KR20080052051A - Handover method in ip-based wireless networks - Google Patents

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KR20080052051A
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access system
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박현서
임선배
강숙양
배정숙
김재호
김경숙
신경철
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한국전자통신연구원
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Abstract

A handover method in an IP-based radio network is provided to enable a terminal to receive an IP in an IP management area, and keep an IP address regardless of the movement of the terminal when there is a session performed by the terminal, thereby performing the handover of the terminal without changing the IP address of the terminal to prevent a delayed time and a data loss. A PSS(Portable Subscriber Station)(101) reports a radio access status to a RAS(Radio Access System)(102)(S401). The PSS requests a new RAS(105) to perform the handover of the terminal(S402). The new RAS determines whether to receive the terminal and transmits a handover response to a previous RAS(S403). The previous RAS sets a data path to the new RAS during handover and prevent a loss of data during the handover(S404). The previous RAS directs the PSS to perform handover(S405). The PSS performs a radio access connection with the new RAS(S406). The new RAS completes the radio access connection with the PSS(S407). The new RAS sets a radio data path to the PSS(S408). The new RAS notifies a radio access gateway(103) that the PSS is registered in itself(S409). The radio access gateway processes a registration request, releases the data path of the PSS through the previous RA, and sets the data path of the PSS through the new RAS(311,S411). Accordingly, an IP(Internet Protocol) bearer path to the PSS is completed.

Description

아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법{HANDOVER METHOD IN IP-BASED WIRELESS NETWORKS}Handover method in IP-based wireless network {HANDOVER METHOD IN IP-BASED WIRELESS NETWORKS}

도 1은 종래 기술에 따른 WiBro의 서비스 망 구성도로 DHCP에서 IP 할당 및 관리, HA에서 위치 관리를 수행하는 시스템을 나타낸 도면,1 is a diagram illustrating a system for performing IP allocation and management in DHCP and location management in HA according to a WiBro service network configuration according to the prior art;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IP 기반 무선망 구성도로 WAGW/DHCP에서 단말의 IP 할당 및 관리, 위치 서버에서 위치 관리를 수행하는 시스템을 나타낸 도면,2 is a diagram illustrating a system for performing IP allocation and management of a terminal in a WAGW / DHCP and location management in a location server according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 IP 기반 무선망에서 단말이 망에 접속할 때 IP 주소를 할당 받고 네트워크에 등록하는 과정을 나타낸 도면,3 is a diagram illustrating a process of registering an IP address and registering an IP address when a terminal accesses a network in an IP-based wireless network according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 단말의 IP 주소를 할당한 네트워크 노드의 영역 내에서 단말이 이동하는 경우 단말의 IP 관리 및 위치 관리 과정을 나타낸 도면,4 is a diagram illustrating an IP management and location management process of a terminal when the terminal moves within an area of a network node to which the terminal assigns an IP address according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말의 IP 주소를 할당한 네트워크 노드의 영역을 벗어나 단말이 이동하는 경우 진행 중인 데이터 세션이 있는 경우 단말의 IP 관리 및 위치 관리와 핸드오버 과정을 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating an IP management, location management, and handover process of a terminal when there is an ongoing data session when the terminal moves out of an area of a network node to which the terminal assigns an IP address according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 아이피(IP) 기반 무선망에서의 핸드오버 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 인터넷 뿐만 아니라 다양한 무선 액세스 기술을 포함한 IP 기반 무선망에서 단말기의 IP를 변경하지 않고 핸드오버하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a handover method in an IP (IP) -based wireless network, and more particularly to a method for handover without changing the IP of the terminal in an IP-based wireless network including various wireless access technologies as well as portable Internet It is about.

무선 통신 기술의 발전과 인터넷의 인기가 결합되어 IP 기반 무선망이 차세대 네트워크 시스템으로 각광 받고 있다. 이동통신 기반의 패킷 서비스 시스템인 3GPP HSPA, 3GPP LTE, 3GPP2 EV-DO, 고정통신에 이동성을 결합한 WiBro, 차세대 무선랜, IEEE 802.16e, IEEE 802.20 등 다양한 IP 기반 무선망이 나타나고 있다.With the development of wireless communication technology and the popularity of the Internet, IP-based wireless networks are spotlighted as next generation network systems. Various IP-based wireless networks such as 3GPP HSPA, 3GPP LTE, 3GPP2 EV-DO, mobile communication-based packet service system, WiBro combining mobile with fixed communication, next-generation wireless LAN, IEEE 802.16e, and IEEE 802.20 are emerging.

IP 기반 무선망에서 단말에 IP를 할당하고 관리하며, 단말의 이동에 따른 위치 관리는 사용자에게 끊김 없는 서비스를 제공하기 위해 무엇보다 중요한 기술 요소이다.In the IP-based wireless network, IP is allocated to the terminal and managed, and location management according to the movement of the terminal is an important technical element to provide a seamless service to the user.

도 1은 종래 기술에 따른 WiBro의 서비스 망 구성도로 DHCP에서 IP 할당 및 관리, HA에서 위치 관리를 수행하는 시스템을 도시한 것이다.1 is a diagram illustrating a system for performing IP allocation and management in DHCP and location management in HA according to a WiBro service network configuration according to the prior art.

