KR20090063380A - 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서 링크 트리거 신호를이용한 이종망 간의 핸드오버 방법 - Google Patents

다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서 링크 트리거 신호를이용한 이종망 간의 핸드오버 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법에 관한 것으로서, 다중 인터페이스를 갖는 고속의 이동 노드(MN)가 링크 업/다운 트리거 신호를 이용하여 이종망(특히, 무선망/위성망) 간의 핸드오버를 수행함으로써, 고속의 이동 노드의 이동 속도에 상관없이 패킷 손실 및 세션의 단절을 방지하고 또한 단말 소모 전력을 현저히 절감시키고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서의 이종망 간의 핸드오버 방법에 있어서, 제1망에 위치한 상기 이동 노드가, 제2망접속 인터페이스를 수면상태로 유지하고 제1망접속 인터페이스를 활성화하여 제1망 서비스를 제공받는 제1망 서비스 수신 단계; 상기 이동 노드가 제2망 측으로 이동함에 따라 제2망 링크업 트리거 신호를 감지하면, 상기 제2망접속 인터페이스를 활성화 상태로 전환하여 핸드오버를 수행하는 핸드오버 단계; 및 상기 핸드오버를 수행한 이동 노드가 상기 활성화된 제2망접속 인터페이스를 통하여 제2망 서비스를 제공받는 제2망 서비스 수신 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이동 IP, 이동 노드, 핸드오버, 무선망, 위성망, 링크 트리거 신호

Description

다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법{METHOD FOR HANDOVER BETWEEN HETEROGENEOUS NETWORKS USING LINK TRIGGER SIGNAL IN MULTI-INTERFACE MOBILE NODE}
본 발명은 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 인터페이스를 갖는 고속의 이동 노드(MN)가 링크 업/다운 트리거 신호를 이용하여 이종망(특히, 무선망/위성망) 간의 핸드오버를 수행함으로써, 고속의 이동 노드의 이동 속도에 상관없이 패킷 손실 및 세션의 단절을 방지하고 또한 단말 소모 전력을 현저히 절감시킬 수 있는, 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-020-02, 과제명: 고속 이동체 인터넷 위성 무선 연동 기술 개발].
최근 이동 서비스의 보편화에 따라 인터넷 서비스의 대역폭 확대와 더불어, 가입자가 이동함에 따라 노트북과 같은 이동 노드(MN: Mobile Node)가 망 사이를 고속으로 이동하더라도 연결중인 세션에 대하여 끊김 없이 서비스를 유지하는 기술이 필요하게 되었다.
특히, 고속철과 같이 시속 300Km 이상으로 이동하는 고속 이동 노드의 경우에 IPv4 기반의 이동 IP 기술을 이용하면서도 패킷 손실과 지연을 최소로 할 수 있는 망 간 핸드오버를 제공할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
이와 관련된 종래의 기술로는 무선 랜과 같이 동종 망에서의 핸드오버 기술이 있는데, 이는 이동 노드에 동일한 이중 인터페이스를 구비하고, 현재 연결중인 액세스 라우터에 연결된 IP 경로를 단절하기 전에 사용하지 않는 인터페이스를 이용하여 새로 이동하는 도메인의 액세스 라우터로부터 임시 IP 주소를 할당받아 터널을 구축하고, 동시에 이미 사용중인 인터페이스는 단절하여 패킷 전송을 위한 IP 경로를 고속으로 변경함으로써, 고속 이동시에도 패킷 손실이나 지연이 발생하지 않게 하면서 핸드오버 시간을 줄이는 효과가 있다.
