KR20050072966A - 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법 - Google Patents

무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 인터넷(internet)에 각기 접속된 홈 에이전트(Home Agent : HA), 무선 랜 망(wireless LAN network), 휴대 인터넷(portable Internet), 및 이동 전화망을 구비한 이기종 망간 핸드오프 시스템에서 특정 이동 노드의 핸드오프 방법으로서, 기 설정된 무선 환경 기준 값과 기 설정된 제 1 문턱 값을 비교하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계의 비교 결과, 상기 무선 환경 기준 값이 상기 제 1 문턱 값 미만이면, 현재 접속된 망이 무선 랜 망인지 여부를 판단하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계의 판단 결과, 현재 접속된 망이 무선 랜 망이면, 주변 무선 랜 액세스 포인트(Access Point : AP)를 검색하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계의 검색 결과, 동일 SSID(Service Set IDentifier)를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는지 여부를 판단하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계의 판단 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는 경우, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기와 기 설정된 제 2 문턱 값을 비교하는 제 5 단계와, 상기 제 5 단계의 비교 결과, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기가 상기 제 2 문턱 값 이상이면, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하는 제 6 단계로 이루어진다.

Description

무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법{HANDOFF METHOD BASED ON WIRELESS RADIO MEASUREMENT BETWEEN DIFFERENT MULTIPLE NETWORKS}
본 발명은 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프(hand-off) 방법에 관한 것으로, 특히, 이동 IP(mobile Internet Protocol) 통신 방식을 기반으로 하여, 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프를 이음새 없이 수행하는 방법에 관한 것이다.
종래에는 핸드오프 타겟 망(target network)의 수신 전계 강도(RSSI)만을 고려하여, 핸드오프를 수행하기 때문에, 무선 링크의 불안정성에서 비롯되는 핑퐁(ping-pong) 현상이 발생하는 문제가 있다. 상기 핑퐁 현상 발생 시 특정 망에서는 안정되었다가 다른 망에서는 불안정하게 되는 등 전반적인 이동 통신 서비스의 질이 저하된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 결점을 감안하여 안출한 것으로, IETF(Internet Engineering Task Force)에서 제공하는 RFC(Request For Comments) 2002 문서에서 기술하고 있는 이동 IP 통신 방식을 기반으로 하여, 현재 접속된 망이 무선 랜 망인 경우, 그 현재 접속된 망의 수신 전계 강도(RSSI)가 특정 문턱 값 이하로 떨어질지라도 주변에 동일 SSID(Service Set IDentifier, 무선 랜 액세스 포인트의 식별자)를 가진 무선 랜 액세스 포인트로 핸드오프를 유도하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법이 실시되는 망 구성도로, 인터넷(internet)(2)에 각기 접속된 홈 에이전트(Home Agent : HA)(4), 무선 랜 망(wireless LAN network)(6), 휴대 인터넷(portable Internet)(8), 및 이동 전화망(10)으로 구성된다.
동 도면에 있어서, 특정 이동 노드(mobile node)는 인터넷(2)에 각기 접속된 홈 에이전트(4), 무선 랜 망(6), 휴대 인터넷(8), 및 이동 전화망(10)을 이용하여, 필요 시 현재의 특정 망에서 다른 망으로 핸드오프를 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법의 일 실시예를 단계별로 나타낸 순서도이다.
먼저, 특정 이동 노드는 현재 접속된 망의 무선 환경 상태를 측정하여, 특정 무선 환경 기준 값을 산출한다(단계 S210). 상기 단계 S210의 무선 환경 기준 값을 산출하는 방법을 보면, 먼저 현재 접속된 망에서 특정 시간동안의 수신 전계 강도(RSSI)와 링크품질(LQ)을 이용하여, 현재의 무선 환경을 수치화 해서 무선환경 측정값을 산출하고, 주변 망의 신호 세기 관측을 반복적으로 수행한다. 상기 반복적인 수행에 의하여 산출된 각 무선환경 측정값을 저장한다. 현재 시점으로부터 과거 n개까지의 무선환경 측정값의 평균을 구하여 이를 무선환경 기준 값으로 산출한다.
산출된 무선 환경 기준 값과 기 설정된 제 1 문턱 값을 비교한다(단계 S212).
