KR101527611B1 - 이종망 접속 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 방법은 제1망과 연결된 상태에서 상기 제1망과는 다른 종류의 망인 제2망과 추가로 접속하고자 하는 이동 기기로부터 추가 접속 요청을 수신하는 단계, 상기 제1망과 상기 제2망이 공유하는 통합 LMA로 PGBU(Proxy Grouping Binding Update) 메시지를 전송하는 단계, 상기 PGBU 메시지에 상응하여 상기 통합 LMA가 상기 제1망의 CoA와 상기 제2망의 CoA를 그룹핑하는 단계, 상기 통합 LMA에 의해 재생성된 데이터를 상기 CoA의 그룹핑으로 인해 생성된 그룹핑 터널을 통해 상기 이동 기기에 전달하는 단계를 포함한다. 이종망 핸드오버에 대한 사용자 대기 시간을 줄일 수 있다.

이종망, 핸드오버.

Description

이종망 접속 방법{METHOD OF HETEROGENEOUS NETWORK CONNECTION}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동 기기가 이종망에 접속하는 방법에 관련된다.

무선랜, WCDMA/HSDPA, 휴대인터넷 와이브로 등 각종 초고속 이동통신 기술이 상용화되면서 모바일 서비스가 점차 보편화되어 가고 있다. 이동 단말의 사용자들은 이종망을 넘나들면서도 이동성에 제약 받지 않고 끊김이 없는 서비스를 제공받고자 한다.

이러한 통신 서비스를 실현하기 위해서는 각종 액세스 망을 통합하여 관리. 운용할 수 있는 공통적인 IP 기반의 이동성을 보장하는 기술이 필요하다. 이에 따라 MIP(모바일 IP(Mobile IP)) 및 MIP를 확장한 주요 이동성 지원 기술, 이종망간의 정보 교환 및 상호 작용을 통해 무선 통신 단말들의 이동성을 지원하기 위한 기술에 대한 연구들이 진행되고 있다.

이와 같은 이동통신 기술의 발전과 사용자들의 이러한 요구에 따라 이동통신망은 점차 유선망과 무선망이 연동되는 통합된 형태로 운용될 것이다. 이러한 유무선 통합망에서 IP 서비스를 제공하기 위해서는 이동성을 제공할 수 있어야 하는데, 인터넷 망에서 이동성을 제공하기 위한 연구의 한 예가 IETF의 MIP이다

MIP(Mobile IP)는 기존의 IP가 확장된 것으로서, 인터넷 상에서 이동 컴퓨터에게 유일한 주소의 제공과 어느 위치에서라도 이동 컴퓨터의 데이터를 효과적으로 전달하고 받을 수 있도록 하기 위해 제안되었다.

Proxy MIPv6(Mobile IP v6) 및 Proxy MIPv4나 네트워크 기반 이동성 관리 프로토콜 등에 관하여는 IETF(Internet Engineering Task Force) 의 NETLMM(Network-based Localized Mobility Management) 워킹그룹에서 표준화를 진행하고 있다.

본 발명은 이동 중인 사용자가 이종망에 의한 서비스를 제공받을 때 서비스의 끊김을 최소화하여 사용자의 이동성을 보장할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 이종망간의 핸드오버 시에 대역폭 효율을 증가시키고 사용자 지연 시간을 줄이고자 한다.

본 발명의 일 양태에 따르면 제1망과 연결된 상태에서 상기 제1망과는 다른 종류의 망인 제2망과 추가로 접속하고자 하는 이동 기기로부터 추가 접속 요청을 수신하는 단계, 상기 제1망과 상기 제2망이 공유하는 통합 LMA로 PGBU(Proxy Grouping Binding Update) 메시지를 전송하는 단계, 상기 PGBU 메시지에 상응하여 상기 통합 LMA가 상기 제1망의 CoA와 상기 제2망의 CoA를 그룹핑하는 단계, 상기 통합 LMA에 의해 재생성된 데이터를 상기 CoA의 그룹핑으로 인해 생성된 그룹핑 터널을 통해 상기 이동 기기에 전달하는 단계를 포함하는 이종망 접속 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면 이종망간의 핸드오버 시에 서비스의 끊김을 최소화하여 사용자의 이동성을 보장할 수 있다. 또한 대역폭 효율을 증가시키고 사용자 지연 시간을 줄일 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 구조도이다. 여기서는 표준에서 정의하고 있는 Proxy MIPv6 시스템 구조도를 예로 들어 설명하도록 한다.

우선, Proxy MIP를 설명하기 전에 기존의 MIP에 대하여 먼저 간단히 설명하도록 한다.

MIP 시스템은 단순하고 확장성 있는 방법으로 전역 IP 이동성을 제공한다. MIP 망은 홈 네트워크의 앵커를 제공하는 HA(Home Agent, 홈 에이전트)와, 이동 노드((Mobile Node, 이하 MN)가 접속한 망에서 패킷을 단말에 포워딩하는 FA(Foreign Agent) 등을 포함한다. 이동 노드 또는 MN은 이하에서 이동 기기, 이동 단말, 무선통신 단말 등으로 지칭될 수 있다. 다음은 MIP 시스템의 구성 요소를 각각 설명하면 다음과 같다.

