KR20070060464A - 휴대 인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터들 간에이동관리 모듈의 트랜잭션 식별자 교환 방법 - Google Patents

휴대 인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터들 간에이동관리 모듈의 트랜잭션 식별자 교환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 휴대형 단말기를 가진 사용자에게 이동 무선 환경에서도 고속의 인터넷 서비스를 제공하는 휴대인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 이동단말의 패킷 엑세스 라우터간 핸드오버 메시지를 효율적으로 처리하기 위해 트랙잭션 식별자를 교환하는 방법에 관한 것이다. 휴대인터넷 시스템은 셀 기반의 이동통신 구조를 기반으로 하고 있으므로 핸드오버라는 이동 시스템 특유의 기술이 지원된다. 핸드오버란 서비스중인 단말이 위치 이동으로 인해 다른 셀 영역으로 진입하더라도 서비스가 단절되지 않게 해 주는 기술을 말한다. 휴대인터넷 시스템에서 지원하는 핸드오버는 기지국이 관장하는 섹터간 서빙셀/타겟셀 핸드오버, 기지국간 서빙셀/타겟셀 핸드오버 그리고 서브넷이 바뀌는 패킷 엑세스 라우터간 서빙셀/타겟셀 핸드오버가 있으며, 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈은 모든 종류의 핸드오버를 관리한다. 패킷 엑세르 라우터의 이동관리 모듈은 핸드오버를 처리하기 위하여 이동단말의 핸드오버 요청이 있을 때 마다 일시적인 트랜잭션 테이블을 생성하여 핸드오버가 완료될 때까지 관리하며, 이러한 트랜잭션 테이블은 이동단말별로 동시다발적으로 생성되어 관리된다. 특히, 패킷 엑세스 라우터간 핸드오버가 발생되면 두 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈은 각각 트랜잭션 테이블을 생성하기 때문에, 원할한 핸드오버 메시지를 처리하기 위해서 트랜잭션 테이블의 식별자를 서로 교환하여 핸드오버 메시지의 식별자로 사용하게된다. 본 발명에서는 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 이동단말의 패킷 엑세스 라우터간 핸 드오버 메시지를 처리하기 위하여 트랜잭션 테이블의 식별자를 교환하는 방법에 있어서 핸드오버 메시지에 서빙과 타겟의 트랜잭션 식별자 필드를 각각으로 두지 않고 PAR Context ID 필드로 통합하고, PAR Context ID의 상위 16bit는 서빙 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로 하위 16bit는 타겟 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로 사용하여 최초 한번만 교환하고 이후 교환되는 메시지에서는 상대 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로만 사용하는 방법을 제공함으로써 핸드오버 메시지의 크기를 줄일 수 있는 방법을 제공한다.
휴대인터넷, 패킷엑세스라우터, 이동관리, 트랜잭션 식별자, HPi, PAR, Transaction Id

Description

휴대 인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터들 간에 이동관리 모듈의 트랜잭션 식별자 교환 방법{Exchanging Method of Transaction Identification of Mobility Management Module Between Packet Access Routers in High-speed Protable Internet (HPi) System}
도 1은 본 발명이 적용된 휴대인터넷 시스템의 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명이 적용된 휴대인터넷 시스템에서 PAR와 PAR 사이의 인터페이스 프로토콜인 PPAP 메시지들 중 핸드오버 관련 메시지 명칭을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용된 휴대 인터넷 시스템에서 PAR간 핸드오버 메지의 공통 포멧을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용된 휴대 인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터간 서빙셀 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용된 휴대 인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터간 타겟셀 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 패킷 엑세스 라우터 이동관리 모듈의 트랜잭션 식별자 교환 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명은, 휴대형 단말기를 가진 사용자에게 이동 무선 환경에서도 고속의 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷 시스템에서 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 이동 단말의 패킷 엑세스 라우터간 핸드오버 메시지를 효율적으로 처리하기 위해 트랙잭션 식별자를 교환하는 방법에 관한 것이다.
