KR20010084045A - 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 시스템 및그 방법 - Google Patents

광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 시스템 및그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 광대역가입자망(B-WLL) 환경에서 사용자 단말기의 접속에 융통성을 제공하고, 단말기의 이동성을 제공하기 위한 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 광대역무선가입자망(B-WLL)에서 단말기의 이동성을 제공하는 시스템에 있어서, 무선가입자망 구간과 댁내구간을 무선으로 접속시켜 중계기를 통해 폴링 신호를 중계하기 위한 무선접속수단; 상기 단말기의 현재 위치를 저장하기 위한 단말기 위치 저장수단; 상기 단말기의 위치 변경시 이동성을 보장하기 위하여, 상기 무선접속수단을 통해 상기 단말기 위치 저장수단과 위치 등록 절차를 수행하여 상기 단말기의 변경된 위치를 등록하기 위한 상기 중계기내의 위치 저장수단; 및 기지국 영역내의 해당 중계기의 번호와 상기 해당 중계기 영역내의 해당 단말기의 고유번호를 저장하여 상기 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성을 보장하는 기지국내의 위치 저장수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 광대역가입자망 관련 서비스 등에 이용됨.

Description

광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING MOBILITY IN BROADBAND WIRELESS LOCAL LOOPS}
본 발명은 광대역무선가입자망(B-WLL : Broadband Wireless Local Loop) 시스템 분야에 속하는 것으로, 고정 가입자들에게 서비스를 제공하는 광대역무선가입자망 시스템에 대하여 사용자 단말기가 한 장소에서 다른 장소로 이동시(로밍(roaming))에도 사용자 단말기의 접속에 융통성을 제공하고, 단말기의 이동시 이동성을 보장할 수 있는 이동성 제공 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
여기서, 광대역무선가입자망은 밀리미터파나 준밀리미터파대역의 주파수로 고정 가입자에게 무선 멀티미디어 서비스를 제공하는 기술이다.
종래의 광대역무선가입자망은 망측과 가입자측의 유선 선로를 무선화하여 망구축 및 유지 보수비를 절감하고자 하는 것에 관한 기술로 고정 가입자에게 멀티미디어 서비스를 제공하고자 했지만, 고정 가입자를 대상으로 하다보니 무선의 가장 큰 장점중의 하나인 이동성이 제공되지 못하는 단점이 있었다.
도 1 은 일반적인 광대역무선가입자망(B-WLL)의 구성도로서, 도면에서 "10"은 기지국, "11"은 네트워크 접속 제어부, "12"는 무선 접속 장치(AIU : Air Interface Unit), "13"은 네트워크 접속 장치(NIU : Network Interface Unit), 그리고 "14"는 사용자 단말기를 각각 나타낸다.
광대역무선가입자망(B-WLL) 환경에서 기지국(10)과 사용자 단말기(14)간의 구간은 두 부분으로 나뉠 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(10)의 무선 접속 장치(12)와 단말기측의 네트워크 접속 장치(13)간의 구간(21)은 주로 24∼28㎓의 주파수를 이용하는 무선 구간이다. 이 무선구간(21)의 다중 액세스는 상하향 각각 시분할다중접속방식과 시분할다중화방식을 사용한다.
네트워크 접속 장치(13)는 다양한 사용자 단말기(14)의 자원을 기지국(10)의 무선 접속 장치(12)로부터의 제어에 의해 무선구간(21)을 통해 정해진 포맷으로 데이터를 전송하는 기능을 수행한다.
네트워크 접속 장치(13)의 상향채널에의 접속은 전적으로 기지국(10)에 의한 매체 접속 제어(MAC : Media Access Control) 메시지에 의해 제어된다.
네트워크 접속 장치(13)와 사용자 단말기(14)간에는 유선구간(22)으로 연결되어 있으므로 사용자 단말기(14)는 무선구간(21)에 대한 어떠한 인식없이 네트워크 접속 장치(13)를 통해 무선구간(21)으로 정보를 전송할 수 있다.
상기 광대역무선가입자망에서 댁내구간(22), 즉 네트워크 접속 장치(13)와 사용자 단말기(14)간의 유선 연결은 사용자 단말기(14)의 위치를 고정시키며, 사용자 단말기(14)에 이동성을 부여할 수 없다.
따라서, 이러한 구조의 댁내구간(22)에서 사용자 단말기(14)의 접속에 융통성을 제공하고 사용자 단말기(14)에 이동성을 부여할 수 있는 방안이 필수적으로 요구된다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 광대역가입자망(B-WLL) 환경에서 사용자 단말기의 접속에 융통성을 제공하고, 단말기의 이동성을 제공하기 위한 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 광대역무선가입자망(B-WLL)의 구성도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 광대역무선가입자망(B-WLL)의 구성 예시도.
