KR20080056914A - 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한데이터파일 송수신 방법 - Google Patents

이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한데이터파일 송수신 방법 Download PDF

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KR20080056914A
KR20080056914A KR1020060130084A KR20060130084A KR20080056914A KR 20080056914 A KR20080056914 A KR 20080056914A KR 1020060130084 A KR1020060130084 A KR 1020060130084A KR 20060130084 A KR20060130084 A KR 20060130084A KR 20080056914 A KR20080056914 A KR 20080056914A
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한 데이터파일 송수신 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 이기종 시스템 간의 수직 핸드오프(특히, IEEE 802.16e 휴대인터넷망에서 IEEE802.11 무선랜으로의 수직핸드오프)에 있어서, 모바일 장치의 고속 이동으로 인한 수직핸드오프의 비효율성을 제거하고, 최소한의 에너지만을 이용하여 타겟 무선랜망(IEEE802.11)을 탐색하며, 또한 과금 모델을 반영하여 서비스 비용을 최소화할 수 있게 하는, 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한 데이터파일 송수신 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프 방법에 있어서, 휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 단계; 상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 단계; 상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인 트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 단계; 및 상기 무선랜 탐색 단계에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 등에 이용됨.
이기종 시스템, 수직핸드오프, IEEE 802.16e, IEEE 802.11, 휴대인터넷, 무선 랜

Description

이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한 데이터파일 송수신 방법{Method for Vertical Handoff between Hetro Systems, and Method for transmitting/receiving data file using it}
도 1은 본 발명에 따른 수직핸드오프 지원 정보를 포함하는 '확장된 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지'에 대한 일실시예 설명도,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 적용되는 타겟 무선랜 탐색 방법에 대한 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 무선랜 탐색에 대한 확률적 모델을 검증하기 위한 모의 실험 결과에 대한 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 IEEE 802.11 무선망 탐색 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터 파일 수신 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 도 5의 파일 전송 방법을 적용한 경우의 성능 분석도이다.
본 발명은 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한 데이터파일 송수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이기종 시스템 간의 수직 핸드오프(특히, IEEE802.16e 휴대인터넷망에서 IEEE802.11 무선랜으로의 수직핸드오프)에 있어서, 모바일 장치의 고속 이동으로 인한 수직핸드오프의 비효율성을 제거하고, 최소한의 에너지만을 이용하여 타겟 무선망을 탐색하며, 또한 과금 모델을 반영하여 서비스 비용을 최소화할 수 있게 하는, 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 그를 이용한 데이터파일 송수신 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
수직 핸드오프(VHO: Vertical Handoff)는 서로 다른 무선 액세스망을 오가는 로밍(roaming)을 뜻한다. 이는 90년대 후반 기존 2G/3G 셀룰러 망과 WLAN 간의 연동에 대한 논의를 시작으로 현재까지도 활발히 진행되고 있는 연구 분야이다. 특히, VHO 기술이 관심을 받는 이유는 다양한 사용자 요구조건을 만족하는 단일 무선 액세스망을 설계하는 것보다 기존의 서로 다른 무선 액세스망을 효율적으로 활용하는 것이 현실적으로 설득력이 있기 때문이다. 이러한 이유로 수직 핸드오프는 차세대 무선망의 핵심 기술로 평가하고 있다.
일반적으로 수직 핸드오프는 다음과 같은 세 가지 절차로 이루어진다. 즉, 수직 핸드오프는 (1) 첫째, 타켓 시스템을 탐색하는 과정, (2) 둘째, 핸드오프를 할지 여부를 결정하는 과정, (3) 셋째, 핸드오프를 실행하는 과정으로 이루어지며, 이 중에서 세 번째 절차는 주로 Mobile IP 등과 같이 L3 시그널링 프로토콜로 이루어지고 IETF 등의 국제 표준 기구에서 활발히 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 발명에서는 세 번째 과정과 관련된 사항은 다루지 않고, (1)과정과 (2)과정에 대한 사항에 집중한다.
먼저, 종래의 '타켓 시스템 탐색 과정'에 대하여 살펴보면, 다음과 같다.
타겟 시스템 탐색 과정에 대해서는 종래에 많은 연구가 활발히 이루어진 것은 아니지만, 이와 관련된 종래기술은 다음과 같이 두 가지 정도로 요약할 수 있다.
첫째는, 각 모바일 장치마다 스스로 핸드오프 후보 시스템을 탐색하는 방법으로, 이는 복수 개의 무선 인터페이스를 모두 활성화하여 시시각각 변하는 후보 시스템 군을 계속 탐색하는 것이다. 이러한 종래의 탐색 방법은 구현이 용이하다는 장점은 있으나, 무선 인터페이스를 모두 활성화하게 되면 모바일 장치의 에너지가 과도하게 소진된다는 문제점이 있다. 단적으로 WLAN이 전혀 설치되어 있지 않은 지역에서 WLAN 탐색을 계속 시도하는 것은 전적으로 불필요한 일이다.
둘째는, 커버리지가 큰 셀룰러 망을 통해, 모바일 장치 근처에 위치한 WLAN의 위치정보를 방송하는(뿌려주는) 방법이다. 이 경우 모바일 장치는 불필요한 탐색과정을 최소화하면서도 핸드오프 후보 시스템을 빠르게 탐색할 수 있는 장점이 있다. 그러나 보통 셀룰러 망은 대역폭이 적으면서 상대적으로 비용이 비싸다는 점과 WLAN의 위치정보와 같은 오버헤드가 과도하게 크다는 점에서, 수직핸드오프를 통해 얻을 수 있는 이득을 반감시킨다.
따라서, 현실적이고 효율적인 수직핸드오프 탐색을 위해서는 에너지 효율적이면서도 핸드오프 후보시스템을 빠르게 탐색할 수 있는 방법이 필요하다.
