KR20100113427A - 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선 랜(WLAN) 환경에서 이동 단말의 페이징을 수행하기에 적절한 L2 정보를 이용한 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법에 관한 것으로, 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선랜(WLAN) 환경에서 AP를 통해 전달 받은 L2 정보를 통해 휴면 상태의 이동 단말에서 위치 업데이트를 결정하기 때문에, 페이징 영역의 변경 시에만 위치 업데이트를 위한 RS와 RA 메시지를 주고 받게 되고, 또한 LMA와 MAG에서 이동 단말 위치의 L2 정보를 통해 L2와 L3의 페이징 관리가 동시에 이루어지기 때문에 MAG와 LMA에 이동 단말의 위치 업데이트를 위한 시그널링 로드를 줄일 수 있으며, 또한 이동 단말이 휴면 상태에서는 전력 절감(Power Saving) 모드로 전환하기 때문에 시스템 내의 이동 단말의 전력 소비를 줄일 수 있다.

Description

클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법{CLIENT BASED CROSS LAYER IP PAGING METHOD}

본 발명은 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선 랜(WLAN) 환경에서 이동 단말의 페이징을 수행하기에 적절한 L2(Layer 2) 정보를 이용한 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법에 관한 것이다.

종래 기술 중 IP 페이징과 관련하여 제안된 특허로는, 계층적 모바일 IP의 페이징 영역 설정 및 페이징 방법(한국전자통신연구원, 2003, 이하 종래 기술[1]로 기재), 아이들 모드 단말의 페이징(삼성전자주식회사, 2006, 이하 종래 기술[2]로 기재), IP 기반의 무선 이동통신 시스템에서 고속 페이징 시스템 및 방법(삼성전자주식회사, 2007, 이하 종래 기술[3]로 기재) 그리고 2계층 트리거를 이용한 IP 페이징 장치 및 방법(주식회사 케이티, 2007, 이하 종래 기술[4]로 기재)이 있다.

종래 기술[1]은 종래의 IP 페이징 기술에서 이동 단말의 페이징 영역을 구별하기 위해 일반적으로 사용하는 페이징 영역 식별자를 별도로 이용하지 않고 페이징 영역을 설정하고 페이징을 할 수 있도록 함으로써, 페이징 영역 식별자 전송을 위해 소모되던 무선 채널 자원을 절약하여 자원 이용 효율성을 개선 시키는 기술이 다. 종래 기술[1]에서는 페이징 영역을 나타내기 위해 페이징 식별자 대신에 페이징 에이전트 역할을 하는 라우터의 주소 및 홉 정보를 페이징 영역 설정 메시지에 저장하고 단말에 전달함으로써 나타낸다.

종래 기술[2]는 Push To Talk(PTT)나 Voice Over IP(VoIP)와 같은 서비스를 수행하는 이동 단말을 고려하여, 아이들 상태(Idle state)의 착신 이동노드의 페이징 응답시간을 짧게 하여 단말과 단말간의 상호 연결시간을 단축 시키기 위한 기술이다. 종래 기술[2]는 이동 단말이 아이들 상태로의 천이 시 기지국이 이동 단말에게 짧은 페이징 주기 값과 페이징 주기를 위한 유효시간 정보를 포함하는 메시지를 전송하고, 이를 수신한 이동 단말은 유효시간 동안 짧은 페이징을 수행함으로써 이루어진다.

종래 기술[3]은 IP 기반의 무선 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 위치 업데이트 시 페이징 제어기(Paging Controller : PC)가 이동노드의 IP 서브넷의 변화를 감지하여 새로운 IP 주소를 할당함으로써 이동 단말의 호 셋업 절차에 따른 시간 지연시간을 최소화하는 기술을 제안하였고, 또한 페이징 시 페이징 영역이 아닌 라우팅 영역으로 페이징 광고 메시지를 브로드캐스트 해줌으로써 신호 오버헤드를 줄이기 위한 기술을 제안하였다.