도 3 은 본 발명이 적용되는 DAVIC 프로토콜에 기반한 광대역무선가입자망 MAC 계층 중계시스템에서의 폴링 관계에 대한 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 방법중 사용자 단말기의 네트워크 접속 과정에 대한 일실시예 흐름도.
도 5 는 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법을 나타낸 설명도.
도 6 은 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 시스템의 구성 예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 방법중 위치 등록 과정에 대한 일실시예 흐름도.
도 8 은 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법중 단말기 인증 과정을 나타낸 일실시예 설명도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 기지국 11 : 네트워크 접속 제어부
12 : 무선 접속 장치(AIU) 13 : 네트워크 접속 장치(NIU)
14,16 : 사용자 단말기 15 : 네트워크 접속 중계기(NIU-R)
61 : 단말기 위치영역 기억장치 62 : 단말기 위치 기억장치
63 : 현재 위치 기억장치 81 : 사용자 단말기 정보 기억장치
82 : 인증센터 83 : 인증모듈
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광대역무선가입자망(B-WLL)에서 단말기의 이동성을 제공하는 시스템에 있어서, 무선가입자망 구간과 댁내구간을 무선으로 접속시켜 중계기를 통해 폴링 신호를 중계하기 위한 무선접속수단; 상기 단말기의 현재 위치를 저장하기 위한 단말기 위치 저장수단; 상기 단말기의 위치 변경시이동성을 보장하기 위하여, 상기 무선접속수단을 통해 상기 단말기 위치 저장수단과 위치 등록 절차를 수행하여 상기 단말기의 변경된 위치를 등록하기 위한 상기 중계기내의 위치 저장수단; 및 기지국 영역내의 해당 중계기의 번호와 상기 해당 중계기 영역내의 해당 단말기의 고유번호를 저장하여 상기 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성을 보장하는 기지국내의 위치 저장수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 광대역무선가입자망(B-WLL)에 적용되는 단말기의 이동성을 제공하는 방법에 있어서, 상기 광대역무선가입자망의 매체접속 제어(MAC) 계층에서 무선구간의 주파수를 댁내구간으로 중계하는 중계기를 구비하는 제 1 단계; 기지국내에서 상기 단말기의 위치영역을 관리하는 제 2 단계; 상기 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 제 3 단계; 및 상기 중계기가 상기 단말기의 위치정보를 바탕으로 중계되는 주파수 채널을 통해 자신의 영역내에 존재하는 해당 단말기를 폴링하여 상기 단말기의 이동성을 보장하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 광대역무선가입자망(B-WLL) 시스템에, 상기 광대역무선가입자망의 매체접속 제어(MAC) 계층에서 무선구간의 주파수를 댁내구간으로 중계하는 중계기를 구비하는 제 1 기능; 기지국내에서 상기 단말기의 위치영역을 관리하는 제 2 기능; 상기 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 제 3 기능; 및 상기 중계기가 상기 단말기의 위치정보를 바탕으로 중계되는 주파수 채널을 통해 자신의 영역내에 존재하는 해당 단말기를 폴링하여 상기 단말기의 이동성을 보장하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
광대역무선가입자망(B-WLL)의 환경에서는 가입자 접속 제어장치인 네트워크 접속 장치(NIU : Network Interface Unit)와 사용자 단말기간의 구간, 즉 댁내구간은 기본적으로 유선으로 이루어져 있다. 본 발명은 이러한 구조의 댁내구간에서 사용자 단말기의 접속에 융통성을 제공하고 단말기에 이동성을 제공하기 위한 MAC 계층 무선 중계시스템을 설계하며, 단말기가 이동함에 따라 필요한 위치관리 기능을 제시한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 광대역무선가입자망(B-WLL)의 구성 예시도이다.
도면에서 "15"는 네트워크 접속 중계기(NIU-R : Network Interface Unit-Relay), "16"은 이동성이 부여된 사용자 단말기를 나타낸다. 이는 댁내구간(23)의 무선화를 통해 사용자 단말기(16)에 이동성을 제공하는 시스템 구성예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 광대역무선가입자망(B-WLL)은, 기존 광대역무선가입자망에서 네트워크 접속 장치(13)의 기능인 무선구간을 통한 데이터 전송을 사용자 단말기(16)가 수행하게 되며, 네트워크 접속 중계기(15)가 MAC 계층의 프로토콜 종단지정으로 기지국(10)과 네트워크 접속 중계기(15)간의 광대역무선 가입자망 채널을 네트워크 접속 중계기(15)와 사용자 단말기(16)간의구간으로 중계해줌으로써, 사용자 단말기(16)에게 무선 접속 기능을 제공하도록 한다.
