KR20090123192A - Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ 기반 무선 인터넷 망에서의바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법 및 장치 - Google Patents

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고석주
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 두 MAG의 관할 영역이 중첩되는 핸드오버 지역에서 이전 MAG 및 새로운 MAG를 통해 이동 단말의 데이터를 바이캐스팅함으로써, 패킷 손실을 감소시키는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법 및 장치에 관한 것으로서, 제1 MAG를 통해 이동 단말을 LMA에 등록하여 데이터 통신을 수행하는 중에, 상기 이동 단말이 제2 MAG의 관할 영역으로 진입하면, 상기 제2 MAG를 통해 이동 단말을 LMA 추가 등록하여 두 개의 통신 경로로 데이터를 바이캐스팅하다가 제1 MAG에서 바이캐스팅 중단을 요청하면 상기 제1 MAG를 통한 통신 경로를 제거하도록 한다.
Proxy MIP(Mobile Internet Protocol), 바이캐스팅, MAG(Mobile Access Gateway), LMA(local Mobility Anchor)

Description

Ｐｒｏｘｙ ＭＩＰ 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법 및 장치{Handover method and apparatus using bicasting in Proxy MIP based mobile internet}
본 발명은 Proxy MIP(Mobile Internet Protocol) 기반 무선 인터넷 망에서의 핸드오버 방법에 관한 것으로, 특히 핸드오버 수행 시의 패킷 손실을 줄이기 위해 두 무선 액세스 망이 중첩되는 핸드오버 지역에서 이동 단말과 LMA(Local Mobility Anchor) 사이에 데이터를 바이캐스팅함으로써 패킷 손실 문제를 해결한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재, Proxy MIP 기반 무선 인터넷망에서는 성능 향상을 위해서 여러 가지 다양한 알고리즘들이 사용되고 있으며, 그 중 핸드오버 시 패킷 손실을 줄이기 위한 여러 방법이 연구되고 있다.
기존의 핸드오버 기법은, 이동 단말의 이동에 따라서 이전 MAG(Mobile Access Gateway)와의 링크를 다운하고, 새로운 MAG와의 링크를 업하기 위해서, 기존 MAG에서 LMA(Local Mobility Anchor)에 바인딩 업데이트를 위한 PBU(Proxy Binding Update) 메시지를 보내 BCE(Binding Cache Entry) 갱신을 수행하여, 바인딩 정보를 이전 MAG에 대한 CoA(Care of Address)에서 새로운 MAG의 CoA로 수정한다. 그런데 상기와 같이 핸드오버를 수행하게 되면, 이전 MAG에서 바인딩 업데이트를 위해 LMA로 PBU를 보내고, 다시 새로운 MAG에서 이동 단말에 대한 등록과정을 수행하는 동안, 이동 단말과 상대 단말 간에 전달되는 패킷이 손실될 수 있다.
이러한 패킷 손실을 줄이기 위한 방법으로, FMIP(Fast handover MIP)이 개발되었으며, 그 동작은 다음과 같다. 이동 단말이 이전 AR(Access Router)로부터 새로운 AR로 이동하는 경우, 이동 단말 또는 이전 AR은 새로운 AR의 정보를 미리 알 수 있다고 가정한다.
그리고 상기 새로운 AR의 정보를 토대로 이전 AR은 이동 단말이 사용할 CoA(Care of Address)를 미리 구성하고, 상기 구성된 주소 정보를 이동 단말에 알려주어 이동 단말이 새로운 서브넷에 포함되는 즉시 바인딩 정보를 갱신할 수 있도록 해준다.
그리고 바인딩 정보를 갱신하는 동안의 패킷 손실을 줄이기 위하여, 이전 AR과 새로운 AR 사이에 양방향 터널을 설정하여 바인딩 정보를 갱신하는 동안의 패킷을 이전 AR로부터 받아 새로운 AR의 버퍼에 저장 해둔다. 이 방법은 핸드오버를 빠르게 수행하여 패킷 손실을 줄이도록 하고 있지만, 버퍼 크기의 제한으로 인해 패킷 손실이 발생할 수 있다.
