KR100754209B1 - 모바일 ｉｐ에서의 효율적인 핸드오버 방법 - Google Patents

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Abstract

모바일 IP에서의 효율적인 핸드오버 방법이 개시된다. 본 발명에 의한 모바일 IP에서의 핸드오버 방법은, 모바일 에이전트로부터 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 수신하는 단계, 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 이용하여, 레이어 2 핸드오버(L2 handover)를 수행한 기지국 시스템(BSS)이 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있는지를 판단하는 단계, 및 기지국 시스템이 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있지 않는 경우, 레이어 3 핸드오버(L3 handover)를 수행하는 단계를 포함한다. L3 핸드오버가 필요한 경우에는 핸드오버의 지연을 줄일 수 있고, L3 핸드오버가 불필요한 경우에는 불필요한 핸드오버 관련 메시지의 전송을 방지하여 네트워크의 전송 효율을 높일 수 있다.

Description

모바일 ＩＰ에서의 효율적인 핸드오버 방법{Method of efficient handover in mobile IP}
도 1은 모바일 IP 환경의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 모바일 IP에서의 핸드오버 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 L2 트리거를 수행하는 경우의 핸드오버 과정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 모바일 IP 핸드오버 방법에서 사용되는 메시지의 무선 확장 형식의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 모바일 에이전트에 저장되는 링크 테이블의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 IP에서의 핸드오버 방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 모바일 IP 기술에 관한 것으로서, 특히 효율적인 핸드오버(handover) 방법에 관한 것이다.
모바일 IP에서의 핸드오버란 모바일 노드(mobile node: MN)가 이동 중에도 현재 사용 중인 서비스를 계속 제공받을 수 있도록 하는 기술이다. 일반적으로 모바일 IP에서는 이동 여부를 확인하기 위해 에이전트 광고 메시지(Agent Advertisement Message)를 이용한다. 그러나, 광고 메시지는 시간 간격을 가지고 주기적으로 발생하거나 에이전트가 에이전트 요청 메시지(Agent Solicitation Message)를 수신한 경우에만 전송하므로, 이동 탐지(Movement Detection)에서의 지연(latency)이 길어지게 된다.
이와 같은 이동 탐지 시간을 줄이기 위해 링크 레이어 정보(Link Layer Information)를 이용하는 방식이 제안되고 있다. 그러나, 레이어 2(layer 2: L2) 핸드오버와 레이어 3(layer 3: L3) 핸드오버의 발생이 반드시 일치하지는 않으므로 불필요한 메시지 교환과 데이터 처리가 발생하여 링크 효율(link throughput)이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 효율적인 이동 탐지를 통해 지연 시간을 줄이고 링크 효율을 높일 수 있는 모바일 IP에서의 핸드오버 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 모바일 IP에서의 핸드오버 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 모바일 IP에서의 핸드오버 방법은, 모바일 에이전트(Mobile Agent)로부터 상기 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 수신하는 단계; 상기 모바일 에이전트에 속해 있는 상기 하나 이상의 링크 ID를 이용하여, 레이어 2 핸드오버(Layer 2 handover)를 수행한 기지국 시스템(Base Station System: BSS)이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 기지국 시스템이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있지 않는 경우, 레이어 3 핸드오버(Layer 3 handover)를 수행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 상기 모바일 IP 핸드오버 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 모바일 IP 환경의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 모바일 IP 환경은 모바일 노드(mobile node: MN, 100), 홈 에이전트(home agent: HA, 110), 상대 노드(correapondent node: CN, 120), 외부 에이전트(foreign agent: FA), 기지국 시스템((Base Station System: BSS) 등으로 구성된다.
모바일 노드(100)는 모바일 IP를 이용하는 이동 단말이다. 모바일 IP의 이용을 시작할 때, 모바일 노드(100)는 홈 네트워크 상의 에이전트인 홈 에이전트(110)에 홈 주소(home adress: HoA)를 등록한다. 모바일 노드(100)가 다른 네트워크로 이동할 때, 이동한 현재 네트워크 상의 에이전트인 외부 에이전트(FA)에서 보조 주소(care of address: CoA)를 획득한다. 모바일 노드(100)는 획득한 CoA를 홈 에이 전트(110)로 보내어 등록한다.
홈 에이전트(110)는 CoA와 HoA를 대응시켜두고, 이후 상대 노드(120)에서 HoA로 데이터의 전송이 있는 경우, 데이터를 CoA로 전송한다.
외부 에이전트(FA)는 모바일 노드(100)가 방문한 외부 네트워크 상의 에이전트이다. 도 1에서는 외부 에이전트 FA1이 서브넷1을 담당하고, FA2가 서브넷 2를 담당한다.
