KR20080113739A - Qos-aware handoff method in multi-hop radio access networks - Google Patents

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Abstract

A hand-off method and a node device which is possible for hand-off in mobile network are provided to select a path with a gateway router with optimum performance by using various metrics for satisfying the QoS property of a communications service. Advertisement messages(410,412) includes QoS metric information and a route. A gateway router is selected by the information of the delivered advertisement message. The path included in advertisement messages includes path information about all mobile nodes transferred from the gateway router. An advertisement message transfer broadcasts the advertisement message.

Description

다중 홉 무선 접속 네트워크에서 서비스 품질을 고려한 핸드오프 방법 {QoS-aware handoff method in multi-hop radio access networks}Quality of Handoff Considering Quality of Service in Multi-hop Wireless Access Networks {QoS-aware handoff method in multi-hop radio access networks}

도 1은 다중 홉 무선 접속 네트워크의 구조를 도시한 도이다.1 is a diagram illustrating the structure of a multi-hop radio access network.

도 2는 일반적인 핸드오프 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a general handoff process.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a mobile node according to an embodiment of the invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프 과정과 광고 메시지에 의하여 전달되는 핸드오프 메트릭 정보를 도시한 도이다.4 is a diagram illustrating a forced handoff process considering QoS and handoff metric information delivered by an advertisement message according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드의 라우팅 테이블 갱신 흐름도이다.5 is a flowchart for updating a routing table of a mobile node according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도이다6 is a basic flowchart of a forced handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 6a는 도 6의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.6A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 6.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도(도 6)에 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart in which the concept of waiting time is applied to a basic flowchart of forced handoff (FIG. 6) considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 7a는 도 7의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.7A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 7.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도(도 6)에 유효 시간의 개념이 적용된 흐름도이다.8 is a flowchart in which the concept of valid time is applied to a basic flowchart of forced handoff (FIG. 6) in consideration of QoS according to an embodiment of the present invention.

도 8a는 도 8의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.8A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 8.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도(도 6)에 대기 시간과 유효 시간의 개념이 적용된 흐름도이다.9 is a flowchart in which the concept of waiting time and valid time is applied to a basic flow chart of forced handoff (FIG. 6) considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 9a는 도 9의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.9A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 9.

도 10는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프 과정과 광고 메시지에 의하여 전달되는 핸드오프 메트릭 정보를 도시한 도이다.FIG. 10 is a diagram illustrating an optimal handoff process considering QoS and handoff metric information delivered by an advertisement message according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 6가지 최적 핸드오프 기법을 분류한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating six optimal handoff schemes considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도(case 1)이다.12 is a basic flowchart (case 1) of an optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 12a는 도 12의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.12A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 12.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 임시 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 2)이다.FIG. 13 is a flowchart (case 2) in which a concept of temporary waiting time is applied to a basic flowchart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 13a는 도 13의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.13A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 13.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임의 개념이 적용된 흐름도(case 3)이다.14 is a flowchart (case 3) to which the concept of guard time is applied to a basic flowchart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 14a는 도 14의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.14A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 14.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임과 임시 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 4)이다.15 is a flowchart (case 4) in which the concept of guard time and temporary waiting time is applied to a basic flow chart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 15a는 도 15의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.15A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 15.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임과 유효 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 5)이다.16 is a flowchart (case 5) in which the concept of guard time and valid time is applied to a basic flow chart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 16a는 도 16의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.16A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 16.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임과 유효 시간과 임시 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 6)이다.17 is a flowchart (case 6) in which the concept of guard time, valid time, and temporary waiting time is applied to a basic flow chart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 17a는 도 17의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.17A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 17.

표 1은 이동 노드(105)의 대역폭과 지연 시간 테이블의 예이다.Table 1 is an example of the bandwidth and latency tables of the mobile node 105.

표 2는 이동 노드(105)의 배터리량의 예이다.Table 2 is an example of the battery amount of the mobile node 105.

표 3은 이동 노드(105)의 가중치 테이블의 예이다.Table 3 is an example of a weight table of the mobile node 105.

표 4는 이동 노드(105)의 라우팅 테이블의 예이다.Table 4 is an example of a routing table of the mobile node 105.

표 5는 이동 노드(105)의 비용 테이블의 예이다.Table 5 is an example of a cost table of the mobile node 105.

본 발명은 다중 홉 무선 접속 네트워크(multihop radio access networks)에서 서비스 품질을 고려한 핸드오프(handoff) 결정 방법에 관한 것으로, 이동 노드가 여러 게이트웨이 라우터(gateway router)에 연결이 가능할 때, 서비스 품질(QoS: quality of service)을 고려하여 최적의 성능을 제공하는 게이트웨이 라우 터를 선택하는 핸드오프 결정 방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a handoff decision method considering quality of service in multihop radio access networks. When the mobile node can connect to multiple gateway routers, the quality of service (QoS) is determined. Considering the quality of service, we provide a handoff decision method for selecting a gateway router that provides optimal performance.

다중 홉 무선 접속 네트워크는, 인프라(infrastructure)가 없이 다중 홉으로 통신이 이루어지는 애드 혹 네트워크(ad hoc networks)와, 인터넷(Internet)이 결합된 형태의 네트워크이다.A multi-hop radio access network is a network in which ad hoc networks in which multi-hop communication is performed without an infrastructure and the Internet are combined.

도 1은 다중 홉 무선 접속 네트워크의 구조를 도시한 도이다.1 is a diagram illustrating the structure of a multi-hop radio access network.

도 1에 도시된 것처럼, 애드혹 네트워크는 사전에 구축된 네트워크 인프라가 없더라도 무선으로 통신하는 이동 노드들이 협업하여, 자가 구성(self-configured)되어 애드 혹 통신을 하고, 게이트웨이 라우터를 통해 인터넷에 접속 가능한 네트워크이다. 초기 애드혹 네트워크 기술은, 군용 통신이나 재해로 인해 통신 기반 시설이 파괴되어 있는 환경에서 통신을 제공하려는 목적으로 연구 개발되었다. 하지만, 최근에는 기존의 인프라 기반 네트워크보다 네트워크를 구성할 때, 장소와 시간의 제약이 적다는 장점으로 인해 차세대 통신 환경에 적합한 무선 접속 기술로 인식되고 있다. 결국, 무선 이동 애드혹 네트워크는 특수 목적을 위한 임시 네트워크 구축에서 유무선 통합 네트워킹 기술의 접속 기술까지 다양한 영역에서 적용되고 있다.As shown in FIG. 1, an ad hoc network is capable of wirelessly communicating mobile nodes collaborating, self-configured to perform ad hoc communication, and access to the Internet through a gateway router, even without a pre-established network infrastructure. Network. Early ad hoc network technologies were researched and developed for the purpose of providing communications in environments where the communications infrastructure has been destroyed by military communications or disasters. However, recently, due to the advantage that the location and time constraints when configuring the network than the existing infrastructure-based network, it is recognized as a wireless access technology suitable for the next generation communication environment. As a result, wireless mobile ad hoc networks are being applied in various areas from temporary network construction for special purpose to access technology of wired / wireless integrated networking technology.

다중 홉 무선 접속 네트워크에서 핸드오프는 게이트웨이 라우터를 변경할 때 발생하여, 게이트웨이 라우터 발견(gateway router discovery), 게이트웨이 라우터 선택(gateway router selection), 주소 설정(address configuration), 등록(registration), 통신 터널 구성(tunnel setup), 유지 및 핸드오프 실행(maintenance and handoff control)의 일련의 과정을 통해서 이루어 진다.In a multi-hop wireless access network, handoff occurs when you change gateway routers, so that gateway router discovery, gateway router selection, address configuration, registration, and communication tunnel configuration (tunnel setup), maintenance and handoff control.

다중 홉 무선 접속 네트워크에서 제시되는 핸드오프 기법은, 강제 핸드오프(forced handoff)와, 최적 핸드오프(optimized handoff)가 있다. 강제 핸드오프는 이동 노드가 현재 등록되어 사용하는 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어지게 되는 경우 솔리시테이션 메시지(solicitation message)를 브로드캐스트(broadcast)하고, 이를 수신한 게이트웨이 라우터가 브로드캐스팅한 광고 메시지(advertisement message)를 수신하여, 게이트웨이 라우터를 발견하고 최적의 게이트웨이 라우터를 선택하는 일련의 과정이다. 강제 핸드오프는 무선 접속 라우터가 자신의 정보를 주기적으로 방송하는 프로액티브(proactive) 라우터 발견 기법시 또는 단말의 요청에 의해 정보를 방송하는 리액티브(reactive) 라우터 발견 기법에서 모두 동작할 수 있다. 최적 핸드오프는 비록 현재 무선 접속 라우터와의 연결이 끊어지지 않은 상태라 하더라도 더 좋은 무선 접속 라우터 발견시 핸드오프를 수행하는 기법이다.Handoff schemes proposed in multi-hop radio access networks include forced handoff and optimized handoff. Forced handoff broadcasts a solicitation message when the mobile node is disconnected from the gateway router that is currently registered and used, and an advertisement message broadcasted by the gateway router that received it. Receive an advertisement message, find a gateway router and select the best gateway router. Forced handoff may operate in both a proactive router discovery technique in which a radio access router periodically broadcasts its information, or in a reactive router discovery technique in which information is broadcast at the request of a terminal. Optimal handoff is a technique for performing a handoff when a better radio access router is found, even if the current connection with the wireless access router is not broken.

