KR20060063620A - 이종망 사이의 망 전환을 지원하는 다중 모드 단말 및 그망 전환 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이종망 사이의 망 전환을 지원하는 다중 모드 단말 및 그 망 전환 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다중 모드 단말은 망 상태 모니터링 정보를 이용하여 다수의 통신망 사이의 접속 전환을 제어하는 모드 제어부, 상기 다수의 통신망에 적합한 데이터 통신 서비스를 제공하는 프로토콜과 데이터 통신 서비스를 수행하도록 설계된 다수의 프로그램을 포함하는 응용 서비스부, 상기 모드 제어부의 접속 전환 명령에 의하여 이종 망 사이의 접속 전환을 수행하고, 망 전환 결과에 따라 데이터 패킷의 전송 경로를 재설정하는 공통 접속부, 및 단말이 상기 다수의 통신망에서의 데이터 서비스에 적합한 기능을 갖도록 하는 다수의 장치 드라이버를 포함한다.

망 전환, 다중 모드, 코드 분할 다중 접속(code-devision multiple access, CDMA), 무선 휴대 인터넷(wireless broadband internet)

Description

이종망 사이의 망 전환을 지원하는 다중 모드 단말 및 그 망 전환 방법 {MULTIPLE MODE TERMINAL SUPPORTING HANDOFF BETWEEN HETEROGENEOUS NETWORK AND THE HANDOFF METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말에 탑재되는 플랫폼을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말의 공통 접속부를 통한 데이터 전송 경로를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모드 제어 관리부를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말이 접속할 수 있는 통신 환경을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말의 초기 망 접속 과정을 도시한 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말에서의 망 전환 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 이종망 사이의 망 전환을 지원하는 다중 모드 단말 및 그 망 전환 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 이동성 IP(internet protocol) 기반의 다양한 통신 망 내에서 무선 접속 환경의 변화에 영향을 받지 않고 끊김 없는 데이터 통신 서비스를 제공하기 위하여 다양한 이종의 통신망 사이의 연동을 가능하게 하는 다중 모드 단말과 그 망 전환 방법에 관한 것이다.

최근, 이동 환경에서의 인터넷 사용에 대한 사용자의 요구와 관심이 증가함에 따라서, 유선망을 이용하는 기존의 데이터 통신 서비스와는 달리 휴대 단말기 혹은 노트북, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant, PDA) 등의 통신 단말을 이용하여 언제 어디서나 시간과 장소의 제약 없이 양 방향 통신이 가능한 무선 통신이 급부상하고 있다.

이와 같이, 무선 통신 네트워크가 차세대로 넘어감으로써, 새로운 타입의 무선 네트워크로서 제3세대 네트워크를 토대로 한 코드분할 다중접속(code-division multiple access, CDMA) 방식의 이동통신망을 이용하는 데이터 통신 기법이 개발되어 있다. 그러나, 이동통신망을 통한 데이터 통신은 초고속 유선 인터넷 망에 비하여 상대적으로 데이터 전송 속도가 느린 반면, 이용 요금은 높은 단점으로 인하여 그 이용 상의 한계가 존재한다.

또한, 종래의 IEEE 802.11과 같은 무선 랜(wireless lan, WLAN) 방식은 빌딩과 빌딩 사이의 네트워크 연결, 단말기의 이동성이 요구되는 영역 또는 케이블 배선이 곤란한 지역 등에 다양하게 적용이 가능하다. 무선 랜은 고정된 억세스 포인트(access point, AP)를 중심으로 근거리 내에서 무선 통신이 가능한 데이터 통신 방식을 제공하고 있으나, 이는 이동 가입자 단말기(mobile subscriber station; MSS)의 이동성을 제공하는 것이 아니고, 단지 유선이 아닌 무선으로 근거리 데이터 통신을 지원한다는 한계를 가지고 있었다. 현재, 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 무선 랜의 고속 및 고품질의 데이터 통신 서비스가 가능한 특징과 이동통신 망의 서비스 가능 범위가 넓은 특징을 결합한 무선 휴대 인터넷 시스템(Wireless Broadband; WiBro)이 개발되고 있다.

무선 휴대 인터넷 시스템은 IEEE 802.16 그룹 등에서 추진 중인 기술로 2.3GHz 대역의 주파수를 이용해 1km 내에서 60km/h의 이동성을 보장하며 가입자당 다운로드 3Mbps, 업로드 1Mbps의 속도를 지원하는 서비스이다.

그러나, 무선 휴대 인터넷 시스템은 이동성 및 고속의 데이터 통신이 가능한 장점이 있는 반면, 그 서비스 영역이 협소하며, 이동 통신 시스템은 제한된 무선 용량 때문에 고속의 서비스를 제공받을 수 없는 단점이 있다. 따라서, 이동통신 망과 무선 휴대 인터넷 망을 연동하는 서비스 및 단말기가 개발될 경우 사용자가 각 망의 장점을 최대한 이용하여 넓은 지역에서 지속적인 데이터 통신 서비스를 받을 수 있게 된다.