하나의 서브넷에서는 하나 이상의 기지국(BSS)이 존재한다. 모바일 노드(100)가 기지국과 기지국 간에 이동할 때 핸드오버가 필요하다. 또한 서브넷과 서브넷 사이에 이동할 때 핸드오버가 필요하다. 기지국과 기지국 간의 핸드오버를 L2 핸드오버라 하고, 서브넷과 서브넷 사이의 핸드오버를 L3 핸드오버라 한다. L3 핸드오버에서는 외부 에이전트(FA) 간의 핸드오버가 발생한다.
도 1에서 모바일 노드가 BSS1이 담당하는 구역에서 BSS2가 담당하는 구역으로 이동하는 경우, L2 핸드오버가 필요하다. 그러나, BSS1과 BSS2 모두 FA1이 담당하는 동일한 서브넷(서브넷 1)에 속하므로, L3 핸드오버는 필요하지 않다.
모바일 노드가 BSS2가 담당하는 구역에서 BSS3가 담당하는 구역으로 이동하는 경우, 역시 L2 핸드오버가 필요하다. 이 경우, BSS2가 속한 서브넷1에서 BSS3가 속한 서브넷2로 이동하였으므로, L3 핸드오버가 필요하다.
도 2는 모바일 IP에서의 핸드오버 과정의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 모바일 IP에서의 핸드오버 과정은 크게 L2 핸드오버(L2 HO, 10), 이동 탐지(Movement Detection, 20), 등록(Registration, 30), 및 데이터 전송(Data Transmission, 40)의 과정으로 나눌 수 있다.
도 2에서 OFA(130)는 이동 전의 서브넷을 담당하는 외부 에이전트를 의미하고, NFA(140)는 이동 후의 서브넷을 담당하는 외부 에이전트를 의미한다. 이하에서는 설명의 편의상 OFA(130)가 도 1의 FA1이고, NFA(140)가 도 1의 FA2이며, 모바일 노드(100)가 BSS2가 담당하는 영역에서 BSS3가 담당하는 영역으로 이동한 경우를 예로 들어 설명한다.
OFA(130)는 일정 시간 간격을 두고 에이전트 광고 메시지를 전송한다(200). 모바일 노드(100)가 이동 전의 서브넷 영역에 있는 경우, 상대 노드(120)와의 통신은 홈 에이전트(110)과 OFA(130)를 통하여 이루어진다(210).
모바일 노드(100)가 NFA(140)가 담당하는 서브넷으로 이동한 경우, OFA(130)는 모바일 노드(100)로 데이터를 전송할 수 없게 된다(220). 이때 핸드오버가 수행된다.
우선 L2 핸드오버(10)가 수행된다. L2 핸드오버에 의해 모바일 노드(100)는 BSS3와 통신하게 된다.
NFA(140)도 일정 시간 간격을 두고 에이전트 광고 메시지를 전송한다(230). L2 핸드오버가 이루어진 후에는, 모바일 노드(100)는 NFA(140)가 보낸 에이전트 광고 메시지를 수신하게 된다. 이 과정을 이동 탐지(movement detection, 20)라고 한다.
NFA(140)가 보낸 에이전트 광고 메시지를 수신한 모바일 노드(100)는 NFA(140)로부터 부여받은 새로운 보조 주소(CoA)를 홈 에이전트(110)에 등록하도록 요청한다(240). 홈 에이전트는 새로운 CoA를 등록하고 모바일 노드(100)로 회신한다(250). 이 과정을 등록(Registration, 30)이라고 한다.
등록 이후에는 상대 노드(120)는 홈 에이전트(110)와 NFA(140)를 통하여 모바일 노드(100)와 통신할 수 있게 된다(260).
도 2를 참조하면, 외부 에이전트 NFA(140)는 일정 시간 간격을 두고 에이전트 광고 메시지를 발생한다. 따라서, 이동 탐지(20)에서의 지연이 발생하게 된다. 이러한 지연을 회피하기 위해 L2 트리거(L2 trigger)라는 동작을 수행한다.
도 3은 L2 트리거를 수행하는 경우의 핸드오버 과정의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2와 도 3을 비교하면, L2 트리거를 수행하는 경우 이동 탐지 과정(20)에서 모바일 노드(100)가 에이전트 요청 메시지(agent solicitation message)를 NFA(140)로 전송한다(232). 에이전트 요청 메시지를 수신한 NFA(140)는 에이전트 광고 메시지를 모바일 노드(100)로 전송한다(234). 이러한 L2 트리거 동작에 의해 이동 탐지 과정에서의 지연이 감소할 수 있다.