인터넷 연결을 지원하는 다중 홉 무선 접속 네트워크 환경에서 통신은 다양한 QoS 특성을 갖는 음성, 오디오, 비디오, 데이터 등과 같은 다양한 미디어 정보를 콘텐츠로 사용한다. 이런 환경에서, 홉 수만을 고려한 기존의 핸드오프는 다양한 정보 형태에 따라서 요구되는 데이터 전송 특성을 반영하지 못한다. 예를 들어, 서비스를 받는 노드에서 인터넷 서비스를 지원해주는 게이트웨이 라우터까지 경로1과 경로2가 존재하는 경우에, 경로1은 게이트웨이 라우터 1번으로부터 2홉 거리에 있으나 그 경로에서 최소 대역폭이 300 Kbps이고, 경로2는 게이트웨이 라우터 2번 으로부터 3홉 거리에 있으나 그 경로에서 최소 대역폭이 800 Kbps라고 한다면, 2홉 거리를 갖는 경로1번이 3홉 거리를 갖는 경로 2번보다 더 좋은 경로라고 말할 수 없기 때문이다. 따라서, 기존의 홉 수만을 기준으로 삼는 핸드오프 방식은 문제점이 있다.In a multi-hop wireless access network environment supporting the Internet connection, communication uses various media information such as voice, audio, video, and data having various QoS characteristics as contents. In this environment, the existing handoff considering only the number of hops does not reflect the data transmission characteristics required for various types of information. For example, if path 1 and path 2 exist from the node being served to the gateway router supporting the Internet service, path 1 is 2 hops from gateway router 1, but the minimum bandwidth is 300 Kbps on the path. If path 2 is 3 hops from gateway router 2, but the minimum bandwidth is 800 Kbps, then path 1 with 2 hops is no better than path 2 with 3 hops. Because. Therefore, there is a problem in the existing handoff method based only on the number of hops.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다중 홉 무선 접속 네트워크에서 핸드오프의 결정 기준을 홉 수 정보뿐만 아니라 통신 서비스의 QoS 특성을 만족시키기 위한 대역폭, 지연 등과 같은 다양한 메트릭을 사용하여 최적의 성능을 보이는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 핸드오프 결정 방법을 제공함에 있다. 또한, 본 발명은 QoS를 고려한 기본적인 강제 핸드오프와 최적 핸드오프 결정 방법을 개선한 성능 개선 방법들과 장치를 제공하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve such a problem, various criteria such as bandwidth, delay, etc. to satisfy the QoS characteristics of the communication service as well as the hop number information as the criteria for determining the handoff in a multi-hop radio access network The present invention provides a handoff decision method for selecting a gateway router and a path that exhibit optimal performance using the NN-S. In addition, the present invention is to provide a method and apparatus for performance improvement that improves the basic forced handoff and optimal handoff determination method considering QoS.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 다중 홉 무선 접속 네트워크에서 QoS를 고려한 핸드오프 방법은,A handoff method considering QoS in a multi-hop radio access network according to an aspect of the present invention for achieving the above object,

a) QoS 메트릭 정보와 경로를 포함한 광고 메시지를 전달하는 단계; 및a) delivering an advertisement message comprising QoS metric information and path; And

b) 상기 전달된 광고 메시지의 정보에 의한 게이트웨이 라우터를 선택하는 단계를 포함한다.b) selecting a gateway router based on the information of the delivered advertisement message.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

본 발명에서 핸드오프라 함은, 다중 홉 접속 네트워크 환경에서 이동성을 가지고 있는 이동 노드가 이동 또는 정지하고 있을 때, 기존에 통신하던 게이트웨이 라우터와 연결이 끊겨 통신이 가능한 새로운 게이트웨이 라우터로 연결하거나(강제 핸드오프), 기존에 통신하던 게이트웨이 라우터에서 새로운 게이트웨이 라우터로 연결을 변경하는(최적 핸드오프) 일련의 과정을 말한다.In the present invention, handoff means that when a mobile node having mobility in a multi-hop access network environment moves or stops, a handoff is disconnected from a previously communicating gateway router and connected to a new gateway router capable of communicating (forced hand). Off), a series of processes that change the connection from an existing gateway router to a new gateway router (optimal handoff).

도 2는 일반적인 핸드오프 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a general handoff process.

도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명에서 제안하는 QoS를 고려한 핸드오프 기법은 게이트웨이 라우터 발견(S200) 후 QoS 특성에 따라 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택(S210)하고 선택된 게이트웨이 라우터로 핸드오프를 실행(S250)하는 일련의 과정을 수행하는 방법이다.As shown in FIG. 2, the handoff scheme considering QoS proposed by the present invention selects a gateway router and a path having the minimum cost according to QoS characteristics after the gateway router discovery (S200), and handoffs to the selected gateway router. It is a method of performing a series of processes to execute (S250).

본 발명에서 제안하는 다중 홉 무선 접속 네트워크에서 QoS를 고려한 핸드오프 기법에서, 게이트웨이 라우터 발견(S200)은 인터넷으로 통신을 하고자 하는 이동 노드가 주기적으로 또는, 이동 노드의 솔리시테이션 메시지에 의하여 게이트웨이 라우터가 브로드캐스팅한 광고 메시지를 수신함으로써 수행된다In the handoff scheme considering QoS in the multi-hop radio access network proposed by the present invention, the gateway router discovery (S200) is performed by a gateway node periodically or by a solicitation message of the mobile node. Is performed by receiving an advertising message broadcast by

게이트웨이 라우터와 경로 선택(S210)은, 게이트웨이 라우터가 브로드캐스트한 광고 메시지가 거쳐온 이동 노드들의 경로 정보와 홉 수 외에도, QoS 특성에 따라 통신 성능에 영향을 미칠 수 있는 대역폭(bandwidth), 지연시간(delay), 배터리량(battery power) 등과 같은 다양한 파라미터를 메트릭(metric)으로하여, 본 발명 에서 제안하는 비용 함수로 통신 비용을 측정하여 최소 비용을 가지는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택함으로서 수행된다.The gateway router and path selection (S210), in addition to the path information and the hop number of the mobile nodes through which the advertisement message broadcasted by the gateway router passes, bandwidth and latency that may affect communication performance according to QoS characteristics. By performing various parameters such as delay, battery power, etc. as a metric, the communication cost is measured by the cost function proposed by the present invention and the gateway router and the path having the minimum cost are selected.

이 때, 주소 설정(S220), 등록(S230), 터널 설정(S240)의 과정은 기존에 제시된 표준을 따른다. 주소 설정(S220)에서는 게이트웨이 라우터로부터 수신한 프리픽스 주소를 이용하여 이동 노드가 인터넷과 통신할 때 사용할 광역 주소를 생성한다. 등록(S230)에서는 생성된 주소 및 여러 정보를 선택된 게이트웨이 라우터에 알린다. 터널 설정(S240)에서는 게이트웨이 라우터와 이동 노드사이에 경로 정보를 설정한다.At this time, the process of address setting (S220), registration (S230), tunnel setting (S240) is in accordance with existing standards. In the address setting (S220), using the prefix address received from the gateway router generates a wide area address to be used when the mobile node communicates with the Internet. In registration (S230), the generated address and various information are notified to the selected gateway router. In the tunnel setup (S240), the route information is set between the gateway router and the mobile node.

선택된 게이트웨이 라우터로 핸드오프 실행(S250) 방법은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 방법으로 상세히 설명된다.The method of performing handoff to the selected gateway router (S250) is described in detail in various ways according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a mobile node according to an embodiment of the invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드(105-112)는 패킷을 주고 받기 위한 송수신기(300), 송수신될 패킷의 헤더 정보 등을 처리하는 패킷 처리부(310), 통신 비용 계산시 서비스의 QoS 특성에 따라 중시되는 메트릭에 가중치 설정시 사용되는 가중치 등록기(320), 메트릭으로 사용되는 정보를 수집하는 파라미터 측정부(330), 수집된 정보를 기록, 관리하는 파라미터 등록기(340), 수신된 광고 메시지로부터 획득한 게이트웨이 라우터로의 라우팅 경로 정보, 홉 수, 최소 대역폭, 지연시간, 최소 배터리량 등의 정보와 파라미터 등록기의 정보를 처리하여 라우팅 테이블을 관리하는 라우팅 테이블 등록기(350), 라우팅 테이블을 분석하여 핸드오프 여부와 최소 비용을 가지는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하 는 핸드오프 처리부(360)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the mobile node 105-112 according to an embodiment of the present invention includes a transceiver 300 for sending and receiving packets, a packet processor 310 for processing header information of a packet to be transmitted and received, and the like. The weight register 320 used to set weights to the metric which is important according to the QoS characteristics of the service when calculating the cost, the parameter measuring unit 330 to collect information used as the metric, and the parameter register to record and manage the collected information ( 340) a routing table register which manages routing tables by processing information such as routing path information, hop count, minimum bandwidth, delay time, minimum battery amount, and the like, from the received advertisement message to the gateway router ( 350), a handoff processing unit 360 for analyzing a routing table to select a gateway router having a handoff status and a minimum cost and a route; .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프 과정과 광고 메시지에 의하여 전달되는 핸드오프 메트릭 정보를 도시한 도이다.4 is a diagram illustrating a forced handoff process considering QoS and handoff metric information delivered by an advertisement message according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프 과정은, 다중 홉 무선 접속 네트워크(400)에서 게이트웨이 라우터를 통해 인터넷(401)과 연결되어 통신하던 이동 노드(405)가 접속이 끊어지는 경우, 이동 노드(405)는 솔리시테이션 메시지(409)를 브로드캐스트한다. 브로드캐스트된 솔리시테이션 메시지는 이웃 노드(406, 407)를 통해 전달되고, 이런 전달 과정을 반복하여 솔리시테이션 메시지(409)는 인터넷(401)에 연결된 게이트웨이 라우터(402, 403)까지 전달된다. 솔리시테이션 메시지(409)는 메시지를 브로드캐스트한 이동 노드(405)의 주소 정보와 순서번호(sequence number)를 포함한다. 솔리시테이션 메시지를 수신한 게이트웨이 라우터(402, 403)는 광고 메시지(410, 412)를 브로드캐스트한다. 게이트웨이 라우터(402)에서 브로드캐스트된 광고 메시지 GR1_ADV(410)는 1홉 거리의 이웃 이동 노드(406)로 전달된다. 광고 메시지 GR1_ADV(410)는 홉 수, 최소 대역폭, 지연시간, 최소 배터리량과 같은 메트릭 정보와 광고 메시지가 게이트웨이 라우터(402)로부터 전달되어온 이동 노드의 경로 정보를 포함한다. 예를 들어, 게이트웨이 라우터(402)로부터 브로드캐스트된 광고 메시지 GR1_ADV(411)는 홉 수(1), 최소 대역폭(2Mbps), 지연시간(30ms), 최소 배터리량(70%), 경로 정보(게이트웨이 라우터 GR1-이동 노드(406)) 등으로 표현되는 정보를 포함한다.In the forced handoff process considering QoS according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the mobile node 405 connected to the Internet 401 through a gateway router in the multi-hop wireless access network 400 is connected. If it is disconnected, the mobile node 405 broadcasts a solicitation message 409. The broadcasted solitation message is delivered through neighboring nodes 406 and 407, and the delivery process is repeated so that the solicitation message 409 is delivered to the gateway routers 402 and 403 connected to the Internet 401. . The solicitation message 409 includes address information and a sequence number of the mobile node 405 that broadcasted the message. The gateway router 402, 403 receiving the solicitation message broadcasts the advertisement message 410, 412. The advertisement message GR1_ADV 410 broadcast at the gateway router 402 is forwarded to the neighboring mobile node 406 one distance away. The advertisement message GR1_ADV 410 includes metric information such as hop count, minimum bandwidth, delay time, minimum battery amount, and path information of the mobile node in which the advertisement message has been delivered from the gateway router 402. For example, the advertisement message GR1_ADV 411 broadcast from the gateway router 402 may include hop count (1), minimum bandwidth (2 Mbps), latency (30 ms), minimum battery amount (70%), route information (gateway). Router GR1-mobile node 406) or the like.