단계 S212의 비교 결과, 산출된 무선 환경 기준 값이 제 1 문턱 값 미만이면, 현재 접속된 망이 무선 랜 망인지 여부를 판단한다(단계 S214).
단계 S214의 판단 결과, 현재 접속된 망이 무선 랜 망이면, 주변 무선 랜 액세스 포인트(Access Point : AP)를 검색한다(단계 S216).
단계 S216의 검색 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는지 여부를 판단한다(단계 S218).
단계 S218의 판단 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는 경우, 그 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기와 기 설정된 제 2 문턱 값을 비교한다(단계 S220).
단계 S220의 비교 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기가 제 2 문턱 값 이상이면, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행한다(단계 S221). 만약, 상기 과정(단계 S214 내지 단계 S221)을 수행하지 않는다면, 현재 접속 된 망이 무선 랜 망이고 주변에 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는 경우, 비록 현재 접속된 무선 랜 망의 수신 전계 강도(RSSI)가 떨어져 다른 망으로 핸드오프 하더라도, 잠시 후 주변의 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트로 다시 핸드오프 하는 핑퐁 현상이 발생될 수 있다.
단계 S220의 비교 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기가 제 2 문턱 값 미만이거나, 단계 S218의 판단 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하지 않는 경우 또는, 단계 S214의 판단 결과, 현재 접속된 망이 무선 랜 망이 아니면, 각 망의 수신 전계 강도(RSSI)를 측정하여, 그 수신 전계 강도(RSSI)가 특정 값 이상 되는 이동 가능한 다른 망이 존재하는지 여부를 판단한다(단계 S224).
단계 S224의 판단 결과, 이동 가능한 다른 망이 존재하는 경우 수신 전계 강도(RSSI)가 가장 좋은 망으로의 핸드오프를 수행한다(단계 S226).
단계 S226을 수행한 후나, 단계 S224의 판단 결과, 이동 가능한 다른 망이 존재하지 않는 경우 또는, 단계 S221을 수행한 후 또는, 단계 S212의 비교 결과, 산출된 무선 환경 기준 값이 제 1 문턱 값 이상일 경우 특정 시간 지연 후 예로, 1초 지연 후에 단계 S210으로 되돌아간다(단계 S222).
도 3은 본 발명에 따른 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법에서 사용되는 이동 노드의 구조를 나타낸 도면으로, 웹브라우저(30), TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)(32), 네트웍 어댑터 연동 드라이버 모듈(Network Device Inter-working Module : NDIM)(34), 이더넷 어댑터(36), 무선 랜 어댑터(38), 휴대 인터넷 어댑터(40), 및 이동 전화 어댑터(42)로 이루어진다.
동 도면에 있어서, 네트웍 어댑터 연동 드라이버 모듈(34)은 이더넷 어댑터(36), 무선 랜 어댑터(38), 휴대 인터넷 어댑터(40), 및 이동 전화 어댑터(42)를 관리 및 제어한다. 상기 네트웍 어댑터 연동 드라이버 모듈(34)은 디바이스 드라이버 프로그램으로, 마이크로 소프트 사의 윈도우즈 98/ME/2K/XP/CE 운영 체제(Operating System : OS) 상에서 디바이스 드라이버를 개발하는 툴인 DDK(Device Driver Kit)로 개발된다. 이동 노드 단말의 TCP/IP(32) 스택(stack)은 각 어댑터(36, 38, 40)와 바인딩(binding)되지 않고, 네트웍 어댑터 연동 드라이버 모듈(34)과 통신함으로써 각 어댑터(36, 38, 40, 42)와 독립적으로 동작할 수 있다. 이에 각 어댑터(36, 38, 40, 42)가 변경되어 통신되더라도 TCP/IP(32) 세션이 유지되는 것이다.
도 4는 도 2에 따른 동작에 나타난 무선 환경 상태를 계산하는 방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
먼저, 이동 노드는 현재 접속 중인 망에서 수신되는 신호로부터 특정 시간동안의 수신 전계 강도(RSSI) 및 링크품질(LQ)을 측정한다(단계 S410).
