KR102000589B1 - 무선 통신 시스템에서 이동국의 이동성을 지원하는 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 이동국의 이동에 따른 서비스 연속성을 지원하기 위한 것으로, 이동국의 동작 방법은, 서비스 플로우(service flow) 생성 시, 상기 서비스 플로우의 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 과정과, 상기 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다.

Description

무선 통신 시스템에서 이동국의 이동성을 지원하는 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MOBILITY CONTROL IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
차세대 무선 통신 시스템은 대용량 데이터 서비스를 지원하기 위해서 밀리미터파(mm-Wave)와 같은 고주파 대역을 이용할 것을 고려하고 있다. 상기 밀리미터파와 같은 고주파 대역을 사용하는 경우, 이동국(MS: Mobile Station) 및 기지국(BS : Base Station) 간의 통신 가능 거리가 기존의 무선 통신 시스템에 비해 상대적으로 감소한다. 상기 이동국은 가입자국(SS : Subscriber Station)으로 지칭되기도 한다.
상기 통신 가능 거리의 감소로 인해, 상기 기지국의 셀(cell) 반경이 작아지게 되고, 이로 인해 상기 이동국의 서비스 영역을 확보하기 위해 설치되는 기지국의 개수가 증가하게 될 것이다. 상기 셀 반경의 축소 및 기지국 개수 증가로 인해 이동국의 이동시 발생하는 핸드오버 횟수가 증가하게 되며, 이로 인해 발생하는 신호의 양과 시스템 자원의 소모가 크게 증가하게 될 것이다. 나아가, 기지국 개수의 증가는, 각 기지국과 연결되어 상기 각 기지국에 데이터를 전달하고 사용자에 대한 서비스 관리와 인증 정보 등을 관리하는 액세스 게이트웨이(access gateway)의 처리 용량에 대한 요구사항을 증가시키는 요인이 된다. 따라서, 소형 셀 환경에서 중앙집중형 네트워크(newtork) 구조를 적용하는 것은 효율 면에서 바람직하지 아니하다.
상술한 바와 같이, 고주파 주파수 자원의 사용으로 인해 셀 크기가 감소한다. 고주파 광대역 사용 및 소형 셀로 인해 데이터 전송 속도가 증가하는 반면, 잦은 핸드오버 및 이로 인한 시스템의 부하가 증가하게 된다. 따라서, 상기 잦은 핸드오버 및 상기 시스템 부하를 감소시키기 위한 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 시스템 효율을 증대시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 고주파 주파수 자원으로 인해 발생하는 문제점을 해소하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 잦은 핸드오버 및 핸드오버로 인한 시스템 부하를 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 이동국의 동작 방법은, 서비스 플로우(service flow) 생성 시, 상기 서비스 플로우의 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 과정과, 상기 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 서비스 플로우 생성 시, 이동국으로부터 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 이동성 관리 정보를 등록하는 과정을 포함하며, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 다른 기지국으로부터 핸드오버하는 이동국의 이동성 관리 정보를 수신하는 과정과, 상기 이동국의 이동성 관리 정보를 등록하는 과정을 포함하며, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 이동국 장치는, 서비스 플로우 생성 시, 상기 서비스 플로우의 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 생성하는 제어부와, 상기 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 송신하는 모뎀을 포함하며, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제5견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 서비스 플로우 생성 시, 이동국으로부터 이동성 관리 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 모뎀과, 상기 이동성 관리 정보를 등록하는 제어부를 포함하며, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제6견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 다른 기지국으로부터 핸드오버하는 이동국의 이동성 관리 정보를 수신하는 백홀 통신부와, 상기 이동국의 이동성 관리 정보를 등록하는 제어부를 포함하며, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보인 것을 특징으로 한다.
무선 통신 시스템에서 이동국의 이동 시, 서비스 중인 트래픽(traffic)의 종류에 따라 가변적으로 데이터 경로를 유지 또는 변경하도록 함으로써, 잦은 핸드오버로 인한 네트워크 내의 신호 부하를 줄이고, 최적 경로를 설정할 수 있다. 이로 인해, 이동국의 서비스 품질이 유지되고, 시스템에 발생하는 부하량이 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 플로우(flow) 설정 방식을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동성 관리 방식을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 종류에 따른 플로우(flow) 설정을 위한 신호 교환을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 핸드오버 시의 이동성 관리를 위한 신호 교환을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 연결 설정 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 연결 설정 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 핸드오버 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 타겟 기지국의 핸드오버 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서빙 기지국의 핸드오버 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선 통신 시스템에서 이동국의 이동에 따른 서비스 연속성을 지원하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이하 본 발명의 실시 예는 이동국 및 시스템이 서비스 종류에 따라 플로우(flow)을 설정하고 관리하는 절차, 상기 이동국이 셀을 이동할 경우 새로운 기지국을 통해 서비스 종류에 따라 플로우를 재설정하거나 변경하는 절차를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 인터넷(Internet)(110)에 연결된 다수의 기지국들(120), 이동국(130)을 포함한다. 이때, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기지국들(120)은 상기 인터넷(110)에 직접 연결된다. 상기 본 발명의 실시 예와 같이 상기 기지국들(120)이 상기 인터넷(110) 망에 직접 연결되는 구조를 가지는 망은 '플렛 망(flat network)'라 지칭될 수 있다. 상기 플렛 망 구조에서, 상기 이동국(130)은 별도의 코어 망(core network) 도움 없이 상기 기지국들(120) 중 하나를 통해 직접 데이터 서비스를 제공받는다.
구체적인 실시 예에 따라, 도시되지 아니하였으나, 상기 무선 통신 시스템은 기지국 제어기 혹은 게이트웨이(gateway) 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 기지국 제어기 또는 상기 게이트웨이의 포함 여부는 본 발명을 적용하는데 아무런 영향을 주지 아니함은 자명하다. 이하, 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 기지국 제어기 및 상기 게이트웨이가 존재하지 않는 상황을 가정하고, 상기 기지국들(120)이 상기 기지국 제어기 및 상기 게이트웨이의 기능을 포함하는 것으로 가정한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 연결 설정 방식을 도시하고 있다.
