KR20090018671A - 무선 ｌａｎ에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법 및 그러한 이동 노드 - Google Patents

무선 ｌａｎ에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법 및 그러한 이동 노드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키기 위한 방법을 개시하는데, 본 방법은 이동 노드가 핸드오프를 필요로 할 때 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 단계 및 결정된 핸드오프 모드에 기초하여 새로운 액세스 포인트에 대한 핸드오프를 수행하는 단계를 포함한다. 본 발명은 부가하여 이동 노드를 개시하는데, 상기 이동 노드는 액세스 포인트 정보 저장 모듈, 액세스 포인트 선택 모듈, 및 핸드오프 수행 모듈을 포함한다. 무선 LAN에 있는 이동 노드의 핸드오프 속도는 본 발명을 사용하여 효과적으로 개선될 수 있다.

Description

무선 ＬＡＮ에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법 및 그러한 이동 노드{METHOD FOR INCREASING HANDOFF SPEED OF MOBILE NODE IN WIRELESS LAN AND THE MOBILE NODE}
본 발명은 이동 IP 기술에 관한 것이고, 특히, 무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법 및 그러한 이동 노드에 관한 것이다.
최근에 네트워크 운영자는 WLAN(Wireless Local Area Network)을 통하여 광대역 무선 액세스 네트워크(Broad Band Wireless Access Network)들을 구축(set-up)하여 왔다. WLAN에서, 이동 IP는 보통 네트워크 계층 프로토콜로서 기능하고, IP는 사용자 이동 관리를 제공하기 위해 사용된다. 소위 이동 IP 기술은 이동 노드가 IP 네트워크 상에 있는 다수의 서브네트들을 통해 동일한 IP 어드레스를 사용하고 아무런 제한 없이 인터넷 및 로컬 영역 네트워크에서의 순간적인 로밍을 수행하는 것이 허용됨을 의미한다. 즉, 고정된 네트워크 IP 어드레스로, 이동 노드는 상이한 네트워크 섹션들을 가로지른 로밍 기능을 수행할 수 있고, 네트워크 IP에 기초하여 네트워크 권한이 로밍 수행 동안 변화되지 않은 상태로 남아있음을 보장한다. 기존의 IP 네트워크들의 프레임 구조에서, 송신 네트워크는 항상 다수의 별개 서브네트들로 나누어지고, 각각의 서브네트는 그 자신의 어드레스 필드(어드레 스 및 마스크)를 갖는다. 따라서, 이하의 핸드오프들이 네트워크에서 이동 노드의 로밍 동안 일어날 수 있다.
1. 마이크로 핸드오프, 서브네트 내에서의 핸드오프로도 불림, 즉, 이동 노드는 핸드오프 이전 및 이후에 동일한 서브네트에 부착된다. 그리하여, 이동 노드가 그것의 보조 어드레스(care-of address)를 가변시키는 것이 필수적이지 않다.
2. 매크로 핸드오프, 영역 내에서의 핸드오프, 상이한 IP 서브네트들에 위치한 2개의 액세스 포인트(AP)들 사이에 있는 이동 노드의 핸드오프를 나타낸다. 핸드오프 이후에 상기 이동 노드의 보조 어드레스를 업데이트하는 것이 요구된다. 이러한 프로세스는 이동 IP에 정의되고, 이동 검출, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol; 동적 호스트 구성 프로토콜), 무상태 기반 IP 구성(stateless IP configuration)(IPv6에만 있음), DAA(duplicate address detection; 중복 주소 감지), 인접 탐색(neighbor discovery)(IPv6에만 있음) 및 리바인딩(rebinding)/재연관(re-associating) 등의 프로세스들을 포함한다.
3. 글로벌 핸드오프, 영역들 간의 핸드오프, 2개의 상이한 인터넷 영역들 간의 이동 노드의 핸드오프를 나타낸다. 어드레스 업데이트, 인증(authentication), 권한 검증(authorization) 등의 동작 외에, 이동 노드가 새로운 액세스 영역 안으로 진입한 때, 통화 재구성(conversation reconfiguration)의 동작을 수행하는 것이 또한 요구된다.
핸드오프 프로세스에서, 이동 노드는 보조 어드레스를 업데이트할 필요가 있는지 여부를 관하여 상이한 동작을 수행할 것이다. 게다가, 단말은 그것이 마이크 로 핸드오프가 발생함을 검출한 때 동시에 발생한 매크로 핸드오프가 있는지 여부를 결정하여야 하는데, 그 이유는 상기 매크로 핸드오프가 실제로 IP 계층에서 발생하기 때문이다. 그리하여, 이동 노드는 그러한 핸드오프를 수행하기 이전에 핸드오프의 타입을 결정할 것이 요구된다.
선행 기술에서, 표준 이동 IP는 이동 검출을 수행하기 위하여 라우터를 통해 라우팅 어나운스먼트(routing announcement; RA) 메시지를 주기적으로 전송하고, 상기 링크들의 라우팅 정보(서브네트 정보 포함)는 RA 메시지에서 운반된다. RA를 수신한 이후에, 이동 노드는 상기 메시지의 서브네트 정보를 검출하고, 수신된 서브네트 정보가 이전 메시지의 각각의 값과 상이하면 매크로 핸드오프를 수행하도록 결정한다. 이동 노드는 또한 RA를 보낼 이동 에이전트를 트리거하기 위하여 라우팅 요청(RS) 메시지를 전송할 수 있다.
RA는 매 1-10S마다 멀티캐스팅되고, 표준 이동 IP에서 RS를 전송할 이동 노드를 트리거하기 위한 효과적인 방안이 존재하지 않는다. 그리하여, 표준 이동 IP는 핸드오프 동안 비교적 긴 지연(1-10S)을 야기할 것이다.