종래 기술[4]는 2계층(L2: Layer 2) 트리거를 이용한 IP 페이징 장치 및 방법에 관한 것이다. 슬레이브 페이징 함수 모듈은 L2 페이징 영역의 이동을 관리하고, 마스터 페이징 함수 모듈은 슬레이브 페이징 함수의 관리 영역인 L3 서브-페이징 영역을 벗어난 이동을 관리한다. 따라서, 종래 기술[4]는 이동노드의 페이징 업 데이트 메시지의 양을 줄이고, 페이징 업데이트 메시지 처리와 관련한 프로세서의 과부하를 방지할 수 있는 기술을 제공한다.

종래 기술[1]은 계층적으로 구성되는 다수의 라우터로 구성된 계층적 모바일 IP에서 페이징 에이전트 라우터의 주소 및 홉 수 정보를 이용하여 페이징 영역을 설정한다. 계층 모바일 IP에서 페이징을 수행하는 방법은 단말로 전송하기 위해 페이징 메시지를 수신한 최상위 제 1 라우터 층이, 해당 단말이 설정한 페이징 영역의 홉 수 정보에 의해 해당 페이징 메시지를 수신한 라우터가 해당 페이징 메시지 IP 헤더에 홉 한계값을 하나 감소시켜 새로운 홉 한계값으로 저장하고, 해당 홉 한계값이 0인지를 확인 후, 0이 아닌 경우, 새로운 홉 한계값이 저장된 페이징 메시지를 다른 라우터로 전송하는 방법이다.

종래 기술[2]은 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 진행 중인 802.16d 및 802.16e 표준에서 아이들(idle)상태의 이동 단말이 페이징 메시지나 짧은 데이터 버스트 메시지를 빠르게 수신할 수 있도록 페이징 주기를 짧게 운영하기 위한 방안을 제안한다. 이동 단말는 제어부, 무선부, 메모리부를 포함하고, 제어부는 액티브 모드에서 아이들 모드로 천이 시 무선부를 통해 디레지 명령 메시지(DREG-CMD Message)를 수신하면, 디레지 명령 메시지에 포함되어 있는 짧은 페이징 주기 정보와, 짧은 페이징 주기를 위한 유효시간을 확인 후 이를 메모리부에 저장한다. 이후, 짧은 페이징 주기를 위한 유효 시간 동안 짧은 페이징 주기를 사용하여 페이징 메시지 또는 짧은 데이터 버스트 메시지를 수신하도록 제어한다. 즉, 이동 단말은 디레지 명령 메시지에 지정된 짧은 페이징 주기를 유효 시간 동안 적용하여 페이징 메시지나 짧은 데이터 버스트 메시지 수신하기 위해 아이들 모드에서 어웨이크 모드로 천이할 수 있도록 페이징 주기를 설정한다.

종래 기술[3]은 아이피 기반의 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 아이피 기반 무선 이동 통신 시스템에서 시그널링 로드를 최소화하여 고속으로 페이징을 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. IEEE 802.16 통신 시스템을 일 례로 이동 단말의 아이들 모드 관련 동작을 설명하기로 한다. 서빙 기지국은 아이들 모드 상태의 이동 단말으로 미리 결정된 프레임 구간에서 하향링크 채널 디스크립트 메시지 또는 MOB_PAG-ADV 메시지를 송신한다. 이동 단말은 이 메시지에 포함되어 있는 페이징 그룹 식별자 (PG_ID) 정보와 이전에 인지하고 있던 PD_ID 정보가 상이한지 판단한다. 전달받은 PG_ID와 현재 PG_ID가 서로 다른 경우, 이동 단말은 위치 업데이트를 위해 레이징 목적 지시 메시지(RNG-REQ)를 서빙 기지국으로 송신한다. 서빙 기지국은 RNG-REQ 메시지를 수신하고, 페이징 동작을 관리하는 Paging Controller (PC)는 이동 단말의 페이징 그룹 및 IP 서브넷을 변경하여 이동하였는지 여부를 판별한다. 페이징 그룹과 IP 서브넷이 모두 변경되었을 경우, 서빙 기지국 또는 PC는 현재 이동 단말의 위치에 대응하는 PG_ID를 업데이트하고, 선택적으로 이동 단말의 CoA를 할당한다. 페이징은 종래의 페이징 그룹별로 메시지를 송신하는 것과 달리 라우팅 영역 별로 메시지를 송신하여 고속으로 이루어 진다.

