KR20060046019A - Ｉｅｅｅ ８０２.１１ 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법 - Google Patents

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KR20060046019A
KR20060046019A KR1020050038890A KR20050038890A KR20060046019A KR 20060046019 A KR20060046019 A KR 20060046019A KR 1020050038890 A KR1020050038890 A KR 1020050038890A KR 20050038890 A KR20050038890 A KR 20050038890A KR 20060046019 A KR20060046019 A KR 20060046019A
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Abstract

IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법은 이동 단말과 고유한 무선 채널을 사용하여 이동 단말과 통신을 수행하는 적어도 2개의 무선 액세스 포인트(AP)들로 구성된 무선 근거리 시스템에서, 이동 단말과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP 및 이동 단말에 인접한 주변 AP들로부터 소정 주기로 비이콘 프레임 신호를 수신하는 단계, 주변 AP들로부터 수신한 비이콘 프레임 신호에 기초하여 주변 AP들의 상태를 결정하기 위한 소정 제1 신호를 생성하고, 제1 신호를 신호 처리하여 소정 제2 신호를 생성하는 단계, 소정 제2 신호와 기설정된 소정 임계치들을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 주변 AP들을 검출 AP, 후보 AP 및 타겟 AP 중 어느 하나로 분류하여, 분류된 결과를 주변 AP 목록상에 저장하는 단계 및 주변 AP 목록에 기초하여 핸드오버를 수행할 AP를 결정하는 단계를 포함한다.
FMIPv6, 핸드오버, Movement notification, Ω, 이동 단말, 라우터, AP

Description

ＩＥＥＥ ８０２.１１ 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법{The fast handover method which is most suitable for IEEE 802.11 network}
도 1은 본 발명에 따른 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법을 수행하기 위한 이동 단말의 구조를 도시한 도면,
도 2a는 이동 단말에 인접한 주변 AP로부터 수신된 SNR 값의 변화를 나타낸 그래프이며,
도 2b 내지 도 2e는 제1신호처리부 또는 제2 신호처리부의 신호 처리를 통해 산출되는 Smoothed SNR 값의 변화를 나타낸 그래프,
도 3은 SNR의 변화에 따라 이동 단말에 인접한 소정 주변 AP의 상태가 변화하는 일예를 도시한 도면,
도 4는 시간 변화에 따른 주변 AP들의 SNR의 변화를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 핸드오버 예비단계가 수행되는 시점을 나타내는 그래프,
도 6은 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 각각 다른 서브 네트워크에 속하는 경우, 핸드오버 예비단계의 동작 과정을 나타내는 흐름도,
도 7은 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우, 핸드오버 예비단계의 동작 과정을 나타내는 흐름도,
도 8a 및 도 8b는 핸드오버 예비단계의 동작 과정에 대한 구체적인 일예를 설명하기 위한 도면,
도 9a 내지 도 9c는 핸드오버 수행시 이동 단말의 이동 경로에 대한 3가지 유형을 도시한 도면,
도 10은 실제 핸드오버 수행단계가 일어나는 시점을 나타내는 그래프,
도 11은 이동 단말이 다른 서브 네트워크에 속해 있는 타겟 AP와 통신을 수행하는 경우, 핸드오버 수행단계의 동작 과정을 도시한 흐름도, 그리고
도 12는 이동 단말이 자신과 동일한 서브 네트워크에 속해 있는 타겟 AP와 통신을 수행하는 경우, 핸드오버 수행단계의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
10: 제1 송수신부 20: 제2 수신부
30: 제1 신호처리부 35: 제2 신호처리부
40: 비교부 50: 타이머부
60: 주변 AP 목록 관리부 70: 메모리
80: 제어부 100: 이동 단말
대한민국 특허출원 제2004-0034958호
본 발명은 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 고속의 사전 핸드오버 처리 과정을 통해 고속으로 핸드오버하는 노드를 지원할 수 있는 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법에 관한 것이다.
최근 인터넷의 급속한 보급, 무선 통신 기술의 발달, 그리고 휴대용 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistant) 등의 이동 단말의 성능 향상으로 무선 인터넷 사용자가 증가하고 있다. 무선 인터넷 환경하에서 이동 단말은 수시로 그 위치를 이동하여 자신의 네트워크 접속위치를 바꾸게 된다.
이동 단말의 무선 인터넷 통신이 가능하려면, 이동 단말이 자신의 홈 네트워크를 벗어나 외부 네트워크로 이동하는 경우에도 홈 네트워크에서와 동일한 고품질의 인터넷 서비스가 보장되어야 한다. 이동 단말이 네트워크의 접속위치를 바꾸는 경우에도 안정적인 무선 인터넷 서비스를 제공하기 위해 다양한 기술들이 제시되어 왔다. 특히 IETF(Internet Engineering Task Force)의 모바일 IP 워킹그룹(Mobile IP Working Group)에서는 네트워크의 접속위치에 관계없이 모든 이동 단말기가 IP 주소라는 특정 식별자를 계속적으로 사용하는 방법을 제시하며, 모바일 IP를 위한 프로토콜을 규정하고 단점을 보완하는 작업을 계속하고 있다. 또한, 기존의 IPv4 주소체계에 의해서는 증가하는 주소 요구량을 수용하기가 부족하게 되는 등의 문제점을 해결하기 위해, IPv6를 이용하여 무선 인터넷 서비스를 제공하려는 모바일 IPv6 기술 도입이 진행중이다. 현재 모바일 IPv6은 최초로 제안된 이후, IETF Internet-Draft 버전 24까지 개정된 상태이며 조만간 RFC(Request For Comments)가 될 예정이다.
모바일 IPv6 기술에 따르면, 이동 단말은 외부 네트워크로 이동한 경우에도 자신의 등록정보를 갖고 있는 라우터인 홈 에이전트(Home Agent)를 통해, 자신의 홈 주소를 이용하여 통신대상노드(Correspondent Node)와 통신을 한다. 이동 단말이 외부 네트워크에 링크되면, 이동 단말은 외부 네트워크의 라우터로부터 임시주소인 CoA(Care of Address)를 할당받아, 할당된 CoA를 바인딩 즉, 홈 주소와 함께 홈 에이전트에 등록한다.
따라서, 통신대상노드에서 이동 단말로 보내는 패킷은 홈 에이전트가 가로채서, 이동 단말의 현재 CoA를 이용해 외부 네트워크에 위치한 이동 노드로 포워딩한다.
CoA를 할당받기 위해서, 이동 단말은 외부 네트워크와 링크 계층 연결이 이루어지고나서, 라우터 광고 메시지를 네트워크의 임의의 라우터로부터 수신한다. 이를 위해 이동 단말은 라우터 요청 메시지를 네트워크 전체에 멀티캐스팅할 수 있다.
라우터 광고 메시지는 네트워크의 프리픽스(prefix) 정보를 제공한다. 따라서, 이동 단말은 네트워크의 프리픽스 정보 및 자신의 링크계층주소(Link-Layer Address:LLA)를 이용하여 신규 CoA를 생성한다. 이동 단말은 생성된 CoA를 임시주소로 설정한다.
생성된 CoA가 이동 단말의 네트워크 이동에 따라 생성된 것인지, 아니면 이동 단말의 네트워크 인터페이스 재설정에 따른 것인지를 판단할 수 없을 때에는 0에서 1초 사이의 임의의 시간동안 딜레이를 수행하여야 한다.
이어서, 이동 단말은 자신의 링크계층주소를 포함하는 이웃노드요청(Neighbor Solicitation) 메시지를 새로 링크된 네트워크에 멀티캐스팅하여 중복주소검출(Duplicate Address Detection, 이하 "DAD"라 함)을 시작한다.
소정의 제한시간 안에 주소중복을 알리는 이웃노드광고(Neighbor Advertisement)를 받지 못하면, 해당 CoA는 유일한 CoA로 인정되고 이동단말은 이를 이용해 통신을 수행하게 된다. 상기 소정의 제한시간은 디폴트에 의하면 1000ms이다.
한편, 이동 IPv6 표준에서 이동 단말이 새로운 링크 즉 새로운 IP 서브 네트워크로 이동을 할 때, 핸드오버 지연 및 패킷 손실을 최소화하기 위한 프로토콜로서 이동 IPv6에서의 고속 핸드오버(Fast Handover in mobile IPv6: 이하 'FMIPv6'라 함)가 제안되었다.
그러나, FMIPv6는 많은 핸드오버 관련 시그널링들을 사용하면서도 여러 가지 문제점이 존재하며, 특히 IEEE 802.11 네트워크에 최적화되지 않은 채로 표준화되어 가고 있다. 이하에서는 종래의 고속 IPv6 핸드오버 방법에서의 문제점들을 설명한다.