이동 검출의 속도를 높이고 핸드오프 지연을 줄이기 위하여, 이동 노드는 기존의 확장된 이동 IP 방안의 마이크로 핸드오프 동안 이동 노드에 있는 계층 2 모듈들에 의하여 매크로 핸드오프를 트리거하도록 지시받을 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 그것의 링크 계층이 새로운 링크로 핸드오프하는 것으로 검출된 때, 이동 노드는 새로운 링크 상의 라우터(B)로 RS 메시지를 전송한다. 이러한 요청을 수신한 이후에, 라우터(B)는 RA 메시지를 반송하고, 그러한 RA 메시지에 기초하여 이동 노드는 계층 3 핸드오프를 트리거할지 여부를 결정한다. 만약 계층 3 핸드오프가 트리거되어야 한다면, 라우터(B)를 이용한 CoA(보조 어드레스) 업데이트 및 DAD(중복 어드레스 감지)의 프로세스가 수행되고, 그 다음 라우터(B)의 홈 에이전트을 사용한 어드레스 바인딩 프로세스가 수행된다. 바인딩의 달성 시, 그것은 홈 에이전트를 통해 정상적인 데이터 전송을 달성할 수 있다.
이러한 방안은 링크 계층 핸드오프 이후에 RA 메시지을 기다리는 이동 노드의 지연을 회피하였고, 그리하여 특정 정도로 핸드오프 속도를 증가시켰다. 그러나, 이러한 핸드오프 방안은 단지 링크 계층 핸드오프의 달성 이후에만 상기 프로세스를 수행할 수 있고, 이것은 결정 지연을 야기한다. 부가하여, 핸드오프 결과는 최적이 아닐 수도 있는데, 그 이유는 링크 계층 핸드오프가 완전히 네트워크 계층 핸드오프에 독립적이기 때문이다. 반면, 상기 핸드오프 방안은 네트워크에서 통신 부피 및 이동 IP 동작들을 증가시킨다. 더욱이, 이것은 또한 불필요한 전송 지연 및 패킷 손실을 야기할 것인데, 그 이유는 마이크로 핸드오프가 일어날 확률이 대부분의 경우에서 매크로 핸드오프의 확률보다 훨씬 더 크기 때문이다.
본 발명의 목적은 무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키기 위하여, 이동 노드의 매크로 핸드오프 동안 비교적 큰 지연의 존재로 인한 단점을 극복하도록 무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 보장된 핸드오프 속도 및 핸드오프 품질을 가진 이동 노드의 타입을 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 위하여, 본 발명은 이하의 기술적 해결책을 제공한다:
무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법으로서:
이동 노드가 핸드오프되어야 할 때 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 단계;
결정된 핸드오프 모드에 기초하여 새로운 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하는 단계;
를 포함한다.
바람직하게, 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 상기 단계는:
상기 이동 노드가 서비스 설정 식별자 정보(service set identifier information) 및 신호 강도 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 리스트를 획득하는 단계;
액세스 포인트 리스트의 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 단계;
를 포함한다.
바람직하게, 이동 노드가 후보 액세스 포인트 리스트를 획득하는 상기 단계는:
이동 노드가 모든 RF 채널들에 프로브 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
RF 채널들의 수신된 프로브 응답 메시지에 기초하여 액세스 포인트 리스트를 형성하는 단계;
를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 부가하여 SID@IPID.VID로서 서비스 설정 식별자 구조를 설정하는 단계를 포함하고, SID는 서비스의 식벌자 스트링이고, IPID는 IP 서브네트의 식별자 스트링이며, VID는 서비스 제공자의 식별자 스트링이다.
IPID는 IPv4 서브네트를 나타낼 때 40 비트 정수이고, 처음의 32 비트는 IPv4 어드레스를 나타내고, 이후의 8 비트는 서브네트 마스크 길이를 나타내며;
IPID는 IPv6 서브네트를 나타낼 때는 136 비트 정수이고, 처음의 128 비트는 IPv6 어드레스를 나타내고, 이후의 8 비트는 프리픽스(prefix) 길이를 나타낸다.
액세스 포인트 리스트의 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 상기 단계는:
상기 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 상기 이동 노드에 대한 각각의 액세스 포인트의 위치(position)를 결정하는 단계;
바람직하게, 마이크로 핸드오프를 수행하기 위하여 상기 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치한 액세스 포인트를 선택하는 단계;
상기 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치한 상기 액세스 포인트 리스트에 어떠한 액세스 포인트도 존재하지 않는 경우 매크로 핸드오프를 수행하기 위하여 상기 이동 노드와 동일한 영역에 위치한 액세스 포인트를 선택하는 단계;
상기 이동 노드와 동일한 영역에 위치한 상기 액세스 포인트 리스트에 어떠한 액세스 포인트도 존재하는 않는 경우 글로벌 핸드오프를 수행하기 위하여 상기 신호 강도에 기초하여 가장 강한 신호를 가진 액세스 포인트를 선택하는 단계;
를 포함한다.
상기 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 상기 이동 노드에 대한 각각의 액세스 포인트의 위치를 결정하는 상기 단계는:
만약 액세스 포인트 리스트에 있는 서비스 설정 식별자의 모든 SID, IPID 및 VID 필드들이 상기 이동 노드에 의해 저장된 서비스 설정 식별자의 SID, IPID 및 VID 필드들과 동일하다면, 액세스 포인트 리스트에 있는 상기 서비스 설정 식별자의 액세스 포인트는 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치하고;
만약 액세스 포인트 리스트에 있는 서비스 설정 식별자의 SID 및 IPID 필드들이 상기 이동 노드에 의해 저장된 서비스 설정 식별자의 SID 및 IPID 필드들과 상이하다면, 액세스 포인트 리스트의 상기 서비스 설정 식별자의 액세스 포인트는 이동 노드와 동일 영역에 위치함;
을 포함한다.