하지만, 시속 300Km 이상으로 달리는 고속철과 같은 이동체의 경우에는 이동 셀 사이즈가 작아 여러 셀을 빈번히 통과해야 하는데, 이때마다 사전에 이동성을 탐지하는 것은 어렵고 또한 셀간 핸드오버에 필요한 최소 시간도 확보하는 것이 불가능하기 때문에, 이런 경우에는 패킷 손실을 피할 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 이동 IP(MIP)와 관련된 종래의 다른 기술로는, 단일 인터페이스를 구비하는 이동 노드에 대한 사전 등록, 사후 등록, 고속 이동 IP 기술 등이 있으며, 이들 모두는 고속의 핸드오버와 최소의 패킷 손실을 목표로 하고 있으나, 고속열차와 같은 고속 이동체의 경우에는 패킷 손실뿐만 아니라 핸드오버 실패로 인하여 서비스 중인 세션의 단절도 발생하게 된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술은 고속열차와 같은 고속 이동체에서는 패킷 손실이 발생하거나 핸드오버 실패로 인하여 세션이 단절될 수 있다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 다중 인터페이스를 갖는 고속의 이동 노드(MN)가 링크 업/다운 트리거 신호를 이용하여 이종망(특히, 무선망/위성망) 간의 핸드오버를 수행하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은, 핸드오버가 수행된 후에는 이전 망에 대한 접속 인터페이스는 수명상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게는, 본 발명은, 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서의 이종망 간의 핸드오버 방법에 있어서, 제1망에 위치한 상기 이동 노드가, 제2망접속 인터페이스를 수면상태로 유지하고 제1망접속 인터페이스를 활성화하여 제1망 서비스를 제공받는 제1망 서비스 수신 단계; 상기 이동 노드가 제2망 측으로 이동함에 따라 제2망 링크업 트리거 신호를 감지하면, 상기 제2망접속 인터페이스를 활성화 상태로 전환하여 핸드오버를 수행하는 핸드오버 단계; 및 상기 핸드오버를 수행한 이동 노드가 상기 활성화된 제2망접속 인터페이스를 통하여 제2망 서비스를 제공받는 제2망 서비스 수신 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 다중 인터페이스를 구비하는 이동 노드(MN)에서 순차적 링크 업/다운 트리거 신호에 의하여 무선망/위성망 간의 핸드오버를 제어함으로써, 고속철 내에 있는 이동 노드의 이동 속도에 무관하게 패킷 손실 및 세션의 단절을 방지하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, 링크 트리거 기반으로 셀 크기가 작은 지상의 무선망에서 셀 크기가 매우 큰 위성망으로 핸드오버를 수행함으로써, 고속철 내에 있는 이동 노드의 경우에도 패킷 손실이나 세션 단절이 없는 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이동 노드가 이중 인터페이스를 장착하고 지상의 무선 홈 망과 위성 방문망 사이를 고속으로 핸드오버하는 경우에, 핸드오버 구간을 제외한 무선망/위성망 서비스 제공 상태에서는 비활성인 다른 하나의 망접속 인터페이스를 수면 상태로 전환함으로써 이동 노드의 전력을 현저히 절감하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, 셀 크기가 작은 무선망에서 셀 크기가 큰 위성망으로 핸드오버한 후 다시 홈 망인 무선망으로 핸드오버하여 돌아오기까지는 오랜 시간이 경과해야 한다는 점을 고려하여, 위성망 구간에서 서비스를 받고 있는 동안에는 사용하지 않는 무선망접속 인터페이스를 수면(sleep) 상태로 전환함으로써 패킷 손실을 방지하면서도 이동 노드의 전력 소모를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 이동 노드에 무선망과 위성망에 접속할 수 있는 2개의 인터페이스를 구비한 이동 노드가 홈 망인 무선망에서 방문망인 위성망으로 이동할 때, 홈 망에서 사용하고 있는 고유 IP 주소(이는 '홈 주소(Home Address)'로서, 이하 HoA라 한다)의 변경 없이 방문 망으로부터 임시로 사용할 수 있는 IP 주소(이는 '임시 의탁 주소(Care-of Address)'로서, 이하 CoA라 한다)를 새로 할당받아 사용함으로써, 이동 노드의 이동이 있더라도 패킷 손실이나 세션의 끊김 없이 무선 인터넷 서비스를 제공하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 다중 링크 트리거 방식의 소프트 핸드오버 제어 방법에 관한 것이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 고속 이동체 인터넷 서비스를 위한 무선/위성 연동망의 구성도이다.
무선망(100)은 무선 랜이나 WiBro 기술을 기반으로 하는 홈 망으로서, 홈 에이전트(HA: Home Agent)(101), 접속국(BS: Base Station)(102), 및 이동 노드(MN: Mobile Node)(10) 등으로 구성된다. 무선망(100)은 이동 IPv4 프로토콜을 기초로 이동 노드(MN)(10)에 대하여 이동시에도 IP 변경이 없이 고속 인터넷 서비스를 제공한다.
한편, 위성망(110)은 DVB-S2/RCS 기반으로 업/다운 링크를 이용하여 양방향 인터넷 서비스를 제공하며, 라우터(R: Router)(112), 방문 에이전트(FA: Foreign Agent)(111) 및 이동 노드(MN)(10) 등으로 구성된다. 여기서, 라우터(112)는 위성망(110)의 집중국에 위치하고, 방문 에이전트(FA)(111)는 이동 노드(MN)(10)에 대한 접속 라우터로서 일반적으로는 지상의 고정 단말국에 위치하나 본 발명에서와 같이 고속 이동체에 대한 인터넷 서비스를 고려하는 경우에는 고속철과 같은 이동 단말국(11)에 위치한다. 그리고, 라우터(112)와 방문 에이전트(FA)(111) 간은 위성을 경유하여 양방향 링크로 연결된다.
