KR101386230B1 - ＵＭＴＳ 망에서 ＦＭＩＰｖ６ 핸드오버 방법 및 이를 위한장치 - Google Patents

ＵＭＴＳ 망에서 ＦＭＩＰｖ６ 핸드오버 방법 및 이를 위한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 현재 RNS로부터 타겟 RNS에 대한 하위계층 정보를 획득하는 단계, 현재 핵심망으로부터 타겟 핵심망에 대한 상위계층 정보를 획득하는 단계, 하위계층 정보를 이용하여 현재 핵심망과 타겟 핵심망 사이에 터널을 설정하고, 타겟 RNS를 할당하는 단계, 및 타겟 RNS가 할당된 후, 타겟 핵심망으로 상기 타겟 RNS에 접속했음을 알리는 메시지를 전송하고, 상기 타겟 핵심망으로부터 패킷 데이터를 전송받는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, UMTS 망에서 MIH 서비스를 이용하여 효율적인 핸드오버를 지원하고, 핸드오버 지연시간을 줄일 수 있다.
UMTS, FMIPv6, 핸드오버, MIH 서비스

Description

ＵＭＴＳ 망에서 ＦＭＩＰｖ６ 핸드오버 방법 및 이를 위한 장치{Method for FMIPv6 Handover in UMTS Network and Apparatus for the Method}
본 발명은 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UMTS 망에서 계층 2 정보를 이용하여 계층 3 핸드오버를 예측하여 빠른 핸드오버를 가능하게 하는 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제 관리번호 2006-S-061-03, 과제명: IPv6기반의 Qos 서비스 및 단말 이동성 지원 라우터 기술개발].
MIPv6(Mobile Internet protocol version 6)는 이동 노드가 새로운 액세스 포인트를 검색하게 되면 계층 2 핸드오버가 수행된 후 계층 3 핸드오버가 수행된다. 따라서 MIPv6는 이동 노드가 핸드오버를 수행할 때에 발생하는 핸드오버 지연으로 인한 끊김이 발생할 수 있다.
한편, FMIPv6(Fast Mobile Internet protocol version 6)는 계층 2 핸드오버가 발생하기 전에 미리 계층 3 핸드오버를 수행하는 방법으로서, 핸드오버할 타겟 라우터의 계층 2 정보를 기초로 하여 계층 3 정보를 현재 라우터로부터 전송받는 방법이다. 액세스 망, 예를 들어 WiFi, CDMA, Wibro, UMTS 등에 따라 상이한 계층 2 핸드오버 절차를 가지므로, 계층 2 핸드오버 절차와 계층 3 핸드오버 절차를 통합하여 효율적인 성능을 제공할 수 있는 방안이 요구된다.
특히, WiFi, CDMA, Wibro에 대한 빠른 핸드오버 방법은 정의되어 있으므로, UMTS 망에서, 미디어 독립 핸드오버(Media Independent Handover, MIH) 방식을 이용하여 계층 2 핸드오버 절차를 수행할 수 있는 FMIPv6 핸드오버 방법을 적용할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은 UMTS 망에서 계층 2 핸드오버 절차와 계층 3 핸드오버 절차를 통합하여 효율적인 성능을 얻기 위해 계층 2 핸드오버 정보를 MIH 서비스를 이용하여 전달할 수 있는, FMIPv6 핸드오버 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버 방법으로서, 현재 RNS로부터 타겟 RNS에 대한 하위계층 정보를 획득하는 단계, 현재 핵심망으로부터 타겟 핵심망에 대한 상위계층 정보를 획득하는 단계, 상기 하위계층 정보를 이용하여 상기 현재 핵심망과 상기 타겟 핵심망 사이에 터널을 설정하고, 상기 타겟 RNS를 할당하는 단계, 및 상기 타겟 RNS가 할당된 후, 상기 타겟 핵심망으로 상기 타겟 RNS에 접속했음을 알리는 메시지를 전송하고, 상기 타겟 핵심망으로부터 패킷 데이터를 전송받는 단계를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 장치로서, 신호를 송수신하는 통신부, 상기 통신부를 통해 현재 RNS로부터 타겟 RNS에 대한 하위계층 정보를 획득하고, 현재 핵심망으로부터 타겟 핵심망에 대한 상위계층 정보를 획득하는 정보저장부, 및 상기 정보저장부를 통해 획득한 정보를 이용하여 상기 현재 핵심망과 상기 타겟 핵심망 사이에 터널을 설정하고, 상기 타겟 RNS를 할당하며, 상기 통신부를 통해 상기 타겟 핵심망으로부터 패킷 데이터를 전송받는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, UMTS 망에서 MIH 서비스를 이용하여 효율적인 핸드오버를 지원하고, 핸드오버 지연시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 FMIPv6 핸드오버 방법이 적용되는 UMTS 망을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 망은 이동 단말기(User Equipment, 100), UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network, 110), 핵심망(120), 및 데이터망(130)을 포함한다. UTRAN(110)은 복수의 무선망 서브 시스템(Radio Network Subsystem, RNS, 111)을 포함하고, 핵심망(120)은 패킷 교환 지원 노드(Serving GPRS Support Node, SGSN, 121)와 패킷 관문 지원 노드(Gateway GPRS Support Node, GGSN, 122)를 포함한다.