종래 기술[4]는 2계층 트리거를 이용한 IP 페이징 장치 및 방법에 대해 나타낸다. 이를 위해 이 시스템 내에는 L3 페이징 영역 관리와 L3 위치 추적 기능을 통해 휴면(Dormant) 이동 단말의 위치를 관리하는 마스터 페이징 함수(MPF) 모듈 그 리고 하부 AP 내에서 이동 단말의 L2 페이징 영역간 휴면(Dormant) 이동 단말의 L2 위치 추적을 통해 위치를 관리하는 슬레이브 페이징 함수(SPF) 모듈을 포함하고 있다. MPF 모듈은 다음과 같은 기능을 수행한다. 첫 번째로, MPF 모듈은 페이징 에이전트 (PA)의 기능을 수행한다. 이를 위해 하위의 SPF 모듈로부터 페이징 요청(paging request) 메시지를 받았을 때, 타겟 L3 서브-페이징 영역을 페이징한다. 두 번째로, MPF 모듈은 L3 페이징 영역에서의 휴면 이동 단말의 위치를 트레킹 한다. 마지막 세 번째로, MPF 모듈은 페이징 영역 관리자의 기능을 수행한다. 이를 위해 MPF 모듈은 L3 페이징 영역 아이디를 자신의 L3 페이징 영역 안에 있는 모든 SPF 모듈로 분배한다. MPF 모듈은 자신의 L3 페이징 영역 안의 휴면 이동 단말를 페이지 할 때 사용하는 페이징 테이블을 유지한다. SPF 모듈은 다음과 같은 기능을 수행한다. 첫 번째로, 이동 단말이 자신의 상태를 액티브 모드에서 휴면 모드로 전환될 때, 상기 이동 단말은 자신이 머물렀던 마지막 액세스 라우터의 상기 SPF 모듈로 등록한다. SPF 모듈은 이동 단말의 정보를 저장하고 휴면 이동 단말로 향하는 패킷을 감시한다. 만약, SPF 모듈이 휴면 이동 단말로 향하는 패킷을 감지하였을 경우, SPF 모듈은 휴면 상태의 이동 단말이 자신의 L3 서브-페이징 영역에 없는 경우에는 현재 위치하고 있는 MPF 모듈로 페이징 요청을 보낸다. 두 번째로, 페이징 에이전트(PA)로서의 기능을 위해 SPF 모듈은 자신의 L3 서브-페이징 영역의 이동 단말로 주기적으로 페이징 광고(paging advertisement) 메시지를 보낸다.

상기 페이징 영역 아이디는 페이징 광고 메시지에 포함된다. 마지막 세 번째로, 위치 추적 에이전트(TA)로서의 기능을 위해 SPF 모듈은 자신의 L3 서브-페이징 영역내에서 휴면 상태의 이동 단말에 대한 L2 페이징 영역간의 이동을 추적한다. 또한 SPF 모듈이 새로운 휴면 이동 단말이 휴면 상태에서 자신의 서브-페이징 영역내로 들어오면 이를 MPF 모듈로 알린다.

상술한 종래 기술[1]은 계층적 모바일 IP에서 페이징 영역을 나타내기 위해 페이징 식별자 대신에 페이징 에이전트 역할을 하는 라우터의 주소 및 홉 정보를 페이징 영역 설정 메시지에 저장하고 단말에 전달함으로써 페이징 영역 식별자 전송을 위해 소모되던 무선 채널 자원을 절약하여 자원 이용 효율성을 개선 시키는 기술을 발명하였지만, 이 발명은 계층적 모바일 IP의 경우에만 적합하며, 또한 전력 절감(power saving)과 시스템 내에서 IP 할당과 같은 내용을 포함하지 않는다. 또한, AP와 같은 포인트 어태치먼트가 바뀔 때마다 페이징 영역을 나타내는 홉 정보를 포함하는 메시지를 이동 단말에게 전달하여야 하므로 이를 위한 계속적인 시그널링 로드가 발생하는 문제가 있다.