또한, 상술한 FMIP 방법을 Proxy MIP 기반으로 개선한 방법도 있다. 이 방법에서는, 핸드오버를 수행하고자 하는 이동 단말이 L2 핸드오버 시그널링을 통하여 기지국(BS: Base Station)과 통신을 하게 되고, 이 과정에서 핸드오버 수행이 결정되면 이동 단말은 자신이 접속하고자 하는 BS의 정보를 이전 BS에게 알려준다. 이동 단말의 이동할 BS의 정보를 받은 기존의 BS는 이전 AR에 이동할 BS의 식별자를 전송하고 이 메시지를 받은 이전 AR은 가지고 있는 [AR-ID, AR-Info] 튜플 정보를 검색하여 이동할 BS에 해당하는 새로운 AR의 주소를 알아낸 후 HI(Handover Initiate)메시지에 이동 단말의 정보와 이전 AR의 CoA를 담아 새로운 AR에게 전송한다.
상기 HI 메시지를 받은 새로운 AR은 이전 AR에게 Hack(Handover Acknowledge) 메시지로 응답하게 되고, 이에 의하여 이전 AR과 새로운 AR 사이에 터널이 형성된다. 패킷은 상기 생성된 터널을 통해 이동 단말로 전달된다. 그러나 이 방법도 패킷 손실의 문제가 여전히 존재한다. 예를 들어, L2 핸드오버가 수행되는 동안 이전 AR로부터 패킷이 전달되는데, 이동 단말이 상기 새로운 AR이 아닌 다른 AR로 핸드오버할 경우, 핸드오버가 수행되는 동안의 패킷은 모두 손실되며, 기존의 AR에서 새로운 AR로 전달된 패킷과 핸드오버 후에 전달된 패킷 순서에도 문제가 발생한다.
또한, 이와 유사한 방법으로서 FLPMIPv6(Fast Localized Proxy Mobile IPv6) 방법이 있다. FLPMIPv6는 PMIPv6에서의 핸드오버 지연 시간과 패킷 손실을 줄이기 위하여 제안된 것이다. 이는, 이동 단말이 링크 다운이 진행중임을 알리는 LGD(Link Going Down) 신호를 받게 되면 이전 PMA에게 새로운 PMA의 [AR-ID, AR-Info] 튜플 정보가 포함한 MIH HO Init(Media Independent Handover Handover Init)를 보낸다. 상기 MIH HO Init 메시지를 받은 이전 PMA는 이동 단말의 IP 주소(CoA)와 식별자 정보를 HI 메시지에 담아 새로운 PMA(Proxy Mobile Agent)로 전송한다. 새로운 PMA는 HI 메시지를 수신한 후, 상기 이동 단말의 IP 주소를 가지는 다른 이동 단말이 있는지 검사한다.
만약 같은 주소를 가지는 터널이 존재하면 이동 단말의 식별자를 이용하여 확인하고 만약 같은 이동 단말이 아닌 경우 failure 메시지를 보내어 중복된 주소가 있음을 알린다. 반대로 이동 단말의 식별자를 확인한 결과, 같은 이동 단말인 경우 LMA에 FBU(Fast Binding Update) 메시지를 전송한다.
상기 FBU 메시지를 받은 LMA는 해당 바인딩 정보가 있는지 확인한 후, 존재하지 않는 경우 바인딩 정보를 생성하고 바인딩 정보가 존재하는 경우 수신된 FBU에 포함된 이동 단말의 식별자를 이용하여 같은 이동 단말에 대한 바인딩 정보인지 확인한 후 바인딩 정보를 갱신한다.
그리고 FBack(Fast Binding Acknowledgement) 메시지를 새로운 PMA로 보낸다. 상기 FBack메시지를 받은 새로운 PMA는 이전 PMA에게 Hack 메시지를 전송하고, 이를 받은 이전 PMA가 새로운 PMA로 해당 이동 단말의 패킷을 전달하고, 새로운 PMA는 이 패킷들을 버퍼링한다.
이동 단말이 새로운 PMA로부터 링크업 신호를 받으면 핸드오버가 종료되고 상기 새로운 PMA는 버퍼링하던 패킷은 이동 단말로 전달한다. 그런데, 이러한 FLPMIPv6 방안은 별도의 추가 기능을 필요로 하며, L3 핸드오버가 L2 핸드오버보다 먼저 일어나기 때문에 L3 핸드오버가 완료된 후 L2 핸드오버가 완료될 때까지 상당 한 패킷 손실이 발생한다.
