KR20090100424A

KR20090100424A - 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20090100424A
Application number: KR1020097015684A
Authority: KR
Inventors: 아난드 에스. 베데카르; 제임스 에이. 버틀러; 엠. 에릭슨 폴; 스티븐 디. 어프; 나라야난 벤키타라만; 폴라 트잔드라
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-09-23
Also published as: CN101568915B; TW200833021A; KR101369708B1; CN101568915A; US20080151815A1; WO2008082768A1; TWI435570B; US8045504B2

Abstract

다양한 실시예들이 MIP의 확장가능성을 개선하는 것을 목적으로 통신 네트워크들 내의 네트워크 이동성을 용이하게 하기 위해서 설명된다. 일반적으로, 대부분의 이들 실시예에서, 네트워크 노드(121)는 메시지를 네트워크 디바이스(131)에 보내서 네트워크 노드에 의해서 제공된 리모트 유닛(101)을 위한 데이터 경로를 확립한다. 이 메시지는 리모트 유닛과 관련된 소스 링크 계층 어드레스를 포함한다. 메시지는 시그널링을 수신하는데 응답하여 보내지거나 보내지지 않아서 네트워크 노드를 통해서 리모트 유닛의 무선 연결성을 용이하게 할 수 있다. 더욱이, 메시지가 보내진 네트워크 디바이스는 리모트 유닛의 AR(access router) 또는 FA(foreign agent)일 수 있다.

네트워크 디바이스, IP 네트워크, 네트워크 노드, 네트워크 인터페이스, 리모트 유닛

Description

네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FACILITATING NETWORK MOBILITY}

본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 통신 네트워크에서의 네트워크 이동성을 용이하게 하는 것에 관한 것이다.

현재 및 장래의 무선 통신 시스템의 디자인에서의 MIP(mobile internet protocol) 사용은 보다 널리 퍼지고 있다. 따라서, MIP의 확장성(scalability)을 향상시키는 디바이스 및/또는 기술은 유용하며 바람직하다. 예를 들면, AP들/BS들(액세스 포인트들/기지국들)가 스위치형(switched) 이더넷(Ethernet)에 의해 MIP FA(foreign agent)에 접속된 네트워크에서, 현재의 기술은, 동일한 FA 하에서 동일한 스위치형 이더넷 상의 BS/AP들 사이에 있는 경우라도, BS/AP들 사이에서 모바일이 이동할 때마다 HA(home agent)에 MIP 등록 요청을 보내는 것을 필요로 한다. 더욱이, 이러한 방식으로 데이터 경로 리디렉션(redirectoin)을 행하기 위해서는, 모바일은 MIP-가능, 이더넷-가능 및/또는 ARP(address resolution protocol)-가능일 필요가 있다. 이것은 또한 무선 인터페이스를 통해서 모바일로부터 AP들/BS들로의 과도한 시그널링으로 이어질 수 있으며, 데이터 경로 리디렉션의 레이턴시(latency)를 증가시킬 수 있다. 이들 및 그 이외의 제한들은, 네트워크 설계자 가 통신 시스템에서 MIP의 사용을 확장할 수 있는 범위를 제한한다.

도 1은 본 발명의 다수의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도.

도 2는, 본 발명의 다양한 IPv4(Internet Protocol Version 4) 실시예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도.

도 3은, 본 발명의 다양한 IPv4 실시예들에 따른, 초기 네트워크 엔트리, MIP 등록, 데이터의 수신, 및 핸드오버에 관련된 시그널링의 예들을 도시하는 시그널링 흐름도.

도 4는 본 발명의 다양한 IPv6(Internet Protocol Version 6) 실시예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도.

본 발명의 특정 실시예들은 도 1 내지 도 4를 참조하여 후술된다. 설명 및 도시 모두는 이해를 향상시킬 목적에 기초한다. 예를 들면, 일부 도면 구성요소의 치수는 다른 구성요소에 비해서 과장될 수 있고, 실시예들의 덜 애매하고 보다 명확한 표현이 얻어질 수 있도록 유익하거나 상업적으로 성공한 구현에 필요한 공지된 구성요소는 설명되지 않을 수 있다. 더욱이, 위에서 시그널링 흐름도가 설명되고 특정 순서에 따라 교환된 특정 시그널링을 참조하여 도시되지만, 본 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않고 일부 시그널링은 삭제될 수 있고, 또는 일부 시그널링은 조합, 세분(sub-divided), 또는 재정리(reordered)될 수 있다. 따라서, 특별히 표시되지 않으면, 설명된 시그널링의 순서나 그루핑(grouping)은 본 특허청구범위 의 범위 내에 있을 수 있는 다른 실시예를 제한하는 것이 아니다.

당업자로 하여금 효과적으로 당업계에 이미 공지된 관점에서 본 발명을 만들고, 사용하고, 최선으로 실행할 수 있도록 도시 및 설명에서의 간단성 및 명료성이 추구된다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 후술하는 특정 실시예에 다양한 수정 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적이거나 모두 포함하는 것이라기보다는 설명적이고 예시적인 것으로 간주되고, 후술하는 특정 실시예에 대한 그러한 모든 수정은 본 발명의 범위에 포함되도록 의도된다.

