KR20090090654A - 이동통신망에서의 핸드오프 방법 - Google Patents

이동통신망에서의 핸드오프 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090090654A
KR20090090654A KR1020080015999A KR20080015999A KR20090090654A KR 20090090654 A KR20090090654 A KR 20090090654A KR 1020080015999 A KR1020080015999 A KR 1020080015999A KR 20080015999 A KR20080015999 A KR 20080015999A KR 20090090654 A KR20090090654 A KR 20090090654A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
message
handoff
new
address
router
Prior art date
Application number
KR1020080015999A
Other languages
English (en)
Inventor
정태명
이종혁
임헌정
이제민
한병진
이중희
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020080015999A priority Critical patent/KR20090090654A/ko
Publication of KR20090090654A publication Critical patent/KR20090090654A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055—Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/04—Reselecting a cell layer in multi-layered cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/14—Reselecting a network or an air interface
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/12—Messaging; Mailboxes; Announcements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/34—Modification of an existing route
    • H04W40/36—Modification of an existing route due to handover
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/26—Network addressing or numbering for mobility support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

이동통신망에서의 핸드오프 방법이 개시된다. 본 발명은 핸드오프 방법에 있어서, 새로운 라우터 정보를 요청하기 위한 메시지를 기존 라우터로 송신하는 단계, 상기 기존 라우터로부터 새로운 라우터 정보를 수신하는 단계; 상기 새로운 라우터 정보를 이용하여 새로운 주소를 생성하는 단계, 상기 새로운 주소 정보를 상대 단말로 송신하는 단계 및 새로운 네트워크로 핸드오프를 수행하는 단계를 포함한다. 이에 의하면 핸드오프 지연 시간을 줄이고 라우터에 대한 오버헤드를 감소시켜 핸드오프 성능을 향상 시킬 수 있다.
모바일 노드, 핸드 오프, 모바일 IP, 라우터, 홈 에이전트

Description

이동통신망에서의 핸드오프 방법{Method for handoff in mobile network}
본 발명은 이동통신망에서의 핸드오프 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모바일(Mobile) IP 네트워크 환경에서 모바일 기기의 이동성을 지원하기 위한 핸드오프 기술에 관한 것이다.
최근 무선 네트워크 기술과 이동 단말 기술의 발달로 인해, PDA, PMP등의 모바일 기기를 이용하여 이동 중에도 인터넷에 접속하고 다양한 멀티미디어 컨텐츠를 이용하고자 하는 사용자들의 요구가 점점 더 높아지고 있다. 따라서, 이동 단말인 모바일 노드(Mobile Node, MN)에 대한 이동성 지원 기술에 대한 중요성이 증가 하고 있다. 모바일 노드가 현재 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하는 핸드오프가 일어날 때, 통신 상대 단말인 상대 노드(Correspondent Node, CN)와의 기존 세션이 끊어지지 않게 하여 모바일 노드의 이동성을 지원하는 모바일(Mobile) IP가 등장하였다.
모바일 노드의 이동성을 지원하기 위한 기술은 크게 위치 관리 기술과 핸드 오프 기술로 나누어 볼 수 있다. 우선, 위치 관리 기술은 모바일 노드가 현재 통신을 하는데 있어서 사용하고 있는 IP 주소를 로케이션 서버(Location Server)인 홈 에이전트(Home Agent, HA)에 등록하고 홈 에이전트는 해당 모바일 노드의 IP 주소 정보를 유지 관리하는 기술이다.
따라서, 해당 노드와 통신하고자 하는 다른 노드들은 홈 에이전트를 이용하여 모바일 노드가 현재 사용하고 있는 IP 주소를 얻고 세션을 맺을 수 있게 된다. 그러므로 모바일 노드가 다른 네트워크로 이동을 하더라도 그 위치 정보를 유지할 수 있게 된다.
한편, 핸드오프 기술은 모바일 기기가 현재 네트워크에서 다른 네트워크로 이동할 때, 새로운 네트워크에서 사용하게 될 IP 주소를 얻게 되어 기존에 사용하던 IP주소를 변경하더라도 현재의 세션이 끊어지지 않게 유지하는 기술이다. IP 주소의 변경은 새롭게 얻은 IP 주소를 현재 세션을 맺고 있는 노드에게 알리고 등록하는 바인딩 업데이트 과정을 통해서 이루어진다. 핸드오프 기술에서 가장 중요한 이슈는 모바일 노드가 핸드오프를 수행 할 때 걸리는 시간 즉, 핸드오프 지연 시간을 단축시켜 중단없는(seamless) 핸드오프를 할 수 있도록 하는데 있다.