본 발명은 Proxy MIP 기반 무선 인터넷망에서 이동 단말의 핸드오버 수행 시의 패킷 손실 문제를 효과적으로 해결하기 위해 제안된 것으로서, 두 MAG의 관할 영역이 중첩되는 핸드오버 지역에서 이전 MAG 및 새로운 MAG를 통해 이동 단말의 데이터를 바이캐스팅함으로써 패킷 손실을 감소시키는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법은, 이동 단말이 Proxy MIP(Mobile Internet Protocol) 기반 무선 인터넷 망으로 진입하면, 이를 확인한 제1 MAG(Mobile Access Gateway)를 통해서 상기 이동 단말에 대한 제1 CoA(Care Of Address)를 할당하여 LMA(Local Mobility Anchor)에 등록하는 과정; 상기 이동 단말이 상기 제1 MAG를 통해 데이터 통신하는 중에, 상기 이동 단말이 제1,2 MAG의 영역이 중첩된 핸드오버 지역에 진입하면, 이를 확인한 제2 MAG를 통해서 상기 이동 단말에 대한 제2 CoA를 할당하여 LMA에 추가 등록하는 과정; 상기 LMA가 상대 단말로부터 전달된 데이터를 제1,2 CoA을 통해 터널링에 의해 이동 단말로 바이캐스팅하는 과정; 및 상기 이동 단말이 제1 MAG의 영역을 벗어나면, 제1 MAG가 이를 감지하여 LMA로 바이캐스팅의 중단을 요구하고, 이에 상기 LMA가 상기 제1 MAG에 대한 등록 정보를 삭제하여 바이캐스팅을 중단하는 과정을 포함하여 이 루어진다.
본 발명에 따른 핸드오버 방법에 있어서, 상기 제1 MAG를 통해서 상기 이동 단말을 LMA에 등록하는 과정은, 상기 제1 MAG가 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일을 획득하고, 상기 획득한 이동 단말의 식별자 및 프로파일과 자신의 정보를 PBU(Proxy Binding Update) 메시지에 실어 LMA로 전송하는 단계; 상기 PBU를 수신한 LMA가 상기 이동 단말의 MN-HNP(Mobile Node-Home Network Prefix)를 할당하고, BCE(Binding Cache Entry)을 등록하고 제1 MAG와의 터널을 생성하는 단계; 상기 LMA가 제1 MAG로 PBA(Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 전송하여, 상기 등록된 BCE 정보를 전달하는 단계; 및 상기 PBU를 수신한 제1 MAG와 LMA간에 제1 양방향 터널이 설정되는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 핸드오버 방법에 있어서, 상기 제2 MAG를 통해서 상기 이동 단말을 LMA에 추가 등록하는 과정은, 이동 단말의 망 진입을 확인한 제2 MAG가 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일을 획득하고, 상기 획득한 이동 단말의 식별자 및 프로파일과 제2 MAG의 정보를 PBU 메시지에 실어 LMA로 전송하는 단계; 상기 PBU를 수신한 LMA가, 상기 이동 단말에 대한 등록된 BCE가 존재하는 지를 확인하는 단계; 상기 LMA가 상기 이동 단말에 대해 등록된 BCE가 존재하면, 상기 BCE에 제2 MAG의 proxy CoA를 추가하고, 상기 제2 MAG와의 터널을 생성하는 단계; 상기 LMA가 상기 갱신한 BCE 정보를 PBA를 통해 제2 MAG에 전달하는 단계; 및 상기 PBA를 받은 제2 MAG와 LMA와의 양방향 터널이 생성되는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 핸드오버 방법에 있어서, 상기 바이캐스팅을 종료하는 과정은, 상기 제1 MAG가 상기 이동 단말로부터 핸드오버 종료 메시지를 수신하는 단계; 상기 제1 MAG가 LMA에 상기 이동 단말의 식별자와 프로파일와 제1 MAG의 정보를 담은 PBU 메시지에 전송하는 단계; 및 상기 LMA가 상기 이동 단말에 대한 BCE 정보가 존재하는지 확인하고, 상기 확인된 BCE에 제1 MAG의 정보가 동일한 정보가 존재하는지 확인한 후, 해당 BCE 정보를 삭제하는 단계를 포함하고, 상기 PBU 메시지는 바이캐스팅 종료를 요청하는 바이캐스팅 플래그가 포함한다.