1) 종래의 고속 IPv6 핸드오버 방법은 '이동 상황 예측'을 기본으로 전개되는 '프리액티브(preactive) 모드'로 수행되는 것을 기본 가정으로 기술한다. 그러 나, 이동하기 전의 링크에서 '이동 상황 예측'이 잘 수행된 경우에도 이동 단말이 레이어 2의 핸드오버를 수행할 정확한 시점에 관한 기술이 없다. 따라서, 레이어 3으로 패킷 터널링 요청 메시지를 보낸 후, 레이어 2의 핸드오버를 바로 수행하지 못하는 경우 패킷 손실이 발생할 수 있다.
2) '이동 상황 예측' 과정은 크게 이동성 감지(Movement Detection) 과정과 새로운 임시 주소 생성(New CoA Configuration & Confirmation) 과정으로 크게 구분되는데, 종래에는 이 두 과정을 분리하여 수행함으로써 핸드오버 사전작업의 시간이 오래 걸리고, 예측 기반의 핸드오버 성공확률이 낮아지는 문제점이 있다.
3) 또한, 이동 단말이 새롭게 이동할 링크에서 사용할 임시주소를 미리 만드는 과정에서 그 주소의 중복성을 체크하는데 걸리는 시간이 약 1000ms 정도 소요되므로, 고속 핸드오버에 가장 큰 문제점이 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 IPv6를 네트워크 계층의 기본 스택으로 채용하는 이동 단말이 고속 핸드오버 서비스를 받을 수 있도록 하는 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법을 제공하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법은 이동 단말과 고유한 무선 채널을 사용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 적어도 2개의 무선 액세스 포인트(AP)들로 구성된 무선 근거리 시스템에서 상기 이동 단말이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 상기 이동 단말과 현 재 통신 수행 중인 서빙 AP 및 상기 이동 단말에 인접한 주변 AP들로부터 소정 주기로 비이콘 프레임 신호를 수신하는 단계; 상기 주변 AP들로부터 수신한 비이콘 프레임 신호에 기초하여 주변 AP들의 상태를 결정하기 위한 소정 제1 신호를 생성하고, 상기 제1 신호를 신호 처리하여 소정 제2 신호를 생성하는 단계; 상기 제2 신호와 기설정된 소정 임계치들을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 주변 AP들을 검출 AP, 후보 AP 및 타겟 AP 중 어느 하나로 분류하여, 분류된 결과를 주변 AP 목록상에 저장하는 단계; 및 상기 주변 AP 목록에 기초하여 핸드오버를 수행할 AP를 결정하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 서빙 AP로부터 감지되는 소정 제2 신호의 크기가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지는 경우, 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 시작되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계는, i) 상기 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 다른 서브 네트워크에 속하는 경우 및 ii) 상기 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우로 구분되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계는,
(a) LQCT(link_Quality_Crosses_Threshold) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계; (b) 주변 AP 목록으로부터 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP인 후보 AP 및 타겟 AP가 결정되고, 결정된 상 기 후보 AP 및 타겟 AP에 대한 각종 정보검색이 수행되는 단계; (c) 정보검색 수행결과, 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 상기 이동 단말 통신 수행 중인 서빙 AP와 다른 서브 네트워크에 속하는 경우, 상기 이동 단말의 MAC 어드레스와, 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID (Basic Service Set Identifier) 및 FBU(Fast Binding Update) 메시지가 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 전송되는 단계; (d) 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로부터 상기 후보 AP들 및 타겟 AP와 각각 접속된 라우터로 HI(Handover Initiation) 메시지 및 상기 이동 단말의 MAC 어드레스를 전송하는 단계; (e) 상기 후보 AP들 및 타겟 AP와 각각 접속된 라우터로부터 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 상기 HI 메시지에 대한 응답 메시지인 HAck 메시지와 RA(Router Advertisement) 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω이 전송되는 단계; 및 (f) 상기 후보 AP들 및 타겟 AP와 접속된 라우터들로부터 전송된 각각의 RA 메시지 및 Ω이 취합된 후, FBAck 메시지와 함께 이동 단말로 전송되는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 (f) 단계가 완료되면, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 종료됨을 의미하며, 이 시점부터 기설정된 소정 시간 동안 타이머가 동작하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제2 신호의 크기가 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, 상기 이동 단말은 핸드오버 수행 단계에 진입하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 핸드오버 수행단계는, (a) LGD(Link_GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계; (b) 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 MVN(Movement Notification) 메시지와 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω이 전송되는 단계; 및 (c) 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터에 의해 터널링이 수행되고, 상기 MVN 메시지에 대한 응답 메시지인 MVAck 메시지가 상기 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 전송되는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 (c) 단계에서, 상기 MVAck 메시지가 상기 이동 단말로 전송되면, LS(Link_Switch) 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되면, 주변 AP 목록 상의 후보 AP들 중에서 결정된 타겟 AP로 재연결(Re-Association)이 시도되는 단계; 재연결이 완료되면, LU(Link_Up) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계; 이전 서브 네트워크에서 전송받아 보유하고 있는 라우터 광고(RA) 메시지 및 Ω에 실린 새로운 임시주소를 이용하여 이동 단말을 구성하는 단계; 상기 이동 단말로부터 상기 타겟 AP와 접속된 액세스 라우터로 FNA(Fast Neighbor Advertisement) 메시지가 전송되는 단계; 및 상기 FNA 메시지를 전송받은 상기 액세스 라우터의 라우팅 작업에 의해 터널링되는 패킷들이 이동 단말로 전송되는 단 계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 핸드오버 수행을 위한 예비단계는, (a) LQCT 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계; (b) 주변 AP 목록으로부터 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP인 후보 AP 및 타겟 AP가 결정되고, 결정된 상기 후보 AP 및 타겟 AP에 대한 각종 정보검색이 수행되는 단계; (c) 정보검색 수행결과, 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 상기 이동 단말과 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우, 상기 이동 단말의 MAC 어드레스와, 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID (Basic Service Set Identifier) 및 FBU(Fast Binding Update) 메시지가 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 전송되는 단계; 및 (d) 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 상기 FBU 메시지에 대한 응답 메시지인 FBAck 메시지가 전송되는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 (d) 단계가 완료되면, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 종료됨을 의미하며, 이 시점부터 기설정된 소정 시간 동안 타이머가 동작하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제2 신호의 크기가 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, 상기 이동 단말은 핸드오버 수행단계에 진입하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 핸드오버 수행단계는, (a) LGD(Link_GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계; (b) 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 MVN(Movement Notification) 메시지가 전송되는 단계; 및 (c) 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터에 의해 버퍼링이 수행되고, 상기 MVN 메시지에 대한 응답 메시지인 MVAck 메시지가 상기 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 전송되는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 (c) 단계에서, 상기 MVAck 메시지가 상기 이동 단말로 전송되면, LS(Link_Switch) 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되면, 후보 AP들 중에서 결정된 타겟 AP로 재연결(Re-Association)이 시도되는 단계; 재연결이 완료되면, LU(Link_Up) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계; 상기 이동 단말로부터 상기 타겟 AP와 접속된 액세스 라우터로 FNA(Fast Neighbor Advertisement) 메시지가 전송되는 단계; 및 상기 타겟 AP와 접속된 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 버퍼링된 패킷들이 전송되는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 예시된 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법을 수행하기 위한 이동 단말의 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 상기 이동 단말(100)은 제1 송수신부(10), 제2 수신부(20), 제1 신호 처리부(30), 제2 신호 처 리부(35), 비교부(40), 타이머부(50), 주변 AP 목록 관리부(60), 메모리(70) 및 제어부(80)를 포함한다. 상기 구성요소들 이외에 다른 구성요소들이 이동 단말(100)에 포함될 수 있음은 자명하다.
제1 송수신부(10)는 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행하고 있는 액세스 포인트(이하 "서빙 액세스 포인트: Serving Access Point"라 함)로부터 데이터 채널을 통해 데이터를 수신하여 제1 신호 처리부(30)로 전송하고, 서빙 AP로 전송할 데이터를 무선상으로 전송한다. 이 때, 제1 송수신부(10)는 서빙 AP와 IEEE 802.11 통신을 수행한다.