대표적인 이동성 지원 방안으로 네트워크 계층에서 동작하는 모바일 IPv6 (MIPv6)가 있다. 모바일 노드(Mobile Node, MN)가 새로운 네트워크로 이동을 하고, 새롭게 얻은 IP주소를 홈 에이전트로 등록함으로써, 모바일 노드의 현재 IP 주소를 유지 및 관리 하게 된다. 하지만, MIPv6상에서 모바일 노드의 핸드오프 과정은 패킷들의 손실이 발생하고 지연 시간이 크기 때문에 상대 노드와의 세션이 단절될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 MIPv6를 확장한 패스트(Fast) MIPv6 (FMIPv6) 가 제안 되었다. FMIPv6상에서 모바일 노드는 링크 핸드오프가 일어나기 전, 기존 엑세스 라우터 (Previous Access Router, PAR)를 통해서 앞으로 이동을 하게 될 네트워크에 대한 프리픽스(prefix) 정보를 얻고, 이를 이용하여 새로운 IP주소를 생성하게 된다. 그리고 모바일 노드가 새로운 네트워크로 이동 후 바인딩 업데이트를 마칠 때까지 기존의 IP 주소로 전해지는 패킷들을 터널링하기 위해 PAR과 새로운 엑세스 라우터(New Access Router, NAR) 간의 터널을 생성하게 된다. PAR은 모든 패킷을 NAR에게 전달하게 되고 NAR은 모바일 노드가 자신의 네트워크로 이동 할 때까지 버퍼링 하게 된다. 새로운 네트워크로 이동한 모바일 노드는 그 동안 버퍼링 된 패킷을 받고, 홈 에이전트와 상대편 노드(Correspondant Node, CN)와의 바인딩 업데이트를 수행하여 새로운 IP주소를 등록한다.
하지만, 이러한 FMIPv6는 패킷 터널링 수행에 따른 라우터의 오버헤드 및 지연 시간이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 핸드오프 지연 시간을 줄이고 라우터에 대한 오버헤드를 감소시켜 핸드오프 성능을 향상 시킬 수 있는 이동통신망에서의 핸드오프 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 트랜스포트 계층의 mSCTP(Mobile Stream Control Transport Protocol)를 이용하여 핸드오프를 수행함으로써, 네트워크 계층의 FMIPv6에서 패킷 터널링으로 인해 발생하는 라우터의 오버헤드와 지연 시간을 감소시킬 수 있는 이동통신망에서의 핸드오프 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래의 FMIPv6에서 사용하던 패킷 터널링 과정 대신에 DAR 시그널을 이용하여 IP 주소의 등록 및 변경을 수행함으로써 핸드오프 지연 시간을 감소시키고 라우터에 대한 오버헤드를 감소시켜 핸드오프 성능을 향상시킬 수 있는 이동통신망에서의 핸드오프 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 새로운 라우터 정보를 요청하기 위한 메시지를 기존 라우터로 송신하는 단계, 상기 기존 라우터로부터 새로운 라우터 정보를 수신하는 단계; 상기 새로운 라우터 정보를 이용하여 새로운 주소를 생성하는 단계, 상기 새로운 주소 정보를 상대 단말로 송신하는 단계 및 새로운 네트워크로 핸드오프를 수행하는 단계를 포함하는 핸드오프 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 핸드오프 방법은 기존에 사용한 주소를 삭제하기 위한 메시지를 상기 상대 단말로 전송하는 단계 및 홈 에이전트로 바인딩 업데이트 메시지를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 새로운 주소 정보를 상대 단말로 송신하는 단계는 상기 새로운 주소를 등록하기 위한 메시지를 상기 상대 단말로 송신하는 단계 및 상기 새로운 주소로 전환하기 위한 메시지를 상기 상대 단말로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 새로운 라우터 정보는 새로운 라우터의 프리픽스 정보를 포함할 수 있다.
상기 새로운 라우터 정보를 요청하기 위한 메시지는 RtSolPr(Router Solicitation for Proxy Advertisement) 메시지이고, 상기 기존 라우터로부터 새로운 라우터 정보를 수신하는 단계는 PrRtAdv(Proxy Router Advertisement) 메시지를 이용하여 상기 새로운 라우터 정보를 수신할 수 있다.
상기 새로운 네트워크로 핸드오프를 수행하는 단계는 데이터 링크 핸드오프를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 새로운 주소를 등록하기 위한 메시지는 동적 주소 재구성(Dynamic Address Reconfiguration, DAR) 메시지의 IP 추가(ADD-IP) 메시지인 것을 특징으로 한다.