다른 과제 해결 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 의한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 장치는, 이동 단말이 망 내로 진입하는지 아니면, 망을 벗어나는 지를 탐지하는 이동성 탐지부; 상기 이동 단말이 망 내로 진입하면, 상기 이동 단말에 대한 CoA를 획득하는 주소 획득부; 상기 이동 단말이 망내로 진입하면 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일과, 상기 획득한 CoA를 포함하는 PBU 메시지를 전송하고, 상기 이동 단말이 망을 벗어나면 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일과 상기 이동 단말에 대한 CoA와 바이캐스팅 종료를 나타내는 바이캐스팅 플래그를 포함하는 PBU 메시지를 전송하는 핸드오버 관리부; 및 상기 핸드오버 관리부로부터 PBU 메시지를 수신하면, 상기 바이캐스팅 플래그 및 상기 이동 단말에 대한 BCE가 존재하는 지 확인하여, 상기 바이캐스팅 플래그가 포함되지 않고 BCE가 존재하는 경우, 상기 수신된 PBU의 CoA가 추가되도록 BCE를 갱신하여 이동 단말로의 바이캐스팅을 시작하고, 상기 바이캐스팅 플래그가 포함되고 BCE가 존재하는 경우, 상기 BCE에서 상기 수신된 PBU의 CoA 를 삭제하여 바이캐스팅을 종료하는 바이캐스팅 수행부를 포함하여 이루어진다.
상술한 구성에 의하면, 본 발명은 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서 이동 단말이 핸드오버 지역에 위치한 경우, 바이캐스팅을 통해 이전 MAG 및 새로운 MAG를 통해 바이캐스팅으로 데이터를 전송함으로써, 패킷 손실을 줄여 끊김없는 통신을 가능토록 하는 우수한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망의 개략적인 구조 를 보인 블럭도이다.
도 1에서, 11은 이동 단말이고, 12a와 12b는 제1,2 MAG(Mobile Access Gateway)이고, 13은 LMA(Local Mobility Anchor)이고, 14는 상기 이동 단말(11)과 통신하는 상대 단말이다.
상기 제1,2 MAG(12a,12b)는 액세스 링크 상에서 이동 단말(11)의 이동을 모니터링하는 기능과 이동 단말(11) 대신에 LMA(13)에 이동 단말의 이동과 관련된 시그널링 메시지를 전송하는 역할을 한다. LMA(13)는 Proxy MIP 도메인에서 이동 단말(11)을 위한 홈 에이전트 역할을 담당하는 것으로서, 이동 단말(11)에 할당되는 홈 네트워크 프리픽스(MN-HNP:Mobile Node-Home Network Prefix)의 토폴로지 상의 앵커 지점(anchor point)이며, 도메인 내에서 이동 단말(11)의 도달가능 상태 정보(reachability state)를 관리하는 역할을 한다. 일반적으로 MAG는 액세스 라우터에 탑재될 수 있으며, LMA는 도메인의 게이트웨이에 위치할 수 있다. 그리고, LMA와 MAG 사이에는 시그널링 메시지 및 이동 단말에서 송/수신하는 데이터를 전달하기 위한 IP 터널이 존재한다.
그리고, 이동 단말(11)의 주소는 HoA(Home address)와 CoA(Care of Address)로 관리되며, 상대 단말(14)은 이동 단말(11)의 위치에 관계없이 항상 HoA로 데이터를 송수신하며, 상기 LMA(13)이 해당 이동 단말(11)의 CoA로 터널링을 통해 상기 상대 단말(11)의 데이터를 이동 단말(11)로 전달하거나 이동 단말(11)의 송신 데이터를 수신한다.
이러한 Proxy 기반 무선 인터넷 망에서 핸드오버 처리는, 상기 제1,2 MAG(12a,12b) 및 LMA(13)에 의해 이루어진다.
이하의 설명에서, 상기 이동 단말(11)이 제1 MAG(12a)의 영역에서 제2 MAG(12b)의 영역으로 이동한다고 가정한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법의 개략적인 절차를 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 이동 단말(11)이 처음 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망의 영역으로 들어가면, 상기 이동 단말(11)의 접근을 감지한 제1 MAG(12a)를 통해서 이동 단말(11)에 대한 등록 절차가 수행된다(S21). 상기 등록 절차에 의하여, 이동 단말(11)에 proxy CoA가 할당되고 LMA(13)와 제1 MAG(12a) 사이에 상기 이동 단말(11)을 위한 양방향 터널이 생성되어, 상기 양방향 터널을 통해 이동 단말(11)이 상대 단말(14)과 통신을 수행하게 된다(S22).
상기 제1 MAG(12a)를 통하여 데이터 통신을 수행되는 중에, 이동 단말(11)이 제1,2 MAG(12a,12b)의 영역이 중첩되는 핸드오버 지역으로 이동하면(S23), 이동 단말(11)의 진입을 감지한 제2 MAG(12b)을 통해 이동 단말(11)에 대한 등록 절차가 수행된다(S24).
