KR20080091540A - Methods and system for qos-guaranteed multi-mode fast mobility management in wireless networks - Google Patents
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Abstract
Description
도 1: 본 발명에 따른 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 시스템 구성도1 is a block diagram of a service quality guaranteed high-speed mobility management system according to the present invention
도 2: 본 발명에 따른 개방형이동성관리서버 및 이동단말 구조Figure 2: Open mobility management server and mobile terminal structure according to the present invention
도 3: 본 발명에 따른 이동성관리정보테이블 상세구조Figure 3: Detailed structure of mobility management information table according to the present invention
도 4: 본 발명에 따른 개방형이동성관리서버를 통한 콜설정, 병렬데이타전송 및 콜 해지 알고리즘Figure 4: Call setup, parallel data transmission and call cancellation algorithm through the open mobility management server according to the present invention
도 5: 본 발명에 따른 개방형이동성관리서버의 병렬 전송 이동성관리 알고리즘5 is a parallel transmission mobility management algorithm of the open mobility management server according to the present invention
도 6: 본 발명에 따른 이동단말의 서비스품질 보장 이동성관리 알고리즘6 is a service quality guarantee mobility management algorithm of a mobile terminal according to the present invention.
본 발명은 두개 이상의 무선통신인터페이스를 장착한 이동단말(Mobile Host)이 동종 혹은 이기종 무선망 셀 간을 이동할 때 서비스 품질 저하없이 IP (Internet Protocol)기반의 음성통화나 영상통화, 비디오 회의등의 실시간 멀티미디어 서비스 (Real-Time Multimedia Service)를 효율적으로 지원할 수 있는 서비스 품질 보장형 다중모드 (Multi-Mode) 고속 이동성관리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 여기서 무선망이란 무선 팬(Pan: Personal Area Network), 무선 랜 (LAN: Local Area Network), 무선 맨(MAN: Metropolitan Area Network), 무선 완(WAN: Wide Area Network)을 포함한다. According to the present invention, when a mobile terminal equipped with two or more wireless communication interfaces moves between homogeneous or heterogeneous wireless network cells, IP (Internet Protocol) -based voice calls, video calls, and video conferencing are performed in real time without degrading service quality. The present invention relates to a service quality guaranteed multi-mode high-speed mobility management method and system capable of efficiently supporting a real-time multimedia service. The wireless network may include a wireless fan (Pan), a personal area network (LAN), a wireless local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), and a wireless wide area network (WAN).
본 발명과 관련된 종래의 기술을 살펴보면 차세대 무선통신망은 3G 및 4G등의 광대역 무선 완망과 더불어 IEEE 802 작업그룹에서 개발중인 무선 팬, 무선 랜 및 무선 맨등이 올아피 (All-IP) 기반으로 상호 연결되어 구성될 것이다. 이러한 다양한 무선통신망에서 이동단말기는 상이한 복수의 무선통신 인터페이스를 장착한 다중모드 (Multi-Mode)로 동작하여 이동 VoIP, 이동 IPTV, 이동 실시간 비디오 회의 등의 IP 기반의 이동 실시간 멀티미디어 서비스를 지원할 것이다. 사용자의 입장에서 볼 때 이러한 차세대 무선통신망들이 고속 패킷 전송능력을 가지고 있음에도 불구하고 이동단말이 동종 혹은 이기종 무선망 간을 이동할 때 상기 실시간 멀티미디어 서비스 제공에 필요한 서비스품질을 보장하는 고속 이동성관리 기능을 제공하지 못하는 문제점이 있다.Looking at the conventional technology related to the present invention, the next-generation wireless communication network is a wireless fan, wireless LAN and wireless man, which are being developed in the IEEE 802 working group, together with broadband wireless completion such as 3G and 4G, interconnected on the basis of All-IP. Will be constructed. In these various wireless communication networks, the mobile terminal operates in a multi-mode equipped with a plurality of different wireless communication interfaces to support IP-based mobile real-time multimedia services such as mobile VoIP, mobile IPTV, and mobile real-time video conferencing. From the user's point of view, although these next-generation wireless networks have high-speed packet transmission capability, they provide a high-speed mobility management function that guarantees the quality of service required to provide the real-time multimedia service when a mobile terminal moves between homogeneous or heterogeneous wireless networks. There is a problem that can not be.