상기 새로운 주소로 전환하기 위한 메시지는 동적 주소 재구성(Dynamic Address Reconfiguration, DAR) 메시지의 프라이머리 설정(Set-Primary) 메시지인 것을 특징으로 한다.
상기 기존에 사용한 주소를 삭제하기 위한 메시지는 동적 주소 재구성(Dynamic Address Reconfiguration, DAR) 메시지의 IP 삭제(Delete-IP) 메시지인 것을 특징으로 한다.
앞서 언급된 핸드 오프 방법은 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 컴퓨터에서 실행될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발 명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명은 핸드오프 지연 시간을 줄이고 라우터에 대한 오버헤드를 감소시켜 핸드오프 성능을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 트랜스포트 계층의 mSCTP를 이용하여 핸드오프를 수행함으로써, 네트워크 계층의 FMIPv6에서 패킷 터널링으로 인해 발생하는 라우터의 오버헤드와 지연 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 FMIPv6에서 사용하던 패킷 터널링 과정 대신에 DAR 시그널을 이용하여 IP 주소의 등록 및 변경을 수행함으로써 핸드오프 지연 시간을 감소시키고 라우터에 대한 오버헤드를 감소시켜 핸드오프 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 링크 계층의 핸드오프를 수행한 후에 새로운 IP 주소에 대한 바인딩 업데이트 과정을 홈 에이전트에게만 수행함으로써, 핸드오프 수행 시간을 감소시킬 수 있고, 세션의 단절 확률을 크게 낮춤으로써, 중단 없는(seamless) 핸드오프를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 전자서적 서비스 제공 방법 및 그 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실 시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일반적인 이동통신망에서의 FMIPv6에 따른 핸드오프 동작 과정을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, FMIPv6환경에서, 모바일 노드(MN)(100)는 데이터 링크 레이어 핸드오프 이전에 새로운 CoA(Care-of Address)를 획득한다. 핸드오프 이후, 모바일 노드는 새로운 엑세스 라우터(New Access Router, NAR)(400)을 경유하여 모바일 노드의 예전 주소로 송신된 패킷들을 수신한다.
여기서, 이전 엑세스 라우터(Previously Access Router, PAR)(300)는 MN(100)이 핸드오프를 수행하는 동안 터널을 통해 패킷들을 NAR(400)로 포워딩하고, NAR(400)은 상기 패킷들을 버퍼에 저장한다. MN(100)은 새로운 링크가 설정된 후 NAR(400)로부터 패킷들을 수신한다.
도 2는 일반적인 FMIPv6에 따른 핸드오프 과정에서의 메시지 플로우를 나타내는 도면이다.
우선, MN(100)은 새로운 링크 신호를 감지하면, 새로운 링크에 대한 정보를 얻기 위하여 RtSolPr(Router Solicitation for Proxy Advertisement) 메시지를 PAR(300)로 송신한다(21).
이어서, 상기 RtSolPr 메시지를 수신한 PAR(300)은 PrRtAdv(Proxy Router Advertisement) 메시지를 MN(100)으로 송신한다(22). 상기 PrRtAdv 메시지는 새로운 링크에 대한 정보를 포함한다.
MN(100)은, 상기 PrRtAdv 메시지를 수신한 후, 새로운 링크에서 사용될 새로운 CoA를 생성한다.
이어서, PAR(300)은 PAR(300)과 NAR(400) 사이에 터널을 설정하기 위한 프로세스을 개시시키고, 핸드오버 개시(Handover Initiate, HI) 메시지를 NAR(400)로 송신한다(24).
이어서, NAR(400)은 터널 생성을 준비하고 핸드오버 확인(Handover Acknowledgement, HACK) 메시지를 PAR(300)로 회신함으로써(25), NAR(400)과 PAR(300) 사이에 양방향 터널이 형성된다.
한편, MN은 현재의 링크를 끊기 전에 패스트 바인딩 업데이트(Fast Binding Update, FBU) 메시지를 PAR(300)로 송신한다(23).
PAR(300)이 상기 FBU 메시지를 수신하면, PAR(300)은 패킷들을 NAR(400)로 포워딩하고, 바인딩 확인(Binding Acknowledgement, BA)메시지를 MN(100) 및 NAR(400)로 각각 송신한다(26, 27).
데이터 링크 레이어 핸드오프 이후에, MN(100)은 자신의 이동을 알리기 위하 여 FNA(Fast Neighbor Advertisement) 메시지를 NAR(400)로 송신한다(28).