제2 수신부(20)는 제어채널을 통해 이동 단말(100)에 인접한 주변 AP들로부터 전송되는 비이콘 프레임 신호를 수신하고, 수신한 비이콘 프레임 신호를 제2 신호 처리부(35)로 전송한다. 이동 단말(100)은 AP들로부터 소정 주기 즉 100ms마다 비이콘 프레임 신호를 수신한다. 또한, 이동 단말(100) 스스로 주변 AP들에게 비이콘 프레임 신호를 요청하는 경우에도, 이동 단말(100)은 비이콘 프레임 신호를 수신할 수 있다. 제2 수신부(20)는 스카우터 모듈로 구현되는 것이 바람직하다. 상기 제2 수신부(20)는 주변 AP들을 스캐닝하는 활성모드와 스캐닝을 중단하는 휴지모드의 두 가지 모드를 갖는다.
제1 신호 처리부(30)는 제1 송수신부(10)로부터 전달된 데이터를 신호 처리하고, 신호 처리한 데이터를 제어부(80) 및 비교부(40)로 전달한다. 특히, 제1 신호 처리부(30)는 제1 송수신부(10)로부터 전달된 비이콘 프레임 신호 내에 포함된 소정 파라미터를 신호 처리하여 이동 단말(100)과 현재 통신 수행중인 서빙 AP의 무선 채널 상태를 판단할 수 있는 데이터를 비교부(40)에 제공한다.
이와 유사하게, 제2 신호 처리부(35)는 제2 수신부(20)로부터 전달된 비이콘 프레임 신호 내에 포함된 소정 파라미터를 신호 처리하여 이동 단말(100)에 인접한 주변 AP의 무선 채널 상태를 판단할 수 있는 데이터를 비교부(40)에 제공한다. 여기서, 소정 파라미터로는 SNR(Signal to Noise Ratio), RSSI(Received Signal Strength Indication), BER(Bit Error Rate), PER(Packet Error Rate) 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 SNR을 사용하여 이동 단말(100)과 현재 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말(100)에 인접한 주변 AP들의 무선 채널 상태를 파악한다. 한편, 제1 신호처리부(30) 및 제2 신호처리부(35)는 비이콘 프레임 신호 내에 포함된 SNR을 신호처리하여 다음과 같은 방식으로 Smoothed SNR를 산출할 수 있으며, 산출된 Smoothed SNR을 SNR 대용으로 사용할 수도 있다.
Figure 112005024457742-PAT00001
수학식 1에서, K는 변수, SNRc는 현재 시간에서 측정된 SNR 값, SNRp는 현재 시간의 한 주기 이전 시간에서 측정된 SNR 값을 의미한다.
도 2a는 이동 단말에 인접한 주변 AP로부터 수신된 SNR 값의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 2b 내지 도 2e는 제1신호처리부 또는 제2 신호처리부의 신호 처리를 통해 산출되는 Smoothed SNR 값의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 2b 내지 2e를 참조하면, 도 2a에 비해 SNR 값의 변화폭이 보다 안정적으로 변화하게 되는 것을 알 수 있다. 따라서, SNR 값의 변화를 기준으로 이동 단말(100)에 인접한 주변 AP들의 무선 채널 상태를 보다 용이하게 판단할 수 있게 된다.
비교부(40)는 제1 및 제2 신호 처리부(30, 35)로부터 제공된 SNR 값(또는Smoothed SNR 값)과 메모리(70)에 기저장된 소정 임계치들을 비교하고, 그 결과를 AP 목록 관리부(60) 및 제어부(80)에 제공한다.
주변 AP 목록 관리부(60)는 비교부(40)로부터 제공된 비교 결과에 기초하여 주변 AP들을 검출 AP(Detected AP), 후보 AP(Candidate AP), 타겟 AP(Target AP)의 3가지로 분류하고, 분류 결과에 따라 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록을 갱신한다. 또한, 검출 AP가 후보 AP로 변경되거나, 후보 AP가 타겟 AP로 변경되는 경우와 같이 주변 AP의 상태가 변경되는 경우, 주변 AP 목록 관리부(60)는 메모리(80)에 저장된 주변 AP 목록을 업데이트한다. 검출 AP는 무선 채널의 품질은 보장되지 않은 채, 단순히 신호만 감지된 AP를 나타내며, 후보 AP는 무선 채널의 품질이 어느 정도 보장되는 AP이며, 타겟 AP는 주변 AP들로부터 감지되는 신호 즉 SNR 값이 가장 큰 수치를 나타내는 AP를 의미한다. 뒤에서 보다 자세히 설명하겠지만, 후보 AP 및 타겟 AP는 이동 단말(100)과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 AP이다.
타이머부(50)는 이동 단말(100)에 인접한 주변 AP들에 각각 대응되는 복수의 타이머를 구비하며, 각각의 타이머들은 대응되는 주변 AP들로부터 비이콘 프레임 신호가 수신되는 시점부터 100ms 주기로 카운팅을 수행한다. 소정 주변 AP로부터 100ms 주기로 비이콘 프레임 신호가 도착하지 않는 경우, 타이머부(50)는 이러한 사실을 주변 AP 목록 관리부(60)에 알리고, 이에 따라 주변 AP 목록 관리부(60)는 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록을 갱신하게 된다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다. 또한, 소정 주변 AP로부터 300ms 동안 비이콘 프레임 신호가 한 번도 도착하지 않은 경우, 타이머부(50)는 이러한 사실을 주변 AP 목록 관리부(60)에 알리고, 이 경우, 주변 AP 목록 관리부(60)는 상기 주변 AP를 주변 AP 목록에서 삭제한다.
제어부(80)는 제1 신호 처리부(30)로부터 전달된 데이터를 이용하여 이동 단말(100)과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP의 무선 채널의 상태를 분석한다. 분석 결과, 서빙 AP의 무선 채널 상태가 양호한 경우, 제어부(80)는 서빙 AP로부터 계속하여 데이터를 수신한다. 한편, 무선 채널의 상태가 불량한 경우, 제어부(80)는 핸드오버 수행을 위한 동작을 시작한다.
보다 구체적으로 설명하면, 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행중인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지면, 제어부(80)는 이동 단말(100)이 핸드오버 수행을 위한 예비 단계에 진입하도록 제어하고, 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, 제어부(80)는 이동 단말(100)이 실제 핸드오버를 수행하도록 제어한다. 또한, 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제3 임계치(THR_3)보다 작아지면, 제어부(80)는 이동 단말(100)과 서빙 AP와의 통신이 단절되도록 제어하거나, 서빙 AP와 재연결을 시도한다.
도 3은 SNR 값의 변화에 따라 이동 단말에 인접한 소정 주변 AP의 상태가 변화하는 일예를 도시한 도면이다. 도 3에서, 제1 임계치(THR_1)는 제2 임계치 (THR_2) 보다 크기가 크다.
도 3을 참조하면, 주변 AP로부터 최초로 감지되는 SNR 값은 기설정된 제2 임계치(THR_2)보다 작은 상태로 검출되며, 이와 같은 경우 주변 AP는 검출 AP인 것으로 가정한다(S300). 검출 AP 상태에서 100ms 내에 주변 AP로부터 비이콘 프레임 신호가 도착하지 않으면(S310), 주변 AP 목록 관리부(60)는 주변 AP가 그대로 검출 AP 상태를 유지하도록 한다(S300). 한편, 300ms 내에 주변 AP로부터 비이콘 프레임 신호가 한 번도 도착하지 않는 경우, 주변 AP 목록 관리부(60)는 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록에서 상기 주변 AP를 삭제한다.
검출 AP 상태(S300)에서, 주변 AP의 채널 상태를 나타내는 수치인 SNR 값이 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 커지면, 주변 AP 목록 관리부(60)는 검출 AP의 상태를 제1 후보 AP 상태로 변경한다(S320). 또한, 검출 AP의 채널 상태를 나타내는 수치가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 커지면, 주변 AP 목록 관리부(60)는 검출 AP의 상태를 제2 후보 AP 상태로 변경한다(S330).
먼저, 제1 후보 AP 상태(S320)를 기준으로 설명한다, 제1 후보 AP 상태(S320)는 주변 AP로부터 감지되는 SNR 값이 제2 임계치(THR_2)보다 커지는 경우를 말한다. 이 상태에서, 주변 AP로부터 감지되는 SNR 값이 다시 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, 주변 AP의 상태는 제1 후보 AP 상태(S320)에서 검출 AP 상태(S300)로 재변경되고, 따라서, 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록에서 주변 AP의 현재 상태가 제1 후보 AP에서 검출 AP로 재변경된다.
한편, 제1 후보 AP 상태(S320)에서, 이동 단말(100)과 인접한 주변 AP로부터 감지되는 SNR 값이 계속 증가하여, 다른 주변 AP들 중에서 가장 높은 수치를 나타내면, 주변 AP 목록 관리부(60)는 주변 AP의 상태를 제1 후보 AP 상태(S320)에서 타겟 AP 상태(S340)로 변경하고, 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록을 업데이트 한다.