이동 노드는:
서비스 설정 식별자 정보 및 신호 강도 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 리스트 정보를 저장하기 위한 액세스 포인트 정보 저장 모듈;
이동 노드가 핸드오프되어야 할 때 상기 액세스 포인트 리스트 정보에 기초하여 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하기 위하여, 상기 액세스 포인트 정보 저장 모듈과 연결된 액세스 포인트 선택 모듈; 및
결정된 핸드오프 모드에 기초하여 상기 새로운 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하기 위하여, 핸드오프 모드 및 액세스 포인트 선택 모듈에 연결된 핸드오프 수행 모듈;
을 포함한다.
바람직하게, 상기 이동 노드는:
이동 노드에 의해 수신된 액세스 포인트의 응답 메시지에 기초하여 각각의 액세스 포인트에 대응하는 정보를 획득하기 위하여, 상기 액세스 포인트 정보 저장 모듈에 연결된 액세스 포인트 정보 획득 모듈;
을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 이동 노드는:
이동 노드의 서비스 설정 식별자 정보를 저장하기 위한 서비스 설정 식별자 저장 모듈;
상기 액세스 포인트 리스트의 서비스 설정 식별자 정보를 이동 노드의 서비스 설정 식별자 정보와 비교하고 그러한 비교 결과를 상기 액세스 포인트 선택 모듈에 알리기 위하여, 상기 액세스 포인트 정보 저장 모듈 및 상기 서비스 설정 식별자 저장 모듈에 각각 연결된 비교 모듈;
을 더 포함한다.
본 발명은 우선적으로, 이동 노드가 핸드오프를 필요로 할 때 수행하기 위해 필요한 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 확인한다는 것이 본 발명에 의해 제공되는 기술적 해결책으로부터 알 수 있다. 그 결과, 마이크로 핸드오프 모드는 복수 개의 핸드오프 가능성의 경우에 핸드오프를 수행하기 위해 바람직하게 선택될 수 있고, 그리하여, 매크로 핸드오프가 일어날 확률을 감소시키며, 이에 따라 불필요한 서비스 및 계산 비용을 감소시킨다. 필요한 핸드오프를 핸드오프의 시작에서 이동 노드에 의해 알려지도록 하기 위하여, 본 발명은 SSID(서비스 설정 식별자)가 802.11 MAC 관리 프로토콜의 다수 메시지들에 존재하고 AP가 위치한 IP 서브네트의 값을 나타내도록 SSID를 지정하기 위하여 링크 계층 핸드오프(핸드오프 검출 단계)의 초기 단계에서 획득될 수 있다는 사실을 이용한다. 이러한 방식으로, 이동 노드는 링크 계층 핸드오프 검출 동안 선택된 AP의 네트워크 계층 정보를 미리 획득할 수 있고, 그리하여 뒤따르는 핸드오프 프로세스를 촉진한다. 서브네트 어드레스가 IPv4 네트워크에서 반복적으로 사용될 수 있다는 사실의 관점에서, 본 발명은 SSID 구조를 "서비스 식별자 스트링 @ IP 서브네트 식별자 스트링. 서비스 제공자 식별자 스트링"으로서 설정하여, 이동 노드가 핸드오프 동안 후보 AP의 핸드오프 모드를 예측할 수 있게 하고, 따라서 다수의 선택된 링크들 가운데 최적 선택을 한다. 그리하여, 본 발명을 사용함으로써 무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도 및 핸드오프 효율성을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
도 1은 선행기술에 따라 제 2 계층 트리거를 통해 수행되는 이동 IPv6의 매크로 핸드오프의 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 예를 구현하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따른 마이크로 핸드오프를 구현하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따른 매크로 핸드오프를 구현하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 방법에 따른 글로벌 핸드오프를 구현하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 이동 노드에 따른 예의 이론적 블록 다이어그램이다.
본 발명의 핵심 특징은 먼저 수행될 핸드오프 모드 요구(handoff mode needs) 및 새로운 액세스 포인트를 결정하여, 이동 노드가 핸드오프할 필요가 있을 때 이동 노드가 직접 대응하는 핸드오프 동작을 수행하게 한다는 것이다. 부가하여, 마이크로 핸드오프 모드는 바람직하게 다수의 핸드오프 가능성들의 경우에 핸드오프를 수행하도록 선택된다. 필요한 핸드오프 모드를 핸드오프의 처음 시작 시 이동 노드에 의해 알려지게 하기 위하여, 본 발명은 액세스 포인트가 위치한 IP 서브네트의 값을 나타내도록 SSID를 지정하고, 이동 서브네트가 링크 계층 핸드오프 검출 동안 선택된 액세스 포인트의 네트워크 계층 정보를 획득하게 하며, 수행될 핸드오프 모드 요구 및 새로운 액세스 포인트를 결정한다. 서브네트 어드레스가 IPv4 네트워크에서 반복적으로 사용될 수 있다는 사실의 관점에서, 본 발명은 SSID 구조를 "서비스 식별자 스트링 @ IP 서브네트 식별자 스트링. 서비스 제공자 식별자 스트링"으로서 설정하여, 이동 노드가 SSID 정보에 기초하여 다수의 선택된 링크들 가운데 최적 선택을 하도록 한다.