이동단말이 다양한 무선망 셀 간을 이동할 때 이동성관리에 관한 종래 기술을 살펴보면, GSM(Global System for Mobile Communications)망과 IEEE 802.11 무선랜간에 서비스 단절없이 전환할 수 있는 듀얼모드 폰의 이동성관리를 위해 UMA 포럼에서 ETSI TS 표준으로 제시한 GAN (Generic Access Network) 구조가 있다. 그리고 IMS (Internet Multimedia System) 포럼에서는 SIP(Session Initiation Protocol)를 기반으로하여 다양한 유무선 융합통신망에서 끊김없는 VoIP지원방안을 연구하고 있다. 한편으로 FMCA (Fixed Mobile Convergence Alliance)에서는 블루투스 무선팬과 셀룰러 무선망의 연동기술을 발표하였다. 그러나 GAN이나 IMS기술은 서비스사업자 입장에서 끊김없는 IP연결을 제공하기 위한 기술이며 이동단말의 IP가 바뀔경우 서비스 단절 (Service Disruption)이 발생하는 문제점이 있고 이동중 서비스품질보장이나 고속 핸드오버기능을 제공하지 못한다. Looking at the prior art of mobility management when a mobile terminal moves between various wireless cell cells, the mobility management of a dual-mode phone that can switch between the GSM (Global System for Mobile Communications) network and IEEE 802.11 wireless LAN without service interruption There is a GAN (Generic Access Network) structure suggested by the ETSI TS standard in the UMA forum. In addition, IMS (Internet Multimedia System) Forum is researching seamless VoIP support in various wired / wireless converged communication networks based on Session Initiation Protocol (SIP). Meanwhile, FMCA (Fixed Mobile Convergence Alliance) has announced the linkage technology between Bluetooth wireless fan and cellular wireless network. However, GAN or IMS technology is a technology for providing a seamless IP connection from the service provider's point of view, and there is a problem of service interruption when the IP of the mobile terminal is changed, and it provides a service quality guarantee or a high speed handover function while moving. can not do.
이 밖에 IP 이동성관리를 위해 인터넷 표준화 기구인 IETF에서 개발한 MIP (Mobile IP), Fast MIP, Hierarchical MIP과 전송계층에서의 이동성관리를 위한 SCTP-ADDIP 및 응용계층에서의 이동성관리을 위한 SIP가 있다. 그러나 이러한 대부분의 IETF 핸드오버 국제표준은 다양한 이기종 무선망간에서 서비스품질을 보장하는 고속 이동성관리기능을 제공하지 못한다. 최근에 IETF 멀티 호밍(Multi-Homing) 워킹그룹에서 이동노드가 복수의 상이한 인터페이스들을 장착하여 복수의 임시IP주소를 가지는 경우에, 이동노드와 관련한 분산 시스템 서비스 신뢰성이나 성능을 개선하는 방법을 연구하고 있다. 그러나 IETF 멀티호밍에서의 연구와는 달리 본 발명에서는 다수의 인터페이스를 사용하여 단대단 보다는 중간에 위치하는 SIP기반의 개방형이동성관리서버를 통하여 병렬 분산 패킷터널을 구축하여 이동성관리를 수행함으로 멀티 호밍워킹그룹에서 현재 추진하는 연구와는 다르다. In addition, there are MIP (Mobile IP), Fast MIP, Hierarchical MIP developed by IETF, Internet standardization organization for IP mobility management, SCTP-ADDIP for mobility management in transport layer, and SIP for mobility management in application layer. However, most of these IETF handover international standards do not provide high-speed mobility management to guarantee service quality between various heterogeneous wireless networks. Recently, in the IETF Multi-Homing working group, when a mobile node has a plurality of temporary IP addresses by mounting a plurality of different interfaces, a method for improving distributed system service reliability or performance related to the mobile node is studied. have. Unlike the research in IETF multihoming, however, in the present invention, multi-homing walking is performed by establishing parallel distributed packet tunnel through SIP-based open mobility management server located in the middle rather than end-to-end using multiple interfaces. This is different from the group's current research.
그외 관련연구로 IEEE 802.21 워킹그룹에서 데이터링크계층에서 다양한 무선망간의 연동을 가능하게 MIH (Media Independent Handover) 표준인터페이스를 개발하였으나 단말 이동시 서비스품질을 보장하는 방법은 제시하지 않는다. 결론적으로 말하면 현재까지 많은 기술과 국제표준이 개발되었음에도 불구하고 이동단말 이 다양한 무선망간을 이동할 때 사용자들에게 매듭없는 (Seamless) 이동성을 보장하는 서비스품질 보장형 고속 무선망 이동성 관리가 제대로 제공되고 있지 않는 실정이다. Other related researches have developed MIH (Media Independent Handover) standard interface to enable interworking of various wireless networks in data link layer in IEEE 802.21 Working Group, but it does not suggest the method of guaranteeing the quality of service when the terminal moves. In conclusion, despite the fact that many technologies and international standards have been developed to date, service quality guaranteed high-speed wireless network mobility management, which guarantees seamless mobility to users when mobile terminals move between various wireless networks, is not properly provided. It is true.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무선망에서 휴대폰, 인터넷폰, 스마트 폰, 노트북등의 다양한 이동단말이 동종 혹은 이종의 무선망 셀 간을 이동할 때 무선망의 종류에 상관없이 IP기반의 다자간 실시간 멀티미디어 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 기능을 부여하는데 그 목적이 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, a variety of mobile terminals such as mobile phones, Internet phones, smart phones, laptops in a wireless network between the same or different types of wireless network cells Its purpose is to provide a service quality guaranteed high-speed mobility management function that can efficiently support IP-based multi-party real-time multimedia services regardless of the type of wireless network.
