KR20080022939A

KR20080022939A - 프락시 모바일 아이피를 지원하는 이동통신 시스템에서이동 노드의 핸드오프 관리 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20080022939A
Application number: KR1020060086806A
Authority: KR
Inventors: 서경주; 배범식; 정정수; 베로니카 콘드라티에바
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-03-12
Also published as: US20080080427A1; KR100965676B1; WO2008030063A1; US8224327B2

Abstract

본 발명은 프락시 모바일 IP(PMIP)를 사용하는 3GPP2 이동 통신망에서 Client Mobile IP를 사용하는 단말이 있는 경우 PDSN에서는 MS를 위하여 PMIP을 지원하고 MS는 client MIP을 지원함에 따라 Home Agent로 해당 단말을 위하여 binding update(BU) 또는 registration request(RRQ) message를 보냄에 있어 발생할 수 있는 오동작 문제점을 해결하는 방안을 제시함으로써 통신을 효율적으로 가능하도록 하는 효과가 있다.

이동호스트, 프락시 이동아이피(프락시 모바일 IP), 이동 아이피( Mobile IP)

Description

프락시 모바일 아이피를 지원하는 이동통신 시스템에서 이동 노드의 핸드오프 관리 방법 및 시스템{METHOD FOR MANAGING HANDOFF PROCEDUER OF A MOBILE NODE IN A MOBILE COMMUNICATION SUPPORTING PROXY MOBILE INTERNET PROTOCOL}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 일 구성 예를 나타낸 블록도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 T-PDSN(105)에서 수행되는 핸드 오프 관리 방법을 나타낸 순서도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 S-PDSN(103)에서 수행되는 핸드 오프 관리 방법을 나타낸 순서도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 핸드 오프 관리 절차를 설명하기 위한 도면.

본 발명은 모바일 IP(Internet Protocol)를 지원하는 이동통신 시스템에서 핸드오프 관리 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 프락시(proxy) 모바일 IP를 이 용하는 이동통신 시스템에서 효율적인 핸드오프 관리 방법 및 장치에 대한 것이다.

근래 IP 기반의 통신망은 인터넷 기술의 비약적인 발전에 힘입어 급속한 발전이 이루어지고 있다. 이러한 IP 기반의 통신망에서는 할당된 IP 주소를 이용하여 서비스 데이터를 송수신한다. 한편 이동통신 시스템에서도 이동 단말 즉, 이동 노드에게 데이터를 전송하기 위한 네트워크 주소체계들이 제안되고 있으며, 이러한 네트워크 주소체계들 중 이동 노드에 IP 주소를 할당하는 대표적인 방식으로 모바일 IP 기술이 있다. 상기 모바일 IP 기술은 이동통신 시스템의 급속한 발전과 무선 랜 서비스의 증가로 인하여 이동 노드를 이용하는 사용자가 증가됨에 따라 이동 노드의 위치를 관리하고 핸드 오프 시에도 끊김 없는(Seamless) 통신을 제공할 수 있도록 제안된 것이다.

상기 모바일 IP 기술은 표준화 단체 중 하나인 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 많은 협의가 이루어지고 있다. 상기 모바일 IP의 버전은 모바일 IPv4가 제안된 후 최근 모바일 IPv6가 제안된 상태이다. 즉 IP 기반의 통신망은 IPv4를 기반으로 출발하였으나, 할당할 수 있는 IP 자원의 제한과 사용자 증대 및 다양한 서비스 제공을 위해 보다 진보된 형태인 IPv6로 진화하고 있다. 상기 IPv6의 가장 큰 특징은 IP 주소의 길이가 32 비트에서 128 비트로 늘어나 더욱 많은 가입자를 수용할 있도록 IP 주소의 길이를 확장한 것이다.