상기의 환경에서 사용자 단말기(16)에 이동성 부여를 위한 광대역무선가입자망(B-WLL) 시스템의 매체접속 제어(MAC) 프로토콜이 표준화 단체인 데이빅(DAVIC : Digital Audio VIsual Council)(ver1.5 specification) 표준을 따를 경우 사용자 단말기(16)의 무선망 접속은 폴링을 통해 이루어진다. 또한, 네트워크 접속 중계기(15)가 광대역 무선 가입자망에 접속하기 위해서는 기지국(10)측으로부터 폴링을 받아야 한다. 이들 각 구간의 폴링 절차는 독립적으로 이루어진다. 도 3 은 이들 폴링 관계를 도시화한 것이다.
도 4 는 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 방법중 사용자 단말기의 네트워크 접속 과정에 대한 일실시예 흐름도로서, 광대역무선가입자망(B-WLL)에서 사용자 단말기(16)의 폴링절차를 포함한 통신을 위한 제반 초기 절차 및 슬롯 할당 절차를 나타낸다.
단계 "401"은 무선 접속 장치(12)에 의해서 네트워크 접속 중계기(15)가 폴링 되고 있는 절차이며, 단계 "405"는 네트워크 접속 중계기(15)가 사용자 단말기(16)를 폴링하고 있는 절차이다.
사용자 단말기(16)가 상향 채널에 접근할 수 있는 기회는 네트워크 접속 중계기(15)에 의한 폴링을 통해서 얻어질 수 있다. 즉, 사용자 단말기(16)가 전송할 데이터가 있을 때 네트워크 접속 중계기(15)가 사용자 단말기(16) 자신을 폴링하는 하향 채널을 찾아 폴 요청(405)을 수신한 후, 폴링 요청에 의해 지정된 상향채널을통해 폴링 응답(406)을 함으로써 상향 프레임의 동기를 맞추게 된다.
이어서, 단계 "407"은 상향채널의 정확한 슬롯 경계에서 송신을 위한 송신 시간 교정 절차이며, 단계 "408"은 네트워크 접속 중계기(15)와 사용자 단말기(16)간의 매체접속 제어(MAC) 메시지를 위한 ATM(Asynchronous Transfer Mode)연결을 위한 절차이다. 폴링 절차와 기타 동기화 절차는 사용자 단말기(16)가 통신 중에도 주기적으로 실행되므로 통신관계가 유지된다.
지금까지 초기화 절차를 마친 사용자 단말기(16)는 무선 자원을 할당받기 위해 상향 슬롯 요청을 다른 사용자 단말기(16)들과 동시에 사용할 수 있는 상향의 경쟁기반 슬롯을 통해 하게 되며(409), 네트워크 접속 중계기(15)는 상향 슬롯 요청메시지가 다른 사용자 단말기(16)의 메시지와 충돌없이 수신되었는지 여부를 알린다(410).
네트워크 접속 중계기(15) 또한 기지국(10)과의 초기화 절차를 사용자 단말기(16)와 동일한 절차를 통한 후 사용자 단말기(16)에게 할당할 슬롯 요청을 할 수 있으며(412,413,414), 폴링 및 동기화 절차 또한 주기적으로 발생한다.
이와 같이, 초기 절차와 기타 동기화 절차는 네트워크 접속 중계기(15)와 사용자 단말기(16)가 각각 독립적으로 이루어지는 반면, 슬롯 할당 절차는 네트워크 접속 중계기(15)가 사용자 단말기(16)에게 할당할 슬롯을 기지국(10)에게 요청하는 시기에 따라서 독립적 혹은 비독립적으로 운영될 수 있다.
먼저, 비독립적으로 운영될 수 있는 슬롯 할당 방법으로는 네트워크 접속 중계기(15)에 의하여 사용자 단말기(16)의 슬롯 할당 요청이 기지국(10)으로 중계되어 기지국(10)이 네트워크 접속 중계기(15)에게 슬롯을 할당하고 네트워크 접속 중계기(15)는 이를 다시 사용자 단말기(16)에게 할당하는 방법이 있으며, 다른 방법으로는 네트워크 접속 중계기(15)가 기지국(10)과의 초기화 절차시 일정량의 슬롯을 미리 할당받은 후, 사용자 단말기(16)로부터의 슬롯 요청 수신시 이를 할당하고 사용자 단말기(16)들의 슬롯 요청 양이 미리 할당받은 슬롯의 양을 초과할 경우 첫번째 방법과 동일하게 슬롯 요청을 기지국(10)으로 중계하는 방법 등이 있다.
