KR20150139320A - Method of MIH Handover in the u-TSN Network based on HMIPv6 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 MIH 핸드오버 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 HMIPv6 기반 u-TSN에서의 MIH 핸드오버 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a MIH handover method, and more particularly, to a MIH handover method in an HMIPv6 based u-TSN.
새로운 통신망과 통신기술이 등장함에 따라 많은 트래픽 문제들이 생길 수 있다. 트래픽 양이 증가할수록 손실되는 패킷 데이터 양도 증가한다. As new communication networks and communication technologies emerge, a lot of traffic problems can arise. As the amount of traffic increases, the amount of lost packet data increases.
u-TSN(Ubiquitous Transpotation Sensor Network)은 운전자들과 보행자들을 위하여 도로 안전과 교통 관리를 용이하게 하는 차세대 기술이다. u-TSN 시스템에서는, 차량과 차량 주변장치들의 정보를 수집하고 분석하여 다양한 교통정보를 사용자에게 제공하는 환경에서는 패킷 손실을 최소화하는 방안이 필요하다.The u-TSN (Ubiquitous Transpotation Sensor Network) is a next-generation technology that facilitates road safety and traffic management for drivers and pedestrians. In the u-TSN system, it is necessary to minimize the packet loss in the environment where the information of the vehicle and the peripherals are collected and analyzed to provide various traffic information to the user.
u-TSN은 UVS(Uiqutious Vehicle Sensor),UIS(Ubiquitous Infrastructure)와 UTC(Ubiquitous Transportation Center)로 구성되어 있다. UVS간 통신(V2V)과 UVS와 UIS 간의 통신(V2I)은 IEEE 802.11a, UIS간 통신(V2I)은 IEEE 802.11g 무선통신, UIS와 UTS 간의 통신(I2C)은 이더넷 통신이 적용되었다.The u-TSN consists of UVS (Uiqutious Vehicle Sensor), UIS (Ubiquitous Infrastructure) and Ubiquitous Transportation Center (UTC). The communication between the UVS and the UIS (V2V), the UVS and the UIS (V2I), the IEEE 802.11a, the UIS communication (V2I), the IEEE 802.11g wireless communication, and the UIS and UTS communication (I2C).
교통 흐름 제어, 차량의 안전, 품질 높은 교통 상황 서비스를 제공하기 위해서는 u-TSN 네트워크 망 안에서 주기적인 교통정보를 끊김 없이 수신해야 한다. In order to provide traffic flow control, vehicle safety, and high quality traffic situation service, periodic traffic information should be received continuously in u-TSN network.
IEEE 802.21 WG(Working Group)은 무선 랜, Wi MAX, 셀룰러 망 등과 같은 이기종 접속 망 사이의 끊김 없는 핸드오버 성능을 향상시키기 위한 프레임 워크 및 메커니즘에 대한 MIH(Media Independent Handover)표준을 2008년 말에 완성하였다.The IEEE 802.21 Working Group (WG) has developed a media independent handover (MIH) standard for frameworks and mechanisms to improve seamless handover between heterogeneous access networks such as WLAN, WiMAX, and cellular networks at the end of 2008 Completed.
MIH는 이동성 관리 프로토콜이 하부 물리 및 링크 계층과 연계를 통하여 이기종 네트워크 간 핸드오버 시 사용자 응용서비스의 성능을 최적화하기 위한 구조, 서비스 및 프로토콜 절차 등을 규정하고 있다.The MIH defines the structure, service, and protocol procedures for optimizing the performance of the user application service when the mobility management protocol handles inter-network interworking with the underlying physical and link layers.
MIH은 이전 네트워크에서 제공받던 서비스에 대한 품질 저하를 최소로 하여 품질을 보장하는 것을 목표로 하고 있다. 따라서 다른 기종 네트워크 환경에서 원활한 핸드오버 수행을 지원하기 위해 프레임 워크, 네트워크 정보 수집 기능, 끊김 없는 핸드오버를 위한 명령 절차 등을 표준화 항목으로 지정하였다.MIH aims to guarantee the quality by minimizing the quality deterioration of the service provided in the previous network. Therefore, in order to support smooth handover in other network environments, the standardization items such as framework, network information collection function, and command procedure for seamless handover are specified.