다음으로는, 종래의 '수직핸드오프 여부 결정 과정'을 살펴보면, 다음과 같다. 수직핸드오프 여부 결정 과정에 대해서는 학계에서는 많은 논의가 있어 왔다. 조금씩의 차이는 있으나, 고려해야 할 요소에 있어서는 어느 정도 일치된 견해를 보이고 있다. 즉, 동종 시스템 간의 핸드오프에서는 시그널 세기 등의 무선 채널 상태와 관련된 요소가 주요한 결정 조건인 반면에, 수직핸드오프에서는 무선 링크 용량뿐만 아니라 서비스 가격, 보안, 전력 요구 조건, 서비스 품질(QoS), 이동국의 속도, 사용자 선호도 등의 요소가 핸드오프에 영향을 미치는 중요한 요소이다.
이를 바탕으로 종래 기술에서는 각 결정 요소들에 가중치를 부여하고 가중치합(weighted sum) 형태로 수치화하여 그 수치가 큰 액세스망으로의 핸드오프를 결정하였다. 그러나, 현실적으로 가중치를 어떻게 설정해야 하는지가 명확하지 않다는 문제점이 있었다.
또한, 현재까지의 종래 기술에서는 무선 용량이 매우 작은 셀룰러 시스템(GSM, CDMA)과 무선 용량이 큰 무선랜 간의 수직핸드오프를 고려하였기 때문에, '무선 용량의 이득'이 수직핸드오프의 주된 동기가 되어 왔다. 그러나, IEEE 802.16e의 무선용량이 무선랜의 용량에 근접한 현실에 있어서는, 수직핸드오프의 주된 목적은 무선 용량 이외의 다른 목적에 맞춰줘야 한다. 따라서, 두 서비스의 현실적인 '과금 모델'을 바탕으로, 수직핸드오프를 통해 서비스 제공자와 사용자 모두에게 이득을 줄 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 이기종 시스템 간의 수직 핸드오프(특히, IEEE 802.16e 휴대인터넷에서 IEEE802.11 무선랜으로의 수직핸드오프)에 있어서, 모바일 장치의 고속 이동으로 인한 수직핸드오프의 비효율성을 제거하고, 최소한의 에너지만을 이용하여 타겟 무선망을 탐색하며, 또한 과금 모델을 반영하여 서비스 비용을 최소화할 수 있게 하는, 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로 수직핸드오프를 수행한 후, 소정의 시간 동안에는 우선적으로 무선랜을 이용하여 데이터 파일을 송/수신하고, 무선랜을 통하여 송/수신하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 이용하여 송/수신함으로써, 저렴한 비용으로 데이터 파일을 송/수신할 수 있게 하는, 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송수신 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프 방법에 있어서, 휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 단계; 상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 단계; 상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 단계; 및 상기 무선랜 탐색 단계에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법에 있어서, 휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 단계; 및 소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 수신하고, 상기 소정의 시간 동안에 수신하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 수신하는 데이터 수신 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송신 방법에 있어서, 휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 단계; 및 소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 전송하고, 상기 소정의 시간 동안에 전송하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 전송하는 데이터 송신 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 위하여, 프로세서를 구비한 모바일 장치에, 휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 기능; 상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 기능; 상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 기능; 및 상기 무선랜 탐색 기능에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
한편, 본 발명은, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신을 위하여, 프로세서를 구비한 모바일 장치에, 휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 기능; 및 소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 수신하고, 상기 소정의 시간 동안에 수신하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 수신하는 데이터 수신 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
한편, 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송신을 위하여, 프로세서를 구비한 모바일 장치에, 휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 기능; 및 소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 전송하고, 상기 소정의 시간 동안에 전송하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 전송하는 데이터 송신 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
먼저, 본 발명에 대하여 전반적으로 설명하면 다음과 같다.
수직핸드오프를 위해서는 이동할 타겟 네트웍을 효율적으로 탐색해내는 방법 이 필요하다. 이동성을 위해 모든 지역을 빈틈없이 커버하는 IEEE 802.16e망에 비해, IEEE 802.11 네트웍(WLAN: Wireless Local Area Network)은 특정 장소 또는 구간에서만 사용 가능하므로, 결국 타겟 네트웍의 효율적인 탐색 방법은 IEEE 802.11 망을 어떻게 잘 탐색할 것인가의 문제로 축약할 수 있다.
그러나, 모바일 장치가 빠르게 이동할 경우에는 커버리지가 작은 IEEE 802.11망에 머무르는 시간이 작아서 수직핸드오프가 현실적으로 가능하지 않게 된다. 또한 휴대용 모바일 장치는 통상적으로 한정된 전력원(배터리)을 사용하여 동작하기 때문에, 에너지 효율적인 IEEE 802.11 무선망 탐색 기법도 중요한 기술적 과제가 된다. 마지막으로, 수직핸드오프를 통해 서비스 제공자는 네트웍의 부하 분산과 이용율을 높이고, 사용자 입장에서는 저렴한 비용의 네트웍을 이용함으로써 경제적인 이득을 얻을 수 있도록 하는 방안도 요구된다.
상기와 같은 필요성에 따라 제안된 본 발명은 '모바일 장치의 속도'가 수직핸드오프에 미치는 영향을 해결하기 위해 실용적이면서 간단한 방법을 제시한다. 그 방법은 GPS등의 방식을 통하여 모바일 장치의 속도를 측정/추정하여 소정의 기준 속도 이상이면 수직핸드오프를 전혀 고려하지 않는 것이다. 즉, 본 발명에서는 이와 같은 속도 문턱값(Threshold)을 어떻게 결정할지에 대한 방안을 제공한다.