그런데, 기존에는 이동 통신 단말기와 무선 휴대 인터넷 단말기가 별도의 모델로 각각 개발되었으므로, 사용자가 낮은 가격으로 끊김 없는 고속의 데이터 통신 서비스를 제공받는 데 한계가 있다. 따라서, 이동 통신 서비스 이용자는 무선 휴대 인터넷 망의 서비스 영역에 들어갔을 경우 고속의 서비스가 장점인 휴대 인터넷 서비스로 절체되는 것이 바람직하며, 휴대 인터넷 서비스 영역을 벗어날 경우에는 이동 통신 서비스로 절체됨이 효율적인 서비스 방안이다. 이와 같은 서비스의 제공을 위해서 이동 통신망과 휴대 인터넷 망의 데이터 통신을 동시에 지원할 수 있는 복합 단말기의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 IP 기반의 데이터 통신 서비스를 제공하는 다수의 이종망 사이의 망 전환을 통하여 끊김 없는 데이터 통신이 가능하게 하는 다중 모드 단말 및 그 망 전환 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 망 상태 모니터링 정보를 이용하여 다수의 통신망 사이의 접속 전환을 제어하는 모드 제어부, 상기 다수의 통신망에 적합한 데이터 통신 서비스를 제공하는 프로토콜과 데이터 통신 서비스를 수행하도록 설계된 다수의 프로그램을 포함하는 응용 서비스부, 상기 모드 제어부의 접속 전환 명령에 의하여 이종 망 사이의 접속 전환을 수행하고, 망 전환 결과에 따라 데이터 패킷의 전송 경로를 재설정하여 상기 응용 서비스부의 데이터 통신 서비스를 지원하는 공통 접속부, 및 단말이 상기 다수의 통신망에서의 데이터 서비스에 적합한 기능을 갖도록 하는 다수의 장치 드라이버를 포함하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말이 제공된다.

이 때, 상기 모드 제어부는 상기 망 상태 모니터링 정보를 기초로 하여 접속 가능한 다수의 통신망 중에서 단말에 최적의 통신 서비스를 제공할 수 있는 통신망을 선택하여, 상기 공통 접속부로 접속 전환 명령을 전송하는 제어 모듈, 및 상기 제어 모듈이 선택한 망으로의 접속 전환을 위하여, 상기 다수의 장치 드라이버의 구동을 제어하고, 상기 단말에 대한 인증절차를 수행하는 다수의 통신망 접속 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 다중 모드 단말에 탑재된 플랫폼이 자동 망 접속 설정 여부를 판단하는 단계, 자동 망 접속이 설정된 경우, 상기 플랫폼이 수신 전계 강도 정보를 기초로 하여 최적의 망을 선택하는 단계, 상기 플랫폼이 상기 선택된 통신망에 대한 데이터 패킷의 전송 경로를 생성하는 단계, 및 상기 플랫폼이 모바일 IP를 할당하고, 해당 통신망에 적합하도록 프로토콜 파라미터를 변경하여 데이터 전송을 수행하는 단계를 포함하여 다수의 통신망 사이에서의 망 전환을 지원하는 플랫폼을 탑재한 다중 모드 단말에 끊김 없는 데이터 통신을 제공하기 위한 다중 모드 단말에서의 망 전환 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전술한 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공된다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되 는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에서 기술한 모듈(module)이란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말에 탑재되는 이종망 사이의 망 전환을 지원하는 플랫폼은 소프트웨어, 하드웨어 또는 모듈의 형태로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말에 탑재되는 플랫폼을 도시한 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말용 플랫폼은 제어 평면(100)과 데이터 평면(200)을 포함한다. 도 1에는 코드 분할 다중 접속(code-division multiple access, CDMA) 방식의 통신망과 무선 휴대 인터넷(wireless broadband internet, WiBro) 방식의 통신망 사이의 연동을 제공하는 플랫폼을 도시하였으며, 이하 도 1에 도시된 바와 같은 CDMA 망과 WiBro 망 사이의 연동을 가능하게 하는 플랫폼을 기초로 하여 설명한다.

제어 평면(100)은 모드 제어부(110), IP(internet protocol) 이동성 지원부(120) 및 프로토콜 관리부(130)를 포함하며, 데이터 평면(200)에서 이루어지는 데이터의 전송을 제어하고, 이종 통신 망 사이의 망 전환, 즉 수직 핸드 오버 뿐만 아니라 동일한 통신망 내에서 이루어지는 수평 핸드 오버를 지원한다.

모드 제어부(110)는 플랫폼이 탑재된 단말이 현재 위치한 영역에 서비스되고 있는 통신망들의 수신 전계 강도, 데이터 전송 속도, 전송 에러율 등을 포함하는 통신 상태의 모니터링 결과를 이용하여 자동 또는 수동으로 통신망에 대한 접속 전환이 이루어지도록 제어한다. 모드 제어부(110)의 구성 및 기능은 아래에서 자세히 설명하기로 한다.

IP 이동성 지원부(120)는 모드 제어부(110)에서의 망 전환 명령에 따라 다른 망으로의 접속 전환이 이루어졌을 경우에도 IP를 재조정할 필요가 없고, 데이터 평면(200) 내에서 이루어지는 데이터 전송 절차에 있어서도 IP의 이동에 따른 파라미터의 변경 절차가 필요 없도록 하기 위하여, 모바일 IP(mobile IP)를 제공하는 기능을 한다. 망 전환이 이루어지는 경우 이동 단말의 망 접속 전환 시 IP 이동성을 지원하기 위해서는, 통신 단말이 원래 접속되어 있던 망으로부터 IP를 할당받아 통신하다가, 전환된 망의 FA(foreign agent)로부터 의탁주소(care of address, COA)를 할당받은 후 원래 망의 HA(home agent)에게 FA의 주소를 바인딩(binding)하도록 요청하고, HA가 라우팅해 주고 있던 IP 패킷에 FA 주소를 덧씌워서(encapsulation), FA에게 전달해 주면(tunneling), FA에서는 이 IP 패킷을 받아 FA 주소가 덧씌워진 헤더를 벗겨내고, 원래 사용하고 있던 IP를 상위 응용 계층에게 그대로 전달하는 과정을 거치게 된다.