본 발명은 본 발명의 해결책을 당업자들이 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 첨부 도면들 및 전형적인 실시예들을 참조하여 더 상세히 기술될 것이다.
본 발명의 방법에 따른 예시에 관한 구현 흐름을 보여주는 도 2를 참조한다. 그것은 이하를 포함한다:
단계 201: 이동 노드가 핸드오프되어야 할 때, 이동 노드는 SSID 정보 및 신호 강도 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 리스트를 획득하는 단계
이동화 프로세스(mobilization process) 동안, 이동 노드는 끊임없이 신호 강도, 에러 코드 비율 등과 같은 현재 링크 품질을 검출한다. 현재 링크 품질이 허용할 수 없는 임계치로 감소된 때, 이동 노드는 이용가능한 서비스들을 발견하기 위하여 모든 RF 채널들 상에 프로브 요청 메시지(Probe Request message)을 전송하기 시작한다. 프로브 요청 메시지를 수신한 액세스 포인트들은 SSID 정보를 포함하는 프로브 응답 메시지(Probe Response message)로 이동 노드에 응답한다. 그리하여, 이동 노드는 수신된 프로브 응답 메시지에 기초하여 후보 액세스 포인트 리스트를 형성할 수 있고, SSID 정보, 신호 강도 등과 같은 정보를 하나의 액세스 포인트의 정보에 대응하는 각각의 리스트 항목을 가진 상기 리스트에 기입할 수 있다.
액세스 포인트 리스트는 예를 들어, 필요에 따라 상이한 형태들을 가질 수 있고, 그것은 SSID 정보 및 신호 강도 정보를 각각 포함하는 2개의 리스트들을 형성할 수 있으며, 바람직하게, 핸드오프를 수행하기 위하여 SSID 정보를 포함하는 리스트에서 적절한 액세스 포인트를 선택할 수 있다.
단계 202: 액세스 포인트 리스트의 SSID 정보에 기초하여 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 단계
당업자는 SSID가 상이한 네트워크들을 구별하기 위하여 사용되고, 단순히 말하여, SSID가 로컬 영역 네트워크에 대한 명칭이라는 것을 잘 알고 있다. IPv4에 서, SSID는 MAC(매체 액세스 제어) 계층 프로토콜의 제어 정보에서 통상적으로 운반되는 최대 32 캐릭터를 가질 수 있다.
이동 노드가 수행될 핸드오프 요구를 결정할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명에서, SSID는 IP 서브네트의 값으로서 정의되고, 즉, SSID는 IP 서브네트 값을 사용하여 표현된다. 서브네트 어드레스가 IPv4 네트워크에서 반복적으로 사용될 수 있다는 것을 고려하여, 예를 들어, 사설 IP 어드레스가 IP 서브네트에서 사용될 때, 동일한 서브네트 값을 가진 인접 액세스 포인트들이 상이한 서브네트에 속하는 것이 가능하다. 그리하여, IPv4 네트워크에서, 단순히 IP 서브네트 값을 사용함으로써 매크로 핸드오프를 검출하는 것은 충분치 않다. 전술한 관점에서, 본 발명은 부가하여 SSID 구조를 SID@IPID.VID로서 설정하고, 여기서 SID는 "오디오", "비디오" 등을 나타내는 서비스 식별자 스트링이고, IPID는 IP 서브네트 식별자 스트링이며, VID는 "cnc", "Unicom" 등과 같은 서비스 제공자 식별자 스트링이다. 이러한 타입의 구조를 가진 SSID 정보에 기초하여, 이동 노드는 다수의 선택된 링크들 가운데 최적 선택을 할 수 있다.
IPID는 IPv4 서브네트에 대한 40 비트 정수이고, 여기서 처음의 32 비트는 IPv4 어드레스를 나타내고, 이후의 8 비트는 서브네트 마스크 길이를 나타내는 반면, IPID는 IPv6 서브네트에 대한 136 비트 정수이고, 여기서, 처음의 128 비트는 IPv6 어드레스를 나타내고 이후의 8 비트는 프리픽스 길이를 나타낸다.
액세스 포인트의 SSID 정보는 전술한 구조에 따라 구성될 수 있다.
SSID의 이러한 특정 구조를 사용함으로써, 후보 액세스 포인트 리스트에 있 는 각각의 액세스 포인트의 위치는 이동 노드에 대하여 이하와 같이 결정될 수 있다:
(1) 액세스 포인트 리스트에서의 서비스 설정 식별자의 모든 SID, IPID 및 VID 필드들이 상기 이동 노드에 의해 저장된 서비스 설정 식별자의 SID, IPID 및 VID 필드들과 동일하다면, 액세스 포인트 리스트에서의 상기 서비스 설정 식별자의 액세스 포인트가 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치하고;
(2) 만약 액세스 포인트 리스트의 서비스 설정 식별자의 SID 및 VID 필드들이 상기 이동 노드에 의해 저장된 서비스 설정 식별자의 SID 및 VID 필드들과 상이하다면, 그리고 IPID 필드들이 동일하다면, 액세스 포인트 리스트에서의 상기 서비스 설정 식별자의 액세스 포인트는 이동 노드와 동일한 영역에 위치하며;
(3) 그렇지 않으면, 액세스 포인트 리스트에서의 상기 서비스 설정 식별자의 액세스 포인트는 이동 노드와 상이한 영역에 위치한다.