MIP의 확장성을 개선하는 것을 목적으로 통신 네트워크에서의 네트워크 이동성을 용이하게 하기 위한 다양한 실시예들이 개시된다. 일반적으로, 대부분의 이러한 실시예들에서, 네트워크 노드는, 네트워크 노드에 의해서 서빙되는 리모트 유닛에 대한 데이터 경로를 확립하기 위한 메시지를 네트워크 디바이스에 보낸다. 이 메시지는 리모트 유닛과 관련된 소스 링크 계층 어드레스를 포함한다. 메시지는 네트워크 노드를 통해서 리모트 유닛의 무선 연결성을 용이하게 하기 위한 시그널링의 수신에 응답하여 보내지거나 보내지지 않을 수 있다. 더욱이, 메시지가 보내진 네트워크 디바이스는 리모트 유닛의 AR(access router) 또는 FA(foreign agent)일 수 있다.

설명된 실시예들은 도 1 내지 도 4를 참조하면 완전히 이해될 수 있을 것이다. 도 1은, 본 발명의 다수의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템(100)의 블록도이다. 현재, OMA(Open Mobile Alliance), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2), IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802, 및 WiMAX 포럼과 같은 표준 단체들(standards bodies)은 무선 원격 통신 시스템을 위한 표준 사양을 개발중이다. (이들 그룹들은 각각 http://www.openmobilealliance.com, http://www.3gpp.org/, http://www.3gpp2.com/, http://www.ieee802.org/, 및 http://www.wimaxforum.org/를 통해 접속될 수 있다.) 통신 시스템(100)은, 본 발명을 구현하도록 적절하게 수정된, WiMAX 포럼 및/또는 IEEE 802 기술 중 하나 이상에 따른 아키텍처를 갖는 시스템을 나타낸다. 본 발명의 대안적인 실시예들은 OMA, 3GPP, 및/또는 3GPP2 사양으로 기술된 것들과 같은 다른 또는 부가적인 기술을 채용하는 통신 시스템으로 구현될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

통신 시스템(100)은 매우 일반화된 방식으로 설명된다. 구체적으로, 네트워크 노드(122)는 무선 인터페이스(110)를 통해서 리모트 유닛(101)과 이전에 통신된 것으로 도시되는 한편, 네트워크 노드(121)는 무선 인터페이스(111)를 통해서 리모트 유닛(101)과 통신하고 있는 것으로 도시된다. 양쪽 무선 인터페이스들(110 및 111)은 각각의 개별적인 네트워크 노드에 의해서 지원되는 특정한 액세스 기술에 따른다. 예를 들면, 그들은 IEEE 802.16에 기초한 것과 동일한 기술을 사용하거나, 두 개의 다른 액세스 기술을 사용할 수 있다. 당업자들은, 도 1이 시스템(100)이 동작하는 데에 필요할 수 있는 물리적으로 고정된(physical fixed) 네트워크 컴포넌트들 모두를 묘사하지는 않고, 본 명세서에서의 실시예의 설명에 특히 관련된 시스템 컴포넌트들과 논리적 엔티티들(logical entities)만을 도시함을 인 식할 것이다.

예를 들면, 도 1은 처리 유닛(123), 트랜스시버(125) 및 네트워크 인터페이스(127)를 포함하는 것으로 네트워크 노드(121)를 묘사한다. 일반적으로, 처리 유닛, 트랜스시버 및 네트워크 인터페이스와 같은 컴포넌트들은 잘 알려져 있다. 예를 들면, 처리 유닛은 마이크로프로세서들, 마이크로컨트롤러들, 메모리 디바이스들, ASIC(application-specific integrated circuit)들, 및/또는 논리 회로와 같은 기본 컴포넌트를 포함하지만, 이에 한정되거나 반드시 요구되는 것은 아닌 것으로 알려져 있다. 그러한 컴포넌트들은 일반적으로, 상위 레벨 설계 언어 또는 설명으로 표현되고, 컴퓨터 명령어를 이용하여 표현되고, 시그널링 흐름도를 이용하여 표현되고/표현되거나 논리 흐름도를 이용하여 표현된 알고리즘들 및/또는 프로토콜들을 구현하도록 적용된다.

따라서, 상위 레벨 서술, 알고리즘, 논리 흐름, 메시징/시그널링 흐름, 및/또는 프로토콜 사양이 주어지면, 당업자들은 주어진 논리를 실행하는 처리 유닛을 구현하는데 유용한 다수의 설계 및 개발 기술들을 안다. 그러므로, 디바이스(121)는, 본 명세서의 설명에 따라서, 본 발명의 다수의 실시예들을 구현하도록 적응된 공지된 디바이스를 나타낸다. 게다가, 당업자라면 본 발명의 양태들이 다양한 물리적 컴포넌트들에서 그리고 다양한 물리적 컴포넌트들에 걸쳐서 구현될 수 있고, 어떠한 것도 반드시 단일 플랫폼 구현들에 한정되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 예를 들면, 네트워크 노드는, BTS(base transceiver station) 및/또는 BSC(base station controller), 노드-B 및/또는 RNC(radio network controller), 또는 HRPD AN 및/또는 PCF와 같은 하나 이상의 RAN 컴포넌트들에서 또는 그에 걸쳐서 구현될 수 있고, 또는 ASN(access service network) 게이트웨이 및/또는 ASN BS(base station), AP(access point), WBS(wideband base station), 및/또는 WLAN(wireless local area network)국과 같은 하나 이상의 AN(access network) 컴포넌트들에서 또는 그에 걸쳐서 구현될 수 있다.