상기한 모바일 IP 기술은 이동통신 시스템에서 사용하기에는 프로토콜 자체의 오버헤드가 많은 문제점이 있으며, 최근 이동통신 기술의 표준화 단체 중 하나인 3GPP2에서는 이러한 오버헤드를 줄이고자 프락시(proxy) 모바일 IP 기술을 제안 중이다. 상기 프락시 모바일 IP 기술은 현재 표준을 정의하는 작업이 진행중이다. 따라서 프락시 모바일 IP를 이용하여 이동통신 시스템의 성능을 개선하고자 하는 다양한 연구가 이루어지고 있으며, 3GPP2에서는 특히 핸드오프의 성능 개선을 위해서 프락시 모바일 IP를 사용하는 표준을 논의 중에 있다.

핸드오프에서 상기 프락시 모바일 IP를 사용하는 경우 핸드오프의 지연은 종래 모바일 IP에 비해서 줄일 수 있으나 프락시 모바일 IP를 지원하는 무선 환경에서 종래 심플(simple) IP를 지원하든 또는 모바일 IP를 지원하든 이동 노드는 무선 환경과는 독립적으로 동작할 수 있어야 한다. 따라서 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템에서 이동 노드의 핸드오프를 효율적으로 지원하기 위한 프로토콜 상의 관리가 필요하다.

본 발명은 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템에서 이동 노드의 핸드오프를 효율적으로 수행하기 위한 관리 방법 및 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템에서 이동 노드의 핸드오프 지연을 방지할 수 있는 관리 방법 및 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템에서 이동 노드의 핸드오프 시 이동노드의 등록 절차를 안정적으로 수행할 수 있는 관리 방법 및 시스템을 제공한다.

본 발명에 따라 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템에서 클라이언 트 모바일 IP를 이용하는 이동 노드를 위한 핸드오프 관리 방법은 타겟 패킷 데이터 서비스 노드가 타겟 억세스 네트워크의 영역으로 이동하는 이동 노드의 핸드오프를 위한 요구 메시지를 서빙 패킷 데이터 서비스 노드로 전송하는 과정과, 상기 타겟 패킷 데이터 서비스 노드가 홈 에이전트로 프락시 바인딩 업데이트 메시지를 전송하여 상기 이동 노드의 핸드오프를 위한 등록을 수행하는 과정과, 상기 홈 에이전트로부터 상기 프락시 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답을 대기하는 동안 상기 이동 노드로부터 상기 클라이언트 모바일 IP의 바인딩 업데이트 메시지가 수신되었는지 판단하는 과정과, 상기 대기 상태 중에 상기 이동 노드로부터 상기 클라이언트 모바일 IP의 바인딩 업데이트 메시지가 수신된 경우 수신된 상기 클라이언트 모바일 IP의 바인딩 업데이트 메시지를 필터링하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 일 구성 예를 나타낸 블록도이다.

도 1에서 이동 노드가 핸드오프 전에 접속하고 있던 서빙 패킷 데이터 서비 스 노드(이하, S-PDSN)(103)과 핸드오프 후에 접속하는 타켓 패킷 데이터 서빙 노드(이하, T-PDSN)(105)은 홈 에이전트(Home Agent : HA)(101)와 프락시 모바일 IP(PMIP)를 통하여 통신가능하다. 이동 노드(113)는 도 1과 같은 무선 환경에서 모바일 IP를 이용할 수 있음을 가정한다. 3GPP2에서는 모바일 IP를 클라이언트 모바일 IP라 칭하기도 한다. 그리고 도 1의 무선 환경에서 이동 노드는 S-PDSN(103)이 관할하는 서빙 억세스 네트워크(이하, S-AN)(107)에 접속되어 있다가 T-PDSN(105)이 관할하는 타겟 억세스 네트워크(이하, T-AN)(109)의 서비스 영역으로 이동하는 경우를 가정한다.

도 1에서 클라이언트 모바일 IP를 사용하는 이동 노드(113)가 S-AN(107)의 영역으로부터 T-AN(109)의 영역으로 이동하는 경우 시스템으로 미리 설정된 유효 시간(life time)이 만료되기 전에 바인딩 업데이트 메시지(binding update message) 또는 등록 요구 메시지(registration request)를 다시 전송할 수 있다. 이 경우 이동 노드는 T-PDSN(105)이 자신을 대신하여 프락시 모바일 IP를 사용하여 핸드오프에 대응하고 있음을 알 지 못하는 경우 시스템으로 등록 요구 메시지를 전송하는 경우가 발생할 수 있다.