본 발명에서 광고 메시지(410, 412)를 브로드캐스트하는 이유는 광고 메시지 를 요청한 이동 노드(405)가 게이트웨이 라우터와의 다중 경로 정보와, 그 경로의 메트릭 정보를 획득하여 서비스에서 요구되는 QoS 특성을 가장 잘 수용해줄 수 있는 게이트웨이 라우터로 최적의 핸드오프를 제공 하는데 있다. 또한, 브로드캐스트된 광고 메시지를 중계하는 중계 노드들은 오버히어링(overhearing)을 통해 솔리시테이션 메시지를 요청할 필요 없이 최신의 라우팅 정보와 경로에 따른 메트릭 정보를 획득할 수 있어 성능 향상이 가능하다.The reason for broadcasting the advertisement messages 410 and 412 in the present invention is that the mobile node 405 requesting the advertisement message acquires the multipath information with the gateway router and the metric information of the path to determine the QoS characteristics required by the service. The best acceptable gateway router is to provide optimal handoff. In addition, the relay nodes relaying the broadcasted advertisement message can obtain the latest routing information and metric information along the path without overhearing, so that performance can be improved.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 노드의 라우팅 테이블 갱신 흐름도이다.5 is a flowchart for updating a routing table of a mobile node according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 흐름도는, 상기 설명된 것과 같이 게이트웨이 라우터(402, 403)에서 브로드캐스트된 광고 메시지(410, 412)가 이동 노드(405~408)에 수신된 경우, 모든 이동 노드에서 광고 메시지에 의해 전달된 경로 정보와 메트릭 정보를 처리하여 라우팅 테이블을 갱신하는 흐름도이다. 강제 핸드오프 및 최적 핸드오프에 모두 동일하게 적용이 된다.The flow chart shown in FIG. 5 shows an advertisement message at all mobile nodes when the advertisement messages 410, 412 broadcasted at the gateway routers 402, 403 are received at the mobile nodes 405-408 as described above. A flow chart for updating the routing table by processing the route information and the metric information delivered by the. The same applies to both forced handoff and optimal handoff.

본 발명에서 제시하는 라우팅 테이블은, 기존의 애드혹 네트워크에서 사용되는 라우팅 프로토콜에 의해 생성되는 라우팅 테이블과 다른 것으로, QoS를 고려한 핸드오프를 제공하기 위하여 사용되는 메트릭 정보와 광고 메시지가 지나온 경로 정보에 의하여 구성된다. 즉, 다중 경로 정보를 처리하고, 다양한 메트릭 정보가 관리되어, 요구되는 서비스에 따라 비용 정보가 처리되는 라우팅 테이블이다. 라우팅 테이블은 애드혹 네트워크에서 사용되는 라우팅 방법에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 예를 들어, 리액티브 라우팅 프로토콜인 AODV(Ad hoc On-Demand Distance-Vector) 프로토콜 사용시에 이동 노드가 인터넷 연결을 요청하거나, 통신중 연결이 끊어질 경우 RREQ(route request) 메시지를 보내는 것이 아니라 솔리시테이션 메시지를 보내고, 응답으로 광고 메시지를 받음으로써 실제 응용에 적용할 수 있다. 프로액티브 라우팅 프로토콜인 DSDV(Destination Sequenced Distance-Vector) 프로토콜 사용시 본 발명에서 제시하는 라우팅 테이블을 참조하여 전체 경로를 고려한 라우팅을 할 수 있다.The routing table proposed by the present invention is different from the routing table generated by the routing protocol used in the existing ad hoc network, and is based on the metric information and the route information through which the advertisement message passes to provide a handoff considering QoS. It is composed. That is, it is a routing table that processes multipath information, manages various metric information, and processes cost information according to required services. The routing table can be applied differently depending on the routing method used in the ad hoc network. For example, when using a reactive routing protocol, the ad hoc on-demand distance-vector (AODV) protocol, the mobile node does not request a connection to the Internet or sends a route request (RREQ) message when the connection is lost during communication. Sending a messaging message and receiving an advertising message in response can be applied to real applications. When using the DSDV (Destination Sequenced Distance-Vector) protocol, which is a proactive routing protocol, routing can be performed considering the entire path with reference to the routing table proposed in the present invention.

본 발명의 실시예에 따라 도 5에 도시된 흐름도의 과정을 설명하면, 이동 노드(405)가 광고 메시지(411, 414)를 수신하면 이동 노드는 수신한 광고 메시지(411)를 브로드캐스팅한 게이트웨이 라우터(402)가 라우팅 테이블에 등록이 되어 있는 것인지에 대해서 판단(S500)하고, 만약 라우팅 테이블에 등록된 라우터가 아닐 경우에는 라우팅 테이블에 게이트웨이 라우터 필드를 생성(S501)하고, 광고 메시지(411)에서 받은 경로 정보를 저장하며, 그 정보를 가리키는 경로 인덱스를 추가(S502)하고, 라우팅 테이블 갱신(S507)을 한다. Referring to the flowchart of FIG. 5 according to an embodiment of the present invention, when the mobile node 405 receives the advertisement messages 411 and 414, the mobile node broadcasts the received advertisement message 411. It is determined whether the router 402 is registered in the routing table (S500). If the router 402 is not registered in the routing table, a gateway router field is generated in the routing table (S501), and the advertisement message 411 is used. The received route information is stored, a route index indicating the information is added (S502), and the routing table is updated (S507).

만약, 이미 라우팅 테이블에 등록된 라우터인 경우에는, 수신한 광고 메시지(411)의 순서 번호(sequence number)가 가장 최근에 라우팅 테이블을 갱신한 순서 번호보다 크거나 같은지를 판단하여(S503), 작은 경우에는 광고 메시지를 버리고(S504), 수신한 광고 메시지에 대한 처리를 종료한다(411). 여기서 순서 번호는, 게이트웨이 라우터(402, 403)에서 광고 메시지(410, 412)를 브로드캐스트할 때마다 하나씩 증가시켜 게이트웨이 라우터(402, 403)에서 브로드캐스트된 광고 메시지를 수신한 경우 최신 정보 여부를 결정할 수 있다.If the router is already registered in the routing table, it is determined whether or not the sequence number of the received advertisement message 411 is greater than or equal to the sequence number most recently updated with the routing table (S503). In the case of discarding the advertisement message (S504), the process for the received advertisement message is terminated (411). Here, the sequence number is incremented by one each time the gateway routers 402 and 403 broadcast the advertisement messages 410 and 412, indicating whether the gateway routers 402 and 403 are up-to-date. You can decide.

수신한 광고 메시지의 순서 번호가 동일한 게이트웨이 라우터로부터 최근에 라우팅 테이블을 갱신한 순서 번호와 같거나 큰 경우, 라우팅 경로의 루프(loop)여부를 판단하기 위하여 광고 메시지에 등록된 지나온 경로 정보를 자신의 주소 정보와 비교하여 동일한 정보가 존재하는가를 판단한다(S505). 만약, 동일한 주소 정보가 존재할 경우, 루프 정보로 판단하여 그 광고 메시지를 버린다(S504).If the sequence number of the received advertisement message is the same as or greater than the sequence number recently updated from the same gateway router, the route information registered in the advertisement message is checked to determine whether the routing route is looped. It is determined whether the same information exists compared with the address information (S505). If the same address information exists, it is determined as loop information and the advertisement message is discarded (S504).

루프 정보가 아님이 판단된 경우, 수신한 광고 메시지에 등록된 게이트웨이 라우터로부터 자신까지의 경로 정보가 라우팅 테이블에 존재 하는가를 판단하여(S506) 존재하지 않는 경우에는 라우팅 테이블에 새로운 경로 정보를 등록하고 경로 인덱스를 추가한다(S502).If it is determined that the loop information is not determined, it is determined whether the route information from the gateway router registered in the received advertisement message exists in the routing table (S506). If it does not exist, new route information is registered in the routing table. The path index is added (S502).

상기 경로 정보에 대한 처리가 끝나면, 메트릭 정보를 처리하는 라우팅 테이블 갱신이 수행된다(S507). 라우팅 테이블 갱신(S507)은, 수신 메시지를 처리하는 기능과, 라우팅 테이블의 불필요한 정보를 삭제하는 라우팅 테이블 관리 기능이 포함된다.When the processing for the route information is finished, the routing table update for processing the metric information is performed (S507). The routing table update (S507) includes a function of processing a received message and a routing table management function for deleting unnecessary information of the routing table.

수신 메시지 처리 기능은 본 발명의 실시예에 따른 홉 수, 최소 대역폭, 지연시간, 최소 배터리량 등의 메트릭 정보를 갱신하고, 등록시간 정보를 기록하는 등의 라우팅 테이블 관리시에 사용이 된다. 메트릭 정보 중에서 최소 대역폭 정보와 최소 배터리량 정보를 살펴 보면, 두 정보는 게이트웨이 라우터로부터 현재 이동 노드까지의 경로상에서 성능에 가장 큰 영향을 주는 경로의 메트릭 정보를 전달하기 위해서 사용된다.The received message processing function is used for routing table management such as updating metric information such as hop count, minimum bandwidth, delay time, minimum battery amount, and recording registration time information according to an embodiment of the present invention. Looking at the minimum bandwidth information and the minimum battery information among the metric information, both information is used to convey the metric information of the path that has the greatest impact on the performance on the path from the gateway router to the current mobile node.

라우팅 테이블 관리 기능은 유효한 등록 시간(expiration time)을 두어서 유 효 등록 시간을 초과하는 라우팅 테이블 정보를 제거하여 유효한 정보만이 관리되도록 한다.The routing table management function ensures that only valid information is managed by removing the routing table information that exceeds the valid registration time by leaving a valid registration time.