본 발명의 또 다른 목적은 이동단말이 이동중에 서비스품질이 저하된 경우 다수의 새로운 무선망을 통하여 양방향 터널을 역동적으로 형성하여 병렬로 데이터를 전송함으로써 저하된 서비스품질을 높이고, 상부 전송 및 응용계층에 독립적이며, 아울러 핸드오버로 인한 패킷 손실이나 시간지연 없는 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 구조 및 기능을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to increase the degraded quality of service by transmitting data in parallel by dynamically forming a two-way tunnel through a plurality of new wireless networks when the quality of service is degraded while the mobile station is in motion. Independent of the above, and to provide a service quality guaranteed high-speed mobility management structure and function without packet loss or time delay due to handover.
본 발명의 또 다른 목적은 IPv4 망과 IPv6망 모두 적용가능한 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 구조 및 기능을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a service quality guaranteed high-speed mobility management structure and function applicable to both IPv4 and IPv6 networks.
본 발명은 무선망에서 복수의 무선통신인터페이스를 장착한 이동단말이 셀간을 이동할 때 무선망의 종류에 상관없이 IP기반의 실시간 멀티미디어 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는 서비스품질 보장형 다중모드 고속 이동성관리 방법 및 시 스템에 관한 것이다.The present invention provides a service quality guaranteed multi-mode high-speed mobility management method that can efficiently support IP-based real-time multimedia services regardless of the type of wireless network when a mobile terminal equipped with a plurality of wireless communication interfaces moves between cells in a wireless network. It is about the system.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다. Hereinafter, the configuration and operation of the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the present invention shown and described in the drawings will be described by at least one embodiment, whereby the present invention described above The technical idea and its core composition and operation are not limited.
본 발명을 용이하게 이해할 수 있도록 도시한 도면에 대하여 살펴본다. 도 1은 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 시스템 구성도를 나타낸 것이다. 도 2는 개방형이동성관리서버 및 이동단말 구조이다. 도 3은 이동성관리 정보 테이블 상세구조를 나타낸 것이다. 도 4는 개방형이동성관리서버를 통한 콜설정, 병렬데이타전송 및 콜 해지 알고리즘이다. 도 5는 개방형이동성관리서버의 병렬 전송 이동성관리 알고리즘이다. 도 6은 이동단말의 서비스품질 보장 이동성관리 알고리즘이다. With reference to the drawings shown so that the present invention can be easily understood. Figure 1 shows the configuration of a service quality guaranteed high-speed mobility management system. 2 is an open mobility management server and a mobile terminal structure. 3 shows a detailed structure of the mobility management information table. 4 is a call setup, parallel data transmission and call termination algorithm through an open mobility management server. 5 is a parallel transmission mobility management algorithm of an open mobility management server. 6 is a service quality guarantee mobility management algorithm of a mobile terminal.
도 1은 본 발명에서 제시한 다양한 무선망에서 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 시스템 구성도를 보인다. 본 발명에서 언급한 통신 서비스품질은 특정한 멀티미디어 통신 서비스에 대해 이동단말의 이동중에 무선망의 혼잡이나 신호전파세기의 감소로 인해 서비스품질이 변경될 경우에도 보장되어야할 데이터전송율 (혹은 대역폭), 패킷손실 및 시간지연과 응답시간등으로 정의될 수 있다. 1 is a block diagram of a service quality guaranteed high-speed mobility management system in the various wireless networks proposed in the present invention. The communication quality of service referred to in the present invention is a data rate (or bandwidth) to be guaranteed even when the quality of service is changed due to a decrease in signal strength or congestion of a wireless network during the movement of a mobile station for a specific multimedia communication service. It can be defined as loss and time delay and response time.