RNS(111, 151)는 노드 B(Node B, 112) 및 무선망 제어기(Radio Network Controller, RNC, 113)로 구성되며, 액세스 포인트의 역할을 한다. 노드 B(112)는 RNC(113)의 제어를 받으며 이동 단말기(100)와 물리적인 무선접속을 담당하는 기지국이다. RNC(113)는 무선접속망 내의 무선자원의 동적인 자원 할당, 예를 들어, 핸드오버 등을 담당한다.
SGSN(121, 161)은 서비스 지역 내에서 이동 단말기(100)의 위치를 추적하여, 패킷 라우팅 및 전송, 이동성 관리, 논리적 링크 관리, 인증 및 요금 부과 등을 담당한다.
GGSN(122, 162)은 SGSN(121)와 데이터망(130) 사이의 접속 기능을 담당하며 라우터의 역할을 한다. SGSN(121)으로부터 전송되는 GPRS(General Packet Radio Service) 패킷을 적당한 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 형식으로 변환하여 전송할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 이동 단말기(100)는 주변 RNS의 신호를 측정하고, 측정된 신호에 대한 정보를 이동 단말기(100)와 현재 접속된 현재 RNS(111)로 전송한다(S200). 현재 RNS(111)가 측정된 신호에 대한 정보를 요청한 경우, 이동 단말기(100)는 현재 RNS(111)로 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 전송한다. 이동 단말기(100)는 측정된 신호에 대한 정보를 주기적으로 전송할 수 있다.
다음, 현재 RNS(111)는 측정된 신호에 대한 정보를 이용하여 새로운 RNS를 감지하고, 새롭게 감지된 RNS 중 성능 기준치를 넘은 RNS를 RNS 후보군(Candidate Set)에 추가하고, 성능 기준치를 넘은 RNS에 대한 정보, 즉 계층 2 정보를 MIH_Link_Detected 메시지에 실어서 이동 단말기(100)로 전송한다(S205).
다음, 이동 단말기(100)는 S205 단계에서 전송된 정보에 포함되는 RNS에 대한 타겟 GGSN 정보를 찾기 위해, 현재 GGSN(122)으로 프록시 라우터 요구 메시지(Router Solicitation for Proxy, RtSolPr)를 전송하고(S210), 현재 GGSN(122)으로부터 프록시 라우터 광고 메시지(Proxy Router Advertisement, PrRtAdv)를 전송받아 타겟 GGSN에 대한 계층 3 정보를 확인한다(S215). 여기서, 이동 단말기(100) 는 타겟 GGSN에 대한 계층 3 정보를 이용하여 이동할 가능성이 있는 네트워크의 위치 정보를 나타내는 CoA(Care-of-Address)를 미리 생성할 수 있다. 이때, 현재 GGSN(122)는 이웃에 위치한 GGSN의 정보, 및 이웃에 위치한 GGSN에 포함되는 RNS 정보를 미리 알고 있어야 한다.