즉 이동 노드(113)가 T-AN(109)의 영역으로 이동하는 경우 이동 노드(113)에서 기지국 송수신기(BTS)(111)를 거쳐 T-AN(109), T-PDSN(105)까지 등록을 요구하는 것이 가능한 시점에 바인딩 캐쉬(binding cache)의 유효 시간(life time)이 만료되기 전에 해당 바인딩을 연장하기 위해 또는 타이머 만료 전에 등록을 하기 위해 모바일 IPv6의 경우 이동 노드(113)의 HA(101)로 바인딩 업데이트 메시지를, 모 바일 IPv4의 경우 RRQ(registration request)를 전송하는 경우 이미 T-PDSN(105)이 HA(101)로 등록 요구를 하였으나 HA(101)로부터 응답을 받지 못한 경우라면 이동 노드(113)의 동작과, 이동 노드(113)를 대신하여 프락시 모바일 IP을 작동하는 T-PDSN(105)의 동작과의 사이에 오동작이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 T-PDSN(103), S-PDSN(103) 그리고 HA(101)는 이러한 문제점을 방지하고자 다음과 같은 핸드오프 관리 절차를 수행한다.

이하 설명에서 등록 요구 메시지는 모바일 IPv6의 경우 BU(binding update)또는 모바일 IPv4의 RRQ를 혼용하거나 BU라고 통칭하여 사용하도록 하고, 모바일 IPv6의 경우 BA(binding acknowledgement)/RRP(Registration response)를 혼용하거나 BA로 통칭하여 사용하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 T-PDSN(105)에서 수행되는 핸드 오프 관리 방법을 나타낸 순서도이다.

도 2의 201 단계에서 T-PDSN(105)이 이동 노드(113)를 대신하여 프락시 모바일 IP를 사용하여 등록 요구를 하는 경우 T-PDSN(105)은 모바일 IPv6를 사용하는 경우 HA(101)로 BU를 보내려고 하거나 또는 모바일 IPv4를 사용하는 경우 HA(101)로 RRQ를 보내려고 하는지를 판단한다. 만일 그러한 경우 203 단계에서 T-PDSN(105)은 P 비트를 on시킨 BU/RRQ를 생성하여 HA(101)로 BU/RRQ를 전송한다. 여기서 P 비트는 Proxy MIP을 사용한다는 것을 HA로 알려주기 위하여 사용하는 비트이다. 또는 reserved 된 비트들 중에서 한 비트를 HA 에게 PMIP 을 사용함을 알리기 위하여 사용할 수 있다. 상기 203 단계에서 P 비트를 on시켜 BU를 보내는 경우 는 HA(101)에서 해당 비트를 통해 프락시 모바일 IP를 구별하여 처리하기 위함이며, 경우에 따라서는 다른 방법을 사용할 수도 있다. 상기 다른 방법의 예로 P 비트와 같이 indication을 주는 비트를 사용하지 않을 경우는 일반적인 메시지를 보내는 경우이다. 이러한 경우 Proxy mobile IP를 사용함을 미리 HA로 알리는 메시지 등을 전송하여 indication을 주는 것도 가능하다. 한편 상기 201 단계에서 T-PDSN(105)이 BU/RRQ를 생성하여 HA(101)로 전송하는 경우가 아닌 경우는 205 단계에서 T-PDSN(105)은 이동 노드(113)가 보내는 BU를 수신한 경우로서 HA(101)로 BU를 전달한다. 그리고 207 단계에서 T-PDSN(105)은 상기 201 단계에서 HA(101)로 전송한 BU에 대해서 BA를 받았는지를 판단한다. 여기서 상기 BA는 바인딩 확인 메시지(binding acknowledgement message)로서 HA(101)에서 PDSN 또는 이동 노드(113)로부터 받은 proxy BU 또는 BU에 대해서 해당 BU를 받은 것이 성공하였는지 여부를 나타내기 위하여 응답하는 메시지이다. 이때는 상기 BA에 포함된 시퀀스 번호(sequence number), NAI(network access identifier), 이동 노드의 홈 어드레스(home address) 등의 정보를 기반으로 하여 판단한다. 상기 207 단계에서 BA를 받지 않은 경우 T-PDSN(105)은 209 단계에서와 같이 이동 노드(113)로부터 BU를 받았는지 판단하여 받은 경우는 211 단계에서와 같이 HA(101)로 해당 BU, 즉 이동 노드(113)로부터 수신한 BU를 보내지 아니하고 필터링하며, 213 단계에서 BU를 보내온 이동 노드(113)로 해당 BU가 처리될 수 없는 오류 상태 임을 알린다. 이러한 이동 노드(113)로 오류 상태를 알리기 위해 별도의 메시지를 사용할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시 스템의 S-PDSN(103)에서 수행되는 핸드 오프 관리 방법을 나타낸 순서도이다.

