KR100567319B1

KR100567319B1 - 패킷정합장치간 핸드오프 수행 방법

Info

Publication number: KR100567319B1
Application number: KR20030078114A
Authority: KR
Inventors: 류재홍; 류원; 이훈기
Original assignee: 한국전자통신연구원; 주식회사 케이티
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2006-04-04
Anticipated expiration: 2023-11-05
Also published as: KR20050043279A; JP2005143085A; US20050094599A1

Abstract

본 발명에 의한 패킷정합장치간 핸드오프 수행방법은 이동노드에 패킷서비스를 제공하는 패킷정합장치간에 핸드오프를 수행하는 방법에 있어서, 신패킷정합장치가 통신 네트워크를 형성하는 적어도 하나 이상의 구패킷정합장치로부터 이동노드(Mobile Node)의 가입자정보를 수신하는 단계; 상기 이동노드를 식별한 후 상기 이동노드에 대한 식별정보를 상기 이동노드가 접속했던 구패킷정합장치로 송신하는 단계; 상기 식별정보에 기초하여 상기 구패킷정합장치가 송신하는 상기 이동노드의 모든 정보를 수신하는 단계; 및 상기 모든 정보에 기초하여 상기 이동노드와 통신 채널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, PPP 재설정 없이 핸드오프를 수행하므로 단말기와 PPP 세션을 설정하는 시간과 이전에 설정된 PPP 세션을 해제하는 시간만큼 빠른 시간에 PDSN간 핸드오프를 수행할 수 있다

핸드오프, PDSN, PPP

Description

패킷정합장치간 핸드오프 수행 방법{Method for handoff between PDSN's}

도 1은 이동노드(Mobile Node)가 호를 최초로 접속하기위한 과정을 보여주는 신호 흐름도이다.

도 2는 이동노드의 이동성을 지원하기 위한 절차로서 도 1의 과정을 2회 수행하는 과정을 보여주는 신호 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 의한 패킷정합장치간 핸드오프 방법의 흐름을 보여주는 흐름도이다.

도 4는 이동노드가 이동하였을 때 도 3에 의한 핸드오프 방법에서 PPP 절차가 생략되는 과정을 자세히 보여주는 신호 흐름도이다.

본 발명은 패킷정합장치간 핸드오프(handoff)를 수행하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패킷정합장치간 핸드오프 수행시 발생할 수 있는 불필요한 PPP 재설정을 하지 않고 핸드오프를 수행할 수 있는 방법에 관한 것이다.

종래의 CDMA2000 기반의 무선 데이터 통신에서의 핸드오프 방법은 PCF(Packet Control Function)간 핸드오프와 패킷정합장치간 핸드오프로 나눌 수 있다. PCF간 핸드오프는 PCF간에 이동노드(Mobile Node)의 이동이 발생하는 경우를 의미하며, 이동 전후의 PCF는 변경되었으나, 동일한 패킷정합장치의 영역안에 있는 경우이다. 이 경우 이동노드가 사용한 임시주소(COA;Care of Address)는 변하지 않으므로 이동성이 보장된다.

패킷정합장치간 핸드오프는 다른 패킷정합장치 영역으로 이동노드가 이동하는 경우를 의미하며, 이 경우 COA가 변경되어 이동노드의 IP(Internet Protocol)를 새로 설정해 주어야 한다. 이를 위해서 패킷정합장치의 FA(Foreign Agent)기능을 이용하여 이동노드에게 IP를 재할당하고 이동노드가 새로운 FA에 등록하여야만 이동노드의 이동이 이루어진다. 즉, 이동노드가 패킷정합장치에 MIP(Mobile Internet Protocol)등록을 한 상태에서 그 패킷정합장치 영역내에 있는 다른 PCF로 이동하는 경우에는 PCF에서 그 이동성을 추적하고, IP망에서 이동노드로 보내지는 패킷은 이동노드의 IP주소에 의해 HA(Home Agent)를 거쳐 해당 패킷정합장치에 전달되며, 패킷정합장치는 R-P(Radio and Packet)인터페이스를 통해 새로운 상기 패킷을 PCF로 전달하고, PCF가 다시 이동노드에 전달한다.

그러나, 이동노드가 다른 패킷정합장치 영역으로 이동하는 경우에는 새로운 패킷정합장치에 MIP등록을 한다. 이는 새로운 패킷정합장치에게 자신의 IP 주소 이동을 알리는 것으로, 이 경우 새로운 FA가 HA에 등록을 하게 되므로, 이동노드로 전해지는 IP 패킷은 HA에서 새로운 패킷정합장치로 전달되어 이동노드에게 전달된다. 이러한 PPP(Point to Point Protocol)재등록으로 인한 지연시간 동안 발생되는 사용자 패킷의 유실을 막을 수 없는 문제점이 발생한다.