MN은 응답 노드(Correspondent Node: CN, 미도시)와 통신하면서 자신의 네트워크 접속점을 바꾸고자 한다. MN은 이동하기 전까지는 홈 링크의 프리픽스(Prefix)를 따르는 홈 어드레스(Home Address)를 가지고 있는 홈 네트워크 (Home Network: HN)를 통해 통신한다.

홈 에이전트(Home Agent: HA)는 MN의 홈 네트워크에 있는 라우터 중 MN의 등록 정보를 가지고 있어 MN이 홈 네트워크를 떠나 있을 경우 MN의 현재 위치로 데이터를 보내주는 라우터이다.

또한 CoA (Care of Address)는 MN이 외부 네트워크로 이동하였을 경우 IPv6의 Address auto-configuration으로 획득한 주소로, MN이 현재 위치한 네트워크의 프리픽스 정보(Prefix Information)를 포함한다. 외부 네트워크 내에 있는 MN이 전 송하는 모든 데이터는 CoA를 IPv6 헤더(Header)의 근원지 주소로 설정한다.

바인딩은 MN이 외부 네트워크로 이동하였을 경우 홈 에이전트에 등록하는 CoA와 해당 MN의 홈 어드레스(Home Address)를 매치시켜 놓은 것이다. 바인딩은 일정 시간 내에 갱신되지 않으면 무효화된다.

이동 중인 MN은 홈 에이전트와 응답 노드에게 자신의 현재 CoA를 알리기 위해서 바인딩 업데이트(Binding Update : BU) 메시지를 전송한다.

Proxy MIP의 장점은 무선구간 상의 IP 이동성 관련 시그널링이 없어 무선자원의 소모가 적을 뿐 아니라, MN에 MIP 클라이언트(MIP client)를 구현할 필요가 없다. Proxy MIP에서는 로컬 모빌리티 앵커(Local Mobility Anchor, 이하 LMA)(105)가 홈 에이전트(Home Agent, 이하 HA)의 기능을 하는데, LMA(105)가 HA의 기능을 거의 변경할 필요 없이, 액세스 라우터(Access Router: AR)인 모바일 액세스 게이트웨이(Mobile Access Gateway, 이하 MAG)(102 또는 103)만 구현하면 확산이 용이하다.

LMA(105)는 이동단말의 홈 프리픽스(Home Prefix)를 할당하고, MN(101)의 연결 상태를 관리 한다. 또한 MAG(102 또는 103)는 MN(101)의 네트워크 연결 상태를 계속 감시하고, MN(101)과 LMA(105) 간의 시그널링을 가능하게 한다.

MN(101)이 이동에 의해 외부 네트워크에 의해 통신하는 지역인 FA(Foreign Area, 100)에 진입하면 임시 IP가 생성되는데, 이 경우 CoA가 변경되고, CoA가 변경될 때마다 프록시 바인딩 업데이트(PBU)를 하여야 하였다. 또한, FA(100)에 새로이 진입한 MN(101)을 위해 새로운 이종의 망에 상응하는 새 MAG(103)는 터널(104) 을 갱신한다.

도 2는 종래 기술에 따라 MN이 새로운 MAG로 접속하는 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 2에 도시된 핸드오버 과정은 MN이 PoA(Point of Attachment)를 변경하여 새로운 MAG로 접속하는 경우를 나타낸다. 따라서 도 2에서 도시된 MAG는 MN이 새로이 접속하고자 하는 이종망의 MAG이다.

MN은 이동에 따라 새 PoA에 접속하거나 또는 새 도메인으로 진입한다(S201). 초기 접속 과정에서와 같이 MAG가 Policy Store를 통해 인증을 수행한다. MAG 가 Policy Store로 MN의 ID가 포함된 AAA 쿼리(AAA Query)를 전송하고(S202), Policy Store가 이에 대한 응답으로 프로파일이 포함된 AAA 응답(AAA Reply)를 전송함으로써 MN의 인증이 수행된다(S203). Policy Store는 AAA 서버로서, 인증(Authentication), 인가(Authorization) 및 과금(Accounting) 기능을 제공하는 서버이다.

MAG는 단말 인식자와 프로파일을 얻으면 MN에게 RA를 전송한다(S204). 그리고 MAG는 LMA와 MN 사이의 터널을 갱신하고 프록시 바인딩 업데이트(PBU, Proxy Binding Update) 메시지를 전송한다(S205). 그리고 LMA는 이에 대한 응답으로 프록시 바인딩 응답(PBA, Proxy Binding Acknowledgement)를 MAG로 전송한다(S206).

S205 및 S206을 거치면서 프록시 바인딩(proxy binding)이 끝나면 MAG는 MN에게 MN의 홈 네트워크 프리픽스를 포함한 RA(Route Advertisement)를 또다시 전송 한다(S207). 이로써 MAG는 MN로 하여금 MN이 계속 같은 링크에 있다고 여기게 할 수 있다. 즉 MAG가 RA를 계속해서 전송함으로써(S204, S207) MN 또는 MN의 사용자가 이동과 망의 변경에 따른 서비스의 끊김을 인지하지 못하게 하는 것이다.