리모트 유닛(101) 및 네트워크 노드(121)는 기술의존적인(technology-dependent) 무선 인터페이스를 통해서 통신하는 것이 도시된다. 리모트 유닛들, SS(subscriber station)들 또는 UE(user equipment)들은 MS(mobile stations)들, MSS(mobile subscriber stations)들 또는 MN(mobile nodes)들로서 간주될 수 있다. 더욱이, 리모트 유닛 플랫폼은 MS들, AT들, 단말 장비들, 모바일 디바이스들, 게이밍 디바이스들, PC들, 및 PDA(personal digital assistant)들과 같은 다양한 전자제품(consumer electronic) 플랫폼을 칭하는 것으로 알려져 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 특히, 리모트 유닛(101)은 처리 유닛(도시되지 않음) 및 트랜스시버(도시되지 않음)를 포함한다. 실시예에 따르면, 리모트 유닛(101)은 부가적으로, 키패드(도시되지 않음), 스피커(도시되지 않음), 마이크로폰(도시되지 않음), 및 디스플레이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 리모트 유닛에 사용된 것과 같은 처리 유닛들, 트랜스시버들, 키패드들, 스피커들, 마이크로폰들, 및 디스플레이들은 모두 당업계에서 잘 알려져 있다.

도 2는 본 발명의 다양한 IPv4 실시예들에 따른 무선 통신 시스템(200)의 블록도이고, 한편 도 4는 본 발명의 다양한 IPv6 실시예들에 따른 무선 통신 시스 템(400)의 블록도이다. 시스템들(200 및 400)의 컴포넌트들은, 시스템(100)의 보다 일반적으로 설명된 컴포넌트들에 매핑되어서 도 1 설명에 포함된 시스템의 형태의 약간의 보다 구체적인 예들을 제공할 수 있다.

예를 들면, 시스템(200)의 MSS 및 BS/APa 및 BS/APb는 각각 리모트 유닛(101) 및 네트워크 노드들(121 및 122)에 대응하며, (이더넷 스위치들을 나타내는)Sw1, Sw2 및 Sw3은 링크 계층 스위치형 네트워크(120) 내의 구성요소들에 대응한다. 게다가, FA1(foreign agent 1) 및 HA(home agent)는 네트워크 디바이스(131 및 141)에 대응할 수 있다. 일부의 부가적인 컨텍스트를 제공하기 위해서, 도 2는 또한 MSS와의 통신에 관여하는 CN(correspondent node), 및 다른 FA 하의(즉, FA1 대신 FA2 하의) 이웃 네트워크를 도시하기 위한 FA2, Sw4 및 BS/APc를 묘사한다. 이 컨텍스트에서, 용어 마이크로-이동성(micro-mobility)은 동일한 FA 하에서 하나의 BS/AP로부터 다른 BA/AP로의 MSS의 이동성을 나타내는데 사용될 수 있는 한편, 용어 매크로-이동성은 다른 FA 하에서 하나의 BS/AP로부터 다른 BS/AP로의 MSS의 이동성을 나타내는데 사용될 수 있다.

도 4는 또한, 두 개의 다른 AR(access router)들을 통해서 백엔드 IPv6 네트워크에 연결된 2개의 다른 네트워크들에 의한 동일한 컨텍스트를 제공한다. 어느 AR이든지, 네트워크 디바이스(131)에 매핑될 수 있으며, 그 AR 하의 임의의 AP는 네트워크 노드(121)로 매핑될 수 있다. 더욱이, 그 AR 하의 (L2, 즉, 계층 2 또는 링크 계층) 스위치형 이더넷은 네트워크(120)로 매핑될 수 있고, 어느 RU이든지 리모트 유닛(101)으로 매핑될 수 있다. 도 4의 컨텍스트에서, 용어 마이크로-이동성 은 RU가 동일한 AR에 의해서 서빙되는 다른 AP로 핸드 오버하는 이동성을 나타내는 한편, 매크로-이동성은 RU가 상이한 AR에 의해 서빙되는 다른 AP에 핸드 오버하는 이동성을 나타낸다.

본 발명에 따른 실시예들의 동작은 실질적으로, 먼저 도 1을 참조하여 이하와 같이 발생한다. 네트워크 노드(121)의 처리 유닛(123)은, 네트워크 인터페이스(127)를 통해서, 트랜스시버(125)를 통해서 네트워크 노드(121)에 의해서 서빙되는 리모트 유닛(101)에 대해서 네트워크(120)를 통한 데이터 경로를 확립하기 위한 메시지를 네트워크 디바이스(131)에 보낸다. 이 메시지는 리모트 유닛과 관련된 소스 링크 계층 어드레스를 포함한다. 대안적으로, 이 링크 계층 어드레스는 메시지의 소스 어드레스로서 사용될 수 없지만, 메시지의 다른 필드에 포함될 수 있다. 실시예에 따라, 이 링크 계층 어드레스는 MAC(medium access control) 어드레스, 이더넷 어드레스, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 어드레스, IEEE 802.16 어드레스, IMSI(International Mobile Subscriber Identity)-기반 어드레스, 또는 TMSI(Temporary Mobile Subscriber identity)-기반 어드레스일 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 이 어드레스는, 리모트 유닛(101)의 어드레스이거나, 처리 유닛(123)이 리모트 유닛(101)에 대해서 생성하는 어드레스일 수 있다.

메시지는, 실시예에 따라 네트워크 노드(121) 및 리모트 유닛(101)에 다양한 서비스를 제공할 수 있는 네트워크 디바이스(131)로 보내진다. 예를 들면, 도 1에 의해 묘사된 실시예들에서, 네트워크 노드(121)는 네트워크 디바이스(131)를 통해서 IP 네트워크(130)에의 액세스를 획득한다. 따라서, 네트워크 디바이스(131)는, AR(access router) 또는 FA(foreign agent)와 같은 디바이스로서 네트워크 노드(121) 및 리모트 유닛(101)을 서빙할 수 있다.