상기 라우팅 테이블 갱신이 종료되면(S507) 라우팅 테이블에 갱신된 메트릭 정보를 광고 메시지에 담아서 이웃 이동 노드로 브로드캐스트한다.When the routing table update is completed (S507), the metric information updated in the routing table is included in the advertisement message and broadcasted to the neighboring mobile node.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도이다. 도 6a는 도 6의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.6 is a basic flowchart of forced handoff in consideration of QoS according to an embodiment of the present invention. 6A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 6.

도 6과 도 6a는 도시된 바와 같이, 강제 핸드오프는 이동 노드가 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어 졌는가(S600)를 판단하는 것으로 시작된다. 이동 노드는 게이트웨이 라우터와 연결이 끊어지는가를 지켜보다가 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어지면(610), 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어진 것을 감지(610)한 시점(611)에서 기존의 라우팅 테이블의 정보는 유효하지 않다고 판단하여, 솔리시테이션 메시지를 브로드캐스트(S601, 612)하고, 대기 시간(613)동안 게이트웨이 라우터의 광고 메시지를 수신하기 위해서 핸드오프 결정을 보류하고 대기(S602)한다.6 and 6A, the forced handoff begins with determining whether the mobile node has lost connection with the gateway router (S600). When the mobile node observes whether the connection with the gateway router is lost (610), and detects that the connection with the gateway router is lost (610), the mobile node detects that the connection with the gateway router is lost (610). Determines that it is not valid, broadcasts the solicitation message (S601, 612), and withholds the handoff decision and waits (S602) to receive the advertisement message of the gateway router during the waiting time (613).

대기 시간(613)이 종료된 시점(615)이 되면, 솔리시테이션 메시지가 브로드캐스팅 된 이후에 대기 시간(613) 동안 라우팅 테이블의 갱신이 있었는가(S603)를 확인하여, 아무런 갱신이 일어나지 않은 경우에는 솔리시테이션 메시지를 브로드캐스팅한 횟수가 제한 횟수를 넘었는 가를 판단(S606)하여 넘지 않은 경우, 다시 솔리시테이션 메시지(409)를 브로드캐스트(614)하고(S601), 다시 대기 시간(616)동안 게이트웨이 라우터의 광고 메시지를 수신하기 위해서 핸드오프 결정을 보류하고 대기(S602)한다. 솔리시테이션 메시지를 브로드캐스팅한 횟수가 솔리시테이션 제한 횟수 이상이면 더 이상 솔리시테이션 메시지가 브로드캐스팅되지 않고 게이트웨이 라우터로의 연결 시도는 종료되고 종료 사유를 사용자에게 보고한다.When the waiting time 613 ends, it is determined whether there has been an update of the routing table during the waiting time 613 after the solicitation message has been broadcast (S603), and no update has occurred. If it is determined that the number of broadcasts of the solicitation message has exceeded the limit (S606), if it does not exceed, the solicitation message 409 is broadcasted (614) (S601), and the waiting time (616) again. In order to receive the advertisement message of the gateway router, the handoff decision is suspended and waited (S602). If the number of broadcasts of the solicitation message is more than the solicitation limit, the solicitation message is no longer broadcast and the connection attempt to the gateway router is terminated and the reason for termination is reported to the user.

대기 시간(616) 동안 수신된 광고 메시지(617, 618, 619)에 의해 상기 도 5의 흐름도에 따라 라우팅 테이블이 갱신되면, 대기 시간(616)이 종료했을 때(620) 그 이후에 대기 시간 동안 라우팅 테이블의 갱신이 있는가(S503)을 판단하고, 라우팅 테이블의 갱신이 있었을 경우, 갱신된 라우팅 테이블 정보 중에서 가장 작은 비용을 가지는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택(S604)하고, 핸드오프를 수행(S605)한다. 만약, 솔리시테이션 메시지의 브로드캐스팅 횟수가 일정 횟수(solicitation count)를 초과(S606)할 경우, 이동 노드(405)가 통신이 가능한 게이트웨이 라우터가 존재하지 않는 것으로 판단하고, 게이트웨이 라우터를 통한 인터넷 연결 시도를 종료한다.If the routing table is updated according to the flow chart of FIG. 5 by the advertisement messages 617, 618, 619 received during the waiting time 616, the waiting time thereafter after the waiting time 616 has expired (620). It is determined whether there is an update of the routing table (S503). When there is an update of the routing table, a gateway router and a route having the smallest cost are selected from the updated routing table information (S604), and a handoff is performed (S605). do. If the number of broadcasts of the solicitation message exceeds a certain number of times (S606), the mobile node 405 determines that there is no gateway router that can communicate, and connects to the Internet through the gateway router. Terminate the attempt.

본 발명의 실시예에 따른 상기 비용 함수는, 다음의 수학식 1에 의하여 계산된다.The cost function according to an embodiment of the present invention is calculated by the following equation (1).

비용 함수(cost function) Cost function

= 홉 수의 가중치 x 홉 수 (hop_count)= Weight of hops x hops (hop_count)

+ 최소 대역폭 가중치 x 1/최소 대역폭 (min_bandwidth)+ Minimum bandwidth weight x 1 / minimum bandwidth (min_bandwidth)

+ 지연 시간 가중치 x 지연 시간 (delay)+ Delay weight x delay

+ 최소 배터리량 가중치 x 1/최소 배터리량 (min_battery_power)+ Minimum battery weight x 1 / minimum battery capacity (min_battery_power)

상기 수식 1은, 이동 노드(405)가 수신한 광고 메시지(411)가 유효한 정보일 경우 라우팅 테이블이 갱신(S603)되어 이동 노드(405)의 라우팅 테이블(417)에 저장되어 비용 함수 연산에 사용되는 홉 수, 최소 대역폭, 지연 시간, 최소 배터리량의 정보에 가중치를 적용하여 요구되는 통신 비용을 계산할 수 있게 된다. In Equation 1, if the advertisement message 411 received by the mobile node 405 is valid information, the routing table is updated (S603) and stored in the routing table 417 of the mobile node 405 to be used for the cost function calculation. The required communication cost can be calculated by applying weights to information on the number of hops, the minimum bandwidth, the delay time, and the minimum battery amount.

비용 함수에는 수학식 1에 고려된 메트릭 이외에도 다양한 메트릭이 추가로 고려될 수 있다. 이러한 특성을 고려하여 수학식 1을 일반화한 수학식은 수학식 2와 같다.In addition to the metric considered in Equation 1, the cost function may further consider various metrics. Equation 1 is generalized in view of this characteristic is the same as equation (2).

Figure 112007046155507-PAT00001
Figure 112007046155507-PAT00001

수학식 2에서 인덱스(Index)는 게이트웨이 라우터와 경로의 쌍으로 이루어져 있어서 동일한 게이트웨이 라우터로부터의 광고 메시지를 수신하더라도 경로가 다른 경우에는 다른 비용이 들기 때문에 각각을 구분하기 위해서 사용된 것이다. In Equation 2, an index is composed of a pair of gateway routers and a path, so that even when receiving an advertisement message from the same gateway router, different paths may be used to distinguish each other.

수학식 3은 통신에서 요구되는 다양한 서비스를 고려하여 수학식 2를 일반화한 수학식이다.Equation 3 is a generalized equation 2 in consideration of various services required for communication.

Figure 112007046155507-PAT00002
Figure 112007046155507-PAT00002

수학식 3에서 서비스(Service)는 이동 노드의 사용자가 요구하는 서비스의 종류를 나타내는 것으로 서비스의 종류에 따라서 동일한 홉 수에도 적용되는 가중치를 다르게 할 수 있게 한다. 예를 들어 서비스의 종류에 따른 가중치는 동영상 정보인가 음성 정보인가 데이터 전송인가에 따라 다르게 주어진다.In Equation 3, a service indicates a type of a service required by a user of a mobile node, and according to the type of service, a weight applied to the same hop number may be different. For example, the weight according to the type of service is given differently depending on whether it is moving picture information, voice information or data transmission.

수학식 3에서

Figure 112007046155507-PAT00003
는 게이트웨이 라우터와 경로로 해당 서비스를 제공할 때의 비용을 의미한다. 측정 단위(metric)는 비용 계산에 사용되는 라우팅 정보의 종류를 의미한다.
Figure 112007046155507-PAT00004
는 해당 서비스에서 측정 단위의 가중치를 의미하고,
Figure 112007046155507-PAT00005
은 게이트웨이 라우터와 경로에서 라우팅 테이블에 등록된 측정 단위의 값을 의미한다. 예를 들어, 홉 수, 최소 대역폭, 지연 시간, 최소 배터리량 이외에도 사용하기 원하는 임의의 측정 단위를 추가하여 적용할 수 있다.In equation (3)
Figure 112007046155507-PAT00003
Means the cost of providing the service through the gateway router and the route. A metric refers to a kind of routing information used for cost calculation.
Figure 112007046155507-PAT00004
Means the weight of the unit of measurement in the service,
Figure 112007046155507-PAT00005
Means the value of the unit of measurement registered in the routing table in the gateway router and the route. For example, in addition to hop count, minimum bandwidth, delay time, and minimum battery amount, any additional unit of measurement may be added.

비용 함수에서 가중치 정보를 어떻게 설정 하느냐에 따라서 결과가 크게 달라지게 된다. 예를 들어 기존의 개발된 핸드오프 결정 방법으로 홉 수만을 고려한다면

Figure 112007046155507-PAT00006
만을 1로 두고 나머지는 0으로 선택하여 계산을 하면 홉 수만이 고려된 비용이 계산되고, 홉 수와 최소 대역폭을 고려하여 비용을 계산한다면
Figure 112007046155507-PAT00007
:
Figure 112007046155507-PAT00008
=
Figure 112007046155507-PAT00009
로 하여 비용을 계산할 수 있다. 일반적으로, 비용 함수에서 홉 수가 커지면 비용은 증가하고, 지연 시간이 증가하면 비용은 증가한다. 그리고, 최소 대역폭이 커지면 비용은 감소하고, 최소 배터리량이 커지 면 비용은 감소한다. 이런 특성에 따라서, 최소 대역폭과 최소 배터리량의 정보는
Figure 112007046155507-PAT00010
의 값으로 1/대역폭으로 연산하거나, 특성을 감안한 가중치가 주어져야 한다.The result depends on how the weighting information is set in the cost function. For example, if you only consider hop count with the existing developed handoff decision method,
Figure 112007046155507-PAT00006
If you calculate only the number of hops and the minimum bandwidth, you can calculate the cost considering only the number of hops.
Figure 112007046155507-PAT00007
:
Figure 112007046155507-PAT00008
=
Figure 112007046155507-PAT00009
The cost can be calculated with In general, as the number of hops in the cost function increases, the cost increases, and as the delay increases, the cost increases. And as the minimum bandwidth increases, the cost decreases. As the minimum battery capacity increases, the cost decreases. Based on these characteristics, the minimum bandwidth and minimum battery information
Figure 112007046155507-PAT00010
The value of must be calculated as 1 / bandwidth or weighted to account for characteristics.