도 1에서 서비스품질 보장형 고속 이동성관리를 위한 시나리오는 아래와 같다. 먼저 이동단말 B는 무선랜 베이스스테이션, 라우터 1을 거쳐 개방형이동성관리서버(OMS: Open Mobility Management Server)를 통하여 상대단말 A와 통신하고 있다. 이경우 개방형이동성관리서버와 라우터가 하나의 통합시스템으로 동작할 수 도 있 다. B는 이동중에 베이스스테이션으로부터 멀어져 수신 전파세기의 감소로 인해 서비스품질이 저하된다. 이동단말 B는 저하된 서비스 품질은 보충하기 위해 무선완 인터페이스를 활성화시켜 무선완에 접속하여 라우터 2로부터 임시 IP를 부여받아 개방형이동성관리서버와 터널 2를 설정한다. 그리고 기존의 터널 1과 새로 설정한 터널 2를 사용하여 데이터를 동시에 병렬로 송수신한다. 이렇게 함으로써 가용 실효대역폭이 증가되어 터널 1에서의 대역폭 감소를 보충하여 서비스품질을 보장한다. 이동단말 B는 계속해서 이동할 때 무선랜 액세스포인트로부터 연결이 끊어지게 되고, 무선맨에 접속하여 터널 3를 통하여 개방형이동성관리서버와 연결하여 이동단말 A와 통신한다. 이 경우 터널 3에 연결한 뒤에 서비스품질이 보장되면 터널 2를 제거한다. In FIG. 1, a scenario for service quality guaranteed fast mobility management is as follows. First, the mobile terminal B communicates with the other terminal A through an Open Mobility Management Server (OMS) via a wireless LAN base station and router 1. In this case, an open mobility management server and a router may operate as one integrated system. B moves away from the base station on the move and degrades the quality of service due to a decrease in received radio wave strength. In order to compensate for the deteriorated quality of service, the mobile station B activates the wireless network interface and accesses the wireless network to receive a temporary IP from the router 2 to establish an open mobility management server and a tunnel 2. And the existing tunnel 1 and the newly set tunnel 2 is used to send and receive data in parallel at the same time. This increases the available effective bandwidth to compensate for the bandwidth reduction in tunnel 1 to ensure quality of service. The mobile station B is disconnected from the WLAN access point as it continuously moves, connects to the wireless man, connects to the open mobility management server through the tunnel 3, and communicates with the mobile station A. In this case, after connecting to tunnel 3, if the quality of service is guaranteed, tunnel 2 is removed.
이렇게 함으로써 이동단말 B는 종래의 일반적인 이동통신망에서의 핸드오버방법과는 달리 단말에서 직접 개방형이동성관리서버와 단대단 터널을 형성하여 통신함으로써 이동중에 IP가 변하더라고 TCP등의 연결이 끊어지지 않게 한다. 그리고 종래의 핸드오버 방법과는 달리 서비스품질이 저하될 경우에 접속 가능한 새로운 무선망에 미리 연결하여 데이터를 송수신함으로써 이동중에 핸드오버로 인한 패킷손실이나 지연시간을 없앨 수 있다. 기존의 IETF 이동 IP (Mobile IP) 기반의 여러가지 IP 핸드오버 국제표준과는 달리 이동단말 A와 B는 SIP기반의 사용자 ID를 사용하여 개방형이동성관리서버를 통하여 콜설정을 하기 때문에 단말 이동성 뿐만 아니라 사용자 이동성 및 서비스이동성도 제공할 수 있다. 특히, 단말 A가 이동 단말 B와 같이 터널링 기능을 가지고 있으면 개방형이동성관리서버에 B의 사용자 ID를 등록하여 양단간에 터널을 구축하여 직접 데이터를 송수신할 수도 있다. 이 경우 B 뿐만 아니라 A에게도 이동중에도 매듭없는 (Seamless) 고속 핸드오버가 지원된다. 도 1 터널 4는 이러한 경우를 도시한다. 마지막으로 이동단말 B는 라우터 1에 접속된 이동단말 C와는 터널을 사용하지 않고 통신할 수도 있는 경우를 보인다. By doing so, the mobile terminal B communicates with the open mobility management server directly at the terminal by forming an end-to-end tunnel with the terminal, unlike the conventional handover method in the conventional mobile communication network. . Unlike conventional handover methods, packet loss or delay due to handover can be eliminated while moving by transmitting and receiving data in advance by connecting to a new wireless network that can be accessed when service quality is deteriorated. Unlike the existing international IP handover standard based on IETF Mobile IP, mobile terminals A and B use SIP-based user ID to set up call through open mobility management server. Mobility and service mobility can also be provided. In particular, if the terminal A has a tunneling function like the mobile terminal B, the user ID of B may be registered in the open mobility management server to establish a tunnel between both ends, and may directly transmit and receive data. In this case, seamless fast handover is supported not only for B but also for A while moving. 1 tunnel 4 illustrates this case. Finally, the mobile station B may communicate with the mobile station C connected to the router 1 without using a tunnel.