종래 기술[2]는 PTT(Push To Talk)나 VoIP(Voice Over IP)와 같은 서비스를 수행하는 이동 단말을 고려하여 아이들 상태의 착신 이동노드의 페이징 응답시간을 짧게 하여 단말과 단말간의 상호 연결시간을 단축 시키는 효과가 있지만, 이 발명 또한 이동 단말의 power saving과 시스템에 적합한 L3 페이징에 관한 구체적인 내용을 포함하지 않은 문제점이 있다.

종래 기술[3]은 IP 기반의 무선 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 위치 업데이트 시 페이징 제어기(Paging Controller : PC)가 이동노드의 IP 서브넷의 변화를 감지하여 새로운 IP 주소를 할당함으로써 이동 단말의 호 셋업 절차에 따른 시 간 지연시간을 최소화하는 효과를 나타내지만, 이동 단말이 power saving 모드로 전환하지 않고 현재 데이터 통신이 없음을 나타내는 아이들 상태로만 전환하며, AP와 같은 포인트 어태치먼트가 바뀔 때마다 페이징 영역을 확인하기 위해 MOB_PAG-ADV 메시지를 수신하여 이 메시지에 포함되어 있는 PG_ID를 확인하는 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 이 발명은 모바일 IP 기반으로 되어 있기 때문에 이동 단말이 이전의 IP 서브넷 영역을 벗어날 때마다 새로운 CoA(Care of Address)를 이동 단말에게 할당하므로, 시스템 내 어디에서나 이동 단말에게 홈 링크 환경을 에뮬레이트하므로 이동 단말에게 항상 같은 홈 주소를 할당하는 프락시 모바일 아이피의 특성에는 부적절한 문제점이 있다.