또한, 타겟 AP(S340)의 채널 상태를 나타내는 수치인 SNR 값이 점차 하락하여 다른 주변 AP들로부터 감지되는 SNR 값보다 작아지거나(S350a), 이동 단말(100)의 제2 수신부(20)가 타겟 AP로부터 비이콘 프레임 신호를 100ms 간격마다 적어도 일 회 이상 수신하지 못하는 경우(S350b), 타겟 AP(S340)는 제2 후보 AP 상태로 변경된다(S330).
이어서, 제2 후보 AP 상태(S330)를 중심으로 설명한다. 제2 후보 AP 상태(S330)가 되는 경우는 상기한 바와 같이 타겟 AP 상태(340)로부터 변경되는 경우 뿐만 아니라, 검출 AP의 채널 상태를 나타내는 수치인 SNR 값이 제1 임계치(THR_1)보다 커지는 경우도 포함한다.
이와 같은 제2 후보 AP 상태(S330)에서는, 제2 후보 AP로부터 감지되는 SNR 값이 다른 주변 AP들로부터 감지되는 SNR 값보다 커지면, 제2 후보 AP의 상태(S330)는 타겟 AP의 상태(S340)로 다시 변경된다.
한편, 제2 후보 AP 상태(S330)에서 SNR 값이 제1 임계치(THR_1)보다 작아지거나(S360a), 이동 단말(100)의 제2 수신부(20)가 상기 후보 AP로부터 비이콘 프레임을 적어도 일 회 이상 수신하지 못하는 경우(S360b), 주변 AP의 상태는 제2 후보 AP 상태(S330)에서 검출 AP 상태(S300)로 변경된다.
도 4는 시간 변화에 따른 주변 AP들의 SNR의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4에서 AP1, AP2, AP3는 이동 단말에 인접한 주변 AP들을 나타낸다.
도 4를 참조하면, AP1에서 감지되는 SNR 값은 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 큰 값을 갖다가, 시간 T1에서 다른 주변 AP들로부터 감지되는 SNR 값 중 가장 큰 SNR 값을 가지므로 AP1은 타겟 AP 상태가 된다. 이 때, AP2 및 AP3로부터 감지되는 SNR 값은 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작으므로 AP2 및 AP3는 모두 검출 AP 상태를 유지한다.
시간 T2에서, AP2로부터 감지되는 SNR 값은 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 커지므로, AP2의 상태는 검출 AP에서 후보 AP 상태로 변경된다. 시간 T3에서는, 이동 단말(100)이 AP1로부터 소정 시간 즉 100ms 이내에 비이콘 프레임 신호를 수신하지 못한 경우를 나타내며, 이 때, AP1은 타겟 AP에서 후보 AP 상태로 변경되며, 이에 따라 AP2의 상태가 반사적으로 후보 AP 상태에서 타겟 AP 상태로 변경된다.
시간 T4에서는 이동 단말(100)이 다시 AP1로부터 비이콘 프레임 신호를 수신하였고, AP1으로부터 감지되는 SNR 값이 가장 높은 수치를 나타내므로, AP1의 상태가 후보 AP에서 타겟 AP 상태로 재변경되며, 이에 따라 AP2의 상태가 타겟 AP에서 후보 AP로 재변경된다.
시간 T5에서는 AP2로부터 감지되는 SNR 값이 AP1으로부터 감지되는 SNR 값을 초과하여 가장 높은 수치를 나타내므로, AP2가 타겟 AP가 되며, AP1은 후보 AP가 된다. 또한, 시간 T6에서는 AP1으로부터 감지되는 SNR 값이 제2 임계치(THR_2)보다 작아지므로, AP1은 검출 AP가 된다.
위에서 설명한 각각의 시간 T1 내지 T6에서 주변 AP들의 상태를 표로 정리하면 다음과 같다.
Time 1 타겟 AP AP1
후보 AP NONE
검출 AP AP2, AP3
Time 2 타겟 AP AP1
후보 AP AP2
검출 AP AP3
Time 3 타겟 AP AP2
후보 AP AP1(sync timeout)
검출 AP AP3
Time 4 타겟 AP AP1(Re-sync)
후보 AP AP2
검출 AP AP3
Time 5 타겟 AP AP2(Swap)
검출 AP AP1
후보 AP AP3
Time 6 타겟 AP AP2
후보 AP NONE
검출 AP AP1, AP3
위에서 설명한 바와 같은 방식에 의해, 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록이 관리된다.
한편, 본 발명에 따른 IEEE 802.11 망에 최적화된 핸드오버 방법은 크게 핸드오버 예비단계와 핸드오버 수행단계로 나누어진다. 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행중인 서빙 AP의 채널 상태를 나타내는 수치 즉, SNR 값이 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지는 경우에 핸드오버 예비 단계가 수행되며, 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행중인 서빙 AP의 채널 상태를 나타내는 수치 즉, SNR 값이 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작아지는 경우에 실제 핸드오버가 수행된다. 여기서, 소정 제1 임계치(THR_1)의 크기가 소정 제2 임계치(THR_2)보다 큰 것은 상술한 바와 같다.
이하에서는 핸드오버 예비단계에 대해 먼저 설명한 후, 이어서 핸드오버 수행단계에 대해 설명하기로 한다.
핸드오버 예비 단계가 시작되면, 먼저 이동 단말(100)은 자신이 관리하고 있는 주변 AP 목록에서 후보 AP 및 타겟 AP를 결정하며, 결정된 후보 AP 및 타겟 AP들에 대한 각종 정보 검색을 수행하여, 이들에 대한 정보를 획득하는 프로세스가 수행된다. 이어서, 이동 단말은 FBU(Fast Binding Update) 메시지, 타겟 AP 및 후보 AP들에 대한 BSSID(Basic Service Set Identifier)들 및 자신의 MAC 어드레스를 현재 자신이 속해있는 액세스 라우터로 전송하게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 핸드오버 예비단계가 수행되는 시점을 나타내는 그래프이다. 도 5에서, 이동 단말(100)과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP의 채널 상태를 나타내는 수치인 SNR값이 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지면, LQCT (Link_Quality_Crosses_Threshold) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되고, 이에 따라 실제 핸드오버의 수행을 위한 예비 동작이 수행된다.
이 때, i) 이동 단말(100)과 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말(100)과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP(후보 AP 또는 타겟 AP)가 다른 서브 네트워크에 속하는 경우와, ii) 이동 단말(100)과 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말(100)과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP(후보 AP 및 타겟 AP)가 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우, 핸드오버 예비단계가 각각 달리 수행된다.
도 6은 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 각각 다른 서브 네트워크에 속하는 경우, 핸드오버 예비단계의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 이동 단말(100)과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP의 채널 상태를 나타내는 수치인 SNR 값이 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지면, LQCT 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송된다(S610). 이어서, 이동 단말(100)은 FBU(Fast Binding Update) 메시지와 자신의 MAC 어드레스 및 타겟 AP와 후보 AP 들의 BSSID 정보들을 자신이 속해 있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터(이하에서는 명세서 기술상의 편의를 위하여 'PAR'이라 함)로 전송한다(S620). 여기서, AP들의 BSSID는 AP들의 MAC 어드레스 정보를 포함하고 있다.
한편, 이동 단말(100)이 FBU(Fast Binding Update) 메시지와 자신의 MAC 어드레스 및 타겟 AP와 후보 AP 들의 BSSID 정보들을 PAR로 전송하는 시점부터는 락킹(Locking) 동작이 수행된다. 이러한 락킹 동작이 수행되면, 이동 단말(100)에 인접한 주변 AP들 중에서 후보 AP가 새롭게 발견되더라도, 주변 AP 목록 관리부(60)는 새롭게 발견된 후보 AP를 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록에 추가할 수 없으며, 새로 발견된 후보 AP는 "대기 행렬(waiting queue)"에 추가된다. 단지, 이동 단말(100)은 주변 AP 목록에 저장된 AP들 중 소정 AP를 삭제할 수 있고, 후보 AP 들 중에서 새로운 타겟 AP를 결정할 수 있을 뿐이다. 이와 같은 락킹 동작은 i) 타겟 AP가 결정되어, 상기 타겟 AP로 MVN(Movement notification) 메시지를 전송하거나, ii) 이동 단말(100)이 FBAck 메시지를 전송받은 후 기설정된 소정 시간이 경과하게 되면 종료하게 된다. 이에 대해서는 후술하는 해당 부분에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
이동 단말(100)로부터 상기 정보들을 전송받은 PAR은 CAR(Candidate Access Router) 테이블을 이용하여 이동 단말(100)과 통신을 수행할 가능성이 있는 타겟 AP 및 후보 AP들과 각각 접속된 액세스 라우터(이하에서는 명세서 기술상의 편의를 위하여 'NAR'이라 함)의 주소를 확인한다. 이 때, NAR과 PAR이 서로 다른 서브 네트워크에 속하는 것은 당연하다.