다시 말해, 상기 이동 단말(11)에 새로운 proxy CoA가 할당되고 상기 LMA(13)와 제2 MAG(12b) 사이에 상기 이동 단말(11)을 위한 새로운 양방향 터널이 생성된다. 이전에 제1 MAG(12a)를 통해 생성된 양방향 터널은 그대로 유지되며, 여기에 더하여, 제2 MAG(12a)를 통한 양방향 터널이 추가로 생성되는 것이다.
이후 LMA(13)는, 상대 단말(14)로부터 전송된 데이터를 복사하여 상기 두 양 방향 터널로 바이캐스팅한다(S25). 상술한 바이캐스팅은 이동 단말(11)이 제1 MAG(12a)의 영역을 완전히 벗어나기 전까지 계속된다.
상기 상태에서, 이동 단말(11)이 제1 MAG(12a)의 영역을 완전히 벗어나게 되면(S26), 이를 제1 MAG(12a)에서 감지하여 LMA(13)로 바이캐스팅 중단을 요구하고, 이에 상기 LMA(13)가 제1 MAG(12a)에 의한 proxy CoA를 삭제하여 바이캐스팅을 중단하고 제2 MAG(12b)를 통해 생성된 양방향 터널만을 이용하여 이동 단말(11)의 데이터를 송수신한다(S27).
즉, 본 발명에 의한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 핸드오버 방법은, 이동 단말이 핸드오버 지역에 위치하는 동안, LMA(13)가 제1 MAG(12a)와의 통신 경로에 더하여 제2 MAG(12b)와의 통신 경로를 하나 더 설정하여, 이동 단말의 데이터를 바이캐스팅함으로써, 이동 단말이 언제든지 상기 두 통신 경로중 어느 한 통신 경로를 통해서 데이터를 수신할 수 있으므로, 핸드오버 수행 동안의 패킷 손실을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법의 상세 과정을 보인 신호 흐름도이다.
도 3을 참조하여 본 발명에 의한 핸드오버 처리 절차를 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
이동 단말(11)이 Proxy MIP 기반 무선 이터넷 망에 연결된 제1 MAG(12a)의 영역으로 진입하면 들어가면(S31). 제1 MAG(12a)를 통한 이동 단말(11)의 등록 절 차가 수행되는데 이는 다음과 같이 이루어진다.
상기 이동 단말(11)의 진입을 확인한 제1 MAG(12a)가 상기 이동 단말(11)의 식별자 및 프로파일을 획득하여(S32), 상기 획득한 이동 단말(11)의 식별자 및 프로파일과 자신의 정보를 프록시 바인딩 업데이트 메시지, PBU(Proxy Binding Update) 메시지에 실어 LMA(13)로 전송한다(S33).
상기 PBU를 수신한 LMA(13)는, 상기 이동 단말(11)에 대해 등록된 BCE(Binding Cache Entry)가 존재하는 지를 확인하는데 여기서 상기 이동 단말(11)가 처음 접속한 것이므로, 관련 BCE가 존재하지 않으며, 이에 상기 이동 단말(11)의 MN-HNP(Mobile Node-Home Network Prefix)를 할당하고, BCE(Binding Cache Entry) 및 터널을 설정한다(S34).
그리고, 상기 제1 MAG(12a)로 상기 PBU 요청에 대한 응답 메시지, PBA(Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 전송하여, 상기 생성하여 등록한 BCE 정보를 전달한다(S35). 상기 PBU를 수신한 제1 MAG(12a)는 BCE 정보를 확인하여 터널을 설정하고 라우팅을 수행한다(S36). 상기에 의하여 제1 MAG(12a)와 LMA(13) 간에 이동 단말(11)을 위한 양방향 터널이 설정된다.
그리고, 이동 단말(11)은 제1 MAG(12a)로 라우팅 요청 메시지(Rtr Sol)를 보내고 그에 따른 라우팅 광고 메시지(Rtr Adv)를 제1 MAG(12a)로 받아 자신의, IP 주소를 설정한다(S37).
이후 상기 제1 MAG(12a)와 LMA(13) 간에 설정된 양방향 터널을 통해 이동 단말(11)의 데이터가 전달된다.
상기와 같이 제1 MAG(12a)를 통하여 통신을 하던 중 이동 단말(11)이 핸드오버 지역으로 이동한 경우, 상기 이동 단말(11)의 진입을 감지한 제2 MAG(12b)에 의해 이동 단말(11)의 바이캐스팅을 위한 등록 과정이 수행되는데 이는 다음과 같다.
