무선 인터페이스를 활성화하여 기지국 스위칭 절차를 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법은 상기 페이징 요청 메시지를 송신한 페이징 에이전트와 상기 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트가 서로 다른 경우 상기 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트와 홈 에이전트간의 통신을 통해 프락시 바인딩 업데이트 절차를 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법은 상기 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트는 상기 페이징 응답 메시지가 수신됨에 따라 상기 페이징 요청 메시지를 송신한 페이징 에이전트에 응답 확인 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법에서 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 송신하는 단계는, 상기 가입자 정보를 이용하여 상기 이동 노드의 가입자가 서비스 가입한 기지국 정보를 검색하는 단계와, 상기 검색된 기지국 정보와 상기 탐색 가능 시간 정보를 이용하여 상기 페이징 요청 메시지를 생성하여 상기 이동 노드에 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치는 다수의 이동 노드 각각이 가입한 서비스 정보를 포함한 가입자 정보를 관리하는 홈 위치 등록기와, 임의의 이동 노드로부터 위치 등록 요청이 수신될 때 위치 등록 절차를 수행하는 중 상기 홈 위치 등록기에 상기 임의의 이동 노드가 가입한 서비스 정보를 포함하는 가입자 정보를 요청하여 수신하며, 상기 임의의 이동 노드에 대한 위치 등록이 완료됨에 따라 페이징 절차를 수행하는데 걸리는 시간을 토대로 탐색 가능 시간을 계산한 후 상기 탐색 가능 시간과 가입자 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 생성하여 상기 임의의 이동 노드에 전송하는 페이징 에이전트를 포함하며, 상기 임의의 이동 노드는, 상기 탐색 가능 시간 범위 내에서 상기 가입자 정보 내 서비스 정보를 이용하여 기지국을 선택한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치에서 상기 페이징 에이전트는, 상기 이동 노드의 상대 노드에서 수신한 패킷의 타입과 호 드랍 가능성이 기 설정된 값 이하가 되도록 하는 전체 지연 시간 및 상기 페이징 절차에 걸리는 시간을 이용하여 상기 탐색 가능 시간을 계산한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치는 상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다른 경우 상기 페이징 에이전트는 상기 선택된 기지국으로부터 할당받은 IP 정보를 포함하는 페이징 응답 메시지를 상기 임의의 이동 노드로부터 수신한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치는 상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다르고, 상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트와 상기 페이징 요청 메시지를 생성한 페이징 에이전트가 서로 다른 경우 상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트는 상기 선택된 기지국으로부터 할당받은 IP 어드레스를 포함한 페이징 응답 메시지를 상기 임의의 이동 노드로부터 수신한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치는 상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트는, 상기 페이징 응답 메시지가 수신됨에 따라 상기 페이징 요청 메시지를 생성한 페이징 에이전트에 응답 확인 메시지를 송신한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치는 상기 임의의 이동 노드는 상기 선택된 기지국에 해당되는 무선 인터페이스를 활성화하여 기지국 스위칭 절차를 수행한 후 상기 선택된 기지국으로부터 IP 어드레스를 할당받아 상기 페이징 응답 메시지를 생성한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치에서 상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트는, 홈 에이전트와의 통신을 통해 프락시 바인딩 업데이트 절차를 수행한다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치에서 상기 페이징 에이전트는, 상기 홈 위치 등록기로부터 제공받은 가입자 정보를 이용하여 상기 임의의 이동 노드가 가입한 기지국 정보를 검색하고, 상기 검색된 기지국 정보와 상기 탐색 가능 시간을 이용하여 상기 페이징 요청 메시지를 생성한다.