아래의 표 2는 CAR 테이블의 일례를 나타낸 표이다.
CAR Table
주변 AP의 BSSID Router Address Network Prefix Lifetime(s)
00:02:2D:46:47:23 3ffe:100::1 3ffe:100::/64 300
01:02:DD:26:10:09 3ffe:101::1 3ffe:101::/64 400
22:14:A1:AA:B2:1A 3ffe:101::1 3ffe:101::/64 400
표 2를 참조하면, PAR은 CAR 테이블 상에서 각각의 주변 AP의 BSSID에 기초하여 각각의 주변 AP(여기서는 주변 AP들중 이동단말과 통신을 수행할 가능성이 있는 타겟 AP 및 후보 AP들 의미함)와 각각 접속되는 라우터(NAR)들의 주소를 확인할 수 있게 된다.
이어서, PAR은 상기 타겟 AP 및 후보 AP들과 각각 접속된 라우터(NAR)들의 주소로 각각 HI(Handover Initiation) 메시지와 이동 단말(100)의 MAC 어드레스를 전송한다(S630).
즉, PAR로부터 HI(Handover Initiation) 메시지와 이동 단말(100)의 MAC 어드레스가 전송되면, 상기 타겟 AP 및 후보 AP들에 각각 접속된 액세스 라우터(NAR)들은 HI 메시지에 대한 응답 메시지인 HAck 메시지와 RA(Router Advertisement) 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 'Ω'을 PAR로 전송한다(S640). 이 때, 다른 이동 단말들이 각각의 NAR이 속한 서브 네트워크에 진입하면, 이들에 의해 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 'Ω'을 사용할 가능성이 있으므로, 이를 방지하기 위해 각각의 NAR은 RFC 2642에 명시되어 있는 프락시 네이버 캐쉬 엔트리(Proxy Neighbor Cache Entry) 기법을 이용하여 'Ω'를 보호한다.
일반적으로 각각의 라우터는 RFC 3041에 기재된 방법을 이용하여 자신이 관리하는 네트워크의 프리픽스(prefix)와 부합되는 신규 임시주소를 소정 개수만큼 생성거나, DHCPv6 서버로부터 주소들을 빌려온다. 이와 같이, 생성되거나 빌려온 주소들은 RFC 2641의 표준 중복주소검출(Duplication Address Detection: DAD) 과정을 통해 중복성 검사가 수행되며, 중복성 검사를 통과하여 유일성을 인정받은 주소들은 라우터가 스스로 관리하는 어드레스 풀(address pool)에 저장된다. 이와 같이 어드레스 풀에 저장되어, 유일성이 보장되는 소정 개수의 임시 주소들 중 어느 하나의 임시 주소를 포함하는 메시지를 'Ω'이라 정의한다. 상술한 설명으로부터 PAR이 NAR들로부터 RA 메시지와 Ω을 전송받으면, 이동성 감지(Movement Detection) 및 중복주소검출(Duplicate Address Detection) 과정이 완료되었음을 알 수 있다.
이동 단말(100)이 속해 있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터(PAR)는 상기 타겟 AP 및 후보 AP들에 각각 접속된 액세스 라우터(NAR)들로부터 전송된 RA 메시지와 'Ω'을 취합한 후, 취합된 RA 메시지 및 Ω 메시지들을 FBAck 메시지와 함께 이동 단말로 전송한다(S650). 이와 같은 방식으로 이동 단말(100)이 FBAck 메시지와 취합된 RA 메시지 및 Ω 메시지를 전송받게 되면, 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 종료되며, 이 때, 이동 단말(100)은 타이머부(50)를 동작시켜 기설정된 소정 시간(대략 3초 정도) 동안 카운팅을 시작한다. 기설정된 소정 시간이 경과하면, 앞에서 설명한 락킹 동작이 중단된다.
도 7은 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우, 핸드오버 예비단계의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 이동 단말(100)과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP의 채널 상태를 나타내는 수치인 SNR 값이 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지면, LQCT 트리거가 발생된다(S710). 이어서, 이동 단말(100)은 FBU(Fast Binding Update) 메시지와 자신의 MAC 어드레스 및 이동 단말(100)과 통신 수행중인 서빙 AP와 동일한 서브 네트워크에 속해 있는 타겟 AP 및 후보 AP의 BSSID를 이동 단말(100)과 접속된 액세스 라우터(AR)로 전송한다(S720).
이 때, 이동 단말(100)과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP와 이동 단말(100)이 동일한 서브 네트워크에 속하므로, IP 핸드오버가 필요하지 않으며, IEEE 802.11의 표준 스펙에 따른 핸드오버를 수행하면 된다. 따라서, 액세스 라우터(AR)는 FBAck 메시지를 이동 단말(100)로 전송하며(S730), 이에 의해 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 종료된다. 이 때, 이동 단말(100)은 타이머부(50)를 동작시켜 기설정된 소정 시간(대략 3초 정도) 동안 카운팅을 시작한다. 기설정된 소정 시간이 경과하면, 앞에서 설명한 락킹 동작이 중단된다.
도 8a 및 도 8b는 핸드오버 예비단계의 동작 과정에 대한 구체적인 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8A 및 도 8B에서, AP1, AP4는 후보 AP이고, AP3는 검출 AP이고, AP2는 타겟 AP인 것으로 가정한다. 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행 중인 서빙 AP와 후보 AP인 AP1은 동일한 서브 네트워크에 속하여 동일한 라우터인 제2 라우터(R2)에 공통으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 검출 AP인 AP3와 후보 AP인 AP4는 동일한 서브 네트워크에 속하여 동일한 라우터인 제3 라우터(R3)에 각각 접속되어 있으며, AP2는 제4 라우터(R4)에 접속되어 있다.
이동 단말(100)과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아져서, LQCT 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되면, 이동 단말(100)은 FBU 메시지와 자신의 MAC 어드레스 및 타겟 AP인 AP2의 BSSID와 후보 AP인 AP1,AP4의 BSSID를 자신이 속한 서브 네트워크를 관리하는 라우터인 제2 라우터(R2)로 전송한다. 여기서, AP1은 이동 단말(100)과 통신 수행중인 서빙 AP와 동일한 서브 네트워크에 속해 동일한 라우터인 제2 라우터(R2)를 공유하는 반면, AP2와 AP4는 이동 단말(100)과 통신 수행중인 서빙 AP와 다른 네트워크에 속하며, 각각 제4 라우터(R4) 및 제3 라우터(R3)에 접속된다.
AP2와 AP4는 이동 단말(100)과 다른 서브 네트워크에 속하므로, 제2 라우터(R2)는 타겟 AP인 AP2에 접속된 라우터인 제4 라우터(R4) 및 후보 AP인 AP4에 접속된 라우터인 제3 라우터(R3)로 각각 HI 메시지와 이동 단말(100)의 MAC 어드레스를 전송한다. 한편, AP1의 경우 이동 단말(100)과 동일한 서브 네트워크에 속하는 제2 라우터(R2)에 접속되어 있으므로, 이 경우 제2 라우터(R2)는 HI 메시지 및 이동 단말(100)의 MAC 어드레스를 전송할 필요가 없다. 대신에 이에 대한 응답으로 제2 라우터(R2)는 FBAck 메시지를 이동 단말(100)로 전송한다
제2 라우터(R2)로부터 HI 메시지와 이동 단말(100)의 MAC 어드레스가 전송되면, 상기 타겟 AP인 AP2에 접속된 제4 라우터(R4)는 HI 메시지에 대한 응답 메시지인 HAck 메시지와 RA' 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω'를 제2 라우터(R2)로 전송한다. 이와 마찬가지로, 후보 AP인 AP4에 접속된 제3 라우터(R3)는 HI 메시지에 대한 응답 메시지인 HAck 메시지와 RA" 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω"를 제2 라우터(R2)로 전송한다.
제2 라우터(R2)는 상기 타겟 AP인 AP2에 접속된 제4 라우터(R4)로부터 전송된 HAck 메시지와 RA' 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω'과 후보 AP인 AP4에 접속된 제3 라우터(R3)로부터 전송되는 HAck 메시지와 RA" 메시지와 Ω"를 취합한 후, 취합된 메시지들을 FBAck 메시지와 함께 이동 단말(100)로 전송한다.