IP 이동성 지원부(120)는 이와 같은 모바일 IP를 지원하는 기능을 수행하여, 다른 통신망으로 접속 전환되더라도 단말의 데이터 평면(200) 내에서 이루어지는 데이터 송수신에 있어서는 이전에 접속되어 있던 통신망에서 사용하던 IP를 이용하 는 통신이 가능하게 함으로써, 상위 응용 계층의 IP 기반 네트워크 연결이 유지될 수 있도록 한다. 이러한 기능을 수행하는 IP 이동성 지원부(120)는 망 전환 시에 IP 재설정 등 IP 이동에 대한 별도의 처리를 거칠 필요가 없으므로, IP 기반의 이종 통신망 사이에서의 단말의 이동성을 보장한다.

프로토콜 관리부(130)는 단말이 현재 접속되어 있는 망의 통신 상태 변화 및 이종 망 사이에서의 접속 전환에 따른 통신 상태의 변화에 따라서 최적의 데이터 통신 서비스가 제공될 수 있도록 미리 설정되어 있는 프로토콜 파라미터 정보를 기초로 하여 데이터 평면(200)의 프로토콜 계층별 속성을 실시간으로 변경하여 통신 성능을 최적화시킨다. 즉, 프로토콜 관리부(130)는 다수의 망에 대하여 통신 속도, 서비스 품질 관리(quality of service, QoS) 규칙을 비롯한 프로토콜 파라미터들을 내장하여, 각 망 사이에서의 접속 전환이 이루어질 경우 새롭게 진입한 망의 특성에 맞게 데이터 평면(200) 내의 프로토콜 파라미터들을 실시간으로 재설정하여 준다.

예를 들어, 프로토콜 관리부(130)는 이종 망으로의 접속 전환이 이루어지면, 전송 제어 프로토콜(transmission control protocol, TCP)에 대해서는 최대 세그먼트 크기(maximum segment size, MSS), 혼잡 윈도(congestion window)의 크기, 수신 윈도(receive window)의 크기, 재전송 시간 경과(time-out), 왕복 시간(round-trip time, RTT) 등의 파라미터를 각 망이 지원하는 데이터 통신의 특성에 적합하도록 재설정하고, 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP)에 대해서는 각 망이 요구하는 서비스 품질(quality of service, QoS)을 유지할 수 있도록 파라미터를 설정하 고, 장치 드라이버에 대해서는 큐(queue)의 크기, 대역폭 등을 조절할 수 있다.

데이터 평면(200)은 IP 기반의 멀티 네트워크 내에서의 데이터 통신을 지원하며, 하드웨어 인터페이스(hardware interface)를 포함하는 제1 계층(210), 각 망에 적합한 통신 단말로 기능하게 하는 장치 드라이버를 포함하는 제2 계층(220), 각 통신 망에 대한 접속 전환을 수행하는 제3 계층(230), TCP/IP를 비롯한 통신 프로토콜을 포함하는 제4 계층(240), 특정 작업을 수행하도록 설계된 응용 프로그램을 포함하는 제5 계층(150)을 포함한다. 이러한 구성을 갖는 데이터 평면(200)은 제어 평면(100)으로부터 전송된 망 전환 명령을 수신하여 제3 계층(230)을 통하여 각 하드웨어 인터페이스와의 접속을 수행하고, 이종 망 사이의 접속 전환이 이루어지더라도 제4 계층(240) 및 제5 계층(250)의 변동없이 통신 경로를 재설정할 수 있다.

제1 계층(210)은 CDMA 하드웨어 인터페이스(H/W interface)(211)와 WiBro 하드웨어 인터페이스(212)를 포함하여, 단말이 CDMA 단말로서 기능하도록 하는 하드웨어 칩(미도시)과 단말이 WiBro 단말로서 기능하도록 하는 하드웨어 칩(미도시)을 본 발명의 실시예에 따른 플랫폼과 정합시키며, 시스템 간에 물리적 링크를 작동시키거나 유지하며 전기, 기계, 절차 그리고 기능적 측면의 문제들을 정의한다. 이 때, 플랫폼의 제1 계층(210)과 정합되는 하드웨어 칩 부분은 이종 망의 기능을 하나의 칩에 구현한 형태일 수도 있으며, 각각의 하드웨어 칩을 카드의 형태로 삽입하여 이용하도록 구성될 수도 있다.

제2 계층(220)은 다양한 통신 방식의 제1 계층에 대한 독립적인 동작을 보장 하며, 이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 CDMA 장치 드라이버(device driver, 221)와 WiBro 장치 드라이버(223)을 포함한다. CDMA 장치 드라이버(221)와 WiBro 장치 드라이버(223)는 하드웨어와 운영 체제 응용 프로그램의 연결고리가 되는 모듈로서 하드웨어 구성 요소가 운영 체제 아래에서 그 목적하는 바에 따라 적합한 기능을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 제2 계층(220)은 각 망으로의 접속 전환이 이루어진 경우, 본 발명의 실시예에 따른 플랫폼이 탑재된 단말이 각 통신망의 특성에 적합한 단말로 기능하게 한다.