한편, 본 발명은 '에너지 효율적인' IEEE 802.11 시스템 탐색을 위한 방안으로, 우선 IEEE 802.16e 망의 방송(broadcast) 메시지에 IEEE 802.11 무선 액세스 포인트 설치 밀도에 대한 정보를 끼워 넣는다. 각 모바일 장치는 이 정보를 통해 현 시점에서 IEEE 802.11 네트웍을 탐색해낼 수 있는 확률 정보를 얻게 된다. 각 모바일 장치는 각자의 탐색 요구 조건을 바탕으로 IEEE 802.11 네트웍 탐색을 시작할지 여부를 결정하고, 만약 탐색을 한다면 어떠한 탐색주기로 탐색할지를 결정하게 된다.
IEEE 802.16e와 IEEE 802.11의 과금 모델이 각각 부분 정액제와 정액제라고 할 때, 사용자 입장에서 네트웍 이용료를 최소화하기 위해서는 IEEE 802.16e를 통한 네트웍 이용량을 적절히 조절할 필요가 있다. 여기서, 네트웍 이용량을 적절히 조절한다는 의미는 사용자의 서비스 품질을 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 비용이 싼 IEEE 802.11 네트웍 이용량을 "최대화"한다는 의미이다. 이를 위해, 앞서 언급한 IEEE 802.11 탐색기법을 활용하여 IEEE 802.11 네트웍이 사용가능한 시점을 예측하고 IEEE 802.16e를 통한 네트웍 이용량을 기획적으로 "최소화"할 수 있는 방법을 제안하고 이를 실현할 수 있는 미들웨어 솔루션을 제시한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
< 1. 모바일 장치의 이동속도에 따른 수직핸드오프 여부 결정 방법 >
수직핸드오프에 있어서 모바일 장치가 빠르게 움직일 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다. 첫째, 무선랜이 탐색되어 WLAN쪽으로 핸드오프를 한다 하더라도 오래지 않아 WLAN의 커버리지를 벗어나게 되기 때문에, 다시 IEEE 802.16e 네트웍으로 복귀해야한다. 따라서 수직핸드오프에 필요한 시그널링 오버헤드를 고려할 때 차라리 수직핸드오프를 하지 않는 편이 나을 수도 있다. 둘째, 핸드오프할 타겟 WLAN 액세스 포인트는 스캐닝을 통해 알게 되는데, 이러한 정보가 모바일 장치의 이동성 때문에 더 이상 유효하지 않게 될 수 있다. 즉, 탐색된 액세스 포인트가 더 이상 접근 가능하지 않게 될 수 있다. 이러한 이슈를 고려할 때 본 발명에서는 다음과 같은 현실적이고 쉬운 방안을 제시한다.
즉, 본 발명에서는 모바일 장치의 고속 이동으로 인한 수직핸드오프의 비효율성을 제거하기 위하여, 모바일 장치의 속도가 vmax (수학식 1 참조) 이상인 경우에는수직 핸드오프를 전혀 고려하지 않는 방식을 사용하는데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.
모바일 장치가 자신의 이동 속도를 알고 있다고 전제하기로 한다. 이동 속도를 측정하는 방법에는 GPS(Global Positioning System)나 도플러 효과를 이용해 추정하는 방법 등 여러 가지 방법이 알려져 있는데, 이는 주지의 기술로서 더 이상 논하지 않기로 한다.
모바일 장치의 속도가 vmax 이상인지 여부를 판단함에 있어서 중요한 것은 결정 기준이 되는
Figure 112006094059726-PAT00001
를 어떻게 결정하느냐이다. 즉, 모바일 장치가 무선랜 커버 리지 내에 머무는 시간이 수직핸드오프 실행시간을 감안하더라도 충분히 길도록
Figure 112006094059726-PAT00002
를 결정하는 것이 필요하다.
예를 들어, 시간
Figure 112006094059726-PAT00003
를 '수직핸드오프 실행에 걸리는 시간'이라고 할 때, 무선랜 커버리지 내에 모바일 장치가 머무는 시간 s가
Figure 112006094059726-PAT00004
의 k배보다 클 확률이 φ보다 크도록 하는 모바일 장치의 최대 속도(임계 속도), 즉,
Figure 112006094059726-PAT00005
를 만족하는 모바일 장치의 최대 속도
Figure 112006094059726-PAT00006
는 다음의 [수학식 1]과 같다. 즉, 모바일 장치의 최대 속도(임계 속도)는 타켓 무선랜 커버리지의 반경 및 모바일 장치가 무선랜 커버리지 영역에 머무는 시간을 이용하여 설정하되, 모바일 장치가 무선랜 커버리지 내에 머무는 시간이 수직핸드오프 실행 시간보다 충분히 길도록 설정한 값이다.
Figure 112006094059726-PAT00007
여기서, r은 무선랜 커버리지 반경이다.
가령, r=50m,
Figure 112006094059726-PAT00008
=500ms, k=100, 및 φ=0.9라면,
Figure 112006094059726-PAT00009
=0.87 m/s가 될 것이다.
에너지 효율적인 무선랜 탐색을 위해 IEEE 802.16e 네트웍은 IEEE 802.16e 표준에 정의된 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지를 확장하여 무선랜 액세스 포인 트(AP)의 설치 밀도(density) 정보를 방송한다(뿌린다). 이는 액세스 포인트의 위치 정보를 모두 뿌리는 기존 방식에 비해, 정보량이 작으므로 IEEE 802.16e의 자원을 적게 소비하면서도 무선랜 탐색을 효과적으로 도와줄 수 있다. 또한 기존 IEEE 802.16e 표준을 수정하여 확장하는 데 큰 어려움이 없다.
도 1은 본 발명에 따른 수직핸드오프 지원 정보를 포함하는 '확장된 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지'에 대한 일실시예 설명도로서, IEEE 802.16e 표준에 정의된 기존의 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지 형식을 바탕으로 '수직핸드오프 지원 정보'를 포함하도록 수정(확장)한 메시지 형식을 나타낸다. 여기서, IEEE 802.16e 표준에 정의된 본래 메시지 형식에서 수정(확장)된 부분은 굵은 글씨체로 표시되어 있는 부분(10)이다.