이와 같이, 비용 함수를 사용하여 라우팅 테이블에 있는 모든 게이트웨이 라우터와 경로에 대해서 비용을 구하고 그 비용 중에서 가장 작은 비용을 가지는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택(S604)한다. 이동 노드(405)는 선택된 게이트웨이 라우터와 경로로 핸드오프(S605, 621)를 수행한다.In this way, the cost function is used to calculate costs for all gateway routers and routes in the routing table, and select the gateway router and routes having the smallest cost among the costs (S604). The mobile node 405 performs handoffs S605 and 621 in the path with the selected gateway router.

표 1, 표 2, 표 3, 표 4, 표 5는 상기 내용을 이해하기 쉽도록 표를 이용하여 나타낸 실시예이다. 각 표는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 표 1은 이동 노드(105)가 측정한 인접한 다른 이동 노드(1홉 거리의 이동 노드)에 대한 대역폭과 지연 시간의 테이블이다. 표 2는 이동 노드(105)가 측정한 자신의 배터리량 테이블이다. 표 3은 이동 노드(105)가 서비스에 따라 요구하는 측정 단위의 가중치 값을 기록한 테이블이다. 표 4는 이동 노드(105)가 자체적으로 측정하여 관리하는 테이블 정보와 이웃 노드로부터 수신한 광고 메시지를 통하여 생성된 라우팅 테이블이다. 표 5는 표 3의 서비스에 따른 가중치와 표 4의 라우팅 테이블의 정보가 비용 함수로 연산된 비용 테이블이다. Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, and Table 5 are examples shown using tables for easy understanding of the above contents. Each table is in accordance with an embodiment of the present invention, and Table 1 is a table of bandwidth and delay times for other adjacent mobile nodes (one-hop mobile node) measured by mobile node 105. Table 2 is its battery level table measured by the mobile node 105. Table 3 is a table that records the weight value of the unit of measurement that the mobile node 105 requests according to the service. Table 4 is a routing table generated through table information that the mobile node 105 measures and manages itself, and advertisement messages received from neighboring nodes. Table 5 is a cost table in which weights according to services of Table 3 and information in the routing table of Table 4 are calculated as a cost function.

도 6에 도시된 흐름도를 기본으로 하여, 대기 시간(timeout) 확장을 적용한 방법, 유효 시간(valid_time)을 적용한 방법, 대기 시간 확장과 유효 시간을 동시에 적용한 방법과 같은 성능 향상이 가능하다.Based on the flowchart shown in FIG. 6, performance improvements such as a method of applying a timeout extension, a method of applying a valid_time, and a method of simultaneously applying a waiting time extension and a valid time are possible.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도(도 6)에 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도이다. 도 7a는 도 7의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.FIG. 7 is a flowchart in which the concept of waiting time is applied to a basic flowchart of forced handoff (FIG. 6) considering QoS according to an embodiment of the present invention. 7A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 7.

도 7에 도시된 흐름도는 도 6의 흐름도에 현재 대기 시간(timeoutn)동안 아무런 광고 메시지를 받지 못했을 경우 다음 대기 시간(timeoutn +1)은 이전의 대기 시간보다 늘어난 시간을 사용하여 동일한 대기 시간(timeout0)을 사용할 경우 예상되는 솔리시테이션 메시지에 의한 네트워크 부하를 줄이는 방법을 제시한 흐름도이다. 이 때, 늘어난 대기 시간은 다양한 알고리즘에 의하여 결정될 수 있으며 한 예로, 이전 대기 시간의 2배로 대기 시간을 증가 시키는 것을 가정할 수 있다.The flow diagram is then wait time (timeout n +1), if not received the advertisement message for any current waiting time (timeout n) in the flow chart of Figure 6 shown in Figure 7 is the same wait time by using the time increased than the previous wait time of The following flowchart shows how to reduce network load caused by expected solicitation message when using (timeout 0 ). In this case, the increased waiting time may be determined by various algorithms. For example, it may be assumed that the waiting time is increased by twice the previous waiting time.

도 7a에 도시된 시간도는 도 6a와 유사하나, 기본 대기 시간(713)동안 유효한 광고 메시지를 수신하지 못한 경우 다음 대기 시간(716)은 기존의 대기 시간(713)보다 긴 시간을 대기 시간으로 사용함을 보인다.The time diagram shown in FIG. 7A is similar to FIG. 6A, but if a valid advertisement message has not been received during the default waiting time 713, the next waiting time 716 is a waiting time longer than the existing waiting time 713. It is used.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도(도 6)에 유효 시간의 개념이 적용된 흐름도이다. 도 8a는 도 8의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.8 is a flowchart in which the concept of valid time is applied to a basic flowchart of forced handoff (FIG. 6) in consideration of QoS according to an embodiment of the present invention. 8A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 8.

도 8에 도시된 흐름도는 게이트웨이 라우터와의 연결 실패(S800) 시각(815)부터 유효 시간이전 동안 라우팅 테이블이 갱신되었는가(S801)를 확인하여, 갱신이 이루어진 경우 유효 시간 동안 갱신된 정보 중 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택(S802)하고, 갱신이 이루어지지 않은 경우 도 6의 흐름도와 동일 하게 솔리시테이션 메시지를 브로드캐스팅(S804)하는 절차를 통해 게이트웨이 라우터를 선택한다. 이러한 유효 시간을 적용한 핸드오프를 통해 강제 핸드오프의 단점인 연결 중 통신이 끊어졌을 때 다시 통신이 이루어 지기까지 걸리는 지연 시간의 문제를 해결하고, 솔리시테이션 브로드캐스팅을 줄여 네트워크의 부하를 줄이는 것이 가능하다. 이 때, 유효 시간 동안 브로드캐스팅 된 광고 메시지는 오버히어링에 의해 가능하다.The flowchart shown in FIG. 8 confirms whether the routing table has been updated during a valid time transfer from the time (815) of the connection failure with the gateway router (S800) (S801). In step S802, a gateway router having a network path is selected and a gateway router is selected through a procedure of broadcasting a solicitation message (S804) in the same manner as in the flowchart of FIG. 6. With this effective time-off, it is possible to solve the problem of delay, which is the disadvantage of forced handoff, when communication is lost during connection, and reduce the load on the network by reducing the resolution broadcasting. Do. At this time, the advertisement message broadcast during the effective time is possible by overhearing.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 강제 핸드오프의 기본 흐름도(도 6)에 대기 시간 확장과 유효 시간의 개념이 적용된 흐름도이다. 도 9a는 도 9의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.FIG. 9 is a flowchart in which the concept of waiting time extension and valid time is applied to a basic flowchart of forced handoff (FIG. 6) considering QoS according to an embodiment of the present invention. 9A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 9.

도 9에 도시된 흐름도는 도 7의 대기 시간 확장 방법과 도 8의 유효 시간 적용방법이 모두 적용되어 솔리시테이션 메시지에 의한 네트워크 부하를 줄이고, 강제 핸드오프의 단점인 통신 연결 실패 후 재 연결 시간을 줄이는 방법을 제시한 흐름도이다.In the flowchart shown in FIG. 9, both the waiting time extension method of FIG. 7 and the effective time application method of FIG. 8 are applied to reduce a network load caused by a solitation message, and a reconnection time after a communication connection failure, which is a disadvantage of forced handoff. Is a flow chart that shows how to reduce this problem.