또한, CDMA 장치 드라이버(221)와 WiBro 장치 드라이버(223)는 해당 망 내의 수신 전계 강도의 변화 상태를 주기적으로 확인하여 모드 제어부(110)에 제공함으로써, 해당 망의 수신 전계 강도가 감소하기 시작하는 시점에서 또는 수신 전계 강도가 미리 설정된 하한값에 도달하게 되면, 다른 망으로의 접속 전환이 이루어질 수 있도록 한다. 이외에도, CDMA 장치 드라이버(221)와 WiBro 장치 드라이버(223)는 각 통신망 내에서의 데이터 전송 속도 및 데이터 전송 에러율을 포함하는 통신 상태 정보를 주기적으로 수집한다.

그리고 제2 계층(220)은 데이터 패킷의 헤더 부분을 압축하는 기능이나 비밀번호 인증 규약(password authentication protocol, PAP) 또는 챌린지-핸드세이크 인증 규약(challenge-handshake authentication protocl, CHAP)을 지원하는 점 대 점 프로토콜(point-to-point protocol, 222)을 더 포함할 수 있다. PPP(222)는 상위 계층 또는 하위 계층으로부터 전달받은 IP 패킷을 PPP 헤더(point to point protocol header)로 감싼 후, CDMA 망 내의 PPP 서버로 전달함으로써, 어느 한 지 점에서 하나 이상의 IP 주소를 이용하여 인터넷에 연결하여 통신이 가능하게 한다.

제3 계층(230)은 공통 접속부(common link module, 231)를 포함하며, 각각의 통신망에 접속할 때, 접속 전환을 수행하고 데이터 통신에 있어서 경로 설정을 위한 연결 제어 절차를 하드웨어 및 응용프로그램과 무관하게 공통화된 방법으로 수행함으로써, 상위 계층에 투명성(transparency)을 보장한다. 제3 계층(230)은 제어 평면(100)으로부터 전송된 접속 전환 명령에 따라 제2 계층(220) 내의 각 장치 드라이버와의 접속 전환이 이루어지도록 한다.

제3 계층(230) 내의 공통 접속부(231)가 전술한 기능을 수행하며, 제4 계층(240)으로부터 데이터 패킷을 전달받아 현재 접속 설정된 망의 장치 드라이버로 해당 패킷을 전달한다. 이 때, 공통 접속부(231)로 인하여, 제4 계층(240) 및 제5 계층(250)에서는 CDMA 망 또는 WiBro 망 중 어느 망을 이용하여 데이터를 전송할 것인가의 여부를 명시하는 식별부호 등을 별도로 데이터 패킷에 삽입하는 등의 조작을 부가하지 않고도 단말의 사용자에게 지속적인 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있다.

공통 접속부(231)는 초기 접속 시에는 모드 제어부(110)로부터 현재 접속된 망에 대한 정보를 수신하여 접속 상태를 유지하다가, 모드 제어부(110)로부터 망 전환 명령을 수신하면 접속 전환될 통신망의 장치 드라이버를 경유하도록 데이터 연결 통로를 전환함으로써 접속 전환을 수행하게 된다. 이 때, 공통 접속부(231)는 이종 망 사이의 접속 전환 과정에서 전환이 완료되기 전까지는 두 종류의 장치 드라이버(221,223)와의 접속을 동시에 유지하여 서비스 중단을 최소화한다.

공통 접속부(231)는 가상 장치 드라이버(virtual device driver)를 포함하여 상위 계층과 하위 계층 사이의 데이터 패킷의 전송은 모두 공통 접속부(231)를 통하여 이루어지도록 제어한다. 데이터 패킷을 단말의 외부로 전송하는 경우 제4 계층(240) 내에서의 데이터 처리에 있어서 소스(source)와 타겟(target)의 MAC 주소를 필요로 하는 데, 이 때 공통 접속부(231)는 현재 선택된 장치 드라이버의 MAC 주소를 복사하여 가상 장치 드라이버의 MAC 주소로서 제4 계층(240)에 제공함으로써, 제4 계층(240)은 어떠한 방식의 데이터 통신이 이루어져야 하는지를 명시하지 않고, 공통 접속부(231)로부터 전송받은 MAC 주소를 이용하여 데이터 패킷을 처리할 수 있도록 한다. 이러한 과정을 통하여 생성된 데이터 패킷을 제4 계층(240)으로부터 수신하면, 공통 접속부(231)는 현재 어느 장치 드라이버에 접속되어 있는지를 판단하여 해당 드라이버의 큐로 패킷을 출력한다.

반대로 단말의 외부로부터 제1 계층(210)의 하드웨어 인터페이스를 통하여 제2 계층(220) 내의 특정한 하나의 장치 드라이버로 패킷이 입력되는 경우에는, 공통 접속부(231)는 상위 계층으로 데이터 패킷을 전송하기 전에 패킷을 수신한 장치 드라이버를 공통 접속부(231)로 변경하는 설정을 수행한 후 상위 계층으로 전송한다.