프록시 바인딩이 완료되면, MAG와 LMA 사이에는 새로운 망에서의 터널이 셋업된다(S208).

도 3은 종래 기술에 따른 PBU 메시지 포맷을 나타낸 도면이다.

도면 3는 표준에서 정의하고 있는 PBU 메시지 포맷을 예시적으로 도시한다. 메시지 포맷의 각 비트들의 역할을 설명하면 다음과 같다.

(A): A 비트는 Acknowledge를 의미하며 MN이 BU(Binding Update)를 보내면서 응답으로 BA(Binding Acknowledge)를 받기 위해 설정된다.

(H): H 비트는 홈 레지스트레이션(Home Registration)을 의미한다. 메시지를 받은 라우터가 단말의 HA로 동작하도록 요청하기 위한 비트이다.

(L): L 비트는 Link-Local Address Compatibility를 의미한다. MN으로부터 받은 홈 어드레스(home address)가 이동 단말의 링크-로컬 어드레스(link-local address)와 같을 때 설정된다.

(K): Key Management Mobility Capability를 의미한다. K 비트가 0이면, IP 보안상태가 좋지 않음을 나타내며, 이 경우에는 초기 접속 절차를 다시 수행해야 한다.

(P): P 비트는 프록시 레지스트레이션 플래그(Proxy Registration Flag)를 의미하며, LMA에 바인딩 업데이트(BU) 메시지가 프록시 레지스트레이션(Proxy Registration)을 위한 것임을 알려주는 비트

Reserved 필드: 이 필드는 사용되지 않는다. 이 필드는 송신단에서는 0으로 초기화되어 있으며, 수신단에서는 무시된다.

Sequence # 필드: 이 필드는 16비트의 unsigned integer로서, 수신단의 노드가 바인딩 업데이트를 배열하고, 송신단의 노드가 되돌아온 바인딩 응답을 바인딩 업데이트에 매칭하는 데에 사용된다.

Lifetime 필드 : 16-bit unsigned integer이다. 바인딩 되기 전에는 타임 유닛의 개수가 0이 되어야 한다. 즉, 이 필드가 0의 값을 갖는 것은 MN을 위한 바인딩 캐쉬 엔트리가 삭제되어야 함을 의미한다. 이 경우 특정된 CoA(care-of address) 역시 홈 어드레스와 동일하게 셋업되어야 한다. 여기서 하나의 타임 유닛은 4초이다.

도 4는 종래 기술에 따른 이종망간 핸드오버 과정을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 핸드오버 과정은 현재 연결되어 있는 PoA(Point of Access: AP라고도 함)에서 MN아 핸드오버가 필요한 것을 인지하고 MAG에 알리는 방법에 해당된다. 이 방법은 IETF에서 MIPv6에 있는 빠른 핸드오버(Fast Handover) 기술을 PMIPv6에 적용시키는 방법으로서 핸드오버로 인핸 지연시간을 줄이는 데 목표를 두고 있다.

MN은 무선 환경의 상태를 나타내는 정보를 수집한다. 이 정보들을 통해서 핸 드오버가 필요하게 될 것으로 판단되면, MN은 현재 MN과 통신하고 있는 P-PoA에 핸드오버 준비 프로시저를 시작하라는 알림 메시지인 핸드오버 준비 프로시저 메시지(Pre-handover Procedure Message)를 전송한다(S401). 이후 이 알림 메시지를 받은 현재의 P-PoA는 이동단말 식별자와 새로운 AP(또는 PoA) 식별자를 담은 핸드오버 초기화 메시지(HO(Handover) Initiate Message)를 현재 망에 따른 MAG인 P-MAG로 전송한다(S402).

핸드오버 초기화 메시지를 받은 P-MAG는 MN의 식별자(MN-ID)와 새로운 네트워크의 CoA를 담은 FPBU(Fast PBU)를 LMA로 전송한다(S403). 그러면 LMA는 P-MAG로 FPBU에 대한 응답인 FPBA(Fast Proxy Binding Acknowledge)를 전송하고(S404), 새로운 네트워크의 MAG인 N-MAG(New MAG)로 MN의 식별자(MN-ID)등을 포함한 Reverse PBU를 전송한다(S405). 그리고 LMA는 N-MAG로부터 Reverse PBU에 대한 응답으로 Reverse PBA를 수신한다(S406).

이 후 LMA는 P-MAG로 보내던 데이터를 N-MAG로 전달(forward)한다(S407). 이로 인해 기존의 네트워크를 통한 데이터 전송은 중단된다. 그리고, P-MAG로 전달되던 데이터를 전달받은 N-MAG는 데이터를 Buffer에 저장한다(S408).

그리고 새로운 AP인 N-PoA(New PoA)에 새로운 MAG 연결이 설정(MAG Connection established)되었음을 알린다(S409). 그러면 N-PoA는 MN에게 MAG가 새로 연결되었음을 알린다(S410). 그러면 MN은 N-MAG로부터 데이터를 전달받음으로서 새로운 망에서 데이터 전송을 시작하게 된다(S411).