즉, 일반적으로 단말기의 PPP와 대응되는 접속점은 패킷정합장치가 되며, 단말기는 새로운 패킷정합장치로 이동이 되었으므로 새로운 PPP 접속점을 획득하기 위하여 PPP 세션(session)을 재설정하는 절차를 행하여야 한다.

이러한 상황에서 패킷정합장치간 핸드오프에서 발생할 수 있는 불필요한 PPP 재설정을 수행하지 않고 빠른 시간안에 패킷 정합장치간에 핸드오프를 수행하여야 하는 필요성이 제기된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패킷정합장치간 핸드오프 수행시 발생할 수 있는 불필요한 PPP 재설정을 하지 않고 핸드오프를 수행할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 패킷정합장치간 핸드오프 수행 방법은 이동노드에 패킷서비스를 제공하는 패킷정합장치간에 핸드오프를 수행하는 방법에 있어서, 신패킷정합장치가 통신 네트워크를 형성하는 적어도 하나 이상의 구패킷정합장치로부터 이동노드(Mobile Node)의 가입자정보를 수신하는 단계;상기 이동노드를 식별한 후 상기 이동노드에 대한 식별정보를 상기 이동노드가 접속했던 구패킷정합장치로 송신하는 단계; 상기 식별정보에 기초하여 상기 구패킷정합장치가 송신하는 상기 이동노드의 모든 정보를 수신하는 단계; 및 상기 모든 정보에 기초하여 상기 이동노드와 통신 채널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명 하도록 한다.

도 1은 이동노드(Mobile Node)가 호를 최초로 접속하기위한 과정을 보여주는 신호 흐름도이다. 이동노드(101)가 처음 호를 접속하는 경우, 이동노드(101)는 데이터 서비스 요구를 포함하는 발신 메시지를 PCF(102)에게 전달한다. PCF(Packet Control Function)는 호 설정시 AP(Access Point)와 PDSN(Packet Dats Serving Node; 이하 "패킷정합장치"라고 한다)사이의 시그날(signal) 및 데이터(traffic) 정보를 교환하는 역할을 수행한다. 상기 메시지를 수신한 PCF는 패킷정합장치(103)에게 이 정보를 송신하여 RP 연결 설정을 하고, PPP 연결 설정 절차(110)를 수행한다. 여기서 RP 연결은 PCF와 PDSN간 시그날링(signalling,A11)과 사용자 트래픽(A10)을 위한 인터페이스 연결을 말한다. 또 PDSN은 MIP(Mobile IP)에 있어서 FA(Foreign Agent)기능 및 단말기와 PPP 셋업을 하는 NAS(Network Access Server)기능을 수행한다. 이 때 이동노드(101)는 자신의 주소를 패킷정합장치(103)로부터 할당을 받고 PPP 설정을 완료(111)하게 되며, 패킷정합장치(103)는 광고(Advertisement)메시지를 주기적으로 이동노드에게 발송한다. 이 메시지를 통해 이동노드(101)는 자신의 현재 인터넷 접속점을 확인할 수 있다.

한편 이동노드(101)는 이 Advertisement메시지를 보고 MIP RRQ(Mobile IP Registration Request)를 패킷정합장치(103)에게 보내면(112), 패킷정합장치(103)와 HA(Home Agent, 104)는 가입자가 MIP가 지원가능한 가입자에 해당하는 지를 검색한 후 인증을 수행한다. 만약 인증이 되지 않는 가입자이면, 패킷정합장치(103)는 MIP RPL(Mobile IP Registration Reply)의 코드에 에러를 포함하여 이동노드(101)에 전송하고 호를 해제하게 된다. 그러나 정상적으로 MIP를 수행할 수 있는 가입자에 해당하는 경우라면, 패킷정합장치(103)는 방문자 정보를 유지하고 이동노드에 알림으로써 등록 절차를 마치게 된다(113). 이상과 같이 PPP가 설정되고 호가 유효하게 설정되면 이동노드(101)와 호스트(105)간에 실제로 데이터 통신이 이루어지게 된다(114).