다음, 독립적으로 운영될 수 있는 슬롯 할당 방법으로는 네트워크 접속 중계기(15)가 사용자 단말기(16)의 슬롯 요청 상황에 따라 기지국(10)으로부터 미리 할당받는 슬롯 양을 유동적으로 조정하는 방식으로 사용자 단말기(16)의 요청 슬롯들이 기지국(10)으로부터 미리 할당받은 슬롯의 개수 중 상향의 한계 개수를 넘어설 경우 슬롯을 추가적으로 요청하며, 사용자 단말기(16)의 슬롯 반환으로 인하여 현재 사용중인 사용자 단말기(16)의 슬롯의 수가 미리 할당받은 슬롯의 개수 중 하향의 한계 개수 이하가 될 경우 기지국에게 일정 개수의 슬롯을 반환하도록 하는 방법이 있다.
상기의 환경에서 사용자 단말기(16)가 이동하여 다른 네트워크 접속 중계기(15)의 영역 혹은 기지국(10)의 영역간을 이동했을 경우에(도 5 참조) 네트워크 접속 중계기(15)가 사용자 단말기(16)를 폴링해주어야만 사용자 단말기(16)의 통신이 가능해진다.
기존 광대역무선가입자망 환경에서 댁내구간 내에 존재하는 사용자 단말기(16)는 고정적이었으나, 사용자 단말기(16)가 이동하는 경우에 네트워크 접속 중계기(15) 영역에 존재하는 사용자 단말기(16)는 가변적이므로 네트워크 접속 중계기(15)는 자신의 영역안에 존재하는 사용자 단말기(16)만을 폴링해야 한다. 이를 위해서, 네트워크 접속 중계기(15)는 각각의 사용자 단말기(16)에 대한 위치 관리를 해야 한다.
네트워크 접속 중계기(15)의 사용자 단말기(16)에 대한 위치 관리 방법으로는, 사용자 단말기(16)가 네트워크 접속 중계기(15)의 영역간 또는 기지국(10)의 영역간을 이동할 때마다 기지국(10)에 자신의 위치를 등록시키는 방법과 사용자 단말기(16)의 전원을 켰을 때마다 위치 이동에 관계없이 자신의 위치를 등록시키는 방법으로 구분할 수 있다.
이들 각 경우에서 사용자 단말기(16)의 위치관리를 위한 광대역무선가입자망 환경에 추가로 도입해야 할 요소 및 절차는 다음과 같다.
새로운 영역으로 이동시에만 자신의 위치를 등록시키는 경우에, 사용자 단말기(16)가 네트워크 접속 중계기(15) 영역간 이동시 자신의 위치 이동을 인지하고 네트워크 접속 중계기(15)측에 위치등록을 하기 위해서는, 네트워크 접속 중계기(15)를 통해서 위치에 관한 정보가 방송(broadcast)되어야 하며, 기존의 광 대역무선가입자망 환경에서는 방송 방법이 없으므로 추가적으로 방송수단이 정의되어야 한다.
여기서, 위치 정보 방송 방법으로는 별도의 방송채널을 정의하는 방법과 일반 하향채널을 통한 방송 방법이 있다.
방송 채널을 정의할 경우에, 네트워크 접속 중계기(15) 영역내의 주파수 채널 중 첫번째 채널을 방송채널로 정의할 수 있다. 따라서, 사용자 단말기(16)가 위치 이동 여부를 알기 위해서는 네트워크 접속 중계기(15) 구간의 첫번째 채널을 통해 위치 정보를 얻는다. 방송채널을 통해 전달되는 위치 정보는 네트워크 접속 중계기(15)의 시리얼번호와 네트워크 접속 중계기(15)가 위치한 기지국의 식별자가 될 수 있다.
한편, 기존 채널을 통하여 위치 정보를 전달할 경우에는 네트워크 접속 중계기(15) 영역내의 전 주파수 채널을 통하여 주기적으로 위치 정보 메시지를 전송하여야 한다.
기존 광대역무선가입자망에서는 무선 접속 장치(12)에 위치 관리에 관한 요소가 없으므로 기지국(10)측과 사용자 단말기(16)측에 위치관리를 위하여 다음의 요소들이 추가되어야 한다.
도 6 은 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 시스템의 구성 예시도로서, 도면에서 "61"은 단말기 위치영역 기억장치, "62"는 단말기 위치 기억장치, "63"은 현재 위치 기억장치를 각각 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 시스템은, 기존 광대역무선가입자망의 시스템에 사용자 단말기(16)의 위치관리를 위해서 단말기 위치영역 기억장치(61)와 단말기 위치 기억장치(62) 및 현재 위치 기억장치(63)를 기지국(10)과 네트워크 접속 중계기(15) 및 사용자 단말기(16)에 각각 구비한다.