본 발명은 이동 노드에 탐색해야 하는 기지국 정보를 페이징 절차, 즉 페이징 요청 메시지에 포함시켜 전송함으로써, 이동 노드가 최적의 기지국을 찾기 위해 아이들 상태에서 주기적으로 기지국 탐색을 수행할 필요가 없기 때문에 이동 노드의 전력 소비량을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이동 노드의 기지국 탐색 시간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 이동 노드가 서비스 가입한 RAN 정보만을 페이징 요청 메시지에 포함시켜 이동 노드에 전송함으로써, 이동 노드가 가입한 서비스에 해당하는 RAN 정보만을 페이징 요청 메시지에 포함하고 있기 때문에 정보량을 줄여 페이징 채널에 부하를 많이 증가시키지 않을 수 있을 뿐만 아니라 이동 노드에서 기지국 탐색을 수행할 때에도 빠른 탐색을 가능하게 한다.

도 1은 종래의 페이징 절차를 도시한 흐름도이며,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 RAT 환경의 이동 통신망 구성을 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템을 도시한 블록도이며,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 페이징 처리 과정을 도시한 흐름도이며,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 페이징 처리 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 RAT 환경의 이동 통신망 구성을 도시한 도면으로서, 하나의 매크로 셀(200) 내에 다수 개의 셀(202a, 202b, 204a, 204b)을 포함하고 있으며, 각 셀(202a, 202b, 204a, 204b)과 매크로 셀(200)을 관리하는 다수의 액세스 망인 RAN A, B, C(210a, 210b, 210c)를 포함하고 있다. 여기에서, 액세스 망인 RAN A, B, C(210a, 210b, 210c)는 각 셀(202a, 202b, 204a, 204b)과 매크로 셀(200) 내 이동 노드들을 IP 코어망(220)에 연결시킨다.

도 2에 도시된 바와 같은 기지국 환경에서 RAN A(210a)와 RAN B(210b)는 RAN C(210c)에 포함되는 핫 스팟 형태의 액세스망이며, 이동 노드1(MN_1)의 경우 가입된 서비스가 RAN A(210a)와 RAN C(210c)인데, RAN C(210c)는 페이징을 위해 필요한 액세스망, 즉 이동 노드1(MN)_1)이 이미 알고 있는 액세스망이기 때문에 이동 노드1이 RAN C(210c)에 대한 기지국 탐색을 수행할 필요가 없다. 이런 방식으로 페이징 절차 시에 이동 노드1, 2(MN_1, MN_2)에 제공되는 기지국 정보(RAN Info)는 아래의 표1과 같다.

Cell_C에서의 전체 RNA Info MN 가입자 정보 RAN 정보(Info) Cell_A_1. Cell_A_2
Cell_B_1, Cell_B_2
MN_1 RAN_A, RAN_C Cell_A_1, Cell_A_2
MN2 RAN_B, RAN_C Cell_B_1, Cell_B_2

이러한 이동 통신망 구성을 갖는 이동 통신 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 페이징을 수신하는 이동 노드(300), RAT별로 각각 존재하는 액세스망인 다수의 RAN_1, 2, …, n(310/1∼310/n), 이동 노드(300)의 이동성 관리와 페이징 기능을 담당하는 핵심망 엔티티인 페이징 에이전트(PA : Paging Agent)(320), 가입자 정보가 관리되는 사업자 데이터베이스인 홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register)(330), 이동 IP 기능을 수행하는 홈망의 엔티티인 홈 에이전트(HA : Home Agent)(340), 이동 노드(300)와 통신을 수행하는 상대 노드(350) 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 홈 위치 등록기(330)는 각 노드들의 가입자가 어떤 서비스에 가입하고 있는지에 대한 가입자 정보를 저장하고 있으며, 각 RAN(310/1∼310/n)은 자신이 관리하는 핫 스팟 기지국의 정보를 가지고 있다. 다시 말해서, 도 2에 도시된 바와 같이 RAN C(210c)가 페이징 요구를 수행하는 액세스망이라고 하면, 액세스망에 포함된 RAN A(210a)와 RAN B(210b)에 관련된 모든 액세스망에 대한 정보를 RAN C(210c)가 가지고 있다.

홈 위치 등록기(330)에 저장되는 가입자 정보는 하나의 사업자가 여러 RAT의 통신 시스템을 가지고 서비스를 제공하게 되면 가입자 마다 어떤 서비스에 가입하고 있는지에 대한 정보로 구성될 수 있다.

