KR20060097257A

KR20060097257A - Packet forwarding method and system between heterogeneous networks

Info

Publication number: KR20060097257A
Application number: KR1020050018346A
Authority: KR
Inventors: 정은영; 이상도
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-09-14

Abstract

본 발명은 셀룰러 방식의 이동 통신망과 무선 랜간의 버티컬 핸드오프 시 연속된 서비스를 제공하기 위한 방법 및 시스템에 대한 것으로서, 이동 단말이 이종망(Heterogeneous Network)간 특히, IP라우팅 기능을 제공하는 액세스 라우터를 포함하는 무선 랜에서 기지국과 연결되어 IP라우팅 기능을 제공하는 PDSN을 포함하는 셀룰러 망으로 이동 할 시 상기 무선 랜에서의 IP 주소를 유지하면서 패킷 송수신을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 상기 셀룰러 망과 같이 대역폭이 제한된 네트워크에서 압축된 DHCP 메시지를 사용하여 무선 랜의 액세스 라우터와 셀룰러 망의 PDSN간 패킷 전달을 위한 터널을 생성하여 이동 단말로 전달됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and system for providing a continuous service in a vertical handoff between a cellular type mobile communication network and a wireless LAN, wherein the access terminal provides an IP routing function between heterogeneous networks. In a WLAN including a WLAN, when transmitting to a cellular network including a PDSN providing an IP routing function, a packet may be transmitted and received while maintaining an IP address in the WLAN. The present invention is characterized in that a tunnel for packet transmission between an access router of a wireless LAN and a PDSN of a cellular network is delivered to a mobile terminal using a compressed DHCP message in a bandwidth-limited network such as the cellular network.

핸드오프, 3계층 접속점, 무선 랜, 이동 통신망, CDMA 2000 1X, Wi-Fi, 버티컬 핸드오프(Vertical Handoff) Handoff, Layer 3 Access Point, Wireless LAN, Mobile Communication Network, CDMA 2000 1X, Wi-Fi, Vertical Handoff

Description

Method and system for packet forwarding between heterogeneous networks {METHOD AND SYSTEM FOR TRANSPORTING PACKET BETWEEN HETEROGENEOUS NETWORKS}

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신망에서의 이동 단말의 IP 할당 과정을 도시한 흐름도,1 is a flowchart illustrating an IP allocation process of a mobile terminal in a mobile communication network according to the prior art;

도 2는 종래 기술에 따라 이동 단말이 무선랜에서 이동통신망으로 이동하는 경우 IP 패킷의 전달 과정을 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a delivery process of an IP packet when a mobile terminal moves from a WLAN to a mobile communication network according to the prior art;

도 3은 종래 기술에 따라 이동 단말이 모바일 IP를 사용하여 무선랜에서 이동통신망으로 이동하는 경우 IP 패킷 전달 과정을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating an IP packet forwarding process when a mobile terminal moves from a WLAN to a mobile communication network using a mobile IP according to the prior art;

도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 무선 랜에서 셀룰러 망으로의 핸드 오프 시스템의 구성을 도시한 도면,4 is a diagram illustrating a configuration of a handoff system from a wireless LAN to a cellular network according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말이 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이동시 IP 제어 프로토콜(IPCP)을 사용하여 기존의 IP 주소를 사용하여 IP 패킷을 전송하는 과정을 나타낸 도면,5 is a diagram illustrating a process of transmitting an IP packet using an existing IP address using an IP control protocol (IPCP) when a mobile station moves from a WLAN to a cellular network according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, DHCP를 이용하여 이종망간 핸드오프시 기존의 IP 주소를 사용하여 IP 패킷을 송수신하는 과정을 나타낸 도면,FIG. 6 is a diagram illustrating a process of transmitting and receiving an IP packet using an existing IP address during handoff between heterogeneous networks using DHCP according to another embodiment of the present invention. FIG.

도 7은 일반적인 DHCP 헤더의 포맷을 나타낸 도면,7 is a diagram illustrating a format of a general DHCP header,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이종 망간의 패킷을 송수신하기 위해 PDSN과 AR간의 터널과정을 보여주는 도면,8 is a view showing a tunnel process between a PDSN and an AR for transmitting and receiving packets between heterogeneous networks according to an embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 압축된 DHCP 메시지 헤더 포맷을 도시한 도면,9 illustrates a compressed DHCP message header format according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 셀룰러 망에 접속한 이동 단말(110)이 DHCP over PPP를 통한 IP 주소 획득 과정을 도시한 도면,FIG. 10 is a diagram illustrating a process of obtaining an IP address through DHCP over PPP by a mobile terminal 110 accessing a cellular network according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 듀얼 모드로 동작하는 이동 단말(HAT)의 동작 흐름도.11 is a flowchart illustrating an operation of a mobile terminal (HAT) operating in a dual mode according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 네트워크에서 패킷 전송 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 셀룰러(Cellular)방식의 일반적인 이동 통신망과 무선 랜(Wireless Local Area Network: WLAN)간의 버티컬 핸드오프(Vertical Handoff) 시 패킷 전송 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a system for transmitting a packet in a network, and more particularly, to a method and a system for transmitting a packet during a vertical handoff between a cellular mobile communication network and a wireless local area network (WLAN). It is about.

일반적으로 셀룰러 방식의 일반적인 이동 통신망과 무선랜에 각각 접속이 가능한 듀얼 모드(Dual mode)로 동작하는 이동 단말(Hybrid Access Terminal :HAT)이 무선 랜에 접속하여 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : 이하 "IP"라 칭함) 주소를 할당받은 후, 이동 통신망으로의 버티컬 핸드오프를 수행하게 되면, 무선 랜에 서 사용하던 기존의 IP 대신 이동 통신 시스템에서 할당하는 새로운 IP를 사용하게 된다. 여기서 상기 버티컬 핸드오프라 함은, CDMA(Code Division Multiple Access)방식의 이동 통신망과 WLAN과 같이 접속 기술(Access Technology)이 다른 이종망간(Heterogeneous Network)의 핸드오프를 의미한다.In general, a mobile access terminal (HAT) operating in a dual mode capable of accessing a cellular type mobile communication network and a wireless LAN, respectively, connects to a wireless LAN and has an Internet Protocol (hereinafter referred to as "IP"). When a vertical handoff is performed to the mobile communication network after the address is allocated, the new IP allocated by the mobile communication system is used instead of the existing IP used in the wireless LAN. Here, the vertical handoff refers to a handoff between a heterogeneous network having a different access technology such as a WLAN and a code division multiple access (CDMA) type mobile communication network.

예를 들어 CDMA 2000 1x 시스템에서는 IP 제어 프로토콜(IP Control Protocol : IPCP)을 사용하여 이동 단말에게 IP를 할당하는 방법을 사용하며, 이러한 IP 할당 방법 및 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.For example, in the CDMA 2000 1x system, an IP control protocol (IPCP) is used to assign an IP to a mobile terminal. The IP allocation method and system will be described below with reference to the accompanying drawings. .

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신망에서의 이동 단말의 IP 할당 과정을 도시한 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 101 단계에서 먼저 이동 단말(HAT)(10)은 기지국(Base Station System : BSS)(20)과 트래픽 채널(Traffic Channel : TCH) 셋업을 수행하고, 기지국(20)은 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Service Node : PDSN)(30)와 R-P 세션(Remote Node-PDSN Session) 셋업을 수행한다. 상기 PDSN(30)은 이동통신망을 통해 IP 망에 접속하는 가입자에 대한 PPP(Point to Point Protocol) 접속과 과금/인증 처리를 수행하고, 버티컬 핸드 오프 서비스를 제공한다. 또한 상기 PDSN(30)은 모바일(Mobile) IP을 지원하는 경우 FA(Foreign Agent : FA) 역할을 수행할 수 있다.1 is a flowchart illustrating an IP allocation process of a mobile terminal in a mobile communication network according to the prior art. Referring to FIG. 1, in step 101, a mobile terminal (HAT) 10 first performs a traffic channel (TCH) setup with a base station system (BSS) 20, and the base station 20 transmits a packet. A RP Session (Remote Node-PDSN Session) setup is performed with the Packet Data Service Node (PDSN) 30. The PDSN 30 performs a Point to Point Protocol (PPP) connection and charging / authentication process for a subscriber accessing an IP network through a mobile communication network, and provides a vertical handoff service. In addition, the PDSN 30 may serve as a foreign agent (FA) when supporting a mobile IP.