도 9a 내지 도 9c는 핸드오버 수행시 이동 단말의 이동 경로에 대한 3가지 유형을 도시한 도면이다. 먼저, 도 9a는 핸드오버 예비단계가 종료한 후 타이머부(50)가 동작하는 기설정된 소정 시간(대략 3초) 내에 핸드오버 수행단계에 진입하는 경우를 나타낸다. 즉, 핸드오버 예비단계가 종료한 후, 타이머부(50)가 동작하는 기설정된 소정 시간 이내에 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 제2 임계치(THR_2)보다 낮아지는 경우를 나타내며, 이 경우 이동 단말(100)은 정상적으로 핸드오버 수행단계에 진입한다. 이 때, 이동 단말(100)은 후보 AP들에 대한 락킹 동작을 중단하고, 후보 AP들 중에서 타겟 AP를 결정한다.
도 9b는 이동 단말이 핸드오버 예비단계가 종료한 후 타이머부(50)가 동작하는 기설정된 소정 시간(대략 3초) 내에 핸드오버 수행단계에 진입하지 못하는 경우를 나타낸다. 즉, 핸드오버 예비단계가 종료한 후, 타이머부(50)가 동작하는 기설정된 소정 시간 내에 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 제2 임계치(THR_2)보다 낮아지지 않고 제1 임계치(THR_1)와 제2 임계치(THR_2) 사이에 존재하면, 기설정된 소정 시간 경과 후 다시 핸드오버 예비단계가 재수행된다. 이 때, 이동 단말(100)은 대기행렬에 저장된 AP 목록들에 기초하여 주변 AP 목록 상의 후보 AP를 업데이트하고, 업데이트된 후보 AP 중 타겟 AP를 결정한다. 이어서, 이동 단말(100)은 업데이트된 상기 후보 AP 및 타겟 AP의 BSSID와 이동 단말(100)의 MAC 어드레스 및 FBU 메시지를 현재 자신이 속해있는 액세스 라우터로 재전송하게 된다.
도 9c는 이동 단말의 핸드오버 과정이 초기화되는 경우를 도시한다. 즉, 핸드오버 예비단계가 종료한 후, 타이머부(50)가 동작하는 기설정된 소정 시간(대략 3초) 내에 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 제1 임계치(THR_1)보다 커지면 초기화 동작이 수행된다. 초기화시 주변 AP 목록 관리부(60)에 의해 메모리(70)에 저장된 주변 AP 목록 상의 후보 AP 및 타겟 AP가 모두 삭제된다. 이어서, 다시 수동 스캐닝 방식을 통해 주변 AP들로부터 감지되는 SNR 값과 소정 임계치들과의 비교에 의해 주변 AP 목록이 재작성된다.
도 10은 실제 핸드오버 수행단계가 일어나는 시점을 나타내는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행하고 있는 AP인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, LGD(Link GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되고, 레이어 3에서 실제 핸드오버가 수행된다.
한편, 실제 핸드오버 수행 단계는 핸드오버 예비단계와 마찬가지로 이동 단말(100)이 통신을 수행할 타겟 AP가 이동 단말과 동일한 서브 네트워크에 속하는지 여부에 따라 달리 수행된다.
도 11은 이동 단말이 다른 서브 네트워크에 속해 있는 타겟 AP와 통신을 수행하는 경우, 핸드오버 수행단계의 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 도 11에서, S610 단계 내지 S650 단계는 핸드오버 예비단계에서 수행되는 절차로서 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 먼저 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행하고 있는 AP인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, LGD(Link GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송된다(S1110). 이 때, 이동 단말(100)은 MVN(MoVement Notification) 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 'Ω'을 현재 자신이 속해 있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터(PAR)로 전송한다(S1120). MVN 메시지는 이동 단말(100) 스스로 자신이 이동할 것이라는 정보를 액세스 라우터(PAR)에게 알려주는 메시지이다.
MVN(MoVement Notification) 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 'Ω'을 받는 순간(S1120), 액세스 라우터(PAR)는 이동 단말(100)의 이전 임시주소로 향하는 패킷을 가로채서 Ω에 실려있는 새로운 임시주소로 터널링을 수행한다(S1130). 또한, 액세스 라우터(PAR)는 터널링 시작 후(S1130), MVN 메시지에 대한 응답 메시지인 MVAck 메시지를 이동 단말로 전송한다(S1140).
MVAck 메시지를 전송받은 이동 단말(100)은 즉시 LS(Link Switch) 트리거 정보를 레이어 3에서 레이어 2로 전송한다(S1150).
한편, 상기 S1120 단계에서, 이동 단말(100)이 MVN 메시지를 자신이 속해 있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터(PAR)로 전송한 후, 10ms 이내에 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우, 이동 단말(100)은 다시 한 번 MVN 메시지를 액세스 라우터(PAR)로 재전송하게 된다. 이 때, 재전송 시점 이후 10ms 이내에 다시 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우에도 이동 단말(100)은 LS(Link Switch) 트리거 정보를 레이어 3에서 레이어 2로 전송한다(S1150). 그 밖에 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행 중인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제3 임계치(THR_3)보다 낮아지는 경우도 이와 마찬가지로 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송된다(S1150). 여기서, 소정 제3 임계치(THR_3)는 소정 제1 임계치(THR_1) 및 소정 제2 임계치(THR_2)보다 크기가 작다.
이와 같이 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되면(S1150), 이동 단말은 선택된 타겟 AP로 재연결(Re-association)을 시도한다(S1160).
재연결이 완료되면, 링크 업 트리거(Link_Up Trigger) 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송된다(S1170). 이어서, 이전 서브 네트워크로부터 전송받아 보유하고 있는 라우터 광고(RA) 메시지 및 Ω에 실린 새로운 임시주소를 이용하여 이동 단말(100)이 구성된다(S1180). 보다 상세히 설명하면, 이동 단말(100)은 이전 네트워크에서 전송받아 보유하고 있는 라우터 광고(RA)를 타겟 AP와 접속된 신규 액세스 라우터(NAR)로부터 정상적으로 받는 것처럼 처리한다. 또한, 이동 단말(100)은 이전 네트워크에서 전송 받아 보유하고 있는 Ω에 실린 신규 임시주소를 자신의 인터페이스에 할당한다.
그 후, 이동 단말(100)은 자신이 새로운 네트워크에 도착했음을 알리기 위해 타겟 AP와 접속된 신규 액세스 라우터(NAR)로 FNA(Fast Neighbor Advertisement) 메시지를 전송한다(S1190).
FNA 메시지를 전송받은 NAR은 정상적인 라우팅 작업으로 터널링된 패킷들을 이동 단말(100)로 전송한다(S1195). 한편, 신규 액세스 라우터(NAR)가 이전 액세스 라우터(PAR)의 의해 터널링되는 패킷을 먼저 받아, Ω에 실려있는 새로운 임시주소로 향하는 패킷에 대해 버퍼링을 수행하고 있는 중에 이동 단말(100)로부터 FNA 메시지를 받았다면 버퍼링된 패킷을 모두 이동 단말(100)로 전송한다(S1195). 또한, NAR은 프락시 네이버 캐시(Proxy Neighbor Cache)를 노멀 네이버 캐시(Normal Neighbor Cache)로 변경하여, Ω에 대한 보호를 종료한다.
도 12는 이동 단말이 자신과 동일한 서브 네트워크에 속해 있는 타겟 AP와 통신을 수행하는 경우, 핸드오버 수행단계의 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 도 12에서 S710 내지 S730 단계는 핸드오버 예비단계에서 수행되는 절차이므로, 중복적인 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 먼저 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행하고 있는 AP인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, LGD(Link GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송된다(S1210). 이 때, 이동 단말(100)은 MVN 메시지를 자신이 속해 있는 액세스 라우터(AR)로 전송한다(S1220).
MVN 메시지를 전송받은 액세스 라우터(AR)는 버퍼링을 시작(S1230)하고, MVN 메시지에 대한 응답 메시지인 MVAck 메시지를 이동 단말(100)로 전송한다(S1240).
MVAck 메시지를 전송받은 이동 단말(100)은 즉시 LS(Link Switch) 트리거 정보를 레이어 3에서 레이어 2로 전송한다(S1250).
한편, 상기 S1220 단계에서, 이동 단말(100)이 MVN 메시지를 자신이 속해 있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터(AR)로 전송한 후, 10ms 이내에 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우, 이동 단말(100)은 다시 한 번 MVN 메시지를 액세스 라우터(AR)로 재전송하게 된다. 이 때, 재전송 시점 이후 10ms 이내에 다시 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우에도 이동 단말(100)은 LS(Link Switch) 트리거 정보를 레이어 3에서 레이어 2로 전송한다(S1250). 그 밖에 이동 단말(100)과 현재 통신을 수행 중인 서빙 AP로부터 감지되는 SNR 값이 기설정된 소정 제3 임계치(THR_3)보다 낮아지는 경우도 이와 마찬가지로 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송된다(S1250). 여기서, 소정 제3 임계치(THR_3)는 소정 제1 임계치(THR_1) 및 소정 제2 임계치(THR_2)보다 크기가 작다.