각 RAN(310/1∼310/n)에 들어가는 기지국 정보는 SON(Self Organizing Network)에서 정의하는 절차에 의해서 생성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 이동 통신망을 이용하여 페이징 처리 과정에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 페이징 처리 과정을 도시한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 이동 노드(300)는 페이징 영역이 변경되면 위치 등록 절차를 수행하는데, 이러한 위치 등록 절차 중에 페이징 에이전트(320)는 홈 위치 등록기(330)로부터 가입자 정보를 제공받고, 제공받은 가입자 정보로부터 해당 이동 노드(300)가 현재 위치에서 위치 등록 서비스가 가능한지를 검사한다. 이러한 검사가 통과되면 위치 등록 절차가 완료된다. 즉, 페이징 에이전트(320)는 홈 위치 등록기(330)와 통신을 통해 가입자 데이터 삽입(Insert Subscriber Data) 절차를 통해 가입자 정보를 제공받으며, 제공받은 가입자 정보를 이용하여 해당 이동 노드(300)가 현재 위치에서 위치 등록 서비스가 가능한지를 검사한다.

본 발명의 실시 예에서 홈 위치 등록기(330)는 페이징 에이전트(320)에 가입자 정보를 제공할 때 가입자 정보를 멀티 RAT 환경에 맞게 변경한 후 페이징 에이전트(320)에 제공하는데, 즉 해당 이동 노드(300)의 가입자가 어떤 RAT로부터 서비스를 제공받을 수 있는지에 대한 식별 정보를 가입자 정보에 포함시켜 페이징 에이전트(320)에 제공한다.

이후, 상대 노드(350)로부터 데이터 패킷이 전송되면, 페이징 에이전트(320)는 그 패킷을 수신할 이동 노드(300)의 상태가 액티브인지 아이들인지를 검사한다.

검사 결과, 이동 노드(300)가 아이들 상태인 경우 페이징 에이전트(320)는 페이징 절차를 시작하기 위한 페이징 요청 메시지를 생성한 후 이를 RAN_1(310/1)에 전송한다. 여기에서, 페이징 요청 메시지에는 기존의 페이징 메시지와 달리 탐색 가능 시간 정보(T_Scan)와 가입자 정보(Subscriber_Info)가 포함되어 있으며, 탐색 가능 시간 정보(T_Scan)는 이동 노드(300)가 페이징 요청 메시지를 수신하고 기지국 탐색을 수행하는데 허용되는 시간이다.

페이징 에이전트(320)는 수신된 데이터 패킷의 타입(QoS)과 기존 페이징 절차에서의 통계 정보를 통해 호 드랍 가능성(call drop probability)이 일정 값 이하가 되도록 탐색 가능 시간 정보(T_Scan)를 산출할 수 있는데, 호 드랍 가능성이 일정 값 이하가 되도록 하는 전체 지연 시간을 T_delay라고 하고, 페이징 절차를 수행하는데 걸리는 시간 T_paging이라고 할 때 탐색 가능 시간 정보(T_Scan)는 아래의 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

T_Scan = T_delay - T_paging

한편, 가입자 정보(Subscriber_Info)에는 해당 이동 노드(300)가 서비스를 제공받을 수 있는 RAT의 정보가 포함되어 있다.

페이징 요청 메시지를 수신한 RAN_1(310/1)에서는 해당 RAN_1(310/1)에 포함된 기지국 정보(RAN_Info) 중에서 페이징 요청 메시지 내 가입자 정보의 식별 정보에 해당되는 RAN 정보만을 페이징 요청 메시지에 포함시켜 이동 노드(300)에 전송한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 노드(300)가 서비스 가입한 RAN 정보만을 페이징 요청 메시지에 포함시켜 이동 노드에 전송함으로써, 이동 노드(300)가 가입한 서비스에 해당하는 RAN 정보만을 페이징 요청 메시지에 포함하고 있기 때문에 정보량을 줄여 페이징 채널에 부하를 많이 증가시키지 않을 수 있을 뿐만 아니라 이동 노드(300)에서 기지국 탐색을 수행할 때에도 빠른 탐색을 가능하게 한다.