종래 기술[4]에서는 2계층(L2: Layer 2) 트리거를 이용한 IP 페이징 장치 및 방법을 이용하여 이동노드의 페이징 업데이트 메시지의 양을 줄이고 페이징 업데이트 메시지 처리와 관련한 프로세서의 과부하를 방지하는 효과가 있지만, 종래 기술[4]의 페이징은 SPF 모듈과 MPF 모듈에서 따로 관리하기 때문에 AP와 같은 이동 단말의 포인트 어태치먼트가 바뀔 때마다 이동 단말은 자신의 L2 주소를 담은 공지 메시지를 SPF에 보내는 오버헤드가 발생되며, 휴면 상태에서 다른 L3 서브넷 영역으로 핸드오버 시 아이피를 할당받는 메커니즘이 존재하지 않고 L2의 페이징과 L3의 페이징을 관리하는 모듈이 분리되어 있기 때문에 시스템 내에 패킷이 도착하게 되면 페이징하는 딜레이가 길어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 프락시 모바일 아이피(Proxi mobile IP)를 지원하는 무선 랜(Wireless LAN : WLAN) 환경에서 이동 단말의 페이징을 수행하기에 적절한 계층 2(Layer 2 : L2) 정보를 이용한 클라이언트 기반의 크로스레이어(cross layer) 아이피 페이징 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명은 이동 단말에서 휴면 플래그(dormant flag)가 설정된 RS(Router Solicitation) 메시지를 현재 연결되어 있는 MAG(Mobile Access Gateway)에 전송하고, 상기 MAG은 상기 이동 단말의 페이징 영역을 계산 후, PBU(Proxy Binding Update) 메시지를 생성하여 휴면 플래그를 설정한 후 상기 계산한 페이징 영역 내의 MAG 주소 옵션을 추가하여 LMA(Link Mobility Anchor)로 전송하고, 상기 LMA는 상기 이동 단말의 상태 정보를 휴면 상태로 변경하고 그 이동 단말의 페이징 영역 정보를 저장한 후, 상기 MAG으로 휴면 플래그를 설정한 PBA(Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 전송하고, 상기 PBA 메시지를 전송 받은 MAG는 RA(Router Advertisement) 메시지를 생성하여 휴면 플래그를 설정하고, 상기 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 AP들의 BSSID 리스트 옵션을 추가하여 상기 이동 단말에 전송하고, 상기 RA 메시지를 수신한 이동 단말은 SME(Station Management Entity)를 통하여 MLME(MAC Layer Management Entity)에 휴면 요구 메시지를 전송한 후, 현재 상태를 휴면 상태로 변경하도록 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 클라이언트 기반의 크로스레이어 페이징 기법을 통해 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선랜(WLAN) 환경에서 이동 단말의 파워소비를 줄이고 시스템의 시그널링 로드를 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명은 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선랜(WLAN) 환경에서 AP를 통해 전달 받은 L2 정보를 통해 휴면 상태의 이동 단말에서 위치 업데이트를 결정하기 때문에, 페이징 영역의 변경 시에만 위치 업데이트를 위한 RS와 RA 메시지를 주고 받게 되고, 또한 LMA(Link Mobility Anchor)와 MAG(Mobile Access Gateway)에서 이동 단말 위치의 L2 정보를 통해 L2와 L3의 페이징 관리가 동시에 이루어지기 때문에 MAG와 LMA에 이동 단말의 위치 업데이트를 위한 시그널링 로드를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 시스템 내에 어디에서나 이동 단말에 홈 링크 환경을 에뮬레이트 해주는 프락시 모바일 아이피 특성에 적합하며, 이동 단말은 휴면 상태에서 Power Saving 모드로 전환하기 때문에 시스템 내의 이동 단말의 전력 소비를 줄일 수 있다.

도1과 도2는 본 발명에 관련된 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 좀 더 구체적으로는 IEEE 802.11 Wireless LAN (WLAN)의 참조 모델(Reference Model)을 나타내는 상태도이다.

무선랜(WLAN)에서의 Power Saving(PS) Mode는 SME(Station Management Entity)에서 발생하여 MLME(MAC Layer Management Entity)을 통해 동작한다. 상기 동작 과정을 간단히 설명하면, SME(Station Management Entity)에서 PS(Power Saving) Mode로의 변환을 요청하기 위해 MLME(MAC Layer Management Entity)에 전원관리 요청 메시지(MLME-POWERMGT.request)를 전달한다.

상기 전원관리 요청 메시지(MLME-POWERMGT.request)를 전달 받은 MLME는, 동작 프레임(Action frame)의 프레임 제어(Frame Control) 필드에 전원 관리 비트(Power Management bit)를 설정하여 AP(Access Point)에 전달하므로써 PS(Power Saving) Mode로의 변환을 AP에 알린다.

본 발명에서는 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선랜(WLAN) 환경에서 Power Saving을 위한 클라이언트 기반의 크로스 레이어 페이징을 수행하기 위해 아래와 같이 추가적인 메시지를 구성 및 기존의 메시지 수정이 필요하다.

1. 새롭게 추가된 802.11 WLAN Mac layer 메시지

1) 휴면 요구 메시지(MLME-DORMANT.request) : 이 메시지는 이동 단말이 휴면(dormant) 상태로의 변환을 수행 할 때 SME(Station Management Entity)에서 MLME(MAC Layer Management Entity)로 전달되며, 메시지가 전달될 때 이동 단말의 페이지 영역에 해당하는 AP들의 BSSID(Basic Service Set ID) 리스트를 포함하여 전달한다. MLME는 전달받은 BSSID 리스트를 저장하여 이동 단말이 저장된 BSSID 리스트에 포함되지 않은 AP에 접속 할 경우에만 링크 업(Link up) 메시지를 상위 레이어에 전달한다.