사용자 서비스 장치(Portable Subscriber Station; PSS)(11)는 무선 액세스 장치(Radio Access System; RAS)(12)를 통해 IP 베어러 서비스를 제공하는 액세스 제어 라우터(Access Control Router; ACR)(13)로 접속한다. 이때, 사용자 서비스 장치(11)는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)(15)로부터 IP를 할당 받고, 할당 받은 IP에 대한 위치 관리를 홈에이전트(Home Agent; HA)(14)가 수행한다. 사용자 서비스 장치(11)의 식별자와 IP 주소를 매핑하기 위해 DNS(Domain Name System)(16)에 할당 받은 IP를 등록한다.The Portable Subscriber Station (PSS) 11 connects to an Access Control Router (ACR) 13 that provides IP bearer services via a Radio Access System (RAS) 12. do. In this case, the user service device 11 receives an IP from the Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) 15 and performs a location management of the assigned IP by the home agent (HA) 14. The IP assigned to the Domain Name System (DNS) 16 is registered to map the identifier and the IP address of the user service device 11.

사용자 서비스 장치(11)는 다른 무선 액세스 장치로 이동할 수 있고, 예를 들어 이동 AP(Access Point)(17) 장치를 통해 새로운 액세스 제어 라우터(18)에 접속할 수 있다. 이때, 사용자 서비스 장치(11)는 DHCP(15)를 통해 새로운 IP를 할당 받고 이를 HA(14)에 등록하고, DNS(16)에 업데이트 한다.The user service device 11 may move to another wireless access device and connect to the new access control router 18 via, for example, a mobile access point (AP) device. At this time, the user service device 11 receives a new IP through DHCP 15, registers it with the HA 14, and updates the DNS 16.

이런 상황에서 새로운 IP를 할당 받고, 이를 HA에 등록하는 과정은 상당한 시간이 소요되어 사용자 서비스 장치가 주고 받던 데이터 세션이 있는 경우, 패킷 손실과 지연이 발생되어 서비스 품질이 상당히 저하될 수 있다.In this situation, a new IP is allocated and the process of registering it with the HA takes a considerable time. When there are data sessions transmitted and received by the user service device, packet loss and delay may occur, thereby significantly degrading service quality.

실제로 실시간(Real-Time) 서비스의 경우, 150msec 이상의 지연이 발생되는 경우 사용자는 서비스 품질의 저하를 느끼게 되는 것으로 알려져 있고, 상기한 바와 같이 이동에 따라 IP를 할당 받고, 이를 HA에 등록하는 과정은 수 초가 소요되어 실시간 서비스를 위해서 새로운 핸드오버 메커니즘이 요구된다.In fact, in the case of a real-time service, when a delay of 150 msec or more occurs, the user is known to feel a deterioration in service quality. As described above, an IP is assigned according to the movement and the process of registering it with the HA is described. It takes several seconds and requires a new handover mechanism for real-time service.

실시간 서비스가 아니라 할지라도 지연에 민감한 서비스의 경우에는 서비스 품질 저하가 상당히 크다. 그리고, 이동 중에 발생하는 패킷 손실도 상당히 크다는 문제점이 있다.Even if it is not a real-time service, the service quality is considerably lower for delay-sensitive services. In addition, there is a problem that the packet loss occurring during the movement is also quite large.

다른 방법인 GTP를 이용하는 방법은 단말이 항상 같은 IP를 사용하는 장점은 있지만, 무선 액세스 게이트웨이 간의 이동시 무선 액세스 게이트웨이 간의 터널링을 통해 데이터 경로가 길어지는 단점이 있고, 3GPP 계열의 무선 액세스 시스템만 지원하므로 일반적으로 사용하지 못한다.The GTP method, which is another method, has the advantage that the terminal always uses the same IP, but there is a disadvantage in that the data path is long through tunneling between the wireless access gateways when moving between the wireless access gateways, and only the 3GPP series wireless access system is supported. Generally not used.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, IP 기반 무선망에서 단말의 IP 주소를 할당하고 관리하는 방법과 위치 관리 방법을 제시하기 위한 네트워크 시스템을 제시하고, 네트워크 시스템에서 핸드오버 지연을 최소화하면서 패킷 손실을 줄이는 핸드오버 메커니즘을 제시하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve such a conventional problem, and proposes a network system for suggesting a method for allocating and managing an IP address of a terminal and a location management method in an IP-based wireless network, and handover delay in a network system. The purpose of this paper is to propose a handover mechanism that minimizes packet loss while reducing packet loss.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 IP 기반 무선망에서의 핸드오버 방법은, IP 기반 무선망에서 단말이 망에 접속할 때 네트워크 노드로부터 IP 주소를 할당 받는 단계와, 단말이 네트워크 노드의 영역을 벗어나는 경우에 데이터를 주고 받는 액티브 상태이면 할당 받은 IP 주소를 유지한 상태로 핸드오버하는 단계와, 단말이 네트워크 노드의 영역을 벗어나는 경우에 데이터를 주고 받지 않는 아이들 상태이면 새로운 영역의 네트워크 노드로부터 새로운 IP 주소를 할당 받아 핸드오버하는 단계를 포함한다.The handover method in the IP-based wireless network according to the present invention for realizing the above object, the step of receiving an IP address from the network node when the terminal accesses the network in the IP-based wireless network, the terminal is the area of the network node Handover to the state where the allocated IP address is maintained when the data is active in the case of leaving the network, and from the network node in the new area when the terminal is in the idle state when the data is out of the network node. And handovering the new IP address.