그런데, 모바일 노드(100)가 하나의 기지국(BSS)이 담당하는 영역에서 다른 기지국(BSS)이 담당하는 영역으로 이동하는 경우, L3 핸드오버가 항상 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 도 1에서 모바일 노드(100)가 BSS1이 담당하는 영역에서 BSS2가 담당하는 영역으로 이동하는 경우, L2 핸드오버가 수행되지만 L3 핸드오버가 수행될 필요는 없다. 그러나, 도 2 또는 도 3에 도시된 핸드오버 과정에서는 L3 핸드오버가 필요하지 않은 경우에도 에이전트 요청 메시지 또는 에이전트 광고 메시지를 송수신하여야 한다. 무선 네트워크에서는 이동 단말(100)의 이동이 빈번하므로, 불필요한 메시지의 전송은 링크의 효율(link throughput)을 낮아지게 한다. 특히 이들 메시지는 브로드캐스트(broadcast)되는 메시지이므로 링크 효율의 저하에 큰 영향을 미친다.
본 발명에서는, 모바일 에이전트가 에이전트 광고 메시지 또는 레이어 2 트리거 메시지에 링크 ID를 포함하여 전송하고, 모바일 노드가 L3 핸드오버가 필요한 상황과 불필요한 상황을 구별하여 대응하게 함으로써, L3 핸드오버가 필요한 경우에는 핸드오버의 지연을 줄이고, L3 핸드오버가 불필요한 경우에는 불필요한 메시지 교환을 방지하여 링크 효율을 향상하게 하는 모바일 IP 핸드오버 방법을 제시한다.
도 4는 본 발명에 따른 모바일 IP 핸드오버 방법에서 사용되는 메시지의 무선 확장 형식(wireless extension format)의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 메시지의 무선 확장 형식에서는 타입 필드(50), 길이 필드(52), 서브 타입 필드(54), 및 데이터 필드(56)가 포함되는 것이 바람직하다.
타입 필드(50)는 메시지의 타입을 나타내는 필드이다. 타입 필드(50)는 모바일 에이전트가 전송하는 메시지인지 또는 모바일 노드가 전송하는 메시지인지에 대한 정보를 포함한다.
길이 필드(52)는 데이터 필드(56)의 길이에 대한 정보를 포함한다.
서브 타입 필드(54)는 무선 기술의 종류에 대한 정보를 포함한다. 예를 들어, 서브 타입 필드(54)가 1의 값을 가지면 무선 랜(WLAN)의 기술을 사용하는 메시지임을 나타낼 수 있다.
데이터 필드(56)는 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 포함되는 하나 이상의 링크 ID를 포함한다. 링크 ID는 기지국 시스템의 ID(BSS ID)를 포함하는 것이 바람직하다.
모바일 에이전트는 자신에 속해 있는 링크 ID의 테이블을 저장하는 것이 바람직하다. 도 5는 모바일 에이전트에 저장되는 링크 테이블의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 링크 테이블의 예에서는 무선 랜을 사용하는 기지국 BSS1 내지 BSS3이 각각 링크 1 내지 링크 3에 대응되어 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 IP에서의 핸드오버 방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
모바일 노드(100)는 모바일 에이전트(mobile agent)로부터 본 발명에 따른 무선 확장 형식을 가지는 에이전트 광고 메시지를 수신한다(S300). 본 발명에 따른 무선 확장 형식을 가지는 에이전트 광고 메시지는 모바일 에이전트에 속해있는 하나 이상의 링크 ID를 포함한다.
모바일 노드(100)의 이동이 있으면 L2 핸드오버가 수행된다(S310). 모바일 노드는 모바일 에이전트로부터 L2 트리거 메시지를 수신한다(S320). 모바일 노드(100)는 현재 자신과 연결되어 있는 새로운 기지국 시스템(BSS)의 ID를 확인하고(S330), 에이전트 광고 메시지 또는 L2 트리거 메시지에 포함된 링크 ID를 이용하여 L2 핸드오버에 의해 새로 연결된 기지국 시스템(BSS)가 현재의 모바일 에이전트에 속해 있는지를 판단한다(S340).
링크 ID는 기지국 시스템의 ID를 포함하므로, 새로 연결된 기지국 시스템의 ID가 수신된 링크 ID 중에 포함되어 있는지 여부를 검사하면, 새로 연결된 기지국 시스템이 현재의 모바일 에이전트에 속해 있는지를 판단할 수 있다.
만일 새로운 기지국 시스템이 현재의 모바일 에이전트에 속해 있다면 L3 핸드오버가 필요없게 된다. 이는 도 1에서 모바일 노드가 BSS1이 담당하는 영역에서 BSS2가 담당하는 영역으로 이동한 경우에 해당한다.
만일 새로운 기지국 시스템이 현재의 모바일 에이전트에 속해 있지 않다면, 새로운 모바일 에이전트와 L3 핸드오버를 수행하여야 한다. 따라서, 에이전트 요청 메시지(agent solicitation message)를 전송한다(S350). 에이전트 요청 메시지는 새로운 기지국 시스템(BSS)를 통하여 새로운 모바일 에이전트(예를 들어, 도 2의 NFA)로 전달된다. 새로운 모바일 에이전트에서는 에이전트 광고 메시지를 전송한다. 모바일 노드는 에이전트 광고 메시지를 수신한다(S360). 다음에는 등록 과정을 수행하기 위해 등록 요청 메시지가 전송된다(S370).