한편, 상대 노드(CN: Correspondent Node)(121)는 이동 노드(MN)(10)와 IPv4 인터넷 프로토콜 상에서 데이터 교환을 수행하는 고정 노드이다.
홈 망(100)에 있는 이동 노드(MN)(10)가 방문망인 위성망(110)으로 이동하게 되면, 이동 IPv4 프로토콜을 기초로 새로운 IP 주소인 CoA를 할당받아 홈 에이전트(HA)(101)와 방문 에이전트(FA)(111) 간에 터널을 형성함으로써, 이동 노드(MN)(10)가 망간을 이동하더라도 고정 IP 주소인 HoA의 변경 없이 상대 노드(CN)(121)와 끊김이 없는 인터넷 서비스를 지속한다.
이러한 무선/위성 망 핸드오버 시나리오는 고속철 역사 내에서 무선 랜을 통하여 지상 무선망(100)에 인터넷(120)으로 연결되어 있는 이동 가입자가 열차에 탑승하여 IP 도메인이 변경되는 경우에, 열차 내에 있는 접속 라우터, 즉 방문 에이전트(FA)(111)에 새로 접속하고 위성 링크를 경유하여 상대 노드(CN)(121)와 계속 인터넷 서비스를 유지하는 것이다.
열차가 목적지 역사에 진입하고 이동 가입자가 하차하여 역사에 도착하게 되면, 도 1에서 이동 노드(MN)(10)가 홈 망(100)으로 되돌아 가는 시나리오에 해당하는 경우로서, 이때에는 홈 에이전트(HA)(101)와 방문 에이전트(FA)(111) 간의 터널은 해제되고 본래의 고정 IP 주소인 HoA로 상대 노드(CN)(121)와 인터넷 통신을 계속적으로 수행한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 이동 노드가 방문망으로 이동하는 경우의 핸드오버 처리 방법에 대한 흐름도로서, 이동 노드(MN)(10)가 홈 망(100)에서 방문망(110)으로 이동하는 경우의 이동 IPv4 처리 절차를 나타낸다.
우선, 이동 노드(MN)(10)가 무선망인 홈 망(100)에서 접속국(BS)(102) 및 홈 에이전트(HA)(101)를 경유하여 이동 노드(MN)(10)의 고정 홈 IP 주소인 HoA를 착신 주소로 상대 노드(CN)(121)로부터 패킷1 데이터를 전송받고 있다고 하자(201).
이동 노드(MN)(10)가 열차에 탑승하면, 새로 접속하게 되는 위성망(110)에 대하여 방문 에이전트(FA)(111)와 계층1/2 접속 절차를 거쳐 링크를 형성하고 이후 IP/MIP 계층이 수행된다.
즉, 이동 노드(MN)(10)는 빠른 핸드오버의 수행을 위하여 MIP 계층 신호인 에이전트 요청(Agent Solicitation) 메시지를 방문 에이전트(FA)(111)에게 전송한다(202).
그러면, 방문 에이전트(FA)는 에이전트 요청 메시지를 수신한 후, 이동 노드(MN)(10)가 방문망(110)에서 임시로 사용할 IP 주소인 CoA 정보를 담은 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 이동 노드(MN)(10)로 전송한다(203).
이후, 이동 노드(MN)(10)는 방문 에이전트(FA)(111) 및 라우터(R)(112)를 경유하여 등록 요구(Registration Request) 메시지를 홈 에이전트(HA)(101)로 전송한다(204, 205). 그에 대한 응답으로, 홈 에이전트(HA)(101)는 등록 응답(Registration Reply) 메시지를 역순으로 이동 노드(MN)(10)에게 전송한다(206, 207).
상기와 같은 등록 요구 및 응답 과정(204 내지 207)을 거치면, 홈 에이전트(HA)(101)와 방문 에이전트(FA)(111) 사이에는 라우터(R)(112)를 경유하여 터널이 새로 형성되는데, 이 터널을 통하여 상대 노드(CN)(121)와 이동 노드(MN)(10) 사이에 패킷2 데이터 전송이 이루어진다(208 내지 210).
즉, 이동 노드(MN)(10)가 홈 망(100)에 있을 경우에는, 상대 노드(CN)(121)에서 전송된 패킷이 홈 에이전트(HA)(101)와 접속국(BS)(102)을 경유하여 고정 IP 주소인 HoA에 기초하여 이동 노드(MN)(10)에게 전달되었다. 하지만, 이동 노드(MN)(10)가 방문망(110)으로 이동한 후에는, 새로운 임시 IP 주소인 CoA를 이용한 터널을 통하여 상대 노드(CN)(121)에서 전송된 패킷이 라우팅되기 때문에, 비록 도메인이 바뀌더라도 이동 노드(MN)(10)의 홈 IP 주소인 HoA의 변경은 불필요하게 된다.