도 9에 도시된 흐름도는 게이트웨이 라우터와의 연결 실패(S900) 시각(920)부터 유효 시간 이전 동안 라우팅 테이블이 갱신되었는 가(S901)를 확인하여, 갱신이 이루어진 경우 도 8의 흐름도와 동일하게 처리되고, 갱신이 이루어지지 않은 경우 도 7의 흐름도와 동일하게 처리된다.The flowchart shown in FIG. 9 checks whether the routing table has been updated during the valid time before the connection time with the gateway router (S900) (S900) (S901), and when the update is made, processes the same as the flowchart of FIG. If the update is not made, the process is performed in the same manner as in the flowchart of FIG. 7.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프 과정과 광고 메시지에 의하여 전달되는 핸드오프 메트릭 정보를 도시한 도이다.FIG. 10 is a diagram illustrating an optimal handoff process considering QoS and handoff metric information delivered by an advertisement message according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 본 발명의 실시예에 따른, QoS를 고려한 최적 핸드오프의 광 고 메시지의 전달은 다음과 같이 이루어진다. 다중 홉 무선 접속 네트워크(1000)에서 인터넷(1001)과의 통신을 중계하는 게이트웨이 라우터(1002)가 주기적으로 광고 메시지 GR_ADV1(1009)을 브로드캐스트하고, 브로드캐스팅 된 광고 메시지 GR_ADV1(1009)을 수신한 이동 노드(1006)가 자신의 경로 정보를 추가하고, 수신한 광고 메시지에 포함된 홉 수, 최소 대역폭, 지연시간, 최소 배터리량과 같은 메트릭 정보를 도 5의 라우팅 테이블 갱신(S507)을 통해 갱신된 정보로 대체하여 이웃 이동 노드(1005)로 광고 메시지 GR_ADV1(1010)을 브로드캐스팅한다. 광고 메시지를 수신한 이동 노드는 유사한 처리 과정을 반복하고 이러한 과정을 통하여 여러 홉 거리의 이동 노드까지 광고 메시지가 전달된다. 루프되는 경로 정보를 갖는 광고 메시지는 도 5에 도시된 바(S505)와 같이 버려진다. 수신된 광고 메시지의 처리와 라우팅 테이블 갱신은 도 5의 흐름도에서와 같이 수행된다. 상기 설명된 게이트웨이 라우터에서 광고 메시지가 브로드캐스팅 된 이후의 전달 방법은, 도 4에서 게이트웨이 라우터가 솔리시테이션 메시지를 수신한 후 광고 메시지를 브로드캐스트한 이후의 과정과 동일하다.According to the embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the delivery of an advertisement message of an optimal handoff considering QoS is performed as follows. The gateway router 1002 relaying communication with the Internet 1001 in the multi-hop wireless access network 1000 periodically broadcasts the advertisement message GR_ADV1 1009 and receives the broadcasted advertisement message GR_ADV1 1009. The mobile node 1006 adds its own route information and updates metric information such as hop count, minimum bandwidth, delay time, and minimum battery amount included in the received advertisement message through the routing table update (S507) of FIG. 5. The advertisement message GR_ADV1 1010 is broadcast to the neighboring mobile node 1005 by substituting the generated information. The mobile node receiving the advertisement message repeats a similar process and the advertisement message is delivered to the mobile node several hops through this process. The advertisement message having the looped path information is discarded as shown in S505 of FIG. 5. Processing of the received advertising message and updating the routing table are performed as in the flowchart of FIG. The delivery method after the advertisement message is broadcast in the above-described gateway router is the same as the procedure after the gateway router broadcasts the advertisement message after receiving the solicitation message in FIG. 4.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 6가지 최적 핸드오프 성능 향상 기법을 분류한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating six optimal handoff performance improvement techniques considering QoS according to an embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 각 기법은 가드 타임(guard_time)이 고려되는가, 유효 시간이 고려되는가, 임시 대기 시간이 고려 되는가에 따라 구분된다. 본 발명에서, 가드 타임은 핸드오프 이후 일정 시간 동안 핸드오프를 하지 못 하도록 하여, 잦은 핸드오프로 인한 성능저하를 막기 위하여 사용된다. 유효 시간은 가드 타 임이 적용될 때에만 사용되는 것으로, 핸드오프시 고려되는 정보는 가드 타임 종료되기 이전 유효 시간 동안 광고 메시지에 의하여 갱신된 라우팅 정보에 한한다. 유효 시간을 사용할 경우 가드 타임 동안 수신되는 광고 메시지를 활용하여 최적 게이트웨이 라우터를 선택하여 핸드오프 수행 시간을 줄일 수 있다. 임시 대기 시간은 여러 게이트웨이 라우터가 브로드캐스팅한 광고 메시지가 작은 시간차를 두고 도착하게 될 경우 발생할 수 있는 잦은 핸드오프에 의한 성능저하를 방지하기 위하여 사용된다. As shown in FIG. 11, each technique is classified according to whether a guard time (guard_time) is considered, a valid time is considered, or a temporary waiting time is considered. In the present invention, the guard time is used to prevent the handoff for a predetermined time after the handoff, to prevent performance degradation due to frequent handoff. The valid time is used only when the guard time is applied. The information considered in the handoff is limited to routing information updated by the advertisement message during the valid time before the guard time expires. When the valid time is used, the advertisement message received during the guard time can be utilized to select the optimal gateway router to reduce the handoff time. Temporary latency is used to prevent performance degradation due to frequent handoffs that can occur when advertisement messages broadcast by multiple gateway routers arrive with a small time difference.

도 11에 도시된 바와 같이, case 1은 기본형의 최적 핸드오프 기법으로 가드 타임, 유효 시간, 임시 대기 시간이 모두 고려되지 않은 형태이다.As shown in FIG. 11, case 1 is a basic type of optimal handoff technique in which guard time, valid time, and temporary waiting time are not all considered.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도(case 1)이다. 도 12a는 도 12의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.12 is a basic flowchart (case 1) of an optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention. 12A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 12.

도 12에 도시된 흐름도는 도 12a는 도시된 바와 같이, 게이트웨이 라우터가 주기적으로 브로드캐스팅한 광고 메시지가 수신되어 라우팅 테이블을 갱신(S1200)할 때마다 현재 선택하여 사용하고 있는 게이트웨이 라우터와 갱신된 게이트웨이 라우터의 비용을 비교하여 최소 비용을 가지는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택(S1201)하고 핸드오프 필요 여부를 판단(S1202)하여, 핸드오프를 수행하는 기법을 제시한 흐름도이다. 새로운 게이트웨이 라우터가 선택된 경우 선택된 게이트웨이 라우터로 최적의 경로를 사용하여 핸드오프가 수행(S1203)되고, 기존 게이트웨이 라우터가 선택된 경우 갱신된 정보를 기반으로 최적의 경로로 라우팅 경로가 수정된다(S1204). 도 12에 도시된 기법을 통해 이동 노드는 최적의 게이트웨이 라우 터를 발견하면 바로 핸드오프를 수행하게 된다.12A is a flowchart of FIG. 12A, as shown in FIG. 12A, a gateway router and an updated gateway currently selected and used each time an advertisement message periodically broadcasted by a gateway router is received to update a routing table (S1200). By comparing the cost of the router, the flow chart is a flowchart illustrating a method of performing a handoff by selecting a gateway router having a minimum cost and a path (S1201), determining whether a handoff is necessary (S1202). When the new gateway router is selected, the handoff is performed using the optimal path to the selected gateway router (S1203). When the existing gateway router is selected, the routing path is modified to the optimal path based on the updated information (S1204). Through the technique shown in FIG. 12, the mobile node performs handoff as soon as it finds an optimal gateway router.

도 12a는 수신된 광고 메시지를 브로드캐스트한 게이트웨이 라우터로 핸드오프가 수행됨을 나타내고, 연결유지는 기존의 게이트웨이 라우터를 그대로 사용함을 나타낸다. 기존의 게이트웨이 라우터를 사용하는 경우에도 더 나은 경로 정보가 광고 메시지에 의하여 얻어지면, 경로 변경이 요청될 수 있다.12A shows that handoff is performed to the gateway router broadcasting the received advertisement message, and connection maintenance indicates that the existing gateway router is used as it is. Even when using an existing gateway router, if better route information is obtained by the advertisement message, a route change may be requested.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 임시 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 2)이다. 도 13a는 도 13의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.FIG. 13 is a flowchart (case 2) in which a concept of temporary waiting time is applied to a basic flowchart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention. 13A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 13.

도 13에 도시된 흐름도는 도 13a에 도시된 바와 같이, 최근의 임시 대기 시간 종료(핸드오프 판단 시점, S1307) 이후 라우팅 테이블이 갱신(S1300)되면 임시 대기 시간이 시작(S1301)하여 임시 대기 시간이 종료(S1305)될 때까지 갱신된 라우팅 정보와 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터의 비용을 비교하여 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터를 선택(S1305)하는 기법을 제시한 흐름도이다. 게이트웨이 라우터 선택 이후의 과정은 도 12의 흐름도와 동일하다.13 is a flowchart of FIG. 13A, when the routing table is updated (S1300) after the last temporary waiting time (handoff determination time point S1307), the temporary waiting time starts (S1301). It is a flowchart showing a technique of selecting a gateway router having the minimum cost by comparing the updated routing information until the end (S1305) and the cost of the currently used gateway router (S1305). The process after the selection of the gateway router is the same as the flowchart of FIG.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임의 개념이 적용된 흐름도(case 3)이다. 도 14a는 도 14의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.14 is a flowchart (case 3) to which the concept of guard time is applied to a basic flowchart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention. 14A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 14.

도 14에 도시된 흐름도는 도 14a에 도시된 바와 같이, 핸드오프 수행(S1404) 후 시작된 가드 타임(S1405) 동안 갱신된 라우팅 정보가 게이트웨이 라우터 선택시에는 고려되지 않고(S1400), 가드 타임이 종료 이후에 라우팅 테이블이 갱 신(S1401)되면, 현재 게이트웨이 라우터와 비용을 비교하여 게이트웨이 라우터를 선택하는 기법을 제시한 흐름도이다. 가드 타임 동안의 갱신된 라우팅 정보가 고려되지 않는 것을 제외하고는 도 12의 기본 흐름도와 동일하다.In the flowchart shown in FIG. 14, as shown in FIG. 14A, routing information updated during the guard time S1405 started after performing the handoff operation (S1404) is not considered when selecting the gateway router (S1400), and the guard time ends. After that, when the routing table is updated (S1401), a flow chart of a method of selecting a gateway router by comparing costs with a current gateway router is shown. Same as the basic flow chart of FIG. 12 except that updated routing information during guard time is not taken into account.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임과 임시 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 4)이다. 도 15a는 도 15의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.15 is a flowchart (case 4) in which the concept of guard time and temporary waiting time is applied to a basic flow chart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention. 15A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 15.

도 15에 도시된 흐름도는 도 15a에 도시된 바와 같이, 도 13에 적용된 임시 대기 시간과 도 14에 적용된 가드 타임이 적용된 흐름도이다. 임시 대기 시간은 가드 타임이 종료(S1500)된 이후 라우팅 테이블이 갱신(S1501)되면 시작(S1502)된다. 임시 대기 시작 이후 핸드오프 수행(s1509)까지의 과정은 도 13의 흐름도와 동일하다. 가드 타임은 도 14의 흐름도와 동일하게 핸드오프가 수행(S1509)되면 시작(S1510)되고, 가드 타임 동안 갱신된 라우팅 정보는 게이트웨이 라우터 선택시에 고려되지 않는다. 따라서, 임시 대기 시간과 가드 타임의 사용을 통해 잦은 핸드오프로 인한 성능저하를 방지할 수 있다.15 is a flowchart to which the temporary waiting time applied to FIG. 13 and the guard time applied to FIG. 14 are applied, as shown in FIG. 15A. The temporary waiting time is started (S1502) when the routing table is updated (S1501) after the guard time ends (S1500). The process from the temporary wait start until the handoff execution (s1509) is the same as the flowchart of FIG. 13. The guard time is started (S1510) when the handoff is performed (S1509) as in the flowchart of FIG. 14, and the routing information updated during the guard time is not considered in selecting the gateway router. Therefore, it is possible to prevent performance degradation due to frequent handoff through the use of temporary waiting time and guard time.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임과 유효 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 5)이다. 도 16a는 도 16의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.16 is a flowchart (case 5) in which the concept of guard time and valid time is applied to a basic flow chart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention. 16A is an example of a time diagram according to the flowchart of FIG. 16.