상기 3가지 경우들에 대하여, 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치한 액세스 포인트는 바람직하게 마이크로 핸드오프를 수행하도록 선택되어, 매크로 핸드오프가 일어날 확률을 감소시킨다. 액세스 포인트 리스트에 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치한 어떠한 액세스 포인트도 존재하지 않는다면, 이동 노드와 동일한 영역에 위치한 액세스 포인트가 매크로 핸드오프를 수행하도록 선택된다. 만약 액세스 포인트 리스트에 이동 노드와 동일한 영역에서 위치한 어떠한 액세스 포인트도 존재하지 않는다면, 가장 강한 신호 강도를 가진 액세스 포인트가 글로벌 핸드오프를 수행하기 위하여 신호 강도에 기초하여 선택된다.
단계 203: 결정된 핸드오프 모드에 기초하여 새로운 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하는 단계
당업자는 마이크로 핸드오프에 대하여, 기존의 계층 2 네트워크 장치(교환)는 통상적으로 어드레스 러닝(address learning)의 기능부에 선형 속도를 제공한다. 그리하여, 계층 2의 데이터 전송은 단말의 핸드오프 이후에 즉시 재개할 것이다. 마이크로 핸드오프와 비교하여, 단말들은 매크로 핸드오프의 경우에 복잡한 프로세스들을 수행하여야 하고, 예를 들어, 그것이 IP 서브네트에 걸쳐 그 자신의 IP 어드레스를 변경되지 않은 상태로 유지한다면, IP 네트워크는 제시간에 전송 경로의 관련 라우팅을 수정할 수 있도록 요구되어, 데이터 전송 경로를 재구성한다. 본 발명의 방법에 따른 기술로부터, 선택할 다수의 핸드오프 모드들의 경우에, 본 발명은 바람직하게, 선행기술에서와 같이 신호 강도에만 기초하여 새로운 액세스 포인트를 선택하기보다는 오히려 수행할 마이크로 핸드오프를 선택하여, 매크로 핸드오프가 일어날 확률을 감소시키고, 그리하여 효과적으로 핸드오프 속도를 증가시킨다. 더욱이, 글로벌 핸드오프 프로세스 동안, 영역 핸드오프는 통상적으로 이동 노드가 새로운 액세스(권한 검증) 프로세스를 달성할 것을 요구한다. 본 발명의 방법을 사용함으로써, 이동 노드는 그것이 핸드오프의 맨 처음 시작 시 글로벌 핸드오프를 수행하여야 하는지 여부를 알게 될 수 있다. 만약 글로벌 핸드오프가 필요하다면, 그것은 액세스 권한 검증 프로세스를 적절히 개시할 수 있고, 그리하여 핸드오프에서 지연 및 패킷 손실을 줄인다.
본 발명의 방법에 따른 이동 노드의 핸드오프 프로세스는 예시들을 사용하여 더 도시될 것이다.
예시 1: 이동 노드에 의해 저장된 SSID는 VoIP@(192.168.1.0:24).cnc이고, 액세스 포인트 A의 SSID 구성은 VoIP@(192.168.1.0:24).cnc이며, 액세스 포인트 B의 SSID 구성은 WEB@(192.168.2.0:24).unicom인 것으로 가정한다.
도 3에 도시된 바와 같이:
이동 노드는 핸드오프가 필요할 때 스캔 프로세스를 수행하기 위하여 모든 RF 채널들에 프로브 요청 메시지를 보낸다. 스캔 프로세스 동안에, 이동 노드는 2개의 액세스 포인트들: 액세스 포인트 A 및 액세스 포인트 B를 발견한다. 이동 노드는 상기 액세스 포인트 A에 의한 답신에서 나온 프로브 응답 메시지로부터 액세스 포인트 A에 대응하는 SSID 정보 "VoIP@(192.168.1.0:24).cnc"를 획득하고, 그것을 후보 액세스 포인트 리스트에 넣으며; 상기 액세스 포인트 B에 의한 답신에서 나온 프로브 응답 메시지로부터 액세스 포인트 B에 대응하는 SSID 정보 "WEB@(192.168.2.0:24).unicom"을 획득하여, 그것을 후보 액세스 포인트 리스트에 넣는다. 이동 노드는 그 자신의 저장된 SSID 정보와 비교한 이후에, 이동 노드는 바람직하게 마이크로 핸드오프를 수행할 새로운 액세스 포인트로서 액세스 포인트 A를 선택한다.
먼저, 재연관 프로세스(re-association process)가 수행된다. 이동 노드는 액세스 포인트 A로 Auth.Request(인증 요청) 메시지를 보내고, 액세스 포인트 A는 상기 요청 메시지를 수신한 이후에 이동 노드로의 Auth.Response(인증 응답) 메시지로 응답한다. 이동 노드는 액세스 포인트 A로 재연관 요청 메시지를 보내고, 액 세스 포인트 A는 상기 요청 메시지를 수신한 이후에 핸드오프 프로세스를 완료하기 위하여 이동 노드로의 재연관 응답 메시지로 응답한다. 그 후에, 이동 노드는 액세스 포인트 A로 데이터 서비스를 구축한다.
예시 2: 이동 노드에 의해 저장된 SSID는 VoIP@(192.168.1.0:24).cnc이고, 액세스 포인트 C의 SSID 구성은 VoIP@(192.168.2.0:24).cnc이라고 가정한다.
도 4에 도시된 바와 같이:
이동 노드는 핸드오프가 필요할 때 스캔 프로세스를 수행하기 위하여 모든 RF 채널들에 프로브 요청 메시지를 보낸다. 스캔 프로세스 동안에, 이동 노드는 액세스 포인트 C를 발견한다. 이동 노드는 상기 액세스 포인트 C에 의한 답신에서 나온 프로브 응답 메시지로부터 액세스 포인트 C에 대응하는 SSID 정보 "VoIP@(192.168.2.0:24).cnc"를 획득하고, 그것을 후보 액세스 포인트 리스트 안으로 넣는다. 이동 노드는 그 자신의 저장된 SSID 정보와 비교한 이후에, 매크로 핸드오프를 수행하기 위하여 새로운 액세스 포인트로서 액세스 포인트 C를 선택한다.