상기 이동 단말(10)과 PDSN(30)은 103 단계에서 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 교섭(negotiation)을 수행하고, 105 단계에서 CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) 인증을 수행한 후, 107 단계에서 IPCP(IP Control Protocol) 교섭을 수행하여 이동 단말(10)이 사용하는 IP 주 소를 할당하게 된다. 이와 같은 종래의 IP 할당 방법을 사용할 경우, 시스템은 상위 계층(TCP/UDP 계층 및 응용 계층)의 세션을 유지할 수 없을 뿐만 아니라 핸드 오프 과정 동안 이동 단말에게 전달되는 패킷을 전달할 수 없는 문제가 발생한다.The mobile terminal 10 and the PDSN 30 perform a link control protocol (LCP) negotiation in step 103, perform a CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) authentication in step 105, and then perform step 107. In step IPCP (IP Control Protocol) negotiation is performed to allocate the IP address used by the mobile terminal 10. When using such a conventional IP allocation method, a system may not only maintain a session of a higher layer (TCP / UDP layer and application layer) but also may not deliver a packet delivered to a mobile terminal during a handoff process. .

상기와 같이 IP 주소를 할당받는 이동 단말이 무선랜에서 이동통신망으로 이동하는 경우 종래 방식에 따른 핸드 오프 동작을 도 2와 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. As described above, when a mobile terminal assigned an IP address moves from a WLAN to a mobile communication network, a handoff operation according to the conventional scheme will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 종래 기술에 따라 이동 단말이 무선랜에서 이동통신망으로 이동하는 경우 IP 패킷의 전달 과정을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a delivery process of an IP packet when a mobile terminal moves from a WLAN to a mobile communication network according to the prior art.

도 2를 참조하면, 무선랜 영역(R1)에서 IP 패킷은 참조번호 201에서 도시된 바와 같이 인터넷망(1)으로부터 엑세스 라우터(Access Router : AR)(50)와 엑세스 포인트(Access Point : AP)(40)를 경유하여 이동 단말(10)로 전달된다. 상기 억세스 라우터(50)는 무선랜 영역(R1)을 통해 IP 망에 접속하는 이동 단말(10)에 대해 IP 라우팅을 처리하고, 버티컬 핸드 오프를 처리한다. 상기 억세스 라우터(50)가 모바일(Mobile) IP을 지원하는 경우 FA(Foreign Agent : FA) 역할을 수행할 수 있다. 상기 억세스 포인트(40)는 이동 단말(10)과의 무선랜 접속 규약을 처리하고, 무선랜과 유선망 사이의 브리지(bridge) 역할을 수행한다.Referring to FIG. 2, the IP packet in the wireless LAN region R1 is accessed from an internet router 1 by an access router (AR) 50 and an access point (access point: AP), as shown at 201. It is delivered to the mobile terminal 10 via 40. The access router 50 processes IP routing for the mobile terminal 10 accessing the IP network through the WLAN area R1 and processes vertical handoff. When the access router 50 supports Mobile IP, it may play a role of Foreign Agent (FA). The access point 40 processes the WLAN access protocol with the mobile terminal 10 and serves as a bridge between the WLAN and the wired network.

한편 이동 단말(10)이 무선랜 영역(R1)에서 이동통신망의 셀룰러 영역(R2)으로 이동하는 경우 상기 도 1의 과정을 통해 이동 단말(10)의 IP 주소는 갱신되고, IP 패킷은 참조번호 203에 도시된 바와 같이 외부 서버 또는 호스트인 상대 노드(Correspondent Node : CN)(60)로부터 인터넷(1)을 경유하여 PDSN(30)과 기지국 (BSS)(20)을 통해 이동 단말(10)로 전달된다. 도 2의 망 구성에서는 이동 단말(10)의 버티컬 핸드오프 과정 동안 상위 계층 세션(Session) 유지와 중단 없는 핸드 오프를 제공하기 위해 모바일 IP를 사용할 수도 있다. Meanwhile, when the mobile terminal 10 moves from the wireless LAN area R1 to the cellular area R2 of the mobile communication network, the IP address of the mobile terminal 10 is updated through the process of FIG. 1, and the IP packet is a reference number. As shown in 203, from a correspondent node (CN) 60, which is an external server or host, to the mobile terminal 10 through the PDSN 30 and the base station (BSS) 20 via the Internet 1; Delivered. In the network configuration of FIG. 2, mobile IP may be used to provide upper layer session maintenance and uninterrupted handoff during the vertical handoff process of the mobile terminal 10.

도 3은 종래 기술에 따라 이동 단말이 모바일 IP를 사용하여 무선랜에서 이동통신망으로 이동하는 경우 IP 패킷 전달 과정을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an IP packet forwarding process when a mobile terminal moves from a WLAN to a mobile communication network using a mobile IP according to the related art.

도 3를 참조하면, 이동 단말(10)이 무선랜 영역(R1)에서 이동통신망의 셀룰러 영역(R2)으로 이동한 경우 IP 패킷은 상대 노드(60)로부터 모바일 IP를 지원하는 홈 에이전트(Home Agent : HA)(70)를 통해 기존 IP 터널링(Tunneling) 경로(301)와 이동통신망과 연결된 새로운 IP 터널링 경로(303)를 통해 전달된다.Referring to FIG. 3, when the mobile terminal 10 moves from the WLAN area R1 to the cellular area R2 of the mobile communication network, the IP packet is a home agent supporting mobile IP from the counterpart node 60. It is transmitted through the new IP tunneling path 303 connected to the existing IP tunneling path 301 and the mobile communication network through the HA).

상기와 같이 모바일 IP를 사용하는 경우 이동 단말(10)은 HA(70)를 통해 관리되는 홈 주소(Home Address)를 이용하여 버티컬 핸드오프 후에도 동일한 IP 주소를 유지할 수 있으며, HA(70)가 이동 단말(10)로 전달되는 패킷을 가로챈 다음 이동 단말(10)에게 전달해주므로 일정 수준의 중단 없는 핸드 오프 서비스를 제공할 수 있다. 그러나 모바일 IP는 이동성 판단과 시그널링 전달로 인한 시간 지연이 발생할 수 있으며, 상대 노드(60)로부터 이동 단말(10)로 전달되는 패킷을 가로채야 하므로 HA(70)에 트래픽이 집중되는 문제점이 존재한다.In the case of using the mobile IP as described above, the mobile terminal 10 can maintain the same IP address even after the vertical handoff using a home address managed through the HA 70, and the HA 70 moves. Since the packet transmitted to the terminal 10 is intercepted and then transmitted to the mobile terminal 10, a certain level of uninterrupted handoff service can be provided. However, the mobile IP may have a time delay due to mobility determination and signaling delivery, and there is a problem in that traffic is concentrated in the HA 70 because the packet transmitted from the counterpart node 60 to the mobile terminal 10 must be intercepted. .

본 발명의 목적은 이동 단말이 이종망간 이동하는 경우 중간 없는 서비스를 제공하는 이종망간의 패킷 전달 방법 및 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method and system for delivering packets between heterogeneous networks that provides an intermediate service when a mobile terminal moves between heterogeneous networks.