본 발명에 따르면, IP 기반 무선망에서 단말은 망에 접속할 때 IP 주소를 할당 받는다. 이 IP 주소는 IP 주소를 할당하는 네트워크 노드의 영역을 벗어나 이동하지 않는 한 고정적으로 사용된다. IP 주소를 할당하는 네트워크 노드의 영역을 벗어나는 경우, 단말이 데이터를 주고 받는 액티브(Active) 상태이면 IP 주소는 바뀌지 않는다. 이렇게 하여 단절 없는 핸드오버를 제공할 수 있다. 단말이 데이터를 주고 받지 않는 아이들(Idle) 상태이면 새로운 영역의 네트워크 노드로부터 새로운 IP 주소를 할당 받아 사용한다.According to the present invention, in the IP-based wireless network, the terminal is assigned an IP address when accessing the network. This IP address is used statically unless it moves out of the area of the network node that assigns it. If the terminal is out of the area of the network node that allocates the IP address, the IP address does not change when the terminal is in an active state of transmitting and receiving data. In this way, handover without interruption can be provided. If the terminal is in an idle state in which data is not transmitted or received, a new IP address is allocated from a network node of a new area.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IP 기반 무선망 구성도로 WAGW/DHCP에서 단말의 IP 할당 및 관리, 위치 서버(Location Server)에서 위치 관리를 수행하는 시스템을 도시한 것이다.2 is a diagram illustrating a system for performing IP allocation and management of a terminal in a WAGW / DHCP and location management in a location server according to an embodiment of the present invention.

사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 시스템(102)를 통해 IP 베어러 서비스를 제공하는 무선 액세스 게이트웨이(103)로 접속한다. 이때, 사용자 서비스 장치 단말(101)는 무선 액세스 게이트웨이(103) 장치의 DHCP 기능으로부터 IP를 할당 받고, 할당 받은 IP에 대한 위치 관리는 무선 액세스 게이트웨이(103)가 직접 수행한다. 사용자 서비스 장치 단말(101)의 식별자와 IP 주소를 매핑하기 위해 위치 서버(104)에 할당 받은 IP를 등록한다.The user service device terminal 101 connects to a radio access gateway 103 that provides an IP bearer service through the radio access system 102. At this time, the user service device terminal 101 is assigned an IP from the DHCP function of the device of the wireless access gateway 103, the location management for the assigned IP is directly performed by the wireless access gateway 103. The IP assigned to the location server 104 is registered to map the identifier and the IP address of the user service device terminal 101.

사용자 서비스 장치 단말(101)은 다른 무선 액세스 시스템 장치로 이동할 수 있고, 예를 들어 무선 액세스 시스템(105)를 통해 무선 접속을 하는 경우, 사용자 서비스 장치 단말(102)이 주고 받던 데이터 세션이 없는 경우, 새로운 무선 액세스 게이트웨이(106)로 접속한다. 이때, 사용자 서비스 장치 단말(101)은 새로운 IP를 할당 받고, 할당 받은 IP에 대한 위치 관리는 새로운 무선 액세스 게이트웨이(106)가 직접 수행한다. 사용자 서비스 장치 단말(101)의 식별자와 IP 주소를 매핑하기 위해 위치 서버(104)에 할당 받은 IP를 등록한다.The user service device terminal 101 may move to another radio access system device, for example, when a wireless connection is made through the radio access system 105, or when there is no data session exchanged by the user service device terminal 102. A new wireless access gateway 106 is connected. At this time, the user service device terminal 101 is assigned a new IP, the location management for the assigned IP is directly performed by the new radio access gateway 106. The IP assigned to the location server 104 is registered to map the identifier and the IP address of the user service device terminal 101.