다음, 현재 RNS(111)는 S200 단계에서 전송된, 측정된 신호에 대한 정보를 이용하여 새롭게 핸드오버할 타겟 RNS(151)를 결정하고(S220), SRNS재할당(Serving RNS Relocation) 과정, 즉 계층 2 핸드오버를 수행하기 위해 핸드오버 요청 메시지(Relocation Required)를 현재 SGSN(121)로 전송하고(S225), 계층 2 핸드오버를 수행하려고 한다는 사실을 알리기 위해 MIH_Handover_Imminent 메시지를 이동 단말기(100)로 전송한다(S230).
이동 단말기(100)는 MIH_Handover_Imminent 메시지를 통해 확인된 타겟 RNS(151)를 이용하여, 현재 GGSN(122)과 타겟 RNS(151)가 포함되는 타겟 GGSN(162) 사이에 터널을 설정한다(S235). 현재 GGSN(122)과 타겟 GGSN(162) 사이에 터널을 설정하기 위해, 이동 단말기(100)는 현재 GGSN(122)으로 FBU(Fast Binding Update) 메시지를 전송하고, FBU 메시지를 전송받은 현재 GGSN(122)은 타겟 GGSN(162)으로 HI(Handover Initiate) 메시지를 전송하고, HI 메시지를 전송받은 타겟 GGSN(162)은 현재 GGSN(122)으로 Hack(Handover) 메시지를 전송하고, Hack 메시지를 전송받은 현재 GGSN(122)은 이동 단말기(100)로 FBack(FastBindingAcknowledgment)메시지를 전송한다. 이때, 현재 GGSN(122)가 FBU 메시지를 전송받으면, 상대 노드(Corresponding Node, CN)에서 수신한 패킷을 버퍼링하기 시작하고, Hack 메시지 를 받아 터널이 설정되면 버퍼링한 데이터 패킷을 타겟 GGSN(162)으로 전송한다.
다음, 현재 RNS(111)는 이동 단말기(100)로 이동 단말기(100)가 타겟 RNS(151)로 계층 2 핸드오버를 수행하라는 MIH_MN_HO_Commit 메시지를 전송한다(S240). MIH_MN_HO_Commit 메시지가 전송됨으로써, 이동 단말기(100)가 핸드오버할 타겟 RNS와 S220 단계에서 현재 RNS(111)가 결정한 타겟 RNS(151)가 일치할 수 있다. MIH_MN_HO_Commit 메시지가 전송됨으로써, 계층 2 핸드오버, 즉 SRNS 재할당(Serving Radio Network Subsystem relocation)이 실행되어, 이동 단말기(100)에 타겟 RNS(151)가 새롭게 할당된다.
다음, 이동 단말기(100)에 타겟 RNS(151)가 새롭게 할당되면, 타겟 RNS(151)는 이동 단말기(100)로 링크가 업(UP)되었다는 MIH_Link_Up 메시지를 전송한다(S245).
다음, 이동 단말기(100)는 타겟 GGSN(162)로 새로운 RNS에 접속했음을 알리는 UNA(Unsolicited Neighbor Advertisement) 메시지를 전송하고(S250), 타겟 GGSN(162)으로부터 패킷 데이터를 전송 받음으로써, 계층 3 핸드오버가 완료된다(S255).
도 3는 도 1에 도시된 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 이동 단말기를 상세하게 나타내는 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 통신부(300), 정보저장부(305), 및 제어부(310)를 포함한다.
통신부(300)는 신호를 송수신할 수 있는 모듈로서, 현재 RNS(111), 현재 SGSN(121), 현재 GGSN(122), 및 타겟 RNS(151)로부터 신호를 전송받을 수 있으며, 현재 RNS(111), 현재 SGSN(121), 현재 GGSN(122), 및 타겟 GGSN(162)로 신호를 전송할 수도 있다. 상기 신호는 메시지 또는 계층 정보를 포함할 수 있으며, 패킷 데이터일 수 있다.