도 2를 참고하면, 이동국(230)은 새로운 플로우를 설정하기 위한 기지국(220)과 협상 절차를 수행한다. 상기 협상 절차에서, 상기 이동국(230)은, 협상 중인 플로우의 이동성 관리에 대한 요구 특성에 따른 플로우의 특성을 나타내는 정보, 어플리케이션(application) 특성을 나타내는 정보를 상기 기지국(220)으로 제어 메시지를 통해 제공한다. 그리고, 상기 기지국(220)은, 상기 이동국(230)과의 협상 절차에서 전달된 플로우 특성 등에 관한 정보 및 가입자의 서비스 프로파일(service profile) 정보, 상기 이동국(230)이 이미 사용 중인 서비스 정보 등에 기초하여, 해당 특성의 서비스 연결에 대한 상기 이동국(230)의 요청을 최종적으로 수락할지 여부를 결정한다. 여기서, 상기 가입자의 서비스 프로파일은 이동국 별로 허용되는 서비스의 범위, 종류 및 특성을 나타내는 것으로, 특정 서비스 파라미터들의 상한이나 혹은 서비스 종류별 동시 허용 가능한 세션(session) 수 등을 명시하는 방식으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 서비스 프로파일은 각 이동국의 사용자 등급(class)과 관련될 수 있다.
상기 협상 절차를 통해 요청한 플로우가 성공적으로 수락된 경우, 상기 기지국(220)은, 수락된 플로우에 대해 향후 상기 이동국(230)이 다른 기지국으로 이동 시 이동국과 기지국간의 연결 관리에 사용하기 위하여, 상기 플로우의 특성 정보, 즉, 플로우 종류, 플로우의 이동성 관리 요구사항 및 실제 상기 플로우를 사용하는 상기 어플리케이션의 특성을 나타내는 정보를 상기 기지국(220) 내 관리 정보로 등록(register)한다. 다시 말해, 상기 기지국(220)은 성공적으로 연결 설정이 수락된 플로우에 대해 플로우 특성을 명시하는 정보를 다른 파라미터 정보와 함께 저장함으로써, 향후 상기 이동국(230) 이동 시의 연결 관리를 위한 판단 정보로 활용한다.
이후, 상기 기지국(220)은, 필요에 따라, 상기 이동국(230)으로부터 상기 플로우를 통해 수신한 패킷을 인터넷으로 전달하기 위한 추가 경로를 설정한다. 상기 이동국의 어플리케이션이 인터넷을 통해 통신할 수 있도록 상기 과정을 통해 생성된 상기 플로우는 '서비스 플로우(service flow)'로 지칭될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동성 관리 방식을 도시하고 있다. 상기 도 3은 이동국(330)의 핸드오버에 따른 서비스 플로우 관리를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 이동국(330)의 이동으로 인해, 상기 이동국(330)은 기지국A(321)의 셀을 벗어나 기지국B(322)의 셀로 진입하며, 이에 따라, 상기 기지국A(321)로부터 상기 기지국B(322)로의 핸드오버가 수행된다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따라, 핸드오버 과정에서, 상기 이동국(330)이 보유한 서비스 플로우에 대한 처리는, 각 서비스 플로우의 특성에 따라 달라진다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 이동국(330)이 서비스 플로우A(301) 및 서비스 플로우B(302) 등 2개의 연결들을 보유함을 가정한다. 또한, 본 발명은 상기 서비스 플로우A는 최초의 연결 설정 과정에서, 사용하는 어플리케이션의 특성으로 인해 이동 시 끊김 없는 서비스 품질을 위해 연결을 항상 유지하도록 명시된 서비스 플로우이고, 상기 서비스 플로우B는 최초의 연결 설정 과정에서 사용하는 어플리케이션의 특성으로 인해 이동 시 서비스 유지를 필요로 하지 않는 것으로 명시된 서비스 플로우라 가정한다.
상기 서비스 플로우A(301)의 경우, 상기 기지국B(322)는, 상기 이동국(330)의 핸드오버 절차 중, 상기 기지국A(321)로부터 전달된 핸드오버 제어 메시지에 포함된 상기 플로우A(301)의 플로우 특성 정보를 바탕으로 상기 플로우A(301)가 이동국이 이동 시 끊김 없는 서비스 품질을 위해 연결을 항상 유지하도록 명시된 서비스 플로우임을 판단한다. 이후, 상기 기지국B(322)는 상기 이동국(330)이 서비스를 받고 있던 상기 기지국A(321)와 데이터 전송 경로를 설정하고, 상기 기지국A(321)를 상기 플로우A(301)에 대한 데이터 전송 경로 상의 고정점(anchor)으로 설정한다. 이로 인해, 상기 서비스 플로우A(301)에 대해 핸드오버 과정에서 연결 재설정으로 인한 지연이 방지되므로, 상기 서비스 플로우A(301)를 사용하는 애플리케이션의 요구사항인 끊김 없는 서비스 품질을 제공할 수 있다.
반면, 상기 플로우B(302)의 경우, 상기 기지국A(321)와 데이터 전송 경로를 설정하고 상기 기지국A(321)를 고정점(anchor)으로 설정하는 대신, 상기 기지국B(322)는 상기 이동국(330)의 핸드오버 과정에서 상기 플로우B(302)를 위한 서비스 플로우를 재설정한다. 이에 따라, 상기 이동국(330)의 이동으로 인한 상기 기지국A(321)와의 데이터 전송 경로를 설정하는 과정을 위한 신호 지연 및 중복된 자원 소비 등의 문제들이 해결될 수 있다. 나아가, 상기 기지국A(321)를 고정점으로 하여 데이터 전송 경로를 연장하는 방식을 사용할 때 발생하는 비효율적인 데이터 전송 경로로 인한 네트워크의 부하 및 자원 낭비 또한 방지된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 종류에 따른 연결 설정을 위한 신호 교환을 도시하고 있다. 상기 도 4는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 플로우를 설정하기 위한 신호 교환을 도시한다.