페이징 요청 메시지를 수신한 이동 노드(300)는 페이징 요청 메시지에 포함된 RAN 정보를 기반으로 기지국 탐색을 수행하되, 탐색 가능 시간(T_Scan) 범위 내에서 기지국 탐색을 수행한다.

이러한 기지국 탐색을 통해 이동 노드(300)는 최적의 기지국인 RAN을 선택하게 되고, 선택된 기지국인 RAN으로부터 무선 채널 설정을 수행한 후 페이징 응답 메시지를 페이징 에이전트(320)에 전송한다.

한편, 선택된 기지국이 RAN_1(310/1)인 경우, 즉 선택된 기지국과 페이징 요청 메시지를 전송했던 기지국이 동일한 경우에는 기존의 페이징 절차와 동일, 즉 선택된 기지국인 RAN_1(310/1)과의 통신을 통해 무선 채널 셋업한 후 데이터 채널을 설정함에 따라 이동 노드(300)와 상대 노드(350)가 통신을 수행한다.

선택된 기지국과 페이징 요청 메시지를 전송했던 RAN_1(310/1)이 서로 다른 경우에는 이동 노드(300)가 선택된 RAN에 해당되는 무선 인터페이스를 활성화시킨 후 RAT 스위칭 작업을 통해 선택된 RAN에 무선 접속된다. 다시 말해서, 이동 노드(300)가 선택한 기지국이 RAN_2(310/2)인 경우에는 RAN_2(310/2)와의 무선 채널 설정을 통해 RAN_2(310/2)로부터 할당받은 IP 어드레스를 포함한 페이징 응답 메시지를 RAN_2(310/2)를 통해 페이징 에이전트(320)에 전송하고, 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트(320)는 RAN_2(310/2)를 통해 이동 노드(300)와 데이터 채널을 설정한다. 그런 다음, 이동 노드(300)는 데이터 채널의 설정을 통해 상대 노드(350)와의 통신을 수행한다.

한편, 이동 노드(300)가 페이징 절차를 위해 페이징 요청 메시지를 수신한 RAN와 실제 선택한 RAN가 서로 다르고, 두 RAN가 서로 다른 페이징 에이전트에 접속되어 있는 경우에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 페이징 처리 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 다른 실시 예에서는 이동 노드(300)가 RAN_1(310/1)을 통해 페이징 요청 메시지를 수신한 후 RAN_2(310/2)를 선택하며, RAN_1(310/1)은 제 1 페이징 에이전트(PA_1)(320a)에 연결되며, RAN_2(310/2)는 제 2 페이징 에이전트(PA_2)(320b)에 연결되는 것을 예로 들어 설명한다. 또한, L3 이동성을 위해 PMIP(Proxy Mobile IP)가 사용되고, 제 1, 2 페이징 에이전트(320a, 320b)에는 MAG(Mobile Access Gateway. 이하, 'MAG'라고 한다.) 기능이 포함되어 있으며, 홈 위치 등록기(330)에는 LMA(Local Mobility Anchor) 기능이 포함되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이동 노드(300)가 RAN_1(310/1)을 통해 제 1 페이징 에이전트(320a)에 접속하여 위치 등록 절차를 수행하고, 제 1 페이징 에이전트(320a)는 홈 위치 등록기(330)로부터 이동 노드(300)의 가입자 정보를 제공받아 위치 등록 절차를 완료한다.

그런 다음, 제 1 페이징 에이전트(320a)는 탐색 가능 시간 정보 및 가입자 정보가 포함된 페이징 요청 메시지를 생성한 후 이를 RAN_1(310/1)을 통해 이동 노드(300)에 전송한다.