특정 실시예에 따라, 이 메시지는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 메시지는, 에이전트 청원(agent solicitation), MIP(mobile internet protocol) 등록 요청(request), ARP(address resolution protocol) 메시지, 라우터 청원 메시지, 비청원 이웃 광고 메시지(unsolicited neighbor advertisement message), 이웃 청원 메시지, 또는 LLC XID(link layer control exchange identifier) 메시지 중의 어떠한 하나일 수 있다. 또한, 메시지는, 패킷들을 리모트 유닛에 포워드하기 위해 네트워크(120) 내의 링크 계층 포워딩 유닛들(예컨대, 링크 계층 스위치들)에 의해서 사용된 정보를 업데이트하기 위해 보내질 수 있다. 일례에서, 메시지 내의 소스 링크 계층 어드레스 정보는 네트워크(120) 내의 포워딩 유닛들에 의해서 사용되어 그 어드레스에 대한 그들의 포워딩 테이블 엔트리들을 업데이트한다. 다른 예에서, 비청원 이웃 광고 메시지는, 기존의 캐시 엔트리들이 오버라이드되어야 한다고 나타내도록 설정된 오버라이드 플래그를 갖고 보내질 수 있다. 따라서, 메시지는 리모트 유닛(101)을 위한 데이터 경로를 확립(즉, 셋 업 또는 리다이렉트(redirect))하도록 보내질 수 있다.

메시지가 보내질 때 또한 실시예에 따라서 변할 수 있다. 예를 들면, 메시지는 네트워크 노드가 (네트워크 인터페이스(127) 또는 트랜스시버(125)를 통해서) 수신하는 시그널링에 응답하여 보내져서 네트워크 노드(121)를 통한 리모트 유닛(101)의 무선 연결성을 용이하게 할 수 있다. 수신된 이 시그널링은 리모트 유 닛(101)의 네트워크 엔트리, 리모트 유닛(101)의 네트워크 노드(121)로의 핸드오버, 또는 리모트 유닛(101)에 대한 라우팅 발견을 용이하게 할 수 있다. 수신될 수 있는 시그널링의 예들은 이후 리모트 유닛으로부터의 네트워크 엔트리 시그널링, (핸드오버-소스 노드와 같은 다른 네트워크 노드로부터의 컨텍스트 전송 시그널링을 포함할 수 있는) 리모트 유닛으로부터의 핸드오버 시그널링, 리모트 유닛으로부터의 위치 영역 업데이트 시그널링, 리모트 유닛으로부터의 페이징 영역 업데이트 시그널링, 및 소스 링크 계층 어드레스와 관련된 CGA(Cryptographically Generated Address) 정보를 포함한다. 따라서, 그 수신이, 보내질 메시지를 트리거할 수 있는 시그널링은, 다수의 상이한 형태를 취할 수 있고 다수의 상이한 상황에서 다양한 엔티티들로부터 수신될 수 있다. 또한, 시그널링을 수신하는 타이밍에 관련하여 메시지가 보내지는 타이밍은 상이한 환경에서는 변화할 수 있다. 일례에서, 메시지는, 시그널링을 수신한 후 네트워크 노드(121)를 통해서 리모트 유닛(101)의 무선 연결성의 실질적인 확립에 앞서 보내진다.

이를 요약하면 이후, 이들 실시예들의 대부분에서, 네트워크 노드는 네트워크 노드에 의해 서빙되는 리모트 유닛에 대한 데이터 경로를 확립하기 위한 메시지를 네트워크 디바이스에 보낸다. 이 네트워크 디바이스는 일부 실시예에서 리모트 유닛의 AR 또는 FA일 수 있다. 보내진 메시지는 리모트 유닛과 관련된 소스 링크 계층 어드레스를 포함하고, 메시지는 네트워크 노드를 통해서 리모트 유닛의 무선 연결성을 용이하게 하는 시그널링과 같은, 다른 시그널링을 수신하는데 응답하여 보내지거나 보내지지 않을 수 있다.

도 3은, 본 발명의 다양한 PIv4 실시예들에 따른, 초기 네트워크 엔트리, MIP 등록, 데이터의 수신, 및 핸드오버에 관련된 시그널링의 예들을 나타내는 시그널링 흐름도(300)이다. 이하는, 구체적이고, 상당히 특정한 본 발명의 실시예들을 더 설명하는 수단으로서 다수의 특정한 시그널링 및 시스템 아키텍처 세부사항을 제공하는 시그널링 흐름을 참조한 상세한 설명이다. 이는, 본 발명의 범위를 제한하기보다는 실시예들의 독자들의 이해를 증진하도록 의도된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, BS/AP들은 스위치형 이더넷 네트워크에 의해서 FA들에 연결된다. MSS는, IP 수렴 하위계층(convergence sublayer) 또는 이더넷 수렴 하위계층을 사용하는 802.16e 모바일일 수 있다. 모바일은 MIP 이용가능한 것일(예컨대, FA에 등록가능한 것일) 수 있다. 모바일이 MIP 이용가능하지 않은 경우, 서빙하는 BS/AP는 모바일을 대신해서 FA(프록시 MIP 클라이언트로서)에 등록할 수 있다. 또한, 모바일은 이더넷-호환성의(compatible) MAC(medium access control) 어드레스(예를 들면, 802.16e 모바일의 경우)를 가질 수 있지만, (HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 모바일의 경우에서와 같이) 그렇지 않은 경우, BS/AP는 사용하기 위한 모바일에 대한 유일한 식별자를 생성할 수 있다. 모바일에 대해서 생성되든 안 되든, 이 어드레스는 단순히 모바일의 MAC 어드레스로서 이하의 설명에서 칭해질 것이다.