사용자 서비스 장치 단말(101)이 주고 받던 데이터 세션이 있는 경우, 즉 액 티브 상태인 경우에 무선 액세스 시스템(105)는 이동 전에 사용자 서비스 장치 단말(101)이 접속하여 사용하던 무선 액세스 게이트웨이(103)로 사용자 서비스 장치 단말(101)의 이동을 알린다. 무선 액세스 게이트웨이는 새로운 무선 액세스 시스템(105)으로 사용자 서비스 장치 단말(101)과의 데이터 경로를 설정하여 핸드오버를 수행한다. 이렇게 하여 IP 주소를 변경하지 않고 계속 서비스 받을 수 있도록 한다. IP 주소를 새로 할당 받고, 할당 받은 IP 주소를 등록하는데 소요되는 상당한 시간 지연을 줄일 수 있다. 그리고, 사용자 서비스 장치 단말(101)이 접속하는 두 무선 액세스 시스템(102, 105) 사이에 패킷 손실을 줄이기 위한 데이터 경로를 통해 데이터 포워딩을 수행하여 패킷 손실을 없앨 수 있다.When there is a data session exchanged by the user service device terminal 101, that is, in an active state, the wireless access system 105 may access and use the wireless access gateway 103 that the user service device terminal 101 has accessed and used before moving. Informs the movement of the user service device terminal 101. The radio access gateway performs a handover by establishing a data path with the user service apparatus terminal 101 to the new radio access system 105. This allows you to continue to service without changing the IP address. You can reduce the time lag associated with reassigning new IP addresses and registering them. In addition, packet forwarding may be performed by performing data forwarding through a data path for reducing packet loss between two radio access systems 102 and 105 to which the user service apparatus terminal 101 accesses.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 IP 기반 무선망에서 단말이 망에 접속할 때 IP 주소를 할당 받고 네트워크에 등록하는 과정을 도시한 것이다.3 illustrates a process of registering an IP address and registering an IP address when a terminal accesses a network in an IP-based wireless network according to an exemplary embodiment of the present invention.

사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 시스템(102)으로 무선 액세스 연결을 요청한다(S201). 무선 액세스 시스템(102)는 사용자 서비스 장치 단말(101)의 인증 등을 수행하고 무선 액세스 연결 요청에 대한 응답을 한다(S202). 무선 액세스 연결이 제공되면 사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 시스템(102)에 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 채널이 제공된다(S203). 무선 액세스 시스템(102)은 사용자 서비스 장치 단말(101)의 등록을 네트워크에 알리기 위하여 무선 액세스 게이트웨이(103)로 단말의 등록을 요청한다(S204). 무선 액세스 게이트웨이(103)는 단말의 등록에 필요한 일을 수행하고 그 결과를 무선 액세스 시스템(102)에게 전달한다(S205). 단말의 등록이 성공적으로 수행되면 무선 액세스 게 이트웨이(103)는 무선 액세스 시스템(102)으로 데이터 경로를 설정하여 이 경로를 통해 사용자 단말과 데이터를 주고 받는다(S206). 사용자 서비스 장치 단말(101)의 식별자와 IP 주소를 매핑하기 위해 무선 액세스 게이트웨이(103)는 사용자 단말에게 할당한 IP 주소를 위치 서버(104)에 등록한다(S207).The user service device terminal 101 requests a radio access connection to the radio access system 102 (S201). The radio access system 102 performs authentication and the like of the user service device terminal 101 and responds to the radio access connection request (S202). When the radio access connection is provided, the user service device terminal 101 is provided with a channel for connecting to the radio access system 102 to exchange data (S203). The radio access system 102 requests registration of the terminal to the radio access gateway 103 in order to inform the network of the registration of the user service device terminal 101 (S204). The radio access gateway 103 performs a task required for registration of the terminal and transmits the result to the radio access system 102 (S205). If the registration of the terminal is successfully performed, the radio access gateway 103 establishes a data path to the radio access system 102 and exchanges data with the user terminal through the path (S206). In order to map the identifier and the IP address of the user service device terminal 101, the wireless access gateway 103 registers the IP address assigned to the user terminal in the location server 104 (S207).

위와 같이 사용자 서비스 장치 단말(101)의 네트워크 등록이 완료되면, 사용자 서비스 장치 단말(101)에게 전송하는 데이터는 위치 서버(104)를 거쳐 사용자 단말을 관리하는 무선 액세스 게이트웨이(103)에 데이터가 전달된다. 무선 액세스 게이트웨이(103)는 사용자 서비스 장치 단말(101)이 현재 위치하고 있는 무선 액세스 시스템(102)에 대한 정보를 갖고 있고, 그 무선 액세스 시스템(102)으로의 데이터 경로를 통해 데이터를 전송한다. 데이터를 수신한 무선 액세스 시스템(102)은 사용자 서비스 장치 단말(101)을 위한 채널을 통해 데이터를 전송하여 최종적으로 사용자 단말이 데이터를 수신하게 된다.When the network registration of the user service device terminal 101 is completed as described above, the data transmitted to the user service device terminal 101 is transmitted to the wireless access gateway 103 managing the user terminal via the location server 104. do. The radio access gateway 103 has information about the radio access system 102 in which the user service device terminal 101 is currently located, and transmits data via the data path to the radio access system 102. The radio access system 102 receiving the data transmits data through a channel for the user service device terminal 101 so that the user terminal finally receives the data.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 단말의 IP 주소를 할당한 네트워크 노드의 영역 내에서 단말이 이동하는 경우 단말의 IP 관리 및 위치 관리 과정을 도시한 것이다.4 illustrates an IP management and location management process of a terminal when the terminal moves within an area of a network node to which the terminal assigns an IP address according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기한 도 3의 네트워크 등록 과정을 통해 사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 시스템(102)를 통해 무선 액세스 게이트웨이(103)로 IP 베어러 연결이 된다(S203, S206). 이렇게 생성된 데이터 경로를 통해 서비스를 받던 사용자 서비스 장치 단말(101)이 IP 주소를 할당한 네트워크 노드인 무선 액세스 게이트웨이(103)가 관리하는 영역 내에서 단말이 무선 액세스 연결을 새로운 무선 액세스 시스템(102)으로 바꿀 수 있다.Through the network registration process of FIG. 3, the user service device terminal 101 becomes an IP bearer connection to the radio access gateway 103 through the radio access system 102 (S203 and S206). In the area managed by the wireless access gateway 103, which is a network node to which the user service device terminal 101 which received the service through the data path generated in this way, is assigned a new IP address, the terminal establishes a wireless access connection. )