도 6을 참조하면, 각각의 메시지들은 본 발명에 따른 무선 확장 형식을 사용한다. 모바일 에이전트는 에이전트 광고 메시지와 L2 트리거 메시지 등에 자신에게 속해 있는 링크 ID를 포함시켜 전송한다. 모바일 노드는 등록 요청 메시지에 자신이 속해 있는 링크 ID를 포함시켜 전송한다. 모바일 에이전트는 모바일 노드로부터 수신한 링크 ID를 자신의 링크 테이블에 저장한다.
이와 같이 본 발명에 따른 핸드오버 방법에서는 모바일 에이전트와 모바일 노드 간에 교환되는 메시지들에 모바일 에이전트에 속해 있는 링크 ID를 포함시켜 송수신하고, 모바일 노드에서는 수신한 링크 ID를 이용하여 L2 핸드오버를 수행한 기지국 시스템이 현재의 모바일 에이전트에 속해 있는지를 판단하고, 이에 따라 L3 핸드오버가 필요한지를 판단한다. 이러한 방식에 의하면, L3 핸드오버가 필요한 경우에는 핸드오버의 지연을 줄일 수 있고, L3 핸드오버가 불필요한 경우에는 불필요한 핸드오버 관련 메시지의 전송을 방지하여 네트워크의 전송 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
본 발명에 따른 핸드오버 방법에 의하면, 모바일 에이전트와 모바일 노드 간에 교환되는 메시지들에 모바일 에이전트에 속해 있는 링크 ID를 포함시켜 송수신 하고, 모바일 노드에서는 수신한 링크 ID를 이용하여 L2 핸드오버를 수행한 기지국 시스템이 현재의 모바일 에이전트에 속해 있는지를 판단하여 이에 따라 L3 핸드오버가 필요한지를 판단한다. 이러한 방식에 의해, L3 핸드오버가 필요한 경우에는 핸드오버의 지연을 줄일 수 있고, L3 핸드오버가 불필요한 경우에는 불필요한 핸드오버 관련 메시지의 전송을 방지하여 네트워크의 전송 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 모바일 에이전트(Mobile Agent)로부터 상기 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 포함하는 에이전트 광고 메시지(Agent Advertisement Message)를 수신하는 단계;
    상기 모바일 에이전트에 속해 있는 상기 하나 이상의 링크 ID를 이용하여, 레이어 2 핸드오버(Layer 2 handover)를 수행한 기지국 시스템(Base Station System: BSS)이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 기지국 시스템이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있지 않는 경우, 레이어 3 핸드오버(Layer 3 handover)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 IP에서의 핸드오버 방법.
  2. 모바일 에이전트(Mobile Agent)로부터 상기 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 포함하는 에이전트 광고 메시지(Agent Advertisement Message)를 수신하는 단계;
    상기 모바일 에이전트에 속해 있는 상기 하나 이상의 링크 ID를 이용하여, 레이어 2 핸드오버(Layer 2 handover)를 수행한 기지국 시스템(Base Station System: BSS)이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 기지국 시스템이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있지 않는 경우, 레이어 3 핸드오버(Layer 3 handover)를 수행하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  3. 모바일 에이전트(Mobile Agent)로부터 상기 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 포함하는 레이어 2 트리거 메시지(Trigger Message)를 수신하는 단계;
    상기 모바일 에이전트에 속해 있는 상기 하나 이상의 링크 ID를 이용하여, 레이어 2 핸드오버(Layer 2 handover)를 수행한 기지국 시스템(Base Station System: BSS)이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 기지국 시스템이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있지 않는 경우, 레이어 3 핸드오버(Layer 3 handover)를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 IP에서의 핸드오버 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 모바일 에이전트로 현재 연결되어 있는 링크 ID를 포함하는 등록 요청 메시지(Registration Request Message)를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 IP에서의 핸드오버 방법.
  5. 모바일 에이전트(Mobile Agent)로부터 상기 모바일 에이전트에 속해 있는 하나 이상의 링크 ID를 포함하는 레이어 2 트리거 메시지(Trigger Message)를 수신하는 단계;
    상기 모바일 에이전트에 속해 있는 상기 하나 이상의 링크 ID를 이용하여, 레이어 2 핸드오버(Layer 2 handover)를 수행한 기지국 시스템(Base Station System: BSS)이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있는지를 판단하는 단계; 및
    상기 기지국 시스템이 상기 모바일 에이전트가 담당하는 서브넷에 속해 있지 않는 경우, 레이어 3 핸드오버(Layer 3 handover)를 수행하는 단계를 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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