휴대 인터넷 시스템은 무선랜 시스템과 셀룰라 이동통신 시스템의 특징중 장점은 취하면서 단점은 보완한 시스템이다. 무선랜 시스템은 고속의 전송속도를 제공하지만 서비스 커버리지 및 이동성 지원이 되지 않는 단점이 있으며, 셀룰라 이동통신 시스템은 넓은 서비스 커버리지 및 이동성은 지원하지만 전송속도가 저속이라는 단점을 가지고 있다. 일반적으로, 무선접속 환경 하에서 전송속도와 서비스 커버리지는 서로 대립이 되는 특성으로 알려져 있다. 다시 말하면, 높은 전송속도를 제공하는 기술일 경우에는 서비스 커버리지가 좁을 수밖에 없으며, 반대로 넓은 커버리지를 서비스하기 위해서는 전송속도를 낮게 할 수 밖에 없다는 것이 정설로 여겨져 왔다. 하지만, 최근에 높은 전송속도를 제공하면서도 비교적 넓은 서비스 커버리지를 지원하는 기술들이 개발되고 있으며, 휴대인터넷 시스템에서 이러한 기술들을 적용하고 있다. 휴대인터넷 시스템은 무선랜 및 셀룰라 이동통신시스템의 특성 중에서 각각의 장점만을 취한 시스템으로써 고속의 전송속도를 제공하면서 셀룰라 이동통신시스템에 근접하는 수준의 서비스 커버리지와 이동성까지도 지원하는 것을 목표로 하고 있다.
휴대 인터넷 시스템은 셀 기반의 이동통신 구조를 기반으로 하고 있으므로 핸드오버라는 이동 시스템 특유의 기술이 지원된다. 핸드오버란 서비스중인 단말이 위치 이동으로 인해 다른 셀 영역으로 진입하더라도 서비스가 단절되지 않게 해 주는 기술을 말한다. 휴대인터넷 시스템에서 지원하는 핸드오버는 기지국이 관장하는 섹터간 서빙셀/타겟셀 핸드오버, 기지국간 서빙셀/타겟셀 핸드오버 그리고 서브넷이 바뀌는 패킷 엑세스 라우터간 서빙셀/타겟셀 핸드오버가 있으며, 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈은 모든 종류의 핸드오버를 관리한다. 패킷 엑세르 라우터의 이동관리 모듈은 핸드오버를 처리하기 위하여 이동단말의 핸드오버 요청이 있을 때 마다 일시적인 트랜잭션 테이블을 생성하여 핸드오버가 완료될 때까지 관리하며, 이러한 트랜잭션 테이블은 이동단말별로 동시다발적으로 생성되어 관리된다. 특히, 패킷 엑세스 라우터간 핸드오버가 발생되면 두 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈은 각각 트랜잭션 테이블을 생성하기 때문에, 원할한 핸드오버 메시지를 처리하기 위해서 트랜잭션 테이블의 식별자를 서로 교환하여 핸드오버 메시지의 식별자로 사용한다.
본 발명에서는 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 이동단말의 패킷 엑세스 라우터간 핸드오버 메시지를 처리하기 위하여 트랜잭션 테이블의 식별자를 교환하는 방법에 있어서 핸드오버 메시지에 서빙과 타겟의 트랜잭션 식별자 필드를 각각으로 두지 않고 PAR Context ID 필드로 통합하고, PAR Context ID의 상위 16bit는 서빙 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로 하위 16bit는 타겟 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로 사용하여 최초 한번만 교환하고 이후 교환되는 메시지 에서는 상대 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로만 사용하는 방법을 제공함으로써 핸드오버 메시지의 크기를 줄일 수 있는 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용된 휴대 인터넷 망의 구성 예시도이다. 휴대 인터넷 망은 무선 접속을 통한 고속의 인터넷 서비스를 제공하며, DHCP와 MIP 서비스 모두를 제공할 수 있는 구조를 가지고 있다. AT(101)는 휴대 단말기로써 기지국 장치인 AP(102)에 무선 채널로 접속하여 무선 패킷 데이터 서비스를 제공 받으며 이동성을 가진다. AP(102)는 유선망과 무선망을 연결하는 장치로써 무선 채널을 제어하며, 유선망과 연결되어 AT(101)에 직접적으로 무선 패킷 데이터 서비스를 제공한다. PAR(103)은 서비스 접속 제어 기능, 핸드오버 기능, 패킷 접속 라우팅 기능 및 MIP의 외부 에이전트(FA: Foreign Agent) 기능을 수행하며, MIP의 이동성을 위하여 HA(106)와 그리고 사용자 인증을 위하여 AAA 서버(105)과 연동한다. 또한, 본 발명에 따라 사용자의 이동성을 제어하는 이동관리 모듈이 실장된다. 그리고, 일반적으로 하나의 PAR 영역이 하나의 IP 서브넷이 되며, 사업자 IP 망(104)에 연결되어 공중 인터넷(109)에 집적 접속되는 구조를 가진다.