2) 활동 요구 메시지(MLME-ACTIVE.request) : MLME에 저장된 BSSID 리스트를 제거하고 PS 모드를 해제한다.

2. 수정된 PMIP 메시지

1) Router Solicitation (RS) : RS 메시지에 dormant flag를 설정한다.

2) Router Advertisement (RA) : RA 메시지에 dormant flag를 설정하고, 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 AP들의 BSSID 리스트를 option 필드에 추가한다. 또한, Router Lifetime을 최대 값으로 설정한다.

3) Proxy Binding Update (PBU) : PBU 메시지에 dormant flag를 설정하고, option 필드에 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 MAG 주소를 추가한다.

4) Proxy Binding Acknowledgement (PBA) : PBA 메시지에 dormant flag를 설정한다.

5) Neighbor Solicitation (NS) : NS 메시지에 paging flag를 설정한다.

이하, 도1과 도2를 참조하여 본 발명에 관련된 클라이언트 기반의 크로스레이어 페이징 기법의 휴면 과정(dormant process)와 페이징 과정(paging process)을 설명한다.

상기 휴면 과정(dormant process)은 이동 단말이 활동(active) 상태에서 휴면(dormant) 상태로 변경될 때와 페이징 영역을 벗어날 때 수행된다.

도1에 도시된 바와 같이, 이동 단말(MN : Mobile Node)은 휴면 플래그(dormant flag)를 설정한 RS(Router Solicitation) 메시지를 현재 연결되어 있는 MAG(Mobile Access Gateway)에 전송한다(S101). 상기 RS 메시지를 받은 MAG는 이동 단말의 페이징 영역을 계산한 후(S102), PBU(Proxy Binding Update) 메시지를 생성 하여 dormant flag를 설정한 후 앞서 계산한 페이징 영역 내의 MAG 주소 옵션을 추가하여 LMA(Link Mobility Anchor)에 전송한다(S103). 상기 LMA는 바인딩 캐시 엔트리 내에 이동 단말의 상태 정보를 dormant 상태로 변경하고 이동 단말의 페이징 영역 정보를 저장한 후(S104), PBU 메시지를 보낸 MAG에게 dormant flag를 설정한 PBA(Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 전송한다(S105). PBA 메시지를 전송 받은 MAG는 RA(Router Advertisement) 메시지를 생성하여 dormant flag를 설정하고, 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 AP들의 BSSID 리스트 옵션을 추가하여 이동 단말에 전송한다(S106). 상기 RA 메시지를 수신한 이동 단말은 SME를 통하여 MLME에 휴면 요구 메시지(MLME-DORMANT.request)를 전송한 후, 현재 상태를 휴면 상태(dormant state)로 변경한다.

다음, 상기 페이징 과정(paging process)은 실제로 프락시 모바일 아이피를 지원하는 무선랜(WLAN) 환경에서 수행되는 이동 단말의 페이징 수행 과정을 나타낸다.

도2에 도시된 바와 같이, LMA는 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 MAG에 페이징 요청(Paging request) 메시지를 전송한다(S201). 상기 페이징 요청 메시지를 수신한 MAG(Mobile Access Gateway)는 페이징 플랙(paging flag)을 설정한 NS(Neighbor Solicitation) 메시지를 생성하여 자신과 연결되어 있는 모든 이동 단말에 전송한다(S202). 상기 NS 메시지를 수신한 이동 단말은 SME를 통해 MLME에 활동 요구 메시지(MLME-ACTIVE.request)를 전송한다(S203). 그리고, 이동 단말은 PS(Power Saving) 상태를 마치고 활동(Active) 상태로 복원한 후, 링크업(Link Up) 이벤트를 발생시킨다(S204). 그리고, 이동 단말은 RS 메시지를 현재 연결되어 있는 MAG로 전송한다(S205). 상기 RS 메시지를 수신한 MAG는 PBU 메시지를 생성하여 LMA로 전송한다(S206). 이에 이동 단말의 바인딩 업데이트(Binding Update) 과정을 수행한다. 그리고, 상기 PBU 메시지를 수신한 LMA는 바인딩 캐쉬 엔트리(Binding Cache Entry)를 업데이트한 후, PBA 메시지를 MAG로 전송한다(S207). 상기 PBA 메시지를 전달 받은 MAG는 RA 메시지를 생성하여 해당 이동 단말에 전송한다(S208). 그리고, 모든 이동 단말의 Binding Update 과정이 완료되면 LMA는 버퍼링한 패킷을 이동 단말에 전송한다(S209).