먼저, 이동 노드는 액세스 포인트 C를 사용하여 인증 프로세스 및 재연관 프로세스를 수행한다:
이동 노드는 액세스 포인트 C로 Auth.Request(인증 요청) 메시지를 보내고, 액세스 포인트 C는 상기 요청 메시지를 수신한 이후에 이동 노드로의 Auth.Response(인증 응답) 메시지로 응답한다. 이동 노드는 액세스 포인트 C로 재연관 요청 메시지를 보내고, 액세스 포인트 C는 상기 요청 메시지를 수신한 이후에 이동 노드로의 재연관 응답 메시지로 응답한다.
일단 인증이 통과되고 액세스 포인트 C와의 재연관이 구성되면, 매크로 핸드오프 프로세스가 트리거된다. 액세스 포인트 라우터는 인접 탐색 프로토콜의 상태기반(stateful) DHCPv4/6(Dynamic Host Configuration Protocol) 어드레스 할당 프로세스 또는 무상태 기반(stateless) 어드레스 할당 프로세스에 의해 이동 노드에 대한 IP 어드레스를 재할당한다. DHCPv4/6의 프로세스는 단말이 DHCP 서비스에 의해 발견된 메시지를 전송하는 단계, 및 DHCP 서버가 발견된 메시지에 응답하는 단계를 포함한다. 그 다음 단말은 어드레스 요청 메시지를 전송하고, 서버는 그 자신의 조건에 기초하여 단말에 대한 IP 어드레스를 할당하고 확인 신호(confirmation)를 반송한다. 할당의 달성 이후에, 단말 및 서버는 각각의 타이머를 사용하여 어드레스 할당 상태를 유지하고, 오버타임이 발생하면 할당의 유효성을 보장하기 위하여 프로세스를 리프레시(refresh)한다. 양쪽 모두 상태 기계를 유지하여야 하므로, 이러한 타입의 할당은 상태 기반이다. 무상태 기반 어드레스 할당은 단지 IPv6에만 존재하고, 단말이 포트가 위치한 서브네트의 프리픽스를 인접 탐색 프로토콜을 통해 발견하고 프리픽스에 기초하여 IPv6 어드레스를 생성하는 프로세스이다.
새로운 액세스 포인트가 이동 노드에 대한 IP 어드레스를 할당한 이후에, 이동 노드는 이동 IP 리바인딩 및 액세스 포인트의 이동 에이전트와의 재연관 프로세스를 수행한다.
그 후에, 이동 노드는 액세스 포인트 C와의 데이터 서비스를 구축한다.
예시 3: 이동 노드에 의해 저장된 SSID는 VoIP@(192.168.1.0:24).cnc, 5이 고, 액세스 포인트 D의 SSID 구성은 VoIP@(192.168.1.0:24).unicom이라고 가정한다.
도 5에 도시된 바와 같이:
이동 노드는 그것이 핸드오프가 필요할 때 스캔 프로세스를 수행하도록 모든 RF 채널들로 프로브 요청 메시지를 보낸다. 스캔 프로세스 동안에, 이동 노드는 액세스 포인트 D를 발견한다. 이동 노드는 상기 액세스 포인트 D에 의한 답신에서 나오는 프로브 응답 메시지로부터 액세스 포인트 D에 대응하는 SSID 정보 "VoIP@(192.168.1.0:24).unicom"을 획득하고, 그것을 후보 액세스 포인트 리스트로 넣는다. 이동 노드는 그 자신의 저장된 SSID 정보와 비교한 이후에, 이동 노드는 새로운 액세스 포인트로서 액세스 포인트 D를 선택하여, 글로벌 핸드오프 프로세스를 트리거한다.
먼저, 이동 노드는 액세스 포인트 D를 사용하여 인증 프로세스 및 재연관 프로세스를 수행한다:
이동 노드는 액세스 포인트 D로 Auth.Request(인증 요청) 메시지를 보내고, 액세스 포인트 D는 상기 요청 메시지를 수신한 이후에 이동 노드로의 Auth.Response(인증 응답) 메시지로 응답한다. 이동 노드는 액세스 포인트 D로 재연관 요청 메시지를 보내고, 액세스 포인트 D는 상기 요청 메시지를 수신한 이후에 이동 노드로의 재연관 응답 메시지로 응답한다.
일단 인증이 통과되고 액세스 포인트 D로의 재연관이 구성되면, 액세스 포인트 라우터는 인접 탐색 프로토콜의 상태 기반 DHCPv4/6 어드레스 할당 프로세스나 무상태 기반 어드레스 할당 프로세스에 의해 이동 노드에 대한 IP 어드레스를 재할당한다. DHCPv4/6의 프로세스는: 단말이 DHCP 서비스에 의해 발견된 메시지를 보내는 단계, 및 DHCP 서버가 발견된 메시지에 응답하는 단계를 포함한다. 그 다음 단말은 어드레스 요청 메시지를 전송하고, 서버는 그 자신의 조건에 기초하여 단말에 대한 IP 어드레스를 할당하고 확인 신호를 반송한다. 할당의 달성 이후에, 단말 및 서버는 그들 각각의 타이머들을 사용하여 어드레스 할당 상태를 유지하고, 오버타임이 발생하면 할당의 유효성을 보장하기 위하여 프로세스를 리프레시한다. 양쪽 모두 상태 기계를 유지하여야 하므로, 이러한 타입의 할당은 상태 기반이다. 무상태 기반 어드레스 할당은 단지 IPv6에만 존재하고, 단말이 인접 탐색 프로토콜을 통해 포트가 위치한 서브네트의 프리픽스를 발견하고 그 다음 프리픽스에 기초하여 IPv6 어드레스를 생성하는 프로세스이다.