즉, 이동 단말(11)이 제2 MAG(12b)의 영역으로 접근하면, 제2 MAG(12b)로부터 L2 trigger를 받게 되며, L2 trigger를 받은 이동 단말(11)은 제2 MAG(12b)와의 연결을 시도하게 된다(S38). 이에 상기 이동 단말(11)의 접근을 확인한 제2 MAG(12b)는, 이동 단말(11)의 식별자 및 프로파일을 획득(S39)한 후, 이와 함께 자신의 정보를 담은 PBU 메시지를 LMA(13)로 보낸다(S40). 상기 PBU 메시지를 받은 LMA(13)는 제2 MAG(12b)를 통한 이동 단말(11)의 등록 절차를 수행하는데, 이때, 상기 이동 단말(11)에 대해 이전에 등록된 BCE가 존재하므로, 상기 BCE에 제2 MAG(12b)의 proxy CoA를 추가하고, 상기 제2 MAG(12b)와의 터널을 생성한다(S41).
그리고, 상기 갱신한 BCE 정보를 PBA를 통해 제2 MAG(12b)에 전달한다(S42). 상기 PBA를 받은 제2 MAG(12b)는 LMA(13)와의 양방향 터널을 생성한다(S43). 그리고 이동 단말(11)은 제2 MAG(12b)에 라우팅 요청 메시지를 보내고 그에 따른 라우팅 광고 메시지 받아 바이캐스팅을 하기 위한 새로운 IP 주소를 설정한다(S44).
이후 LMA(13)는 상대 단말(14)로부터 수신된 데이터를 복사하여 상기 두 개의 양방향 터널을 통해 제1 MAG(12a) 및 제2 MAG(12b)로 전달한다. 따라서, 이동 단말(11)은 언제든지 제1 MAG(12a) 및 제2 MAG(12b)중 어느 하나로부터 데이터를 수신할 수 있다(S45).
상기와 같이, 두 가지 경로로 전달되던 패킷은 핸드오버가 종료되면서 다시 하나의 경로로 전달된다.
즉, 제1 MAG(12a)와의 링크 다운이 진행됨을 감지한 이동 단말(11)에서 제1 MAG(12a)로 핸드오버 종료 메시지(HF)를 보내면(S46), 이 종료 메시지를 받은 제1 MAG(12a)가 LMA(13)에 이동 단말(11)의 식별자와 프로파일와 제1 MAG(12a)의 정보를 담은 PBU 메시지에 실어 보내고, 이에 상기 LMA(13)가 해당 이동 단말(11)에 대한 BCE 정보가 있는지 확인하고, PBU에 실린 제1 MAG(12a)의 정보가 동일한지 확인한 후 동일할 경우 해당 BCE에서 관련 정보를 삭제한다(S47). 이에 의하여, LMA(13)에서의 바이캐스팅 동작이 종료되고, 이동 단말(11)의 데이터는 제2 MAG(12b)와의 사이에 생성된 양방향 터널을 통해 전달된다.
상기 단계S47에서 전송한 PBU 메시지는 바이캐스팅 종료를 위한 것으로서, 앞서 단계S33 및 단계 S40에서 전송된 PBU와 구분되어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 PBU 메시지에 바이캐스팅의 종료를 나타내기 위한 바이캐스팅 플래그를 삽입하고, LMA(13)는 수신된 PBU 메시지의 바이캐스팅 플래그가 삽입된 경우 바이캐스팅 종료 요청으로 인식하도록 한다.
도 4는 이상에서 설명한 핸드오버 방법을 수행하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 상기 핸드오버 장치는, 이동성 탐지부(411)와 주소 획득부(412)와 핸드오버 관리부(413)와 바이캐스팅 수행부(414)를 포함하여 이루어지며, 특히 상기 이동성 탐지부(411)와 주소 획득부(412)와 핸드오버 관리부(413)는 네트워크 장치 중에서 MAG(41)에 구현되고, 상기 바이캐스팅 수행부(414)는 네트워크 장치중에서 LMA(42)에 구현되어 이루어진다.