이와 같이 도메인 간에 핸드오버가 일어날 때에 방문망에 대한 이동 탐지, 에이전트 발견, 등록 절차를 수행하는 중에 상대 노드(CN)(121)로부터 전송된 패킷은 손실되므로 고속의 핸드오버 절차가 요구되며 이에는 사전/사후 등록, 지역 등록, 고속 이동IP(Fast Mobile IP) 등과 같은 방법이 있다.
도 3은 본 발명에 적용되는 무선/위성 연동망에서 홈 에이전트(HA)의 핸드오버 동작 방법에 대한 흐름도로서, 무선/위성 망 핸드오버 처리 절차 중에서 홈 에이전트(HA)(101)에 대한 이동 IPv4 동작을 나타낸다.
이동 노드(MN)(10)가 방문망(110)으로 이동하게 되면, 홈 에이전트(HA)(101)는 이동 노드(MN)(10)로부터 등록 요구(Registration Request) 메시지를 수신하게 된다는 것은 이미 도 2에서 설명한 바 있다(204, 205).
홈 에이전트(HA)(101)는 외부로부터 패킷을 수신하면, 그 수신 패킷이 등록 요구 메시지인지를 확인하여(301), 등록 요구 메시지이면 해당 메시지의 라이프 타 임이 "0"(life time = 0)인지를 확인하고(302), 등록 메시지가 아니면(즉, 수신 패킷이 데이터 패킷이면) "307" 내지 "309" 과정을 수행하는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
수신한 등록 요구 메시지의 라이프 타임이 "0"인지(life time = 0)를 확인하여(302), "0"이 아닌 경우에는 바인딩 테이블에 이동 노드(MN)(10)에 대한 HoA와 CoA를 등록/갱신하고, 방문 에이전트(FA)(111)와의 사이에 터널을 설정하며, 등록 응답(Registration Reply) 메시지를 이동 노드(MN)(10)에게 전송한 후(303), 다음 패킷 수신 대기 상태로 돌아 간다.
이와 달리, 수신한 등록 요구 메시지의 라이프 타임이 "0"(life time = 0)인 경우에는, CoA 주소와 HoA 주소의 동일 여부(304)에 따라 다음과 같은 2가지 동작을 수행한다. 만약 CoA 주소와 HoA 주소가 동일한 경우에는 이동 노드(MN)(10)가 홈 망으로 되돌아온 후에 전송한 등록 요구 메시지이므로 이동 노드(MN)(10)에 대한 모든 등록된 CoA에 관한 바인딩 엔트리를 삭제하고(304, 305), 만약 CoA 주소와 HoA 주소가 다른 경우에는 보내온 CoA 주소에 관한 엔트리만을 바인딩 테이블에서 삭제한다(304, 306).
한편, 수신된 패킷이 등록 요구 메시지가 아닌 경우에는(301), 상대 노드(CN)(121)로부터 데이터 패킷을 수신한 경우이므로, 먼저 수신 패킷이 바인딩 엔트리에 등록되어 있는지를 검사한다(307).
등록여부 검사결과, 수신 패킷이 바인딩 엔트리에 등록되어 있으면, 착신 IP 주소가 HoA 주소와 동일한지를 확인한 후, 동일하다면 해당 CoA 주소로 수신 패킷 을 인캡슐레이션한 다음에 터널을 통하여 방문 에이전트(FA)(111)를 경유하여 이동 노드(MN)(10)로 전송한다(308). 만약, 바인딩 테이블에 등록되어 있지 않은 수신 패킷이라면, 수신 패킷을 기존의 IP 계층 프로토콜에 따라 처리를 한다(309).
한편, 본 발명이 적용되는 무선/위성 망 핸드오버 처리 절차에서 '방문 에이전트(FA)'(111)에 대한 이동 IPv4 동작은 일반 라우터에 대한 기본 기능과 동일하며, 이동 노드(MN)(10)에 대한 방문자 리스트를 관리함으로써 터널을 통하여 수신된 패킷을 디캡슐레이션하고 이동 노드(MN)(10)에게 전달하는 수동적인 기능만을 처리하면 되기 때문에, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명에 적용되는 무선/위성 연동망에서 이동 노드(MN)의 핸드오버 동작 방법에 대한 흐름도로서, 무선/위성 망 핸드오버 처리 절차 중에서 이동 노드(MN)(10)에 대한 이동 IPv4 동작을 나타낸다.