먼저 모바일이 FA를 이용하여 스위치형 이더넷 서브넷 상의 BS/AP에 연결되는 경우, BS/AP는 모바일로부터, 모바일에 고유한 소스 MAC 어드레스(S-MAC)(모바일 자신의 MAC 어드레스 또는 생성된 어드레스)를 이용하는 이더넷 프레임 내의 FA 로 MIP 등록 요청을 보내거나 포워드한다. 이것은 모바일에 대한 FA의 방문자 엔트리 맵 링크-계층 어드레스가 S-MAC가 되도록 한다.

시그널링 흐름도(300)에 따라서, 모바일은 처음에 BS/APa에 연결하고, 요청하고 이후 FA1으로부터 에이전트 광고를 수신한다. 모바일은 FA1을 통해서 MIP 등록 요청을 HA에 보낸다. 대안적으로, 예를 들어 모바일이 MIP 이용가능하지 않은 경우, BS/APa는 FA1으로의 프록시에 의해서 MIP 등록 요청을 보낼 수 있다. 따라서, 적어도 2개의 경우가 있는데, 즉, 모바일이, FA에 MIP 등록 요청을 보내고 BS/AP가 소스 이더넷 어드레스로서 S-MAC를 이용하여 이더넷 프레임 내에서 MIP 등록 요청을 포워드하는 클라이언트-MIP 경우, 및 BS/AP가, 소스 이더넷 어드레스로서 S-MAC를 이용하여 이더넷 프레임에서 모바일 대신에(특히, 모바일이 MIP-이용가능한 것이 아닌 경우) MIP 등록 요청을 내보낼 수 있는 프록시-MIP 경우이다. 클라이언트-MIP 경우만이 도 3에 도시된다. FA1은 이로써 모바일의 홈 IP 어드레스를 모바일의 MAC 어드레스에 바인딩하는 방문자 엔트리 리스트를 유지할 수 있다. 또한, 소스 이더넷 어드레스로서의 S-MAC의 사용은, BS/APa로부터 FA1으로의 경로를 따라서 이더넷 스위치들의 포워딩 테이블을 업데이트하는 효과를 갖는다. 결론적으로, 본 예에서, S-MAC을 타겟으로 한 후속 데이터 패킷들은 BS/APa를 향한 이들 스위치들에 의해서 포워드될 것이다.

FA들은, IETF(Internet Engineering Task Force) RFC 3344에 따른 각각의 등록된 모바일의 홈 IP 어드레스 및 링크 계층 어드레스를 포함하는 방문자 리스트들을 포함한다. FA는, 그 모바일에 대한 그 방문자 리스트 내의 링크 계층 어드레스 를 이용하여 HA로부터 터널을 통해서 수신된 패킷을 모바일로 포워드한다. ARP는 일반적으로 이 링크 계층 어드레스에 대해서 사용되지 않고, 방문자 엔트리 리스트 내의 바인딩이 사용된다. 일반적으로, ARP들 또는 FA의 네트워크 인터페이스들에서 수신된 그랫(grat) ARP들은, 특정 FA 구현이 상이할 수 있더라도, FA의 방문자 엔트리 리스트 내의 정보를 수정하지 않는다.

HA로부터 FA1으로 오는 패킷들은 디터널되고(de-tunneled), Sw1 및 Sw2를 통해 BS/APa로의 모바일의 MAC 어드레스로 보내진다. BS는 현재 서빙하는 임의의 모바일의 S-MAC에 대응하는 목적지 이더넷 어드레스를 갖는 모든 인커밍 패킷들을 모니터하여 픽업한다. 그 네트워크 인터페이스 상의 인커밍 패킷들에 대한 BS의 이 동작 모드는 일반적으로 무차별 모드(promiscuous mode)로서 지칭된다. 이더넷 스위치들의 포워딩 테이블이 적절하게 업데이트되었다는 사실 때문에, 이더넷 내의 방송 세그먼트(broadcast segment)가 있는 경우가 아니면 BS는 그 이더넷 인터페이스 상의 임의의 의사 패킷들을 수신하면 안된다.

핸드오버시, 오래된 BS/AP 및 새로운 BS/AP는 오래된 BS/AP로부터 새로운 BS/AP로 데이터를 포워드하는 것뿐만 아니라 컨텍스트 전달을 할 수 있다. 컨텍스트는 S-MAC(특히 모바일에 대해서 생성되는 경우) 및 홈 IP 어드레스, 임의의 키들 등(프록시 MIP가 사용되는 경우)을 포함해야 한다. 컨텍스트는 또한 CoA(care of address)와 같은 FA 파라미터들을 포함할 수 있다. FA 파라미터들을 포함하는 것은 특히 동일한 스위치형 이더넷 상의 다수의 FA들이 있고 그들 중의 하나가 등록에 사용된 경우에 유용하다.