상기에서, 이동성 탐지부(411)는, 이동 단말(40)이 망 내로 진입하는지 아니면, 망을 벗어나는 지를 탐지한다. 더 구체적으로 해당하는 MAG(41)의 관할 영역으로 진입하는지와 상기 MAG(41)의 관할 영역을 벗어나는지를 탐지한다. 예를 들어, 상기 L2 트리거를 수신한 이동 단말(40)로부터 연결 요구가 수신되면 망 내로 진입한 것으로 판단하고, 상기 이동 단말(40)로부터 핸드오버 종료 메시지(HF)가 수신되면 망을 벗어난 것으로 판단할 수 있다.
상기 주소 획득부(412)는 상기 이동 단말(40)이 망 내로 진입하는 경우, 상기 이동 단말에 대한 CoA를 획득한다.
그리고, 상기 핸드오버 관리부(413)는, 상기 이동 단말(40)이 망내로 진입하면 상기 이동 단말(40)의 식별자 및 프로파일과, 상기 획득한 CoA를 포함하는 PBU 메시지를 생성하여 LMA로 전송하고, 상기 이동 단말(40)이 망을 벗어나면 상기 이동 단말(40)의 식별자 및 프로파일과 상기 이동 단말에 대한 CoA와 바이캐스팅 종료를 나타내는 바이캐스팅 플래그를 포함하는 PBU 메시지를 생성하여 LMA로 전송한다.
마지막으로 상기 바이캐스팅 수행부(414)는, 상기 핸드오버 관리부(413)로부터 PBU 메시지를 수신하면, 상기 PBU에 바이캐스팅 플래그가 포함되어 있는 지와 상기 이동 단말에 대한 등록된 BCE가 존재하는 지를 확인하여, 상기 바이캐스팅 플래그가 포함되지 않고 BCE가 존재하는 경우, 상기 수신된 PBU의 CoA가 추가되도록 BCE를 갱신하여 이동 단말로의 바이캐스팅을 시작하고, 상기 바이캐스팅 플래그가 포함되고 BCE가 존재하는 경우, 상기 BCE에서 상기 수신된 PBU의 CoA를 삭제하여 바이캐스팅을 종료한다.
즉, 상기 바이캐스팅 수행부(414)는, 상기 이동 단말(40)이 기 등록되어 있는 경우, 상기 수신된 PBU 메시지의 정보를 이용하여 상기 이동단말(40)에 대한 BCE를 갱신하고, 두 개의 양방향 터널을 생성하여 바이캐스팅을 시작하고, 상기 이동 단말(40)에 대한 바이캐스팅 종료 요청이 있으면, 상기 BCE에서 해당하는 CoA 정보를 삭제하여 하나의 양방향 터널을 제거함으로써 바이캐스팅을 종료한다.
상술한 핸드오버 장치의 동작은 도 3에 도시된 신호 흐름도에 기반하여 이루어지는 것이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명에 의한 핸드오버 방법 및 장치는, Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에 적용되어, 망 기반 핸드오버를 처리하는데 있어서, 핸드오버 지역에 위치한 동안에 바이캐스팅을 통해 이전 MAG 및 새로운 MAG를 통해 데이터를 바이캐스팅함으로써, 패킷 손실을 줄여 통신 품질을 향상시킬 수 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망의 개략적인 구조를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 의한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법의 상세 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 의한 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 장치를 나타낸 블럭도이다.

Claims (7)

  1. 이동 단말이 Proxy MIP(Mobile Internet Protocol) 기반 무선 인터넷 망으로 진입하면, 이를 확인한 제1 MAG(Mobile Access Gateway)를 통해서 상기 이동 단말에 대한 제1 CoA(Care Of Address)를 할당하여 LMA(Local Mobility Anchor)에 등록하는 과정;
    상기 이동 단말이 상기 제1 MAG를 통해 데이터 통신하는 중에, 상기 이동 단말이 제1,2 MAG의 영역이 중첩된 핸드오버 지역에 진입하면, 이를 확인한 제2 MAG를 통해서 상기 이동 단말에 대한 제2 CoA를 할당하여 LMA에 추가 등록하는 과정;
    상기 LMA가 상대 단말로부터 전달된 데이터를 제1,2 CoA을 통해 터널링에 의해 이동 단말로 바이캐스팅하는 과정; 및
    상기 이동 단말이 제1 MAG의 영역을 벗어나면, 제1 MAG가 이를 감지하여 LMA로 바이캐스팅의 중단을 요구하고, 이에 상기 LMA가 상기 제1 MAG에 대한 등록 정보를 삭제하여 바이캐스팅을 종료하는 과정을 포함하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 MAG를 통해서 상기 이동 단말을 LMA에 등록하는 과정은,
    상기 제1 MAG가 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일을 획득하고, 상기 획득한 이동 단말의 식별자 및 프로파일과 자신의 정보를 프록시 PBU(Proxy Binding Update) 메시지에 실어 LMA로 전송하는 단계;