이동 노드(MN)(10)가 방문망(110)에 진입하면, 핸드오버 소요 시간을 줄이기 위한 선택적 방편으로서 에이전트 요청(Agent Solicitation) 메시지를 방문 에이전트(FA)(111)에게 전송할 수도 있지만, 기본적으로는 방문 에이전트(FA)(111)로부터 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지를 받게 된다.
이동 노드(MN)(10)가 패킷을 수신하면(401), 그 수신 패킷이 에이전트 광고(Agent Advertisement) 메시지인지를 확인하여(402), 에이전트 광고 메시지이면 현재 진입한 망이 홈 망(100)인지 혹은 방문망(110)인지를 판별한다(403). 그 판별결과, 만약 이동 노드(MN)(10)가 홈 망(100)에 진입한 경우에는 패킷 수신 대기 상태로 되돌아 가고, 만약 방문망(110)에 진입한 경우로 판별되면 임시 IP 주소인 CoA를 생성하고 등록 요구(Registration Request) 메시지를 작성하여 방문 에이전트(FA)(111)와 라우터(R)(112)를 경유해서 홈 에이전트(HA)(101)에게 전송한다(404).
한편, 이동 노드(MN)(10)가 수신한 패킷이 등록 요구 메시지에 대한 응답으로 홈 에이전트(HA)(101)가 전송한 '등록 응답(Registration Response) 메시지'이면(402, 405), 고정 IP 주소인 HoA 주소에 대한 바인딩을 유지하고 이동 노드(MN)(10)의 디폴트 라우터로 방문 에이전트(FA)(111)를 설정한 후(406), 패킷 수신 대기 상태로 되돌아 간다.
한편, 이동 노드(MN)(10)가 수신한 패킷이 에이전트 광고 메시지도 아니고 등록 응답 메시지도 아니면서(402, 405) '그 수신 패킷의 착신 주소가 HoA 주소와 동일한 경우'에는(407), 수신 패킷이 상대 노드(CN)(121)가 이동 노드(MN)(10)에게 전송한 데이터 패킷이므로, 수신 처리한다(408).
한편, 이동 노드(MN)(10)는 등록 요구 메시지를 전송한 이후에 홈 에이전트(HA)(101)로부터 등록 응답(Registration Response) 메시지를 일정 타이머 경과 후에도 받지 못하는 경우에는(401, 409), 등록 요구(Registration Request) 메시지를 홈 에이전트(HA)(101)에 재전송한다(410).
도 5는 본 발명에 따른 다중 인터페이스의 순차적 링크 트리거 신호를 이용한 이동 노드(MN)의 상태 천이도이다.
다중 인터페이스를 구비한 이동 노드(MN)(10)의 동작 상태는 무선망(100)과 위성망(110)에 의한 2개의 서비스 상태(51, 53)와 무선/위성 망 중첩 구간에 대한 핸드오버 상태(52)로 나뉘어 동작한다. 여기서, 위성망(110)은 고속 열차의 모든 운행 경로를 포함하는 영역을 위성망 셀로 지정한다.
무선 홈 망 서비스 상태(51)는 2개의 망접속 인터페이스를 구비한 이동 노드(MN)(10)가 홈 망인 지상의 무선망(100)에 위치하고 있으면서, 하나의 무선망접속 인터페이스로 접속국(BS)(102)에 접속하고 홈 에이전트(HA)(101)를 통하여 상대 노드(CN)(121)와 IP 통신을 수행하는 상태를 말한다. 이 상태에서 위성망을 통한 인터넷 서비스는 수행되지 않으므로 위성망접속 인터페이스는 비활성 상태인 수면(sleep) 상태로 유지한다.
이동 노드(MN)(10)가 위성망(110)으로 진입을 하게 되면, 수면 상태인 위성망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 '위성망 링크업 트리거 신호'(501)가 이동 IP 계층에 통보되고, 이 신호에 의해 이동 노드(MN)(10)는 무선/위성망 핸드오버 상태(52)로 천이한다. 이러한 무선/위성망 핸드오버 상태(52)에서는, 이동 노드(MN)(10)는 위성망접속 인터페이스를 통하여 방문 에이전트(FA)(111) 및 홈 에이전트(HA)(101)와 도 2에 따른 핸드오버 절차를 수행함으로써, 무선망접속 인터페이스와 위성망접속 인터페이스 2 곳을 통하여 패킷을 수신하게 된다. 예를 들어, 10개의 패킷을 상대노드(CN)로부터 수신하는 경우, 핸드오버 전에 5개의 패킷을 무선망접속 인터페이스를 통하여 수신하다가 핸드오버 수행된 후에는 나머지 5개의 패킷을 위성망접속 인터페이스를 통하여 수신한다는 것이다. 이로 인하여 핸드오버에 따른 패킷 손실은 발생하지 않게 되는 것이다.