이어서, NAR(400)은 상기 FNA 메시지를 받기 전까지 자신의 버퍼에 저장한 패킷들을 MN(100)으로 송신한다(29).
한편, 새로운 CoA를 등록하기 위하여, MN(100)은 바인딩 업데이트 절차를 홈에이전트 및 CN(200)과 함께 각각 수행한다.
전술한 바와 같은 FMIPv6는 패킷 터널링 수행에 따른 라우터의 오버헤드 및 지연 시간이 발생하는 문제점이 있다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 mSCTP(Mobile Stream Control Transport Protocol)의 동적 주소 재구성(Dynamic Address Reconfiguration, DAR) 메시지를 이용한다. mSCTP 는 트랜스포트 계층에서 모바일 노드의 이동성 지원을 위한 방안으로서, 기본적으로 mSCTP는 모바일 노드가 하나의 세션에서 한 개 이상의 IP 주소를 설정할 수 있는 SCTP(Stream Control Transport Protocol)의 멀티 호밍을 이용하여 모바일 노드의 이동성을 지원하게 된다. 그리고 DAR(Dynamic Address Reconfiguration) 메시지를 이용하여 모바일 노드가 새로운 IP 주소를 얻을 경우 동적으로 IP 주소를 등록, 변경 및 삭제할 수 있다. 따라서, 모바일 노드가 다른 네트워크로 이동할 때 상대 노드와의 현재 세션을 유지하면서 IP주소를 변경하게 되어 핸드오프를 할 수 있게 된다. mSCTP는 트랜스포트 계층에서 이동성을 지원하기 때문에 하위 계층에 상관없이 적용할 수 있다.
mSCTP를 DAR을 중심으로 간단히 설명하면 다음과 같다. DAR(Dynamic Address Reconfiguration) 메시지는 IP 추가(ADD-IP) 메시지, 프라이머리 설정(Set- Primary) 메시지, IP 삭제(Delete-IP) 메시지로 구성된다.
모바일 노드가 핸드오프 이후에 새로운 IP 어드레스를 획득할 때, 모바일 노드는 새로운IP 어드레스를 알리기 위하여 ADD-IP 주소 구성(Address Configuration, ASCONF) 메시지를 상대 노드로 송신한다. 상대 노드는 관련 어드레스 집합에 수신한 상기 IP 어드레스를 추가하고, ASCONF-ACK 메시지로 회신한다.
이어서, 모바일 모드는 프라이머리 IP 어드레스를 변경하기 위하여Set-Primary ASCONF 메시지를 송신한다. 통신 양 단의 노드는 관련 주소 집합(Association address set)에서 하나의 IP 어드레스를 선택하는데, 이를 프라이머리 IP 어드레스라고 한다. 상기 Set-Primary ASCONF 메시지를 수신한 상대 노드는 현재의 프라이머리 IP 어드레스를 새로운 IP 어드레스롤 변경하고, 변경된 IP 어드레스를 이용하여 패킷을 통신한다.
모바일 노드가 이전 IP 어드레스를 삭제하기 위하여, Delete-IP ASCONF 메시지를 송신하면, 상대 노드는 이전 IP 어드레스를 삭제한다.
이하, 본 발명에 따른 mSCTP를 이용한 핸드오프 방법의 일실시예를 관련 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신망에서의 핸드오프 동작 과정을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, MN(100)이 새로운 네트워크의 신호를 감지하게 되면, RtSolPr(Router Solicitation for Proxy Advertisement)를 PAR(300)로 전송하고, PAR(300)로부터 PrRtAdv(Proxy Router Advertisement)를 수신함으로써, 새로운 네트워크에서 사용할 CoA(Care-of Address)를 획득 한다(31).
새로운 CoA를 획득한 후, MN(100)은 ADD-IP ASCONF 메시지를 CN(200)으로 전송함으로써 새로운 CoA를 알린다(32). 이 때, MN(100)은 set-Primary ASCONF 메시지를 ADD-IP ASCONF 메시지와 함께 전송한다(32). 단일 인터페이스를 가지는 MN(100)일 때, 새로운 IP주소를 추가 한 후, 해당 IP 주소로의 변경 요청을 되도록 빨리 수행하는 것이 핸드오프 지연을 줄일 수 있다. 따라서, ADD-IP와 Set-Primary를 수행하는 간격을 최소화함으로써 핸드오프 성능을 향상시킬 수 있다. 두 개의 ASCONF 메시지를 받은 CN(200)은 SCTP 관련 주소 집합(Association address set)에 새로운 CoA를 추가한다. 새로운 CoA를 Primary-IP 주소로 설정하기 때문에, 새로운 CoA를 이용하여 전송을 할 수 있게 된다. 새로운 네트워크로 이동한 MN(100)은 링크 계층의 핸드오프가 끝나자마자 CN(200)으로부터 패킷을 전송 받을 수 있게 된다.