페이징 요청 메시지를 수신한 이동 노드(300)는 기지국 탐색을 실시하여 RAN, 즉 RAN_2(310/2)를 선택하고, 선택된 RAN_2(310/2)와의 스위칭 작업을 통해 IP 어드레스를 할당받는다. 그런 다음, 이동 노드(300)는 선택된 RAN_2(310/2)와 무선 채널 설정을 수행한 후 할당받은 IP 어드레스가 포함된 페이징 응답 메시지를 RAN_2(310/2)에 전송한다.

페이징 응답 메시지를 수신한 RAN_2(310/2)는 페이징 응답 메시지에 자신의 RAN ID를 포함시킨 후 이를 자신과 연결된 제 2 페이징 에이전트(320b)에 전송한다.

이와 같이, 이동 노드(300)의 RAN_2(310/2)의 선택에 따라 페이징 에이전트가 변경된 경우 MAG가 변경되기 때문에 홈 위치 등록기(330)와 프락시 바인딩 업데이트 절차(Proxy Binding Update)를 수행한다. 즉, 제 2 페이징 에이전트(320b)는 바프락시 바인딩 업데이트 절차를 위해 홈 위치 등록기(330)에 프락시 바인딩 업데이트 요청 메시지(PBU)를 전송한 후 홈 위치 등록기(330)로부터 프락시 바인딩 업데이트 응답 메시지(PBA)를 수신한다.

한편, 이동 노드(300)가 페이징 요청 메시지를 수신한 RAN와 페이징 응답 메시지를 송신한 RAN가 서로 다르기 때문에 제 1 페이징 에이전트(320a)는 페이징 응답 메시지를 계속해서 기다리게 된다. 이런 이유로, 제 2 페이징 에이전트(320b)는 페이징 응답 메시지가 수신됨에 따라 페이징 응답 메시지가 수신되었음을 알리는 페이징 응답 메시지를 제 1 페이징 에이전트(320a)에 전송한 후 이에 대한 확인 메시지를 수신한다.

이러한 과정을 완료한 후 제 2 페이징 에이전트(320b)는 RAN_2(310/2)를 통해 이동 노드와 데이터 채널을 설정하며, 이에 따라 이동 노드(300)는 상대 노드(350)와 통신을 수행하게 된다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동 노드에 탐색해야 하는 기지국 정보를 페이징 절차, 즉 페이징 요청 메시지에 포함시켜 전송함으로써, 이동 노드가 최적의 기지국을 찾기 위해 아이들 상태에서 주기적으로 기지국 탐색을 수행할 필요가 없기 때문에 이동 노드의 전력 소비량을 최소화시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

300 : 이동 노드
310/1∼310/n : RAN_1∼RAN_n
320 : 페이징 에이전트
330 : 홈 위치 등록기
340 : 홈 에이전트

Claims (15)

  1. 페이징 절차를 수행하는 페이징 에이전트를 구비한 이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법으로서,
    상기 페이징 에이전트가 이동 노드의 위치 등록 요청에 따라 위치 등록 절차를 수행하는 중 홈 위치 등록기로부터 상기 이동 노드가 가입한 서비스 정보를 포함하는 가입자 정보를 수신하는 단계와,
    상기 페이징 에이전트가 상기 페이징 절차를 수행하는데 걸리는 시간을 토대로 탐색 가능 시간을 설정하는 단계와,
    상기 페이징 에이전트가 상기 탐색 가능 시간과 가입자 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 생성하여 상기 이동 노드에 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 이동 노드는, 상기 탐색 가능 시간 범위 내에서 상기 가입자 정보 내 서비스 정보를 이용하여 기지국을 선택하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색 가능 시간을 설정하는 단계는,
    상기 이동 노드의 상대 노드에서 수신한 패킷의 타입과 호 드랍 가능성이 기 설정된 값 이하가 되도록 하는 전체 지연 시간 및 상기 페이징 절차에 걸리는 시간을 토대로 설정하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다른 경우 상기 이동 노드가 상기 선택된 기지국으로부터 할당받은 IP 어드레스를 포함한 페이징 응답 메시지를 상기 이동 노드로부터 수신하는 단계를 포함하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다른 경우 상기 이동 노드는 상기 선택된 기지국에 해당되는 무선 인터페이스를 활성화하여 기지국 스위칭 절차를 수행하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,