Skip-operational fields bitmap의 예약된 비트를 차용함으로써, 본 발명에 따른 수정(확장)된 '네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지'가 선택적으로 사용될 수 있게 한다. 도 1을 통하여 제안한 형태는 IEEE 802.16e 단일 셀의 커버리지에 놓여진 WLAN의 커버리지 비율을 나타내는 형태지만, 섹터별로 정보를 세분하거나 다른 타입의 지원정보도 전달할 수 있도록 쉽게 확장할 수 있다.
< 2. 전력 소비를 최소화하기 위한 무선랜 탐색 방법 >
도 1에 정의된 수직핸드오프 지원 정보를
Figure 112006094059726-PAT00010
로 표시하기로 한다. 이때 각각의 모바일 장치에서 무선랜 탐색을 "시작"하는 조건으로
Figure 112006094059726-PAT00011
을 사용한다. 즉,
Figure 112006094059726-PAT00012
이면 무선랜 탐색을 시도하고, 그렇지 않으면 무선랜 인터페이스를 꺼서 전력 소비를 최소화한다.
각각의 모바일 장치마다 서로 다른
Figure 112006094059726-PAT00013
값을 가질 수 있는데, 이는 탐색 성공율에 대한 목표치, 탐색시간 등을 고려하여 정할 수 있다.
Figure 112006094059726-PAT00014
일 때 각 모바일 장치는 IEEE 802.11 표준에 정의한 능동 탐색(Active Scan) 프로토콜을 통해 무선랜 액세스 포인트를 탐색하는데, 이때 사용되는 탐색 주기 τ를 에너지 효율적인 방법으로 최적화할 수 있다.
우선 IEEE 802.11 표준에서 정의된 '능동 탐색 기법'을 간단히 살펴본 후, 탐색 과정에서 소요되는 에너지를 살펴보기로 한다. 그리고 나서
Figure 112006094059726-PAT00015
을 정하는 방법과 최대 탐색 시간이 주어질 때, 목표 탐색 성공율을 만족시키면서 탐색 과정에 소요되는 에너지를 최소화하도록 탐색 기법을 최적화하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, IEEE 802.11 표준에 정의된 '능동 탐색 기법'에 의한 무선랜 액세스 포인트 탐색 과정을 도 2를 참조하여 설명하면, 다음과 같다.
(1)모바일 장치에서 '탐색 요청'(ProbeRequest) 프레임을 특정 채널에 방송한 후 '최소 채널시간간격'(minChannelTime) 동안에 클리어 채널 평가(CCA: Clear Channel Assessment)를 통하여 '사용중(busy)'으로 보고되지 않으면 빈(empty) 채널로 선언하고 다른 채널로 옮겨가 탐색을 진행한다.
(2)만약, 클리어 채널 평가(CCA)를 통하여 '사용중(busy)'으로 보고되면 '최대 채널시간간격'(maxChannelTime) 동안 수신 상태로 대기한다. 그 사이 수신된 탐색 응답(ProbeResponse) 메시지를 처리해서 주변 액세스포인트 정보를 얻어낸다.
여기서, '최소 채널시간간격'(minChannelTime)과 '최대 채널시간간격'(maxChannelTime)의 기본 단위는 TU(Time Unit)로서 1TU는 1,024μs의 길이를 갖는다. 통상적으로, '최소 채널시간간격'(minChannelTime)은 1TU로 정해지고 '최대 채널시간간격'(maxChannelTime)은 10TU 정도로 정해진다.
탐색할 채널 수가 n개라고 할 때, 각 채널은 순차적으로 탐색된다. 전체 n개의 순차적인 탐색을 한 번의 탐색 시도(a scan trial)로 정한다. n개의 채널 중에서 적어도 하나의 채널에서 탐색 응답(ProbeResponse) 프레임을 수신하면 탐색에 성공한다. 그러나 어떠한 채널로부터도 탐색 응답(ProbeResponse)을 수신하지 못하면, 탐색에 실패하게 된다(도 2a 참조).
탐색 실패의 경우에는, 다음번 탐색을 바로 시도하지 않고 어떤 시간 간격만큼 지난 후에 다시 시도한다(도 2a 참조). 이는 근처에 무선랜이 존재하지 않음이 확인되었기 때문이다. 이때 탐색 시도 간의 시간 간격을 '탐색주기'라 정의하고 τ로 표시한다.
탐색 주기 동안에는 무선랜 인터페이스를 휴면 상태 또는 비활성화 상태로 천이함으로써 에너지 소비를 최소화한다. 도 2a와 도 2b는 탐색시도가 실패한 경우와 성공한 경우를 나타내고, 도 2c는 탐색에 성공할 때까지의 전체 탐색 과정을 개념적으로 나타내는 것이다.
수직핸드오프 지원 정보
Figure 112006094059726-PAT00016
가 주어져 있을 때 무선랜 액세스 포인트가 랜덤하게 설치되어 있고 모바일 장치가 랜덤하게 이동한다는 가정 하에 k번 탐색시도시까지 탐색에 성공할 누적확률 분포
Figure 112006094059726-PAT00017
는 다음의 [수학식 2]와 같이 주어진다.
Figure 112006094059726-PAT00018
여기서
Figure 112006094059726-PAT00019
는 다음의 [수학식 3]을 이용하여 계산되고, [수학식 3]에서의
Figure 112006094059726-PAT00020
는 [수학식 4]를 통해 계산되고,
Figure 112006094059726-PAT00021
는 [수학식 5]를 통해 계산된다.
Figure 112006094059726-PAT00022
Figure 112006094059726-PAT00023
여기서, A는 IEEE 802.16e 시스템의 셀 커버리지 면적, r은 IEEE 802.11 시스템의 커버리지 반경을 나타낸다. 그리고,
Figure 112006094059726-PAT00024
이다.