도 2에 본 발명의 실시예에 따른 공통 접속부(231)를 통한 데이터 패킷의 흐름 및 제어 과정을 도시하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말이 현재 CDMA 망에 접속되어 있다면, 데이터 패킷은 응용 서비스(252), TCP/IP(241,243), 공통 접속부(231), CDMA 장치 드라이버(221), CDMA 하드 웨어 인터페이스(211)의 경로를 따라서 전송되며, 이와 달리 통신 단말이 현재 WiBro 망에 접속되어 있다면, 데이터 패킷은 응용 서비스(252), TCP/IP(241,243), 공통 접속부(231), WiBro 장치 드라이버(223), WiBro 하드웨어 인터페이스(212)의 경로를 따라 통신이 수행된다. 즉, 공통 접속부(231)는 제어 모듈(111)로부터 망 전환 명령을 수신하게 되면, 전술한 과정을 통하여 CDMA 장치 드라이버(221)로 송수신하던 데이터 패킷을 WiBro 장치 드라이버(223)를 통하여 송수신하거나 또는 그 역의 방향으로 데이터 패킷의 전달 경로를 전환한다.

또한, 공통 접속부(231)는 이러한 데이터 패킷의 송수신 기능 이외에도 제어 평면(100)의 망 접속 전환 기능을 지원하기 위해서 제2 계층(220)의 각 장치 드라이버의 데이터 사용량 통계 정보 등을 기록하는 기능을 부가적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 공통 접속부(231)가 가상의 장치 드라이버의 기능을 수행하여 하위 계층을 구성하는 각 망의 실제적인 장치 드라이버를 대신하도록 구성되어 있지만, 이와 달리 공통 접속부(231)가 송수신하는 데이터 패킷의 헤더를 수정함으로써 상위 계층의 구성은 변경없이 지속적인 IP 기반의 데이터 통신이 이루어지도록 할 수 있다.

제4 계층(240)은 인터넷 프로토콜(IP, 241), 인터넷 제어 메시지 프로토콜(internet control message protocol, ICMP, 242), TCP(243), 사용자 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol, UDP, 244)을 포함하며, 신뢰성 있는 데이터 통신이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 제4 계층(240)은 개방형 시스템간 상호 접속 (open systems interconnection) 7계층의 네트워크 계층(network layer) 및 트랜스포트 계층(transport layer)과 유사한 기능을 한다.

제5 계층(250)은 특정 서비스를 수행하도록 설계된 프로그램을 포함하는 계층으로서, 이러한 프로그램을 모듈화한 응용 서비스부(252), 실시간 지원부(251)를 포함한다. 응용 서비스부(252)에는 MP3 코덱, H.263 코덱, 웹브라우저, 미디어재생기, 화상통신 프로그램 등의 다양한 응용 프로그램이 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 제4 계층(240)과 제5 계층(250) 내의 프로토콜(241~244), 실시간 지원부(251) 및 응용 서비스부(252)가 각각 별도의 구성 요소로서 동작하는 것으로 설명하였지만, 반드시 독립된 별개의 기능 블록으로 존재할 필요는 없으며, 응용 서비스부(252)에 포함되어 구동될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 CDMA 망과 WiBro 망 사이의 연동을 지원하는 플랫폼에 대하여 설명하였지만, 이외에도 IP 기반의 데이터 통신 서비스를 제공하는 이종의 통신망 사이의 연동을 지원할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모드 제어 관리부의 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모드 제어 관리부(110)는 제어 모듈(111), 프로파일 관리 모듈(112), 망 상태 모니터링 모듈(113), WiBro 망 접속 모듈(114), CDMA 망 접속 모듈(115)을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 플랫폼은 망 상태의 분석 결과에 따라 단말이 자동으로 접속된 망을 변환하는 자동 망 전환과 사용자가 망 전환을 원할 경우의 수동 망 전환을 모두 지원한다.

제어 모듈(111)은 본 발명의 실시예에 따른 플랫폼을 지원하는 통신 단말이 위치한 지역의 신호 특성에 따라 최적의 데이터 통신 서비스가 이루어질 수 있는 망을 선택하는 망 선택 알고리즘을 포함하며, 자동 망 전환이 설정된 경우에는 망 선택 알고리즘을 주기적으로 반복 실행하여 접속 망을 선택한다. 이 때, 제어 모듈(111) 내의 망 선택 알고리즘은 CDMA 장치 드라이버(221)와 WiBro 장치 드라이버(223)에서의 수신 전계 강도 측정 결과와 프로파일 관리 모듈(112)이 제공하는 정보를 비교하여 특정 망의 수신 전계 강도가 통신 단말의 접속 전환을 위하여 미리 설정된 수신 전계 강도 임계치를 초과하는 경우에는 망 전환 명령을 내릴 수 있다. 그리고 단말의 초기 접속시에도 제어 모듈(111)의 망 선택 알고리즘은 수신 전계 강도 임계치에 따라 자동으로 적합한 망을 선택할 수 있다.

제어 모듈(111)은 망 선택 알고리즘의 실행 결과 선택된 망으로의 접속 전환 명령을 데이터 평면(200) 내의 공통 접속부(231)로 전송한다.

수동 망 전환이 설정된 경우, 제어 모듈(111)은 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface, GUI) 등의 사용자 인터페이스(300)를 통하여 사용자로부터 직접 입력되는 특정 망에의 접속 및 망 전환 명령을 수신하여 처리하고, 공통 접속부(231)에 사용자가 선택한 망으로의 접속 전환 명령을 전송한다.