사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 연결의 상태를 무선 액세스 시스템(102)에게 보고한다(S301). 이렇게 수집된 정보를 바탕으로 새로운 무선 액세스 시스템(102)에게 단말의 핸드오버를 요청한다(S302). 새로운 무선 액세스 시스템(102)은 단말을 받을 것인지를 결정하고 이를 이전 무선 액세스 시스템(102)에게 핸드오버 응답을 수행한다(S303). 핸드오버가 결정되면 이전 무선 액세스 시스템(102)은 새로운 무선 액세스 시스템 (102)으로 핸드오버 동안 데이터 경로를 설정하여 핸드오버 도중에 발생되는 데이터 소실을 방지할 수 있다(S304). 그리고, 사용자 단말에게 핸드오버 수행을 지시한다(S305). 사용자 단말은 새로운 무선 액세스 시스템 (102)과 무선 액세스 연결을 수행한다(S306). 새로운 무선 액세스 시스템은 사용자 단말과 무선 액세스 연결을 완료하고(S307), 사용자 단말로의 무선 데이터 경로를 설정한다(S308). 그리고, 무선 액세스 게이트웨이(103)에게 사용자 단말이 현재 자신에게 등록되었음을 알린다(S309). 무선 액세스 게이트웨이(103)는 등록 요청을 처리하고(S310), 이전 무선 액세스 시스템(102)를 통한 사용자 단말의 데이터 경로인 (S206)을 해제하고, 새로운 무선 액세스 시스템(102)를 통한 사용자 단말의 데이터 경로를 설정한다S311). 이렇게 하여 이동한 사용자 단말로의 IP 베어러 경로가 완성된다(S308, S311).The user service device terminal 101 reports the state of the radio access connection to the radio access system 102 (S301). The handover of the terminal is requested to the new radio access system 102 based on the collected information (S302). The new radio access system 102 determines whether to receive the terminal and performs a handover response to the previous radio access system 102 (S303). Once the handover is determined, the previous radio access system 102 may establish a data path during the handover to the new radio access system 102 to prevent data loss occurring during the handover (S304). In operation S305, the UE is instructed to perform handover. The user terminal performs a radio access connection with the new radio access system 102 (S306). The new radio access system completes the radio access connection with the user terminal (S307), and establishes a radio data path to the user terminal (S308). Then, the wireless access gateway 103 is notified that the user terminal is currently registered with itself (S309). The radio access gateway 103 processes the registration request (S310), releases the data path (S206) of the user terminal through the previous radio access system 102, and releases the user terminal through the new radio access system 102. The data path is set (S311). In this way, the IP bearer path to the moved user terminal is completed (S308, S311).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말의 IP 주소를 할당한 네트워크 노드의 영역을 벗어나 단말이 이동하는 경우 진행 중인 데이터 세션이 있는 경우 단말의 IP 관리 및 위치 관리와 핸드오버 과정을 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates an IP management, location management and handover process of a terminal when there is an ongoing data session when the terminal moves out of an area of a network node to which the terminal assigns an IP address according to an embodiment of the present invention. .

상기한 도 4의 핸드오버 과정을 통해 사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 시스템(102)를 통해 무선 액세스 게이트웨이(103)로 IP 베어러 연결이 된다(S308, S311). 이렇게 생성된 데이터 경로를 통해 서비스를 받던 사용자 서비스 장치 단말(101)이 IP 주소를 할당한 네트워크 노드인 무선 액세스 게이트웨이(103)가 관리하는 영역을 벗어나 다른 무선 액세스 게이트웨이(106)가 관리하는 새로운 무선 액세스 시스템(105)으로 무선 액세스 연결을 할 수 있다. 이때, 진행 중인 데이터 세션이 없는 경우, 즉 아이들 상태인 경우에 단말의 IP 관리 및 위치 관리는 도 3의 과정과 같으므로 생략한다. 진행 중인 데이터 세션이 있는 경우 단말의 IP 관리 및 위치 관리와 핸드오버 과정은 아래와 같다.Through the handover process of FIG. 4, the user service device terminal 101 becomes an IP bearer connection to the radio access gateway 103 through the radio access system 102 (S308 and S311). The new radio managed by the other radio access gateway 106 out of the area managed by the radio access gateway 103, which is a network node to which the user service device terminal 101 which received the service through the data path thus generated, is assigned a IP address. A wireless access connection may be made to the access system 105. In this case, when there is no data session in progress, that is, in the idle state, IP management and location management of the terminal are the same as in the process of FIG. If there is an ongoing data session, the IP management, location management and handover process of the UE are as follows.