도 2는 도 1에서 제시한 서비스품질 보장형 고속 이동성관리를 위한 개방형이동성관리서버 및 이동단말 시스템 구조를 나타낸다. 여기서 개방형이라는 말은 개방형이동성관리서버가 이동성관리를 위해 SIP 기반의 이동성 관리 인터페이스를 제공한다는 것을 의미한다. 도 2 (a)는 이동단말의 이동성관리 구조이다. 이동단말은 무선팬, 무선랜, 무선맨, 무선완등으로 구성될 수 있는 다중모드 통신인터페이스를 장착하여 개방형이동성관리서버와 통신한다. 다중모드 통신인터페이스는 동종 무선망일 경우 두개 이상의 동일한 무선망 통신인터페이스들로 구성될 수도 있다. 도 2 (a)에서 패킷 분배기는 개방형이동성관리서버와 형성된 복수의 데이터 전송 터널을 통하여 패킷을 병렬로 전송하는 역할을 수행하고, 패킷취합기는 복수의 데이터전송터널을 통하여 도착한 패킷을 취합하여 상대편에 보내는 역할을 담당한다. 전력관리자는 멀티모드 이동단말의 경우 복수의 무선통신인터페이스를 통하여 통신할 때 발생할 수 있는 소모전력을 최소화하는 역할을 담당한다. 다중모드 L2 이동성관리자는 이동단말이 이동할 때 연결이 가능한 무선 망 링크를 검색하고 2계층 핸드오버 기능을 수행한다. 그외 IEEE 802.21 MIH를 통하여 이동통신시스템에 있는 MIH (Media Independent Handover) 서버와 통신하여 2계층 (L2) 이동성관리에 필요한 정보를 가져오고 보내는 역할도 수행한다. 3계층 (L3) 이동성관리자는 개방 형이동성관리서버와 통신하여 서비스품질을 보장하는 3계층 고속 핸드오버 기능을 수행한다. 서비스품질 모니터는 패킷 모니터링 기술등을 활용하여 현재 제공받는 특정서비스의 품질을 모니터하여 개방형이동성관리서버에 통보한다. FIG. 2 shows the structure of an open mobility management server and a mobile terminal system for the service quality guaranteed high-speed mobility management shown in FIG. 1. Here, the term open means that the open mobility management server provides a SIP-based mobility management interface for mobility management. 2 (a) is a mobility management structure of a mobile terminal. The mobile terminal is equipped with a multi-mode communication interface that can be composed of a wireless fan, a wireless LAN, a wireless man, a wireless arm, and communicates with an open mobility management server. The multimode communication interface may be composed of two or more identical wireless network communication interfaces in the case of a homogeneous wireless network. In FIG. 2 (a), the packet distributor plays a role of transmitting a packet in parallel through an open mobility management server and a plurality of data transmission tunnels, and a packet aggregator collects packets arriving through a plurality of data transmission tunnels to the other party. In charge of sending. In the case of a multi-mode mobile terminal, the power manager plays a role of minimizing power consumption that may occur when communicating through a plurality of wireless communication interfaces. The multi-mode L2 mobility manager searches for a wireless network link that can be connected when the mobile station moves and performs a layer 2 handover function. In addition, it communicates with the MIH (Media Independent Handover) server in the mobile communication system through the IEEE 802.21 MIH to import and send the information required for the management of layer 2 (L2) mobility. The third layer (L3) mobility manager communicates with the open mobility management server to perform the three-layer fast handover function to guarantee the quality of service. The service quality monitor monitors the quality of a specific service currently provided by using packet monitoring technology and notifies the open mobility management server.
도 2 (b)에서 이동성관리 정보테이블은 이동성관리관련 IETF SIP기반의 사용자정보나 현재 연결중인 IP 주소 및 여러 개의 무선망을 선택할 경우 적용할 이동성관리 정책등을 포함한다. 그리고 서비스품질관리자는 패킷손실, 지연시간, 응답시간등의 서비스품질을 관리하며, 보안관리자는 무선망이나 개방형이동성관리서버에의 인증, 통제, 데이터 암호화등을 담당한다. 그외 망에 발생할 경우 처리하는 이벤트관리자 그리고 자동적인 무선 망 선택 및 구성을 도와주는 자동구성관리자로 구성된다. 그외 서비스품질 모니터, L3 이동성관리자, 패킷 분배기 및 패킷취합기의 역할은 이동단말에서의 역할과 비슷하다. In FIG. 2 (b), the mobility management information table includes mobility management-related IETF SIP-based user information, a currently connected IP address, and mobility management policy to be applied when selecting multiple wireless networks. The service quality manager manages the service quality such as packet loss, delay time, and response time, and the security manager is in charge of authentication, control, and data encryption of the wireless network or open mobility management server. It consists of an event manager that handles the occurrence of other network and an automatic configuration manager that helps automatic wireless network selection and configuration. Other roles of Quality of Service Monitor, L3 Mobility Manager, Packet Splitter, and Packet Collector are similar to those of Mobile Terminal.