새로운 액세스 포인트가 이동 노드에 대한 IP 어드레스를 할당한 이후에, 이동 노드는 이동 IP 리바인딩 및 액세스 포인트의 이동 에이전트와의 재연관 프로세스를 수행한다.
그 후에, 이동 노드는 액세스 포인트 D와의 데이터 서비스를 구축한다.
이제 본 발명의 이동 노드에 따른 예시의 이론적 블록 다이어그램을 보여주는 도 6을 참조한다:
이동 노드는 서비스 설정 식별자 정보 및 신호 강도 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 리스트 정보를 저장하기 위한 액세스 포인트 정보 저장 모듈(S01), 이동 노드가 핸드오프를 필요로 할 때 액세스 포인트 리스트 정보에 기초하여 핸드 오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하기 위한 액세스 포인트 선택 모듈(S02), 및 결정된 핸드오프 모드에 기초하여 새로운 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하기 위한 핸드오프 수행 모듈(S03)을 포함한다.
본 발명의 방법에 따른 예시들의 설명에서 언급된 바와 같이, 이동 노드가 액세스 포인트들의 서비스 설정 식별자(SSID) 정보에 기초하여 수행될 핸드오프 모드 요구를 결정할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명에서, SSID는 IP 서브네트의 값으로서 정의되고, 즉, SSID는 IP 서브네트 값을 사용하여 표현된다. 서브네트 어드레스가 IPv4 네트워크에서 반복적으로 사용될 수 있음을 고려하여, 예를 들어, 사설 IP 어드레스가 IP 서브네트에 사용되는 때, 동일 서브네트 값을 갖는 인접 액세스 포인트들이 상이한 서브네트들에 속하는 것이 가능하다. 그리하여, IPv4 네트워크에서, 단순히 IP 서브네트 값을 사용함으로써 매크로 핸드오프를 검출하는 것이 충분하지 않다. 전술한 내용의 관점에서, 본 발명은 부가하여 SSID 구조를 SID@IPID.VID로서 설정하고, 여기서 SID는 "오디오", "비디오" 등을 나타내는 서비스 식별자 스트링이고, IPID는 IP 서브네트 식별자 스트링이며, VID는 "cnc", "Unicom" 등과 같은 서비스 제공자 식별자 스트링이다. 이러한 타입의 구조을 가진 SSID 정보에 기초하여, 이동 노드는 다수의 선택된 링크들 가운데 최적 선택을 할 수 있다.
IPID는 IPv4 서브네트에 대하여 40 비트 정수이고, 여기서, 처음의 32 비트는 IPv4 어드레스를 나타내고, 이후의 8 비트는 서브네트 마스크 길이를 나타내는 반면, IPID는 IPv6 서브네트에 대하여 136 비트 정수이고, 여기서, 처음의 128 비 트는 IPv6 어드레스를 나타내고 이후의 8 비트는 프리픽스 길이를 나타낸다.
액세스 포인트의 SSID 정보는 전술한 구조에 따라 구성될 수 있다.
후보 액세스 포인트 정보를 획득하기 위하여, 본 예시에서, 액세스 포인트에 대응하여, SSID, 신호 강도 등의 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 정보를 획득하는 것은 액세스 포인트 정보 획득 모듈(S04)을 통해서이다. SSID 정보는 이동 IP에서 비콘 메시지(Beacon message) 또는 프로브 응답 메시지(Probe Response message)와 같은 메시지들을 통해서 획득될 수 있고, 액세스 포인트와 그것의 대응하는 서비스 설정 식별자 및 신호 강도 간의 관계를 구축하기 위하여 액세스 포인트 정보 저장 모듈(S01)로 전송될 수 있다.
액세스 포인트 선택 모듈(S02)은 바람직한 액세스 포인트가 서비스 설정 식별자 정보나 신호 강도, 또는 서비스 설정 식별자 및 신호 강도 양쪽 모두의 총체적 고려와 같이, 액세스 포인트 저장 모듈에 저장된 정보에 기초하여 대응하는 핸드오프 동작을 수행하도록 결정한다.
액세스 포인트 선택 모듈(S02)이 바람직하게 핸드오프를 수행하기 위해 필요한 액세스 포인트를 선택할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 이동 노드는 부가하여: 이동 노드의 서비스 설정 식별자 정보를 저장하기 위한 서비스 설정 식별자 저장 모듈(S05), 및 액세스 포인트 리스트 내의 서비스 설정 식별자 정보를 이동 노드의 서비스 설정 식별자 정보와 비교하고 비교 결과를 액세스 포인트 선택 모듈(S02)에 알리기 위하여 액세스 포인트 정보 저장 모듈(S01) 및 서비스 설정 식별자 저장 모듈(S05)에 각각 연결된 비교 모듈(S06)을 포함한다. 액세스 포인트 선 택 모듈(S02)은 비교 결과에 기초하여 새로운 액세스 포인트를 결정한다.
본 발명의 이동 노드의 새로운 액세스 포인트 및 특정 핸드오프 프로세스의 선택은 본 발명의 방법에 대한 기술에서 설명한 것과 유사하고, 불필요한 세부사항들은 기술되지 않을 것이다.