도 16에 도시된 흐름도는 도 16a에 도시된 바와 같이, 도 14에 적용된 가드 타임과 가드 타임이 존재할 경우 적용될 수 있는 유효 시간이 적용된 흐름도이다. 가드 타임은 도 14의 흐름도와 동일하게 핸드오프가 수행(S1604)되면 시작(S1605) 되고, 가드 타임 동안 갱신된 라우팅 정보는 게이트웨이 라우터 선택시 고려되지 않는다. 그러나, 유효 시간이 적용되기 때문에 가드 타임이 종료(S1600)되면, 가드 타임이 종료되기 이전 유효 시간 동안 광고 메시지에 의하여 갱신된 라우팅 정보가 존재(S1601)하면 유효 시간 동안 갱신된 라우팅 정보를 고려한다. 이 경우, 이동 노드는 유효 시간 동안 갱신된 정보와 현재 사용되는 게이트웨이 라우터의 비용을 비교하여 게이트웨이 라우터를 선택(S1602)한다. 새로운 게이트웨이 라우터가 선택(S1603)되면 핸드오프를 수행(S1604)하고 가드 타임이 시작(S1605)된다. 기존의 게이트웨이 라우터가 선택되거나, 유효 시간 동안 갱신된 라우팅 정보가 없을 경우 도 14의 흐름도의 가드 타임 종료 이후와 동일하다.16 is a flowchart to which a guard time applied to FIG. 14 and a valid time that can be applied when there is a guard time are applied, as shown in FIG. 16A. The guard time is started (S1605) when the handoff is performed (S1604) as in the flowchart of FIG. 14, and the routing information updated during the guard time is not taken into consideration when selecting the gateway router. However, when the guard time ends (S1600) because the valid time is applied, if the routing information updated by the advertisement message exists during the valid time before the guard time ends (S1601), the routing information updated during the valid time is considered. . In this case, the mobile node selects the gateway router by comparing the updated information during the valid time with the cost of the currently used gateway router (S1602). When a new gateway router is selected (S1603), handoff is performed (S1604) and guard time is started (S1605). If the existing gateway router is selected or there is no updated routing information during the valid time, the same as after the guard time termination of the flowchart of FIG. 14.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 QoS를 고려한 최적 핸드오프의 기본 흐름도에 가드 타임과 유효 시간과 임시 대기 시간의 개념이 적용된 흐름도(case 6)이다. 도 17a는 도 17의 흐름도에 따른 시간도의 예이다.17 is a flowchart (case 6) in which the concept of guard time, valid time, and temporary waiting time is applied to a basic flow chart of optimal handoff considering QoS according to an embodiment of the present invention. 17A is an example of a time diagram according to the flow chart of FIG. 17.

도 17에 도시된 흐름도는 도 17a에 도시된 바와 같이, 가드 타임과 유효 시간이 적용된 도 16의 흐름도에 임시 대기 시간이 적용된 도 13의 흐름도가 추가된 흐름도이다. 도 17의 흐름도는 가드 타임이 종료(S1700)되고 유효 시간 동안 라우팅 테이블의 갱신이 존재하지 않거나, 유효 시간 동안 라우팅 테이블의 갱신이 존재하더라도 선택된 게이트웨이 라우터가 기존의 게이트웨이 라우터인 경우 가드 타임 종료 이후 라우팅 테이블이 갱신(S1706)되면, 라우팅 테이블 갱신 이후 처리는 도 13의 흐름도와 동일하다. 도 13의 흐름도가 적용되지 않는 부분은 도 16의 흐름도와 동일하게 적용된다. 따라서, 도 17의 흐름도는 도 17a의 시간도에 도시된 바 와 같이, 가드 타임(1720)이 종료되고 유효 시간(1721)동안 광고 메시지(1722)를 수신하더라도 기존의 연결이 더 나은 경우에는 연결을 유지(1723)하고, 유효 시간(1735)동안 수신한 광고 메시지(1736, 1737)의 새로운 게이트웨이 라우터가 선택된 경우에는 핸드오프가 수행(1738)된다. 이동 노드가 가드 타임 구간이 아닐 때, 광고 메시지(1724)를 수신하면 항상 임시 대기 시간(1725)이 시작되며, 임시 대기 시간이 종료될 때 기존의 게이트웨이 라우터와 새롭게 갱신된 정보를 비교하여 최적의 게이트웨이 라우터를 선택하여, 핸드오프를 수행한다.17 is a flowchart of FIG. 13 to which a temporary waiting time is applied to the flowchart of FIG. 16 to which a guard time and an effective time are applied, as shown in FIG. 17A. 17 is a flow diagram after the guard time is terminated when the selected gateway router is an existing gateway router even if the guard time is terminated (S1700) and there is no update of the routing table during the valid time, or there is an update of the routing table during the valid time. When the table is updated (S1706), the process after the routing table update is the same as the flowchart of FIG. The portion to which the flowchart of FIG. 13 is not applied is the same as the flowchart of FIG. 16. Thus, the flow diagram of FIG. 17 shows that if the existing connection is better, even if the guard time 1720 ends and the advertisement message 1722 is received during the valid time 1721 as shown in the time diagram of FIG. 17A. If the new gateway router of the advertisement message (1736, 1737) received during the validity time (1735) is selected (1723), handoff is performed (1738). When the mobile node is not in the guard time interval, receiving the advertisement message 1724 always starts a temporary wait time 1725, and when the temporary wait time ends, compare the existing gateway router with the newly updated information for optimal Select the gateway router to perform a handoff.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 다중 홉 무선 접속 네트워크에서 다중 QoS 메트릭을 동시에 고려하여 게이트웨이 라우터를 선택함으로써 서비스에 따라 다양하게 요구되는 QoS를 만족시키면서 강제 및 최적 핸드오프를 수행할 수 있다.As described above, according to the present invention, by selecting a gateway router in consideration of multiple QoS metrics simultaneously in a multi-hop wireless access network, forced and optimal handoff may be performed while satisfying various QoS requirements according to services.

Claims (18)