이동 노드는 사용자에 의해 설정된 수신 전계 강도(RSSI)에 대한 가중치(α)와 링크품질(LQ)에 대한 가중치(β)를 고려하여 다음의 수학식 1에 따라 무선 환경 측정값(σ[i])을 산출한다(단계 S412).
여기서, 수신 전계 강도(RSSI)와 링크품질(LQ)에 대하여 각각의 가중치(α, β)를 두는 것은 현재의 무선 환경에 대하여 수신 전계 강도(RSSI)와 링크품질(LQ) 중에서 어떤 것을 더 고려할 것인지를 결정하기 위한 것으로, α와 β는 0보다 크고 1보다 작다.
만약, 수신 전계 강도(RSSI)에 대한 가중치(α)를 0으로 설정하면 링크품질(LQ)에 대한 것만을 고려하는 것이고, 링크품질(LQ)에 대한 가중치(β)를 0으로 설정하면 수신 전계 강도(RSSI)만을 고려한 것이 된다. 여기서, 수신 전계 강도(RSSI)가 높다고 무선 환경이 안정적인 것이 아니며, 링크품질(LQ)이 좋다고 무선 환경이 안정적인 것은 아니다. 다시 말해, 수신 전계 강도(RSSI)와 링크품질(LQ) 모두가 고려되어 특정 치 이상 일 때에 무선 환경이 안정적이고 효율적이다.
이동 노드는 산출된 무선환경 측정값(σ[i])을 기 설정된 메모리의 i 번째 번지에 저장한다(단계 S414).
상술한 과정(S410 내지 S414)을 반복하여 얻어진 다수의 무선환경 측정값(σ[i, i+1, i+2, ..., i+n])은 불안정한 외부 환경에 의해 일정한 값을 나타내지 않는다. 그러므로, 이동 노드는 무선환경 측정값이 매 순간마다 가변되는 것을 보완하기 위해 다음의 수학식 2와 같이, 과거 n개까지의 무선환경 측정값에 각각의 가중치(ω[j])를 곱하여 합산 평균한 무선환경 기준 값(Ωj)을 구한다(단계 S416).
상기에서, min(i, n)은 i와 n 중에 작은 값을 택하는 함수이고, max(0, i-n+1)은 0과 i-n+1중에서 큰 값을 택하는 함수이다.
여기서, 가중치(ω[j])는 현재 시점으로부터 보다 더 과거에 해당하는 무선환경 측정값일수록 그 값이 작고, 현재의 무선환경 측정값에 근접할수록 그 값이 크다. 결국, 가중치(ω[j])는 과거 값보다 현재 값에 보다 큰 비중을 두어 무선환경 기준 값(Ωj)을 구하기 위한 것이다.
상기 가중치(ω[j])의 일 예를 보면, n이 10으로 설정된 상태에서 5개의 무선환경 측정값(σ1, σ2, σ3, σ4, σ5)으로서 무선환경 기준 값(Ω5)을 산출하는 경우, 가중치(ω[j])는 다음과 표 1과 같다.
무선환경측정값(σ[j]) σ1 σ2 σ3 σ4 σ5
가중치(ω[j]) 0.25 0.5 1 1.5 1.75
이때, 무선환경 기준 값(Ω5)에 대한 수학식 2를 살펴보면, i가 5이고 n이 10이므로 'i-n+1=-4'가 되고, -4는 0보다 작으므로 'j=max(0, i-n+1)'은 0이 된다. 그리고, min(i, n)은 5가 된다. 그러므로, 합산되는 무선환경 측정값은 0부터 5까지에 해당되는 'σ1, σ2, σ3, σ4, σ5'가 대상이 되며, min(i, n)은 5가 된다.
만약, 현재 이동 노드가 σ14에 해당하는 무선환경 측정값을 산출하게 되면, 무선환경 기준 값(Ω14)에 대한 수학식 2에서 max(o, 14-10+1)는 5가 되어 합산되는 무선환경 측정값은 σ5부터 σ14까지가 대상이 되며, min(14, 10)은 10이 된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 현재 접속된 망이 무선 랜 망인 경우, 그 현재 접속된 망의 수신 전계 강도(RSSI)가 특정 문턱 값 이하로 떨어질지라도 주변에 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트로 핸드오프를 유도한다. 따라서, 핸드오프 시 핑퐁 현상이 방지되어 이동 통신 서비스의 질이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법이 실시되는 망 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법의 일 실시예를 단계별로 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법에서 사용되는 이동 노드의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 도 2에 따른 동작에 나타난 무선 환경 상태를 계산하는 방법을 단계별로 나타낸 순서도.