상기 도 4를 참고하면, 401단계에서, 이동국(430)은 새로운 서비스 플로우의 시작을 판단한다. 예를 들어, 상기 새로운 서비스 플로우는 사용자가 특정 어플리케이션을 실행하는 경우에 요구되거나, 또는, 미리 정의된 어플리케이션의 동작에 따라 요구될 수 있다. 즉, 상기 이동국(430)은 상위 계층의 요구에 따라 새로운 서비스 플로우를 설정해야 할 필요가 있는지 판단한다.
이어, 403단계에서, 상기 이동국(430)은 기지국(420)으로 연결 요청(connection request)을 송신한다. 여기서, 상기 연결 요청은 이동성 종류(mobility type), 어플리케이션 정보(application information), QoS(Quality of Service) 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 이동성 종류는 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 단말의 이동 시에 해당 연결에 대한 핸드오버 요구사항 및 처리방식을 나타낸다. 상기 이동성 종류 및 상기 어플리케이션 정보는 설정하고자 하는 연결 및 이를 처리하기 위한 서비스 플로우가 고정점(anchor)을 요구하는지 여부를 판단하기 위한 기초 정보가 된다. 이때, 상기 기지국(420)이 상기 이동국(430)의 서빙(serving) 기지국이 아닌 경우, 다시 말해, 상기 이동국(430)이 상기 기지국(420)에 접속된 상태가 아닌 경우, 레인징(ranging), 능력 협상(capability negotiation) 등을 포함하는 초기 접속 절차가 선행되어야 한다.
405단계에서, 상기 연결 요청을 수신한 상기 기지국(420)은 상기 이동국(430)의 서비스 프로파일, 망 운영자(operator)의 망 정책(policy)에 기초하여 해당 이동성 종류 및 어플리케이션에 대한 연결 수락 여부를 판단한다. 이때, 본 발명은 연결이 수락됨을 가정한다.
이어, 407단계에서, 상기 기지국(420)은 상기 이동국(430)으로 연결 응답(connection response)를 송신한다. 상기 연결 응답은 협상된 이동성 지원 종류(mobility support type), 어플리케이션 정보, 협상된(negotiated) QoS 정보를 포함한다. 즉, 상기 연결 응답은 연결 설정이 수락됨을 지시하고, 또한, 설정될 연결에 대해 허용된 이동성 종류, QoS 정보를 상기 이동국(430)으로 통지한다.
이후, 409단계에서, 상기 이동국(430) 및 상기 기지국(420)은 새로이 설정된 서비스 플로우를 통해 데이터 패킷을 송수신한다. 이때, 상기 기지국(420)은 상기 서비스 플로우에 대한 이동성 관련 정보(예: 이동성 종류, 플로우 종류, 어플리케이션 정보 등)를 저장하고 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 핸드오버 시의 이동성 관리를 위한 신호 교환을 도시하고 있다. 상기 도 5는 상기 도 3에 도시된 바와 같이 이동성을 지원하기 위한 신호 교환을 도시한다.
상기 도 5를 참고하면, 501단계에서, 이동국(530)은 서빙 기지국 및 적어도 하나의 이웃 기지국에 대한 측정 보고(measurement report)를 기지국A(521)로 송신한다. 상기 측정 보고는 적어도 하나의 기지국에 대한 수신 신호 세기를 포함한다. 다시 말해, 상기 이동국(530)은 적어도 하나의 기지국의 동기 채널, 프리앰블, 파일럿 신호 등을 이용하여 수신 신호 세기를 측정하고, 이를 서빙 기지국인 상기 기지국A(521)로 보고한다. 이때, 상기 측정 보고는 기지국B(522)에 대한 수신 신호 세기를 포함한다.
이후, 503단계에서, 상기 측정 보고를 수신한 상기 기지국A(521)는 상기 측정 보고에 포함된 수신 신호 세기에 기초하여 상기 기지국B(522)로의 핸드오버가 필요함을 판단하고, 상기 기지국B(522)로 핸드오버 요청(handover request)을 송신한다. 상기 핸드오버 요청은 상기 이동국(530)이 보유한 플로우/어플리케이션 식별자(ID : Identifier), 플로우/이동성 종류, 플로우/어플리케이션 종류, QoS 정보 등을 포함한다. 상기 핸드오버가 필요함을 판단하는 기준은 구체적인 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 기지국B(522)에 대한 수신 신호 세기가 상기 기지국A(521)에 대한 수신 신호 세기보다 미리 정해진 임계치만큼 더 크면, 상기 핸드오버가 판단될 수 있다.
이어, 505단계에서, 상기 핸드오버 요청을 수신한 상기 기지국B(522)는 상기 기지국A(521)로 수락 또는 거부를 알리는 핸드오버 응답을 송신한다. 이때, 상기 기지국B(522)는 수락 제어(admission control) 절차를 통해 핸드오버를 수락할지 또는 거부할지 여부를 판단한다. 이를 위해, 상기 기지국B(522)는 상기 이동국(530)의 서비스 프로파일, 망 운영자(operator)의 망 정책(policy)에 기초하여 수락 여부를 판단할 수 있다. 이때, 본 발명은 핸드오버가 수락됨을 가정한다.
이어, 507단계에서, 상기 핸드오버 수락을 확인한 상기 기지국A(521)는 상기 이동국(530)으로 핸드오버 명령(handover commend)를 송신한다. 상기 핸드오버 명령은 상기 이동국(530)에게 핸드오버를 수행할 것을 지시하며, 타겟 기지국이 상기 기지국B(522)임을 알리는 정보를 포함한다.
그리고, 509단계에서, 상기 기지국A(521)는 상기 기지국B(522)로 핸드오버 준비(prepare handover)를 송신한다. 상기 핸드오버 준비는 상기 이동국(530)이 보유한 플로우/어플리케이션 식별자, 플로우/이동성 종류, 플로우/어플리케이션 종류, QoS 정보 등을 포함한다. 상기 핸드오버 준비에 포함된 플로우/이동성 종류, 플로우/어플리케이션 종류는 서비스 플로우 별 고정점(anchor) 설정 여부 판단의 기초가 된다. 이때, 상기 기지국B(522)는 상기 서비스 플로우 별 고정점 설정 여부 판단의 기초가 되는 정보, 예를 들어, 상기 플로우/이동성 종류, 플로우/어플리케이션 종류를 등록한다.