본 발명의 다른 목적은 이동 단말이 이종망간 이동하는 경우 기존의 IP 주소를 유지하여 IP패킷을 송수신하기 위한 이종망간의 패킷 전달 방법 및 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a packet transmission method and system between heterogeneous networks for transmitting and receiving IP packets by maintaining an existing IP address when the mobile terminal moves between heterogeneous networks.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 시스템은, 무선 랜에 접속하는 이동 단말에게 인터넷 프로토콜 라우팅을 제공하는 액세스 라우터를 포함하는 무선 랜에서 인터넷 프로토콜 라우팅 기능을 제공하는 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Service Node)를 포함하는 이동 통신망으로 핸드오프 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 액세스 라우터와 3계층 접속점이 형성된 상태에서 상기 이동 통신망으로 이동한 경우 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 상기 액세스 라우터와 상기 패킷 데이터 서비스 노드간의 터널링을 위한 정보를 압축된 동적 호스트 설정 프로토콜(Dynamic Host Control Protocol : DHCP)메시지를 사용하여 전달하는 이동 단말과, 상기 터널링을 위한 정보인 압축된 동적 호스트 설정 프로토콜(DHCP) 메시지를 수신하여 상기 액세스 라우터와 패킷 전달을 위한 터널을 설정하고 상기 설정된 터널을 통하여 상대 노드로부터 전달되는 패킷을 상기 이동 단말로 전달하는 상기 패킷 데이터 서비스 노드를 포함한다.A system for achieving the above object of the present invention is a packet data service node for providing an internet protocol routing function in a wireless LAN including an access router providing internet protocol routing to a mobile terminal accessing the wireless LAN. A wireless communication system providing a handoff service to a mobile communication network including a Node), wherein the access router and the packet are transmitted to the packet data service node when the mobile station moves to the mobile communication network with a three-layer access point formed. A mobile terminal that delivers information for tunneling between data service nodes using a compressed Dynamic Host Control Protocol (DHCP) message, and a compressed dynamic host configuration protocol (DHCP) message that is information for the tunneling. Receive the above access Establishing a tunnel for packet delivery with the router and includes the packet data service node to forward a packet transmitted from a correspondent node via the established tunnel to the mobile communication.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 무선 랜에 접속하는 이동 단말에게 인터넷 프로토콜 라우팅을 제공하는 액세스 라우터를 포함하는 무선 랜에서 인터넷 프로토콜 라우팅 기능을 제공하는 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Service Node)를 포함하는 이동 통신망으로 핸드오프 서비스를 제공하는 방법에 있어서, 상기 액세스 라우터와 3계층 접속점이 설정된 상기 이동 단말이 상기 이동 통신망으로의 이동을 감지하는 과정과, 상기 이동 단말이 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 상기 액세스 라우터와 상기 패킷 데이터 서비스 노드간의 터널링을 위한 정보를 압축된 동적 호스트 설정 프로토콜(Dynamic Host Control Protocol : DHCP)메시지를 사용하여 전달하는 과정과, 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 상기 액세스 라우터 간 의 패킷 전달을 위한 터널을 설정하는 과정과, 상기 설정된 터널을 통하여 상대 노드로부터 전달되는 패킷들을 상기 이동 단말로 전달하는 과정을 포함한다.A method for achieving the above object of the present invention is a packet data service node for providing an internet protocol routing function in a wireless LAN including an access router providing an internet protocol routing to a mobile terminal accessing the wireless LAN. A method for providing a handoff service to a mobile communication network including a Node, the method comprising: detecting, by the mobile terminal, the access router and the three-layer access point, a movement to the mobile communication network; Transmitting information for tunneling between the access router and the packet data service node to a service node by using a compressed dynamic host control protocol (DHCP) message; and transmitting the packet data service node and the access router. For packet forwarding And setting up a null and delivering packets transmitted from a counterpart node through the established tunnel to the mobile terminal.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

먼저 본 발명의 기본 개념을 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 적어도 하나 이상의 무선 접속 기술을 지원하는 이동 단말이 무선 랜에서 셀룰러 망 또는 셀룰러 망에서 무선 랜으로 이동할 때, 기존 IP 주소를 이용하여 IP 패킷을 송수신하기 위한 방안을 제안한다.First, the basic concept of the present invention will be described. The present invention proposes a method for transmitting and receiving IP packets using an existing IP address when a mobile terminal supporting at least one wireless access technology moves from a WLAN to a cellular network or a cellular network to a WLAN.

도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 무선 랜에서 셀룰러 망으로의 핸드 오프 시스템의 구성을 도시한 도면으로서, 상기 도 4에서 굵은 실선으로 나타낸 화살표는 이동 단말(110)이 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이동하는 경우의 IP 패킷의 전달 경로를 나타낸 것이다. 도 4에서 이동 통신망은 예컨대, CDMA 2000 1x 시스템과 같은 코드분할다중접속 시스템을 이용할 수 있으며, 무선 랜은 예컨대, IEEE 802.11x 기반의 WiFi 기술을 이용할 수 있다. 그러나 도 4의 망 구성은 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 것으로 본 발명은 이동 통신망과 IEEE 802.1x, 802.2x 기반의 무선 랜 등 다양한 망에 적용될 수 있음에 유의하여 할 것이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a handoff system from a WLAN to a cellular network according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, a thick solid line in FIG. 4 indicates that the mobile terminal 110 is cellular in the WLAN. It shows the transmission path of IP packet when moving to the network. In FIG. 4, the mobile communication network may use a code division multiple access system such as, for example, a CDMA 2000 1x system, and the wireless LAN may use, for example, WiFi technology based on IEEE 802.11x. However, the network configuration of FIG. 4 illustrates an embodiment of the present invention, and it should be noted that the present invention can be applied to various networks such as a mobile communication network and an IEEE 802.1x, 802.2x-based wireless LAN.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 무선 랜에서 접속하여 상대 노드(60)로부터 IP 패킷을 수신하던 이동 단말(110)이 셀룰러 영역(R2)으로 이동하였을 경우, 기존의 IP 주소는 그대로 유지된다. 즉 도시된 바와 같이, 액세스 라우터(150)가 기존의 IP 패킷 전달 경로(401)로 IP 패킷을 수신하면, 이동 단말(110)은 이동 통신망(셀룰러 영역)의 PDSN(130)과 무선 랜의 액세스 라우터(150)사이에 설정된 터널링 경로(403)를 통해서 상대 노드(CN)(60)로부터 전달되는 IP 패킷들을 계속해서 수신한다.Referring to FIG. 4, when the mobile terminal 110, which is connected to a wireless LAN and receives an IP packet from the counterpart node 60, moves to the cellular region R2, the existing IP address is It stays the same. That is, as shown, when the access router 150 receives the IP packet through the existing IP packet forwarding path 401, the mobile terminal 110 accesses the PDSN 130 of the mobile communication network (cellular area) and the wireless LAN. IP packets transmitted from the counterpart node (CN) 60 are continuously received through the tunneling path 403 established between the routers 150.

역으로 이동 단말(110)이 IP 패킷을 상대 노드(60)에게 송신하는 경우, PDSN(130)의 라우팅 기능에 의해 IP 패킷이 상대 노드(60)까지 전달되거나, PDSN(130)에서 무선 랜의 액세스 라우터(150)까지 설정된 터널링 경로(403)를 통해 IP 패킷이 송신된다. 여기서 터널링 경로(403)는 역방향 터널로 작용한다. 그리고 이동 단말(110)로부터 전달된 IP 패킷은 억세스 라우터(150)의 라우팅 기능에 의해 상대 노드(50)까지 전달된다.On the contrary, when the mobile terminal 110 transmits the IP packet to the counterpart node 60, the IP packet is delivered to the counterpart node 60 by the routing function of the PDSN 130, or the PDSN 130 performs the The IP packet is transmitted through the tunneling path 403 set up to the access router 150. The tunneling path 403 here acts as a reverse tunnel. The IP packet transmitted from the mobile terminal 110 is delivered to the counterpart node 50 by the routing function of the access router 150.

그럼 이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말(110)이 PDSN(130)과 AR(150)사이에 터널을 생성하여 기존의 IP 주소를 사용하여 IP 패킷을 송수신하는 과정을 설명하기로 하겠다.5 and 6, according to an embodiment of the present invention, the mobile station 110 creates a tunnel between the PDSN 130 and the AR 150 to transmit and receive an IP packet using an existing IP address. I will explain the process.

먼저, 상기 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말(110)이 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이동시 IP 제어 프로토콜(IPCP)을 사용하여 기존의 IP 주소를 사용하여 IP 패킷을 전송하는 과정을 나타낸 도면이다.First, FIG. 5 illustrates a process of transmitting an IP packet using an existing IP address using an IP control protocol (IPCP) when the mobile terminal 110 moves from a WLAN to a cellular network according to an embodiment of the present invention. Drawing.