Claims (6)

  1. 인터넷(internet)에 각기 접속된 홈 에이전트(Home Agent : HA), 무선 랜 망(wireless LAN network), 휴대 인터넷(portable Internet), 및 이동 전화망을 구비한 이기종 망간 핸드오프 시스템에서 특정 이동 노드의 핸드오프 방법으로서,
    특정 무선 환경 기준 값과 기 설정된 제 1 문턱 값을 비교하는 제 1 단계와,
    상기 제 1 단계의 비교 결과, 상기 무선 환경 기준 값이 상기 제 1 문턱 값 미만이면, 현재 접속된 망이 무선 랜 망인지 여부를 판단하는 제 2 단계와,
    상기 제 2 단계의 판단 결과, 현재 접속된 망이 무선 랜 망이면, 주변 무선 랜 액세스 포인트(Access Point : AP)를 검색하는 제 3 단계와,
    상기 제 3 단계의 검색 결과, 동일 SSID(Service Set IDentifier)를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는지 여부를 판단하는 제 4 단계와,
    상기 제 4 단계의 판단 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하는 경우, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기와 기 설정된 제 2 문턱 값을 비교하는 제 5 단계와,
    상기 제 5 단계의 비교 결과, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기가 상기 제 2 문턱 값 이상이면, 상기 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하는 제 6 단계
    를 포함하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 5 단계의 비교 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트의 신호 세기가 상기 제 2 문턱 값 미만이거나, 상기 제 4 단계의 판단 결과, 동일 SSID를 가진 무선 랜 액세스 포인트가 존재하지 않는 경우 또는, 상기 제 2 단계의 판단 결과, 현재 접속된 망이 무선 랜 망이 아니면, 상기 각 망의 수신 전계 강도를 측정하여, 그 수신 전계 강도가 특정 값 이상 되는 이동 가능한 다른 망이 존재하는지 여부를 판단하는 제 21 단계와,
    상기 제 21 단계의 판단 결과, 이동 가능한 다른 망이 존재하는 경우 수신 전계 강도가 가장 좋은 망으로의 핸드오프를 수행하는 제 22 단계
    를 더 포함하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 22 단계를 수행한 후나, 상기 제 21 단계의 판단 결과, 이동 가능한 다른 망이 존재하지 않는 경우 또는, 상기 제 6 단계를 수행한 후 또는, 상기 제 1 단계의 비교 결과, 상기 무선 환경 기준 값이 상기 제 1 문턱 값 이상일 경우 특정 시간 지연 후 상기 제 1 단계로 되돌아가는 단계를 더 포함하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    일정 시간 동안 현재 접속된 망과의 수신 전계 강도와 링크품질을 이용하여, 현재 접속된 무선 환경을 수치화 한 무선 환경 측정값을 산출하는 제 41 단계와,
    상기 제 41 단계를 반복적으로 수행하여, 각기 산출된 다수의 무선 환경 측정값의 평균을 구해서 상기 특정 무선 환경 기준 값으로 산출하는 제 42 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 41 단계는,
    상기 일정 시간 동안의 수신 전계 강도(RSSI)와 링크품질(LQ)을 하기의 수학식에 대입하여 상기 무선 환경 측정값(σ[i])을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법.
    단, 상기 α는 수신 전계 강도(RSSI)에 대한 가중치이고, β는 링크품질(LQ)에 대한 가중치이며, 상기 α와 β는 0보다 크고 1보다 작다.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 42 단계는,
    하기의 수학식에 따라 상기 특정 무선 환경 기준 값(Ωi)을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 환경 측정값에 기반한 이기종 망간 핸드오프 방법.
    단, min(i, n)은 i와 n 중에 작은 값을 택하는 함수이고, max(0, i-n+1)은 0과 i-n+1 중에서 큰 값을 택하는 함수이며, ωj는 무선 환경 측정값(σ[j]) 각각에 대응하는 가중치이다.
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