도 5는 종래 기술에 따른 이종망간 핸드오버 과정을 나타낸 도면이다.

802.11 네트워크를 예로 들어 Proxy MIPv6를 Fast Handover 기술에 접목시켜 이종망 간의 핸드오버를 줄이고자 하는 방법을 나타낸다. 여기서 설명하는 프로토콜은 MN이 우선 기존에 연결되어 있는 네트워크와의 연결을 끊고, 새로운 네트워크를 검색하여 연결하는 방식을 사용한다는 점에서 특징적이다. 이러한 방법은 네트워크를 중복해서 사용하지 않아 주파수 및 네트워크 사용의 중복을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.

MN이 더 이상 현재 네트워크를 통한 통신이 불가능하다고 판단하면 MN은 P-PoA에 연결 해제 메시지(Disassociation Message)를 보낸다(S501). 그러면 P-PoA는 MN과 연결을 해제(Disconnect)한다(S502). 그리고 자신의 MAG인 P-MAG로 MN의 식별자(MN-ID)를 전송한다(S503). 이를 받은 P-MAG는 LMA로 MN의 식별자를 포함한 FPBU를 전송하여 LMA의 더 이상의 데이터 전송을 막는다(S504). P-MAG로부터 FPBU를 수신한 LMA는 MN에 전송할 데이터를 버퍼에 저장한다(S505). 이후, MN는 새로운 AP인 N-PoA에 재연결 요청 메시지(Reassociation Message)를 보낸다(S506). 재연결 요청 메시지에는 MN의 정보가 포함되어 있을 수 있다.

이에 따라 N-PoA는 P-PoA에 MN의 정보를 확인한다. 즉 N-PoA는 MN의 정보에 대한 확인을 요청하는 요청 메시지(Notify Message)를 P-PoA에 전송하고(S507), 이에 대한 응답 메시지(Response Message)를 수신함으로써 MN의 정보를 확인한다. 그리고 N-PoA는 이에 대한 상황 정보를 N-MAG로 전송한다(S509).

이후 N-MAG는 LMA에는 PBU 메시지를 전송하고(S510), MN에는 라우터 정보인 RA(Router Advertisement)를 전송한다(S511).

그러면 LMA는 버퍼에 저장해 두었던 데이터를 MN에게 전달하기 시작한다(S512). 그리고 N-MAG로부터 받은 PBU 메시지에 대한 응답으로 프록시 바인딩 응답(PBA)를 전송한다(S513). 이전의 망에 따른 MAG인 P-MAG로는 등록 해제(de-registration)를 알린다(S514).

그런데 상술한 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 이종망간 핸드오버 시에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

도 4를 참조하여 설명한 핸드오버 방법에 따르면, 핸드오버 발생시에 P-PoA와 N-PoA, P-MAG와 N-MAG, 그리고 LMA에 모든 관련 신호가 전달 되기 때문에 시간 지연 현상이 발생한다. 이 문제는, 핸드오버를 통해 새로이 접속하는 네트워크의 전송 범위가 작은 경우에는 핸드오버를 빈번하게 발생시키게 되는 상황이 발생하고, 특히 이러한 경우 핸드오버를 위한 신호가 완벽하게 처리되지 않은 상태에서 다시 핸드오버가 수행되는 문제가 발생할 수 있다.

또한 도 5를 참조하여 설명한 핸드오버 방법에 따르면 MN과 네트워크와의 연결 해제기간이 너무 길어지는 문제가 발생한다. 실제 연결이 해제되는 최대 시간은 LMA가 데이터를 버퍼(buffer)에 저장하고 있는 시간이 된다. 이러한 경우, 실제 서비스 중간에 연결이 끊길 가능성이 매우 높아질 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 시 PBU 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 PBU 메시지는 PGBU(Proxy Grouping Binding Update) 메시지라고도 지칭될 수 있다.

도 6에서 예시하는 PBU 메시지의 구조는 도 3을 참조하여 설명한 기존의 PBU 메시지와 G 필드와 D 필드를 제외하고는 동일하므로 여기서는 G 필드와 D 필드에 관련된 사항을 위주로 설명하고 이외의 필드에 관한 설명의 반복은 생략하기로 한다.

기존의 PBU 메시지는 대부분 하나의 LMA와 복수의 MAG사이에서 바인딩 업데이트(BU)를 하기 위한 메시지로 사용되어 왔다. 그러나, 복수개의 네트워크에서 동시에 사용자에게 데이터를 전송하기 위해 각각의 네트워크에서 한 사용자에게 복수개의 터널이 형성되어 있다는 것을 LMA가 인식하고 있어야 한다. 이것이 본 발명의 실시예에 따른 PBU 메시지에 G 비트와 D 비트가 추가되는 이유이다. 각 비트의 의미는 다음과 같다.