특정 망으로의 접속 전환이 이루어질 경우, 제어 모듈(111)은 IP 이동성 지원부(120)에 제어 신호를 전송하여 COA의 할당, IP 캡슐화(encapsulation) 및 IP 터널링 과정이 이루어지도록 하여, 망 전환 시에도 끊김 없는 데이터 통신이 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 제어 모듈(111)은 프로토콜 관리부(130)에 망 전환 정보를 전송하여 줌으로써, 프로토콜 관리부(130)가 데이터 평면의 제4 계층(240)의 프로토콜들의 파라미터를 실시간으로 재설정하도록 제어한다.

프로파일 관리 모듈(112)은 사용자 인터페이스(300)를 통하여 입력된 정보들을 저장한다. 사용자 인터페이스(300)는 각각의 통신망들의 신호 수신 상태 정보를 화면상에 표시하여 사용자에게 제공할 수 있고, 사용자는 이러한 정보를 이용하여 접속하고자 하는 망을 설정하고, 이와 같은 설정 정보는 제어 모듈(111)을 거쳐 프로파일 관리 모듈(112)에 저장된다. 또한, 프로파일 관리 모듈(112)은 사용자 인터페이스(300)를 통하여 입력된 자동 또는 수동 망 전환 여부에 대한 정보, 사용자가 선호하는 망 정보를 저장 및 관리하여 제어 모듈(111)에서의 망 선택에 이용되도록 할 수 있다.

망 상태 모니터링 모듈(113)은 CDMA 장치 드라이버(221) 또는 WiBro 장치 드라이버(223)가 측정한 수신 전계 강도의 변화 정보를 읽어 들여 제어 모듈(111)에서의 망 선택에 제공한다.

본 발명의 실시예에서는 프로파일 관리 모듈(112) 및 망 상태 모니터링 모듈(113)이 제어 모듈(111)과 별도의 구성 요소로서 동작하는 것으로 설명하였지만, 반드시 독립된 별개의 기능 블록으로 존재할 필요는 없으며, 제어 모듈(111)에 포함되어 기능할 수 있다.

WiBro 접속 모듈(114)은 제어 모듈(111)이 WiBro 망으로의 접속 전환 명령을 공통 접속부(231)로 전송하면, WiBro 장치 드라이버(223)를 초기화하여 공통 접속부(231)로부터 전송되는 데이터 패킷을 수신할 수 있도록 제어하고 다시 CDMA 망으 로의 접속 명령이 전달되면 WiBro 장치 드라이버(223)의 구동을 정지시킨다. 그리고 WiBro 접속 모듈(114)은 단말과 기지국 간의 타이밍, 전력, 주파수 정보를 정정하여 일치시키는 레인징(ranging) 절차를 수행하며, 최초에 초기 레인징(initial ranging)을 수행하고, 이후 주기적으로 주기적 레인징(periodic ranging) 절차를 수행한다. 또한, WiBro 접속 모듈(114)은 단말의 MAC 어드레스 및 인증서와 같은 장치 식별자를 이용하여 단말에 데이터 서비스를 제공하기 위한 인증 절차를 수행한다.

CDMA 접속 모듈(115)은 WiBro 접속 모듈(114)과 마찬가지로, CDMA 장치 드라이버(221)의 초기화, CDMA 망에의 접속, 인증 과정들을 수행한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플랫폼이 탑재되어 다양한 통신망 내에서의 데이터 통신을 지원할 수 있는 다중 모드 단말(400)이 접속할 수 있는 이동 통신 환경을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말(400)은 제어 평면(100)에서의 망 선택 및 모바일 IP 지원과 데이터 평면(200)에서의 공통 접속부(231)의 접속 전환을 통하여, IMT-2000(401), WLAN(402), 디지털 비디오 방송(digital video broadcast, DVB, 403), 이동 통신 세계화 시스템(global system for mobile communication, GSM, 404) 및 개인 영역 무선 통신(wireless personal area network, WPAN, 405) 등의 IP 기반의 멀티 네트워크 시스템 내에서의 안정적인 데이터 통신을 수행할 수 있다.

이와 같은 통신 환경 하에서, 다양한 무선 시스템에 접속할 수 있는 물리적 또는 소프트웨어적으로 규정한 인터페이스와 프로토콜 구조를 탑재한 다중 모드 단 말(400)을 통하여 M-커머스(M-commerce), 위치 기반 서비스(location based service, LBS), 멀티미디어 서비스(multimedia service), 음성 서비스(voice service), 멀티미디어 메시지 서비스(multimedia message service), 모바일 인터넷(mobile internet) 등의 다양한 응용 서비스가 제공될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플랫폼이 탑재된 다중 모드 단말의 초기 망 접속 과정을 도시한 흐름도이다.

통신 단말에 전원을 인가하면, 단말의 초기 환경 설정 및 통신 프로토콜 파라미터의 초기화가 이루어진 후, 단말이 위치한 통신망 내의 전송 신호 수신을 개시한다(S510).