이어, 511단계에서, 상기 기지국B(522)는 상기 이동국(530)이 보유한 서비스 플로우들을 고정점이 필요한 플로우 및 고정점이 필요하지 아니한 플로우로 구분한다. 다시 말해, 상기 기지국B(522)는 최초의 연결 설정 과정에서 이동 시 끊김 없는 서비스 품질을 위해 연결을 항상 유지하도록 명시된 서비스 플로우 및 서비스 유지를 필요로 하지 않는 것으로 명시된 플로우를 구분한다. 이러한 판단 과정에서, 상기 기지국B(522)는 플로우/이동성 종류, 플로우/어플리케이션 정보, 사업자 정책, 사용자 프로파일 정보 등을 기반으로 상기 기지국B에서 상기 이동국을 위하여 지원 가능한 수준에서 상기 서비스 플로우 종류를 구분하여 지원한다. 이때, 본 발명은 고정점이 필요한 플로우 및 고정점이 필요하지 아니한 플로우 모두 존재함을 가정한다.
상기 고정점이 필요한 플로우가 존재함에 따라, 513단계에서, 상기 기지국B(522)는 상기 기지국A(521)로 경로 설정 요청(path registration request)을 송신한다. 상기 경로 설정 요청은 기지국들 간 데이터 전송 경로의 설정을 요구하는 제어 메시지이다. 상기 데이터 전송 경로는 '터널(tunnel)'로 지칭될 수 있다. 상기 경로 설정 요청은 서비스 플로우 식별자 및 터널 키(tunnel key)를 포함한다. 상기 서비스 플로우 식별자는 상기 기지국들 간 경로가 어느 서비스 플로우를 위한 것인지를 지시하며, 상기 터널 키는 상기 기지국들 간 경로를 식별한다.
이어, 515단계에서, 상기 경로 설정 요청을 수신한 상기 기지국A(521)는 상기 기지국B(522)로 연결 설정 응답(path registration response)을 송신한다. 상기 연결 설정 응답은 서비스 플로우 식별자 및 터널 키를 포함한다. 이로 인해, 상기 기지국A(521) 및 상기 기지국B(522) 간 상기 이동국(530)의 고정점이 필요한 서비스 플로우를 위한 터널이 생성되고, 상기 기지국A(521)이 상기 고정점이 필요한 서비스 플로우를 위한 고정점(anchor)로 설정된다. 만일, 상기 이동국(530)이 고정점이 필요한 서비스 플로우를 보유하지 아니한 경우, 상기 513단계 및 상기 515단계는 생략될 수 있다.
517단계에서, 상기 이동국(530)은 상기 핸드오버 명령에 따라 상기 기지국B(522)로 재연결 요청(re-connection request)를 송신한다. 이때, 상기 기지국B(522)는 상기 509단계에서 상기 이동국(530)에 보유한 서비스 플로우들에 대한 정보를 획득하였으므로, 상기 재연결 요청은 연결들에 대한 정보를 포함하지 아니한다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 재연결 요청은 상기 플로우들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이어, 519단계에서, 상기 재연결 요청을 수신한 상기 기지국B(522)는 상기 이동국(530)을 재연결 응답(re-connection response)을 송신한다. 상기 재연결 응답은 상기 기지국B(522)에 의해 상기 이동국(530)에 할당된 네트워크에서의 식별을 위한 식별자를 포함한다. 예를 들어, 상기 네트워크가 IP(Internet Protocol) 망인 경우, 상기 식별자는 IP 주소이다. 상기 재연결 응답에 포함된 IP 주소는 상기 기지국B(522)를 통해 설정되는 서비스 플로우에 사용될 상기 이동국(530)의 식별자이다. 따라서, 상기 이동국(530)이 고정점이 필요한 서비스 플로우만을 보유한 경우, 상기 재연결 응답은 상기 IP 주소를 포함하지 아니할 수 있다. 즉, 상기 고정점이 필요한 플로우의 경우, 이전 기지국인 상기 기지국A(521)에서 할당된 IP 주소가 사용된다. 따라서, 상기 고정점이 필요한 플로우 및 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우를 모두 보유한 경우, 상기 이동국(530)는 다수의 IP 주소들을 사용하게 된다.
이후, 521단계에서, 상기 이동국(530)은 상기 기지국B(522)와 다수의 서비스 플로우들을 통해 데이터 패킷을 송수신한다. 이때, 고정점이 필요하지 아니한 서비스 플로우의 경우, 상기 데이터 패킷은 상기 기지국B(522)에서 직접 인터넷으로 송수신된다. 반면, 고정점이 필요한 서비스 플로우의 경우, 상기 데이터 패킷은 상기 기지국A(521)를 거쳐 상기 코어망으로 송수신된다. 상기 데이터 패킷을 송수신함에 있어서, 고정점이 필요하지 않은 서비스 플로우에 대해서는 TCP 리뉴얼(Transmission Control Protocol renewal) 절차가 수행될 수 있다.
상기 TCP 리뉴얼 절차에 대해 설명하면 다음과 같다. 응용 서비스의 종류에 따라, 고정점을 사용하지 아니함으로 인해 서비스 플로우가 갱신될 때 사용자의 세션을 관리하는 방법이 달라질 수 있다. 예를 들어, UDP(User Datagram Protocol)를 사용하는 응용 서비스의 경우, IP 주소의 변경과 관련 없이 응용 계층에서의 사용자 세션 정보를 관리함으로써, 상기 서비스 플로우 갱신 시에 연속된 서비스를 제공하는 것이 가능하다. 또한, TCP(Transmission Control Protocol)를 사용하는 응용 서비스의 경우, 이동국의 이동 과정에서 발생하는 IP 주소 갱신에 따라 TCP 세션을 새로 생성하게 되므로, 응용 서비스 계층에서 IP 주소 변경으로 인한 사용자 세션의 중단을 해결하기 위한 기능이 추가로 필요할 수 있다. 또 다른 예로, 웹 브라우징과 같은 응용 서비스의 경우, 이동국의 이동 과정에서 제안 방안을 사용한 신속한 IP 주소 변경을 통해, IP 주소 변경에 따른 TCP 세션의 재설정이 발생하더라도, 사용자와 계약된 일정한 품질의 서비스를 제공하는 것이 가능하다. 상기 TCP 리뉴얼 과정은, 일반적으로 이동국과 서비스를 제공하는 서버 장치와의 사이에서 TCP 연결을 설정하기 위한 제어신호들을 주고 받는 과정이 포함되며, 이러한 과정은 핸드오버 과정에 비해 상대적으로 긴 시간을 소모하므로, 고정점이 필요하지 않는 서비스 플로우에는 주로, 실시간 서비스를 제외한 비실시간(non-real time) 서비스나 지연에 민감하지 않은 서비스를 할당하는 것이 고려될 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 이동성을 관리하는 이동국 및 기지국의 동작 및 구성을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 연결 설정 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 이동국은 601단계에서 새로운 서비스 플로우를 생성할 필요가 있는지 판단한다. 예를 들어, 상기 새로운 서비스 플로우는 사용자가 특정 어플리케이션을 실행하는 경우에 요구되거나, 또는, 미리 정의된 어플리케이션의 동작에 따라 요구될 수 있다.