Figure 112006094059726-PAT00025
여기서,
Figure 112006094059726-PAT00026
이고,
Figure 112006094059726-PAT00027
는 한 번의 탐색시도를 해서 실패한 경우에 걸리는 시간이다.
상기와 같은 확률모델을 검증하기 위해, 다음과 같은 모의실험을 실시하였는데, 이에 대하여는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 여기서, 도 3은 본 발명에 따른 무선랜 탐색에 대한 확률적 모델을 검증하기 위한 모의 실험 결과에 대한 설명도이다.
(1)IEEE 802.16e의 커버리지가 한 변의 길이가
Figure 112006094059726-PAT00028
m인 정사각형이라고 하고, 그 정사각형의 좌측 하단 꼭지점의 좌표를 (0,0)이라 한다. (2) 시간 t=0에서 M개의 무선랜 액세스 포인트가 정사각형 위에 랜덤하게 설치되어 있고 무선랜의 커버리지는 r=50m라고 가정한다. (3) t=0에서 모바일 사용자가 랜덤 웨이포인트(Random Waypoint) 이동 모델에 따라 주어진 속도 v로 이동한다. 여기서, 랜덤 웨이포인트(Random Waypoint) 이동 모델은 가장 널리 사용되고 있는 이동성(mobility) 모델 중 하나로서, 어떤 지점에서 셀 내의 도착점을 랜덤하게 선택한 후 주어진 이동속도에 따라 이동하고 도착점에 도달했을 시에 또 다른 도착점을 랜덤하게 선택하여 이동하는 이동 패턴이다.
도 3은 tmax=1000sec, v=0.5 m/s일 때 위 실험을 10,000번 반복하여 tmax 동안 무선랜 액세스 포인트를 적어도 한번 만날 확률을 탐색주기 τ에 따라 구한 결과를 확률 모델에 따른 결과와 함께 보여주고 있다. M=10, 40, 120, 200 등으로 바뀔 때 모델에 기반한 결과와 상당히 일치함을 알 수 있다.
이와 같은 확률적 계산에 근거해 각 모바일 장치에서는 다음의 최적화 문제를 고려한다. 소정의 시간 tmax동안 탐색을 하여
Figure 112006094059726-PAT00029
을 만족하면서 탐색과정 동안 소비되는 에너지를 최소화한다. 이 문제의 해가 존재하는 영역을 생각해 봄으로써
Figure 112006094059726-PAT00030
값을 찾아낼 수 있고
Figure 112006094059726-PAT00031
일 때 에너지 효율적인 탐색 주기 τ를 정할 수 있다.
수직핸드오프 지원 정보의 최소값(
Figure 112006094059726-PAT00032
)은 [수학식 6]을 통하여 구할 수 있고, 최적의 탐색주기(τ*)는 [수학식 7]에 의하여 정해진다. 즉,
Figure 112006094059726-PAT00033
은 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도, 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, 탐색시간을 고려하여 설정되는 것이다. 그리고, 최적의 탐색주기(τ*)는 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(density) 정보, 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, 탐색시간, 및 탐색시도 실패시에 걸리는 시간을 이용하여, 일정한 탐색 시간 내에서 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치를 만족하면서도 탐색 빈도를 최소화할 수 있도록 설정된다.
Figure 112006094059726-PAT00034
Figure 112006094059726-PAT00035
여기서,
Figure 112006094059726-PAT00036
이다.
상기의 설명을 종합적으로 정리하면, 도 4에 도시된 바와 같은 모바일 장치의 무선랜 탐색 방법으로 정리할 수 있다. 즉, 도 4는 본 발명에 따른 IEEE 802.11 무선망 탐색 방법을 나타내는데, 이하 이에 대하여 설명하기로 한다.
모바일 장치가 자신의 현재 속도를 획득하면(400), 모바일 장치의 속도가
Figure 112006094059726-PAT00037
(수학식 1 참조)이상인지를 확인하여(401),
Figure 112006094059726-PAT00038
보다 크면 현재 IEEE 802.11 시스템과 통신 중인지를 확인하여(405) IEEE 802.11 시스템과 통신 중이면 그 통신 상태가 종료할 때까지 기다렸다가 종료하면 IEEE 802.11인터페이스 모듈을 끈다(OFF)(406).
한편, 모바일 장치의 속도 비교 결과, 모바일 장치의 속도가
Figure 112006094059726-PAT00039
이하이면, 모바일 장치는 IEEE 802.16e 시스템에서 방송되는 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지를 수신하여 그 메시지 내에 포함된 IEEE 802.11 무선랜 AP 설치 밀도정보를 추출하여(402) 기준치(ρmin)와 비교한다(403).
비교 결과, 무선랜 AP 설치 밀도(ρ) 값이 기준치(ρmin)(수학식 6 참조)보다 작거나 같으면, 무선랜 AP의 탐색에 성공할 확률이 낮기 때문에 IEEE 802.11 인터페이스모듈을 끈다(OFF)(406).
비교 결과, 무선랜 AP 설치 밀도(ρ) 값이 기준치(ρmin) 이상이면, IEEE 802.11 무선랜으로의 수직 핸드오프를 위하여, IEEE 802.11인터페이스 모듈을 켜고(ON), 소정의 탐색주기(수학식 7 참조)로 무선랜 AP를 탐색한다(404).
< 3. 과금 모델을 고려한 수직핸드오프>
IEEE 802.16e와 IEEE 802.11 시스템의 가격모델이 각각 부분정액제/정액제일 때, 사용자 i의 가격모델은 다음의 [수학식 8]과 같다.
Figure 112006094059726-PAT00040
여기서 c는 기본요금이고, u는 IEEE 802.16e를 통해 서비스받은 서비스량이다. 부분정액제에 따라 u가 임계값 uth를 넘어서면 d에 비례해서 요금이 늘어난다.
Figure 112006094059726-PAT00041
는 요금의 상한선으로 사용자와의 계약에 따라 정해지는 금액이다. 이러한 가격모델은 현실적으로 고려되고 있는 사항이다.