도 3은 이동성관리 정보 테이블의 상세구조이다. 도 3에서 사용자 ID는 SIP 표준에서 정의된 이메일 주소나 전화번호 등으로 표시될 수 있으며, 홈 IP 주소는 사용자 ID에게 할당된 고유 인터넷 주소를 나타낸다. 병렬연결숫자는 현재 사용자 ID의 이동단말에 병렬로 접속된 IP연결 개수를 나타낸다. 현재 연결정보는 이동단말의 현재 연결정보를 나타내며 이동단말이 n개의 IP연결을 사용할 경우 n개의 트리플 정보 즉 (임시 IP주소, 인증, 대역폭)을 가지고 있다. 서비스 품질의 실효대역폭은 n개의 연결의 대역폭 합으로 정의된다. 기타는 이동단말의 현재 위치정보 및 위치에서 접속가능한 무선망에 대한 인증등을 포함한다. 여기서 홈 IP주소는 IPv4뿐만 아니라 IPv6도 사용이 가능하다. 왜냐하면 양단의 단말기가 터널 링(Tunneling) 기능을 제공할 경우 고유 IP주소를 IPv6 로하여 단대단 (End-to-End) 터널을 통하여 데이터가 서로간에 교환가능하기 때문에 IPv6 응용도 지원가능하다. 그러므로 본 발명에서 제시한 이동성관리구조는 양단간 홈 IP주소를 같은 타입으로 사용하고, 양단간 임시IP주소를 같은 타입으로 사용할 경우 IPv4 혹은 IPv6를 혼용하여 적용하는 것이 가능하다. 3 is a detailed structure of the mobility management information table. In FIG. 3, the user ID may be represented by an e-mail address or a phone number defined in the SIP standard, and the home IP address indicates a unique internet address assigned to the user ID. The parallel connection number indicates the number of IP connections connected in parallel to the mobile terminal of the current user ID. The current connection information represents the current connection information of the mobile terminal and has n triple information (temporary IP address, authentication, bandwidth) when the mobile terminal uses n IP connections. The effective bandwidth of the quality of service is defined as the bandwidth sum of the n connections. Others include current location information of the mobile terminal and authentication of wireless networks accessible from the location. Here, the home IP address can use IPv6 as well as IPv4. Because both terminals provide tunneling function, IPv6 application can be supported because data can be exchanged with each other through end-to-end tunnel with unique IP address as IPv6. Therefore, the mobility management structure proposed in the present invention can be used by using both IPv4 or IPv6 when both ends use the same type of home IP address and both sides use the same type of temporary IP address.
도 4는 개방형이동성관리서버 (OMS)를 통한 사용자 간의 콜 설정, 병렬데이타전송 콜 해지 알고리즘이다. 도 4에서 개방형이동성관리서버는 콜 설정시 양단간 콜 설정 신호를 중계하는 게이트웨이 역할을 수행한다. SIP를 사용하는 신호일 경우 단말기가 SIP 신호를 처리할 수 있으므로 개방형이동성관리서버의 역할은 비교적 간단하다. 즉 데이터를 전송할 때 개방형이동성관리서버와 사용자간에 터널을 구축하는 것 외에는 종래의 SIP 게이트웨이의 역할과 동일하다. 상대단말과 이동단말이 동일한 라우터에 접속되어 있을 경우에는 앞의 도 1에서 설명한 바와 같이 데이터 전송을 위해 터널을 반드시 구축하여 사용할 필요는 없다. 4 is a call establishment algorithm between the user and the parallel data transmission call through the Open Mobility Management Server (OMS). In FIG. 4, the open mobility management server plays a role of a gateway for relaying call setting signals between both ends when setting up a call. In the case of a signal using SIP, since the terminal can process the SIP signal, the role of the open mobility management server is relatively simple. That is, the same role as the conventional SIP gateway except for establishing a tunnel between the open mobility management server and the user when transmitting data. When the opposite terminal and the mobile terminal are connected to the same router, it is not necessary to establish and use a tunnel for data transmission as described in FIG.
도 5는 도 4의 개방형이동성관리서버의 병렬 전송 이동성관리 알고리즘을 보다 구체적으로 나타낸다. 도 5의 알고리즘은 도 4에서 콜 설정이 완료된 후에 수행된다. 도 4에서 User_ID의 위치정보나 혼잡정도는 User_ID가 보내온 인근의 접속가능한 무선망정보를 참조하여 각각의 해당 무선망에 망관리정보를 요청하여 얻을 수 있다. 해당 무선망에 대한 접근권한이나 인증정보는 개방형이동성관리서버가 가질 수 도 있고 아니면 이동단말 사용자가 직접 가질 수 도 있다. 이동단말이 일단 무선망에 접속하면 개방형이동성관리서버는 해당 무선망을 통한 서비스품질 및 대역 폭 정보를 파악하여 이동성관리 정보테이블의 현재연결정보에 저장하고 계속 수정 및 보완한다. 5 illustrates in more detail the parallel transport mobility management algorithm of the open mobility management server of FIG. The algorithm of FIG. 5 is performed after call setup in FIG. 4 is completed. In FIG. 4, the location information or the degree of congestion of the User_ID can be obtained by requesting network management information of each corresponding wireless network by referring to nearby accessible wireless network information sent by the User_ID. The access rights or authentication information for the wireless network may be owned by an open mobility management server or may be directly owned by a mobile terminal user. Once the mobile terminal accesses the wireless network, the open mobility management server grasps the service quality and bandwidth information through the wireless network, stores it in the current connection information of the mobility management information table, and continues to modify and supplement it.