(G): G 비트에서 G는 Grouping을 의미한다. G 비트가 1로 설정되면 복수의 네트워크가 한 사용자를 위해서 각각 다른 복수의 터널을 생성하였다는 것을 LMA에 알릴 수 있다. G 비트가 0으로 설정되면 기존의 해당 PBU 메시지가 기존의 PBU 메시지와 같은 역할을 하는 것을 의미하거나, 또는 복수의 터널이 존재한다 해도 지정된 하나의 터널 외에는 제거되어야 함을 LMA에 알릴 수 있다.

(D): D 비트에서 D는 Dual을 의미한다. D 비트가 1로 설정되면 생성된 복수의 터널을 통해서 실제로 데이터를 전송하라는 것을 알릴 수 있다. 반면 D 비트가 0으로 설정되면 네트워크의 SINR()이 추가 터널 생성을 위한 임계치인 Add_th보다 높아져서, 듀얼 영역(Dual Region)을 위해 추가 터널 생성을 요청하고 있음을 LMA 에 알릴 수 있다. D 비트는 G 비트가 1인 경우에만 유효하다. 듀얼 영역에 대하여는 도 8에서 후술하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 시 적용 가능한 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

도 7에서는 MAG와 LMA의 프로토콜 구조를 예시하고 있다. 프로토콜 구조에서의 각 데몬(daemon)들의 정의와 역할들에 대해서 설명하도록 한다. 여기서 데몬이란 사용자에게 드러나지 않게 시스템을 위해 작동되는 프로그램을 말한다.

HostAP daemon: WLAN driver와 연동하여 AP의 본 기능과 WPA 인증 기능 수행

PMIP MAG daemon 및 PMIP LMA daemon: MIPv6 daemon을 수정하여 Proxy MIP 기능 수행

NetLink/RtNetLink: 라우팅 테이블, 터널링, IP 주소 관리, Link Up/Down 관련 기능 수행

IPv6 Networking: IPv6 networking kernel part, MIPv6를 위한 patch가 적용됨

도 7에서 실선은 데이터가 전달되는 경로를 도시하며, 점선은 제어신호가 전달되는 경로를 도시하고 있다. 도 7을 참조하면, LMA의 응용계층과 MAG의 응용 계층을 통해서 데이터가 전달되는 것을 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 시 듀얼 영역(Dual Region)에 서의 MN의 동작을 도시한 흐름도이다.

서로 다른 무선 액세스 망을 통한 통신에 의하여 동시에 한 사용자에게 데이터를 전송할 수 있는 지역을 이하에서는 듀얼 영역(Dual Region)이라 지칭하기로 한다. 그리고 듀얼 영역 내에서 이종의 망들으로부터 데이터를 송수신하는 상태를 듀얼 모드(Dual Mode)라 지칭하도록 한다. 듀얼 영역 내에서 MN은 채널 상태의 척도를 나타내는 값의 하나인 SINR(Signal to Interference plus Noise to Ratio)을 미리 설정한 임계값과 비교하여 듀얼 모드의 생성 및 종료 여부를 결정할 수 있다.

MN이 사용자의 이동에 따라 특정 지역으로 진입한다(S801). 이 때, 그 지역이 두가지 망에 의한 커버리지가 겹쳐지는 지역일 수 있다. 그러면 MN은 SINR값을 측정하여, 듀얼 영역 생성 임계값인 ADD_Th와 비교한다. SINR이 ADD_Th보다 높아지면, 듀얼 모드로 전환되기 위한 그룹핑(Grouping) 초기 접속 모드가 시작된다(S803). 그리고 제1망과 제2망이 하나의 사용자에게 데이터를 전송하기 위하여 각 망별로 터널이 생성된다(S804, S805).

듀얼 영역에서의 이종망을 통한 데이터 통신은 새로운 망이 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate signal)가 전송됨으로써 시작될 수 있다. 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate signal)는 새로운 망의 PoA가 MAG로 전송할 수 있다.

듀얼 모드가 시작되면 이동 단말은 2 이상의 망을 통해 동시에 데이터를 송수신 받을 수 있다(S806, S807). 이 때 이종의 망 별 복수의 CoA를 하나의 그룹으로 그룹화하는 그룹핑(Grouping)이 수행될 수 있다.

이종망과의 통신 도중에, MN의 SINR이 낮아질 수 있다. 그러면 MN은 SINR값 을 듀얼모드 해제를 위한 임계값인 Del_TH과 비교한다(S808). SINR이 Del_TH보다 낮다면 MN은 듀얼 모드를 해제하기 위한 해제 모드를 개시한다(S809). 그리고 듀얼 모드 동작을 위해 생성하였던 각 망별 터널들 중 하나 이상을 해제한다(S810 또는 S811). 또한 CoA들의 그룹핑 역시 해제한다. 이 신호 흐름이 완료 되면 듀얼 모드는 종료된다(S812).

듀얼 영역은 이종망 간의 핸드오버 또는 이종망으로의 접속이 발생하는 지역이므로 본 발명을 통해서 2 이상의 망 모두로부터 데이터를 전송받아 데이터 전송 용량을 증가시킬 수 있는 지역이다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 이러한 지역에 사용자가 진입할 경우 어느 하나의 망만을 선택하여 데이터 전송을 수행하는 대신에, 2 이상의 이종망 모두를 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 한다.