시그널링 흐름도(300)에 따르면, 모바일은 FA1의 스위치형 이더넷 하에서 BS/APa로부터 BS/APb로 이동한다. 모바일은 MIP 업데이트를 하지 않도록 동일한 에이전트 광고를 얻는다. BS/APb 자체는 에이전트 광고를 보내서 레이턴시를 감소시킬 수 있다. BS/APb는, 소스 어드레스로서 모바일의 MAC 어드레스를 이용하여 유니캐스트(unicast) 그랫 ARP를 FA1으로 내보낸다. 이것은 FA1으로의 경로를 따라서 모든 이더넷 스위치들에서 포워딩 테이블들을 업데이트하고, 나머지 스위치들은 업데이트되지 않는다. FA1의 방문자 엔트리 리스트는 또한 업데이트되지 않는다. FA1은 계속해서 인커밍 패킷들을 디터널링하고, 방문자 엔트리 리스트를 검색하고, 모바일의 MAC 어드레스로 포워드한다. 이제 패킷들은 새로운 경로, FA1→Sw1→Sw3→BS/APb→모바일을 따른다.

모바일이 FA2 하에서 BS/APc로 이동하는 경우, 새로운 MIP 등록 요청은 (에이전트 광고에 준 후 모바일에 의해 의해서 또는 프록시로서 작동하는 BS/APc에 의해서)FA2를 통해서 HA로 보내진다. 새로운 FA 하의 스위치들(예컨대, FA2 하의 Sw4)은 이후 MIP 등록 요청 자체 또는 부가적인 유니캐스트 그랫 ARP들을 이용하여 업데이트된다.

도 2 및 3에 대해서 상술한 바와 같은 개별적인 실시예들은 이하의 이점들의 적어도 일부를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 이더넷 세그먼트가 큰 경우(즉, 다수의 기지국을 갖는 경우), 다수의 FA들이 사용될 수 있다. (BS는 모바일에 대해 에이전트 광고를 "프록시"할 수 있고 FA들 사이에서 로드-발란스(load-balance)할 수 있다.) 모바일 IP에 대한 확장성은 터널링의 부가적인 레벨을 요청하지 않고 제공 될 수 있다. 표준 IP 모바일들은, 그들이 모바일 IP를 구현하지 않더라도 사용될 수 있다. 그리고 (802.16, 1XEV/DO(High Rate Packet Data), UMTS 등의) 다양한 무선 인터페이스 기술들이 사용될 수 있다.

도 4는, 본 발명의 다양한 IPv6 실시예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다. 이하는, 구체적이고, 상당히 특정한 본 발명의 실시예들을 추가적으로 설명하기 위한 수단으로서 다수의 특정한 시그널링 및 시스템 아키텍처 세부사항을 제공하는 도면(400)을 참조한 상세한 설명이다. 본 발명의 범위를 제한하기보다는 실시예들의 독자들의 이해를 증진하는 것을 의도한다.

먼저 모바일이 AP에 연결되는(즉, 네트워크 엔트리 절차를 실행하는) 경우, (프록시) 라우터 청원은 AP에 의해서 적용가능한 액세스 라우터에 보내지고; 소스 링크 계층 어드레스는 모바일에 고유한 MAC 어드레스(모바일의 MAC 어드레스 또는 모바일에 대해서 생성된 어드레스)에 설정된다. (이 라우터 청원은 또한 IETF RFC 2461에 대한 모바일에 의해서 보내질 수 있다.) 청원 발송인(solicitation sender)에 대한 기존의 이웃 캐시(Neighbor Cache) 엔트리가 없는 경우, 액세스 라우터는 모바일에 대한 이웃 캐시 엔트리를 생성하고 링크-계층 어드레스를 인스톨한다. 청원 발송자에 대한 기존의 이웃 캐시 엔트리가 있고 수신된 링크-계층 어드레스가 이미 캐시에 있는 것과 상이한 경우, 액세스 라우터는 적절한 이웃 캐시 엔트리 내의 링크-계층 어드레스를 업데이트한다.

AP들은, 그들 자신에 대해서 또는 그들이 서빙하는 임의의 모바일들의 MAC 어드레스들에 대해서 예정된 L2 네트워크로부터 모든 프레임을 수신하면서, 무차별 모드(promiscuous mode)로 실행된다. 모바일이 동일한 스위치형 이더넷 네트워크(즉, 마이크로-이동성 경우) 상의 AP들 사이에서 이동하는 경우, (프록시) 이웃 광고는 액세스 라우터로 내보내진다. 소스 링크 계층 어드레스는 모바일에 고유한 MAC 어드레스(모바일의 MAC 어드레스 또는 생성된 어드레스)로 설정된다. 이것은, AP와 액세스 라우터 사이의 이더넷 스위치들 내의 이더넷 포워딩 엔트리들을 업데이트할 것이다. 또한, "O(Override)" 플래그는, 광고가 기존의 캐시 엔트리를 오버라이드하고 캐시된 링크-계층 어드레스를 업데이트해야 한다는 것을 나타내도록 설정된다.

모바일이 대신 2개의 상이한 스위치형 이더넷 네트워크들 하의 AP들 사이에서 이동하는 경우(즉, 매크로-이동성 경우), 라우터 청원은 새로운 AP에 의해서 액세스 라우터로 내보내지고, 소스 링크 계층 어드레스는 모바일에 고유한 MAC 어드레스(모바일의 MAC 어드레스 또는 생성된 어드레스)로 설정된다. 이 라우터 청원은 대안적으로 IETF RFC 2461에 대한 모바일에 의해서 내보내질 수 있다.

SEND(Secure Neighbor Discovery) 프로토콜(IETF RFC 3971)이 구현되는 경우, CGA(Cryptographicaly Generated Address)는 이웃 탐색 메시지의 발송자가 주장된 어드레스의 "소유자"임을 확인하는데 사용된다. 새로운 AP는 공용/사설(public/private) 키 쌍 및 (충돌 카운트와 같은)CGA에 관련된 다른 정보를 필요로 할 것이다. CGA 정보는, 모바일(예컨대, 핸드오버 시그널링의 부분으로서), 또는 액세스 네트워크 인증 프로세스의 부분으로서의 AAA 서버에 의해서, 및/또는 네트워크 내에 존재하는 경우 인증자 함수에 의해서, 시그널링을 통해서 AP에 제공될 수 있다. 게다가, 인증자 함수는 모바일에 이웃 요청 함수를 제공할 수 있다.