이와 같이 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되면(S1250), 이동 단말은 선택된 타겟 AP로 재연결(Re-association)을 시도한다(S1260).
재연결이 완료되면, 링크 업 트리거(Link_Up Trigger) 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송된다(S1270). 이어서, 이동 단말(100)은 액세스 라우터(AR)로 FNA 메시지를 전송한다(S1280). FNA 메시지를 전송받은 액세스 라우터(AR)는 버퍼링된 패킷들을 이동 단말(100)로 전송한다(S1290).
이와 같은 과정에 의해 IEEE 802.11 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법이 수행된다. 한편, 본 실시예에서는 IEEE 802.11 망을 대상으로 한 고속 핸드오버 방법에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 IEEE 802.1x 망에도 본 발명에 따른 고속 핸드오버 방법은 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이동성 감지 과정과 중복 주소 검출 과정이 하나의 프로세스에서 수행됨으로 인하여 보다 신속하게 핸드오버를 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 레이어 2에서 핸드오버 수행되는 시점과 패킷을 터널링하는 시점을 일치시킴으로써 종래와 같은 패킷의 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 후보 AP들 및 타겟 AP에 FBU 메시지를 전송시점부터 소정 시간 동안 락킹 동작을 수행하여, 이동 단말이 이동 진로를 갑작스럽게 변경함에 따라 발견되는 새로운 후보 AP들을 고려하지 않음으로써 핸드오버 에러가 발생하는 것을 막을 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위에 있게 된다.

Claims (58)

  1. 이동 단말과 고유한 무선 채널을 사용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 적어도 2개의 무선 액세스 포인트(AP)들로 구성된 무선 근거리 시스템에서 상기 이동 단말이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 이동 단말과 현재 통신 수행 중인 서빙 AP 및 상기 이동 단말에 인접한 주변 AP들로부터 비이콘 프레임 신호를 수신하는 단계;
    상기 주변 AP들로부터 수신한 비이콘 프레임 신호에 기초하여 주변 AP들의 상태를 결정하기 위한 소정 제1 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 신호와 기설정된 소정 임계치들을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 주변 AP들을 검출 AP, 후보 AP 및 타겟 AP 중 어느 하나로 분류하여, 분류된 결과를 주변 AP 목록상에 저장하는 단계; 및
    상기 주변 AP 목록에 기초하여 핸드오버를 수행할 AP를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  2. 제1항에서 있어서, 상기 비이콘 프레임 신호는,
    소정 주기로 상기 AP들로부터 상기 이동 단말로 수신되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비이콘 프레임 신호는,
    상기 이동 단말의 요청이 있는 경우에 상기 AP들로부터 상기 이동 단말로 수신되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호는,
    SNR(Signal to Noise Ratio), RSSI(Received Signal Strength Indication), BER(Bit Error Rate) 및 PER(Packet Error Rate) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 신호가 SNR인 경우,
    상기 SNR을 신호처리하여 Smoothed SNR을 생성하고, 생성된 Smoothed SNR과 기설정된 소정 임계치들을 비교한 후, 비교 결과에 따라 상기 주변 AP들을 검출 AP, 후보 AP 및 타겟 AP 중 어느 하나로 분류하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 Smoothed SNR은 다음 수식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법:
    Figure 112005024457742-PAT00002
    여기서, K는 변수, SNRc는 현재 시간에서 측정된 SNR 값, SNRp는 현재 시간의 한 주기 이전 시간에서 측정된 SNR 값을 나타낸다.
  7. 제1항에 있어서, 상기 소정 임계치들은,
    기설정된 소정 제1 임계치(THR_1), 제2 임계치(THR_2) 및 제3 임계치(THR_3)를 포함하며, 상기 제1 임계치(THR_1)의 크기는 상기 제2 임계치(THR_2)보다 크고, 상기 제2 임계치(THR_2)의 크기는 상기 제3 임계치(THR_3)보다 큰 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 후보 AP 및 타겟 AP는,
    상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 AP인 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 주변 AP들로부터 제1 신호가 최초로 검출되는 경우,
    상기 주변 AP는 검출 AP 상태로 판단되고, 상기 주변 AP로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기는 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 작은 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주변 AP가 검출 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 이동 단말이 상기 주변 AP로부터 상기 비이콘 프레임 신호를 100ms 주기마다 적어도 일 회 이상 수신하지 못하는 경우, 상기 주변 AP는 상기 검출 AP 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 주변 AP가 검출 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 이동 단말이 상기 주변 AP로부터 상기 비이콘 프레임 신호를 300ms 동안 적어도 일 회 이상 수신하지 못하는 경우, 상기 주변 AP는 상기 주변 AP 목록에서 삭제되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 주변 AP가 검출 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 주변 AP로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제2 임계치(THR_2)보다 커지면, 상기 주변 AP는 검출 AP 상태에서 제1 후보 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 주변 AP가 제1 후보 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 주변 AP로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기가 이동 단말과 인접한 다른 주변 AP들로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기보다 커지면, 상기 주변 AP는 제1 후보 AP 상태에서 타겟 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 주변 AP가 제1 후보 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 주변 AP로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제2 임계(THR_2)보다 작아지면, 상기 주변 AP는 제1 후보 AP 상태에서 검출 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 주변 AP가 타겟 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 주변 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 상기 이동 단말에 인접한 다른 주변 AP들로부터 감지되는 제1 신호의 크기보다 작아지는 경우, 상기 주변 AP는 타겟 AP 상태에서 제2 후보 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드 오법 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 주변 AP가 타겟 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 이동 단말이 상기 주변 AP로부터 상기 비이콘 프레임 신호를 100ms 주기마다 적어도 일 회 이상 수신하지 못하는 경우, 상기 주변 AP는 타겟 AP 상태에서 제2 후보 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  17. 제15 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 AP가 상기 제2 후보 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 주변 AP로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지는 경우, 상기 주변 AP는 제2 후보 AP 상태에서 검출 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  18. 제15항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 AP가 상기 제2 후보 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 이동 단말이 상기 주변 AP로부터 상기 비이콘 프레임 신호를 100ms 간격마다 적어도 일 회 이상 수신하지 못하는 경우, 상기 주변 AP는 제2 후보 AP 상태에서 검출 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 주변 AP가 검출 AP 상태인 경우에 있어서,
    상기 주변 AP로부터 감지되는 상기 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 커지는 경우, 상기 주변 AP는 검출 AP 상태에서 제2 후보 AP 상태로 변경되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 AP로부터 감지되는 소정 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 작아지는 경우, 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 시작되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계는,
    i) 상기 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 다른 서브 네트워크에 속하는 경우 및 ii) 상기 이동 단말과 통신 수행중인 서빙 AP 및 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우로 구분되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계는,
    (a) LQCT(link_Quality_Crosses_Threshold) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계;
    (b) 주변 AP 목록으로부터 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP인 후보 AP 및 타겟 AP가 결정되고, 결정된 상기 후보 AP 및 타겟 AP에 대한 각종 정보검색이 수행되는 단계;
    (c) 정보검색 수행결과, 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 상기 이동 단말 통신 수행 중인 서빙 AP와 다른 서브 네트워크에 속하는 경우, 상기 이동 단말의 MAC 어드레스와, 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID (Basic Service Set Identifier) 및 FBU(Fast Binding Update) 메시지가 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 전송되는 단계;
    (d) 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로부터 상기 후보 AP들 및 타겟 AP와 각각 접속된 라우터로 HI(Handover Initiation) 메시지 및 상기 이동 단말의 MAC 어드레스를 전송하는 단계;
    (e) 상기 후보 AP들 및 타겟 AP와 각각 접속된 라우터로부터 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 상기 HI 메시지에 대한 응답 메시지인 HAck 메시지와 RA(Router Advertisement) 메시지 및 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω이 전송되는 단계; 및
    (f) 상기 후보 AP들 및 타겟 AP와 접속된 라우터들로부터 전송된 각각의 RA 메시지 및 Ω이 취합된 후, FBAck 메시지와 함께 이동 단말로 전송되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후,
    상기 이동 단말에 인접한 주변 AP들 중에서 후보 AP가 새롭게 발견되더라도, 상기 후보 AP를 주변 AP 목록 상에 추가될 수 없는 락킹(Locking) 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 락킹 동작 수행시,
    새롭게 발견된 상기 후보 AP들은 대기행렬(waiting queue)에 저장되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 (d) 단계에서,