다중 홉 무선 접속 네트워크에서 QoS를 고려한 핸드오프 방법에 있어서,A handoff method considering QoS in a multi-hop radio access network, a) QoS 메트릭 정보와 경로를 포함한 광고 메시지를 전달하는 단계; 및a) delivering an advertisement message comprising QoS metric information and path; And b) 상기 전달된 광고 메시지의 정보에 의한 게이트웨이 라우터를 선택하는 단계를 포함하는 핸드오프 방법b) selecting a gateway router based on the information of the delivered advertising message. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 a)에서 광고 메시지의 전달은,Delivery of the advertising message in step a), 요청에 의한 또는 주기적으로, QoS 메트릭 정보와 경로를 포함한 광고 메시지를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 전달 방법On request or periodically, a delivery method comprising broadcasting an advertisement message including QoS metric information and a route. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 광고 메시지에 포함된 경로는,The path included in the advertisement message, 광고 메시지가 게이트웨이 라우터로부터 전달된 모든 이동 노드에 대한 경로 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 경로A route wherein the advertisement message has route information for all mobile nodes delivered from the gateway router 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 a)에서 광고 메시지의 전달은,Delivery of the advertising message in step a), QoS 메트릭 정보와 경로를 포함한 광고 메시지를 수신한 이동 노드가 광고 메시지의 정보를 통한 라우팅 테이블 생성 또는 갱신하는 것을 특징으로 하는 전달 방법The mobile node receiving the advertisement message including the QoS metric information and the route creates or updates a routing table through the information of the advertisement message. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 수신한 광고 메시지의 QoS 메트릭 정보와 경로에 의한 라우팅 테이블 갱신 절차와 방법을 특징으로 하는 전달 방법Delivery method characterized in that the routing table update procedure and method by the QoS metric information of the received advertising message and the route 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단계 b)에서 게이트웨이 라우터 선택은,In step b) the gateway router selection, 다중 메트릭 정보를 동시에 고려한 비용 함수 값이 최소인 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하여 핸드오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 핸드오프는Handoff is characterized in that the handoff is performed by selecting a gateway router and a path having a minimum cost function value considering multiple metric information simultaneously. 수신한 광고 메시지를 브로드캐스팅한 게이트웨이 라우터가 라우팅 테이블에 등록되었는지를 체크하고, 등록된 게이트웨이 라우터인 경우 수신한 광고 메시지의 순서 번호가 라우팅 테이블에 등록된 순서 번호 이상이고 광고메시지가 지나온 경로 정보에 자신의 주소가 존재하는가를 판단하여 자신의 주소가 존재하지 않는 경우 라우팅 테이블을 갱신하고, 등록되지 않은 게이트웨이 라우터인 경우 새 필드를 생성하여 라우팅 테이블을 갱신하는 과정과 라우팅 테이블 갱신 방법을 특징으로 하는 핸드오프 방법Check whether the gateway router broadcasting the received advertisement message is registered in the routing table.If the gateway router is registered, the sequence number of the received advertisement message is greater than the sequence number registered in the routing table and the advertisement message Determining whether an address exists and updating the routing table if the address does not exist, and in the case of an unregistered gateway router, generating a new field to update the routing table and updating the routing table. Handoff method 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 비용 함수는 다중 메트릭에 각 메트릭의 가중치를 적용하여 비용을 계산하는 것을 특징으로 하는 비용 함수The cost function is to calculate the cost by applying the weight of each metric to multiple metrics 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 메트릭의 가중치는 서비스에 따라 달리 요구되는 특성을 감안하여 서비스에 따라 다른 값이 적용되는 것을 특징으로 하는 가중치 값The weight of the metric is a weight value, characterized in that different values are applied according to the service in consideration of characteristics required differently according to the service. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 강제 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,To select a gateway router as a forced handoff method, 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어졌는가를 체크하고, 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어졌으면, 솔리시테이션 메시지를 브로드캐스트하고, 지정된 대기 시간 동안 게이트웨이 라우터의 광고메시지를 수신하기 위해 대기하는 제A1과정과,Checking whether the connection with the gateway router has been lost, if the connection with the gateway router is lost, broadcasting a solicitation message and waiting to receive the advertisement of the gateway router for a designated waiting time; 상기 제A1과정 실행 후 솔리시테이션 메시지가 브로드캐스팅된 이후에 대기 시간동안 라우팅 테이블의 갱신이 있었는지를 체크하여 라우팅 테이블의 갱신이 있었다면, 갱신된 라우팅 테이블 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하여, 선택된 게이트웨이 라우터와 경로로 핸드오프하는 제A2과정과,After the execution of step A1, if there is an update of the routing table by checking whether there is an update of the routing table during the waiting time after the solicitation message is broadcast, the gateway router and the path having the minimum cost among the updated routing table information are checked. A2 process of handing off to the selected gateway router and the path by selecting 상기 제A1과정 실행 후 라우팅 테이블의 갱신이 없었다면, 솔리시테이션 브로드캣팅 제한 횟수를 체크하여, 제한 횟수 초과 여부에 따라 솔리시테이션 메시지를 브로드캐스팅하는 과정부터 진행하거나 종료하는 제 A3과정으로 이루어진 핸드오프 방법If there is no update of the routing table after the execution of step A1, a hand consisting of step A3 proceeds from the process of broadcasting a solicitation message or ending the process by checking the limit of solicitation broadcasting, according to whether the limit is exceeded. Off way 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 강제 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,To select a gateway router as a forced handoff method, 상기 제 9항의 핸드오프 방법에서, 지정된 대기 시간 동안 라우팅 테이블을 갱신하는 광고 메시지를 수신하지 못한 경우, 다음 대기 시간을 확장하여 광고 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법In the handoff method of claim 9, if the advertisement message for updating the routing table is not received during the designated waiting time, the next waiting time is extended to receive the advertising message. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 강제 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,To select a gateway router as a forced handoff method, 상기 제 9항의 핸드오프 방법에서, 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊겼을 때, 연결이 끊긴 시점에서 유효 시간 이전에 수신된 광고 메시지에 의한 라우팅 테이블의 갱신이 있었다면, 유효 시간 동안 라우팅 테이블에 갱신된 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하여, 선택된 게이트웨이 라우터와 경로로 핸드오프 하는 제 A4과정으로 이루어진 핸드오프 방법In the handoff method of claim 9, when the connection with the gateway router is disconnected, if there is an update of the routing table by the advertisement message received before the valid time at the time of disconnection, the information updated in the routing table during the valid time A handoff method comprising the step A4 of selecting a gateway router and a path having a minimum cost among the handset, and handing off the selected gateway router and the path 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 강제 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,To select a gateway router as a forced handoff method, 상기 제 9항의 핸드오프 방법에서, 지정된 대기 시간 동안 라우팅 테이블을 갱신하는 광고 메시지를 수신하지 못한 경우, 다음 대기 시간을 확장하여 광고 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하고,In the handoff method of claim 9, if the advertisement message for updating the routing table is not received during the designated waiting time, the next waiting time is extended to receive the advertisement message, 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊겼을 때, 연결이 끊긴 시점에서 유효 시간 이전에 수신된 광고 메시지에 의한 라우팅 테이블의 갱신이 있었다면, 유효 시간 동안 라우팅 테이블에 갱신된 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하여, 선택된 게이트웨이 라우터와 경로로 핸드오프 하는 제 A4과정으로 이루어진 핸드오프 방법When the connection with the gateway router is lost, if there is an update of the routing table by the advertisement message received before the valid time at the time of disconnection, the gateway router and the route having the least cost among the information updated in the routing table during the validity time A handoff method comprising the step A4 of selecting and handing off a path to the selected gateway router. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 최적 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,How to choose a gateway router as the best handoff method, 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크하고, 라우팅 테이블이 갱신되었으면, 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제B1과정과,Checking whether the routing table has been updated, and if the routing table has been updated, step B1 of selecting a gateway router and a route having a minimum cost among the updated routing table information and the currently used routing information; 선택된 게이트웨이 라우터가 새로운 게이트웨이 라우터라면 선택된 게이트웨이 라우터와의 경로로 핸드오프하고, 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터라면 기존의 경로를 최적의 경로 수정하는 제B2과정으로 이루어진 핸드오프 방법If the selected gateway router is a new gateway router, handoff to the route with the selected gateway router. If the gateway router is currently in use, the handoff method of step B2 is performed. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 최적 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,How to choose a gateway router as the best handoff method, 마지막 핸드오프 판단 이후, 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크하고, 라우팅 테이블이 갱신되었으면, 임시 대기 시간을 시작하여, 임시 대기 시간 동안 광고 메시지를 수신하여 라우팅 테이블을 갱신하는 제C1과정과,A step C1 of checking whether the routing table has been updated since the last handoff determination, and if the routing table has been updated, starting the temporary waiting time, receiving an advertisement message during the temporary waiting time, and updating the routing table; 임시 대기 시간이 종료되면, 임시 대기 시간 동안 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제C2과정과,When the temporary wait time is finished, step C2 of selecting a gateway router and a route having the least cost among the routing table information updated during the temporary wait time and the currently used routing information; 선택된 게이트웨이 라우터가 새로운 게이트웨이 라우터라면 선택된 게이트웨이 라우터와의 경로로 핸드오프하고, 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터라면 기존의 경로를 최적의 경로 수정하는 제C3과정으로 이루어진 핸드오프 방법If the selected gateway router is a new gateway router, handoff to the route with the selected gateway router. If the gateway router is currently in use, the handoff method includes the third step of correcting the existing route. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 최적 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,How to choose a gateway router as the best handoff method, 현재 가드 타임 구간인가를 체크하고, 가드 타임이 아니면, 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크하고, 라우팅 테이블이 갱신되었다면, 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제D1과정과,Check whether the current guard time interval is checked, if not the guard time, if the routing table has been updated, and if the routing table has been updated, the gateway router and route having the least cost among the updated routing table information and the currently used routing information. The first step D1 and 선택된 게이트웨이 라우터가 새로운 게이트웨이 라우터라면 선택된 게이트웨이 라우터와의 경로로 핸드오프한 후 가드 타임을 시작하고, 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터라면 기존의 경로를 최적의 경로 수정하는 제D2과정으로 이루어진 핸드오프 방법If the selected gateway router is a new gateway router, handoff to the path with the selected gateway router and then start guard time, and if the gateway router is currently in use, the handoff method consists of the second step of modifying the existing route optimally. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 최적 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,How to choose a gateway router as the best handoff method, 현재 가드 타임 구간인가를 체크하고, 가드 타임이 아니면, 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크하고, 라우팅 테이블이 갱신되었으면, 임시 대기 시간을 시작하여, 임시 대기 시간 동안 광고 메시지를 수신하여 라우팅 테이블을 갱신하는 제E1과정과,Check whether the current guard time interval is checked; if not, check if the routing table has been updated; if the routing table has been updated, start a temporary wait time and receive an advertisement message during the temporary wait time to update the routing table. Course E1, 임시 대기 시간이 종료되면, 임시 대기 시간 동안 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제E2과정과,When the temporary waiting time is finished, step E2 of selecting a gateway router and a route having the least cost among the routing table information updated during the temporary waiting time and the currently used routing information; 선택된 게이트웨이 라우터가 새로운 게이트웨이 라우터라면 선택된 게이트웨이 라우터와의 경로로 핸드오프한 후 가드 타임을 시작하고, 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터라면 기존의 경로를 최적의 경로 수정하는 제E3과정으로 이루어진 핸드오프 방법If the selected gateway router is a new gateway router, handoff to the path with the selected gateway router, and then start guard time. If the gateway router is currently in use, the handoff method of step E3 is performed. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 최적 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,How to choose a gateway router as the best handoff method, 현재 가드 타임 구간인가를 체크하고, 가드 타임이 아니면, 현재 가드 타임이 종료된 시점이고 유효 시간 동안 라우팅 테이블의 갱신되었는가를 체크하고, 유효 시간 동안 라우팅 테이블이 갱신되었다면, 유효 시간 동안 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제F1과정과,Check if the current guard time interval is checked; if not, if the current guard time has ended and if the routing table has been updated for the validity time, and if the routing table has been updated for the validity time, then the routing table updated for the validity time F1 process of selecting a gateway router and a route having a minimum cost among the information and the routing information currently in use; 선택된 게이트웨이 라우터가 새로운 게이트웨이 라우터라면 선택된 게이트웨 이 라우터와의 경로로 핸드오프한 후 가드 타임을 시작하는 제F2과정과,If the selected gateway router is a new gateway router, step F2 of handoffing the path with the selected gateway router and starting guard time; 상기 제F1과정에서 유효 시간 동안 라우팅 테이블의 갱신이 없었거나, 선택된 게이트웨이 라우터가 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터라면, 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크하고, 라우팅 테이블이 갱신되었으면, 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제F3과정과,If there is no update of the routing table during the valid time in step F1 or if the selected gateway router is currently using a gateway router, it is checked whether the routing table is updated. If the routing table is updated, the updated routing table information and current F3 process of selecting a gateway router and a route having a minimum cost among the routing information in use; 선택된 게이트웨이 라우터가 새로운 게이트웨이 라우터라면 선택된 게이트웨이 라우터와의 경로로 핸드오프하고, 현재 사용하고 있는 게이트웨이 라우터라면 기존의 경로를 최적의 경로 수정하는 제F4과정으로 이루어진 핸드오프 방법If the selected gateway router is a new gateway router, handoff to the route with the selected gateway router. If the gateway router is currently in use, the handoff method includes the F4 process of correcting the existing route. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 최적 핸드오프 방법으로 게이트웨이 라우터를 선택하는 방법은,How to choose a gateway router as the best handoff method, 상기 제 17항의 핸드오프 방법에서, 제F3과정을 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크한 이후 과정을, In the handoff method of claim 17, a process after checking whether the routing table is updated is performed in step F3. 라우팅 테이블이 갱신되었는가를 체크하고, 라우팅 테이블이 갱신되었으면, 임시 대기 시간을 시작하여, 임시 대기 시간 동안 광고 메시지를 수신하여 라우팅 테이블을 갱신하는 제F4과정과,Checking whether the routing table has been updated, and if the routing table has been updated, starting a temporary waiting time, receiving an advertisement message during the temporary waiting time, and updating the routing table; 임시 대기 시간이 종료되면, 임시 대기 시간 동안 갱신된 라우팅 테이블 정보와 현재 사용하고 있는 라우팅 정보 중에서 최소 비용을 갖는 게이트웨이 라우터와 경로를 선택하는 제F5과정으로 대체하여 이루어진 핸드오프 방법When the temporary wait time expires, the handoff method is replaced by the F5 process of selecting a gateway router and a path having the least cost among the updated routing table information and the currently used routing information during the temporary wait time.
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