여기서, 단말기 위치영역 기억장치(61)는 기지국(10)측에 추가되는 요소로서, 기지국(10) 영역내에 속해 있는 사용자 단말기(16)의 시리얼번호와 사용자 단말기(16)에 할당된 식별자 및 네트워크 접속중계기(15)의 식별자를 기억한다.
또한, 단말기 위치 기억장치(62)는 네트워크 접속 중계기(15)에 추가되는 요소로서, 네트워크 접속 중계기(15)의 영역에 위치한 사용자 단말기(16)에게 할당된 식별자를 기억하도록 한다. 네트워크 접속 중계기(15)는 사용자 단말기(16) 폴링시 단말기 위치 기억장치(62)를 참조한다.
또한, 현재 위치 기억장치(63)는 사용자 단말기(16)에 추가되는 요소로서, 사용자 단말기(16)의 현재 위치에 관한 정보를 기억하고 있는 장치이다.
사용자 단말기(16)가 네트워크 접속 중계기(15)로부터의 위치 정보를 통해 위치등록을 하기 위해서는, 현재 위치 기억장치(63)가 기억하고 있는 사용자 단말기(16)의 위치정보와 네트워크 접속 중계기(15)로부터의 위치 정보를 통한 현재의 위치정보가 틀릴 경우에, 위치 등록 절차를 수행한다. 이때, 사용자 단말기(16)가 위치 등록을 위해 네트워크 접속 중계기(15)로 전송해야할 정보는 사용자 단말기(16)의 시리얼번호와 추가적으로 현재 위치 기억장치(63)에 기억되어 있는 이전 위치의 네트워크 접속 중계기(15)의 시리얼번호와 기지국 식별자이다. 이는 네트워크 접속 중계기(15) 영역간을 이동하였을 경우에, 이전 기지국(10)의 단말기 위치영역 기억장치(61)와 이전 네트워크 접속 중계기(15)의 단말기 위치 기억장치(62)에서 사용자 단말기(16)의 등록정보를 삭제하기 위함이다.
상기한 바와 같이, DAVIC 기반 광대역무선가입자망의 MAC 계층 중계시스템 에서 사용자 단말기(16)가 상향 채널의 슬롯에 접근하기 위해서는 네트워크 접속 중계기(15)로부터 폴링을 받아야만 한다. 그러나, 사용자 단말기(16)가 새로운 네트워크 접속 중계기(15) 영역으로 이동하였을 경우에, 단말기 위치 기억장치(62)에 사용자 단말기(16)가 등록되기 이전 상태이므로 폴링당할 수 없다. 따라서, 사용자단말기(16)는 폴링없이도 임의적으로 상향 채널에 접근할 수 있어야만 위치 등록 절차를 수행할 수 있다. 이를 위한 방법으로 폴링 절차없이 위치 등록을 필요로 하는 모든 사용자 단말기(16)가 경쟁적으로 접근할 수 있는 새로운 상향 채널을 정의하는 방법과 기존 상향 채널에서 특정 슬롯을 지정하여 위치 등록절차를 수행해야하는 사용자 단말기(16)들만이 접근할 수 있게 하는 방법이 있다. 각 방법의 상세한 설명은 다음과 같다.
위치 관리를 위해 정의되는 경쟁기반 슬롯으로 이루어진 상향 채널은 하향의 방송 채널 혹은 일반 하향채널을 이용한 방송 메시지를 통하여 지정되며, 사용자 단말기(16)가 위치 관리를 위해 초기 무선 채널에 접속하기 위한 용도이다. 이 채널을 통하여 위치 등록을 필요로 하는 사용자 단말기(16)들이 경쟁적으로 위치관리 절차에 필요한 상향채널 및 슬롯할당을 요청한다. 이때, 별도의 개별 슬롯을 요청하는 이유는 경쟁기반 슬롯 채널을 통하여 위치 등록 메시지 및 인증 메시지를 전송할 경우에 경쟁기반 특성상 위치 등록 절차시간이 불확실하게 늦어질 수 있기 때문이다.
위치 관리를 위해 정의되어지는 슬롯은 하향의 방송 채널 혹은 방송 메시지를 통하여 지정되는 슬롯으로, 위치 등록을 필요로 하는 사용자 단말기(16)들에 의해서만 접근 가능한 슬롯이다. 이 슬롯은 경쟁기반 슬롯이며, 상향 채널에 대한 교정이 없는 사용자 단말기(16)가 접근하는 슬롯이므로 충분한 보호슬롯이 뒤따라야한다. 경쟁 기반슬롯 채널 지정 방식과 동일하게 위치 관리 절차에 필요한 상향채널 및 슬롯할당을 요청한다.