도 6은 이동단말의 서비스품질 보장 이동성관리 알고리즘을 나타낸다. 도 6에서 초기에 특정 무선망에 접속권한을 가지고 연결되어 있다고 가정한다. 이동단말은 우선 현재 전송경로의 실효대역폭이 만족되는 지 검사해서 만족되지 않으면 무선링크검출기를 사용하여 휴면중인 다중모드 통신들을 활성화시킨다. 접속가능한 새로운 무선망이 존재하면 이동단말은 기존의 무선 연결을 통하여 개방형이동성관리서버에 망정보를 보내어 접속에 필요한 인증방법등을 가져온다. 6 shows a service quality guarantee mobility management algorithm of a mobile terminal. In FIG. 6, it is assumed that an initial connection is made with a specific wireless network. The mobile terminal first checks whether the effective bandwidth of the current transmission path is satisfied and if not, activates the dormant multimode communications using the radio link detector. If there is a new wireless network that can be connected, the mobile terminal sends network information to the open mobility management server through the existing wireless connection to bring the authentication method required for the connection.
만약 개방형이동성관리서버로부터 새로운 무선망에 대한 접속권한 정보획득이 어려우면 L2 이동성관리자는 지역적으로 MIH서버에 접속이 가능하면 접속정보를 얻어 온다. 이후 L3 이동성관리자는 새로운 무선통신망에 접속하여 임시로 사용할 임시 IP주소를 받아온다. 그리고 이러한 임시 IP주소를 사용하여 개방형이동성관리서버와 터널을 구축하여 새로운 IP 전송 경로를 설정한 뒤 기존에 연결된 전송경로와 연계하여 병렬 패킷전송경로를 구축한뒤 병렬로 패킷을 전송한다. 이렇게 함으로써 실효 전송대역폭을 증가시킨다. 상기 개방형이동성관리서버와 새로운 터널을 형성하여 병렬로 데이터 패킷을 교환할 때 서비스품질이 만족되지 않을 경우, 이동중에 접속가능한 다수의 다른 무선망을 통해 이동단말의 서비스품질이 보장될 때까지 개방형이동성관리서버와 다수의 병렬 데이터 전송 터널을 역동적으로 구축하여 데이터를 전송한다. 마지막으로 특정 무선망으로부터 거리가 멀어져 전파강도가 약해진 경우 해당 무선망과의 연결을 단절한 뒤 개방형이동성관리서버에 통보하여 해 당 터널을 제거한다. 위에서 설명한 과정들은 실효대역폭이 만족될 때까지 반복된다. 실효대역폭이 만족될 경우 이동단말의 전력관리자를 통하여 사용되지 않는 무선통신인터페이스를 휴면상태로 하여 불필요한 전력소모를 줄인다.If it is difficult to obtain access authority information for a new wireless network from an open mobility management server, the L2 mobility manager obtains access information if the MIH server can be accessed locally. The L3 mobility manager then accesses the new wireless network and gets a temporary IP address for temporary use. Then, the temporary IP address is used to establish a tunnel with an open mobility management server to establish a new IP transmission path, establish a parallel packet transmission path in connection with an existing transmission path, and then transmit packets in parallel. This increases the effective transmission bandwidth. If the service quality is not satisfied when the data packet is exchanged in parallel by forming a new tunnel with the open mobility management server, the open mobility until the service quality of the mobile terminal is ensured through a plurality of different wireless networks that can be connected while moving. Dynamically establishes multiple parallel data transmission tunnels with the management server to transmit data. Lastly, if the radio wave strength is weakened by the distance from a specific wireless network, the connection with the wireless network is disconnected and the open mobility management server is notified to remove the corresponding tunnel. The above described processes are repeated until the effective bandwidth is satisfied. If the effective bandwidth is satisfied, the unnecessary power consumption is reduced by putting the unused wireless communication interface through the mobile manager's power manager.
서비스품질 보장을 위해 새로운 터널을 형성할 때, 미리 새로운 임시 IP주소를 확보하기위해 이동단말의 움직임에 따른 MIH기반 혹은 독점적 기술을 사용한 2 계층으로부터의 핸드오버 정보를 사용하여 2 계층 핸드오버가 완료되기 전에 DHCP 서버에 접속하거나 주소자동구성 기능을 활용하여 새 임시 IP 주소를 미리 확보하여 핸드오버를 준비하고, 2 계층 핸드오버가 완료된 후 임시 IP 주소를 개방형이동성관리서버에 즉시 통보하여 핸드오버로 인한 패킷손실이나 시간지연없는 매듭없는 이동성관리 기능을 제공한다. When establishing a new tunnel to guarantee the quality of service, the second layer handover is completed using the handover information from the second layer using MIH-based or proprietary technology according to the mobile terminal's movement to secure a new temporary IP address in advance. Prepare for a handover by accessing a DHCP server or by using an autoconfiguration function to obtain a new temporary IP address in advance.After the two-layer handover is completed, the temporary IP address is immediately notified to the open mobility management server for handover. Knotless mobility management without packet loss or delay.