    CAR 테이블로부터 확인되는 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID에 기초하여 상기 타겟 AP 및 후보 AP들과 각각 접속되는 라우터(NAR)들이 확인되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID는,
    상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 MAC 어드레스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  27. 제22항에 있어서, 상기 (f) 단계가 완료되면,
    상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 종료됨을 의미하며, 이 시점부터 기설정된 소정 시간 동안 타이머가 동작하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방 법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 기설정된 소정 시간은,
    대략 3sec인 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, 상기 이동 단말은 핸드오버 수행단계에 진입하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 이동 단말이 핸드오버 수행단계 진입시, 상기 후보 AP들에 대한 락킹 동작이 해제되며, 후보 AP들 중에서 타겟 AP가 다시 결정되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 제1 임계치(THR_1)와 제2 임계치(THR_2) 사이에 존재하면, 상기 기설정된 소정 시간 경과후 다시 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 재수행되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계 재수행시,
    대기행렬에 저장된 후보 AP들을 주변 AP 목록 상으로 업데이트 하고, 업데이트된 주변 AP 목록 상의 후보 AP들 중에서 타겟 AP가 결정되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제2 신호의 크기가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 커지면, 상기 주변 AP 목록 상의 후보 AP들 및 타겟 AP가 모두 삭제되는 초기화 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  34. 제29항에 있어서, 상기 핸드오버 수행단계는,
    (a) LGD(Link_GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계;
    (b) 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 MVN(Movement Notification) 메시지와 유일성이 보장되는 임시주소를 포함하는 메시지인 Ω이 전송되는 단계; 및
    (c) 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터에 의해 터널링이 수행되고, 상기 MVN 메시지에 대한 응답 메시지인 MVAck 메시지가 상기 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 전송되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 MVN 메시지는,
    상기 이동 단말이 스스로 자신이 이동할 것이라는 정보를 상기 액세스 라우터에게 알려주는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
    상기 액세스 라우터는 상기 이동 단말의 이전 임시주소로 향하는 패킷을 가로채서, Ω에 실려있는 새로운 임시주소로 터널링하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  37. 제34항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
    상기 MVAck 메시지가 상기 이동 단말로 전송되면, LS(Link_Switch) 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  38. 제34항에 있어서,
    상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제3 임계치(THR_3)보다 작아지는 경우, LS(Link_Switch) 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  39. 제34항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 MVN 메시지가 전송된 후,
    상기 이동 단말이 대략 10ms 이내에 상기 액세스 라우터로부터 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우 상기 MVN 메시지를 재전송하는 단계; 및
    상기 MVN 메시지 재전송 시점 이후 10ms 이내에 다시 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우, LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  40. 제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되면,
    주변 AP 목록 상의 후보 AP들 중에서 결정된 타겟 AP로 재연결(Re-Association)이 시도되는 단계;
    재연결이 완료되면, LU(Link_Up) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계;
    이전 서브 네트워크에서 전송받아 보유하고 있는 라우터 광고(RA) 메시지 및 Ω에 실린 새로운 임시주소를 이용하여 이동 단말을 구성하는 단계;
    상기 이동 단말로부터 상기 타겟 AP와 접속된 액세스 라우터로 FNA(Fast Neighbor Advertisement) 메시지가 전송되는 단계; 및
    상기 FNA 메시지를 전송받은 상기 액세스 라우터의 라우팅 작업에 의해 터널 링되는 패킷들이 이동 단말로 전송되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 타겟 AP에 접속된 액세스 라우터가 이전 액세스 라우터에 의해 터널링되는 패킷을 먼저 받아, Ω에 실려있는 새로운 임시주소로 향하는 패킷에 대해 버퍼링을 수행하고 있는 중에 상기 이동 단말로부터 FNA 메시지를 받은 경우, 버퍼링된 패킷이 모두 이동 단말로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  42. 제20항에 있어서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계는,
    (a) LQCT 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계;
    (b) 주변 AP 목록으로부터 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP인 후보 AP 및 타겟 AP가 결정되고, 결정된 상기 후보 AP 및 타겟 AP에 대한 각종 정보검색이 수행되는 단계;
    (c) 정보검색 수행결과, 상기 이동 단말과 새롭게 통신을 수행할 가능성이 있는 주변 AP가 상기 이동 단말과 동일한 서브 네트워크에 속하는 경우, 상기 이동 단말의 MAC 어드레스와, 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID (Basic Service Set Identifier) 및 FBU(Fast Binding Update) 메시지가 상기 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 전송되는 단계; 및
    (d) 상기 이동 단말이 현재 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 상기 FBU 메시지에 대한 응답 메시지인 FBAck 메시지가 전송되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후,
    상기 이동 단말에 인접한 주변 AP들 중에서 후보 AP가 새롭게 발견되더라도, 상기 후보 AP를 주변 AP 목록 상에 추가될 수 없는 락킹(Locking) 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 락킹 동작 수행시,
    새롭게 발견된 상기 후보 AP들은 대기행렬(waiting quewe)에 저장되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  45. 제42항에 있어서, 상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 BSSID는,
    상기 후보 AP들 및 타겟 AP의 MAC 어드레스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  46. 제42항에 있어서, 상기 (d) 단계가 완료되면,
    상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 종료됨을 의미하며, 이 시점부터 기설정된 소정 시간 동안 타이머가 동작하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방 법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 기설정된 소정 시간은,
    대략 3sec인 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 제2 임계치(THR_2)보다 작아지면, 상기 이동 단말은 핸드오버 수행단계에 진입하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 이동 단말이 핸드오버 수행단계 진입시, 상기 후보 AP들에 대한 락킹 동작이 해제되며, 후보 AP들 중에서 타겟 AP가 다시 결정되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  50. 제46항에 있어서,
    상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 제1 임계치(THR_1)와 제2 임계치(THR_2) 사이에 존재하면, 상기 기설정된 소정 시간 경과후 다시 핸드오버 수행을 위한 예비단계가 재수행되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 핸드오버 수행을 위한 예비단계 재수행시,
    대기행렬에 저장된 후보 AP들을 주변 AP 목록 상으로 업데이트 하고, 업데이트된 주변 AP 목록 상의 후보 AP들 중에서 타겟 AP가 결정되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  52. 제46항에 있어서,
    상기 기설정된 소정 시간 이내에 상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제1 임계치(THR_1)보다 커지면, 상기 주변 AP 목록 상의 후보 AP들 및 타겟 AP가 모두 삭제되는 초기화 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  53. 제48항에 있어서, 상기 핸드오버 수행단계는,
    (a) LGD(Link_GoingDown) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계;
    (b) 이동 단말로부터 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터로 MVN(Movement Notification) 메시지가 전송되는 단계; 및
    (c) 상기 이동 단말이 속해있는 서브 네트워크를 관리하는 액세스 라우터에 의해 버퍼링이 수행되고, 상기 MVN 메시지에 대한 응답 메시지인 MVAck 메시지가 상기 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 전송되는 단계;를 포함하는 것을 특징 으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 MVN 메시지는,
    상기 이동 단말이 스스로 자신이 이동할 것이라는 정보를 상기 액세스 라우터에게 알려주는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  55. 제53항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
    상기 MVAck 메시지가 상기 이동 단말로 전송되면, LS(Link_Switch) 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  56. 제53항에 있어서,
    상기 서빙 AP로부터 감지되는 제1 신호의 크기가 기설정된 소정 제3 임계치(THR_3)보다 작아지는 경우, LS(Link_Switch) 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  57. 제53항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 MVN 메시지가 전송된 후,
    상기 이동 단말이 대략 10ms 이내에 상기 액세스 라우터로부터 MVAck 메시지를 수신하지 못한 경우 상기 MVN 메시지를 재전송하는 단계; 및
    상기 MVN 메시지 재전송 시점 이후 10ms 이내에 다시 MVAck 메시지를 수신하 지 못한 경우, LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
  58. 제55항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LS 트리거 정보가 레이어 3에서 레이어 2로 전송되면, 후보 AP들 중에서 결정된 타겟 AP로 재연결(Re-Association)이 시도되는 단계;
    재연결이 완료되면, LU(Link_Up) 트리거 정보가 레이어 2에서 레이어 3으로 전송되는 단계;
    상기 이동 단말로부터 상기 타겟 AP와 접속된 액세스 라우터로 FNA(Fast Neighbor Advertisement) 메시지가 전송되는 단계; 및
    상기 타겟 AP와 접속된 액세스 라우터로부터 상기 이동 단말로 버퍼링된 패킷들이 전송되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 핸드오버 방법.
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