Figure 112006094059726-PAT00042
를 정의할 때, 서비스 제공자 입장에서 수익을 극대화하기 위해서는 IEEE 802.16e 네트웍 이용량이
Figure 112006094059726-PAT00043
를 넘어선 사용자에게는 서비스 우선 순위나 서비스 제공량에 페널티(penalty)를 가할 필요가 있다.
반대로, 사용자 입장에서는 IEEE 802.16e 네트웍 이용량을 가능한 최소화하는 것이 서비스 비용 측면이나 추후 서비스 품질 측면에서 유리하다. 이를 위해 모바일 장치는 수직핸드오프를 적절히 활용할 필요가 있다.
따라서, 본 발명에서는 사용자의 서비스 만족도를 저해하지 않는 범위에서 트래픽 전송을 무선랜을 통한 통신 링크가 활성화될 때까지 가급적 지연시키는 방법을 사용한다.
이와 관련된 종래기술을 살펴보면, 종래 기술에서는 무선랜 링크가 활성화될 때까지 무조건 기다리는 방식 등을 취하였으나, 이렇게 무한정 지연시킬 경우에는 사용자의 불만도가 높아지므로 본 발명에서는 사용자가 인식하지 못하는 범위 내에서 트래픽 전송을 지연시키고, 여의치 않을 경우에는 IEEE 802.16e를 통해 서비스받도록 한다. 특히, 비실시간 트래픽의 경우, 지연에 강인한 성질을 보이므로 본 발명은 현실적으로 사용될 수 있다.
본 발명을 실현하기 위해서는 복수 개의 무선 네트웍 인터페이스와 응용 프로그램 사이에서 네트웍 링크 활성화에 따라 응용 프로그램을 통제할 수 있는 미들웨어 솔루션이 요구된다. 이러한 미들웨어 솔루션이 존재한다는 전제하에 다음과 같은 실시예를 생각해볼 수 있다. 크기가 Q인 데이터 파일을 T라는 시간 동안 수신한다고 할 때, 도 5에 도시된 바와 같은 방법으로 수직핸드오프를 활용하여 파일을 수신할 수 있다.
도 5에서 주어진 N(사용자에 의하여 임의로 결정되는 값)에 따라 T가 N개의 서브 주기(sub-period)로 나뉜다. 각 서브 주기(period)마다 [T/N -Δ]동안 무선랜 쪽에 우선권을 주어 데이터파일 수신을 진행하고(504), 그 기간까지 수신한 데이터량이 기준치에 미치지 못하면 나머지 시간, 즉 Δ동안은 IEEE 802.16e를 통해 데이터를 수신하도록 한다(506). 이때, Δ=Q/(Nw), w는 IEEE 802.16e의 가장 낮은 데이터 전송율이어서 적어도 Q/N의 데이터 수신을 보장한다.
본 발명에 따른 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법을 도 5를 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.
데이터 파일을 전송할 목적으로 수행되는 수직핸드오프 방법은 기본적으로는 앞에서 설명한 핸드오프 방법과 동일하기 때문에, [수학식 1]부터 [수학식 7]까지가 모두 적용된다. 다만, 도 5에서는 수직핸드오프를 이용하여 데이터 파일을 수신하기 때문에, 핸드오프 과정에도 전송대상이 되는 데이터 파일의 크기(Q), 데이터 파일의 수신 시간(T) 등이 반영되어야 한다.
즉, [수학식 6] 및 [수학식 7] 등에서 tmax =T/N - Δ이 사용된다(500). 여기서, Δ=Q/(Nw), w는 IEEE 802.16e의 가장 낮은 데이터 전송율이고, N은 사용자에 의하여 임의로 결정되는 값으로 정수이다(500).
[수학식 6]을 이용하여
Figure 112006094059726-PAT00044
를 설정하고, 휴대인터넷 망으로부터 수신한 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지에 포함된 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(ρ)를 이용하여 무선랜 탐색 여부를 결정한 후, 최적의 탐색주기(τ*)로 무선랜 AP를 탐색하며, 그 탐색된 무선랜 AP로 핸드오프함으로써 무선랜을 통하여 통신을 한다(501). "501"단계에서는 간단히 도시되어 있으나, 이는 도 4와 동일한 과정을 수행한다. 다만, "500" 단계에서 새로이 설정된 tmax가 사용되는 것이 다를 뿐이다.
각각 서브 주기(period)마다 [T/N -Δ]동안 무선랜을 통하여 데이터파일을 수신하고(504, 505), 그 기간까지 수신한 데이터량이 기준치에 미치지 못하면(503) 나머지 시간, 즉 Δ동안은 IEEE 802.16e를 통해 나머지 데이터를 수신한다(506, 507). i>N이면 데이터 파일 수신 과정이 종료함은 당연하다(502). 이상에서는 데이터파일의 수신에 대해서 설명하였으나 데이터파일의 송신(전송) 방법도 동일하며, 이에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같은 방법으로, 수직핸드오프를 활용하여 파일을 수신할 수 있다. 도 5는 반드시 T라는 시간 내에 파일 전송이 가능함을 보여주고 있다. 이 과정에서 [수학식 6] 및 [수학식 7]을 통하여 제시한 에너지 효율적인 무선랜 탐색기법이 활용되고 있다. 이러한 방식을 DTD+ESP(Delayed Traffic Delivery+Energy-efficient Scanning Policy) 알고리즘이라 명명하기로 한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 도 5의 파일 전송 방법을 적용한 경우의 성능 분석도로서, IEEE 802.16e 네트웍 평균 사용량(Network usage of 802.16e)(도 6a), 평균 파일전송시간(Delivery time of files)(도 6b), IEEE 802.11 능동탐색으로 인하여 소비된 평균 에너지량(Energy consumption due to scanning)(도 6c)을 나타낸다.