    상기 페이징 요청 메시지를 송신한 페이징 에이전트와 상기 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트가 서로 다른 경우 상기 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트와 홈 에이전트간의 통신을 통해 프락시 바인딩 업데이트 절차를 수행하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 페이징 응답 메시지를 수신한 페이징 에이전트는 상기 페이징 응답 메시지가 수신됨에 따라 상기 페이징 요청 메시지를 송신한 페이징 에이전트에 응답 확인 메시지를 송신하는 단계를 포함하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 송신하는 단계는,
    상기 가입자 정보를 이용하여 상기 이동 노드의 가입자가 서비스 가입한 기지국 정보를 검색하는 단계와,
    상기 검색된 기지국 정보와 상기 탐색 가능 시간 정보를 이용하여 상기 페이징 요청 메시지를 생성하여 상기 이동 노드에 송신하는 단계를 포함하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 방법.
  8. 다수의 이동 노드 각각이 가입한 서비스 정보를 포함한 가입자 정보를 관리하는 홈 위치 등록기와,
    임의의 이동 노드로부터 위치 등록 요청이 수신될 때 위치 등록 절차를 수행하는 중 상기 홈 위치 등록기에 상기 임의의 이동 노드가 가입한 서비스 정보를 포함하는 가입자 정보를 요청하여 수신하며, 상기 임의의 이동 노드에 대한 위치 등록이 완료됨에 따라 페이징 절차를 수행하는데 걸리는 시간을 토대로 탐색 가능 시간을 계산한 후 상기 탐색 가능 시간과 가입자 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 생성하여 상기 임의의 이동 노드에 전송하는 페이징 에이전트를 포함하며,
    상기 임의의 이동 노드는, 상기 탐색 가능 시간 범위 내에서 상기 가입자 정보 내 서비스 정보를 이용하여 기지국을 선택하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 페이징 에이전트는,
    상기 이동 노드의 상대 노드에서 수신한 패킷의 타입과 호 드랍 가능성이 기 설정된 값 이하가 되도록 하는 전체 지연 시간 및 상기 페이징 절차에 걸리는 시간을 이용하여 상기 탐색 가능 시간을 계산하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다른 경우 상기 페이징 에이전트는 상기 선택된 기지국으로부터 할당받은 IP 정보를 포함하는 페이징 응답 메시지를 상기 임의의 이동 노드로부터 수신하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 선택된 기지국과 상기 페이징 요청 메시지를 상기 이동 노드에 전송한 기지국이 서로 다르고, 상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트와 상기 페이징 요청 메시지를 생성한 페이징 에이전트가 서로 다른 경우 상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트는 상기 선택된 기지국으로부터 할당받은 IP 어드레스를 포함한 페이징 응답 메시지를 상기 임의의 이동 노드로부터 수신하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트는, 상기 페이징 응답 메시지가 수신됨에 따라 상기 페이징 요청 메시지를 생성한 페이징 에이전트에 응답 확인 메시지를 송신하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 임의의 이동 노드는 상기 선택된 기지국에 해당되는 무선 인터페이스를 활성화하여 기지국 스위칭 절차를 수행한 후 상기 선택된 기지국으로부터 IP 어드레스를 할당받아 상기 페이징 응답 메시지를 생성하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 선택된 기지국에 연결된 페이징 에이전트는, 홈 에이전트와의 통신을 통해 프락시 바인딩 업데이트 절차를 수행하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 페이징 에이전트는, 상기 홈 위치 등록기로부터 제공받은 가입자 정보를 이용하여 상기 임의의 이동 노드가 가입한 기지국 정보를 검색하고, 상기 검색된 기지국 정보와 상기 탐색 가능 시간을 이용하여 상기 페이징 요청 메시지를 생성하는
    이동 통신망에서의 페이징 절차를 이용한 기지국 탐색 장치.
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