단말이 초기화되면, 모드 제어부(110)는 프로파일 관리 모듈(112)을 참조하여 사용자가 자동으로 망 선택이 이루어지도록 설정하여 두었는지의 여부를 판단하고, 자동 접속이 설정된 경우에는 프로파일 관리 모듈(112)과 망 상태 모니터링 모듈(113)의 정보를 기초로 하여 망 선택 알고리즘을 실행함으로써, 최적의 데이터 서비스가 이루어질 수 있는 통신망을 선택한다(S520,S531). 반면, 수동 접속이 설정되어 있는 경우에는 모드 제어부(110)는 사용자 인터페이스(300)를 제어하여 망 선택을 위한 화면을 제공하고, 사용자로부터 망 선택 신호를 수신한다(S520,S530).

이러한 과정을 통하여 망 선택이 이루어지면, 모드 제어부(110)는 IP 이동성 지원부(120) 및 프로토콜 관리부(130)에 망 선택 결과를 전송하고, 공통 접속부(231)에 망 전환 명령을 전송하여 단말이 접속 대기 상태를 유지하도록 한다(S540).

모드 제어부(110)로부터 망 전환 명령을 수신한 공통 접속부(231)는 선택된 망의 장치 드라이버에 접속하여 데이터 통신을 위한 경로를 설정한다(S550).

IP 이동성 지원부(120)는 COA를 할당하여 단말에 대한 IP 연결 설정을 수행한다(S560).

프로토콜 관리부(130)는 선택된 망 내에서 단말이 특정 망을 위한 단말로 기능하며, 최적의 데이터 통신을 유지할 수 있도록 해당 망의 특성에 맞게 프로토콜 파라미터를 변경시켜 설정하여 준다(S570).

이러한 과정을 통하여 통신을 위한 장치 드라이버를 통한 데이터 전송 경로가 설정되고 IP 어드레스를 부여받은 단말은 데이터 전송을 위한 연결 설정을 수행하고, 데이터 서비스를 개시한다(S580).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 단말기에서의 망 전환 과정을 도시한 흐름도이다.

모드 제어부(110)는 프로파일 관리 모듈(112)을 참조하여 통신 환경의 변경에 따라 자동으로 망 전환이 이루어지도록 설정되어 있는 것으로 판단되면, 망 상태 모니터링 모듈(113)이 수신한 CDMA 장치 드라이버(221)와 WiBro 장치 드라이버(223)에서의 수신 전계 강도 측정 결과를 이용하여 망 선택 알고리즘을 실행한다. 알고리즘의 실행 결과 미리 설정된 망 전환을 위한 수신 전계 강도의 임계치를 초과하는 것으로 판단된 경우에는 공통 접속부(231)로 망 전환 명령을 전송한다(S610). 또한, 수동으로 망 전환이 이루어지도록 설정되어 있는 경우에는 사용자 인터페이스(300)를 통하여 망 전환 명령이 입력되면, 모드 제어부(110)는 공통 접 속부(231)로 망 전환 명령을 송출한다(S610).

이와 동시에 모드 제어부(110)는 IP 이동성 지원부(120) 및 프로토콜 관리부(130)에 망 선택 결과를 전송하여 단말이 접속 대기 상태를 유지하도록 한다(S620).

공통 접속부(231)는 서비스의 중단을 최소화하기 위하여 망 전환이 종료될 때까지는 일시적으로 CDMA 장치 드라이버(221)와 WiBro 장치 드라이버(223) 양측에 모두 데이터 전송 경로를 설정하여 이중 접속 상태를 유지한다(S630).

이와 같이, 이중 접속 상태를 유지하면서 IP 이동성 지원부(120)는 COA를 할당하여 단말에 대한 IP 연결 설정을 수행한다(S640).

프로토콜 관리부(130)는 선택된 망 내에서 단말이 특정 망을 위한 단말로 기능하며, 최적의 데이터 통신을 유지할 수 있도록 해당 망의 특성에 맞게 프로토콜 파라미터를 설정하여 준다(S650).

이러한 과정을 통하여 접속 전환된 망의 장치 드라이버를 경유하는 데이터 전송 경로가 설정되고 COA를 이용하여 IP 연결 설정이 종료된 단말은 데이터 전송을 위한 연결 설정을 수행하여 접속 전환된 망의 통신 방식에 의하여 데이터 서비스를 개시함으로써, 망 전환 과정을 종료한다(S660).

본 발명의 실시예에서는 CDMA 망과 WiBro 망 사이의 접속 전환에 대해서만 설명하였지만, IP 기반의 이종 데이터 통신 시스템 사이에서는 공통 접속부(231)의 상위 계층의 구성을 변경하지 않고, 플랫폼에 단순히 각 망의 서비스를 지원하는 장치 드라이버 및 하드웨어 인터페이스를 삽입함으로써 다양한 통신 시스템 사이의 망 전환을 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 주로 이종 망 사이에서의 망 전환 즉, 수직 핸드오버에 대하여 중점적으로 설명하였으나, 동일 망 내에서 통신 단말의 위치 변경에 따른 수신 전계 강도의 변화로 인한 수평 핸드오버가 이루어지는 경우에도 제어 모듈(111)과 프로토콜 관리부(130)에서의 제어 절차를 통하여 IP 기반의 데이터 통신 서비스가 제공될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 특정 기능의 구현에 얽매이지 않는 공통 접속부를 통해 상위 계층의 변경없이 데이터 패킷의 전송 경로를 조절함으로써, IP 기반의 통신 환경에서 이동성을 보장받을 수 있다.