이상의 타 영역으로 이동시에만 위치 등록과정을 수행하는 방식과 달리, 사용자 단말기(16)가 전원을 켰을때 마다 위치변동에 관계없이 위치등록을 하는 경우의 추가 요소 및 절차는 다음과 같다.
사용자 단말기(16)가 전원을 켰을때 마다 위치변동에 관계없이 위치등록을 하는 방법은 무선 접속 장치(12)로부터 위치에 관한 정보를 얻을 필요가 없다. 따라서, 하향으로 위치 정보를 전달할 수단을 따로 필요없다.
그러나, 네트워크 접속 중계기(15)는 사용자 단말기(16)가 폴링 절차와 교정 절차없이 위치 등록을 위해 접근할 수 있는 슬롯 또는 채널을 제공해야 하며, 이를 지정하는 메시지를 발생시켜야 한다.
전원이 꺼졌을 경우에, 무선 접속 장치(12)는 사용자 단말기(16)를 폴링할 필요가 없으며 전원이 켜질 때 다시 위치 등록을 하게 되므로 전원이 꺼지기 전에 사용자 단말기(16)는 자신의 위치등록 삭제메시지를 무선 접속 장치(12)로 보냄으로 단말기 위치 기억장치(62)에서 사용자 단말기(16)의 위치 등록정보를 삭제한다.
위치 등록을 위한 상향 채널 접근 방법은 상기의 위치 이동시 위치 등록 방법과 동일하다.
이상에서 나열된 위치 등록 절차를 도 7을 통해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 7 은 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 방법중 위치 등록 과정에 대한일실시예 흐름도이다.
단계 "701"은 네트워크 접속 중계기(15)로부터의 위치 정보를 통한 사용자 단말기(16)의 위치 등록 절차 중 일차적인 절차를 나타낸 것으로, 네트워크 접속 중계기(15)로부터 방송 채널 또는 일반 하향 채널을 통하여 전달되는 방송 메시지의 위치 정보와 상향으로의 접근 가능 채널 및 슬롯을 지정하는 절차이다.
단계 "702"는 위치 정보없이 사용자 단말기(16)의 전원이 들어올 때마다 위치 변동에 관계없이 위치를 등록하는 방법에서 상향으로의 접근 가능 채널 및 슬롯을 지정하는 절차이다. 이 절차(702) 수행 후 사용자 단말기(16)는 위치 등록 절차를 위한 슬롯 요청을 지정된 상향 채널 또는 슬롯을 통해 하게 된다.
이하의 절차들(703 내지 710)은 앞의 두 방법에 상관없이 모두 동일하게 수행되는 절차이다.
단계 "703"은 폴링을 요청하는 메시지로서, 기존의 폴링기반 MAC 프로토콜 절차를 따르기 위함이다.
단계 "704" 내지 단계 "708" 까지는 기존의 DAVIC 기반의 광대역 무선 가입자망에서 폴링에 대한 응답에서 슬롯을 할당받기까지의 절차와 동일하다. 이 과정을 통해 할당받는 슬롯은 위치 등록을 위한 슬롯이다.
사용자 단말기(16)의 위치 등록 요청을 받은 기지국(10)측은 사용자 단말인증 절차(710)를 거친다. 이때, 만약 인증이 성공하였을 경우에, 기지국(10)측의 단말기 위치영역 기억장치(61)와 네트워크 접속 중계기(15)의 단말기 위치 기억장치(62)에 사용자 단말기(16)를 등록시키고 위치 등록의 성공 여부를 "711"단계를 통해 알린다.
무선 접속 장치(12)는 이동해 온 사용자 단말기(16)가 위치 등록을 요청해오면, 서비스가능 사용자 단말기인지 여부를 확인하는 인증절차(710)를 거쳐야 한다. 인증을 위한 추가 요소 및 절차는 다음과 같다.
도 8 은 본 발명에 따른 단말기 이동성 제공 시스템 및 그 방법중 단말기 인증 과정을 나타낸 일실시예 설명도로서, 도면에서 "81"은 사용자 단말기 정보 기억장치, "82"는 인증센터, "83"은 인증모듈을 각각 나타낸다.
사용자 단말기 정보 기억장치(81)는 사용자의 모든 정보를 기억함으로써 인증 절차시 사용자의 정보를 제공하며, 기지국(10)에게 사용자의 서비스 옵션정보 등을 제공한다.