핸드오프가 발생하는 경우의 예를 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 이동노드의 이동성을 지원하기 위한 절차로서 도 1의 과정을 2회 수행하는 과정을 보여주는 도면이다. 현재 이동노드(201)는 sPCF(source PCF,202)와 sPDSN(source PDSN,204)을 통하여 인터넷에 접속하여 데이터 서비스를 받고 있는 상황이다. 가입자가 이동을 하여 sPCF(202)와 tPCF(target PCF,203)와 tPDSN(target PDSN, 205)으로 핸드오프되어 새로운 RP 세션과 PPP 세션을 설정하여야 한다. 여기서 target PCF와 target PDSN은 가입자가 이동을 하여 새롭게 접속을 해야 할 망의 PCF와 PDSN을 말한다. 이 과정을 분설하면, 먼저 tPCF(203)는 tPDSN(205)로 A11 RRQ 메시지를 전송하고, 이에 따라 tPDSN(205)은 tPCF(203)로 RLP 메시지로 응답한다(210). 이 과정이 성공적이면 이동노드(201)와 tPDSN(205)사이에 PPP 세션이 재설정된다. 이 후 tPDSN(205)은 이동노드(201)로 MIP advertisement 메시지를 송신하고 이에 따라 이동노드는 tPDSN(205)으로 MIP Registration Request를 보낸다. 이에 응답하여 tPDSN(205)은 다시 이동노드(205)로 MIP Registration Reply를 보냄으로써 새로운 MIP가 설정된다(211). 그 후 sPCF(202)와 sPDSN(204)간에 시그날링을 위한 A11 인터페이스를 수행하고 기존의 PPP 세션을 해제한다(213). 이와 같이 패킷정합장치 간에 핸드오프를 하는 경우 새로운 PPP 세션을 설정하고 기존의 PPP 세션을 해제하는 과정이 필요하여 불필요한 시간과 자원이 소모될 가능성이 있다.

상기의 가능성을 배제하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도 3과 도4를 참조하면서 설명한다. 도 3은 본 발명에 의한 패킷정합장치간 핸드오프 방법의 흐름을 보여주는 흐름도이고, 도 4는 이동노드가 이동하였을 때 도 3에 의한 핸드오프 방법에서 PPP 절차가 생략되는 과정을 자세히 보여주는 신호 흐름도이다.

이제 도 3 및 도 4를 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명하면, 이동노드(401)가 이동하기 전에 sMiDAS(404)와 데이터 통신을 수행하고 있다가, 다른 망으로 이동하여 핸드오프가 필요한 상황을 보여준다. 아래의 설명을 위하여 용어를 정의하면, 신패킷정합장치는 이동노드가 이동하여 새롭게 접속을 하여 패킷서비스를 제공하여야 할 패킷정합장치를 말하며, 구패킷정합장치는 이동노드가 이동하기전에 접속하고 있었던 패킷정합장치를 말한다. 또 도 4에서 MiDAS(404,405)는 PDSN기능을 수행하는 장치로서 PDSN과 동의어로 사용하도록 한다. 이동노드(401)가 최초로 패킷 호를 시도할 때 구패킷정합장치(404)는 가입자가 최초로 설정한 가입자 정보를 그와 인접한 모든 패킷정합장치들에게 공유하도록 한다(301단계). 여기에서 가입자 정보란 가입자의 IP 주소, Icp 및 Ipcp시도시 정의된 옵션등을 말한다. 이러한 상태에서 가입자의 이동이 발생하였을 경우, 자신의 관할영역으로 이동하였음을 감지한 신패킷정합장치(405)는 그 가입자가 이동하기전에 접속하고 있었던 구패킷정합장치(404)로 그 이동노드의 가입자번호 및 IP 주소를 전달한다(302단계). 이를 수신한 구패킷정합장치(404)는 그 가입자의 모든 정보를 새로운 신패킷 정합장치(405)로 전달하게 된다. 이 정보를 수신한 신패킷정합장치(405)는 가입자의 정보를 데이터베이스화하여 저장하고(303단계), 이동노드와 MIP와 관련된 절차를 수행한다(304단계).