사용자 서비스 장치 단말(101)은 무선 액세스 연결의 상태를 무선 액세스 시스템(102)에게 보고한다(S401). 이렇게 수집된 정보를 바탕으로 새로운 무선 액세스 시스템(105)에게 단말의 핸드오버를 요청한다(S402). 새로운 무선 액세스 시스템(105)은 단말을 받을 것인지를 결정하고 이를 이전 무선 액세스 시스템(102)에게 핸드오버 응답을 수행한다(S403). 핸드오버가 결정되면 이전 무선 액세스 시스템(102)은 새로운 무선 액세스 시스템(105)으로 핸드오버 동안 데이터 경로를 설정하여 핸드오버 도중에 발생되는 데이터 소실을 방지할 수 있다(S404). 그리고, 사용자 단말에게 핸드오버 수행을 지시한다(S405). 사용자 단말은 새로운 무선 액세스 시스템(105)과 무선 액세스 연결을 수행한다(S406). 새로운 무선 액세스 시스템(105)은 사용자 단말과 무선 액세스 연결을 완료하고(S407), 사용자 단말로의 무선 데이터 경로를 설정한다(S408). 그리고, 최초로 사용자 단말의 IP 주소를 할당 한 무선 액세스 게이트웨이(103)에게 사용자 단말이 현재 자신에게 등록되었음을 알린다(S409). 이때, 새로운 무선 액세스 시스템(105)은 사용자 서비스 장치 단말(101)이 전해주는 정보로부터 무선 액세스 게이트웨이(103)의 정보를 알 수 있다. 무선 액세스 게이트웨이(103)는 등록 요청을 처리하고(S410), 이전 무선 액세스 시스템(102)를 통한 사용자 단말의 데이터 경로인 (S311)을 해제하고, 새로운 무선 액세스 시스템(105)을 통한 사용자 단말의 데이터 경로를 설정한다(S411). 이렇게 하여 이동한 사용자 단말로의 IP 베어러 경로가 완성된다(S408, S411).The user service device terminal 101 reports the state of the radio access connection to the radio access system 102 (S401). The handover of the terminal is requested to the new radio access system 105 based on the collected information (S402). The new radio access system 105 determines whether to receive a terminal and performs a handover response to the previous radio access system 102 (S403). Once the handover is determined, the previous radio access system 102 may establish a data path during the handover to the new radio access system 105 to prevent data loss occurring during the handover (S404). In operation S405, the user terminal is instructed to perform handover. The user terminal performs a wireless access connection with the new radio access system 105 (S406). The new radio access system 105 completes the radio access connection with the user terminal (S407), and establishes a radio data path to the user terminal (S408). In operation S409, the wireless access gateway 103 to which the IP address of the user terminal is first assigned is notified to the user. In this case, the new radio access system 105 may know the information of the radio access gateway 103 from the information transmitted from the user service device terminal 101. The radio access gateway 103 processes the registration request (S410), releases the data path S311 of the user terminal through the previous radio access system 102, and releases the user terminal through the new radio access system 105. A data path is set (S411). In this way, the IP bearer path to the moved user terminal is completed (S408 and S411).

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.It has been described so far limited to one embodiment of the present invention, it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art. Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.

전술한 바와 같이 본 발명은 IP 기반 무선망에서 단말의 IP 주소를 할당하고 관리하는 방법과 위치 관리 방법을 제시하기 위한 네트워크 시스템을 제시하고, 네트워크 시스템에서 핸드오버 지연을 최소화하면서 패킷 손실을 줄이는 핸드오버 메커니즘을 제시한다.As described above, the present invention proposes a network system for presenting a method for allocating and managing an IP address of a terminal and a location management method in an IP-based wireless network, and reduces a packet loss while minimizing handover delay in a network system. Present an over mechanism.

이러한 본 발명은 3GPP HSPA, 3GPP LTE, 3GPP2 EV-DO, WiBro, 차세대 무선랜, IEEE 802.16e, IEEE 802.20 등 다양한 IP 기반 무선망에서 단말의 IP 할당 및 관리 방법으로 일반적으로 사용할 수 있다.The present invention can be generally used as an IP allocation and management method of a terminal in various IP-based wireless networks such as 3GPP HSPA, 3GPP LTE, 3GPP2 EV-DO, WiBro, next generation WLAN, IEEE 802.16e, IEEE 802.20.

특히, 단말은 IP 관리 영역 내에서 하나의 IP를 할당 받고, 단말이 진행 중 인 세션이 있는 경우에는 단말의 이동에 상관 없이 IP 주소를 유지하므로 단말의 IP를 변경하지 않고 핸드오버하여 시간 지연과 데이터 소실을 방지하는 효과가 있다.In particular, the terminal is assigned an IP within the IP management area, and if there is a session in progress, the terminal maintains the IP address regardless of the movement of the terminal. It has the effect of preventing data loss.