그리고, 각 휴대 인터넷 사업자별 IP 망(106)에는 AAA 서버(105), HA(106), DNS(107), DHCP(108)가 존재한다. AAA(105)는 휴대 인터넷 망 가입자에게 DHCP와 MIP 서비스를 제공하기위한 인증 및 권한 검증 그리고 과금 기능의 수행한다. HA 서버(106)는 이동 단말에 MIP 서비스를 제공하기 위한 홈 에이전트 기능을 수행한다. DNS 서버(107)는 이동 단말의 도메인 네임과 IP 주소를 매핑하여 관리하며, 도메인 네임 또는 IP 주소를 해석해서 알려주는 기능을 수행한다. DHCP 서버(108)는 망에서 운용할 수 있는 주소 자원을 서브넷 별로 관리하고, 이동단말의 동적 주소 할당 요청에 따라서 해당 서브넷의 주소 자원을 할당하는 기능을 수행한다.
도 2는 PAR와 PAR 사이의 인터페이스 프로토콜인 PPAP 메시지들 중에 핸드오버와 관련된 메시지를 나열한 것이다. 여기에서 메시지 타입(201)은 PPAP 프로토콜에 명시되는 실질적인 값을 의미하고, 메시지 이름(202)은 해당 메시지의 의미를 나타내며, 메시지 설명(203)은 메시지 이름의 명확한 기술을 표현하고 있다. PPAP 메시지에는 request/response 또는 indication/confirmation으로 이루어 지는 2-way 메시지와 request/response/ack로 이루어 지는 3way 메시지가 있다.
도 3은 휴대 인터넷 시스템에서 PAR간 핸드오버 메시지의 공통 포멧을 나타낸 것으로 도 2에 나열된 모든 메시지에서 공통적으로 쓰이는 필드이다. 그리고, 각 핸드오버 메시지는 공통 필드에 추가적으로 요구되는 필드가 추가되어 하나의 완전한 메시지 포멧을 이룬다. Source Node ID 필드(401)는 서빙 패킷 엑세스 라우터의 식별자로 48bit로 나타내고, Destination Node ID 필드(402)는 타겟 패킷 엑세스 라우터의 식별자로 48bit로 나타낸다. 그리고, PAR Context ID 필드(403)는 본 발명이 적용되는 필드로 상대 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 관리하는 트랜잭션 테이블의 식별자를 나타내며 32bit로 표시된다.
도 4는 본 발명이 적용된 휴대인터넷 시스템에서 PAR간 서빙셀 핸드오버 절 차를 나타낸 것이다. 이동단말은 휴대인터넷 서비스를 받던 중에 핸드오버를 요청하기 위해 MOB_MSHO-REQ(401) 메시지를 서빙 기지국에 전송하고, 이 메시지를 수신한 서빙 기지국은 이 메시지에 포함된 핸드오버 후보 셀의 정보를 확인하여 이웃 셀의 정보를 포함하고 있으면 HOreq(402) 메시지를 서빙 PAR로 전송한다. PAR는 HOreq(402) 메시지에 포함된 핸드오버 후보 셀의 정보를 기반으로 PAR간 핸드오버임을 결정하고 이동단말이 접속할 타겟 PAR에 PHO-req(403) 메시지를 전송한다. PHO-req(403) 메시지를 수신한 타겟 PAR는 타겟 AP를 결정한 후에 HOind(404) 메시지를 타겟 AP로 전송하여 이동단말이 핸드오버될 것임을 알리고, 타겟 AP는 핸드오버 수락여부를 HOcnf(405) 메시지를 통해서 타겟 PAR에 전송한다. 타겟 PAR는 핸드오버 요청 결과를 PHO-rsp(406) 메시지를 통해서 서빙 PAR에 전송하고, 서빙 PAR는 결과를 HOrsp(407) 메시지를 통해서 서빙 AP에 전송하며, 서빙 AP는 MOB_BSHO-RSP(408) 메시지를 이동단말에 전송한다. 이때, 서빙 PAR는 PAR에서 관리하고 있던 이동단말에 대한 컨텍스트 정보를 타겟 PAR에게 PCI-ind(409)/PCI-cnf(410) 메시지를 통해서 전송한다.