상기 도 5를 참조하면, 500단계에서 이동 단말(110)은 무선 랜과 동적 호스트 설정 프로토콜(Dynamic Host Configuration Protocol : DHCP)세션이 설정되어 있다. 502단계에서 액세스 라우터(150)와 통신 중인 이동 단말(110)이 셀룰러 망(R2)으로 이동하면, 504단계에서 상기 이동 단말(110)과 기지국(120)은 트래픽 채널을 설정하고, 기지국(120)과 PDSN(130)은 R-P(Remote node-PDSN)세션을 설정한다. 506단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 PPP 세션을 위한 링크 제어 프로토콜(LCP)을 교섭하고, 508단계에서 가입자 인증을 위한 CHAP 인증을 수행한다. 510단계에서 이동 단말(110)은 PDSN(130)으로부터 자신의 IP 주소와, AR(150)과 PDSN(120)간의 터널에 사용되는 인터페이스의 IP 주소를 이동 단말(110)에게 알리기 위해 'A-P(Access Router - PDSN) parameter 옵션'을 포함한 IPCP 설정 요구(IPCP Configure-Request request)메시지를 수신한다. 이후, 512단계에서 상기 IPCP 설정 요구 메시지를 성공적으로 수신한 이동 단말(110)은 PDSN(130)에게 IPCP 설정 응답(IPCP Configure-Ack) 메시지를 전달한다. 이때 무선 랜에서 셀룰러 망으 로 이동한 이동 단말(110)은 IPCP 설정 옵션 중 'IP-Address 옵션'을 사용하여 기존에 할당받은 IP 주소를 이동 단말(110)의 IP 주소로 설정한다.Referring to FIG. 5, in step 500, the mobile terminal 110 is configured with a wireless LAN and a dynamic host configuration protocol (DHCP) session. When the mobile terminal 110 communicating with the access router 150 moves to the cellular network R2 in step 502, the mobile terminal 110 and the base station 120 establish a traffic channel in step 504, and the base station 120 ) And the PDSN 130 establish a Remote node-PDSN (RP) session. In step 506, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 negotiate a link control protocol (LCP) for a PPP session, and perform CHAP authentication for subscriber authentication in step 508. In step 510, the mobile terminal 110 informs the mobile terminal 110 of its IP address from the PDSN 130 and the IP address of the interface used in the tunnel between the AR 150 and the PDSN 120. Receives an IPCP Configure-Request request message including the Access Router-PDSN) parameter option. Thereafter, in step 512, the mobile terminal 110 successfully receiving the IPCP configuration request message transmits an IPCP Configure-Ack message to the PDSN 130. In this case, the mobile terminal 110 moving from the WLAN to the cellular network sets the previously assigned IP address as the IP address of the mobile terminal 110 using the 'IP-Address option' among the IPCP configuration options.

514단계에서 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이동한 이동 단말(110)은 IPCP 설정 옵션 중 'IP-Address 옵션'을 사용하여 기존에 할당받은 IP 주소를 이동 단말(110)의 IP 주소로 설정한다. 또한, 핸드오프와 관련된 이동 단말(110)의 요구사항들을 PDSN(130)에게 요청하기 위한 정보들을 포함하여 IPCP 설정 요구 메시지를 PDSN(130)에게 전달한다. 516단계에서 PDSN(130)은 이동 단말이 전송한 상기 IPCP 설정 요구 메시지의 A-P 옵션을 수락하지 않을 경우, 수락하지 않는 옵션들만을 포함시켜 IPCP 설정 부정응답(IPCP Configure-Nak)메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 이때, 이동 단말(110)이나 PDSN(130)이 수락하는 옵션은 IPCP 설정 부정 응답 메시지에 포함되지 않는다.In step 514, the mobile terminal 110 moves from the WLAN to the cellular network and sets the previously allocated IP address as the IP address of the mobile terminal 110 using the 'IP-Address option' among the IPCP configuration options. Also, an IPCP establishment request message is transmitted to the PDSN 130 including information for requesting the PDSN 130 for the requirements of the mobile terminal 110 related to the handoff. In step 516, if the PDSN 130 does not accept the AP option of the IPCP configuration request message transmitted by the mobile terminal, the PDSN 130 includes only the options that do not accept, and then receives an IPCP Configure-Nak message. 110). In this case, the option accepted by the mobile terminal 110 or the PDSN 130 is not included in the IPCP configuration negative response message.

518단계에서 이동 단말(110)은 상기 IPCP 설정 부정 응답 메시지에 포함된 A-P 옵션들을 제거하거나 수정하여 IPCP 설정 요구 메시지를 재전송한다. 520단계에서 PDSN(130)이 상기 518단계에서 수신한 IPCP 설정 요구 메시지의 옵션들을 수락할 경우, PDSN(130)과 AR(150)사이에 터널이 생성된다. 상기 520단계에서 터널이 생성되면, 522단계에서 PDSN(130)은 상기 518단계에서 수신한 IPCP 설정 요구 메시지에 대한 응답으로 IPCP 설정 응답 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 여기서, PDSN(130)이 상기 514단계에서 이동 단말(110)이 전송한 IPCP 설정 요구 메시지를 수락한다면, 상기 516단계와 518단계는 생략된다. 상기 도 5에서 설명한 IPCP를 사용하여 이종 망간 패킷 송수신 절차의 상세한 설명은 본 출원인의 선출원인 대한민국 특허 출원번호 2004-0068738호에 상세히 나와 있으므로, 생략하기로 하겠다.In step 518, the mobile terminal 110 retransmits the IPCP configuration request message by removing or modifying the A-P options included in the IPCP configuration negative response message. If the PDSN 130 accepts the options of the IPCP setup request message received in step 518 in step 520, a tunnel is created between the PDSN 130 and the AR 150. When the tunnel is generated in step 520, the PDSN 130 transmits an IPCP establishment response message to the mobile terminal 110 in response to the IPCP establishment request message received in step 518. Here, if the PDSN 130 accepts the IPCP setup request message sent by the mobile station 110 in step 514, steps 516 and 518 are omitted. Detailed description of the heterogeneous manganese packet transmission / reception procedure using the IPCP described with reference to FIG. 5 is described in detail in Korean Patent Application No. 2004-0068738, which is the applicant of the present applicant, and will be omitted.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라, DHCP를 이용하여 이종망간 핸드오프시 기존의 IP 주소를 사용하여 IP 패킷을 송수신하는 과정을 나타낸 도면이며, 도 7은 DHCP 헤더의 포맷을 나타낸 도면이다. 상기 도 7에 도시된 DHCP 헤더의 포맷은 표준문서인 RFC 2131에 자세히 나타나 있으므로, 각 필드에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.FIG. 6 is a diagram illustrating a process of transmitting and receiving an IP packet using an existing IP address during heterogeneous network handoff using DHCP according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating a format of a DHCP header. . Since the format of the DHCP header shown in FIG. 7 is shown in detail in RFC 2131, which is a standard document, detailed description of each field will be omitted.

먼저, 600단계에서 이동 단말(110)은 AR(150)과 3계층 접속(Layer 3 Attachment)되어 IP 망에 접속되고, AR(150)을 통해 상대 노드(CN)(60)와 IP 패킷을 송수신하게 된다. 602단계에서 이동 단말(110)이 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이동하면, 604단계에서 이동 단말(110)은 기지국(BSS)(120)과 트래픽 채널을 설정하고, 기지국(120)과 PDSN(130)은 R-P(RN-PDSN) 세션을 설정한다. 606단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 PPP 세션을 위하여 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 교섭(negotiation)을 수행하고, 608 단계에서 PPP 세션에서 가입자 인증을 위한 CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) 인증을 수행한다. 610단계에서는 앞서 전술한 바대로 IPCP 대신 DHCP를 사용하여 이동 단말에게 IP주소를 할당하기 위해 IP-Address Option을 제외하고 IPCP 교섭(Negotiation)을 수행한다. 상기 IPCP 교섭을 수행한 이동 단말(110)은 612단계에서 기존의 IP주소 및 PDSN(130)과 AR(150)간의 터널링과 관련된 정보들을 전달하기 위해 'A-P parameter option'이 포함된 DHCP 발견(DISCOVER)메시지를 PDSN(130)에게 전달한 다. 여기서, 상기 612단계에서 이동 단말(110)이 전송하는 상기 DHCP DISCOVER 메시지 필드의 구성은 하기의 <표 1>과 같다.First, in step 600, the mobile terminal 110 is connected to an IP network by performing a layer 3 attachment (Layer 3 Attachment) with the AR 150, and transmits and receives an IP packet with a counterpart node (CN) 60 through the AR 150. Done. If the mobile terminal 110 moves from the wireless LAN to the cellular network in step 602, the mobile terminal 110 establishes a traffic channel with the base station (BSS) 120 in step 604, and the base station 120 and the PDSN 130. Establishes an RP (RN-PDSN) session. In step 606, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 perform a link control protocol (LCP) negotiation for the PPP session, and in step 608, a handshake handshake for subscriber authentication in the PPP session. Authentication Protocol) Perform authentication. In step 610, IPCP negotiation is performed except for the IP-Address Option to allocate an IP address to the mobile terminal using DHCP instead of IPCP as described above. In step 612, the mobile terminal 110 performing the IPCP negotiation discovers an existing IP address and DHCP including an 'AP parameter option' to transmit information related to tunneling between the PDSN 130 and the AR 150 (DISCOVER). Message is delivered to the PDSN (130). Here, the configuration of the DHCP DISCOVER message field transmitted by the mobile terminal 110 in step 612 is shown in Table 1 below.