이중 HMIPv6는 Mobile IP에서 서로 다른 단말 간에 핸드오버시 발생할 수 있는 신호 발생 문제점에 대한 해결책을 제시하고 있다. 즉, 기존 Mobile IP에서 통신 중인 노드가 이동 중에서도 연결을 유지하도록 하는 것이다.HMIPv6 provides a solution to the problem of signal generation that may occur in handover between different terminals in Mobile IP. That is, the node that is communicating with the existing Mobile IP maintains the connection even during the movement.
도 1은 종래 발명의 실시 예에 따른 u-TSN 망의 계층적 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, u-TSN은 실시간으로 개별적으로 차량의 현재 정보를 교통 체계를 구성하는 UIS, UVS, UTC 같은 요소들로부터 교통 정보를 수집하고 서로 상호 작용으로 전달하는 기능을 동시에 수행한다.1 is a diagram illustrating a hierarchical structure of a u-TSN network according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the u-TSN simultaneously collects current information of the vehicle in real time, collects traffic information from elements such as UIS, UVS, and UTC constituting the traffic system, do.
도 1에서 도시한 바와 같이, layer 1에서는 차량의 데이터를 수집하고 가공하는 기능을 갖는다. UVS는 차량의 현재 상황에 대한 정보를 수집한다. layer 2에서는 V2V Ad-Hoc Network의 정보 전달 및 로컬 정보를 무선으로 중계하는 무선 라우터 기능을 수행한다. Layer 3에서 AP 계층 외부망 및 센터와의 연계를 위한 통신 물리 계층으로써 Layer2 에 대한 인프라를 통제하는 역할을 담당한다. As shown in Fig. 1,
그런데, 종래에는 네트워크를 이동할 때마다 HA(Home Agent)와 이동하고자 하는 노드에게 자신의 위치정보를 등록해야 하기 때문에 단말의 핸드오버 횟수가 증가하게 되면 다른 단말과의 위치 정보 업데이트에 따라 바인딩 되는 횟수가 증가하여 신호방식 트래픽이 증가하여 끊김 없는 수준 높은 서비스를 지원할 수 없는 문제점이 있었다.
Conventionally, each time a network is moved, its own location information is registered to a home agent (HA) and a node to be moved. Therefore, when the number of handover times of the terminal increases, the number of times of binding There is a problem that the traffic of the signaling method is increased and the service can not be supported without interruption.
본 발명에서는 HMIPv6 기반의 MAP 선택기법을 통해 노드의 이동범위와 현재 상태를 고려하여 바인딩에 필요한 지연 시간을 감소시키거나 핸드오버 지연시간을 감소시킴으로써 패킷 손실 발생 확률을 감소시키는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
According to the present invention, there is provided a method for reducing a packet loss occurrence probability by reducing a delay time required for binding or a handover delay time considering a moving range and a current state of a node through an HMIPv6-based MAP selection scheme .
본 발명의 일면에 따른, MIH 핸드 오버 방법은 복수의 차량에 장착된 UVS로부터 교통 정보를 획득하는 단계; 획득한 상기 교통 정보로부터 상기 차량의 위치, 속도 및 상기 차량의 교통량을 포함하는 차량 정보를 추출하는 단계; 추출한 상기 차량 정보를 토대로 도로망 정보 저장 및 관리 기능을 수행하는 단계; 및 수행한 결과를 토대로 HMIPv6 기반의 MAP 선택 기법을 적용하는 단계를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, an MIH handover method includes: acquiring traffic information from a plurality of vehicle-mounted UVSs; Extracting vehicle information including the position, speed, and traffic volume of the vehicle from the acquired traffic information; Performing a road network information storage and management function based on the extracted vehicle information; And applying the HMIPv6-based MAP selection scheme based on the result of the MAP selection.
본 발명에 따르면, HMIPv6 적용된 u-TSN 망에서 핸드오버 지연시간을 단축함으로써 통신 효율을 높일 수 있다. According to the present invention, the communication efficiency can be improved by shortening the handover delay time in the u-TSN network using HMIPv6.
또한, MAP 기법을 적용하여 u-TSN 망에서 단말이 위치 이동시 기존의 다른 방식들보다 상당히 낮고 안정된 핸드오버 지연시간을 갖음으로써 신뢰성이 보장되고 끊김없는 통신 서비스가 제공될 수 있다. Also, by applying the MAP scheme, the UE can considerably lower the handover delay time than other conventional schemes in the u-TSN network, thereby ensuring reliable and seamless communication service.