따라서 데이터 전송 용량을 증가시키는 동시에, 이종망 간 핸드오버 발생 시 지연시간을 최소화할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 MN이 새로운 MAG로 접속하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 이는 MN의 이종망 접속 시 초기접속 모드의 시그널링 과정일 수 있다.

도 9에 도시된 이종망 접속 과정은 MN이 PoA(Point of Attachment)를 변경하여 새로운 MAG로 접속하는 경우를 나타낸다. 따라서 도 9에 도시된 MAG는 MN이 새로이 접속하고자 하는 이종망의 MAG, 즉 N-MAG를 의미한다. LMA 역시 이러한 점에서는 마찬가지이다.

MN은 이동에 따라 새 현재 접속중이던 망과는 다른 망에 접근하게 된다(MN Attatchment)(S901). 이를 새로운 PoA에 접속하거나 또는 새 도메인으로 진입한다고 하기도 한다.

이종망 접근 시, 초기 접속 과정에서와 같이 MAG가 Policy Store를 통해 인증을 수행한다. MAG 가 Policy Store로 MN의 ID가 포함된 AAA 쿼리(AAA Query)를 전송하고(S902), Policy Store가 이에 대한 응답으로 프로파일이 포함된 AAA 응답(AAA Reply)를 전송함으로써 MN의 인증이 수행된다(S903). Policy Store는 AAA 서버로서, 인증(Authentication), 인가(Authorization) 및 과금(Accounting) 기능을 제공하는 서버이다.

MAG는 단말 인식자와 프로파일을 얻으면 MN에게 RA를 전송한다(S904). 그리고 MAG는 LMA와 MN 사이의 터널을 갱신하고 G 필드와 B 필드가 포함된 프록시 바인딩 업데이트(PBU, Proxy Binding Update)인 PGBU(Proxy Grouping Binding Update) 메시지를 전송한다(S905). PGBU 메시지와 함께 MN의 식별자(ID)가 함께 전송될 수 있다. 또한 이전에 접속중이던 망(Home Network)의 프리픽스 옵션과 타임 스탬프 등이 함께 전송될 수 있다.

그리고 LMA는 기존의 망과 새로 진입한 망의 CoA를 그룹핑한다(S906). 그리고 LMA는 PGBU에 대한 응답으로 프록시 바인딩 응답(PGBA, Proxy Grouping Binding Acknowledgement)를 MAG로 전송한다(S907).

S907까지의 과정을 거치면서 그룹핑이 완료되고, LMA로부터 PGBU 를 성공적으로 수신한 MAG는 MN에게 MN의 홈 네트워크 프리픽스를 포함한 RA(Route Advertisement)를 또다시 전송한다(S908). 이로써 MAG는 MN으로 하여금 MN이 계속 같은 링크에 있다고 여기게 할 수 있다. 즉 MAG가 RA를 계속해서 전송함으로써(S904, S908) MN 또는 MN의 사용자가 이동과 망의 변경 또는 추가에 따른 서비스의 끊김을 인지하지 못하게 하는 것이다.

각 망들의 CoA의 그룹핑이 완료되면, MAG와 LMA 사이에는 새로운 망과 기존의 망 그리고 MN을 연결하는 그룹핑 터널이 셋업된다(S909).

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종망 접속 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 실시예는 네트워크의 사용자 정보 데이터베이스인 LMA의 통합 상태에 따라서 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 이종의 망들이 각 망 별로 각각의 LMA를 갖는 구조와, 서로 다른 망들이 사용자 정보 데이터 베이스인 LMA를 공유하는 구조로 서로 다른 실시예가 있을 수 있다.

이종의 망들이 각각에 상응하는 LMA를 따로 가지는 경우, 기존 기술과의 호환성을 유지할 수 있다. 반면 이종의 망들간에 통합된 LMA를 공유하는 경우, 시스템과 신호 흐름이 전체적으로 간소화되고, 하나의 LMA로 이동성을 보장할 수 있는 장점이 있다.

도 10을 참조하여서는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 영역에서 그룹핑을 수행하는 이종망 접속 과정의 신호 흐름을 설명하되, 이종의 망들이 각각의 LMA를 가지는 경우의 실시예를 설명하도록 한다.

MN은 MAG 1과 LMA 1의 사이의 터널을 통해 제1망과 연결된 상태이다(S1001).

MN은 통신이 가능한 제2망을 발견하고, 제2망과도 통신하기 위한 듀얼 영역 핸드오버 요청 신호를 제2망의 PoA인 PoA 2로 전송한다(S1002). 듀얼 영역 핸드오버 요청 신호를 제2망으로의 추가적인 접속을 요청하고자 하는 MN이 전송하는 신호이다.

PoA 2는 MAG 2에 듀얼 영역 개시를 알리기 위한 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate signal)를 전달한다(S1003). MAG 2는 새로이 접속하고자 하는 제2망의 MAG이다. 제2망의 듀얼 모드 초기 신호에는 MN의 식별자와 PoA 2의 식별자가 포함될 수 있다. PoA 2는 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate signal)를 전송함으로써 이후 서로 다른 망들 간 주소 그룹핑을 시도한다.