이후, 이동 노드(MN)(10)가 무선망(100)으로부터 더 이상 무선 신호를 받을 수 없게 되면, 계층 1/2 처리에 의하여 '무선망 링크다운 트리거 신호'(502)가 발생하게 되고, 이 신호에 의해 이동 노드(MN)(10)는 무선망접속 인터페이스를 비활성 상태인 수면(sleep) 상태로 변경하고 위성 방문망 서비스 상태(53)로 천이한다.
이러한 위성 방문망 서비스 상태(53)에서는, 이동 노드(MN)(10)가 위성망접속 인터페이스로 방문 에이전트(FA)(111)와 홈 에이전트(HA)(101)간의 터널을 통하여 상대 노드(CN)(121)와 통신을 수행하며 무선망접속 인터페이스는 비활성 상태인 수면(sleep) 상태로 유지되기 때문에, 이동 노드(MN)(10)의 전력 소모를 절약할 수 있게 된다.
이후, 이동 노드(MN)(10)가 무선 홈 망(100)으로 이동하여 돌아가게 되면, 수면 상태인 무선망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 '무선망 링크업 트리거 신호'(503)가 이동 IP 계층에 통보되고 이 신호에 의해 이동 노드(MN)(10)는 무선/위성 망 핸드오버 상태(52)로 다시 천이한다.
이러한 무선/위성 망 핸드오버 상태(52)에서 이동 노드(MN)(10)는 무선망접속 인터페이스를 통하여 접속국(BS)(102) 및 홈 에이전트(HA)(101)와 도 2 및 도 3에 따른 등록해제의 핸드오버 절차를 수행한다. 이렇게 함으로써, 이동 노드(MN)(10)는 무선/위성망 중첩 구간을 이동하는 중에도 2 곳의 망접속 인터페이스를 통하여 데이터를 수신할 수 있게 되어 패킷 손실 없이 상대 노드(CN)(121)과 통신을 지속하게 된다.
이후, 이동 노드(MN)(10)가 위성망(110)으로부터 더 이상 위성 신호를 받을 수 없게 되면, 위성망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 '위성망 링크다운 트리거 신호'(504)가 발생하게 되고, 이 신호에 의해 이동 노드(MN)(10)는 위성망접속 인터페이스를 비활성 상태인 수면(sleep) 상태로 변경하고 무선 홈 망 서비스 상태(51)로 천이한다.
상기와 같은 일련의 다중 링크 업/다운 트리거 신호에 의하여 핸드오버 제어를 수행함으로써 이동 노드의 이동 속도에 무관하게 패킷 손실을 방지할 수 있으며, 무선/위성망 핸드오버 상태(52)를 제외한 다른 2개의 서비스 상태(51, 53)에서는 비활성인 망접속 인터페이스를 수면 상태로 전환함으로써 이동 노드의 소모 전력을 줄일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 인터페이스의 순차적 링크 트리거 신호를 이용한 이동 노드(MN)의 핸드오버 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
2개의 망접속 인터페이스를 구비한 이동 노드(MN)(10)가 초기에 홈 망인 지상의 무선망에 위치하고 있으면, 하나의 무선망접속 인터페이스로는 접속국(BS)(102)에 접속하고 홈 에이전트(HA)(101)를 통하여 상대 노드(CN)(121)와 IP 통신을 수행하고(601), 다른 위성망접속 인터페이스는 사용되지 않으므로 비활성 상태인 수면(sleep) 상태를 유지하면서 위성망 링크 업 트리거 신호가 발생하는지를 계속 검사한다(602).
여기서, 위성망 링크 업 트리거 신호는 수면 상태인 위성망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 발생하는데, 구체적으로는, 비콘(beacon) 신호, 무선 신호 세기, S/N 비 등에 대한 임계치를 초과하는지 여부나, 사전에 저장하고 있는 정보를 이동 노드(MN)(10)의 GPS 위치 정보와 비교하는 과정 등을 통하여 위성 링 크가 업(Up) 된 것으로 판단되면 위성망 링크 업 트리거 신호를 발생한다.