또한, 망 전환시 일시적으로 이종의 망에 대한 접속을 동시에 유지함으로써 통신 서비스의 중단을 최소화할 수 있으며, 통신망의 상태 변경에 따른 자동 망 전환 및 사용자의 선택에 따른 수동 망 전환을 지원할 수 있다.

Claims (14)

1. 망 상태 모니터링 정보를 이용하여 다수의 통신망 사이의 접속 전환을 제어하는 모드 제어부;

   상기 다수의 통신망에 적합한 데이터 통신 서비스를 제공하는 프로토콜과 데이터 통신 서비스를 수행하도록 설계된 다수의 프로그램을 포함하는 응용 서비스부;

   상기 모드 제어부의 접속 전환 명령에 의하여 이종 망 사이의 접속 전환을 수행하고, 망 전환 결과에 따라 데이터 패킷의 전송 경로를 재설정하여 상기 응용 서비스부의 데이터 통신 서비스를 지원하는 공통 접속부; 및

   단말이 상기 다수의 통신망에서의 데이터 서비스에 적합한 기능을 갖도록 하는 다수의 장치 드라이버를 포함하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
2. 제1항에 있어서,

   상기 망 상태 모니터링 정보는

   각 통신망의 수신 전계 강도, 데이터 전송 속도 또는 데이터 전송 에러율 중 적어도 하나를 포함하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
3. 제2항에 있어서,

   상기 공통 접속부는

   상기 다수의 장치 드라이버 및 상기 응용 서비스부와 다른 계층을 형성하며 장치 드라이버의 상위 계층을 형성하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
4. 제4항에 있어서,

   상기 공통 접속부는

   상기 다수의 장치 드라이버 중 접속되어 있는 하나의 장치 드라이버의 MAC 주소를 상기 응용 서비스부로 전송하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
5. 제4항에 있어서,

   상기 다수의 장치 드라이버는

   해당 통신망의 수신 전계 강도, 데이터 전송 속도 및 데이터 전송 에러율을 주기적으로 체크하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
6. 제5항에 있어서,

   상기 모드 제어부로부터 접속 전환 명령을 수신하여, 모바일 IP(mobile IP)를 지원하는 IP 이동성 지원부; 및

   접속 전환에 수반되는 통신 상태의 변화에 따라 상기 응용 서비스부의 프로 토콜 파라미터를 변경하는 프로토콜 관리부를 더 포함하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
7. 제6항에 있어서,

   상기 모드 제어부는

   상기 망 상태 모니터링 정보를 기초로 하여 접속 가능한 다수의 통신망 중에서 단말에 최적의 통신 서비스를 제공할 수 있는 통신망을 선택하여, 상기 공통 접속부로 접속 전환 명령을 전송하는 제어 모듈; 및

   상기 제어 모듈이 선택한 망으로의 접속 전환을 위하여, 상기 다수의 장치 드라이버의 구동을 제어하고, 상기 단말에 대한 인증절차를 수행하는 다수의 통신망 접속 모듈을 포함하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
8. 제7항에 있어서,

   상기 IP 이동성 지원부는

   상기 모드 제어부가 선택한 통신망 정보를 수신하여, 의탁주소(care of address, COA)를 할당하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
9. 제8항에 있어서,

   상기 공통 접속부는 상기 모드 제어부로부터의 망 전환 명령이 수신된 경우,

   상기 IP 이동성 지원부로부터 COA를 할당받고, 상기 프로토콜 관리부의 프로 토콜 파라미터의 재설정이 종료될 때까지 이전에 접속되어 있던 통신망의 장치 드라이버 및 접속 전환될 통신망의 장치 드라이버와의 접속을 동시에 유지하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
10. 제9항에 있어서,

    상기 모드 제어부, 상기 IP 이동성 지원부 및 상기 프로토콜 관리부는 하나의 계층을 형성하고, 상기 응용 서비스부, 상기 공통 접속부 및 상기 다수의 장치 드라이버는 별도의 계층을 형성하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
11. 제1항 내지 10항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 다수의 통신망은 CDMA 망(code-division multiple access network) 및 WiBro(wireless broadband internet network)을 포함하는 이종망 사이의 접속 전환을 지원하는 다중 모드 단말.
12. 다수의 통신망 사이에서의 망 전환을 지원하는 플랫폼을 탑재한 다중 모드 단말이 끊김 없는 데이터 통신을 제공하기 위한 망 전환 방법에 있어서,

    상기 다중 모드 단말이 자동 망 접속 설정 여부를 판단하는 단계;

    자동 망 접속이 설정된 경우, 상기 다중 모드 단말이 수신 전계 강도 정보를 기초로 하여 최적의 망을 선택하는 단계;

    상기 다중 모드 단말이 상기 선택된 통신망에 대한 데이터 패킷의 전송 경로를 설정하는 단계; 및

    상기 다중 모드 단말이 모바일 IP를 할당하고, 해당 통신망에 적합하도록 프로토콜 파라미터를 변경하여 데이터 전송을 수행하는 단계를 포함하는 다중 모드 단말의 망 전환 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 단말이 모바일 IP의 할당과 프로토콜 파라미터 변경이 종료될 때까지 이전에 접속되어 있던 통신망과 접속 전환될 통신망에 동시에 접속을 유지하는 단계를 더 포함하는 다중 모드 단말의 망 전환 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 기재된 방법을 실현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.

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