Claims (6)

(a) 아이피(IP) 기반 무선망에서 단말이 망에 접속할 때 네트워크 노드로부터 IP 주소를 할당 받는 단계와,(a) receiving an IP address from a network node when a terminal accesses a network in an IP-based wireless network; (b) 상기 단말이 상기 네트워크 노드의 영역을 벗어나는 경우에 데이터를 주고 받는 액티브 상태이면 상기 할당 받은 IP 주소를 유지한 상태로 핸드오버하는 단계와,(b) handover to the state where the allocated IP address is maintained if the terminal is in an active state of exchanging data when the terminal leaves the network node; (c) 상기 단말이 상기 네트워크 노드의 영역을 벗어나는 경우에 상기 데이터를 주고 받지 않는 아이들 상태이면 새로운 영역의 네트워크 노드로부터 새로운 IP 주소를 할당 받아 핸드오버하는 단계(c) handover by receiving a new IP address from a network node of a new area if the terminal is in an idle state in which the data is not transmitted or received when the terminal leaves the network node; 를 포함하는 아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법.Handover method in IP-based wireless network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (a) 단계는,In step (a), (a1) 상기 단말이 상기 망에 접속할 때 무선 액세스 시스템으로 무선 액세스 연결을 요청하는 단계와,(a1) requesting a radio access connection to a radio access system when the terminal accesses the network; (a2) 상기 무선 액세스 시스템이 상기 단말의 무선 액세스 연결 요청을 수락하고 무선 데이터 경로를 설정하는 단계와,(a2) the radio access system accepting the radio access connection request of the terminal and establishing a radio data path; (a3) 상기 무선 액세스 시스템이 상기 네트워크 노드인 무선 액세스 게이트웨이에게 상기 단말의 네트워크 등록을 요청하는 단계와,(a3) the radio access system requesting a network registration of the terminal to a radio access gateway which is the network node; (a4) 상기 무선 액세스 게이트웨이가 상기 단말의 네트워크 등록 요청을 처리하고 상기 단말에게 상기 IP 주소를 할당한 후 상기 단말로의 IP 베어러 경로를 설정하는 단계와,(a4) setting, by the radio access gateway, a network registration request of the terminal and assigning the IP address to the terminal and then setting an IP bearer path to the terminal; (a5) 상기 무선 액세스 게이트웨이가 위치 서버로 상기 (a4) 단계에서 할당한 IP 주소와 상기 단말에 대응하는 식별자의 매핑을 업데이트 하는 단계(a5) updating, by the radio access gateway, a mapping of the IP address assigned in step (a4) to the location server and an identifier corresponding to the terminal; 를 포함하는 아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법.Handover method in IP-based wireless network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 핸드오버 방법은,The handover method, (d) 상기 단말이 상기 네트워크 노드의 영역을 벗어나지 않고 이동하는 경우에 상기 할당 받은 IP 주소를 유지한 상태로 핸드오버하는 단계(d) handover to the state where the allocated IP address is maintained when the terminal moves without leaving the network node; 를 더 포함하는 아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법.Handover method in IP-based wireless network further comprising. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (d) 단계는, In step (d), (d1) 상기 단말이 무선 액세스 연결의 상태를 제 1 무선 액세스 시스템에게 보고하는 단계와,(d1) the terminal reporting a state of a radio access connection to a first radio access system; (d2) 상기 제 1 무선 액세스 시스템이 수집된 정보를 바탕으로 제 2 무선 액세스 시스템으로 상기 단말의 핸드오버를 요청하는 단계와,(d2) requesting handover of the terminal to a second radio access system based on the collected information by the first radio access system; (d3) 상기 제 2 무선 액세스 시스템이 상기 단말을 받을 것인지를 결정하고 상기 제 1 무선 액세스 시스템에게 핸드오버 응답을 수행하는 단계와,(d3) the second radio access system determining whether to receive the terminal and performing a handover response to the first radio access system; (d4) 핸드오버가 결정되면 상기 제 1 무선 액세스 시스템이 상기 제 2 무선 액세스 시스템으로 핸드오버 동안 데이터 경로를 설정하여 핸드오버 도중에 발생되는 데이터 소실을 방지하는 단계와,(d4) when the handover is determined, the first radio access system establishes a data path during the handover to the second radio access system to prevent data loss occurring during the handover; (d5) 상기 제 1 무선 액세스 시스템이 상기 단말에게 핸드오버 수행을 지시하는 단계와,(d5) the first radio access system instructing the terminal to perform handover; (d6) 상기 단말이 상기 제 2 무선 액세스 시스템과 무선 액세스 연결을 수행하는 단계와,(d6) the terminal performing a radio access connection with the second radio access system; (d7) 상기 제 2 무선 액세스 시스템이 상기 단말로의 무선 데이터 경로를 설정하는 단계와,(d7) establishing, by the second radio access system, a radio data path to the terminal; (d8) 상기 제 2 무선 액세스 시스템이 상기 네트워크 노드인 무선 액세스 게이트웨이에게 상기 단말이 현재 자신에게 등록되었음을 알리는 단계와,(d8) the second radio access system notifying a radio access gateway that is the network node that the terminal is currently registered with itself; (d9) 상기 무선 액세스 게이트웨이가 상기 단말의 등록 요청을 처리하고 상기 제 1 무선 액세스 시스템을 통한 상기 단말의 데이터 경로를 해제하고, 상기 제 2 무선 액세스 시스템을 통한 상기 