상기 새로운 서비스 플로우의 생성이 필요하면, 상기 이동국은 603단계로 진행하여 이동성 관리 정보를 포함하는 연결 요청을 서빙 기지국으로 송신한다. 상기 이동성 관리 정보는 상기 연결 요청에 의해 생성될 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 이동성 종류, 플로우 종류, 어플리케이션 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 플로우 생성을 요청하는 메시지를 통해 송신될 수 있다. 단, 상기 이동국이 어떠한 기지국에도 접속된 상태가 아닌 경우, 상기 이동국은, 상기 603단계에 앞서, 초기 접속 절차를 더 수행할 수 있다.
이후, 상기 이동국은 605단계로 진행하여 상기 서빙 기지국과 연결 설정 절차를 수행하고, 생성된 서비스 플로우를 통해 트래픽, 즉, 데이터 패킷들을 송수신한다. 단, 상기 서빙 기지국에서 상기 이동국의 요청을 거부한 경우, 상기 605단계는 생략될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 연결 설정 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 기지국은 701단계에서 이동국으로부터 이동성 관리 정보를 포함하는 연결 요청을 수신한다. 상기 이동성 관리 정보는 상기 연결 요청에 의해 생성될 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 이동성 종류, 플로우 종류, 어플리케이션 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
이어, 상기 기지국은 703단계로 진행하여 상기 이동성 관리 정보를 등록한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 연결 요청에 의해 생성될 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부 또는 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하기 위한 기초 정보를 기록한다. 상기 이동성 관리 정보는 이후 상기 이동국이 다른 기지국으로 핸드오버할 경우, 서비스 플로우의 이동성 관리를 위해 이용된다.
이후, 상기 기지국은 705단계로 진행하여 상기 이동국과 연결 설정 절차를 수행하고, 생성된 트래픽 풀로우를 통해 트래픽, 즉, 데이터 패킷들을 송수신한다.단, 상기 703단계에 앞서, 상기 기지국은 상기 이동국의 서비스 프로파일, 망 정책 등에 기초하여 상기 연결 요청을 수락할지 여부를 판단할 수 있다. 만일, 상기 연결 요청이 거부되는 경우, 상기 703단계 및 상기 705단계는 생략될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 핸드오버 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 이동국은 801단계에서 핸드오버 절차를 통해 타겟 기지국과 연결을 설정한다. 상기 핸드오버 절차의 구체적 과정은 본 발명의 시스템이 채용한 통신 규격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 핸드오버 절차는 상기 이동국의 측정 보고, 서빙 기지국으로부터의 핸드오버 명령, 타겟 기지국과의 연결 설정 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 이동국은 적어도 하나의 서비스 플로우를 보유한다. 상기 핸드오버 절차에 따라, 서빙 기지국이 변경된다.
이후, 상기 이동국은 803단계로 진행하여 보유한 서비스 플로우가 고정점이 필요한 플로우인지 판단한다. 상기 고정점이 필요한 플로우인지 여부는 상기 서비스 플로우를 점유한 어플리케이션 종류, 플로우 종류 등에 기초하여 미리 정의된 기준에 따라 판단된다.
만일, 상기 고정점이 필요한 플로우인 경우, 상기 이동국은 805단계로 진행하여 이전 서빙 기지국에서 할당된 IP 주소를 이용하여 트래픽을 송수신한다. 즉, 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 이전 서빙 기지국을 고정점으로 삼아 처리된다. 다시 말해, 상향링크 트래픽은 상기 이전 서빙 기지국을 통해 코어망으로 송신되고, 하향링크 트래픽은 상기 코어망으로부터 상기 이전 서빙 기지국을 통해 현재의 서빙 기지국을 거쳐 수신된다. 이에 따라, 상기 고정점이 필요한 플로우에 대하여, 상기 이동국은 이전 서빙 기지국에서 할당된 IP 주소를 사용한다.
반면, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우인 경우, 상기 이동국은 807단계로 진행하여 현재의 서빙 기지국에서 할당된 IP 주소를 이용하여 트래픽을 송수신한다. 즉, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 핸드오버 후 새로이 설정된 서비스 플로우를 통해 처리된다. 다시 말해, 상향링크 트래픽은 상기 현재의 서빙 기지국을 통해 코어망으로 송신되고, 하향링크 트래픽은 상기 코어망으로부터 상기 현재의 서빙 기지국을 통해 수신된다. 이에 따라, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우에 대하여, 상기 이동국은 상기 현재의 서빙 기지국에서 할당된 IP 주소를 사용한다.
상기 이동국이 다수의 서비스 플로우들을 보유한 경우, 상기 803단계 내지 상기 807단계는 각 서비스 플로우에 대해 독립적으로 수행된다. 즉, 상기 고정점이 필요한 플로우 및 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우가 모두 존재하는 경우, 상기 이동국은 서비스 플로우들을 구분한 후, 상기 805단계 및 상기 807단계를 각각 수행한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 타겟 기지국의 핸드오버 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참고하면, 기지국은 901단계에서 핸드오버 절차를 통해 이동국의 플로우 별 이동성 관리 정보를 획득한다. 상기 이동성 관리 정보는 상기 이동국이 보유한 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 이동성 종류, 플로우 종류, 어플리케이션 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 기지국은 상기 이동성 관리 정보를 등록한다. 상기 핸드오버 절차의 구체적 과정은 본 발명의 시스템이 채용한 통신 규격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 상기 이동국의 서빙 기지국으로부터 수신되는 핸드오버 요청 메시지에 포함될 수 있다.