이후 PDSN(130)이 PPP를 통해 DHCP DISCOVER 메시지를 수신하면, 614단계에서 PDSN(130)은 무선 랜에서 셀룰러 망으로의 버티컬 핸드오프를 지원함을 나타내기 위해 'A-P parameter option'을 포함한 DHCP 제공(OFFER) 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 이때 상기 PDSN(130)이 전송하는 DHCP OFFER 메시지는 하기의 <표 2>와 같다.After the PDSN 130 receives the DHCP DISCOVER message through PPP, in step 614, the PDSN 130 provides DHCP including 'AP parameter option' to indicate that it supports vertical handoff from the WLAN to the cellular network. OFFER) message to the mobile terminal 110. At this time, the DHCP OFFER message transmitted by the PDSN 130 is shown in Table 2 below.

이후, 616단계에서 'A-P parameter Option'을 포함하는 DHCP OFFER 메시지를 수신한 이동 단말(110)은 기존에 사용하던 IP주소는 물론 PDSN(130)과 AR(150)간의 터널(이하, "A-P" 터널)을 생성하는데 필요한 정보인 'A-P tunnel request option'을 포함한 DHCP 알림(INFORM)메시지를 PDSN(130)에게 전송한다. 이때 상기 이동 단말(110)이 전송하는 DHCP INFORM 메시지는 하기의 <표 3>과 같다.Subsequently, in step 616, the mobile terminal 110 that receives the DHCP OFFER message including the 'AP parameter Option' may not only use an existing IP address but also a tunnel between the PDSN 130 and the AR 150 (hereinafter, “AP”). Tunnel) transmits a DHCP notification (INFORM) message including the 'AP tunnel request option' that is necessary information to the PDSN (130). In this case, the DHCP INFORM message transmitted by the mobile terminal 110 is shown in Table 3 below.

상기 616단계에서 상기 DHCP INFORM 메시지를 수신한 PDSN(130)은 618단계에서 AR(150)과의 터널을 설정한다. 그리고, 상기 618단계에서 AR(150)과의 터널을 성공적으로 설정한 PDSN(130)은 620단계에서 DHCP 확인(ACK)메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 상기한 과정에 따라 무선 랜에서 셀룰러 망으로 버티컬 핸드오프가 완료된 후, 이동 단말(110)은 PDSN(130)과 AR(150)사이에 설정된 터널링 경로(403)를 이용하여 상대 노드(60)와 기존 IP 주소로 계속하여 패킷을 송수신할 수 있다.In step 616, the PDSN 130 that receives the DHCP INFORM message establishes a tunnel with the AR 150. In operation 618, the PDSN 130 that successfully establishes the tunnel with the AR 150 transmits a DHCP acknowledgment (ACK) message to the mobile terminal 110 in operation 620. After the vertical handoff is completed from the WLAN to the cellular network according to the above process, the mobile station 110 uses the tunneling path 403 established between the PDSN 130 and the AR 150 to communicate with the counterpart node 60. You can continue to send and receive packets to your existing IP address.

상기 도 6에서 설명한 DHCP를 사용하여 이종 망간 패킷 송수신 절차의 상세한 설명은 본 출원인의 선출원인 대한민국 특허 출원번호 2004-0085861호에 상세히 나와 있으므로 생략하기로 하겠다.Detailed description of the heterogeneous packet transmission and reception procedure using the DHCP described in FIG. 6 will be omitted since it is described in detail in Korean Patent Application No. 2004-0085861, which is the applicant's prior application.

지금까지 본 발명의 이해를 돕기 위해 상기 도 5내지 도 6을 참조하여 본 발명이 적용되는 PDSN(130)과 AR(150)간의 터널링 설정 방법에 대해 살펴보았다. 상기 도 5에서 설명한 IPCP를 사용하여 무선 랜에서 셀룰러 망으로 버티컬 핸드오프를 수행한 이동 단말(110)이 기존의 IP주소를 사용하여 CN(60)과 패킷을 송수신하는 것에는 문제가 없었다. 이는 셀룰러 망에서는 IPCP를 사용하여 이동 단말(110)에게 IP주소를 할당하기 때문이다. 하지만, 상기 도 6에서 설명한 DHCP를 사용하여 무선 랜에서 셀룰러 망으로 버티컬 핸드오프를 수행 할 시에 이동 단말(110)이 기존의 IP 주소를 사용하여 CN(60)과 패킷을 송수신하게 되면, 부하가 많이 발생하게 된다. 왜냐하면, 무선 랜보다 셀룰러 망이 대역폭이 제한되어 있기 때문에 트래픽 처리에 상대적으로 과중한 부담으로 작용할 수 있기 때문이다.So far, the tunneling setting method between the PDSN 130 and the AR 150 to which the present invention is applied has been described with reference to FIGS. 5 to 6. Using the IPCP described with reference to FIG. 5, the mobile terminal 110 performing the vertical handoff from the WLAN to the cellular network has no problem in transmitting and receiving a packet with the CN 60 using an existing IP address. This is because the cellular network assigns an IP address to the mobile station 110 using IPCP. However, when the mobile terminal 110 transmits and receives a packet with the CN 60 using the existing IP address when performing the vertical handoff from the WLAN to the cellular network using the DHCP described in FIG. Will occur a lot. This is because a cellular network has a limited bandwidth than a wireless LAN, which may be a relatively heavy burden on traffic processing.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 하기의 도 8내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 이종 망간 버티컬 핸드오프 시 패킷 송수신 방법 및 시스템을 설명하기로 한다.The present invention is to solve the above problems with reference to Figures 8 to 11 will be described in the packet transmission and reception method and system for heterogeneous manganese vertical handoff according to the present invention.

도 8내지 도 10은 앞서 서술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 새롭게 제안하는 DHCP 메시지의 오버헤드를 줄인 이종 망간의 패킷 송수신 방법 및 시스템을 나타내고 있다. 8 to 10 illustrate a method and a system for transmitting and receiving packets between heterogeneous networks in which the overhead of a DHCP message newly proposed in the present invention is solved to solve the above-described problem.

먼저, 상기 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이종 망간의 패킷을 송수신하기 위해 PDSN(130)과 AR(150)간의 터널을 설정하는 것을 보여주고 있다. 이때 앞서 전술한 상기 도 6과 다른 점은 DHCP 메시지 전송 시에 불필요한 필드를 제거하여 압축된 형태의 DHCP 메시지를 전송한다는 점에 있다. 이를 상기 <표 1>내지 <표 3>을 참조하여 설명하기로 하겠다. 상기 <표 1>내지 <표 3>을 살펴보면, siaddr, giaddr, sname, file 필드는 사용되지 않음에도 항상 "0"으로 필드 값이 설정되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기 서술한 필드 값들을 제거한 압축된 형태의 DHCP 메시지를 셀룰러 망에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)간에 송수신함으로써 오버헤드를 줄일 수 있다.First, FIG. 8 illustrates setting up a tunnel between the PDSN 130 and the AR 150 to transmit and receive a packet between heterogeneous networks according to an embodiment of the present invention. In this case, a difference from FIG. 6 described above is that a DHCP message in a compressed form is transmitted by removing an unnecessary field when a DHCP message is transmitted. This will be described with reference to Tables 1 to 3 above. Looking at <Table 1> to <Table 3>, it can be seen that the field value is always set to "0" even though the siaddr, giaddr, sname, and file fields are not used. Accordingly, in an embodiment of the present invention, overhead may be reduced by transmitting and receiving a DHCP message in a compressed form from the above-described field values between the mobile terminal 110 and the PDSN 130 in a cellular network.