인증센터(82)는 사용자 인증을 위한 것으로서, 인증 알고리즘 구동을 담당한다. 예를들면, 인증센터(82)는 기지국(10)측의 사용자 인증 요구가 있을시 사용자단말기 정보 기억장치(81)로부터 사용자 고유의 키(Key)값을 얻어 와서 임의로 발생시킨 난수값과 사용자 단말기(16)의 시리얼번호와 함께 인증 알고리즘을 구동한다. 인증 알고리즘이 완료된 후 사용자 단말기 정보 기억장치(81)로부터 통신 횟수를 기록한 카운트 값을 얻어와 인증 알고리즘 구동 결과와 난수값과 함께 기지국 (10)측으로 인증 요구에 대한 응답으로서 전송한다.
인증모듈(83)은 사용자에 관한 정보를 기록하고 있으며, 인증센터 측과 같은 인증 알고리즘을 내장하고 있다. 기지국(10)측으로부터의 인증 요구에 인증모듈(83)은 인증센터(82)로부터의 난수 값과 내장하고 있는 사용자 키 값 그리고 사용자 단말 시리얼번호를 이용하여 인증 알고리즘을 구동한다.
기지국(10)은 위치 등록 메시지를 수신함으로써, 사용자 단말 시리얼번호를 얻을 수 있다. 이를 이용하여 인증센터로 인증을 요구하게 된다(801). 이때, 인증요청을 받은 인증센터(82)는 인증 알고리즘을 구동하여 (난수값(Rn), 알고리즘 구동결과(Ar), 카운트값(Count))을 포함한 인증요청에 대한 응답을 기지국(10)내의 무선 접속 장치(12)로 전송하게 된다(802). 이를 수신한 기지국(10)은 사용자 단말기(16)측으로 난수값을 포함한 인증요구 메시지를 전송한다(803). 이를 수신한 사용자 단말기(16)의 인증모듈(83)은 인증 알고리즘 결과와 카운트값을 무선 접속 장치(12)측으로 전송한다(804).
인증센터(82)와 사용자 단말기(16)로부터 각각 인증 파라미터를 수신한 기지국(10)은 이들을 비교하여(805) 같을 경우 인증이 성공하였음을 의미함으로 사용자 단말기(16)에 기지국(10)내에서 유일한 식별자 할당과 동시에 단말기 위치영역 기억장치(61)에 사용자 단말기(16)를 등록시키고, 인증 결과 및 사용자 단말기(16)의 식별자를 네트워크 접속 중계기(15)로 전달하여 단말기 위치 기억장치(62)에 등록이 이루어지게 한다. 이후, 등록 성공여부를 사용자 단말기(16)측으로 전송한다(806). 만약, 양측의 파라미터가 틀리면 인증에 실패하였으므로 사용자 단말기(16)에게 위치 등록이 실패하였음을 알리는 메시지를 전송한다(806).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 가입자 접속 장치를 MAC 계층에서 전파를 송수신하는 가입자 접속 장치(NIU-R)와 이동 가입자 접속 장치(NIU-M)로 구성하여 로밍(roaming)을 제공함으로써, 가입자의 이동에도 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 이러한 이동성은 가입자가 이동하는 경우, 가입자 장치와 가입자 장치에 접속되는 서비스 단말기 간의 유선 배선의 복잡함을 피할 수 있고, 망구조의 변경에도 용이하게 대처할 수 있으며, MAC 계층에서의 중계로 무선 자원을 효율적으로 중계할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 광대역무선가입자망(B-WLL)에서 단말기의 이동성을 제공하는 시스템에 있어서,
    무선가입자망 구간과 댁내구간을 무선으로 접속시켜 중계기를 통해 폴링 신호를 중계하기 위한 무선접속수단;
    상기 단말기의 현재 위치를 저장하기 위한 단말기 위치 저장수단;
    상기 단말기의 위치 변경시 이동성을 보장하기 위하여, 상기 무선접속수단을 통해 상기 단말기 위치 저장수단과 위치 등록 절차를 수행하여 상기 단말기의 변경된 위치를 등록하기 위한 상기 중계기내의 위치 저장수단; 및
    기지국 영역내의 해당 중계기의 번호와 상기 해당 중계기 영역내의 해당 단말기의 고유번호를 저장하여 상기 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성을 보장하는 기지국내의 위치 저장수단
    을 포함하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 시스템.