비록 본 발명은 예의 방식으로 설명되었지만, 당업자는 본 발명이 청구범위에 포함되는 것으로 예상되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다수의 변형예들 및 수정예들을 가질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 LAN에서 이동 노드의 핸드오프 속도를 증가시키는 방법으로서,
    상기 이동 노드가 핸드오프되어야 할 때, 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하는 단계; 및
    결정된 핸드오프 모드에 기초하여 상기 새로운 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하는 단계;
    를 포함하는,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트 결정 단계는:
    상기 이동 노드가 서비스 설정 식별자 정보 및 신호 강도 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 리스트를 획득하는 단계; 및
    상기 액세스 포인트 리스트 내 상기 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 상기 핸드오프 모드 및 상기 액세스 포인트를 결정하는 단계;
    를 포함하는,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동 노드가 후보 액세스 포인트 리스트를 획득하는 단계는:
    상기 이동 노드가 프로브 요청 메시지를 모든 RF 채널들로 전송하는 단계; 및
    상기 RF 채널들의 수신된 프로브 응답 메시지에 기초하여 상기 액세스 포인트 리스트를 형성하는 단계;
    를 포함하는,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 방법은:
    서비스 설정 식별자 구조를 SID@IPID.VID로서 설정하는 단계;
    를 더 포함하고, 여기서, SID는 서비스 식별자 스트링이고, IPID는 IP 서브네트 식별자 스트링이며, VID는 서비스 제공자 식별자 스트링인,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    IPID는 IPv4 서브네트에 대하여 40 비트 정수이고, 여기서, 처음의 32 비트는 IPv4 어드레스를 나타내고, 이후의 8 비트는 서브네트 마스크 길이를 나타내며, 그리고
    IPID는 IPv6 서브네트에 대하여 136 비트 정수이고, 여기서, 처음의 128 비 트는 IPv6 어드레스를 나타내고 이후의 8 비트는 프리픽스 길이를 나타내는,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 액세스 포인트 리스트 내 상기 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 상기 핸드오프 모드 및 상기 새로운 액세스 포인트를 결정하는 단계는:
    상기 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 상기 이동 노드에 대한 각각의 액세스 포인트의 위치를 결정하는 단계;
    바람직하게, 마이크로 핸드오프를 수행하기 위하여 상기 이동 노드와 동일한 서브네트에 있는 액세스 포인트를 선택하는 단계;
    액세스 포인트 리스트에 상기 이동 노드와 동일한 서브네트에 위치한 어떠한 액세스 포인트도 존재하지 않는 경우, 매크로 핸드오프를 수행하기 위하여 상기 이동 노드와 동일한 영역에 있는 액세스 포인트를 선택하는 단계; 및
    액세스 포인트 리스트에 상기 이동 노드와 동일한 영역에 위치한 어떠한 액세스 포인트도 존재하지 않는 경우, 글로벌 핸드오프를 수행하기 위하여 신호 강도에 기초하여 가장 강한 신호를 가진 액세스 포인트를 선택하는 단계;
    를 포함하는,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서비스 설정 식별자 정보에 기초하여 상기 이동 노드에 대한 각각의 액세스 포인트의 위치를 결정하는 단계는:
    상기 액세스 포인트 리스트에 있는 서비스 설정 식별자의 모든 SID, IPID 및 VID 필드들이 상기 이동 노드에 의해 저장된 서비스 설정 식별자의 SID, IPID 및 VID 필드들과 동일한 경우, 상기 액세스 포인트 리스트 내 상기 서비스 설정 식별자의 액세스 포인트는 상기 이동 노드와 동일한 서브네트에 있고;
    상기 액세스 포인트 리스트에 있는 서비스 설정 식별자의 SID 및 IPID 필드들이 상기 이동 노드에 의해 저장된 상기 서비스 설정 식별자의 SID 및 IPID 필드들과 상이한 경우, 상기 액세스 포인트 리스트 내 상기 서비스 설정 식별자의 상기 액세스 포인트는 상기 이동 노드와 동일한 영역에 있는,
    이동 노드의 핸드오프 속도 증가 방법.
  8. 서비스 설정 식별자 정보 및 신호 강도 정보를 포함하는 후보 액세스 포인트 리스트 정보를 저장하기 위한 액세스 포인트 정보 저장 모듈;
    상기 이동 노드가 핸드오프되어야 할 때, 상기 액세스 포인트 리스트 정보에 기초하여 핸드오프 모드 및 새로운 액세스 포인트를 결정하기 위하여, 상기 액세스 포인트 리스트 저장 모듈과 연결된 액세스 포인트 선택 모듈; 및
    결정된 핸드오프 모드에 기초하여 상기 새로운 액세스 포인트로의 핸드오프를 수행하기 위하여, 상기 핸드오프 모드 및 액세스 포인트 선택 모듈에 연결된 핸드오프 수행 모듈;
    을 포함하는,
    이동 노드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동 노드는:
    상기 이동 노드에 의해 수신된 상기 액세스 포인트의 응답 메시지에 기초하여 각각의 액세스 포인트에 대응하는 정보를 획득하기 위하여, 상기 액세스 포인트 정보 저장 모듈에 연결된 액세스 포인트 정보 획득 모듈;
    을 더 포함하는,
    이동 노드.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 이동 노드는:
    상기 이동 노드의 상기 서비스 설정 식별자 정보를 저장하기 위한 서비스 설정 식별자 저장 모듈; 및
    상기 액세스 포인트 리스트의 상기 서비스 설정 식별자 정보를 상기 이동 노드의 상기 서비스 설정 식별자 정보와 비교하고 그러한 비교 결과를 상기 액세스 포인트 선택 모듈에 알리기 위하여, 상기 액세스 포인트 정보 저장 모듈 및 상기 서비스 설정 식별자 저장 모듈과 각각 연결된 비교 모듈;
    을 더 포함하는,
    이동 노드.
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