그럼 상기 도 8을 참조하여 본 발명에서 실시 예에 따른 이종망 간의 핸드오프 시 데이터 패킷 전송 방법을 설명하기로 하겠으며, 후술할 810단계부터 818단계까지는 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시 예에 따라 압축된(Compressed) 형태의 DHCP 메시지가 PDSN(130)과 이동 단말(110)이 송수신하는 과정이다.Then, a method of transmitting a data packet during handoff between heterogeneous networks according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8, and in steps 810 to 818, which will be described later, an embodiment of the present invention. In this case, a compressed DHCP message is transmitted and received by the PDSN 130 and the mobile terminal 110.

800단계에서 이동 단말(110)은 AR(150)과 3계층 접속(Layer 3 Attachment)되어 IP 망에 접속되고, AR(150)을 통해 상대 노드(CN)(60)와 IP 패킷을 송수신하게 된다. 802단계에서 이동 단말(110)이 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이동하면, 현재 망이 셀룰러 망임을 인식한 이동 단말(110)은 셀룰러 망의 대역폭을 감안하여 본 발명의 실시 예에 따라 후술할 압축된 DHCP 메시지를 PDSN(130)에게 전송한다. 804단계에서 이동 단말(110)은 기지국(BSS)(120)과 트래픽 채널을 설정하고, 기지국(120)과 PDSN(130)은 R-P(RN-PDSN) 세션을 설정한다. 806단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 PPP 세션을 위하여 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 교섭(negotiation)을 수행하고, PPP 세션에서 가입자 인증을 위한 CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) 인증을 수행한다. 808단계에서는 앞서 전술한 바대로 PDSN(130)은 IPCP 대신 DHCP를 사용하여 이동 단말(110)에게 IP주소를 할당하기 위해 IP-Address Option을 제외하고 IPCP 교섭(Negotiation)을 수행한다.In step 800, the mobile terminal 110 is connected to the AR 150 with a Layer 3 Attachment (Layer 3 Attachment) to the IP network, and transmits and receives an IP packet with a counterpart node (CN) 60 through the AR 150. . When the mobile terminal 110 moves from the WLAN to the cellular network in step 802, the mobile terminal 110 recognizing that the current network is a cellular network is compressed according to an embodiment of the present invention in consideration of the bandwidth of the cellular network. Send a DHCP message to the PDSN (130). In step 804, the mobile terminal 110 establishes a traffic channel with the base station (BSS) 120, and the base station 120 and the PDSN 130 establish an R-P (RN-PDSN) session. In step 806, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 perform a Link Control Protocol (LCP) negotiation for a PPP session, and challenge a Handshake Authentication Protocol (CHAP) for subscriber authentication in a PPP session. Perform authentication. In step 808, the PDSN 130 performs IPCP negotiation except for the IP-Address Option to allocate an IP address to the mobile station 110 using DHCP instead of IPCP.

상기 IPCP 교섭을 수행한 이동 단말(110)은 810단계에서 기존의 IP주소 및 PDSN(130)과 AR(150)간의 터널링과 관련된 정보들을 전달하기 위해 'A-P parameter option'이 포함된 DHCP 발견(DISCOVER)메시지를 PDSN(130)에게 전달한다. 이때 상기 810단계에서 전송되는 DHCP DISCOVER 메시지는 셀룰러 망에서의 부하를 줄이기 위해 본 발명의 실시 예에 따라 사용되지 않는 필드들이 제외된 메시지이다. 상기 810단계에서 이동 단말(110)이 상기 압축된(Compressed) DHCP DISCOVER 메시지를 생성하는 과정은 하기 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 하겠다. 그 후, 812단계에서 PDSN(130)은 무선 랜에서 셀룰러 망으로의 버티컬 핸드오프를 지원함을 나타내기 위해 본 발명의 실시 예에 따라 압축된(Compressed)형태의 'A-P parameter option'을 포함한 DHCP OFFER 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 상기 812단계에서 전송되는 압축된 DHCP OFFER 메시지 포맷도 하기의 도 9를 참조하여 후술하기로 하겠다. 814단계에서 상기 압축된 DHCP OFFER 메시지를 수신한 이동 단말(110)은 기존에 사용하던 IP 주소는 물론 PDSN(130)과 AR(150)간의 터널(A-P 터널)을 생성하는데 필요한 정보인 'A-P tunnel request option'을 포함한 압축된 형태의 DHCP INFORM 메시지를 PDSN(130)에게 전송한다. 상기 814단계에서 이동 단말(110)이 PDSN(130)에게 전송하는 압축된 DHCP INFORM 메시지를 전송하는 과정도 하기 도 9를 참조하여 설명하기로 한다. 상기 814단계에서 상기 압축된 DHCP INFORM 메시지를 수신한 PDSN(130)은 816단계에서 AR(150)과의 터널을 설정한다. 그리고, 상기 816단계에서 AR(150)과의 터널을 성공적으로 설정한 PDSN(130)은 818단계에서 압축된 DHCP ACK 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 상기한 과정에 따라 무선 랜에서 셀룰러 망으로 버티컬 핸드오프가 완료된 후, 이동 단말(110)은 PDSN(130)과 AR(150)사이에 설정된 터널링 경로(403)를 이용하여 상대 노드(60)와 기존 IP 주소로 계속하여 패킷을 송수신할 수 있다.In step 810, the mobile terminal 110 that performs the IPCP negotiation discovers an existing IP address and DHCP including 'AP parameter option' to transmit information related to tunneling between the PDSN 130 and the AR 150 (DISCOVER). Message) to the PDSN 130. In this case, the DHCP DISCOVER message transmitted in step 810 is a message excluding fields not used according to an embodiment of the present invention in order to reduce the load on the cellular network. The process of generating the compressed DHCP DISCOVER message by the mobile terminal 110 in step 810 will be described in detail with reference to FIG. 9. Then, in step 812, the PDSN 130 includes a DHCP OFFER including a compressed parameter 'AP parameter option' according to an embodiment of the present invention to indicate that it supports vertical handoff from the WLAN to the cellular network. Send a message to the mobile terminal (110). The compressed DHCP OFFER message format transmitted in step 812 will also be described later with reference to FIG. 9. In step 814, the mobile terminal 110 receiving the compressed DHCP OFFER message is an 'AP tunnel', which is information required to create a tunnel (AP tunnel) between the PDSN 130 and the AR 150 as well as the existing IP address. A DHCP INFORM message including a request option 'is transmitted to the PDSN 130. The process of transmitting the compressed DHCP INFORM message transmitted by the mobile terminal 110 to the PDSN 130 in step 814 will be described with reference to FIG. 9. In step 814, the PDSN 130 receiving the compressed DHCP INFORM message establishes a tunnel with the AR 150. In operation 816, the PDSN 130 that successfully establishes the tunnel with the AR 150 transmits the compressed DHCP ACK message to the mobile terminal 110 in operation 818. After the vertical handoff is completed from the WLAN to the cellular network according to the above process, the mobile station 110 uses the tunneling path 403 established between the PDSN 130 and the AR 150 to communicate with the counterpart node 60. You can continue to send and receive packets to your existing IP address.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 압축된 DHCP 메시지 헤더 포맷을 도시한 것이다. 상기 도 9에 도시된 DHCP 헤더 포맷 중 본 발명의 실시예에 따라 압축된 DHCP 메시지를 생성하기 위해 플래그(flags)필드(900)부분의 16개 비트 중 사용되지 않는 임의의 비트를 저대역폭(Low bandwidth) DHCP 플래그로 정의하였다. 즉, 본 발명에서는 상기 저대역폭 DHCP 플래그를 상기 도 9의 LB_DHCP(Low Bandwidth DHCP flag)(902)로 정의하여 그 값을 "1"로 설정하였다. 여기서, 저대역폭이라 함은, 일반적인 셀룰러 망의 대역폭이 무선 랜에 비해 상대적으로 낮기 때문에 저대역폭이라 표현한 것이다. 상기 도 9에 도시된 것처럼 DHCP 메시지의 LB_DHCP 플래그가 '1'인 메시지를 PDSN(130)과 이동 단말(110)이 송수신함으로써, 압축된 형태의 DHCP 메시지를 송수신하게 된다. 즉, PDSN(130)과 이동 단말(110)이 사용하지 않는 siaddr, giaddr, sname, file 필드가 제거된 DHCP 메시지를 송수신함으로써, 셀룰러 망처럼 대역폭이 제한된 시스템에서 시그널링(Signaling)을 위한 부하를 줄일 수 있다.9 illustrates a compressed DHCP message header format according to an embodiment of the present invention. In the DHCP header format shown in FIG. 9, a low bandwidth (Low) value is used for any unused bits among the 16 bits of the flag field 900 for generating a compressed DHCP message according to an embodiment of the present invention. bandwidth) Defined by DHCP flag. That is, in the present invention, the low bandwidth DHCP flag is defined as LB_DHCP (Low Bandwidth DHCP flag) 902 of FIG. 9 and the value is set to "1". Here, the low bandwidth is expressed as a low bandwidth because the bandwidth of a general cellular network is relatively low compared to a wireless LAN. As illustrated in FIG. 9, the PDSN 130 and the mobile station 110 transmit and receive a message having the LB_DHCP flag of '1' in the DHCP message, thereby transmitting and receiving a compressed DHCP message. That is, by transmitting and receiving a DHCP message with siaddr, giaddr, sname, and file fields removed from the PDSN 130 and the mobile terminal 110, the load for signaling is reduced in a bandwidth-limited system such as a cellular network. Can be.