이어, u-TSN 환경에서 끊김없는 통신 서비스를 지원하기 위한 QoS 개선방안 연구에 도움을 줄 수 있다.
Next, it can help to study QoS improvement method to support seamless communication service in u-TSN environment.
도 1은 종래 발명의 실시 예에 따른 u-TSN 망의 계층적 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 MAP을 적용한 u-TSN 망의 계층적 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MIH 핸드오버 방법의 순서도. 1 is a diagram showing a hierarchical structure of a u-TSN network according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a hierarchical structure of a u-TSN network applying MAP according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of an MIH handover method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 MAP을 적용한 u-TSN 망의 계층적 구조를 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a hierarchical structure of a u-TSN network to which a MAP according to an embodiment of the present invention is applied.
도 2에 도시한 바와 같이, 이전 u-TSN 망에서 UVS는 단말을 의미한다. 기존 의 도 1에서의 u-TSN부터 추가된 MAP 기법을 제안하는 방식으로 Layer 2.5를 추가하였다. As shown in FIG. 2, in the previous u-TSN network, UVS means a terminal. Layer 2.5 was added as a proposed MAP scheme from the existing u-TSN in Fig.
뿐만 아니라 u-TSN의 구조를 적극 활용하여 MAP 영역 밖에 있는 단말이나 장치끼리도 정보를 주고 받으면서 수준 높은 교통 정보 서비스를 수신할 수 있다.In addition, by utilizing the structure of u-TSN, it is possible to receive high-level traffic information service while exchanging information between terminals or devices outside the MAP region.
따라서 HMIPv6의 계층적 구조를 활용하여 Layer 3과 Layer2 사이에 MAP을 설치하여 UVS가 다른지역으로 이동했을 때 기존 MIPv6 가지고 있었던 신호 방식 절차를 축소하여 네트워크 망에 대한 부하를 줄이고 원활한 서비스를 제공할 수 있다.Therefore, when MAPs are installed between
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 MIH 핸드오버 방법의 순서도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 복수의 차량에 장착된 UVS로부터 교통 정보를 획득한다(S110).3 is a flowchart of an MIH handover method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, first, traffic information is acquired from UVS mounted on a plurality of vehicles (S110).
구체적으로, UVS는 임의의 시간 동안 교통에 대한 정보를 수집하여 이를 가공한다. UIS 통신 내에서는, UVS는 V2I를 이용하여 직접 UIS로 전달하고 UIS 통신 영역 밖에서는 V2V 및 V2I를 이용하여 UIS로 데이터를 서로 송수신한다.Specifically, the UVS collects and processes information about traffic for any time. In UIS communication, UVS transmits directly to UIS using V2I, and transmits and receives data to UIS using V2V and V2I outside the UIS communication area.
또한, UVS는 노드 간에 통행 거리 시간을 계산하여 노드에 변화가 생겼을 때 새로운 노드를 생성하거나 검색 및 탐색하여 인접 노드까지의 시간을 계산한다.In addition, UVS computes the travel time between nodes, and when a change occurs in a node, a new node is created or searched and searched to calculate the time to the adjacent node.
UVS는 노드 통과시 차량의 대한 정보를 수집한다. 이를 위해서는 UVS 내에 차량 이동에 대한 변화에 대한 정보를 수집하고 기록할 수 있는 장치가 필요하다. 이벤트가 발생시 UVS는 차량 자체의 센서를 통해 현 상태에 대한 정보를 수집한다. UIS 통신범위 안에 있을 경우, 차량의 정보를 UIS로 전달하기 위해서 UIS간 통신이 가능 여부를 확인할 수 있는 V2I 통신 기능이 필요하다.The UVS collects information about the vehicle when it passes through the node. This requires a device that can collect and record information about changes in vehicle movement within the UVS. When an event occurs, the UVS collects information about the current state through sensors on the vehicle itself. If it is within the UIS communication range, a V2I communication function is required to confirm whether communication between the UIS is possible in order to transmit the vehicle information to the UIS.
이어, 획득한 교통 정보로부터 차량의 위치, 속도 및 차량의 교통량을 포함하는 차량 정보를 추출한다(S120). Then, the vehicle information including the position, speed, and traffic volume of the vehicle is extracted from the obtained traffic information (S120).