이동 단말은 핸드오버 시작을 알리는 MOB_HO-IND(411) 메시지를 서빙 AP에 전송하고 새로운 셀로 이동한다. 그리고 AP는 이 메시지를 수신한 후에 이동단말에 대한 컨텍스트 정보를 ACIind(412,414)/ACIcnf(415,417) 메시지를 통해서 타겟 AP로 전송하며, PAR간에는 PDT-ind(413)/PDT-cnf(416) 변환되서 전송된다. 이동단말은 셀을 변경한 후에 무선링터 접속 및 기보기능 협상(418)을 수행하고, 등록(419) 기능을 수행하여 타겟셀을 통하여 서비스를 받는다.
도 5는 본 발명이 적용된 휴대인터넷 시스템에서 PAR간 타겟셀 핸드오버 절차를 나타낸 것이다. 휴대인터넷 서비스를 받고있던 이동단말이 이동중 음영지역에 들어거나 서빙셀 핸드오버가 실패하여 서비스 중이던 기지국과 통신이 되지 않는 상태가 되면, 이동단말은 새로운 셀을 검색하여 검색된 새로운 셀과 무선접속을 수행한다. 이동단말은 새로운 셀과 무선접속을 위해서 서빙셀의 정보를 포함한 RNG-REQ(501) 메시지를 타겟 AP로 전송하고, 타겟 AP는 RNG-REQ(501) 메시지에 포함된 서빙셀의 정보를 확인하여 서빙셀의 정보가 자신이 관장하는 셀에 속하지 않으면 XHOreq(502) 메시지를 타겟 PAR에 전송한다. 타겟 PAR는 XHOreq(502) 메시지에 포함된 서빙셀의 정보를 가지고 PAR간 타겟셀 핸드오버임을 결정한 후에, 서빙 PAR에 PAR간 타겟셀 핸드오버임을 알리는 PHO-ind(503) 메시지를 전송하고, 서빙 PAR는 서빙 AP에 XHOind(504) 메시지를 전송하여 타겟셀 핸드오버되었음을 알린다. 서빙 AP는 XHOcnf(505) 메시지를 응답하여 타겟셀 핸드오버의 수락여부를 알리고, 서빙 PAR는 PHO-cnf(506) 를 타겟 PAR로 전송하며, 타겟 PAR는 결과를 XHOrsp(507) 메시지를 통해서 타겟 AP에 전송한다. 타겟 AP는 RNG-RSP(508) 메시지를 이동단말에 전송하고 타겟셀 핸드오버가 수행되었음을 알리는 XHOack(509) 메시지를 타겟 PAR에 전송하고, 타겟 PAR는 PHO-ack 메시지를 서빙 PAR에 전송하고 서빙 PAR는 XHOack(511) 메시지를 서빙 AP에 전송한다. 그리고, 서빙 PAR는 자신이 관리하고 있던 이동단말에 대한 컨텍스트 정보를 PCI-ind(512)/PCI-cnf(513) 메시지를 통해서 타겟 PAR에 전송하고, 서빙 AP는 ACIind(514,516)/ACIcnf(517,519) 메시지를 통해서 이동단말에 대한 컨텍스트 정보를 타겟 AP에 전송하며, PAR 간에는 PDT- ind(515)/PDT-cnf(516) 메시지로 변화되서 전송된다. 이동단말은 타겟셀과 기본기능 협상(520)과 등록(521) 기능을 수행하며, 이때부터 이동단말은 타겟셀을 통하여 서비스를 받을 수 있게된다.
도 6은 본 발명에 따라 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 PAR간 핸드오버를 수행하기 위해 트랜잭션 테이블의 식별자를 교환하는 방법을 나타낸 것이다.