본 발명에 따른 DTD+ESP(Delayed Traffic Delivery+Energy-efficient Scanning Policy) 알고리즘의 성능을 입증하기 위해, 다음과 같은 기존의 두 가지 방식과 비교하기로 한다.
(1)첫째는, 주기적인 탐색 방식(PS)으로, 이는 모바일 장치가 주어진 탐색 주기마다 탐색을 시도하며, 무선랜 액세스 포인트가 있으면 무선랜을 통해 데이터를 수신하고 그렇지 않으면 IEEE 802.16e 네트웍을 통해 데이터를 수신하는 방식이다. (2)둘째는, 지연 전송과 주기적인 탐색의 조합 방식(DTD+PS)으로, 이는 모바일 장치가 주어진 탐색 주기마다 탐색을 시도하고 무선랜을 사용할 수 있을 때까지 데이터 수신을 연기하는 방식이다.
상기 (1)번 방식은 수직핸드오프에 있어서 흔히 고려하고 있는 방식이고, (2)번 방식의 경우에는 본 발명과 같이 트래픽 지연 전송 방식과 일반적인 무선랜 탐색 방법의 조합으로 얻어지는 방식이다.
이하, 파일이 전부 수신되기까지 각각의 방식에서의, IEEE 802.16e 네트웍 평균 사용량(Network usage of 802.16e)(도 6a), 평균 파일전송시간(Delivery time of files)(도 6b), IEEE 802.11 능동탐색으로 인하여 소비된 평균 에너지량(Energy consumption due to scanning)(도 6c)을 비교하기로 한다.
도 6a는 기존의 PS 방식(601)에 비해 본 발명에 따른 DTD+ESP 방식(602)이 IEEE 802.16e 네트웍 사용량이 적음을 나타낸다. 앞에서 설명한 바와 같이, IEEE 802.16e 네트웍 사용량이
Figure 112006094059726-PAT00045
보다 크게 되면 사용자 입장에서는 요금이 늘어나고 서비스 순위 등에 있어서 서비스 운영자로부터 페널티를 받게 될 수도 있음에 주목하자. 본 발명에 따른 DTD+ESP 방식(602)은 기존의 PS 방식(601)보다 무선랜 활용도를 높여서 IEEE 802.16e 네트웍 사용량을 절감할 수 있다.
도 6b는 응용 계층에서 요구하는 요구조건(여기서는 T라는 시간 안에 파일이 전송완료되는 것)을 DTD+ESP 방식(612)은 만족하는 것을 볼 수 있다. 이에 반해 기존의 DTD+PS 방식(611)은 무선랜이 적게 깔려 있는 경우에는 요구조건을 만족시키지 못하는데, 이는 사용자의 서비스 불만족을 의미한다.
도 6c는 DTD+ESP 방식(622)이 IEEE 802.11 탐색을 에너지 효율적으로 함을 말해준다. 여기서 기존의 PS 기법(621)이 에너지가 적게 든 것은 무선랜이 없을 때는 IEEE 802.16e를 통해 파일을 수신함으로써 빠른 시간 내에 파일 전송을 완료했기 때문으로 그래프는 파일 전송 완료시점까지 소비된 에너지만을 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 서비스 제공자(network operator) 측면에서는 부하분산을 통해 IEEE 802.16e와 IEEE 802.11 네트웍 활용률을 높이고 이로 인하여 수익을 높일 수 있게 하고, 사용자 측면에서는 서비스 품질을 보장받으면서도 서비스 비용을 줄일 수 있으며, 또한 수직핸드오프로 인해 모바일 장치에서 소비되는 에너지(소비 전력)를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, IEEE 802.16e/802.11 네트웍 간의 수직 핸드오프시에 에너지 효율적인 IEEE 802.11 탐색 알고리즘으로 사용함으로써, 사용자의 경제적 이득, 나아가 서비스 제공자의 망 이용률 제고, 부하 분산, 이익 극대화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

Claims (25)

  1. 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프 방법에 있어서,
    휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 단계;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 단계;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 단계; 및
    상기 무선랜 탐색 단계에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 단계
    를 포함하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임계속도는,
    타켓 무선랜 커버리지의 반경 및 상기 모바일 장치가 무선랜 커버리지 영역 에 머무는 시간을 이용하여 설정하되, 상기 모바일 장치가 무선랜 커버리지 내에 머무는 시간이 수직핸드오프 실행 시간보다 충분히 길도록 설정하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 임계속도는,
    무선랜 커버리지 내에 모바일 장치가 체재하는 시간(s)이 수직핸드오프 실행 시간(
    Figure 112006094059726-PAT00046
    )의 k배보다 클 확률이 φ이상이 되도록, 하기 [수학식 1]을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112006094059726-PAT00047
    여기서,
    Figure 112006094059726-PAT00048
    는 임계속도, r은 무선랜 커버리지 반경,
    Figure 112006094059726-PAT00049
    는 수직핸드오프 실행에 걸리는 시간을 나타냄.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선랜 AP 설치 정보는,
    상기 휴대인터넷 커버리지 내에서의 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(density) 정보인 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선랜 AP 설치 정보는,
    휴대인터넷 시스템에서 방송하는 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 무선랜 탐색 단계는,
    상기 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도 값이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색을 수행하며;
    상기 기준치는,
    무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도, 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, 및 탐색시간을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선랜 탐색 단계는,
    무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(ρ)가 하기 [수학식 2]의 기준치(ρmin) 이상인 경우에만 무선랜 탐색을 수행하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112006094059726-PAT00050
    여기서, Ptarget은 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, tmax는 최대 탐색시간, τmin은 최소 탐색주기, Te는 한 번의 탐색 실패시에 걸리는 시간을 나타냄.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 탐색 주기는,
    무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(density) 정보, 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, 탐색시간, 및 탐색시도 실패시에 걸리는 시간을 이용하여, 소정의 탐색 시간 내에서 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치를 만족하면서도 탐색 빈도를 최소화 할 수 있도록 탐색 주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탐색 주기는,
    하기 [수학식 3]에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
    [수학식 3]
    Figure 112006094059726-PAT00051
    여기서,
    Figure 112006094059726-PAT00052
    이고, tmax는 최대 탐색시간, τmin은 최소 탐색주기, Te는 한 번의 탐색 실패시에 걸리는 시간, Ptarget은 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치,
    Figure 112006094059726-PAT00053
    는 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도를 나타냄.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휴대인터넷 서비스 시스템은,
    IEEE 802.16e 시스템인 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 무선랜은,
    IEEE 802.11 시스템인 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프 방법.