MAG 2는 PGBU 메시지를 LMA 2에 전달한다(S1004). PGBU 메시지는 터널 생성 승인을 요청하기 위한 것일 수 있으며, 해당 MN의 식별자와 제2망의 CoA 그리고 그룹핑(Grouping)을 요청하는 표지 메시지를 더 포함할 수 있다. 이 경우 PGBU 메시지의 G 필드는 1이다.

PGBU를 수신함으로써 터널링 승인을 요청받은 LMA 2는 LMA 1에 그룹핑 승인 요청 메시지인 inv-GBU를 전달한다(S1005). inv-GBU에는 MN의 식별자(MN-ID)와 제2망의 CoA가 포함되어 있다.

inv-GBU를 전달받은 LMA 1은 그룹핑 승인 요청에 대해, MN-ID를 통해 사용자 정보를 확인하여 그룹핑 가능 여부를 판단한다. 판단 결과, 그룹핑이 가능한 경우 LMA 1은 제1망의 주소 데이터 베이스에서 제1망의 CoA를 검색하여 제1망의 CoA와 제2망의 CoA를 그룹핑(Grouping)한다(S1006).

그리고 LMA 1은 inv-GBAck를 전송함으로써 그룹핑이 수행되었음을 LMA 2에 알려준다(S1007).

LMA 1에서는 두 네트워크의 일반적인 무선 환경의 특징에 따라 데이터를 분리 / 복제하여 데이터를 재생성(Data Reconstruction)한다(S1008).

그리고 LMA 2는 MAG 2에 터널링 승인에 대한 응답으로써 PGBA를 전송한다(S1009). 그러면 MAG 2는 듀얼 MAG 연결(Dual MAG connection) 신호를 전송하여 MN과 PoA2에 그룹핑(Grouping)이 완성되었음을 알린다(S1010). 그룹핑이 완성되면 그룹핑 터널이 생성되는데, 그룹핑 터널은 LMA 1와 MAG 2를 연결한다. LMA 1은 재생성한 데이터를 MAG 2를 통하여 MN에 전달한다(S1011). 이 후 단말은 제1망과 제2망 모두를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종망 접속 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 11을 참조하여서는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 영역에서 그룹핑을 수행하는 이종망 접속 과정의 신호 흐름을 설명하되, 이종의 망들이 하나의 통합된 LMA(이하 통합 LMA)를 공유하는 경우의 실시예를 설명하도록 한다.

MN은 제1망과 연결된 상태이다(S1101).

MN은 통신이 가능한 제2망을 발견하고, 제2망과도 통신하기 위한 듀얼 영역 핸드오버 요청 신호를 제2망의 PoA인 PoA 2로 전송한다(S1102).

PoA 2는 MAG 2에 듀얼 영역 개시를 알리기 위한 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate signal)를 전달한다(S1103). 듀얼 모드 초기 신호에는 MN의 식별자와 PoA 2의 식별자가 포함될 수 있다. PoA 2는 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate signal)를 전송함으로써 이후 서로 다른 망들 간 주소 그룹핑을 시도한다.

제2망의 MAG인 MAG 2는 터널 생성 승인을 요청하기 위해 PGBU 메시지를 통합 LMA에 전달한다(S1104).

PGBU 메시지는 해당 MN의 식별자와 제2망의 CoA 그리고 Grouping을 요청하는 표지 메시지를 더 포함할 수 있다. 이 경우 PGBU 메시지의 G 필드는 1이다. 그리고 PGBU 메시지에는 MN의 식별자(MN-ID)와 새로이 접근한 제2망에 상응하는 주소 정보인 CoA가 포함되어 있다.

PGBU를 수신함으로써 터널링 승인을 요청받은 통합 LMA는 MN-ID를 통해 사용자 정보를 확인하여 그룹핑 가능 여부를 판단한다. 판단 결과, 그룹핑이 가능한 경우 통합 LMA는 제1망의 주소 데이터 베이스에서 제1망의 CoA를 검색하여 제1망의 CoA와 제2망의 CoA를 그룹핑(Grouping)한다(S1105). 그리고 MAG 2에 터널 생성 승인 요청에 대한 응답으로써 PGBA를 전송한다(S1106). 이로써 MAG 2에 그룹핑이 완료되었음을 알려준다.

그리고 통합 LMA는 두 망의 무선 환경의 특징에 따라 데이터를 분리 / 복제하여 데이터를 재생성(Data Reconstruction)한다(S1107).

MAG 2는 MN과 PoA2에 듀얼 MAG 연결(Dual MAG connection) 신호를 전송하여 그룹핑(Grouping)이 완성되었음을 알린다(S1108).

통합 LMA은 재생성한 데이터를 MAG 2로 전달하고(S1109), MAG 2는 전달받은 재생성된 데이터를 MN에 전송한다(S1110).

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 후 이종망 접속 해제 과정을 나타낸 흐름도이다.