구체적으로, UIS는 교통 정보로부터 인프라와 V2I와 노드를 통과하는 차량의 위치와 속도 그리고 교통량과 같은 차량 정보를 추출한다. Specifically, the UIS extracts vehicle information such as location, speed, and traffic volume of vehicles passing through the infrastructure and V2I and nodes from traffic information.
계속하여, 추출한 차량 정보를 토대로 도로망 정보 저장 및 관리 기능을 수행한다(S130).Subsequently, the road network information storage and management function is performed based on the extracted vehicle information (S130).
구체적으로, UIS는 추출한 차량 정보를 노드 간에 차량에 제공하기 위해 도로망 정보 저장 및 관리기능을 수행한다. UIS는 돌발상황 발생시 새로운 노드를 생성하거나 탐색하여 구간에 대한 시간을 계산한다. 수집된 노드 간의 시간과 정보를 차량에게 제공하기 위해 저장하고 관리기능을 수행한다. Specifically, the UIS performs road network information storage and management functions to provide extracted vehicle information between the nodes to the vehicle. UIS calculates the time for the interval by creating or searching for a new node when an unexpected situation occurs. And stores and manages the time and information between the collected nodes to provide the vehicle.
수행한 결과를 토대로 HMIPv6 기반의 MAP 선택 기법을 적용한다(S140). And the HMIPv6-based MAP selection scheme is applied based on the result of performing the MAP selection scheme (S140).
구체적으로, 단말은 수행한 결과와 MAP 영역 내의 단말들로부터 수신한 메시지를 토대로 바인딩 업데이트를 수행하여 차량의 위치 정보를 갱신한다. Specifically, the terminal updates the location information of the vehicle by performing binding update based on the result of the execution and the message received from the terminals in the MAP region.
따라서, 단말은 차량간 이동정보가 매번 갱신될 때마다 주고받았던 신호 방식 절차를 중간에 MAP을 설치하면서 효율적으로 바인딩 업데이트를 진행할 수 있다.Accordingly, the terminal can efficiently perform the binding update while installing the MAP in the middle of the signaling procedure that is exchanged every time the inter-vehicle movement information is updated.
본 발명에 따르면, HMIPv6 적용된 u-TSN 망에서 핸드오버 지연시간을 단축함으로써 통신 효율을 높일 수 있다. According to the present invention, the communication efficiency can be improved by shortening the handover delay time in the u-TSN network using HMIPv6.
또한, MAP 기법을 적용하여 u-TSN 망에서 단말이 위치 이동시 기존의 다른 방식들보다 상당히 낮고 안정된 핸드오버 지연시간을 갖음으로써 신뢰성이 보장되고 끊김없는 통신 서비스가 제공될 수 있다. Also, by applying the MAP scheme, the UE can considerably lower the handover delay time than other conventional schemes in the u-TSN network, thereby ensuring reliable and seamless communication service.
이어, u-TSN 환경에서 끊김없는 통신 서비스를 지원하기 위한 QoS 개선방안 연구에 도움을 줄 수 있다.Next, it can help to study QoS improvement method to support seamless communication service in u-TSN environment.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention, but are intended to be illustrative, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents, which fall within the scope of the present invention as claimed.
Claims (2)
획득한 상기 교통 정보로부터 상기 차량의 위치, 속도 및 상기 차량의 교통량을 포함하는 차량 정보를 추출하는 단계;
추출한 상기 차량 정보를 토대로 도로망 정보 저장 및 관리 기능을 수행하는 단계; 및
수행한 결과를 토대로 HMIPv6 기반의 MAP 선택 기법을 적용하는 단계
를 포함하는 MIH 핸드 오버 방법.
Obtaining traffic information from outside the vehicle through UVS mounted on a plurality of vehicles;
Extracting vehicle information including the position, speed, and traffic volume of the vehicle from the acquired traffic information;
Performing a road network information storage and management function based on the extracted vehicle information; And
Applying HMIPv6 based MAP selection method based on the result
Gt; MIH < / RTI >
상기 수행한 결과와 MAP 영역 내의 단말들로부터 수신한 메시지를 토대로 바인딩 업데이트를 수행하여 상기 차량의 위치 정보를 갱신하는 것
인 MIH 핸드 오버 방법.
2. The method of claim 1, wherein applying the HMIPv6-based MAP selection scheme comprises:
And updating the location information of the vehicle by performing binding update based on the result of the performing and the message received from the terminals in the MAP region
Gt; MIH < / RTI >
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