도 3의 301 단계에서 S-PDSN(103)은 T-PDSN(105)으로부터 핸드오프 요구 메시지(HO_request)를 수신하였는지 판단한다. HO_request를 수신한 경우 도시되지 않았으나 S-PDSN(103)은 T-PDSN(105)으로 핸드오프 응답 메시지(HO_response)를 전송한 후, 303 단계에서 컨텍스트 전송(context transfer)을 시작한다. 상기 컨텍스트 전송이 시작된 경우 S-PDSN(103)은 305 단계에서 자체적으로 BU를 생성하여 전송할 것인지를 체크하고, 그러한 경우 S-PDSN(103)은 307 단계에서 BU의 life time을 "0"로 설정하여 전송할 것인지 판단한다. 상기 307 단계에서 Life time=0으로 설정된 BU가 S-PDSN(103)으로부터 HA(101)로 전송할 경우 S-PDSN(103)은 전송에 앞서 309 단계에서 T-PDSN(105)이 HA(101)로 등록을 마쳤는지를 확인한다. 이 과정은 S-PDSN(103)이 T-PDSN(105)으로부터 등록 여부를 알리는 메시지(indication)를 받는 방법 또는 HA(101)로부터 T-PDSN(105)이 등록을 마쳤음을 알리는 메시지(indication)를 받는 방법, 또는 T-PDSN(105)과 S-PDSN(103) 사이의 GRE 터널이 삭제(delete) 되는 것을 토대로 아는 방법 등이 사용될 수 있다. 한편 상기 307 단계에서 S-PDSN(103)이 BU를 전송하지만 BU의 life time=0이 아닌 경우 HA(101)의 바인딩 캐쉬 엔트리(binding cache entry)를 취소(revocation)하기 위한 과정이 아니므로 313 단계와 같이 오류(error) 상황 으로 처리한다. 그리고 T-PDSN(105)이 HA(101)에 등록을 하는 절차가 끝나지 않은 상태에서 S-PDSN(103)이 상기 307 단계와 같이 BU를 보내려고 한다면 그러한 상황도 313 단계와 같이 오류 상황으로 처리한다.

한편 309 단계에서 T-PDSN(105)이 HA(101)로 등록을 마친 경우 311 단계에서 S-PDSN(103)은 유효 시간(life time)이나 BU를 보내는 시점의 판단이 완료된 것이라면 HA(101)로 해당 BU를 life time=0로 보내어 HA(101)에 있는 바인딩 캐쉬 엔트리(binding cache entry)를 취소시키도록 한다.