즉, PDSN(130)과 이동 단말(110)은 상기 LB_DHCP 플래그(902)가 '1'로 설정되어 있을 경우 본 발명의 실시 예에 따라 siaddr, giaddr, sname, file 필드가 제거된 압축된 DHCP 메시지를 송수신하게 된다. That is, the PDSN 130 and the mobile station 110, when the LB_DHCP flag 902 is set to '1', the compressed DHCP message with the siaddr, giaddr, sname, and file fields removed according to an embodiment of the present invention. Send and receive.

그럼 상기 도 8과 상기 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 이동 단말(110)과 PDSN(130)이 압축된 DHCP 메시지를 송수신하는 과정을 상세히 살펴보기로 하겠다. 여기서는 상기 도 8의 810단계 내지 818단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)이 수행하는 동작에 대해서만 설명하기로 한다. 상기 810단계에서 이동 단말(110)은 셀룰러 망의 대역폭을 감안하여 DHCP 메시지의 오버헤드를 줄이기 위해 상기 도 9에 도시된 DHCP 헤더의 플래그 필드(900)의 저대역폭(Low bandwidth) DHCP 플래그로 정의한 LB_DHCP 플래그(902)를 "1"로 설정한 DHCP DISCOVER 메시지를 PDSN(130)에게 전송한다. 그 후, 812단계에서 PDSN(130)은 상기 DHCP DISCOVER 메시지에 대한 응답으로 본 발명의 실시 예에 따라 DHCP 헤더의 LB_DHCP 플래그(902)를 "1"로 설정한 압축된 DHCP OFFER 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 그 후, 814단계에서 이동 단말(110)은 이전에 접속한 망에서 사용하던 IP 주소를 상기 <표 3>의 'ciaddr(Current IP address)'필드에 설정한 후, 본 발명의 실시 예에 따라 DHCP 헤더의 LB_DHCP 플래그(902)를 "1"로 설정한 DHCP INFORM 메시지를 PDSN(130)에게 전송한다. 그 후, 816단계에서 AR(150)과 터널을 성공적으로 생성한 PDSN(130)은 818단계에서 본 발명의 실시 예에 따라 DHCP 헤더의 LB_DHCP 플래그(902)를 "1"로 설정한 DHCP ACK 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다.Then, the process of transmitting and receiving the compressed DHCP message between the mobile terminal 110 and the PDSN 130 will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9. Here, only operations performed by the mobile terminal 110 and the PDSN 130 in steps 810 to 818 of FIG. 8 will be described. In step 810, the mobile terminal 110 defines a low bandwidth DHCP flag in the flag field 900 of the DHCP header shown in FIG. 9 to reduce the overhead of the DHCP message in consideration of the bandwidth of the cellular network. The DHCP DISCOVER message with the LB_DHCP flag 902 set to “1” is transmitted to the PDSN 130. Thereafter, in step 812, the PDSN 130 transmits the compressed DHCP OFFER message in which the LB_DHCP flag 902 of the DHCP header is set to "1" in response to the DHCP DISCOVER message. 110). Thereafter, in step 814, the mobile terminal 110 sets an IP address used in a previously connected network in the 'ciaddr (Current IP address)' field of Table 3, and then, according to an embodiment of the present invention. A DHCP INFORM message having the LB_DHCP flag 902 of the DHCP header set to “1” is transmitted to the PDSN 130. After that, in step 816, the PDSN 130, which successfully creates the tunnel with the AR 150, sets the LB_DHCP flag 902 in the DHCP header to “1” according to the embodiment of the present invention in step 818. To the mobile terminal 110.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 셀룰러 망에 접속한 이동 단말(110)이 DHCP over PPP를 통한 IP 주소 획득 과정을 도시한 도면이다. 이동 단말(110)이 버티컬 핸드오프 후, 휴지(Idle)상태가 되어 일정한 시간동안 BSS(120)과 트래픽 채널이 해제될 경우에 이동 단말(110)은 셀룰러 망에서 새로운 IP 주소를 받아야한다. 상기 도 10은 상기에서 서술한 경우일 때의 이동 단말(110)이 PDSN(130)으로부터 새로운 IP 주소를 할당받는 과정이다. 먼저, 1000단계에서 이동 단말(110)은 기지국(120)과 트래픽 채널을 설정하고, 기지국(120)과 PDSN(130)은 R-P 세션을 설정하게 된다. 1002단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 PPP 세션을 위하여 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 교섭(negotiation)을 수행한다. 1004단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 PPP 세션에서 가입자 인증을 위한 CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) 인증을 수행한다. 1006단계에서 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 IPCP 대신 DHCP를 사용하여 이동 단말(110)에게 IP주소를 할당하기 위해 IP-Address Option을 제외하고 IPCP 교섭(Negotiation)을 수행한다. 1008단계에서 셀룰러 망에 접속한 이동 단말(110)은 셀룰러 망의 대역폭을 감안하여, 본 발명의 실시 예에 따라 LB_DHCP 플래그(902)가 '1'로 설정된 DHCP DISCOVER 메시지를 PDSN(130)으로 전송한다. 상기 1008단계에서 상기 압축된 DHCP DISCOVER 메시지를 수신한 PDSN(130)은 본 발명의 실시 예에 따라 압축된 DHCP OFFER 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 이때 상기 PDSN(130)은 이동 단말(110)의 IP 주소를 상기 <표 2>에 보이는 바와 같이 상기 DHCP OFFER 메시지의 'yiaddr(your ip address)'필드에 설정하여 전송한다.FIG. 10 is a diagram illustrating a process of obtaining an IP address through DHCP over PPP by a mobile terminal 110 accessing a cellular network according to an embodiment of the present invention. When the mobile terminal 110 enters an idle state after the vertical handoff and the traffic channel is released with the BSS 120 for a predetermined time, the mobile terminal 110 should receive a new IP address from the cellular network. 10 illustrates a process in which the mobile terminal 110 is allocated a new IP address from the PDSN 130 in the case described above. First, in step 1000, the mobile terminal 110 establishes a traffic channel with the base station 120, and the base station 120 and the PDSN 130 establish an R-P session. In step 1002, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 perform link control protocol (LCP) negotiation for the PPP session. In step 1004, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 perform Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP) authentication for subscriber authentication in a PPP session. In step 1006, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 perform IPCP negotiation except for the IP-Address Option to allocate an IP address to the mobile terminal 110 using DHCP instead of IPCP. The mobile terminal 110 accesses the cellular network in step 1008 in consideration of the bandwidth of the cellular network, and transmits a DHCP DISCOVER message in which the LB_DHCP flag 902 is set to '1' to the PDSN 130 according to an embodiment of the present invention. do. Upon receiving the compressed DHCP DISCOVER message in step 1008, the PDSN 130 transmits the compressed DHCP OFFER message to the mobile terminal 110 according to an embodiment of the present invention. At this time, the PDSN 130 sets the IP address of the mobile terminal 110 in the 'yiaddr (your ip address)' field of the DHCP OFFER message as shown in Table 2 and transmits it.