이후, 상기 기지국은 903단계로 진행하여 상기 이동성 관리 정보에 기초하여 서비스 플로우를 고정점이 필요한 플로우 및 고정점이 필요하지 아니한 플로우로 구분한다. 상기 고정점이 필요한 플로우인지 여부는 상기 서비스 플로우를 점유한 어플리케이션 종류, 플로우 종류 등에 기초하여 미리 정의된 기준에 따라 판단된다. 그리고, 상기 고정점이 필요한 플로우에 대하여는 이하 905단계 및 이하 907단계가 수행되고, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우에 대하여는 이하 909단계 및 이하 911단계가 수행된다.
상기 고정점이 필요한 플로우에 대하여, 상기 기지국은 905단계로 진행하여 상기 이동국의 이전 서빙 기지국과 터널을 설정한다. 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 이전 서빙 기지국을 고정점으로 삼아 처리된다. 다시 말해, 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 상향링크 트래픽은 상기 이전 서빙 기지국으로 전달되어야하고, 하향링크 트래픽은 상기 이전 서빙 기지국으로부터 제공되어야 한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 고정점이 필요한 플로우를 위한 터널을 생성한다.
이어, 상기 기지국은 907단계로 진행하여 상기 이동국과 송수신되는 트래픽을 상기 이전 서빙 기지국을 고정점으로 삼아 처리한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상향링크 트래픽을 상기 이전 서빙 기지국을 통해 코어망으로 송신하고, 하향링크 트래픽을 상기 코어망으로부터 상기 이전 서빙 기지국을 통해 수신한다. 이때, 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 상기 이전 서빙 기지국에 의해 상기 이동국에게 할당된 IP 주소를 포함한다.
상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우에 대하여, 상기 기지국은 909단계로 진행하여 새로운 서비스 플로우를 설정한다. 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 상기 기지국에 의해 직접 처리된다. 다시 말해, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우는 고정점을 가질 필요가 없으므로, 상기 기지국은 새로이 생성된 서비스 플로우를 제공한다. 이때, 상기 기지국은 상기 이동국에게 새로운 IP 주소를 할당한다.
이어, 상기 기지국은 911단계로 진행하여 상기 이동국과 송수신되는 트래픽을 새로운 서비스 플로우를 통해 처리한다. 상기 새로운 서비스 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 상기 기지국에 의해 할당된 IP 주소를 포함한다.
만일, 상기 이동국이 고정점이 필요한 플로우만을 보유한 경우, 상기 909단계 및 상기 911단계는 생략될 수 있다. 또는, 상기 이동국이 고정점이 필요하지 아니한 플로우만을 보유한 경우, 상기 905단계 및 상기 907단계는 생략될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서빙 기지국의 핸드오버 절차를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참고하면, 기지국은 1001단계에서 핸드오버 절차를 통해 타겟 기지국으로 이동국의 플로우 별 이동성 관리 정보를 제공한다. 상기 이동성 관리 정보는 상기 이동국이 보유한 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 이동성 종류, 플로우 종류, 어플리케이션 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 핸드오버 절차의 구체적 과정은 본 발명의 시스템이 채용한 통신 규격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 상기 이동국의 타겟 기지국으로 송신되는 핸드오버 요청 메시지에 포함될 수 있다.
이후, 상기 기지국은 1003단계로 진행하여 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 상기 이동국이 고정점이 필요한 플로우를 보유하고 있는지 판단한다. 상기 고정점이 필요한 플로우인지 여부는 상기 서비스 플로우를 점유한 어플리케이션 종류, 플로우 종류 등에 기초하여 미리 정의된 기준에 따라 판단된다. 상기 고정점이 필요한 플로우가 존재하지 아니하면, 상기 기지국은 본 절차를 종료한다.
상기 고정점이 필요한 플로우가 존재하면, 상기 기지국은 1005단계로 진행하여 상기 타겟 기지국과 터널을 설정한다. 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 이전 서빙 기지국, 즉, 상기 기지국을 고정점으로 삼아 처리된다. 다시 말해, 상기 이동국이 핸드오버를 완료하더라도, 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 상향링크 트래픽은 상기 기지국을 통해 코어망으로 전달되고, 하향링크 트래픽은 상기 코어망으로부터 상기 기지국으로 수신된다. 따라서, 상기 기지국은 상기 고정점이 필요한 플로우를 위한 터널을 생성한다.
이어, 상기 기지국은 1007단계로 진행하여 상기 이동국의 트래픽을 상기 타겟 기지국을 통해 송수신한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상향링크 트래픽을 상기 타겟 기지국, 즉, 현재의 서빙 기지국을 통해 수신하고, 코어망으로 송신한다. 그리고, 상기 기지국은 하향링크 트래픽을 상기 코어망으로부터 수신하고, 상기 타겟 기지국을 통해 수신한다. 이때, 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 상기 기지국에 의해 상기 이동국에게 할당된 IP 주소를 포함한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 이동국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 이동국은 RF(Radio Freuqency)처리부(1110), 모뎀(1120), 저장부(1130), 제어부(1140)를 포함한다.
상기 RF처리부(1110)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1110)는 상기 모뎀(1120)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1110)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 10에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 이동국은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.