기존의 네트워크에서 완전히 벗어나게 되면, MN(100)은 Delete IP ASCONF 메시지를 CN(200)으로 전송하고, ASCONF-ACK를 수신하면, 기존에 사용했던 자신의 CoA를 관련 주소 집합(Association address set)에서 삭제한다(33).
이어서, MN(100)은 위치성을 유지하기 위해, HA(500)로 바인딩 업데이트(BU) 과정을 수행하여 새로운 CoA를 등록하고 정보를 갱신한다(34).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 핸드오프 과정에서의 메시지 플로우를 나 타내는 도면이다.
우선, MN(100)은 PAR(300)로 새로운 엑세스 라우터 정보를 요청하기 위한 RtSolPr 메시지를 전송한다(41).
이어서, 상기 RtSolPr 메시지를 수신한 PAR(300)은 MN(100)으로 새로운 엑세스 라우터의 정보를 포함한 PrRtAdv 메시지를 전송한다(42).
이어서, MN(100)은 PrRtAdv 메시지에 포함된 새로운 엑세스 라우터의 프리픽스 정보를 이용하여 새로운 CoA주소를 생성하고, CN(200)으로 새로운 CoA 주소를 등록하기 위한 Add-IP ASCONF 메시지 및 새로운 CoA 주소로 전환하기 위한 Set-Primary ASCONF 메시지를 전송한다(43). 상기 Add-IP ASCONF 메시지는 새로운 CoA 주소를 포함한다.
이어서, CN(200)은 새로운 CoA를 자신의 관련 주소 집합(Association address set)에 등록하고, ASCONF ACK 메시지를 MN(100)으로 전송한다(44).
이어서, MN(100)은 새로운 네트워크로의 데이터 링크 계층 핸드오프를 수행한다(45).
이어서, MN(100)은 기존에 사용했던 CoA를 삭제하기 위하여, CN(200)으로 Delete-IP ASCONF 메시지를 전송한다(46).
이어서, MN(100)은 자신의 위치 정보를 유지하기 위해서 HA(500)로 바인딩 업데이트(BU) 메시지를 전송한다(47).
이어서, CN(200)은 관련 주소 집합(Association address set)에서 해당 IP 주소를 삭제하고, ASCONF ACK 메시지를 MN(100)으로 전송한다(48).
이어서, HA(500)는 MN(100)의 CoA를 등록하고 Ack 메시지를 전송한다(49).
본 발명에 따른 핸드오프 과정에서는 DAR을 이용하여 IP 주소의 갱신을 수행하기 때문에, 라우터 사이에 터널을 설정할 필요가 없게 된다. 그러므로 패킷 터널링으로 인한 라우터의 프로세싱 및 버퍼 오버헤드를 줄일 수 있게 된다. 또한, 라우터 사이에 터널을 맺기 위한 메시지 교환에서 생기는 지연 시간 및 시그널링 코스트 역시 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 핸드오프 기법은 핸드오프 지연 시간을 줄여 빠른 속도로 이동하는 MN에게 있어 세션이 단절 될 가능성을 낮추게 된다. 또한, 핸드오프 후에도 MN과 CN 사이에 HA를 통한 터널링을 하지 않고 단대단 데이터 교환이 이루어지기 때문에, MIP에서 지원하는 RO(Routing Optimization) 과정이 불필요하게 된다. 또한, 핸드오프가 일어나기 전에 미리 CoA를 CN에서 갱신하기 때문에, 새로운 네트워크에서 CN과의 바인딩 업데이트 과정도 필요치 않게 된다. 따라서, 새로운 네트워크로의 핸드오프 수행 후, 바인딩 업데이트 과정 때문에 생기는 지연 시간이 감소하게 되어 중단 없는(seamless) 핸드오프를 제공할 수 있다.
이하, 관련 도면을 참조하여 본 발명에 따른 핸드오프 기법의 성능을 종래의 FMIPv6의 핸드오프 기법과 비교하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 성능 평가를 위한 네트워크 모델의 구성도이고, 도 6은 FMIPv6의 타이밍 다이어그램을 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 다이어그램을 보여주는 도면이다.