PAR간 서빙셀 핸드오버 절차는 서빙 PAR에서 타겟 PAR로 PHO-req(601) 메시지를 보내는것으로 시작되며, 이때 서빙 PAR는 PHO-req(601) 메시지의 PAR Context ID 필드의 상위 16 bit에 자신의 트랜잭션 테이블의 식별자를 포함시켜 타겟 PAR에 전송한다. PHO-req(601)을 받은 타겟 PAR는 새로운 트랜잭션 테이블을 생성하고 서빙 PAR의 트랜잭션 식별자를 저장한 후에, PHO-rsp(602) 메시지의 상위 16bit에는 서빙 PAR의 트랜잭션 식별자를 포함시키고 하위 16bit는 타겟 PAR의 트랜잭션 식별자를 포함시켜 전송한다. PHO-rsp(602)를 수신한 서빙 PAR는 PAR Context ID의 상위 16bit로 자신의 트랜잭션 테이블을 찾은 후에 하위 16bit의 타겟 PAR 트랜잭션 식별자를 저장한다. 이렇게 서빙 PAR와 타겟 PAR는 서로의 트랜잭션 식별자를 교환하게 되며, 이후 절차에서는 상대 PAR의 트랜잭션 식별자를 PAR Context ID에 포함하여 메시지를 식별할 수 있게 한다. 즉, PHO-req(601), PHO-rsp(602)를 교환한 후에 PCI-ind(606), PCI-cnf(607), PDT-ind(608), PDT-cnf(609)를 전송시에는 상대 PAR의 트랜잭션 식별자 만을 PAR Context ID 필드에 포함시켜 전송한다.
PAR간 타겟셀 핸드오버 절차에서도 마찬가지로 타겟 PAR에서 서빙 PAR로 타겟셀 핸드오버를 시작하는 메시지 PHO-ind(603)의 PAR Context ID 필드에 타겟 PAR 의 트랜잭션 식별자를 포함하여 전송한다. PHO-ind(603)을 받은 서빙 PAR는 새로운 트랜잭션 테이블을 생성하고 타겟 PAR의 트랜잭션 식별자를 저장한 후에, PHO-cnf(604) 메시지의 상위 16bit에는 서빙 PAR의 트랜잭션 식별자를 포함시키고 하위 16bit는 타겟 PAR의 트랜잭션 식별자를 포함시켜 전송한다. PHO-cnf(604)를 수신한 타겟 PAR는 PAR Context ID의 하위 16bit로 자신의 트랜잭션 테이블을 찾은 후에 상위 16bit의 서빙 PAR 트랜잭션 식별자를 저장한다. 이렇게 서빙 PAR와 타겟 PAR는 서로의 트랜잭션 식별자를 교환하게 되며, 이후 메시지 PHO-ack(605), PCI-ind(606), PCI-cnf(607), PDT-ind(608), PDT-cnf(609)에서는 상대 PAR의 트랜잭션 식별자 만을 PAR Context ID에 포함시켜 메시지를 식별할 수 있게 한다.
본 발명에서는 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 이동단말의 패킷 엑세스 라우터간 핸드오버 메시지를 처리하기 위하여 트랜잭션 테이블의 식별자를 교환하는 방법에 있어서 핸드오버 메시지에 서빙과 타겟의 트랜잭션 식별자 필드를 각각으로 두지 않고 ParContextId 필드로 통합하고, ParContextId의 상위 2 바이트는 서빙 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로 하위 2 바이트는 타겟 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로 사용하여 최초 한번만 교환하고 이후 교환되는 메시지에서는 상대 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자로만 사용하는 방법을 제공함으로써 핸드오버 메시지의 크기를 줄일 수 있는 효과를 제공하며, 이에 따른 시스템 오버해드를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 휴대 인터넷 시스템의 패킷 엑세스 라우터의 이동관리 모듈이 패킷 엑세스 라우터간핸드오버를 처리하기 위하여 트랜잭션 식별자를 교환하는 방법.
  2. 상기 트랜잭션 식별자를 교환하는 방법에 있어서 하나의 PAR Context ID로 통합하여 교환하는 방법.
  3. 상기 트랜잭션 식별자를 교환하는 방법에 있어서 서빙셀 핸드오버의 최초 메시지를 전송하는 서빙 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자를 PAR Context ID의 상위 16bit에 포함하는 방법.
  4. 상기 트랜잭션 식별자를 교환하는 방법에 있어서 타겟셀 핸드오버의 최초 메시지를 전송하는 타겟 패킷 엑세스 라우터의 트랜잭션 식별자를 PAR Context ID의 하위 16bit에 포함하는 방법.
  5. 상기 트랜재션 식별자를 교환하는 방법에 있어서 최초 메시지의 응답 메시지에 서빙PAR의 트랜잭션 식별자와 타겟 PAR의 트랜잭션 식별자를 PAR Context ID의 상위 16bit와 하위 16bit에 포함시키는 방법.
  6. 상기 트랜잭션 식별자를 교환하는 방법에 있어서 최초 한번의 메시지를 교환후에 전송되는 메시지에는 상대 PAR의 트랜잭션 식별자 만를 PAR Context ID에 포함시키는 방법.
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