검사 결과, 위성망 링크업 트리거 신호가 발생하면(602), 이동 노드(MN)(10)는 위성 방문망에 대하여 위성망접속 인터페이스를 통하여 방문 에이전트(FA)(111) 및 홈 에이전트(HA)(101)와 도 2에 따른 MIP 등록 절차에 따른 핸드오버 절차를 수행하여(603) 무선망접속 인터페이스와 위성망접속 인터페이스 2 곳을 통하여 전달되는 패킷을 모두 수신 처리한다(604). 이동 노드(MN)(10)는 무선망 링크다운 트리거 신호가 발생하기 전까지는 이 상태를 그대로 유지함으로써 이동 노드(MN)(10)가 무선 및 위성 망 중첩 구간으로 이동시에도 패킷 손실이 전혀 발생하지 않게 되는 것이다.
여기서, 무선망 링크다운 트리거 신호는 무선망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 발생하는데, 구체적으로는 비콘(Beacon) 신호 손실, 무선 신호 세기, S/N 비, 데이터 전송 변화율 등에 대한 값이 임계치 이하로 떨어지는 경우에 무선망 링크가 다운된 것으로 판단하여 무선망 링크다운 트리거 신호를 발생한다.
무선망 링크다운 트리거 신호가 발생하게 되면(605), 이동 노드(MN)(10)는 무선망접속 인터페이스를 비활성 상태인 수면(sleep) 상태로 전환하고(606), 위성망접속 인터페이스를 이용해서는 사전에 설정된(603) 방문 에이전트(FA)(111)와 홈 에이전트(HA)(101) 간의 터널을 통하여 상대 노드(CN)(121)와 무선망 링크업 트리거 신호가 발생하기 전까지 계속 패킷 전송을 수행한다(607). 이로 인하여 이동 노드(MN)(10)의 전력 소모를 절약할 수 있다.
이후, 이동 노드(MN)(10)가 무선 홈 망으로 이동하게 되면, 수면 상태인 무 선망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 무선망 링크업 트리거 신호가 발생한다. 구체적으로는, 비콘(beacon) 신호, 무선 신호 세기, S/N 비 등에 대한 임계치를 초과하는지 여부나, 사전에 저장하고 있는 정보를 GPS 위치 정보와 비교하는 과정 등을 통하여 무선망 링크가 업(Up) 된 것으로 판단되면, 무선망 링크 업 트리거 신호를 발생한다.
무선망 링크업 트리거 신호가 발생하면(608), 이동 노드(MN)(10)는 무선 홈 망에 대하여 무선망접속 인터페이스를 통하여 접속국(BS)(102) 및 홈 에이전트(HA)(101)와 도 2 및 도 3에 따른 등록해제의 핸드오버 절차를 수행하여(609) 무선망접속 인터페이스와 위성망접속 인터페이스 2 곳을 통하여 전달되는 패킷을 모두 수신 처리한다(610). 이동 노드(MN)(10)는 위성망 링크다운 트리거 신호가 발생하기 전까지는(608), 이 상태를 그대로 유지함으로써 이동 노드가 무선 및 위성 망 중첩 구간으로 이동시에도 패킷 손실 없이 상대 노드(CN)(121)와 통신을 지속할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 위성망 링크다운 트리거 신호는 위성망접속 인터페이스의 계층 1/2 처리에 의하여 발생한다. 비콘(Beacon) 신호 손실, 무선 신호 세기, S/N 비, 데이터 전송 변화율 등에 대한 값이 임계치 이하로 떨어지는 경우에 위성망 링크가 다운된 것으로 판단하여 위성망 링크다운 트리거 신호를 발생한다.
한편, 위성망 링크다운 트리거 신호가 발생하게 되면(611), 이동 노드(MN)(10)는 위성망접속 인터페이스를 비활성 상태인 수면(sleep) 상태로 전환하고(612), 무선망접속 인터페이스를 이용해서는 사전에(609) 등록해제의 핸드오버 절차가 수행된 접속국(BS)(102) 및 홈 에이전트(HA)(101)를 통하여 상대 노드(CN)(121)와 IP 통신을 계속 수행하는 초기 무선 홈 망 서비스 제공 상태로 돌아간다.