도3은 본 발명에 따른 페이징 기능을 위한 단말의 동작 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이 Active 상태의 단말은 특정 Interval 주기에 한번씩(S301) 패킷 송수신이 있는지를 확인한 후(S302), 송수신이 발생하면 카운터(Counter)를 0으로 설정하고(S303), 발생하지 않으면 Counter를 1씩 증가시킨다(S304).

그리고, 상기 Counter의 값이 임계값(Threshold) 이상이 되는지 판단한다(S305). 상기 Counter의 값이 Threshold 이상이 되면(S305의 예), 휴면 상태(Dormant state)로 전이 절차를 수행한다. 즉, 단말은 RS 신호에 dormant flag를 설정하여 MAG에 전송하고(S306), MAG로부터 RA신호를 받는다(S307). 그리고, RA신호에 있는 단말의 페이징 영역의 정보를 저장한 후(S308), 단말의 상태를 PS Mode로 설정한다(S309).

그 후, DTIM 구간에 깨어나(S310) 비콘(Beacon) 신호를 확인한다(S311).

만약, 비콘(Beacon) 신호가 원래 AP가 아닌 새로운 AP일 경우(S312의 예), 해당하는 새로운 AP에 접속한다(S313). 그리고, 그 새로운 AP가 단말의 페이징 영역 안에 있는지를 확인하여(S314) 단말의 영역 밖일 경우(S314의 아니오), 새로 RS를 보내어 페이징 영역을 구하고(S316), 그렇지 않을 경우(S314의 예) 다음 DTIM 구간까지 Sleep 상태를 유지한다(S310).

상기 비콘(Beacon) 메시지 후에 페이징 메시지(NS)를 수신할 경우(S315의 예), 단말의 상태를 Active로 변경한다(S316). 그리고, 단말은 MAG에 RS신호를 보내어 연결을 재개한다(S317). 그리고 MAG에서 RA신호를 받은 후(S318), 데이터 통신을 재개한다.

도4와 도5는 본 발명에서 제안한 페이징 구조를 사용한 경우와 그렇지 않은 경우에 대한 신호 비용과 전력 소모량의 비교 결과를 보인 그래프이다.

도4는 이동하는 단말에 대한 네트워크 신호 비용을 비교한 결과를 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 단말의 이동 속도가 높아짐에 따라 제안한 페이징 구조의 효율성이 더 높아짐을 알 수 있다. 또한 도5는 통신을 하지 않는 상태에서의 전력 소모량을 비교한 결과를 보인 그래프이다. 또한 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 어느 한 AP에 포함된 단말의 수가 증가하여도 사용 전력이 기존 모델에 비해 항상 낮음을 알 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 페이징 영역의 변경 시에만 위치 업데이트를 위한 RS 메시지와 RA 메시지를 주고 받게 되고, 또한 LMA(Link Mobility Anchor)와 MAG(Mobile Access Gateway)에서 L2와 L3의 페이징 관리가 동시에 이루어지기 때문 에 MAG와 LMA에 이동 단말의 위치 업데이트를 위한 시그널링 로드를 줄일 수 있게 된다. 또한, 본 발명을 통해 이동 단말은 휴면 상태에서 Power Saving 모드로 전환하기 때문에 시스템 내의 이동 단말의 전력 소비를 줄일 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 관련된 클라이언트 기반의 크로스레이어 페이징 기법의 휴면 과정(dormant process)을 설명하기 위한 예시도.