    상기 PBU를 수신한 LMA가 상기 이동 단말의 MN-HNP(Mobile Node-Home Network Prefix)를 할당하고, BCE(Binding Cache Entry)을 등록하고 제1 MAG와의 터널을 생성하는 단계;
    상기 LMA가 제1 MAG로 PBA(Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 전송하여, 상기 등록된 BCE 정보를 전달하는 단계; 및
    상기 PBU를 수신한 제1 MAG와 LMA간에 제1 양방향 터널이 설정되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 MAG를 통해서 상기 이동 단말을 LMA에 추가 등록하는 과정은,
    이동 단말의 망 진입을 확인한 제2 MAG가 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일을 획득하고, 상기 획득한 이동 단말의 식별자 및 프로파일과 제2 MAG의 정보를 PBU 메시지에 실어 LMA로 전송하는 단계;
    상기 PBU를 수신한 LMA가, 상기 이동 단말에 대한 등록된 BCE가 존재하는 지를 확인하는 단계;
    상기 LMA가 상기 이동 단말에 대해 등록된 BCE가 존재하면, 상기 BCE에 제2 MAG의 proxy CoA를 추가하고, 상기 제2 MAG와의 터널을 생성하는 단계;
    상기 LMA가 상기 갱신한 BCE 정보를 PBA를 통해 제2 MAG에 전달하는 단계; 및
    상기 PBA를 받은 제2 MAG와 LMA와의 양방향 터널이 생성되는 단계를 포함하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바이캐스팅을 종료하는 과정은,
    상기 제1 MAG가 상기 이동 단말로부터 핸드오버 종료 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 MAG가 LMA에 상기 이동 단말의 식별자와 프로파일와 제1 MAG의 정보를 담은 PBU 메시지에 전송하는 단계; 및
    상기 LMA가 상기 이동 단말에 대한 BCE 정보가 존재하는지 확인하고, 상기 확인된 BCE에 제1 MAG의 정보가 동일한 정보가 존재하는지 확인한 후, 해당 BCE 정보를 삭제하는 단계를 포함하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 PBU 메시지는
    바이캐스팅 종료를 요청하는 바이캐스팅 플래그가 더 포함한 것을 특징으로 하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 방법.
  6. Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서 이동 단말에 대한 핸드오버를 처리하는 장치에 있어서,
    상기 이동 단말이 망 내로 진입하는지 아니면, 망을 벗어나는 지를 탐지하는 이동성 탐지부;
    상기 이동 단말이 망 내로 진입하면, 상기 이동 단말에 대한 CoA를 획득하는 주소 획득부;
    상기 이동 단말이 망내로 진입하면 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일과, 상기 획득한 CoA를 포함하는 PBU 메시지를 전송하고, 상기 이동 단말이 망을 벗어나면 상기 이동 단말의 식별자 및 프로파일과 상기 이동 단말에 대한 CoA와 바이캐스팅 종료를 나타내는 바이캐스팅 플래그를 포함하는 PBU 메시지를 전송하는 핸드오버 관리부;
    상기 핸드오버 관리부로부터 PBU 메시지를 수신하면, 상기 바이캐스팅 플래그 및 상기 이동 단말에 대한 BCE가 존재하는 지 확인하여, 상기 바이캐스팅 플래그가 포함되지 않고 BCE가 존재하는 경우, 상기 수신된 PBU의 CoA가 추가되도록 BCE를 갱신하여 이동 단말로의 바이캐스팅을 시작하고, 상기 바이캐스팅 플래그가 포함되고 BCE가 존재하는 경우, 상기 BCE에서 상기 수신된 PBU의 CoA를 삭제하여 바이캐스팅을 종료하는 바이캐스팅 수행부를 포함하는 Proxy MIP 기반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동성 탐지부와, 주소획득부와, 핸드오버 관리부는 MAG에 구현되고,
    상기 바이캐스팅 수행부는 LMA에 구현되는 것을 특징으로 하는 Proxy MIP 기 반 무선 인터넷 망에서의 바이캐스팅을 이용한 핸드오버 장치.
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KR101463117B1 (ko) * 2012-12-27 2014-11-20 성균관대학교산학협력단 모바일 단말의 핸드오버 방법 및 외부 노드의 패킷 데이터 전달 방법

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