당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 도 2 내지 4를 참조하여 상술된 특정 실시예가 만들어질 수 있다. 따라서, 훨씬 상세한 상기 특정 실시예의 논의는 한정적이며 모두 포함하는 것이라기보다는 설명적이고 예시적인 것으로 간주되고, 상술한 특정 실시예들에 대한 그러한 모든 수정들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

이익, 다른 이점들, 및 문제의 해결책들은, 본 발명의 특정 실시예들에 대해서 위에서 설명되었다. 그러나, 이익, 이점들, 문제의 해결책들, 및 그러한 이익, 이점, 또는 해결책을 야기하거나 결과적으로 가져올 수 있고, 또는 그러한 이익, 이점들, 또는 해결책들이 좀더 명백해지도록 하는 임의의 구성요소(들)는, 중요하고, 필요하며, 또는 필수적인 특징 또는 특허청구범위의 일부 또는 전부의 구성요소로서 해석되지 않는다.

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", 또는 그들의 어떠한 다른 변형은 비배타적인 포함을 나타내도록 의도되므로, 프로세스, 방법, 제조물, 또는 구성요소들의 리스트를 포함하는 장치가 리스트 내의 그러한 구성요소들만을 포함하는 것이 아니라, 명시적으로 열거되지 않은 다른 구성요소들 또는 그러한 프로세스, 방법, 제조물, 또는 장치에 고유한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된, 용어 하나의(a or an)는 하나 또는 하나 이상으로 정의된다. 본 명세서에 사용된, 용어 복수의(plurality)는 둘 또는 둘 이상으로 정의된다. 본 명세서에 사용된, 용어 다른(another)은 적어도 두 번째 또는 그 이상으로 정의된다. 본 명세서에서 다르게 표시되지 않는 한, 있다 하더라도 제1 및 제2 등과 같이 관계적인 용어들의 사용은, 그러한 엔티티들 또는 액션들 사이의 실질적인 관계나 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 다른 엔티티나 액션과 하나의 엔티티 또는 액션을 구별하는 데에만 사용된다.

본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 포함하는(including) 및/또는 갖는(having)은 포함하는(comprising)(즉, 열린 언어)으로 정의된다. 본 명세서에 사용된 용어 연결된(coupled)은, 반드시 직접이고 기계적이 아니더라도 연결된 것으로 정의된다. 단어 "표시하는(indicating)"(예컨대, "표시하다(indicates)" 및 "표시(indication)")으로부터 비롯된 용어(terminology)는 통신하고 또는 표시되는 오브젝트를 참조하는데 이용가능한 다양한 기술들을 모두 포함하도록 의도된다. 통신하고 또는 표시된 오브젝트를 참조하는데 이용가능한 기술의 모든 예들의 전부가 아닌 일부는, 표시된 오브젝트의 전달, 표시된 오브젝트의 식별자의 전달, 표시된 오브젝트를 생성하는데 사용되는 정보의 전달, 표시된 오브젝트의 일부분(some part) 또는 부분(portion)의 전달, 표시된 오브젝트의 일부 유도(derivation)의 전달, 및 표시된 오브젝트를 나타내는 일부 심볼의 전달을 포함한다. 본 명세서에 사용된, 용어 프로그램, 컴퓨터 프로그램, 및 컴퓨터 명령어는, 컴퓨터 시스템 상에서의 실행을 위해 설계된 명령어들의 시퀀스로 정의된다. 명령어들의 이 시퀀스는, 서브루틴, 함수, 프로시저, 오브젝트 메소드, 오브젝트 구현, 실행가능한 애플리케이션, 애플릿, 서블릿, 공유된 라이브러리/다이내믹 로드 라이브러리, 소스 코 드, 오브젝트 코드 및/또는 어셈블리 코드를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

Claims

네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법으로서,

네트워크 노드에 의해서, 상기 네트워크 노드를 통해서 리모트 유닛의 무선 연결성을 용이하게 하기 위한 시그널링을 수신하는 단계와,

상기 시그널링의 수신에 응답해서, 상기 네트워크 노드에 의해서 메시지를 네트워크 디바이스로 보내는 단계

를 포함하며,

상기 메시지는 상기 리모트 유닛과 관련된 링크 계층 어드레스를 포함하고,

상기 네트워크 노드는 상기 네트워크 디바이스를 통해서 코어 네트워크로의 상기 리모트 유닛에 대한 액세스를 얻는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 링크 계층 어드레스는 소스 링크 계층 어드레스이고, 상기 소스 링크 계층 어드레스는 MAC(medium access control) 어드레스, 이더넷(Ethernet) 어드레스, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 어드레스, IEEE 802.16 어드레스, IMSI(International Mobile Subscriber Identity)-기반 어드레스, 및 TMSI(Temporary Mobile Subscriber identity)-기반 어드레스 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 링크 계층 어드레스는 소스 링크 계층 어드레스이고, 상기 소스 링크 계층 어드레스는 상기 네트워크 디바이스에 대한 상기 리모트 유닛에 고유한, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 메시지는,