요약하면 본 발명에서 제안한 다양한 무선망에서 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 방법 및 시스템은 터널링 기반의 병렬 전송기법을 사용하여 특정 무선망으로 부터의 연결이 끊어지기 전에 새로운 전송경로를 역동적 (Dynamic)으로 설정하여 데이터를 송수신하기 때문에 동종 혹은 이종 무선망이 중첩된 영역을 이동할 경우 기존의 여러가지 핸드오버방법과는 달리 패킷손실이나 핸드오버로 인한 지연시간이 발생하지 않는다. 더구나 필요한 대역폭을 접근가능한 복수의 다른 무선망을 통하여 얻을 수 있기 때문에 서비스품질을 보장할 수 있다. 특히 대부분의 기존 핸드오버 방법과는 달리 서비스품질을 기준으로하여 핸드오버 준비가 미리 시작되기 때문에 전파세기 감소로 인한 연결단절 훨씬 이전에 핸드오버를 시작하여 임시 IP 획득에 필요한 핸드오버 시간지연을 줄일 수 있다. In summary, in the various wireless networks proposed by the present invention, the method and system of high quality mobility management system guaranteeing a new transmission path dynamically before the connection from a specific wireless network is disconnected using tunneling based parallel transmission technique. Since data is transmitted / received, the same or heterogeneous wireless network moves in the overlapped region, unlike the various handover methods. Thus, there is no delay due to packet loss or handover. Moreover, quality of service can be guaranteed because the required bandwidth can be obtained through a plurality of accessible wireless networks. In particular, unlike most existing handover methods, handover preparation is started based on the quality of service, which reduces the handover time required for acquiring temporary IP by starting the handover well before disconnection due to the decrease in radio wave strength. Can be.
본 발명은 무선망에서 휴대폰, 인터넷폰, PMP. UltraPC. 스마트 폰, 노트북등의 다양한 이동단말이 동종 혹은 이종의 무선망 셀 간을 이동할 때 무선망의 종류에 상관없이 IP기반의 실시간 이동 멀티미디어 서비스의 서비스품질을 보장하며 고속 이동성관리 기능을 부여하는 작용효과를 구비하고 있음으로써 산업상 이용가능성이 매우 높다. The present invention is a mobile phone, Internet phone, PMP in a wireless network. UltraPC. When various mobile terminals such as smart phones and laptops move between the same or heterogeneous wireless network cells, regardless of the type of wireless network, it guarantees the service quality of IP-based real-time mobile multimedia service and gives high-speed mobility management function. By having a high industrial applicability is very high.
본 발명은 무선망에서 휴대폰, 인터넷폰, PMP. UltraPC. 스마트 폰, 노트북등의 다양한 이동단말이 동종 혹은 이종의 셀 간을 이동할 때 무선망의 종류에 상관없이 IP기반의 실시간 멀티미디어 서비스의 서비스품질을 보장하며 고속 이동성관리 기능을 제공하는 작용효과가 있다. The present invention is a mobile phone, Internet phone, PMP in a wireless network. UltraPC. When various mobile terminals such as smart phones and laptops move between homogeneous or heterogeneous cells, regardless of the type of wireless network, it guarantees the service quality of IP-based real-time multimedia service and provides high-speed mobility management function.
본 발명의 또 다른 효과는 이동단말이 이동중의 수신전파신호감소나 혹은 정지중의 망혼잡등으로 인해 연결된 무선망 통신 서비스품질이 저하된 경우 다수의 새로운 무선망에 접속하여 양방향 터널을 역동적으로 형성하여 병렬로 데이터를 전송함으로써 저하된 서비스품질을 높이고, 상부 전송 및 응용계층에 독립적이며, 아울러 핸드오버로 인한 패킷 손실이나 시간지연 없는 서비스품질 보장형 고속 이동성관리 기능을 제공하는 작용효과가 있다. Another effect of the present invention is to dynamically establish a two-way tunnel by accessing a number of new wireless networks when the quality of the wireless network communication service is degraded due to a decrease in received radio signals or a congestion of the network. Therefore, the service quality is improved by transmitting data in parallel, thereby improving quality of service, independent of upper transmission and application layers, and providing a service quality guaranteed fast mobility management function without packet loss or time delay due to handover.
본 발명의 또 다른 효과는 이동단말이 개방형 이동성관리 서버에 위치하거나 양단말이 터널링 기능을가지고 통화하는 경우에는 단대단 이동성관리기능을 제공하는 효과가 있다. Another effect of the present invention is that the mobile terminal is located in an open mobility management server or when both terminals have a tunneling function, there is an effect of providing the end-to-end mobility management function.
본 발명의 또 다른 목적은 IPv4 망과 IPv6망 모두 적용가능한 서비스품질 보장 형 고속 이동성관리 기능을 제공하는 작용효과가 있다. Yet another object of the present invention is to provide a service quality guaranteed fast mobility management function applicable to both IPv4 and IPv6 networks.
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