그 후, 상기 DHCP OFFER 메시지를 수신한 이동 단말(110)은 DHCP OFFER 메시지의 'yiaddr'필드에 설정된 자신의 IP 주소를 'requested IP address'로 설정하여 본 발명의 실시 예에 따라 압축된 DHCP REQUEST 메시지를 PDSN(130)에게 전송한다. 상기 DHCP REQUEST 메시지의 포맷은 하기의 <표 4>와 같다. 상기 DHCP REQUEST 메시지를 수신한 PDSN(130)은 1014단계에서 본 발명의 실시 예에 따라 압축된 DHCP ACK 메시지를 이동 단말(110)에게 전송한다. 상기 1008단계와 상기 1014단계를 통해 이동 단말(110)과 PDSN(130)은 IP 설정 및 3계층 접속점을 설정한다.(1016단계)Subsequently, the mobile terminal 110 receiving the DHCP OFFER message sets its IP address set in the 'yiaddr' field of the DHCP OFFER message to 'requested IP address' to compress the DHCP REQUEST according to an embodiment of the present invention. Send a message to PDSN (130). The format of the DHCP REQUEST message is shown in Table 4 below. Upon receiving the DHCP REQUEST message, the PDSN 130 transmits the compressed DHCP ACK message to the mobile terminal 110 in step 1014. In step 1008 and step 1014, the mobile terminal 110 and the PDSN 130 establish an IP configuration and a layer 3 connection point (step 1016).

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 듀얼 모드로 동작하는 이동 단말(HAT)(110)의 동작 흐름도이다. 1100단계에서 이동 단말(110)의 전원이 켜지면, 1102단계에서 이동 단말(110)은 먼저 무선 랜에 접속할 수 있는지 여부를 검사하기 위해 무선 랜의 주파수를 탐색한다. 1104단계에서 상기 이동 단말(110)이 무선 랜 주파수 수신에 성공하지 못한다면, 현재 접속된 망이 셀룰러 망임을 인지하고, 1106단계에서 셀룰러 망에 접속한다. 1108단계에서 3계층 접속점을 설정하고 PDSN(130)과 IP 패킷을 송수신한다. 1110단계에서 이동 단말(110)은 셀룰러 망에 접속된 상태에서 무선 랜 영역으로의 버티컬 핸드오프 여부를 인지하기 위해 주기적으로 무선 랜 주파수를 탐색한다. 반면, 상기 1104단계에서 이동 단말(110)이 무선 랜 주파수 수신에 성공한다면, 1112단계에서 이동 단말(110)은 무선 랜에 접속하여 패킷을 송수신한다.11 is a flowchart illustrating an operation of a mobile terminal (HAT) 110 operating in a dual mode according to an embodiment of the present invention. When the mobile terminal 110 is turned on in step 1100, the mobile terminal 110 first searches for a frequency of the wireless LAN to check whether the mobile terminal 110 can access the wireless LAN. If the mobile station 110 does not succeed in receiving the wireless LAN frequency in step 1104, it recognizes that the currently connected network is a cellular network, and accesses the cellular network in step 1106. In step 1108, the third layer access point is set, and the IPSN is transmitted and received with the PDSN 130. In step 1110, the mobile terminal 110 periodically searches for a WLAN frequency in order to recognize whether a vertical handoff is performed to the WLAN area while connected to the cellular network. On the other hand, if the mobile terminal 110 successfully receives the WLAN frequency in step 1104, the mobile terminal 110 transmits and receives packets by accessing the wireless LAN in step 1112.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동 단말이 무선 랜에서 셀룰러 망으로 이종망 간 핸드오프 할 시에 끊김 없는(Seamless) 핸드오프를 제공하며, 셀룰러 망과 같이 대역폭이 제한된 망에서 DHCP 메시지를 압축하여 전송함으로 인하여 DHCP 헤더의 크기를 200바이트(Byte) 정도 줄여서 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 이종망 간 핸드오프를 지원할 시에 액세스 망의 종류에 상관없이 DHCP 프로토콜을 동일하게 적용할 수 있다.As described above, the present invention provides seamless handoff when a mobile terminal performs handoff between heterogeneous networks from a WLAN to a cellular network, and compresses and transmits a DHCP message in a bandwidth-limited network such as a cellular network. This can reduce the load by reducing the size of the DHCP header by about 200 bytes. In addition, when supporting handoff between heterogeneous networks, the DHCP protocol may be equally applied regardless of the type of access network.

Claims

Provides handoff service to a mobile communication network including a packet data service node providing an internet protocol routing function in a wireless LAN including an access router providing an internet protocol routing to a mobile terminal accessing the wireless LAN. In the wireless communication system,

Dynamic Host Control Protocol compresses information for tunneling between the access router and the packet data service node to the packet data service node when the access router and the three-layer access point are formed in the mobile communication network. A mobile station that delivers messages using a DHCP message,

Receiving a compressed Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) message, which is information for tunneling, establishing a tunnel for packet forwarding with the access router, and transmitting a packet transmitted from a counterpart node to the mobile terminal through the established tunnel; Packet delivery system between heterogeneous networks, including packet data service node.

The method of claim 1, wherein the transmitting of the compressed dynamic host configuration protocol (DHCP) message comprises:

Transmitting, by the mobile terminal, a compressed dynamic host configuration protocol (DHCP) discovery (DISCOVER) message to the packet data service node;

Transmitting, by the packet data service node, a compressed dynamic host configuration protocol (DHCP) OFF message to the mobile terminal;

Transmitting, by the mobile terminal, a compressed dynamic host configuration protocol (DHCP) notification (INFORM) message to the packet data service node;

And transmitting, by the packet data service node, the compressed dynamic host configuration protocol (DHCP) response (ACK) message to the mobile terminal.

The method of claim 1,

The compressed DHCP message is a packet forwarding system between heterogeneous networks, characterized in that the mobile terminal includes an existing IP address used in the wireless LAN and the IP address of the access router.

The method of claim 3, wherein

The compressed DHCP message is generated by setting a predetermined field value of a DHCP header.

The method of claim 4, wherein the field value of the set DHCP header,

A packet forwarding system between heterogeneous networks, characterized by setting the low bandwidth DHCP flag in the flag field to '1'.

Provides handoff service to a mobile communication network including a packet data service node providing an internet protocol routing function in a wireless LAN including an access router providing an internet protocol routing to a mobile terminal accessing the wireless LAN. In the way,

Detecting, by the mobile terminal, the access router and the three-layer access point configured for movement to the mobile communication network;

Transmitting, by the mobile terminal, information for tunneling between the access router and the packet data service node to the packet data service node by using a compressed dynamic host control protocol (DHCP) message;

Establishing a tunnel for packet forwarding between the packet data service node and the access router;

And transmitting the packets transmitted from the counterpart node to the mobile terminal through the established tunnel.

The method of claim 6,

The compressed DHCP message is a packet forwarding method between heterogeneous networks, characterized in that the mobile terminal includes an existing IP address used in the wireless LAN and the IP address of the access router.

The method of claim 6,

The method of claim 8, wherein the field value of the DHCP header is set,

A low bandwidth DHCP flag in the flag field is set to '1'.

Transmitting a packet from a mobile terminal wirelessly connected to a cellular network including a wireless LAN including an access router providing an internet protocol routing to a mobile terminal accessing a wireless LAN and a packet data service node providing an internet protocol routing function In the method for

Transmitting and receiving information for creating a tunnel between the packet data service node and the access router with the packet data service node in a compressed dynamic host configuration protocol message;

And transmitting / receiving a packet with a counterpart node of an external host through the tunnel created between the packet data service node and the access router.

A method for establishing a three-layer connection point between a mobile terminal and the packet data service node in a mobile communication network having a packet data service node,

Transmitting, by the mobile terminal, a compressed dynamic host configuration protocol discovery (DISCOVER) message to the packet data service node;

Transmitting, by the packet data service node, a compressed dynamic host configuration protocol provision (OFFER) message to the mobile terminal;

Transmitting, by the mobile terminal, a compressed dynamic host request (REQUEST) message to the packet data service node;

And transmitting, by the packet data service node, the compressed dynamic host response (ACK) message to the mobile terminal.

The method of claim 11,

And when the mobile terminal receives the compressed dynamic host configuration protocol offer (OFFER) message, transmitting the compressed dynamic host configuration protocol notification (INFORM) message to the packet data service node. A method for establishing a three-layer connection point between a mobile terminal and the packet data service node.