단말의 데이터 경로를 설정하는 단계(d9) the radio access gateway processing the registration request of the terminal, releasing the data path of the terminal through the first radio access system, and establishing a data path of the terminal through the second radio access system; 를 포함하는 아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법.Handover method in IP-based wireless network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (b) 단계는,In step (b), (b1) 상기 단말이 무선 액세스 연결의 상태를 제 1 무선 액세스 시스템에게 보고하는 단계와,(b1) the terminal reporting a state of a radio access connection to a first radio access system; (b2) 상기 제 1 무선 액세스 시스템이 수집된 정보를 바탕으로 제 2 무선 액세스 시스템으로 상기 단말의 핸드오버를 요청하는 단계와,(b2) requesting handover of the terminal to a second radio access system based on the collected information by the first radio access system; (b3) 상기 제 2 무선 액세스 시스템이 상기 단말을 받을 것인지를 결정하고 상기 제 1 무선 액세스 시스템에게 핸드오버 응답을 수행하는 단계와,(b3) the second radio access system determining whether to receive the terminal and performing a handover response to the first radio access system; (b4) 핸드오버가 결정되면 상기 제 1 무선 액세스 시스템이 상기 제 2 무선 액세스 시스템으로 핸드오버 동안 데이터 경로를 설정하여 핸드오버 도중에 발생되는 데이터 소실을 방지하는 단계와,(b4) if the handover is determined, the first radio access system establishes a data path during the handover to the second radio access system to prevent data loss occurring during the handover; (b5) 상기 제 1 무선 액세스 시스템이 상기 단말에게 핸드오버 수행을 지시하는 단계와,(b5) instructing the terminal to perform handover by the first radio access system; (b6) 상기 단말이 상기 제 2 무선 액세스 시스템과 무선 액세스 연결을 수행하는 단계와,(b6) the terminal performing a radio access connection with the second radio access system; (b7) 상기 제 2 무선 액세스 시스템이 상기 단말로의 무선 데이터 경로를 설정하는 단계와,(b7) establishing, by the second radio access system, a radio data path to the terminal; (b8) 상기 단말이 자신의 IP 주소를 할당한 상기 네트워크 노드인 무선 액세스 게이트웨이의 정보를 상기 제 2 무선 액세스 시스템에게 알리는 단계와,(b8) the terminal notifying the second radio access system of information of the radio access gateway, which is the network node to which its IP address is assigned; (b9) 상기 제 2 무선 액세스 시스템은 상기 무선 액세스 게이트웨이에게 상기 단말이 현재 자신에게 등록되었음을 알리는 단계와,(b9) the second radio access system notifying the radio access gateway that the terminal is currently registered with itself; (b10) 상기 무선 액세스 게이트웨이는 상기 단말의 등록 요청을 처리하고 상기 제 1 무선 액세스 시스템을 통한 상기 단말의 데이터 경로를 해제하고, 상기 제 2 무선 액세스 시스템을 통한 상기 단말의 데이터 경로를 설정하는 단계(b10) the radio access gateway processing a registration request of the terminal, releasing a data path of the terminal through the first radio access system, and establishing a data path of the terminal through the second radio access system; 를 포함하는 아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법.Handover method in IP-based wireless network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (c) 단계는Step (c) is (c1) 상기 단말이 자신의 IP 주소를 할당하지 않은 상기 네트워크 노드인 새로운 무선 액세스 게이트웨이가 관리하는 영역으로 이동하여 새로운 무선 액세스 시스템으로 무선 액세스 연결을 요청하는 단계와,(c1) the terminal moving to an area managed by a new radio access gateway, which is the network node that has not assigned its IP address, requesting a radio access connection to a new radio access system; (c2) 상기 새로운 무선 액세스 시스템은 상기 단말의 무선 액세스 연결 요청을 수락하고 무선 데이터 경로를 설정하는 단계와,(c2) the new radio access system accepting a radio access connection request of the terminal and establishing a radio data path; (c3) 상기 새로운 무선 액세스 시스템은 상기 새로운 무선 액세스 게이트웨이에게 상기 단말의 네트워크 등록을 요청하는 단계와,(c3) the new radio access system requesting network registration of the terminal from the new radio access gateway; (c4) 상기 새로운 무선 액세스 게이트웨이는 네트워크 등록 요청을 처리하고 상기 단말에게 새로운 IP 주소를 할당한 후 상기 단말로의 IP 베어러 경로를 설정하는 단계와,(c4) the new radio access gateway processes a network registration request and allocates a new IP address to the terminal and establishes an IP bearer path to the terminal; (c5) 상기 새로운 무선 액세스 게이트웨이는 위치 서버로 새로 할당된 IP 주소와 상기 단말에 대응하는 식별자의 매핑을 업데이트 하는 단계(c5) the new radio access gateway updating the mapping of the newly assigned IP address to the location server and an identifier corresponding to the terminal; 를 포함하는 아이피 기반 무선망에서의 핸드오버 방법.Handover method in IP-based wireless network comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101334417B1 (en) * 2009-12-10 2013-11-29 한국전자통신연구원 Method and apparatus for providiing service oriented common access network service

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