정보저장부(305)는 통신부(300)를 통해 S205 단계에서 전송된 계층 2 정보 및 S210 단계에서 확인된 계층 3 정보를 저장한다.
제어부(310)는 상기 정보저장부(305)에 포함된 계층 2 정보 및 계층 3 정보를 이용하여 현재 GGSN(122)과 타겟 GGSN(162)사이에 터널을 설정하고, 타겟 RNS(151)를 새롭게 할당하며, 통신부(300)를 통해 타겟 GGSN(162)으로부터 패킷 데이터를 전송받는다.
본 발명은 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 FMIPv6 핸드오버 방법이 적용되는 UMTS 망을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3는 도 1에 도시된 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 이동 단말기를 상세하게 나타내는 구성도이다.

Claims (8)

  1. 현재 서비스를 제공하는 RNS로부터 타겟 RNS를 포함하는 계층에 대한 정보를 획득하는 단계;
    현재 서비스를 제공하는 핵심망으로부터 타겟 핵심망을 포함하는 계층에 대한 정보를 획득하는 단계;
    상기 RNS를 포함하는 계층에 대한 정보를 이용하여 상기 현재 서비스를 제공하는 핵심망과 상기 타겟 핵심망 사이에 터널을 설정하고, 상기 타겟 RNS를 할당하는 단계; 및
    상기 타겟 RNS가 할당된 후, 상기 타겟 핵심망으로 상기 타겟 RNS에 접속했음을 알리는 메시지를 전송하고, 상기 타겟 핵심망으로부터 패킷 데이터를 전송받는 단계를 포함하고,
    상기 현재 서비스를 제공하는 핵심망 및 타겟 핵심망은 패킷 교환 지원 노드(SGSN) 및 패킷 관문 지원 노드(GGSN)를 포함하는 UMTS 망에서 이동 단말기의 FMIPv6 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    노드B로부터 수신된 주변 RNS의 신호를 측정하고, 측정된 신호에 대한 정보를 상기 현재 서비스를 제공하는 핵심망에 전송하는 단계를 더 포함하는 UMTS 망에서 이동 단말기의 FMIPv6 핸드오버 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RNS를 포함하는 계층에 대한 정보는 상기 현재 서비스를 제공하는 RNS로부터 전송되는 MIH 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 UMTS 망에서 이동 단말기의 FMIPv6 핸드오버 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 RNS은 SRNS 재할당(Serving RNS Relocation) 과정을 통해 할당되는 것을 특징으로 하는 UMTS 망에서 이동 단말기의 FMIPv6 핸드오버 방법.
  5. UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 장치에 있어서,
    신호를 송수신하는 통신부;
    상기 통신부를 통해 현재 서비스를 제공하는 RNS로부터 타겟 RNS를 포함하는 계층에 대한 정보를 획득하고, 현재 서비스를 제공하는 핵심망으로부터 타겟 핵심망을 포함하는 계층에 대한 정보를 획득하는 정보저장부; 및
    상기 정보저장부를 통해 획득한 정보를 이용하여 상기 현재 서비스를 제공하는 핵심망과 상기 타겟 핵심망 사이에 터널을 설정하고, 상기 타겟 RNS를 할당하며, 상기 통신부를 통해 상기 타겟 핵심망으로부터 패킷 데이터를 전송받는 제어부를 포함하고,
    상기 현재 서비스를 제공하는 핵심망 및 타겟 핵심망은 패킷 교환 지원 노드(SGSN) 및 패킷 관문 지원 노드(GGSN)를 포함하는 UNTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 이동 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 노드B로부터 수신된 주변 RNS의 신호를 측정하고, 측정된 신호에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 상기 현재 서비스를 제공하는 핵심망에 전송하는 것을 특징으로 하는 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 이동 단말기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 RNS를 포함하는 계층에 대한 정보는 상기 현재 서비스를 제공하는 RNS로부터 전송되는 MIH 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 이동 단말기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 타겟 RNS는 SRNS 재할당(Serving RNS Relocation) 과정을 통해 할당되는 것을 특징으로 하는 UMTS 망에서 FMIPv6 핸드오버를 위한 이동 단말기.
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