한편 HA(101)는 T-PDSN(105)이 보낸 BU에 P 비트가 on되어 있는지 판단하는 것에 의해 T-PDSN(105)으로부터 전송된 BU 인지 이동 노드(113)로부터 전송된 BU 인지 판단이 가능하게 되므로 도 2의 동작에 따라 T-PDSN(105)에서 BU를 필터링하는 것에 실패하더라도 HA(101)의 data structure 관리 방법에 의해서 오동작을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템의 핸드 오프 관리 절차를 설명하기 위한 도면으로서, 도 4는 도 1 내지 도 3에서 설명한 모바일 IP를 지원하는 무선 환경에서 모바일 IP를 사용하는 이동 노드의 오동작을 방지하며, 프락시 모바일 IP와 모바일 IP를 지원하는 구체적인 방안에 대한 실시 예를 나타낸 것이다.

도 4에서 모바일 IP 즉 클라이언트 모바일 IP를 사용하는 이동 노드(113)는 501, 503 경로에서 HA(101), S-PDSN(103), S-AN(107), BTS(111)를 통해 통신을 수행한다. 이후 505 경로에서 이동 노드(113)가 T-AN(109)의 영역으로 이동하여 고속 핸드오프를 수행하는 경우 이동 노드(113)로부터 BTS(111), T-AN(109)을 거쳐 T-PDSN(105)까지 통신 가능한 상태로 준비된다. 이후 507 경로에서 T-PDSN(105)은 S-PDSN(103)으로 이동 노드(113)에 대한 핸드오프 요구 메시지(HO_request)를 전송하 여 context transfer를 수신한다. 509 경로에서 T-PDSN(105)으로부터 HA(101)로 proxy BU를 전송하여 등록을 수행한다. 본 발명에서는 T-PDSN(105)이 HA(101)로부터 proxy BA를 받지 않는 상태에서 상기 505 경로를 통해서 이동 노드(113)로부터 클라이언트 모바일 IP의 BU가 HA(101)로 전달되지 않도록 T-PDSN(105)은 도 2의 209 단계 내지 213 단계에서 설명한 동작을 수행하여 T-PDSN(105)에서 클라이언트 모바일 IP의 BU가 HA(101)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한 본 발명에서는 511 경로에서 상기 509 경로의 BU 동작이 완료된 후, S-PDSN(103)으로부터 보내진 프락시 모바일 IP을 취소하는 과정이 잘못 전달되지 않도록 도 3의 305 에서 311 단계에서 설명한 동작을 수행하여 S-PDSN(103)과 T-PDSN(105)을 통한 프락시 모바일 IP 및 모바일 IP의 오동작을 방지함으로써 정상적인 통신이 가능하도록 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 프락시 모바일 IP(PMIP)를 지원하는 이동통신 시스템에서 클라이언트 모바일 IP를 사용하는 이동 노드가 있는 경우 PDSN는 프락시 모바일 IP를 지원하고, 이동 노드는 클라이언트 모바일 IP을 지원함에 따라 HA로 해당 이동 노드를 위해 BU 또는 RRQ 메시지를 전송하는 과정 중에 발생할 수 있는 오동작을 해결하는 방안을 제안하여 통신을 효율적으로 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims

프락시 모바일 IP를 지원하는 이동통신 시스템에서 클라이언트 모바일 IP를 이용하는 이동 노드를 위한 핸드오프 관리 방법에 있어서,

타겟 패킷 데이터 서비스 노드가 타겟 억세스 네트워크의 영역으로 이동하는 이동 노드의 핸드오프를 위한 요구 메시지를 서빙 패킷 데이터 서비스 노드로 전송하는 과정과,

상기 타겟 패킷 데이터 서비스 노드가 홈 에이전트로 프락시 바인딩 업데이트 메시지를 전송하여 상기 이동 노드의 핸드오프를 위한 등록을 수행하는 과정과,

상기 홈 에이전트로부터 상기 프락시 바인딩 업데이트 메시지에 대한 응답을 대기하는 동안 상기 이동 노드로부터 상기 클라이언트 모바일 IP의 바인딩 업데이트 메시지가 수신되었는지 판단하는 과정과,

상기 대기 상태 중에 상기 이동 노드로부터 상기 클라이언트 모바일 IP의 바인딩 업데이트 메시지가 수신된 경우 수신된 상기 클라이언트 모바일 IP의 바인딩 업데이트 메시지를 필터링하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 핸드오프 관리 방법.