도면 12는 MN이 듀얼 영역에서 통신 중 이동하여 두 망 중 하나의 망을 그룹핑 해제 및 그룹핑 리스트(Grouping List)에서 제거하고, 나머지 하나의 망을 통해서 데이터를 송수신하기 위한 과정의 신호 흐름을 나타낸다. 다만 도 12을 참조하여서는 예시적으로, 제1망과의 통신이 불가능해져서 MN이 제1망과의 연결을 끊고, 제2망과 계속해서 통신을 수행하는 상황을 가정하여 설명하도록 한다.

MN은 제1망과의 통신이 불가능하다는 것을 발견한다.

MN은 네트워크 2만을 통해서 데이터를 전달받기로 결정하고, 제2망 이외의 망과의 연결을 끊기 위한 신호를 제2망의 PoA 2로 전송한다(S1201). 여기서의 신호 역시 핸드오버 요청(Handover Request) 신호의 일종일 수 있다.

PoA 2는 듀얼 모드 상태에서의 통신, 즉 2 이상의 망과 모두 연결된 상태를 종료하기 위한 듀얼 영역 해제 신호(Dual Terminate)를 MAG 2에 전달한다(S1202).

이를 받은 MAG 2는 PGBU 메시지 포맷 내의 G 비트를 0으로 설정하여 PGBU 메시지를 LMA에 전달한다(S1203). 이는 앞서 설명한 바와 같이, 더 이상 그룹핑을 하지 않는다는 것을 의미한다.

하나의 망만이 연결되고, 나머지 망들의 연결이 해제되면, 듀얼 영역은 종료 또는 해제된다. 물론 PGBU 메시지에는 듀얼 영역을 해제하고자 하는 MN의 식별자가 포함되어 있을 수 있다. 또한 연결을 해제하고자 하는 망의 식별자, 또는 연결을 해제하고자 하는 PoA의 식별자가 PGBU에 포함될 수 있다.

이에 따라 PGBU를 보낸 망 이외의 망에 해당하는 터널은 모두 해제한다. LMA는 데이터를 터널이 해제된 데에 상응하여 데이터를 재생성하고(S1204), 재성성한 데이터를 MN으로 전달한다(S1205).

상술한 모든 방법은 상기 방법을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서 또는 도 3에 도시된 단말의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 구조도.

도 2는 종래 기술에 따라 MN이 새로운 MAG로 접속하는 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도.

도 3은 종래 기술에 따른 PBU 메시지 포맷을 나타낸 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 이종망간 핸드오버 과정을 나타낸 도면.

도 5는 종래 기술에 따른 이종망간 핸드오버 과정을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 시 PBU 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 시 적용 가능한 프로토콜 구조를 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 시 듀얼 영역(Dual Region)에서의 MN의 동작을 도시한 흐름도.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 MN이 새로운 MAG로 접속하는 과정을 나타낸 흐름도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종망 접속 방법을 나타낸 흐름도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종망 접속 방법을 나타낸 흐름도.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이종망 접속 후 이종망 접속 해제 과정을 나타낸 흐름도.

Claims (15)

1. 제1망에 상응하는 제1 MAG(Mobile Access Gateway) 및 제2망에 상응하는 제2 MAG을 포함하는 무선 통신 시스템에서의 이종망 접속 방법에 있어서,

   상기 제2 MAG이 상기 제2망의 제2 PoA(Point of Access)로부터 듀얼 모드 초기 신호(Dual Mode Initiate Signal)를 수신하되, 상기 듀얼 모드 초기 신호는 상기 제1 MAG과 LMA(Local Mobility Anchor) 사이의 제1 터널을 통해 상기 제1망에 접속된 상태에서 상기 제2 MAG과 상기 LMA 사이의 제2 터널을 통해 상기 제2망에 접속을 시도하는 이동기기를 위한 것인, 단계;

   상기 제2 MAG이 상기 LMA로 상기 듀얼 모드 초기 신호에 상응하여 생성된PGBU(Proxy Grouping Binding Update) 메시지를 전송하되, 상기 PGBU 메시지는 상기 제2망의 CoA(Care of Addess) 및 상기 이동기기의 식별자를 포함하는, 단계;

   상기 LMA에 의해 상기 제1망의 CoA 및 상기 제2망의 CoA가 그룹핑되면, 상기 제2 MAG이 상기 LMA로부터 PGBA(Proxy Grouping Binding Acknowledgement) 메시지를 전달받되, 상기 LMA는 상기 제1 터널을 통해 상기 제1망의 CoA 및 상기 이동기기의 식별자를 전달받고 상기 제2 터널을 통해 상기 제2망의 CoA 및 상기 이동기기의 식별자를 전달받는, 단계; 및

   상기 제2 MAG에서 상기 제2 PoA를 통해 상기 이동기기와의 연결을 설정하는 것을 특징으로 하는 이종망 접속 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 듀얼 모드 초기 신호는 상기 이동기기의 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 접속 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 PGBU 메시지는 상기 제1 터널 및 상기 제2 터널을 생성하는 것에 대한 승인을 요청하는 터널 생성 승인 요청을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종망 접속 방법.
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