상기와 같이 다중 망접속 인터페이스에 대한 순차적 링크 업/다운 트리거 신호에 의하여 망간에 핸드오버 제어를 수행함으로써, 이동 노드(MN)(10)의 이동 속도에 무관하게 패킷 손실을 방지할 수 있으며, 또한 무선망/위성망 서비스 제공 상태에서는 비활성인 망접속 인터페이스를 수면 상태로 전환함으로써 이동 노드의 전력 소모를 절약할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명이 적용되는 고속 이동체 인터넷 서비스를 위한 무선/위성 연동망의 구성도,
도 2는 본 발명에 적용되는 이동 노드가 방문망으로 이동하는 경우의 핸드오버 처리 방법에 대한 흐름도,
도 3은 본 발명에 적용되는 무선/위성 연동망에서 홈 에이전트(HA)의 핸드오버 동작 방법에 대한 흐름도,
도 4는 본 발명에 적용되는 무선/위성 연동망에서 이동 노드(MN)의 핸드오버 동작 방법에 대한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 다중 인터페이스의 순차적 링크 트리거 신호를 이용한 이동 노드(MN)의 상태 천이도,
도 6은 본 발명에 따른 다중 인터페이스의 순차적 링크 트리거 신호를 이용한 이동 노드(MN)의 핸드오버 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명
10: 이동 노드(MN) 100: 홈망(무선망)
101: 홈 에이전트(HA) 102: 접속국(BS)
110: 방문망(위성망) 111: 방문 에이전트(FA)
112: 라우터 120: 인터넷
121: 상대 노드(CN)

Claims (11)

  1. 다중 인터페이스를 갖는 이동 노드에서의 이종망 간의 핸드오버 방법에 있어서,
    제1망에 위치한 상기 이동 노드가, 제2망접속 인터페이스를 수면상태로 유지하고 제1망접속 인터페이스를 활성화하여 제1망 서비스를 제공받는 제1망 서비스 수신 단계;
    상기 이동 노드가 제2망 측으로 이동함에 따라 제2망 링크업 트리거 신호를 감지하면, 상기 제2망접속 인터페이스를 활성화 상태로 전환하여 핸드오버를 수행하는 핸드오버 단계; 및
    상기 핸드오버를 수행한 이동 노드가 상기 활성화된 제2망접속 인터페이스를 통하여 제2망 서비스를 제공받는 제2망 서비스 수신 단계
    를 포함하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2망 서비스 수신 단계는,
    상기 핸드오버를 수행한 이동 노드가 상기 제2망에 진입하여 이동함에 따라 제1망 링크다운 트리거 신호를 감지하면, 상기 제1망접속 인터페이스를 수면상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방 법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1망은 홈망인 무선망이고, 상기 제2망은 방문망인 위성망인 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1망 서비스 수신 단계는,
    상기 이동 노드가 무선망접속 인터페이스로 상기 무선망의 접속국(BS)에 접속하고, 고유 IP 주소(HoA)를 가지고 홈 에이전트(HA)를 통하여 상대 노드(CN)와 IP 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 핸드오버 단계는,
    위성망 링크업 트리거 신호가 감지됨에 따라 위성망접속 인터페이스를 통하여 방문 에이전트(FA) 및 상기 홈 에이전트(HA)와 이동 IP 등록절차에 따른 핸드오 버를 수행하고, 임시 IP주소(CoA)를 이용하여 상기 상대 노드(CN)와 IP 통신을 유지하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망간의 핸드오버 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2망 서비스 수신 단계는,
    상기 이동 노드가 무선망 링크다운 트리거 신호를 감지하면, 상기 위성망접속 인터페이스를 통하여 상기 방문 에이전트(FA)와 상기 홈 에이전트(HA) 간의 터널을 통하여 상기 상대 노드(CN)와 IP통신을 유지하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망간의 핸드오버 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1망은 방문망인 위성망이고, 상기 제2망은 홈망인 무선망인 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 핸드오버 단계는,
    상기 이동 노드가 상기 무선망으로 이동함에 따라 무선망 링크업 트리거 신 호를 감지하면, 무선망접속 인터페이스를 통하여 접속국(BS) 및 홈 에이전트(HA)와 이동IP 등록해제 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2망 서비스 수신 단계는,
    상기 이동 노드가 위성망 링크다운 트리거 신호를 감지하면, 상기 무선망접속 인터페이스를 이용하여 상기 이동IP 등록해제 절차가 해제된 상기 접속국(BS) 및 상기 홈 에이전트(HA)를 통해 상대 노드(CN)와 IP 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2망 링크업 트리거 신호는,
    수면상태인 상기 제2망접속 인터페이스가, 비콘(beacon) 신호, 무선신호 세기, 신호 대 잡음비(S/N), 또는 상기 이동 노드의 GPS 위치정보 중 어느 하나를 이용하여 링크 업 상태인지를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 생성하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1망 링크다운 트리거 신호는,
    활성화 상태인 상기 제1망접속 인터페이스가, 비콘(beacon) 신호, 무선신호 세기, 신호 대 잡음비(S/N), 또는 데이터 전송 변화율 중 어느 하나를 이용하여 링크 다운 상태인지를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 생성하는 것을 특징으로 하는 링크 트리거 신호를 이용한 이종망 간의 핸드오버 방법.
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