상기 실시예를 이동노드와 무선데이터통신망내의 장치들과의 신호흐름으로써 상술하면 다음과 같다. PCF(403)는 tMIDAS(405)로 A11 등록요청 메시지를 전송하고, 이에 따라 tMIDAS(405)는 tPCF(403)로 A11 등록응답 메시지를 송신함으로써(411), RP의 설정 절차는 도 2의 경우와 동일하다. 그러나 도 2에서 보이는 것과 같은 PPP 세션 설정 절차를 이동노드(401)가 이동하기 이전에 연결이 설정되어 있던 sPDSN(404)으로부터 PPP 세션과 관련한 자료들, 예를 들면 MN IP address, MRU, PFC(Protocol Control Field Compression), ACCM(Async Control Character Map), AFC(Address Control Field Compression)를 전송받아 MN의 PPP 설정자원으로 활용한다(412). tMIDAS(405)은 자신의 관할영역으로 이동한 이동노드(401)로 MIP advertisement 메시지를 송신하고 이에 따라 이동노드(401)는 tMIDAS(405)로 MIP Registration Request를 보낸다. 이에 응답하여 tMIDAS(405)는 다시 이동노드(405)로 MIP Registration Reply를 보냄으로써 새로운 MIP가 설정된다(413). 그 후 이동노드가 이동하기전에 속해 있었던 sPCF(402)와 sMIDAS(404)간에 시그날링을 위한 A11 인터페이스를 갱신한다(414).

한편 MIP 설정이 정상적으로 할당되었을 경우에 sPDSN(404)에 설정되어 있는 PPP 자원은 이동노드와 협의 없이 자체적으로 해제 또는 재설정 요구가 발생할 수도 있으므로 그 정보를 관리하는 차원에서만 보유한다.

본 발명에 의한 패킷정합장치간 핸드오프 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이타 저장장치등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를들면 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. 또한 본 발명에 의한 폰트 롬 데이터구조도 컴퓨터로 읽을 수 있는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이타 저장장치등과 같은 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 패킷정합장치간 핸드오프 수행 방법은 PPP 재설정 없이 핸드오프를 수행하므로, 단말기와 PPP 세션을 설정하는 시간(T1)과 이전에 설정된 PPP 세션을 해제하는 시간(T2)만큼 빠른 시간에 PDSN간 핸드오프를 수행할 수 있다. 여기서 T1과 T2는 망의 성능에 따라 차이가 날 수 있으나, LCP 협상시 최소한 6개의 메시지가 송수신되므로 한 개의 메시지당 0.1초(단말기의 성능을 기준으로 하였을 때) 정도의 시간이 필요하다고 하면, 0.1*6*2(해제절차 포함)=1.2초의 시간 단축 효과가 있게 된다.

Claims

이동노드에 패킷서비스를 제공하는 패킷정합장치간에 핸드오프를 수행하는 방법에 있어서,

(a) 신패킷정합장치가 통신 네트워크를 형성하는 적어도 하나 이상의 구패킷정합장치로부터 이동노드(Mobile Node)의 가입자정보를 수신하는 단계;

(b) 상기 신패킷정합장치가 관할하는 영역내로 진입하는 이동노드를 식별한 후 상기 이동노드에 대한 식별정보를 상기 이동노드가 접속했던 구패킷정합장치로 송신하는 단계;

(c) 상기 식별정보에 기초하여 상기 구패킷정합장치가 송신하는 상기 이동노드의 모든 정보를 수신하는 단계; 및

(d) 상기 모든 정보에 기초하여 상기 이동노드와 통신 채널을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷정합장치간 핸드오프 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)단계는

상기 신패킷정합장치가 관할하는 영역내로 진입하는 이동노드의 상기 가입자정보를 상기 이동노드가 최초로 접속한 구패킷정합장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 패킷정합장치간 핸드오프 방법.
제1항에 있어서, 상기 (b)단계는

상기 이동노드의 가입자정보와 IP 주소를 상기 식별정보에 포함시켜 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷정합장치간 핸드오프 방법.
제1항에 있어서, 상기 모든 정보는

PPP 세션설정을 위한 소정의 데이터를 포함하며, 상기 데이터를 이용하여 상기 이동노드와 PPP 세션을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷정합장치간 핸드오프 방법.
이동노드에 패킷서비스를 제공하는 패킷정합장치간에 핸드오프를 수행하는 방법에 있어서,

(a) 신패킷정합장치와 통신네트워크를 형성하는 적어도 하나 이상의 구패킷정합장치로부터 상기 이동노드의 가입자정보를 상기 이동노드가 최초로 접속한 구패킷정합장치로부터 수신하는 단계;

(b) 상기 신패킷정합장치가 관할하는 영역내로 진입하는 상기 이동노드를 식별한 후 상기 이동노드에 대한 식별정보를 상기 구패킷정합장치로 송신하는 단계;

(c) 상기 구패킷정합장치가 상기 식별정보에 기초하여 송신하는 상기 이동노드와 PPP 세션설정에 필요한 정보를 수신하는 단계; 및

(d) 상기 PPP 세션설정에 필요한 정보에 기초하여 상기 이동노드와 통신 채널을 형성하는 단계;를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.