도 2는 본 발명에 관련된 클라이언트 기반의 크로스레이어 페이징 기법의 페이징 과정(paging process)을 설명하기 위한 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 페이징 기능을 위한 단말의 동작 흐름도.

도 4는 본 발명에 따라 이동하는 단말에 대한 네트워크 신호 비용을 비교한 결과를 보인 그래프.

도 5는 본 발명에 따라 통신을 하지 않는 상태에서의 전력 소모량을 비교한 결과를 보인 그래프.

Claims (5)

1. 이동 단말에서 휴면 플래그(dormant flag)가 설정된 RS(Router Solicitation) 메시지를 현재 연결되어 있는 MAG(Mobile Access Gateway)에 전송하는 단계와;

   상기 MAG은 상기 이동 단말의 페이징 영역을 계산 후, PBU(Proxy Binding Update) 메시지를 생성하여 휴면 플래그를 설정한 후 상기 계산한 페이징 영역 내의 MAG 주소 옵션을 추가하여 LMA(Link Mobility Anchor)로 전송하는 단계와;

   상기 LMA는 상기 이동 단말의 상태 정보를 휴면 상태로 변경하고 그 이동 단말의 페이징 영역 정보를 저장한 후, 상기 MAG으로 휴면 플래그를 설정한 PBA(Proxy Binding Acknowledgement) 메시지를 전송하는 단계와;

   상기 PBA 메시지를 전송 받은 MAG는 RA(Router Advertisement) 메시지를 생성하여 휴면 플래그를 설정하고, 상기 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 AP들의 BSSID 리스트 옵션을 추가하여 상기 이동 단말에 전송하는 단계와;

   상기 RA 메시지를 수신한 이동 단말은 SME(Station Management Entity)를 통하여 MLME(MAC Layer Management Entity)에 휴면 요구 메시지를 전송한 후, 현재 상태를 휴면 상태로 변경하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 단말기를 휴면 상태로 변경하는 과정은,

   페이징 영역을 벗어날 때 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 휴면 요구 메시지는,

   이동 단말이 휴면 상태로의 변환을 수행 할 때 SME에서 MLME로 전달되며, 상기 메시지가 전달될 때 이동 단말의 페이지 영역에 해당하는 AP들의 BSSID(Basic Service Set ID) 리스트를 포함하여 전달되는 것을 특징으로 하는 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 이동 단말이 휴면 상태에 있을 경우,

   LMA에 패킷이 수신되면 상기 LMA는 그 패킷을 버퍼링한 후 이동 단말의 페이징 영역에 해당하는 MAG(Mobile Access Gateway)에 페이징 요청(Paging request) 메시지를 전송하는 단계와;

   상기 MAG는 페이징 플랙(paging flag)을 설정한 NS(Neighbor Solicitation) 메시지를 생성하여 자신과 연결되어 있는 모든 이동 단말에 전송하는 단계와;

   상기 이동 단말은 SME를 통해 MLME에 활동 요구 메시지를 전송하여 PS(Power Saving) 상태에서 활동(Active) 상태로 복원한 후, 링크업(Link Up) 이벤트를 발생하여 RS 메시지를 현재 연결되어 있는 MAG로 전송하는 단계와;

   상기 MAG은 PBU 메시지를 생성하여 LMA로 전송함으로써 이동 단말의 바인딩 업데이트를 수행하는 단계와;

   상기 LMA는 바인딩 캐쉬 엔트리를 업데이트한 후, PBA 메시지를 생성하여 MAG로 전송하는 단계와;

   상기 PBA 메시지를 전달 받은 MAG는 RA 메시지를 생성하여 해당 이동 단말에 전송하는 단계와;

   상기 이동 단말의 바인딩 업데이트가 완료되면 상기 LMA는 버퍼링한 패킷을 이동 단말에 전송하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 활동 요구 메시지는,

   상기 MLME에 저장된 BSSID 리스트를 제거하고 PS(Power saving) 모드를 해제하는 메시지인 것을 특징으로 하는 클라이언트 기반의 크로스레이어 아이피 페이징 방법.

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