  2. 광대역무선가입자망(B-WLL)에 적용되는 단말기의 이동성을 제공하는 방법에 있어서,
    상기 광대역무선가입자망의 매체접속 제어(MAC) 계층에서 무선구간의 주파수를 댁내구간으로 중계하는 중계기를 구비하는 제 1 단계;
    기지국내에서 상기 단말기의 위치영역을 관리하는 제 2 단계;
    상기 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 제 3 단계; 및
    상기 중계기가 상기 단말기의 위치정보를 바탕으로 중계되는 주파수 채널을 통해 자신의 영역내에 존재하는 해당 단말기를 폴링하여 상기 단말기의 이동성을 보장하는 제 4 단계
    를 포함하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    기지국내에서 상기 단말기의 시리얼번호와 식별자 및 상기 중계기의 식별자를 저장하는 것을 특징으로 하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 과정은,
    상기 단말기로 슬롯을 할당하기 위해 상기 기지국에 요청시, 상기 단말기의 슬롯 할당 요청을 상기 기지국으로 단순 중계하는 제 5 단계;
    상기 기지국과의 초기화 절차시 기할당받은 소정량의 슬롯을 상기 단말기로부터 슬롯 요청 수신시 할당하고, 사용 단말들의 슬롯 요청양이 기할당 받은 슬롯양을 초과할 경우에, 슬롯 요청을 상기 기지국으로 중계하는 제 6 단계; 및
    상기 단말기의 슬롯 요청 상황에 따라 상기 기지국으로부터 기할당 받은 슬롯양을 유동적으로 조정하는 제 7 단계
    를 포함하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 과정은,
    상기 단말기의 위치 등록시에, 상기 중계기로부터의 위치정보를 통해 위치 이동을 인식하고 위치 등록을 시도하는데 있어서, 상기 중계기가 상기 단말기로 위치 정보를 전달하기 위해 하향 채널 그룹중 소정 채널을 위치정보 전달용 방송채널로 정의하여 사용하거나, 기존 채널들을 통하여 위치정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 과정은,
    상기 단말기의 위치 이동시에, 상기 중계기에 상기 중계기 영역내에 존재하는 상기 단말기의 식별자를 기억하게 하여 상기 중계기가 상기 단말기 폴링시 참조하게 하고, 상기 단말기에 현재 단말기의 위치를 기억시켜 상기 중계기로부터의 위치정보와 비교하여 위치 등록의 필요성 여부를 결정하게 하는 것을 특징으로 하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 과정은,
    상기 기지국이 상기 단말기에 대한 폴링없이 위치 등록을 위해 임의적으로 접근을 할 수 있도록 하기 위하여, 상향 채널의 그룹 당 소정의 채널을 경쟁기반 슬롯만으로 이루어진 새로운 상향채널로 정의하고, 기존의 상향 채널 중 소정 채널을 위치 등록을 필요로 하는 상기 단말기가 접속할 수 있도록 새로운 경쟁슬롯으로 두는 것을 특징으로 하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 과정은,
    상기 단말기의 위치 이동시, 위치 등록을 하기 위해 상기 중계기로부터 위치정보를 얻은 후 위치 등록이 필요할 경우 폴링을 기다리지 않고 임의적으로 상향채널에 접근하여 위치관리 절차를 위한 슬롯할당을 요청하여 슬롯 할당을 받은 후 할당된 슬롯을 이용하여 위치 등록메시지를 전송하고, 인증 절차를 거쳐 위치 등록의 성공 또는 실패를 알리는 것을 특징으로 하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 과정은,
    상기 단말기의 인증을 위해, 상기 기지국측에 인증센터를 두고 상기 단말기의 시리얼번호 및 고유키와 임의로 발생시킨 난수를 파라미터로 하여 제1 인증 알고리즘 구동시키고, 상기 단말기측에 인증모듈을 두어 사익 단말기의 시리얼번호 및 고유키와 임의로 발생시킨 난수를 파라미터로 하여 제2 인증 알고리즘 구동시켜 상기 제1 및 제2 인증 알고리즘의 결과를 비교하여 상기 단말기를 인증하는 것을 특징으로 하는 광대역무선가입자망에서의 단말기 이동성 제공 방법.
  10. 프로세서를 구비한 광대역무선가입자망(B-WLL) 시스템에,
    상기 광대역무선가입자망의 매체접속 제어(MAC) 계층에서 무선구간의 주파수를 댁내구간으로 중계하는 중계기를 구비하는 제 1 기능;
    기지국내에서 상기 단말기의 위치영역을 관리하는 제 2 기능;
    상기 중계기가 상기 단말기에 대한 위치정보를 관리하는 제 3 기능; 및
    상기 중계기가 상기 단말기의 위치정보를 바탕으로 중계되는 주파수 채널을 통해 자신의 영역내에 존재하는 해당 단말기를 폴링하여 상기 단말기의 이동성을 보장하는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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