상기 모뎀(1120)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(1120)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(1120)은 상기 RF처리부(1110)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 저장부(1130)는 상기 이동국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1130)는 서비스 플로우 별 이동성 정보를 저장한다. 상기 이동성 정보는 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보를 의미한다. 그리고, 상기 저장부(1130)는 상기 제어부(1140)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1140)는 상기 이동국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1140)는 상기 모뎀(1120) 및 상기 RF처리부(1110)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1140)는 상기 저장부(1130)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1140)는 연결 설정 시 이동성 관리 정보를 기지국으로 제공하고, 핸드오버 후 서비스 플로우의 이동성 특성에 따라 상이하게 처리한다. 예를 들어, 상기 제어부(1140)는 상기 이동국이 상기 도 6, 상기 도 8에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따라 서비스 플로우를 생성하는 경우의 상기 제어부(1140)의 동작은 다음과 같다. 상기 새로운 서비스 플로우의 생성이 필요하다 판단되면, 상기 제어부(1140)는 이동성 관리 정보를 포함하는 연결 요청을 서빙 기지국으로 송신한다. 상기 이동성 관리 정보는 상기 연결 요청에 의해 생성될 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는 플로우 생성을 요청하는 메시지를 통해 송신될 수 있다. 단, 상기 이동국이 어떠한 기지국에도 접속된 상태가 아닌 경우, 상기 제어부(1140)는 초기 접속 절차를 더 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 핸드오버를 수행하는 경우의 상기 제어부(1140)의 동작은 다음과 같다. 상기 제어부(1140)는 핸드오버 절차를 통해 타겟 기지국과 연결을 설정한다. 이후, 고정점이 필요한 플로우에 대하여, 상기 제어부(1140)는 이전 서빙 기지국에서 할당된 IP 주소를 이용하여 트래픽을 송수신한다. 즉, 상기 고정점이 필요한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 이전 서빙 기지국을 고정점으로 삼아 처리된다. 또한, 고정점이 필요하지 아니한 플로우에 대하여, 상기 제어부(1140)는 현재의 서빙 기지국에서 할당된 IP 주소를 이용하여 트래픽을 송수신한다. 즉, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우를 통해 송수신되는 트래픽은 핸드오버 후 새로이 설정된 서비스 플로우를 통해 처리된다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(1210), 모뎀(1220), 백홀통신부(1230), 저장부(1240), 제어부(1250)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(1210)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1210)는 상기 모뎀(1220)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1210)는 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
상기 모뎀(1220)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(1120)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(1120)은 상기 RF처리부(1110)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 백홀통신부(1230)는 시스템 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(1230)는 상기 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. 상기 저장부(1240)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1240)는 서비스 플로우 별 이동성 정보를 저장한다. 상기 이동성 정보는 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보를 의미한다. 그리고, 상기 저장부(1240)는 상기 제어부(1250)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1250)는 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1240)는 상기 모뎀(1220) 및 상기 RF처리부(1210)을 통해 또는 상기 백홀통신부(1230)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1240)는 상기 저장부(1240)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1250)는 연결 설정 시 이동성 관리 정보를 등록하고, 핸드오버 후 서비스 플로우의 이동성 특성에 따라 상이하게 처리한다. 구체적으로, 상기 제어부(1250)는 서비스 플로우의 이동성 특성을 관리하는 이동성관리부(1252), 고정점이 필요한 플로우에 대하여 이전 서빙 기지국과 터널을 생성 및 관리하는 터널링처리부(1254)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1250)는 상기 기지국이 상기 도 7, 상기 도 9, 상기 도 10에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따라 서비스 플로우를 생성하는 경우의 상기 제어부(1250)의 동작은 다음과 같다. 상기 제어부(1250)는 이동국으로부터 이동성 관리 정보를 포함하는 연결 요청을 수신한다. 상기 이동성 관리 정보는 상기 연결 요청에 의해 생성될 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하는 기초 정보이다. 예를 들어, 상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고, 상기 제어부(1250)는 상기 이동성 관리 정보를 등록한다. 다시 말해, 상기 제어부(1250)는 상기 연결 요청에 의해 생성될 서비스 플로우가 고정점을 필요로 하는지 여부 또는 고정점을 필요로 하는지 여부를 판단하기 위한 기초 정보를 상기 저장부(1240)에 저장한다.
본 발명의 실시 예에 따라 이동국이 핸드오버를 통해 진입하는 경우, 다시 말해, 상기 기지국이 타겟 기지국인 경우의 상기 제어부(1250)의 동작은 다음과 같다. 상기 도 9를 참고하면, 제어부(1250)는 핸드오버 절차를 통해 이동국의 플로우 별 이동성 관리 정보를 획득하고, 상기 이동성 관리 정보에 기초하여 서비스 플로우를 고정점이 필요한 플로우 및 고정점이 필요하지 아니한 플로우로 구분한다. 상기 고정점이 필요한 플로우에 대하여, 상기 제어부(1250)는 상기 이동국의 이전 서빙 기지국과 터널을 설정하고, 상기 이동국과 송수신되는 트래픽을 상기 이전 서빙 기지국을 고정점으로 삼아 처리한다. 반면, 상기 고정점이 필요하지 아니한 플로우에 대하여, 상기 제어부(1250)는 새로운 서비스 플로우를 설정하고, 상기 이동국과 송수신되는 트래픽을 새로운 서비스 플로우를 통해 처리한다.
본 발명의 실시 예에 따라 이동국이 핸드오버를 통해 이탈하는 경우, 다시 말해, 상기 기지국이 서빙 기지국인 경우의 상기 제어부(1250)의 동작은 다음과 같다. 제어부(1250)는 1001단계에서 핸드오버 절차를 통해 타겟 기지국으로 이동국의 플로우 별 이동성 관리 정보를 제공한다. 그리고, 상기 제어부(1250)는 핸드오버하는 상기 이동국이 고정점이 필요한 플로우를 보유하고 있는지 판단한다. 상기 고정점이 필요한 플로우가 존재하면, 상기 제어부(1250)는 상기 타겟 기지국과 터널을 설정하고, 상기 이동국의 트래픽을 상기 타겟 기지국을 통해 송수신한다.