MN(100)의 총 핸드오프 지연 시간은 링크 스위칭(link-switching), IP 연결성(IP connectivity) 및 위치 업데이트(location update) 지연 시간으로 구분된다. 링크 스위칭(link-switching) 지연 시간(tL2) 은 데이터 링크 계층의 핸드오프로 인해서 생기는 지연 시간이고, IP 연결성(IP connectivity) 지연 시간(tIP) 은 데이터 링크 계층의 핸드오프 이후에 이동 감지(movement detection)와 IP 주소 구성(address configuration) 과정으로 생기는 지연 시간이다. 그리고 위치 업데이트(location update) 지연 시간(tBU)은 MN의 새로운 CoA를 HA와 CN에게 등록하는 과정에서 유발되는 지연 시간이다. 도 6을 참조하면, 총 핸드오프 지연 시간은 tfast + tL2 + tIP + tBU 가 된다
본 발명에 따른 핸드오프 기법에서는 터널링을 생성하는 과정이 생략되기 때문에 도 6의 ttunnel 와 tFBU 의 지연 시간이 감소하게 된다. 또한, 링크 계층의 핸드오프 후, CN(200)과의 새로운 CoA에 대한 바인딩 업데이트 과정이 생략되기 때문에 tBUCN 이 제거된다. 따라서, 본 발명에 따른 핸드오프의 총 지연 시간은 (tfast - ttunnel - tFBU) + tL2 + tIP + tBUHA 가 된다.
각 노드간 왕복 시간(Round Trip Time, RTT)는 유/무선 각각 아래의 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 산출된다.
[수학식 1]
T wired-RT (h,k) = 3.63k + 3.21(h-1)
[수학식 2]
T wireless - RT (h,k) = 17.1k
여기서, T wired-RT 는 유선 구간에서의 왕복 시간, T wireless-RT 는 무선 구간에서의 왕복 시간으로서 단위는 밀리 세컨드(msec)이고, k는 패킷의 길이로서 단위는 KB이며, h는 홉 수(the number of hops)이다.
도 5에서 각 노드간 거리는, AP(600) 와 AR(300, 400) 사이는 1홉으로, PAR(300)과 NAR(400) 사이, 각 AR(300, 400)과 HA(500) 사이 및 각 AR(300, 400)과 CN(200) 사이는 2홉으로, HA(500)와 CN(200) 사이는 3홉으로 가정한다. 또한, 모든 컨트롤 메시지의 크기는 200bytes로 가정한다.
아래의 표 1은 지연 시간 분석을 위한 시스템 파라미터들을 나타낸다. 단위는 밀리 세컨드(msec)이다.
[표 1]
tnewCoA 새로운 CoA를 얻기 위한 지연 시간 5.1
tfast 링크 계층 핸드오프 전 지연 시간 17.5
tL2 링크 계층 핸드오프를 수행한 지연 시간 8.6
tIP 새로운 네트워크에서 IP 구성(configuration ) 과정에서의 지연 시간 5.2
tBUHA _ FMIPv6 FMIPv6상에서 HA와의 BU 과정에서의 지연 시간 21.23
tBUCN _ FMIPv6 FMIPv6상에서 CN과의 BU 과정에서의 지연 시간 47.43
tBUHA _ proposed 본 발명의 핸드오프 기법에서 HA와의 BU 과정에서의 지연 시간 11.5
tASconf 본 발명의 핸드오프 기법에서 DAR 메시지를 교환 하는 과정에서의 지연 시간 11.5
tproc 프로세스 지연 시간 0.5
상기 표 1을 참조하여 FMIPv6와 본 발명에 따른 핸드오프 기법의 총 핸드오프 지연 시간을 분석한 결과, 본 발명에 따른 핸드오프 기법이 전체적으로 50% 이상의 성능향상을 보였다. 이는 본 발명에 따른 핸드오프 기법이 터널링 생성과 이동한 네트워크에서 CN(200)과의 바인딩 업데이트에 소비되는 시간을 감소시켰기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 핸드오프 기법으로 지연시간으로 인한 세션의 단절을 최소화 할 수 있음을 알 수 있다.
이하, 시그널링 코스트에 대한 성능 평가 결과를 설명하기로 한다. 시그널링 코스트는, 컨트롤 메세지를 전송할 때, 각 노드 사이의 전송 코스트와 프로세스 코스트로 나누어 진다. TCMH 와 TCMC는 각각 MN(100)과 HA(500) 사이, MN(100)과 CN(200)사이에서 발생하는 시그널링 코스트이다. 그리고 TCAsconf는 MN(100)과 CN (200)사이에 ASCONF 시그널을 전송할 때 발생하는 시그널링 코스트이다. 각각의 시그널링 코스트는 링크 핸드오프 전과 후로 나눠서 표현 되고, 각 노드 사이의 거리와 아래의 표2에 나와 있는 시스템 파라미터로 표현이 된다. 각각의 시그널링 코스트는 아래의 수학식 3 내지 수학식 6과 같다.