  12. 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법에 있어서,
    휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 단계; 및
    소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 수신하고, 상기 소정의 시간 동안에 수신하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 수신하는 데이터 수신 단계
    를 포함하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수직 핸드오프 단계는,
    휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 단계;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 단계;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 단계; 및
    상기 무선랜 탐색 단계에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 단계
    를 포함하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 임계속도는,
    타켓 무선랜 커버리지의 반경 및 상기 모바일 장치가 무선랜 커버리지 영역에 머무는 시간을 이용하여 설정하되, 상기 모바일 장치가 무선랜 커버리지 내에 머무는 시간이 수직핸드오프 실행 시간보다 충분히 길도록 설정하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선랜 AP 설치 정보는,
    상기 휴대인터넷 커버리지 내에서의 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(density) 정보인 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 무선랜 AP 설치 정보는,
    휴대인터넷 시스템에서 방송하는 네이버 광고(MOB_NBR-ADV) 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수 신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선랜 탐색 단계는,
    상기 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도 값이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색을 수행하며;
    상기 기준치는,
    무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도, 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, 탐색시간, 전송 대상이 되는 데이터 파일의 크기, 데이터 파일의 수신시간을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선랜 탐색 단계는,
    무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(ρ)가 하기 [수학식 4]의 기준치(ρmin) 이상인 경우에만 무선랜 탐색을 수행하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
    [수학식 4]
    Figure 112006094059726-PAT00054
    여기서, Ptarget은 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, τmin은 최소 탐색주기, Te는 한 번의 탐색 실패시에 걸리는 시간을 나타냄. 그리고, tmax는 데이터 파일의 크기, 휴대인터넷의 최저 전송률을 이용하여 산출된 최대 탐색시간을 나타냄.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 탐색 주기는,
    무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도(density) 정보, 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치, 탐색시간, 탐색시도 실패시에 걸리는 시간, 전송 대상이 되는 데이터 파일의 크기, 데이터 파일의 수신시간을 이용하여, 소정의 탐색 시간 내에서 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치를 만족하면서도 탐색 빈도를 최소화할 수 있도록 탐색 주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 탐색 주기는,
    하기 [수학식 5]에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신 방법.
    [수학식 5]
    Figure 112006094059726-PAT00055
    여기서,
    Figure 112006094059726-PAT00056
    이고, τmin은 최소 탐색주기, Te는 한 번의 탐색 실패시에 걸리는 시간, Ptarget은 무선랜 탐색 성공률에 대한 목표치,
    Figure 112006094059726-PAT00057
    는 무선랜 액세스포인트(AP)의 밀도를 나타냄. 그리고, 그리고, tmax는 데이터 파일의 크기, 휴대인터넷의 최저 전송률을 이용하여 산출된 최대 탐색시간을 나타냄.
  21. 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송신 방법에 있어서,
    휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선 랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 단계; 및
    소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 전송하고, 상기 소정의 시간 동안에 전송하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 전송하는 데이터 송신 단계
    를 포함하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송신 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 수직 핸드오프 단계는,
    휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 단계;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 단계;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도 를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 단계; 및
    상기 무선랜 탐색 단계에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 단계
    를 포함하는 이기종 시스템 간의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송신 방법.
  23. 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 위하여, 프로세서를 구비한 모바일 장치에,
    휴대인터넷의 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도를 획득하여 소정의 임계속도와 비교하는 속도 비교 기능;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도보다 크면, 상기 모바일 장치가 휴대인터넷을 통한 통신을 수행하는 휴대인터넷 이용 기능;
    상기 속도 비교 결과, 상기 모바일 장치의 이동속도가 상기 임계속도 이하인 경우, 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보에 기초하여 무선랜 탐색 성공률이 높다고 판단되면 무선랜 탐색 성공률을 저해하지 않는 범위 내에서 최소탐색 빈도를 갖게 하는 탐색주기로 무선랜 탐색을 수행하는 무선랜 탐색 기능; 및
    상기 무선랜 탐색 기능에서 탐색된 무선랜 채널로 수직핸드오프를 수행하는 핸드오프 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  24. 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 수신을 위하여, 프로세서를 구비한 모바일 장치에,
    휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 기능; 및
    소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 수신하고, 상기 소정의 시간 동안에 수신하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 수신하는 데이터 수신 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  25. 휴대인터넷 시스템에서 무선랜 시스템으로의 수직핸드오프를 이용한 데이터파일 송신을 위하여, 프로세서를 구비한 모바일 장치에,
    휴대인터넷 서비스영역에 있는 모바일 장치가 현재의 이동속도 및 타켓 무선랜의 액세스포인트(AP) 설치정보를 이용하여 무선랜 탐색 성공률을 판단하고, 상기 무선랜 탐색 성공률이 소정의 기준치 이상이면 무선랜 탐색 과정을 통하여 무선랜 으로 수직 핸드오프하는 수직 핸드오프 기능; 및
    소정의 시간 동안에는 상기 무선랜을 통하여 데이터 파일을 우선적으로 전송하고, 상기 소정의 시간 동안에 전송하지 못한 나머지 데이터는 휴대인터넷을 통하여 전송하는 데이터 송신 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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