본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금, 본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM, Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM, Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs, Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (28)

  1. 무선 통신 시스템에서 이동국의 동작 방법에 있어서,
    제1 기지국으로 서비스 플로우(service flow)를 생성하기 위한 메시지를 송신하는 과정과, 상기 메시지는 상기 서비스 플로우의 타입을 지시하는 이동성 관리 정보를 포함하며,
    상기 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로 핸드오버를 수행하는 과정과,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제1 경로를 통해 송수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 타입은 상기 제1 기지국이 상기 서비스 플로우에 대한 고정점으로서 동작함을 지시하고,
    상기 제1 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 상기 제2 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 터널, 상기 제1 기지국과 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제2 경로를 통해 송수신하는 과정을 더 포함하고,
    상기 제2 타입은 상기 제1 기지국이 상기 고정점으로서 동작할 필요가 없음을 지시하고,
    상기 제2 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 및 상기 제2 기지국과 상기 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 상기 제1 기지국에 의해 할당된 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 송수신되는 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서 제1 기지국의 동작 방법에 있어서,
    이동국으로부터 서비스 플로우(service flow)의 생성을 요청하는 메시지를 수신하는 과정과, 상기 메시지는 상기 서비스 플로우의 타입을 지시하는 이동성 관리 정보를 포함하며,
    상기 이동성 관리 정보를 상기 제1 기지국에서 등록하는 과정과,
    상기 이동국에 대하여 상기 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 과정과,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제1 경로를 통해 송수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 타입은 상기 제1 기지국이 상기 서비스 플로우에 대한 고정점으로서 동작함을 지시하고,
    상기 제1 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 상기 제2 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 터널, 상기 제1 기지국과 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 제2 기지국으로 핸드오버하는 경우, 상기 제2 기지국으로 상기 이동성 관리 정보를 제공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 제2 경로를 통해 송수신되고,
    상기 제2 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 및 상기 제2 기지국과 상기 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 제2 기지국의 동작 방법에 있어서,
    제1 기지국과 이동국 사이에서 생성된 서비스 플로우(flow)의 타입을 지시하는 이동성 관리 정보를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 과정과,
    상기 이동성 관리 정보를 상기 제2 기지국에서 등록하는 과정과,
    상기 이동국에 대하여 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 과정과,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제1 경로를 통해 송수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 타입은 상기 제1 기지국이 상기 서비스 플로우에 대한 고정점으로서 동작함을 지시하고,
    상기 제1 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 상기 제2 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 터널, 상기 제1 기지국과 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우에 대하여, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 상기 제1 기지국을 상기 고정점으로 삼아 처리하는 과정을 더 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 상기 제1 기지국에 의해 상기 이동국에게 할당된 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 송수신되는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 제2 경로를 통해 송수신되고,
    상기 제2 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 및 상기 제2 기지국과 상기 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 상기 제2 기지국에 의해 상기 이동국에게 할당된 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 송수신되는 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 이동국의 장치에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 기능적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    제1 기지국으로 서비스 플로우(service flow)를 생성하기 위한 메시지를 송신하고, 상기 메시지는 상기 서비스 플로우의 타입을 지시하는 이동성 관리 정보를 포함하며,
    상기 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로 핸드오버를 수행하고,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제1 경로를 통해 송수신하도록 구성되고,
    상기 제1 타입은 상기 제1 기지국이 상기 서비스 플로우에 대한 고정점으로서 동작함을 지시하고,
    상기 제1 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 상기 제2 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 터널, 상기 제1 기지국과 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제2 경로를 통해 송수신하도록 더 구성되고,
    상기 제2 타입은 상기 제1 기지국이 상기 고정점으로서 동작할 필요가 없음을 지시하고,
    상기 제2 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 및 상기 제2 기지국과 상기 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 상기 제1 기지국에 의해 할당된 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 송수신되는 장치.
  19. 무선 통신 시스템에서 제1 기지국의 장치에 있어서,
    송수신부;
    상기 송수신부와 기능적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    이동국으로부터 서비스 플로우(service flow)의 생성을 요청하는 메시지를 수신하고, 상기 메시지는 상기 서비스 플로우의 타입을 지시하는 이동성 관리 정보를 포함하며,
    상기 이동성 관리 정보를 상기 제1 기지국에서 등록하고,
    상기 이동국에 대하여 상기 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로의 핸드오버를 수행하며,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제1 경로를 통해 송수신하도록 구성되며,
    상기 제1 타입은 상기 제1 기지국이 상기 서비스 플로우에 대한 고정점으로서 동작함을 지시하고,
    상기 제1 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 상기 제2 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 터널, 상기 제1 기지국과 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 제2 기지국으로 핸드오버하는 경우, 상기 제2 기지국으로 상기 이동성 관리 정보를 제공하는 백홀 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 제2 경로를 통해 송수신되고,
    상기 제2 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 및 상기 제2 기지국과 상기 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 장치.
  23. 무선 통신 시스템에서 제2 기지국의 장치에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 기능적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    제1 기지국과 이동국 사이에서 생성된 서비스 플로우(flow)의 타입을 지시하는 이동성 관리 정보를 상기 제1 기지국으로부터 수신하고,
    상기 이동성 관리 정보를 상기 제2 기지국에서 등록하며,
    상기 이동국에 대하여 상기 제1 기지국으로부터 상기 제2 기지국으로의 핸드오버를 수행하고,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 제1 경로를 통해 송수신하도록 구성되며,
    상기 제1 타입은 상기 제1 기지국이 상기 서비스 플로우에 대한 고정점으로서 동작함을 지시하고,
    상기 제1 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 상기 제2 기지국과 상기 제1 기지국 사이의 터널, 상기 제1 기지국과 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 이동성 관리 정보는, 상기 고정점의 필요 여부를 직접 지시하는 정보, 플로우 특성을 지시하는 정보, 어플리케이션 특성을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우에 대하여, 상기 서비스 플로우의 트래픽을 상기 제1 기지국을 상기 고정점으로 삼아 처리하도록 더 구성된 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제1 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 상기 제1 기지국에 의해 상기 이동국에게 할당된 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 송수신되는 장치.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 제2 경로를 통해 송수신되고,
    상기 제2 경로는 상기 이동국과 상기 제2 기지국 사이의 무선 채널, 및 상기 제2 기지국과 상기 코어 네트워크 사이의 백홀 링크를 포함하는 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 서비스 플로우의 상기 타입이 제2 타입인 경우, 상기 서비스 플로우의 트래픽은 상기 제2 기지국에 의해 상기 이동국에게 할당된 IP(Internet Protocol) 주소를 이용하여 송수신되는 장치.
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