[수학식 3]
Figure 112008013096618-PAT00001
[수학식 4]
Figure 112008013096618-PAT00002
[수학식 5]
Figure 112008013096618-PAT00003
[수학식 6]
Figure 112008013096618-PAT00004
[표 2]
δC 두 노드의 거리에 따른 비례상수 0.1
ρ 무선에서의 전송 코스트 비례상수 10
θS 유선에서의 전송 코스트 비례상수 1
lNP PAR 과 NAR 사이의 거리 2
lMH MN과 HA 사이의 거리 6
lMC _ tunnel MN과 CN 사이의 거리 (터널 통과) 9
lMC _ direct MN과 CN 사이의 거리 (터널 미통과) 4
도 8은 상대 단말(CN)과의 거리에 따른 시그널링 코스트를 측정한 결과를 나타내는 도면이고, 도 9는 핸드오프 횟수에 따른 시그널링 코스트 증가 추이를 나타내는 도면이다.
도8을 참조하면, CN 과의 거리에 따른 시그널링 코스트는 지연 시간과 마찬가지로, FMIPv6의 패킷 터널링과 링크 계층 핸드오프 후에 CN과의 바인딩 업데이트를 하지 않기 때문에, 시그널링 코스트도 낮게 나타나고 있다. 주목할 것은 CN의 거리에 따른 증가 폭으로서, 본 발명에 따른 핸드오프 기법이 기존의 기법보다 약 34% 정도 낮게 나타나고 있다. 도 9를 참조하면, 핸드오프 수행 횟수에 따른 시그널링 코스트의 증가 추이를 비교한 결과, 본 발명에 따른 핸드오프 기법이 기존의 기법에 비해서 약 45% 의 시그널링 코스트 감소 결과를 나타냄을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 기존의 핸드오프 기법과 본 발명에 따른 핸드오프 기법을 핸드오프 지연 시간과 시그널링 코스트의 두 가지 측면에서 성능 비교를 하였다. 전체적으로 본 발명에 따른 핸드오프 기법이 핸드오프 성능을 크게 향상 시켰으며, 핸드오프로 인해 발생 할 수 있는 세션의 단절 확률 역시 크게 낮출 수 있음을 알 수 있다. 또한, 기존의 기법에서 사용하던 터널링을 제거하였기 때문에, 라우터의 오버헤드를 감소시켰음을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 두 계층의 서로 다른 이동성 기법을 연동한 본 발명에 의하면 이동성에 필요한 위치 관리 및 핸드오프를 보다 효율적으로 제공 할 수 있고, 모바일 노드가 이동 중에도 원활한 서비스를 제공 받을 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 이동통신망에서의 FMIPv6에 따른 핸드오프 동작 과정을 보여주는 도면.
도 2는 FMIPv6에 따른 핸드오프 과정에서의 메시지 플로우를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신망에서의 핸드오프 동작 과정을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 핸드오프 과정에서의 메시지 플로우를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 성능 평가를 위한 네트워크 모델의 구성도.
도 6은 일반적인 FMIPv6의 타이밍 다이어그램을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 다이어그램을 보여주는 도면.
도 8은 상대 단말(CN)과의 거리에 따른 성능 비교 결과를 나타내는 도면.