에이전트 청원(agent solicitation),

MIP(mobile internet protocol) 등록 요청,

ARP(address resolution protocol) 메시지,

라우터 청원 메시지,

비청원 이웃 광고 메시지(unsolicited neighbor advertisement message),

이웃 청원 메시지, 및

LLC XID(link layer control exchange identifier) 메시지

중 하나를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 비청원 이웃 광고 메시지는, 기존의 캐시 엔트리가 오버라이드(override)될 것임을 표시하도록 설정되는 오버라이드 플래그를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 메시지는, 상기 리모트 유닛과 관련된 어드레스에 패킷들을 포워드할 때 링크 계층 포워딩 노드에 의해서 사용되는 정보를 업데이트하기 위해 보내지는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 메시지는, 상기 리모트 유닛과의 무선 연결성의 확립을 완료하기에 앞서 상기 네트워크 노드에 의해 보내지는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 네트워크 디바이스를 통해서 상기 네트워크 노드에 의해서, 상기 리모트 유닛을 타겟으로 하는 메시지들을 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 리모트 유닛을 타겟으로 하는 상기 메시지들은, 상기 리모트 유닛과 관련된 상기 링크 계층 어드레스와 동일한 어드레스로 어드레스 지정되는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 수신된 시그널링은,

상기 네트워크 노드를 통한 상기 리모트 유닛의 네트워크 엔트리,

상기 리모트 유닛의 상기 네트워크 노드로의 핸드오버, 및

상기 리모트 유닛에 대한 라우팅 발견(routing discovery)

중 적어도 하나를 용이하게 하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 수신된 시그널링은,

상기 리모트 유닛으로부터의 네트워크 엔트리 시그널링,

상기 리모트 유닛으로부터의 핸드오버 시그널링,

핸드오버-소스 네트워크 노드로부터의 핸드오버 표시 시그널링,

상기 리모트 유닛으로부터의 위치 영역(location area) 업데이트 시그널링,

상기 리모트 유닛으로부터의 페이징 영역 업데이트 시그널링, 및

상기 소스 링크 계층 어드레스와 관련된 CGA(Cryptographically Generated Address)

중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 핸드오버 표시 시그널링은 핸드오버-소스 네트워크 노드로부터의 컨텍스트 전달 시그널링을 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 수신된 시그널링은,

상기 리모트 유닛의 FA(foreign agent)에 대응하는 상기 네트워크 디바이스와,

상기 리모트 유닛에 관련된 상기 링크 계층 어드레스

중 적어도 하나를 식별하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법으로서,

네트워크 노드에 의해서, 상기 네트워크 노드에 의해 서빙되는 리모트 유닛을 위한 데이터 경로를 확립하기 위한 메시지를 네트워크 디바이스에 보내는 단계를 포함하고,

상기 메시지는 상기 리모트 유닛과 관련된 링크 계층 어드레스를 포함하고,

상기 네트워크 디바이스는 상기 리모트 유닛의 AR(access router)와 FA 중 하나를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 리모트 유닛을 위한 상기 데이터 경로를 확립하기 위한 상기 메시지를 보내는 단계는,

상기 리모트 유닛을 위한 상기 데이터 경로를 설정하기 위해 상기 메시지를 보내는 단계와,

상기 리모트 유닛을 위한 상기 데이터 경로를 리다이렉트(redirect)하기 위 해 상기 메시지를 보내는 단계

중 하나를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 메시지는,

에이전트 청원(agent solicitation),

MIP(mobile internet protocol) 등록 요청(registration request),

ARP(address resolution protocol) 메시지,

라우터 청원 메시지,

비청원(unsolicited) 이웃 광고 메시지,

이웃 청원 메시지, 및

LLC XID(link layer control exchange identifier) 메시지

중 하나를 포함하는, 네트워크 이동성을 용이하게 하는 방법.
네트워크 노드로서,

트랜스시버와,

네트워크 인터페이스와,

처리 유닛을 포함하며,

상기 처리 유닛은, 상기 트랜스시버와 상기 네트워크 인터페이스에 통신가능하게 연결되어,

상기 트랜스시버를 통해서, 상기 네트워크 노드를 통한 리모트 유닛의 무선 연결성을 용이하게 하기 위한 시그널링을 수신하도록 적응되고,

상기 네트워크 인터페이스를 통해서, 상기 시그널링을 수신하는데 응답하여, 네트워크 디바이스에 메시지를 보내도록 적응되고,

상기 메시지는 상기 리모트 유닛과 관련된 링크 계층 어드레스를 포함하고,

상기 네트워크 노드는 상기 네트워크 디바이스를 통해서 코어 네트워크로의 상기 리모트 유닛에 대한 액세스를 획득하는, 네트워크 노드.
네트워크 노드로서,

트랜스시버와,

네트워크 인터페이스와,

상기 트랜스시버와 상기 네트워크 인터페이스에 통신가능하게 연결되어 상기 네트워크 인터페이스를 통해서, 상기 트랜스시버를 통해서 상기 네트워크 노드에 의해서 서빙되는 리모트 유닛을 위한 데이터 경로를 확립하기 위한 메시지를 네트워크 디바이스에 보내도록 적응된 처리 유닛

을 포함하고,

상기 메시지는 상기 리모트 유닛과 관련된 링크 계층 어드레스를 포함하고,

상기 네트워크 디바이스는 상기 리모트 유닛의 AR 및 FA 중 하나를 포함하는 네트워크 노드.
제17항에 있어서,

상기 링크 계층 어드레스는 소스 링크 계층 어드레스인, 네트워크 노드.
제16항에 있어서,

상기 링크 계층 어드레스는 소스 링크 계층 어드레스인 네트워크 노드.