도 9는 핸드오프 횟수에 따른 성능 비교 결과를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 모바일 노드(MN) 200: 상대 노드(CN)
300: 기존 엑세스 라우터(PAR) 400: 새로운 엑세스 라우터(NAR)
500: 홈 에이전트(HA)

Claims (14)

  1. (a) 새로운 라우터 정보를 요청하기 위한 메시지를 기존 라우터로 송신하는 단계;
    (b) 상기 기존 라우터로부터 새로운 라우터 정보를 수신하는 단계;
    (c) 상기 새로운 라우터 정보를 이용하여 새로운 주소를 생성하는 단계;
    (d) 상기 새로운 주소 정보를 상대 단말로 송신하는 단계; 및
    (e) 새로운 네트워크로 핸드오프를 수행하는 단계
    를 포함하는 핸드오프 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d-1) 상기 새로운 주소를 등록하기 위한 메시지를 상기 상대 단말로 송신하는 단계; 및
    (d-2) 상기 새로운 주소로 전환하기 위한 메시지를 상기 상대 단말로 송신하는 단계
    를 포함하는 핸드오프 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (f) 기존에 사용한 주소를 삭제하기 위한 메시지를 상기 상대 단말로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 핸드오프 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (g) 홈 에이전트로 바인딩 업데이트 메시지를 송신하는 단계
    를 더 포함하는 핸드오프 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 새로운 라우터 정보는 새로운 라우터의 프리픽스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 새로운 라우터 정보를 요청하기 위한 메시지는,
    RtSolPr(Router Solicitation for Proxy Advertisement) 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    PrRtAdv(Proxy Router Advertisement) 메시지를 이용하여 상기 새로운 라우터 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    데이터 링크 핸드오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 새로운 주소를 등록하기 위한 메시지는,
    동적 주소 재구성(Dynamic Address Reconfiguration, DAR) 메시지를 이용한 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 DAR 메시지는,
    IP 추가(ADD-IP) 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 새로운 주소로 전환하기 위한 메시지는,
    동적 주소 재구성(Dynamic Address Reconfiguration, DAR) 메시지를 이용한 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 DAR 메시지는,
    프라이머리 설정(Set-Primary) 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 기존에 사용한 주소를 삭제하기 위한 메시지는,
    IP 삭제(Delete-IP) 메시지인 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
KR1020080015999A 2008-02-21 2008-02-21 이동통신망에서의 핸드오프 방법 KR20090090654A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080015999A KR20090090654A (ko) 2008-02-21 2008-02-21 이동통신망에서의 핸드오프 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080015999A KR20090090654A (ko) 2008-02-21 2008-02-21 이동통신망에서의 핸드오프 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090090654A true KR20090090654A (ko) 2009-08-26

Family

ID=41208407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080015999A KR20090090654A (ko) 2008-02-21 2008-02-21 이동통신망에서의 핸드오프 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090090654A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110043179A (ko) * 2009-10-21 2011-04-27 삼성전자주식회사 모바일 ｐ２ｐ 기반의 네트워크 장치 및 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110043179A (ko) * 2009-10-21 2011-04-27 삼성전자주식회사 모바일 ｐ２ｐ 기반의 네트워크 장치 및 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1988665B1 (en) Method and system for fast handover in hierarchical mobile ipv6
US8144660B2 (en) Multimode terminal for supporting fast handover between heterogeneous networks
KR100763534B1 (ko) ＩＰｖ６ 기반 모바일 시스템에서 빠른 리액티브핸드오버를 수행하는 장치
US8873507B2 (en) Distributed local mobility anchors for achieving optimized mobility routing
KR100635127B1 (ko) Ｉｐｖ6 기반 망이동성 서비스에서 경로 최적화 방법
JP2007508739A (ja) 無線ネットワークにおける移動ｉｐ端末のハンドオーバーシステム及び方法
JP2009529265A (ja) 動的ルータ広告を使用する高速ハンドオーバのための方法及びシステム
KR101336325B1 (ko) 이동국에 투명한 고속 핸드오버를 지원하는 통신 장치 및방법
Zhang et al. An enhanced fast handover with seamless mobility support for next-generation wireless networks
US11044652B2 (en) Handover method and apparatus
KR100989732B1 (ko) ＨＭＩＰｖ6 네트워크 기반 핸드오버 제어 방법 및 이를 위한 액세스 라우터와 모바일 노드
KR100687748B1 (ko) 이동 단말에 독립적인 빠른 핸드오버 수행을 위한 방법 및그 시스템
JP4652608B2 (ja) モバイルｉｐのデータ転送方法
KR100492137B1 (ko) 모바일 아이피 망에서의 빠른 핸드오버 방법
KR20090090654A (ko) 이동통신망에서의 핸드오프 방법
KR100700526B1 (ko) 무선 네트워크에서의 핸드오버 방법
KR100935637B1 (ko) 프록시 모바일 아이피에서 고속 경로 최적화 방법
KR20090054145A (ko) 네트워크 기반의 고속 핸드오버 수행 방법
KR20050075645A (ko) 모바일 아이피 네트워크에서 멀티캐스트 서비스 방법
KR20090123192A (ko) Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ 기반 무선 인터넷 망에서의바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법 및 장치
JP2009171571A (ja) 高速モバイルｉｐハンドオーバのための方法および装置
Kim et al. PMIPv6 with bicasting for IP handover
KR20050079407A (ko) 무선 인터넷 시스템에서 통신 상태 정보를 이용한 소프트핸드오버 방법
KR101225640B1 (ko) 다중 ｌｍａ 환경을 고려한 프록시 모바일 아이피 버전６ 기반의 향상된 경로 최적화 방법
KR20070028782A (ko) 패스트 핸드오버 프로토콜에서 버퍼관리방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application